JP2006286887A

JP2006286887A - コモンモードチョークコイル

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Publication number: JP2006286887A
Application number: JP2005104223A
Authority: JP
Inventors: Hisao Tomonari; 寿緒友成; Tomokazu Ito; 知一伊藤; Toshihiro Kuroshima; 敏浩黒嶋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP4507950B2

Abstract

【課題】基板パターンを複雑にする必要がなく、インピーダンスマッチングを容易にとることが可能なコモンモードチョークコイルを提供する
【解決手段】コモンモードチョークコイル１は、第１磁性体基板２と、積層構造体３と、第２磁性体基板４と、図示せぬ４つの外部電極とを備えている。積層構造体３は、渦巻状をなす第１コイル部４１と、第１コイル部４１と略同形状をなし、第１コイル部４１と磁気的に結合された第２コイル部６１とを有している。第１コイル部４１と第２コイル部６１との間には、抵抗材５０が配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明はコモンモードチョークコイルに関し、特にＬＶＤＳ（低電圧差動信号伝送）と共に用いられるコモンモードチョークコイルに関する。

従来から様々な構造のコモンモードチョークコイルが提案されている。例えば、絶縁層を介して隣り合う、渦巻状をなす第１コイル部と、第１コイル部と磁気結合可能に配列された渦巻状の第２コイル部とを有するコモンモードチョークコイルがある（例えば、特許文献１参照）。

上記のコモンモードチョークコイルは、差動伝送方式を用いた信号伝送回路において利用される。この差動伝送方式を用いた差動インターフェースとして、ＬＶＤＳ（低電圧差動信号伝送）がある。ＬＶＤＳは、コンピュータやＬＣＤ−ＴＶのパネルに映像信号を伝送するために用いられる。図４は、一般的なＬＶＤＳ１１１の構成を示している。ＬＶＤＳ１１１は、ＬＶＤＳドライバ１１２と、ＬＶＤＳレシーバ１１３と、これらを接続する基板上のパターンである伝送ケーブル１１４と、終端抵抗１１５とを有している。終端抵抗１１５は、伝送ケーブル１１４の線路インピーダンスとのインピーダンスマッチングをとるために設けられている。

ＬＶＤＳ１１１の場合、特性インピーダンスが１００Ωであるため、終端抵抗１１５は１００Ωである。また、ＬＶＤＳ１１１には、伝送ケーブル１１４に発生するノイズを軽減するためにコモンモードチョークコイル１１６が挿入されている。このＬＶＤＳ１１１を基板上に実装する場合は、図５に示すような回路構成とされる。

特開平８−２０３７３７号公報

しかし、上記のコモンモードチョークコイル１１６をＬＶＤＳ１１１に用いた場合、伝送ケーブル１１４である基板パターンの間の距離ｄが１００Ωの線路インピーダンス確保のため短く、図５に示したように複雑な基板パターンが必要となる。また、基板パターンが複雑となるため、インピーダンスマッチングがとりにくくなる。

そこで、本発明は、基板パターンを複雑にする必要がなく、インピーダンスマッチングを容易にとることが可能なコモンモードチョークコイルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、第１コイル部と、第１コイル部と磁気的に結合可能な第２コイル部とを備え、第１コイル部と、第２コイル部との間には、抵抗材が配置されているコモンモードチョークコイルを提供している。かかる構成によれば、ＬＶＤＳにコモンモードチョークコイルを使用した場合、基板パターン上に終端抵抗としての抵抗部品を配置する必要がなくなる。よって、複雑な基板パターンが不要となり、インピーダンスマッチングを容易にとることが可能となる。

また、本発明は、第１磁性体基板と、第１磁性体基板の一方の主面側に配置された第１コイル部と、第１磁性体基板の主面側に第１コイル部を介して配置され、第１コイル部と磁気的に結合可能な第２コイル部と、第１磁性体基板の主面側に第１コイル部及び第２コイル部を介して配置された第２磁性体基板とを備え、第１コイル部と第２コイル部との間には、抵抗材が配置されているコモンモードチョークコイルを提供している。かかる構成によれば、ＬＶＤＳにコモンモードチョークコイルを使用した場合、基板パターン上に終端抵抗としての抵抗部品を配置する必要がなくなる。よって、複雑な基板パターンが不要となり、インピーダンスマッチングを容易にとることが可能となる。

ここで、抵抗材の比抵抗は、１０^−３〜１０^−２Ω・ｍであることが好ましい。かかる構成によれば、１００Ωの抵抗を有する抵抗材をもつコモンモードチョークコイルを形成することができる。

本発明のコモンモードチョークコイルによれば、基板パターンを複雑にする必要がなく、インピーダンスマッチングを容易にとることができる。

本発明の実施の形態によるコモンモードチョークコイルについて図１及び図３に基づき説明する。図１は、コモンモードチョークコイル１の斜視図、図２はコモンモードチョークコイル１の分解斜視図である。本実施の形態によるコモンモードチョークコイル１は、第１磁性体基板２と、積層構造体３と、第２磁性体基板４と、外部電極５〜８とを備え、略直方体状をなしており、外径寸法は、１．２ｍｍ×１．０ｍｍ×０．６ｍｍである。

第１磁性体基板２は、板状をなし、焼結フェライト又は複合フェライト（粉状のフェライトを含有した樹脂）等の磁性材料から構成されている。第１磁性体基板２は第１主面２Ａと第２主面２Ｂとを有し、第１磁性体基板２の第２主面２Ｂ側には、積層構造体３が配置されている。積層構造体３は、複数の層が薄膜成形技術により積層形成された直方体状をなしている。積層構造体３は、第１絶縁層１０と、第１コイル層２０と、第２絶縁層３０と、第２コイル層４０と、抵抗材５０と、第３コイル層６０と、第３絶縁層７０と、第４コイル層８０とを備えている。

第１絶縁層１０は、略長方形のシート状であり、第１磁性体基板２の第２主面２Ｂ側に配置され、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の電気的及び磁気的な絶縁性に優れ、加工性のよい樹脂材料から構成されている。第１絶縁層１０の略中央には、第１孔１０ａが形成されている。第１絶縁層１０は、第１磁性体基板２の第２主面２Ｂ上の凹凸を緩和している。

第１コイル層２０は、第１絶縁層１０上に形成されている。第１コイル層２０は、第１−１引出し端部２１Ａと第１−２引出し端部２１Ｂとを有する第１引出し電極２１を有している。第１−１引出し端部２１Ａは、第１孔１０ａに隣接する位置に配置され、第１−２引出し端部２１Ｂは、第１絶縁層１０の第１辺１０Ｂにおいて積層構造体３の側面に露出するように配置されている。

第１コイル層２０は、更に、第１−１〜３電極部２２〜２４を有している。第１−１電極部２２は、第１絶縁層１０の第１辺１０Ａにおいて第１引出し電極２１に隣接し、かつ積層構造体３の側面に露出するように配置されている。第１−２電極部２３及び第１−３電極部２４は、第１−２引出し端部２１Ｂ及び第１−１電極部２２がそれぞれ配置された第１絶縁層１０の第１辺１０Ｂの反対側の第２辺１０Ｃに、第１引出し電極２１、及び第１−１電極部２２とそれぞれ対向する位置に積層構造体３の側面に露出するように配置されている。

第２絶縁層３０は、第１コイル層２０上に配置され、第１絶縁層１０と略同形状をなし、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の電気的及び磁気的な絶縁性に優れ、加工性のよい樹脂材料から構成されている。第２絶縁層３０の第１絶縁層１０の第１孔１０ａと対向する位置には、第２孔３０ａが形成されている。また、第２絶縁層３０の第１−１引出し端部２１Ａと対向する位置には、第１接続孔３０ｂが形成されている。そして、第１孔１０ａ及び第２孔３０ａには、図示せぬ磁性体が充填されている。

第２コイル層４０は、第２絶縁層３０上に形成されている。第２コイル層４０は、第１コイル部４１を有している。第１コイル部４１は、第１−１コイル端部４１Ａと第１−２コイル端部４１Ｂとを有している。第１−１コイル端部４１Ａは、第１−１引出し端部２１Ａに対向配置され、かつ第１接続孔３０ｂにおいて第１−１引出し端部２１Ａと接続されている。第１−２コイル端部４１Ｂは、第１−３電極部２４と対向する付近に配置されている。そして、第１コイル部４１のコイルパターンは、第１−１コイル端部４１Ａと第１−２コイル端部４１Ｂとの間において、第２孔３０ａの周囲を囲むように渦巻状をなしている。

また、第２コイル層４０は、第２引出し電極４２を有している。第２引出し電極４２は、第１−３電極部２４に対向配置されており、第１−２コイル端部４１Ｂと接続されている。更に、第２コイル層４０は、第２−１〜３電極部４３〜４５を有している。第２−１電極部４３は第１−１電極部２２に、第２−２電極部４４は第１−２引出し端部２１Ｂに、第２−３電極部４５は第１−２電極部２３にそれぞれ対向配置されている。

抵抗材５０は、板状をなし、第２コイル層４０上に配置されている。抵抗材５０は、Ｍｎ−Ｃｕ系合金から構成され、その比抵抗は４×１０^−２Ω・ｍであり、抵抗の大きさは１００Ωである。

第３コイル層６０は、抵抗材５０上に形成されている。第３コイル層６０は、第１コイル部４１と略同形の渦巻状をなす第２コイル部６１を有している。第２コイル部６１は、第１コイル部４１に対向配置されている。第１コイル部４１と第２コイル部６１とは、互いに対向配置されているので、いずれか一方のコイルに電流が流れて磁束が発生すると、その磁束はもう一方のコイルに入る。よって、第１コイル部４１と第２コイル部６１とは、互いに磁気結合可能に配列されている。

第２コイル部６１は、第１コイル部４１と同様に第２−１コイル端部６１Ａと第２−２コイル端部６１Ｂとを有している。第２−１コイル端部６１Ａは、抵抗材５０の内方に位置している。第２−２コイル端部６１Ｂは、第２−３電極部４５に対向する付近に配置されている。

また、第３コイル層６０は、第３引出し電極６２を有している。第３引出し電極６２は、第２−３電極部４５に対向配置されており、第２−２コイル端部６１Ｂと接続されている。更に、第３コイル層６０は、第３−１〜３電極部６３〜６５を有している。第３−１電極部６３は第２−１電極部４３に、第３−２電極部６４は第２−２電極部４４に、第３−３電極部６５は第２引出し電極４２にそれぞれ対向配置されている。

第３絶縁層７０は、第３コイル層６０上に配置され、第２絶縁層３０と略同形状をなし、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の電気的及び磁気的な絶縁性に優れ、加工性のよい樹脂材料から構成されている。第３絶縁層７０の第２孔３０ａに対向する位置には、第３孔７０ａが形成されている。第３孔７０ａには、図示せぬ磁性体が充填されている。また、第３絶縁層７０の第２−１コイル端部６１Ａに対向する部分には、第２接続孔７０ｂが形成されている。

第４コイル層８０は、第３絶縁層７０上に形成されている。第４コイル層８０は、第４−１引出し端部８１Ａ及び第４−２引出し端部８１Ｂを有する第４引出し電極８１を有している。第４−１引出し端部８１Ａは、第２−１コイル端部６１Ａに対向配置され、かつ第２接続孔７０ｂにおいて第２−１コイル端部６１Ａと接続されている。第４−２引出し端部８１Ｂは、第３−１電極部６３に対向配置されている。

第４コイル層８０は、更に、第４−１〜３電極部８２〜８４を有している。第４−１電極部８２は第３−２電極部６４に、第４−２電極部８３は第３引出し電極６２に、第４−３電極部８４は第３−３電極部６５にそれぞれ対向配置されている。

第２磁性体基板４は、第４コイル層８０上に配置されており、板状をなし、焼結フェライト又は複合フェライト（粉状のフェライトを含有した樹脂）等の磁性材料から構成されている。また、第２磁性体基板４は、第４コイル層８０と対向する第３主面４Ａと、第３主面４Ａと反対側に位置する第４主面４Ｂとを有している。

図１に示すように、外部電極５、６は、積層された第１磁性体基板２、積層構造体３、及び第２磁性体基板４を構成する三つの外面に跨って形成されている。外部電極５は、第１−１電極部２２、第２−１電極部４３、抵抗材５０、第３−１電極部６３及び第４−２引出し端部８１Ｂと接続されている。よって、第２コイル部６１と外部電極５とは、第４引出し電極８１を介して電気的に接続されている。また、外部電極６は、第１−２引出し端部２１Ｂ。第２−２電極部４４、抵抗材５０、第３−２電極部６４及び第４−１電極部８２と接続されている。よって、第１コイル部４１と外部電極６とは、第１引出し電極２１を介して電気的に接続されている。

残りの外部電極７、８は、外部電極５、６と対向する位置において、積層された第１磁性体２、積層構造体３、及び第２磁性体４を構成する三つの外面に跨って形成されている。外部電極７は、第１−２電極部２３、第２−３電極部４５、抵抗材５０、第３引出し電極６２及び第４−２電極部８３と接続されている。よって、第２コイル部６１と外部電極７とは、第３引出し電極６２を介して電気的に接続されている。また、外部電極８は、第１−３電極部２４、第２引出し電極４２、抵抗材５０、第３−３電極部６５及び第４−３電極部８４と接続されている。よって、第１コイル部４１と外部電極８とは、第２引出し電極４２を介して電気的に接続されている。

上記の構成のコモンモードチョークコイル１は、差動伝送方式を用いた信号伝送回路において利用される。例えば、外部電極５、６は入力側に接続され、外部電極７、８は出力側に接続されて用いられる。コモンモードチョークコイルは、信号に対しては、デイファレンシャルモードとして用いられる。デイファレンシャルモードでは、信号は、第１コイル部４１及び第２コイル部６１に互いに逆方向の信号として入力される。

そのため、第１コイル部４１と第２コイル部６１とに生じる磁束は互いに逆方向となる。そして、第１コイル部４１のコイルパターンと第２コイル部６１のコイルパターンとは、ほぼ同形状であり、互いに対向配置されているので、同程度の強さの磁束が生じ、互いに打ち消しあい、残存する磁束はほとんどなくなる。従って、第１コイル部４１と第２コイル部６１とが生成する磁界によって生じるインピーダンス（インダクタンス）がほとんどないので、信号は、ほとんど減衰することなく出力される。

一方、コモンモード信号に対しては、コモンモードチョークコイルは、コモンモードとして用いられる。コモンモードでは、コモンモード信号は、第１コイル部４１及び第２コイル部６１に互いに同方向に生じる。このコモンモード信号により、第１コイル部４１と第２コイル部６１とには、同方向に磁束が発生する。このため、第１コイル部４１及び第２コイル部６１が生み出す磁界によって生じるインピーダンス（インダクタンス）が高くなり、コモンモード信号は、ほとんど出力されない。このようにして、コモンモードチョークコイルは、ノイズのみを減衰させることができる。

また、本実施の形態のコモンモードチョークコイル１は、図４に示したＬＶＤＳ１１１と同様の構成のＬＶＤＳ１１（図３）に使用される。この場合コモンモードチョークコイル１は、抵抗材５０を有しているので、図３に示すように、ＬＶＤＳレシーバ１３に接続された基板パターン１４上に終端抵抗としての抵抗部品を配置する必要がなくなる。よって、複雑な基板パターンが不要となり、インピーダンスマッチングを容易にとることが可能となる。また、ＬＶＤＳにおける特性インピーダンスは１００Ωであり、抵抗材５０の比抵抗は、４×１０^−２Ω・ｍであるので、本実施の形態のコモンモードチョークコイルを形成することができる。

尚、本発明のコモンモードチョークコイル１は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では抵抗材５０はＭｎ−Ｃｕ系合金であったが、Ｍｎ−Ｃｕ系合金にガラスなどの不純物を添加したものであっても良い。また、抵抗材５０の比抵抗は、４×１０^−２Ω・ｍであったが、１０^−３〜１０^−２Ω・ｍの範囲内であれば良い。抵抗材の抵抗の大きさは１００Ωであったが、これに限られない。

本発明の実施の形態におけるコモンモードチョークコイルの斜視図。本発明の実施の形態におけるコモンモードチョークコイルの分解斜視図。本発明の実施の形態におけるコモンモードチョークコイルをＬＶＤＳに使用した場合の回路構成を示す図。一般的なＬＶＤＳの構成を示す図。従来のコモンモードフィルタをＬＶＤＳに使用した場合の回路構成を示す図。

符号の説明

１コモンモードチョークコイル
２第１磁性体基板
４第２磁性体基板
４１第１コイル部
５０抵抗材
６１第２コイル部

Claims

第１コイル部と、
前記第１コイル部と磁気的に結合可能な第２コイル部と、を備え、
前記第１コイル部と、前記第２コイル部との間には、抵抗材が配置されていることを特徴とするコモンモードチョークコイル。
第１磁性体基板と、
前記第１磁性体基板の一方の主面側に配置された第１コイル部と、
前記第１磁性体基板の前記主面側に前記第１コイル部を介して配置され、前記第１コイル部と磁気的に結合可能な第２コイル部と、
前記第１磁性体基板の前記主面側に前記第１コイル部及び前記第２コイル部を介して配置された第２磁性体基板と、を備え、
前記第１コイル部と前記第２コイル部との間には、抵抗材が配置されていることを特徴とするコモンモードチョークコイル。
前記抵抗材の比抵抗は、１０^−３〜１０^−２Ω・ｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のコモンモードチョークコイル。