JP2007059539A - 積層型コモンモードフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 高周波特性を向上させることが可能な積層型コモンモードフィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】 第１の導体２１は、スパイラル形状を呈し、第１の端子電極に接続される。第２の導体２２は、スパイラル形状を呈し、第２の端子電極に接続される。第３の導体２３は、第１の導体２１の内側端部２１ｂに対応する位置から第２の端子電極まで伸びて当該第２の端子電極に接続される。第４の導体２４は、第２の導体２２の内側端部２２ｂに対応する位置から第４の端子電極まで伸びて当該第４の端子電極に接続される。第１及び第２の導体２１、２２と第３及び第４の導体２３、２４とが、積層方向で間をあけて配置されている。第１の導体２１と第２の導体２２とが互いに磁気結するとともに、第３の導体２３と第４の導体２４とが互いに磁気結合する
【選択図】 図２

Description

本発明は、積層型コモンモードフィルタに関するものである。

この種の積層型コモンモードフィルタとして、複数の絶縁体が積層された積層体と、積層体に形成された第１〜第４の端子電極と、積層体内に配されると共に、互いに電気的に接続される第１及び第３の導体を含む第１のコイルと、積層体内に配されると共に、互いに電気的に接続される第２及び第４の導体を含む第２のコイルと、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載された積層型コモンモードフィルタでは、第１及び第２の導体が磁気結合している。
特開平８−２０３７３７号公報（特許第３６０１６１９号公報）

特許文献１では、信号が流れる際に第３及び第４の導体に発生する磁束の影響について検討されていない。信号が流れることにより発生する磁束によって、第３及び第４の導体はコイルとして機能してしまう。特に、流れる信号が高周波になると、第３及び第４の導体によるコイルのインダクタンス値が大きくなり、信号に対して高インピーダンスを示すようになってしまう。したがって、高周波の場合には、第３及び第４の導体によるコイルの影響がより顕著になる。また、信号に対するインピーダンスが高くなってしまうと信号が通りにくくなる上、ノイズの十分な除去も困難となる。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、高周波特性を向上させることが可能な積層型コモンモードフィルタを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明による積層型コモンモードフィルタは、複数の絶縁体層が積層された積層体と、積層体の側面上に形成された第１〜第４の端子電極と、積層体内に配されており、スパイラル形状を呈するとともに、外側端部が第１の端子電極と電気的に接続される第１の導体と、積層体内に配されており、スパイラル形状を呈するとともに、外側端部が第２の端子電極と電気的に接続される第２の導体と、積層体内に配されており、一端が第１の導体の内側端部と電気的に接続されるとともに、他端が第３の端子電極と電気的に接続される第３の導体と、積層体内に配されており、一端が第２の導体の内側端部と電気的に接続されるとともに、他端が第４の端子電極と電気的に接続される第４の導体と、を備え、第１及び第２の導体と第３及び第４の導体とが、積層方向で間隔を有して配置されており、第１の導体と第２の導体とが互いに磁気結合するとともに、第３の導体と第４の導体とが互いに磁気結合することを特徴とする。

上記の本発明の積層型コモンモードフィルタでは、第１の導体と第２の導体とが磁気結合するだけでなく、第３の導体と第４の導体とも磁気結合するため、作動信号が流れた際に第３及び第４の導体において発生する磁束は互いに打ち消し合うように作用する。したがって、高周波の信号に対し高いインピーダンスを示し、信号を通りにくくするといった問題を抑制することができる。また、第１及び第２の導体と第３及び第４の導体とが積層体の積層方向で間隔を有して配置されている。そのため、第１及び第２の導体と第３及び第４の導体との間で形成される浮遊容量を小さくすることも可能となる。これらの結果、高周波特性を向上させることが可能となる。

好ましくは、第１の導体と第２の導体とが、積層方向で間隔を有して配置されている。この場合、第１の導体と第２の導体との電気的絶縁を確実に行うことができる。

また、好ましくは、第３の導体と第４の導体とが、積層方向で間隔を有して配置されている。この場合、第３の導体と第４の導体との電気的絶縁を確実に行うことができる。

好ましくは、第１〜第４の導体が、積層方向に併置されており、第２の導体が、積層体の積層方向で第１の導体と第３の導体との間に配置され、第３の導体が、積層体の積層方向で第２の導体と第４の導体との間に配置されている。このような配置の場合、第１の導体と第３の導体とで形成される浮遊容量と、第２の導体と第４の導体とで形成される浮遊容量とをバランス良く形成することができる。その結果、逆極性のノイズ成分を均等に除去することが可能となる。

好ましくは、第１〜第４の導体が、積層方向に併置されており、第１及び第２の導体と第３及び第４の導体との積層方向での間隔が、第１の導体と第２の導体との積層方向での間隔及び第３の導体と第４の導体との積層方向での間隔の何れよりも大きい。この場合、第１及び第２の導体と第３及び第４の導体との間で発生する浮遊容量を小さくすることが可能となる。

本発明によれば、高周波特性を向上させることが可能な積層型コモンモードフィルタを提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、説明中、「上」及び「下」なる語を使用することがあるが、これは各図の上下方向に対応したものである。

まず、図１、図２を参照して、本実施形態に係る積層型コモンモードフィルタＣＦの構成を説明する。図１は、本実施形態に係る積層型コモンモードフィルタを示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る積層型コモンモードフィルタに含まれる素体を分解して示した構成図である。

積層型コモンモードフィルタＣＦは薄膜タイプのコモンモードフィルタであって、図１に示されるように、直方体形状の素体１と、素体１の側面に形成された第１〜第４の端子電極３〜６とを備えている。

素体１は、図２に示すように、複数（本実施形態においては、４層）の絶縁体層１１〜１４と第１〜第４の導体２１、２３、２５、２７とが交互に積層された積層体ＬＳと、積層体ＬＳを間に挟む一対の磁性基板ＭＢ１、ＭＢ２とが積層されることにより構成される。積層体ＬＳは、複数の層が薄膜成形技術により積層形成されたものである。絶縁体層１２は、絶縁体層１１、１３に比べ厚い。

絶縁体層１１〜１４には、図２に示されるように、磁性基板ＭＢ１と磁性基板ＭＢ２との間に閉磁路を形成するための磁性体（図示せず）を配置するための開口１１ａ〜１４ａがそれぞれ設けられている。

積層体ＬＳ内に配される第１の導体２１は、絶縁体層１１上に位置する。第１の導体２１は、スパイラル状、すなわち、積層体ＬＳにおける絶縁体層１１〜１４の積層方向（以下、単に積層方向という）に直交する平面内でスパイラル状に巻回された形状を呈している。第１の導体２１の外側端部２１ａは、積層体ＬＳの側面まで引き出されるように伸びて当該側面に露出しており、第１の端子電極３に電気的に接続される。第１の導体２１の外側端部２１ａは、引き出し導体として機能する。

絶縁体層１１における第１の導体２１の内側端部２１ｂに対応する位置には、絶縁体層１１に設けられた開口部１１ｂを絶縁体層１１の厚み方向に貫通するスルーホール導体３１ａが形成されている。第１の導体２１は、その内側端部２１ｂにおいてスルーホール導体３１ａに電気的に接続されている。

積層体ＬＳ内に配される第２の導体２２は、絶縁体層１２上に位置する。第１の導体２１と第２の導体２２との間に絶縁体層１１が存在し、第１の導体２１と第２の導体２２とは積層方向で間隔を有して配置される。

第２の導体２２は、スパイラル状、すなわち、積層体ＬＳの積層方向に直交する平面内でスパイラル状に巻回された形状を呈している。第２の導体２２の外側端部２２ａは、積層体ＬＳの側面（第１の導体２１の外側端部２１ａが引き出される側面）まで引き出されて当該側面に露出しており、第２の端子電極４に接続される。第２の導体２２の外側端部２２ａは、引き出し導体として機能する。

絶縁体層１２における第１の導体２１の内側端部２１ｂに対応する位置には、絶縁体層１２に設けられた開口部１２ｂを絶縁体層１２の厚み方向に貫通するスルーホール導体３１ｂが形成されている。絶縁体層１２における第２の導体２２の内側端部２２ａに対応する位置には、絶縁体層１２に設けられた開口部１２ｃを絶縁体層１２の厚み方向に貫通するスルーホール導体３２ａが形成されている。

積層体ＬＳ内に配される第３の導体２３は、絶縁体層１３上に位置している。第２の導体２２と第３の導体２３との間に絶縁体層１２が存在し、第２の導体２２と第３の導体２３とは積層方向で間隔を有して配置される。

第３の導体２３の一端部２３ａは、積層体ＬＳの側面（第１の導体２１の外側端部２１ａが引き出される側面に対向する側面）まで引き出されて当該側面に露出しており、第３の端子電極５に接続される。第３の導体２３の他端部２３ｂは、スルーホール導体３１ｂが形成された位置、すなわち第１の導体２１の内側端部２１ｂに対応する位置まで伸びている。第３の導体２３の一端部２３ａは、引き出し導体として機能する。

第３の導体２３の他端部２３ｂは、絶縁体層１１〜１３が積層された状態でスルーホール導体３１ａ、３１ｂと電気的に接続される。これにより、第１の導体２１及び第３の導体２３は、相互に電気的に接続され、第１のコイルを構成することとなる。

絶縁体層１３における第２の導体２２の内側端部２２ｂに対応する位置には、絶縁体層１３に設けられた開口部１３ｂを絶縁体層１３の厚み方向に貫通するスルーホール導体３２ｂが形成されている。

積層体ＬＳ内に配される第４の導体２４は、絶縁体層１４上に位置している。第３の導体２３と第４の導体２４との間に絶縁体層１３が存在し、第３の導体２３と第４の導体２４とは積層方向で間をあけて配置される。

第４の導体２４の一端部２４ａは、積層体ＬＳの側面（第１及び第２の導体２１、２２の外側端部２１ａ、２２ａが引き出される側面に対向する側面）まで引き出されて当該側面に露出しており、第４の端子電極６に接続される。第４の導体２４の他端部２４ｂは、スルーホール導体３２ｂが形成された位置、すなわち第２の導体２２の内側端部２２ｂに対応する位置まで伸びている。第４の導体２４の一端部２４ａは、引き出し導体として機能する。

第４の導体２４の他端部２４ｂは、絶縁体層１２〜１４が積層された状態でスルーホール導体３２ａ、３２ｂと電気的に接続される。これにより、第２の導体２２及び第４の導体２４は、相互に電気的に接続され、第２のコイルを構成することとなる。

第１の導体２１と第２の導体２２とは、当該各導体２１，２２における各内側及び外側端部２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂを除く、スパイラル状の部分の殆どが積層方向から見て互いに重なるように伸びている。また、第１の導体２１と第２の導体２２との間に位置する絶縁体層１１は、第１の導体２１と第２の導体２２とが互いに磁気結合することができる程度に十分に薄い。ここで、「磁気結合する」とは、結合率が０．１を超えることをいう。

第３の導体２３と第４の導体２４とは、当該各導体２３，２４における各内側及び外側端部２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂを除く、直線状の部分の殆どが積層方向から見て互いに重なるように伸びている。また、第３の導体２３と第４の導体２４との間に位置する絶縁体層１３は、第３の導体２３と第４の導体２４とが互いに磁気結合することができる程度に十分に薄い。

図２に示すように、第１〜第４の導体２１〜２４は、積層方向に併置されている。また、第２の導体２２は、積層体ＬＳの積層方向で第１の導体２１と第３の導体２３との間に配置されている。第３の導体２３は、積層体ＬＳの積層方向で第２の導体２２と第４の導体２４との間に配置されている。

絶縁体層１１には、第２の導体２２の外側端部２２ａ、第３の導体２３の一端部２３ａ、及び第４の導体２４の一端部２４ａに対応する位置に、第１の導体２１と略同じ厚さの導体４１が設けられている。絶縁体層１２には、第１の導体２１の外側端部２１ａ、第３の導体２３の一端部２３ａ、及び第４の導体２４の一端部２４ａに対応する位置に、第２の導体２２と略同じ厚さの導体４２が設けられている。絶縁体層１３には、第１の導体２１の外側端部２１ａ、第２の導体２２の外側端部２２ａ、及び第４の導体２４の一端部２４ａに対応する位置に、第３の導体２３と略同じ厚さの導体４３が設けられている。絶縁体層１４には、第１の導体２１の外側端部２１ａ、第２の導体２２の外側端部２２ａ、及び第３の導体２３の一端部２３ａに対応する位置に、第４の導体２４と略同じ厚さの導体４４が設けられている。

図３に、図１に示す積層型コモンモードフィルタＣＦのＩ−Ｉ矢印断面の構成を説明するための模式図を示す。図３では、絶縁体層１１〜１４に設けられた開口１１ａ〜１４ａに配置される磁性体を省略している。なお、図３では、見易さのため各導体の厚さに対する各絶縁体層の厚さの比を実際より大きくして図示している。

絶縁体層１１の厚さ、すなわち第１の導体２１と第２の導体２２との積層方向での間隔をｄ１とする。絶縁体層１２の厚さ、すなわち第２の導体２２と第３の導体２３との積層方向での間隔をｄ２とする。絶縁体層１３の厚さ、すなわち第３の導体２３と第４の導体２４との積層方向での間隔をｄ３とする。

絶縁体層１２は、絶縁体層１１、１３と比べて厚い。したがって、第１及び第２の導体２１、２２と第３及び第４の導体２３、２４との積層方向での間隔ｄ２は、第１の導体と第２の導体２１、２２との積層方向での間隔ｄ１、及び第３の導体２３と第４の導体２４との積層方向での間隔ｄ３の何れよりも厚い。

第１のコイルを形成する第１の導体２１と第３の導体２３との積層方向での間隔ｔ１は、第２の導体２２と第４の導体２４との積層方向での間隔ｔ２と略同じであることが好ましい。

積層型コモンモードフィルタＣＦでは、スパイラル形状を呈する第１の導体２１及び第２の導体２２が磁気結合する。したがって、積層型コモンモードフィルタＣＦは、ディファレンシャルモードの信号を十分良好に流し、さらにコモンモードのノイズを十分に除去するコモンモードフィルタの特性を発揮することができる。

積層型コモンモードフィルタＣＦでは、第１の導体２１及び第２の導体２２だけでなく、第３の導体２３及び第４の導体２４も磁気結合する。そのため、差動信号が流れた際に、第３及び第４の導体において発生する磁束は互いに打ち消うように作用する。したがって、高周波の信号が流れた場合であっても、インピーダンスの値が高騰することが抑制される。これにより、積層型コモンモードフィルタＣＦでは、高周波の信号の場合であっても、信号を十分良好に通し、さらにノイズを十分に除去することができる。このように、積層型コモンモードフィルタＣＦでは、高周波特性を向上させることが可能となる。

第２の導体２２と第３の導体２３との間には絶縁体層１２が積層されており、第１及び第２の導体２１、２２と第３及び第４の導体２３、２４とは、積層体ＬＳの積層方向で間隔を有している。そのため、第１及び第２の導体２１、２２と第３及び第４の導体２３、２４との間で形成される浮遊容量を小さくすることが可能となる。浮遊容量が大きいと高周波特性が低下してしまう。したがって、積層型コモンモードフィルタＣＦでは、この点からも高周波特性を向上させることができる。

第１の導体２１と第２の導体２２との間には絶縁体層１１が積層されており、第１の導体２１と第２の導体２２とは積層方向で間隔を有して配置されている。したがって、第１の導体２１と第２の導体２２との電気的絶縁を確実に行うことができる。

また、第３の導体２３と第４の導体２４との間には絶縁体層１３が積層されており、第３の導体２３と第４の導体２４とは積層方向で間隔を有して配置されている。したがって、第３の導体２３と第４の導体２４との電気的絶縁を確実に行うことができる。

積層型コモンモードフィルタＣＦでは、第１〜第４の導体２１〜２４が、積層方向に併置されている。さらに、第１〜第４の導体２１〜２４は、第２の導体２２が積層体ＬＳの積層方向で第１の導体２１と第３の導体２３との間に配置され、第３の導体２３が積層体ＬＳの積層方向で第２の導体２２と第４の導体２４との間に配置されている。このような配置の場合、第１の導体２１と第３の導体２３とで形成される浮遊容量と、第２の導体２２と第４の導体２４とで形成される浮遊容量とをバランス良く形成することができる。その結果、逆極性のノイズ成分を均等に除去することが可能となる。

特に、第１の導体２１と第３の導体２３との間隔ｔ１と、第２の導体と第４の導体との間隔ｔ２とが略同じである場合が、浮遊容量のバランスをさらに良好とし、逆極性のノイズ成分をより均等に除去できるようになる点から好ましい。

また、第１〜第４の導体２１〜２４が積層方向に併置されている積層型コモンモードフィルタＣＦでは、絶縁体層１２の厚さが絶縁体層１１、１３のいずれの厚さよりも厚い。したがって、第１及び第２の導体２１、２２と第３及び第４の導体２３、２４との積層方向での間隔ｄ２が、第１の導体２１と第２の導体２２との積層方向での間隔ｄ１、及び第３の導体２３と第４の導体２４との積層方向での間隔ｄ３の何れよりも大きい。そのため、第１及び第２の導体２１、２２と第３及び第４の導体２３、２４との間で発生する浮遊容量を小さくすることができ、高周波特性をさらに向上させることが可能となる。

次に、図４を参照して、本実施形態に係る積層型コモンモードフィルタＣＦの変形例の構成を説明する。図４は、本実施形態に係る積層型コモンモードフィルタの変形例に含まれる積層体を分解して示した構成図である。変形例に係る積層型コモンモードフィルタでは、第３及び第４の導体２３、２４の配置される位置に関して上述した実施形態に係る積層型コモンモードフィルタＣＦと相違する。

変形例に係る積層型コモンモードフィルタは、図１に示した積層型コモンモードフィルタＣＦと同じく、素体１と、第１〜第４の端子電極３〜６とを備えている。素体１には、複数の絶縁体層１１〜１４と第１〜第４の導体２１、２３、２５、２７とが交互に積層された積層体ＬＳと、積層体ＬＳを間に挟む一対の磁性基板（絶縁体層）ＭＢ１、ＭＢ２とが配されている。

本変形例では、絶縁体層１３上には第４の導体２４が位置し、絶縁体層１４上には第３の導体２３が位置する。したがって、第１〜第４の導体２１〜２４は、図４の上から下に向かう方向で、第１の導体２１、第２の導体２２、第３の導体２３、第４の導体２４の順で積層体ＬＳ内に配される。

絶縁体層１３における第１の導体２１の内側端部２１ｂに対応する位置には、絶縁体層１３に設けられた開口部１３ｂを絶縁体層１３の厚み方向に貫通するスルーホール導体３１ｃが形成されている。第３の導体２３の他端部２３ｂは、絶縁体層１１〜１３が積層された状態でスルーホール導体３１ａ〜３１ｃと電気的に接続される。これにより、第１の導体２１及び第３の導体２３は、相互に電気的に接続され、第１のコイルを構成することとなる。

第４の導体２４の他端部２４ｂは、絶縁体層１２、１３が積層された状態でスルーホール導体３２ａと電気的に接続される。これにより、第２の導体２２及び第４の導体２４は、相互に電気的に接続され、第２のコイルを構成することとなる。

以上、本発明の好適な実施形態及び変形例について説明してきたが、本発明は必ずしもこれらの実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、第１及び第２の導体が積層方向で間隔を有さずに配置されていてもよい。さらには、第３及び第４の導体が、積層方向で間隔を有さずに配置されていてもよい。

第１及び第２の導体と第３及び第４の導体との積層方向での間隔が、第１の導体と第２の導体との積層方向での間隔、及び第３の導体と第４の導体との積層方向での間隔の双方又はいずれか一方より小さいあるいは同じであってもよい。

また、スパイラル形状を有する第１及び第２の導体は各１層に限らず、各複数層であってもよい。

また、本実施形態に係る積層型コモンモードフィルタは、薄膜成形技術を用いて製造するコモンモードフィルタであるが、これに限られることなく、印刷技術あるいは積層技術を用いて製造するコモンモードフィルタであってもよい。

実施形態に係る積層型コモンモードフィルタを示す斜視図である。 実施形態に係る積層型コモンモードフィルタに含まれる積層体を分解して示した構成図である。 実施形態に係る積層型コモンモードフィルタの断面構成を説明するための模式図である。 変形例に係る積層型コモンモードフィルタに含まれる積層体を分解して示した構成図である。

符号の説明

ＣＦ…積層型コモンモードフィルタ、ＬＳ…積層体、１…素体、３…第１の端子電極、４…第２の端子電極、５…第３の端子電極、６…第４の端子電極、１１〜１４…絶縁体層、１１ａ〜１４ａ、１１ｂ〜１４ｂ、１２ｃ…開口、２１…第１の導体、２２…第２の導体、２３…第３の導体、２４…第４の導体、３１ａ〜３１ｃ、３２ａ、３２ｂ…スルーホール導体、４１〜４４…導体、ＭＢ１，ＭＢ２…磁性基板

Claims (5)

1. 複数の絶縁体層が積層された積層体と、
   前記積層体の側面上に形成された第１〜第４の端子電極と、
   前記積層体内に配されており、スパイラル形状を呈するとともに、外側端部が前記第１の端子電極と電気的に接続される第１の導体と、
   前記積層体内に配されており、スパイラル形状を呈するとともに、外側端部が前記第２の端子電極と電気的に接続される第２の導体と、
   前記積層体内に配されており、一端が前記第１の導体の内側端部と電気的に接続されるとともに、他端が前記第３の端子電極と電気的に接続される第３の導体と、
   前記積層体内に配されており、一端が前記第２の導体の内側端部と電気的に接続されるとともに、他端が前記第４の端子電極と電気的に接続される第４の導体と、を備え、
   前記第１及び第２の導体と前記第３及び第４の導体とが、前記積層方向で間隔を有して配置されており、
   前記第１の導体と前記第２の導体とが互いに磁気結合するとともに、前記第３の導体と前記第４の導体とが互いに磁気結合することを特徴とする積層型コモンモードフィルタ。
2. 前記第１の導体と前記第２の導体とが、前記積層方向で間隔を有して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の積層型コモンモードフィルタ。
3. 前記第３の導体と前記第４の導体とが、前記積層方向で間隔を有して配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層型コモンモードフィルタ。
4. 前記第１〜第４の導体が、積層方向に併置されており、
   前記第２の導体が、前記積層体の積層方向で前記第１の導体と前記第３の導体との間に配置され、
   前記第３の導体が、前記積層体の積層方向で前記第２の導体と前記第４の導体との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の積層型コモンモードフィルタ。
5. 前記第１〜第４の導体が、積層方向に併置されており、
   前記第１及び第２の導体と前記第３及び第４の導体との前記積層方向での前記間隔が、前記第１の導体と前記第２の導体との前記積層方向での間隔及び前記第３の導体と前記第４の導体との前記積層方向での間隔の何れよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の積層型コモンモードフィルタ。

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