JP2007123352A - Common mode filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器等に用いられるコモンモードフィルタに関するものである。 The present invention relates to a common mode filter used in electronic equipment and the like.
従来のコモンモードフィルタとしては、例えば特許文献1に記載されているようなコモンモードチョークコイルが知られている。この文献に記載のコモンモードチョークコイルは、1対の磁性体基板と、これらの磁性体基板の間に挟まれた積層体とを備えている。積層体は、絶縁層と、この絶縁層を介して積層されてなる2つのコイル導体とを有している。絶縁層におけるコイル導体の内側領域に対応する部位には穴が形成され、この穴には磁性材料が充填されていると共に、絶縁層におけるコイル導体の外側領域に対応する部位には切り欠きが形成され、この切り欠きには磁性材料が充填されている。
上記従来技術においては、磁性材料が充填された絶縁除去部を絶縁層に設けることで、コモンモードチョークコイルには閉磁路が形成されることとなる。しかし、コイル導体が略四角形状に形成されているので、絶縁除去部のサイズに制約が生じることになる。このため、絶縁層に絶縁除去部を形成しても、閉磁路構造の効果が十分に得られず、コモンモードチョークコイルのインダクタンス(インピーダンス)増加にあまり寄与することができなかった。 In the above prior art, a closed magnetic circuit is formed in the common mode choke coil by providing the insulating layer with the insulating removal portion filled with the magnetic material. However, since the coil conductor is formed in a substantially square shape, the size of the insulation removal portion is restricted. For this reason, even if the insulation removal portion is formed in the insulating layer, the effect of the closed magnetic circuit structure cannot be sufficiently obtained, and the contribution to the increase in the inductance (impedance) of the common mode choke coil cannot be made.
本発明の目的は、インピーダンスを確実に高くすることができるコモンモードフィルタを提供することである。 The objective of this invention is providing the common mode filter which can make impedance high reliably.
本発明は、絶縁層を挟んで積層されてなる少なくとも2つのコイル導体を有する層構造体を備えたコモンモードフィルタであって、コイル導体は、略円形の渦巻状に形成されたスパイラル部を有し、各コイル導体のスパイラル部同士は、絶縁層を挟んで重なり合っており、絶縁層においてスパイラル部の内側領域に対応する部位には、穴を形成して磁性材料を埋め込んで成る第1の磁路形成用絶縁除去部が設けられ、絶縁層においてスパイラル部の外側領域に対応する部位には、穴または切り欠きを形成して磁性材料を埋め込んで成る第2の磁路形成用絶縁除去部が設けられており、第2の磁路形成用絶縁除去部は、絶縁層においてスパイラル部を取り囲むような略正方形状の仮想線の角部に対応する部位に設けられていることを特徴とするものである。 The present invention provides a common mode filter having a layer structure having at least two coil conductors laminated with an insulating layer interposed therebetween, and the coil conductor has a spiral portion formed in a substantially circular spiral shape. However, the spiral portions of the coil conductors overlap with each other with the insulating layer interposed therebetween, and a hole corresponding to the inner region of the spiral portion in the insulating layer is formed with a magnetic material embedded therein. A path forming insulation removing portion is provided, and a second magnetic path forming insulation removing portion is formed by embedding a magnetic material by forming a hole or notch in a portion corresponding to the outer region of the spiral portion in the insulating layer. The second magnetic path forming insulation removing portion is provided in a portion corresponding to a corner portion of a substantially square virtual line surrounding the spiral portion in the insulating layer. Than is.
このように本発明においては、各コイル導体のスパイラル部の形状を略円形とし、絶縁層においてスパイラル部を取り囲むような略正方形状の仮想線の角部に対応する部位に第2の磁路形成用絶縁除去部を設けることにより、特にスパイラル部のサイズを小さくしなくても、絶縁層におけるスパイラル部の外側領域に対応する部位に好適な磁路を形成することができる。この場合には、スパイラル部の内側領域に広いスペースが確保されるため、第1の磁路形成用絶縁除去部のサイズを小さくしなくて済む。これにより、第1の磁路形成用絶縁除去部及び第2の磁路形成用絶縁除去部による閉磁路構造の効果が十分に発揮されるようになるので、コモンモードフィルタのインピーダンスを確実に増加させることができる。 As described above, in the present invention, the shape of the spiral portion of each coil conductor is substantially circular, and the second magnetic path is formed at a portion corresponding to the corner portion of the substantially square imaginary line surrounding the spiral portion in the insulating layer. By providing the insulation removal portion, a suitable magnetic path can be formed in a portion corresponding to the outer region of the spiral portion in the insulating layer without particularly reducing the size of the spiral portion. In this case, since a wide space is secured in the inner region of the spiral portion, it is not necessary to reduce the size of the first magnetic path forming insulation removing portion. As a result, the effect of the closed magnetic circuit structure by the first magnetic path forming insulation removing portion and the second magnetic path forming insulation removing portion is sufficiently exhibited, so that the impedance of the common mode filter is reliably increased. Can be made.
好ましくは、絶縁層は、各コイル導体を挟むように複数層にわたって積層されており、第1の磁路形成用絶縁除去部及び第2の磁路形成用絶縁除去部は、層構造体における最下層の絶縁層を除く各絶縁層に設けられている。コモンモードフィルタでは、層構造体における最下層の絶縁層には、異なる導体層を電気的に接続するためのコンタクトホールを形成しないことが多い。このため、最下層の絶縁層には第1の磁路形成用絶縁除去部及び第2の磁路形成用絶縁除去部を設けない構成とすることにより、その絶縁層に対しては穴開け加工等を全く施す必要が無いので、工数の削減が図れる。 Preferably, the insulating layer is laminated over a plurality of layers so as to sandwich each coil conductor, and the first magnetic path forming insulation removing portion and the second magnetic path forming insulation removing portion are the outermost layers in the layer structure. It is provided in each insulating layer except the lower insulating layer. In a common mode filter, a contact hole for electrically connecting different conductor layers is often not formed in the lowermost insulating layer in the layer structure. For this reason, by forming a structure in which the first magnetic path forming insulation removing portion and the second magnetic path forming insulation removing portion are not provided in the lowermost insulating layer, the insulating layer is punched. Therefore, it is not necessary to apply the process at all, so the man-hours can be reduced.
絶縁層は、各コイル導体を挟むように複数層にわたって積層されており、第1の磁路形成用絶縁除去部及び第2の磁路形成用絶縁除去部は、層構造体における全ての絶縁層に設けられていても良い。この場合には、絶縁層に磁路の領域が増えるので、第1の磁路形成用絶縁除去部及び第2の磁路形成用絶縁除去部による閉磁路構造の効果が最大限発揮されるようになり、コモンモードフィルタのインピーダンスを一層高くすることができる。 The insulating layer is laminated over a plurality of layers so as to sandwich each coil conductor, and the first magnetic path forming insulation removing portion and the second magnetic path forming insulation removing portion are all the insulating layers in the layer structure. May be provided. In this case, since the area of the magnetic path is increased in the insulating layer, the effect of the closed magnetic circuit structure by the first magnetic path forming insulation removing section and the second magnetic path forming insulation removing section is maximized. Thus, the impedance of the common mode filter can be further increased.
また、好ましくは、第2の磁路形成用絶縁除去部は、絶縁層において略正方状の仮想線の4つの角部に対応する部位にそれぞれ設けられている。この場合にも、絶縁層に磁路の領域が増えるので、コモンモードフィルタのインピーダンスを一層高くすることができる。 Preferably, the second magnetic path forming insulation removal portion is provided in each of the portions corresponding to the four corners of the substantially square virtual line in the insulating layer. Also in this case, since the area of the magnetic path is increased in the insulating layer, the impedance of the common mode filter can be further increased.
さらに、好ましくは、第1の磁路形成用絶縁除去部は、断面円形状をなしている。スパイラル部の内周形状は略円形状であるため、第1の磁路形成用絶縁除去部の形状を断面円形状とすることにより、第1の磁路形成用絶縁除去部がスパイラル部の内側領域の広いスペースを最も効果的に利用できるものとなる。これにより、コモンモードフィルタのインピーダンス増加に更に寄与することができる。 Further, preferably, the first magnetic path forming insulation removing portion has a circular cross section. Since the inner peripheral shape of the spiral part is substantially circular, the first magnetic path forming insulation removing part is formed inside the spiral part by making the shape of the first magnetic path forming insulating removing part circular. A wide space can be used most effectively. This can further contribute to an increase in impedance of the common mode filter.
また、好ましくは、第2の磁路形成用絶縁除去部は、断面3角形状または一部にスパイラル部の外周形状に沿った曲線を有する断面形状をなしている。この場合には、第2の磁路形成用絶縁除去部がスパイラル部の外側領域の空いたスペースを効果的に利用できるものとなるため、コモンモードフィルタのインピーダンス増加に更に寄与することができる。 Preferably, the second magnetic path forming insulation removing portion has a triangular cross section or a cross sectional shape with a curve along the outer peripheral shape of the spiral portion in part. In this case, since the second magnetic path forming insulation removing portion can effectively use the space that is free in the outer region of the spiral portion, it can further contribute to an increase in the impedance of the common mode filter.
本発明によれば、コモンモードフィルタのインピーダンスを確実に高くすることができるので、伝送特性を向上させることが可能となる。 According to the present invention, since the impedance of the common mode filter can be reliably increased, the transmission characteristics can be improved.
以下、本発明に係わるコモンモードフィルタの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a common mode filter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係わるコモンモードフィルタの一実施形態を示す斜視図である。同図において、本実施形態のコモンモードフィルタ1は、直方体形状を呈する薄膜タイプのコモンモードフィルタである。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a common mode filter according to the present invention. In the figure, a
コモンモードフィルタ1は、下部磁性基板2、層構造体3及び上部磁性基板4からなる積層体5と、この積層体5の側面部に設けられた4つの端子電極6とを備えている。層構造体3は、下部磁性基板2と上部磁性基板4との間に配置されている。下部磁性基板2及び上部磁性基板4は、焼結フェライト、複合フェライト(粉状のフェライトを含有した樹脂)等の磁性材料からなる基板である。
The
図2は、積層体5の分解斜視図である。同図において、層構造体3は、下から順に絶縁層7、導体層8、絶縁層9、導体層10、絶縁層11、導体層12、絶縁層13、導体層14、絶縁層15、磁性層16及び接着層17が積層されて成るものである。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
最下層の絶縁層7は、下部磁性基板2の上面に凹凸があっても、導体層8との密着性を良好にするための層である。絶縁層7は、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等といった電気的及び磁気的な絶縁性に優れ、加工性の良い樹脂材料からなっている。
The lowermost
導体層8は、絶縁層7上に形成されている。導体層8は、図3に示すように、引き出し導体18と、接続導体19と、引き出し電極20a〜20dとを有している。引き出し電極20a,20bは、絶縁層7の上面における一縁部に形成され、引き出し電極20c,20dは、絶縁層7の上面における反対側の縁部に引き出し電極20a,20bとそれぞれ対向するように形成されている。引き出し導体18は、L字状をなしている。引き出し導体18の一端は引き出し電極20aに接続され、引き出し導体18の他端は接続導体19に接続されている。このような導体層8を形成する金属材料としては、導電性及び加工性等に優れたCuやAl等を使用するのが望ましい。
The
絶縁層9は、導体層8上に形成されている。絶縁層9は、上記の絶縁層7と同じ樹脂材料からなっている。絶縁層9には、導体層10のコイル導体21(後述)と接続導体19とを電気的に接続するためのコンタクトホール(図示せず)が形成されている。
The
導体層10は、絶縁層9上に形成されている。導体層10は、図4に示すように、コイル導体21と、引き出し電極22a〜22dとを有している。導体層10は、上記の導体層8と同じ金属材料で形成されている。引き出し電極22a〜22dは、上記の引き出し電極20a〜20dに対応する位置にそれぞれ形成されている。
The
コイル導体21は、渦巻状に形成されたスパイラル部23と、このスパイラル部23の外側端部と接続され、引き出し電極22cに向けて延びるL字型の引き出し部24とからなっている。スパイラル部23では、コイル導体21を形成する導体パターン25の幅Wと導体パターン25間の間隔Dとが全体的に等しくなっている。これにより、スパイラル部23では、導体パターン25の巻きピッチPが全体的に等しくなる。なお、導体パターン25の巻きピッチPは、導体パターン25の幅Wと導体パターン25間の間隔Dとの和で表される。
The
また、スパイラル部23は、全体的に略円形状となるように形成されている。具体的には、スパイラル部23は、当該スパイラル部23の内側領域の中心位置(第1円弧形成中心位置)G0に対して90度毎に区分けされた4つのコイル領域23a〜23dからなっている。
Moreover, the
コイル領域23a〜23cは、コイル導体21を形成する導体パターン25が第1円弧形成中心位置G0を中心とした円弧となるように形成されている。
コイル領域23dは、コイル領域23cに隣接した円弧領域26と、コイル領域23aと円弧領域26との間に位置する直線領域27とからなっている。円弧領域26は、コイル導体21を形成する導体パターン25が第1円弧形成中心位置G0からX方向(引き出し電極の対向方向に対して垂直な方向)に所定量だけ離間した位置(第2円弧形成中心位置)G1を中心とした円弧となるように形成されている。直線領域27は、導体パターン25がコイル領域23aから円弧領域26までX方向に延びる直線となるように形成されている。
The
ここで、スパイラル部23においては、上述したように導体パターン25の幅W及び巻きピッチPが全体的に等しくなっている。このため、第2円弧形成中心位置G1を第1円弧形成中心位置G0からX方向に導体パターン25の巻きピッチ(1ピッチ)P分だけ離間させると共に、直線領域27における導体パターン25の直線部分の長さLを導体パターン25の巻きピッチPと同じ長さとしている。こうすることで、コイル領域23a内に存在するコイル導体25とコイル領域23c内に存在するコイル導体25とが、コイル領域23d内に存在するコイル導体25を介して確実に繋がるようになり、コイル導体25の一部が直線状である略円形状のスパイラル部23が得られる。
Here, in the
引き出し部24は、上記の引き出し導体18の反対側に配置されている。引き出し部24の一端は引き出し電極22cに接続され、引き出し部24の他端はスパイラル部23の外側端部に接続されている。
The
絶縁層11は、導体層10上に形成されている。絶縁層11は、上記の絶縁層7と同じ樹脂材料からなっている。
The insulating
導体層12は、絶縁層11上に形成されている。導体層12は、図5に示すように、コイル導体28と、引き出し電極29a〜29dとを有している。導体層12は、上記の導体層8と同じ金属材料で形成されている。引き出し電極29a〜29dは、上記の引き出し電極20a〜20dに対応する位置にそれぞれ形成されている。
The
コイル導体28は、渦巻状に形成されたスパイラル部30と、このスパイラル部30の外側端部と接続され、引き出し電極29dに向けて延びるL字型の引き出し部31とからなっている。スパイラル部30の構造は、コイル導体21のスパイラル部23と全く同様である。つまり、スパイラル部30は、スパイラル部23と同様に、コイル導体28を形成する導体パターン32の一部が直線状の略円形状となるように形成されている。そして、スパイラル部23,30同士は、絶縁層11を介して上下に重なり合っている。
The
引き出し部31は、上記の引き出し部24と同じ側に形成されている。引き出し部31の一端は引き出し電極29dに接続され、引き出し部31の他端はスパイラル部30の外側端部に接続されている。
The
絶縁層13は、導体層12上に形成されている。絶縁層13は、上記の絶縁層7と同じ樹脂材料からなっている。絶縁層13には、コイル導体28と引き出し導体33(後述)とを電気的に接続するためのコンタクトホール(図示せず)が形成されている。
The insulating
導体層14は、絶縁層13上に形成されている。導体層14は、図6に示すように、引き出し導体33と、接続導体34と、引き出し電極35a〜35dとを有している。導体層14は、上記の導体層8と同じ金属材料で形成されている。引き出し電極35a〜35dは、上記の引き出し電極20a〜20dに対応する位置にそれぞれ形成されている。引き出し導体33は、L字状をなし、上記の引き出し導体18と同じ側に形成されている。引き出し導体33の一端は引き出し電極35bに接続され、引き出し導体33の他端は接続導体34に接続されている。
The
絶縁層15は、導体層14上に形成されている。絶縁層15は、上記の絶縁層7と同じ樹脂材料からなっている。
The insulating
磁性層16は、絶縁層15上に形成されている。磁性層16は、コモンモードフィルタ1に閉磁路を形成するための層である。磁性層16は、例えば粉状のフェライトを含有した樹脂(磁粉含有樹脂)等の磁性材料により形成されている。
The
接着層17は、磁性層16上に形成され、磁性層16と上部磁性基板4とを接合する層である。接着層17は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びポリアミド樹脂等の接着剤により形成されている。
The
絶縁層9,11,13,15においてスパイラル部23,30の内側領域に対応する部位には、図2及び図4〜図7に示すように、閉磁路形成用の内側絶縁除去部36が設けられている。この内側絶縁除去部36は、絶縁層9,11,13,15に貫通穴37を形成し、磁性層16を形成する磁性材料Jと同じものを貫通穴37に埋め込むことにより構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4 to 7, an inner
内側絶縁除去部36(貫通穴37)の形状としては、スパイラル部23,30の内周形状が略円形であることを考慮すると、断面円形状とするのが望ましい。この場合には、スパイラル部23,30の内側領域のスペースを最大限活用することができる。
As the shape of the inner insulation removal portion 36 (through hole 37), it is desirable that the inner peripheral shape of the
また、絶縁層9,11,13,15においてスパイラル部23,30の外側領域に対応する部位には、閉磁路形成用の外側絶縁除去部38が4つずつ設けられている。この外側絶縁除去部38は、絶縁層9,11,13,15に切り欠き39を形成し、磁性層16を形成する磁性材料Jと同じものを切り欠き39に埋め込むことにより構成されている。
In addition, four outer
外側絶縁除去部38は、図4及び図5に示すように、絶縁層9,11,13,15において、スパイラル部23,30を取り囲むような略正方形状の仮想線Sの4つの角部に対応する部位に設けられている。この領域は、絶縁層9,11,13,15における略円形状のスパイラル部23,30の外側領域に対応する部位において、比較的大きなスペースをとれる領域である。
As shown in FIGS. 4 and 5, the outer
外側絶縁除去部38(切り欠き39)の形状としては、スパイラル部23,30の外周形状が略円形であることを考慮すると、図示の通り断面3角形状とするか、或いは一部にスパイラル部23,30の外周に沿った曲線を有する断面形状とするのが望ましい。この場合には、スパイラル部23,30の外側領域のスペースを最大限活用することができる。
As for the shape of the outer insulation removal portion 38 (notch 39), considering that the outer peripheral shape of the
なお、外側絶縁除去部38の構造としては、内側絶縁除去部36と同様に、絶縁層9,11,13,15に貫通穴を形成し、その貫通穴に磁性材料Jを埋め込んで成るものであっても良い。
The outer
以上のような積層体5の対向する側面5A,5B(図1参照)には、上記の端子電極6が2つずつ設けられている。積層体5の側面5Aに設けられた2つの端子電極6の一方は、引き出し電極20a,22a,29a,35aと電気的に接続され、当該2つの端子電極6の他方は、引き出し電極20b,22b,29b,35bと電気的に接続されている。積層体5の側面5Bに設けられた2つの端子電極6の一方は、引き出し電極20c,22c,29c,35cと電気的に接続され、当該2つの端子電極6の他方は、引き出し電極20d,22d,29d,35dと電気的に接続されている。
Two
次に、以上のように構成したコモンモードフィルタ1を製造する手順について説明する。まず、積層体5を以下のようにして作製する。
Next, a procedure for manufacturing the
即ち、例えばスピンコート法、ディップ法、スプレー法等により上記の樹脂材料を下部磁性基板2上に塗布して硬化させることにより、絶縁層7を形成する。続いて、例えば絶縁層7上に導体薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法により引き出し導体18、接続導体19及び引き出し電極20a〜20dのパターンを形成することにより、導体層8を形成する。
That is, the insulating
続いて、絶縁層7の形成方法と同様にして、導体層8の上に絶縁層9を形成する。そして、例えばエッチングにより、接続導体19とコイル導体21とを電気的に接続するためのコンタクトホール(図示せず)を絶縁層9に形成する。このとき、コンタクトホールの形成と同時に、絶縁層9の中央部の樹脂を除去して貫通穴37を形成すると共に、絶縁層9の端部の一部樹脂を除去して4つの切り欠き39を形成する。
Subsequently, an insulating
続いて、導体層8の形成方法と同様の方法により、絶縁層9上にコイル導体21及び引き出し電極22a〜22dのパターンを形成することにより、導体層10を形成する。そして、絶縁層7,9の形成方法と同様にして、導体層10の上に絶縁層11を形成し、更に絶縁層11に貫通穴37と4つの切り欠き39とを形成する。
Subsequently, the
続いて、導体層8の形成方法と同様の方法により、絶縁層11上にコイル導体28及び引き出し電極29a〜29dのパターンを形成することにより、導体層12を形成する。そして、絶縁層7,9の形成方法と同様にして、導体層12の上に絶縁層13を形成し、更に絶縁層13にコンタクトホール(図示せず)と貫通穴37と4つの切り欠き39とを形成する。
Subsequently, the
続いて、導体層8の形成方法と同様の方法により、絶縁層13上に引き出し導体33、接続導体34及び引き出し電極35a〜35dのパターンを形成することにより、導体層14を形成する。そして、絶縁層7,9の形成方法と同様にして、導体層14の上に絶縁層15を形成し、更に絶縁層15に貫通穴37と4つの切り欠き39とを形成する。
Subsequently, the
これにより、図8(a)に示すように、下部磁性基板2上には、コイル導体21,28が内蔵された層構造中間体40が形成されることになる。この層構造中間体40には、最下層の絶縁層7を残して、絶縁層9,11,13,15の貫通穴37による凹部41と絶縁層9,11,13,15の切り欠き39による4つの切り欠き部42とが形成されている。
As a result, as shown in FIG. 8A, the layer structure intermediate 40 in which the
続いて、図8(b)に示すように、磁粉含有樹脂を凹部41及び各切り欠き部42に埋め込むと共に、磁粉含有樹脂を層構造中間体40の上面に塗布した状態で、磁粉含有樹脂を硬化させる。これにより、層構造中間体40に内側絶縁除去部36及び外側絶縁除去部38が形成されると共に、層構造中間体40の上に磁性層16が形成される。そして、その磁性層16を研磨して、磁性層16の上面を平坦化させる。
Subsequently, as shown in FIG. 8B, the magnetic powder-containing resin is embedded in the
続いて、図8(c)に示すように、磁性層16の上にエポキシ樹脂等の接着剤を塗布して、接着層17を形成する。そして、接着層17の上面に上部磁性基板4を貼り付ける。これにより、上記の積層体5が得られる。
Subsequently, as shown in FIG. 8C, an adhesive such as an epoxy resin is applied on the
このとき、最下層の絶縁層7は、コンタクトホールを形成しない絶縁層である。このため、上記のように最下層の絶縁層7には内側絶縁除去部36及び外側絶縁除去部38を設けない構成とすることにより、その絶縁層7に対しては穴開け加工等を全く施す必要が無いので、工数の削減が図れる。
At this time, the lowermost insulating
その後、積層体5の対向する側面5A,5Bに、端子電極6を2つずつ形成する。具体的には、例えばマスクスパッタ法により積層体5の側面5A,5BにCr/Cu膜またはTi/Cu膜を成膜した後、Ni/Snを用いて電気めっきを施すことにより、端子電極6を形成する。以上により、上記のコモンモードフィルタ1が完成する。
Thereafter, two
ここで、比較例として、従来のコモンモードフィルタの一つを図9に示す。同図において、コモンモードフィルタ100は、絶縁層101と、この絶縁層101上に形成された導体層102とを有している。導体層102は、略四角形状のスパイラル部103を含むコイル導体104を有している。絶縁層101においてスパイラル部103の内側領域に対応する部位には、閉磁路形成用の内側絶縁除去部105が設けられている。絶縁層101においてスパイラル部103の外側領域に対応する部位には、2つの閉磁路形成用の外側絶縁除去部106がスパイラル部103を挟むように設けられている。内側絶縁除去部105及び外側絶縁除去部106は、断面矩形状を有している。
Here, as a comparative example, one of the conventional common mode filters is shown in FIG. In FIG. 1, a
このようなコモンモードフィルタ100に対し、本実施形態のコモンモードフィルタ1では、コイル導体21のスパイラル部23の形状とコイル導体28のスパイラル部30の形状とを丸型状としてある。このため、略四角形状のスパイラル部103に比べて、直線部分が無くなる分だけ、スパイラル部23を形成する導体パターン25の長さとスパイラル部30を形成する導体パターン32の長さとを確実に短くすることができる。
In contrast to such a
ところで、スパイラル部を形成する導体パターンの長さを十分に短くするには、当該導体パターンを全体的に円形状とするのが理想であるが、スパイラル部は連続的なものであるため、そのように構成することは不可能である。 By the way, in order to sufficiently shorten the length of the conductor pattern that forms the spiral portion, it is ideal to make the conductor pattern generally circular, but the spiral portion is continuous. It is impossible to configure as such.
本実施形態では、コイル導体21を形成する導体パターン25の幅W及び巻きピッチPが全体的に等しくなるようなスパイラル部23を構成すると共に、スパイラル部23をコイル領域23a〜23dに分割する。そして、コイル領域23a〜23cでは、導体パターン25が第1円弧形成中心位置G0を中心として円弧状に延びるように構成する。一方、コイル領域23dでは、導体パターン25が第1円弧形成中心位置G0から導体パターン25の巻きピッチP分だけ離れた第2円弧形成中心位置G1を中心として円弧状に延びる円弧領域26と、導体パターン25が巻きピッチP分だけ直線状に延びる直線領域27とからなるように構成する。このように構成することにより、スパイラル部23では、導体パターン25が全体として連続的に形成されるようになり、しかも導体パターン25の大部分が円弧状になる。従って、スパイラル部23は、導体パターン25の線長が最も効率良く短くなるような構成となる。コイル導体28のスパイラル部30についても、同様のことが言える。
In the present embodiment, the
これにより、コイル導体21を形成する導体パターン25及びコイル導体28を形成する導体パターン32の線長が何れも十分に短くなるので、コモンモードフィルタ1のカットオフ周波数が高くなる。その結果、伝送周波数が高周波であってもコモンモードフィルタ1が正常に動作するようになり、高周波特性の良好なコモンモードフィルタ1を得ることができる。
As a result, the line lengths of the
また、図9に示すコモンモードフィルタ100では、コイル導体104のスパイラル部103の形状が略四角形状であるため、上記のように絶縁層101におけるスパイラル部103の外側領域に対応する部位に外側絶縁除去部106を設ける場合には、スパイラル部103の幅寸法Hが狭くならざるを得ない。このため、コモンモードフィルタ100の外形寸法が限られている場合には、それに伴ってスパイラル部103の内側領域のスペースが狭くなるため、絶縁層101におけるスパイラル部103の内側領域に対応する部位に設けるべき内側絶縁除去部105についても、サイズを小さくする必要性が生じる。
In the
閉磁路形成用の内側絶縁除去部105は、高インダクタンス(高インピーダンス)のコモンモードフィルタを得るために設けるものであるが、内側絶縁除去部105が小さくなると、インピーダンス増加の効果が十分に得られない。
The inner
これに対し本実施形態では、コイル導体21のスパイラル部23の形状を丸型状としたので、スパイラル部23の外側領域の有効なスペースを利用して、閉磁路形成用の外側絶縁除去部38を形成することができる。つまり、絶縁層9においてスパイラル部23を取り囲むような略正方形状の仮想線Sの4つの角部に対応する部位に外側絶縁除去部38を設けることにより、外側絶縁除去部38のスペース確保のためにスパイラル部23の寸法を小さくする必要がない。コイル導体28のスパイラル部30についても、同様のことが言える。このため、スパイラル部23,30の内側領域の広いスペースを有効活用して、サイズの大きな内側絶縁除去部36を設けることができる。これにより、コモンモードフィルタ1のインピーダンスを十分増大させることができる。
On the other hand, in this embodiment, since the shape of the
以上のように本実施形態によれば、線長が最も効果的に短くなるような略円形状のスパイラル部23,30をそれぞれ有するコイル導体21,28を設けたので、高周波特性の良好なコモンモードフィルタ1を得ることができる。また、スパイラル部23,30の内側領域及び外側領域に好適な閉磁路構造を形成したので、高インピーダンスのコモンモードフィルタ1を得ることができる。これにより、漏れ磁束によるノイズの発生を抑制することが可能となる。以上により、例えば高速データ伝送を行う際に、高い伝送特性を確保することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, since the
また、コモンモードフィルタ1にはスペース効率の良い閉磁路が形成されるので、コモンモードフィルタ1の小型化を図ることが可能となる。
In addition, since the space-efficient closed magnetic circuit is formed in the
図10は、本発明に係わるコモンモードフィルタの他の実施形態における積層体を示す分解斜視図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 10 is an exploded perspective view showing a laminate in another embodiment of the common mode filter according to the present invention. In the drawing, the same reference numerals are given to the same or equivalent members as those of the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.
同図において、本実施形態のコモンモードフィルタ1の積層体5は、上述した実施形態と同様に、下部磁性基板2、層構造体3及び上部磁性基板4からなっている。層構造体3における最下層の絶縁層7には、図10及び図11に示すように、閉磁路形成用の内側絶縁除去部36及び外側絶縁除去部38が設けられている。つまり、内側絶縁除去部36及び外側絶縁除去部38は、層構造体3の全ての絶縁層7,9,11,13,15に設けられている。この場合には、内側絶縁除去部36及び外側絶縁除去部38を絶縁層7に設けた分だけ磁路の領域が増えるので、コモンモードフィルタ1のインピーダンスをより高くすることができる。
In the figure, the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、1つの絶縁層に閉磁路形成用の内側絶縁除去部36及び外側絶縁除去部38を両方設ける構成としたが、ある絶縁層には内側絶縁除去部36のみを設け、別の絶縁層には外側絶縁除去部38のみを設ける構成としても良い。また、上記実施形態では、1つの絶縁層に閉磁路形成用の外側絶縁除去部38を4つ設ける構成としたが、1つの絶縁層に設ける外側絶縁除去部38の数としては、3つ以下であっても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, both the inner
また、内側絶縁除去部36及び外側絶縁除去部38を設けるために絶縁層に形成する穴または切り欠きとしては、特に上記の貫通穴37及び切り欠き39のように絶縁層を上下に貫通したものに限られず、凹状のものであっても良い。
Further, the holes or notches formed in the insulating layer for providing the inner insulating removing
また、上記実施形態では、コイル導体21におけるスパイラル部23のコイル領域23dを円弧領域26と直線領域27とからなる構成としたが、スパイラル部23の形状としては、略円形であれば何でも良い。コイル導体28におけるスパイラル部30についても同様である。
Moreover, in the said embodiment, although the coil area |
さらに、上記実施形態のコモンモードフィルタ1では、絶縁層11を挟んで積層されたコイル導体21,28を有するものとしたが、本発明は、3層以上のコイル導体を有するコモンモードフィルタにも適用可能である。また、本発明は、1つの導体層が複数のコイル導体を有する、いわゆるアレイタイプのコモンモードフィルタ等にも適用可能である。
Furthermore, although the
図12は、コモンモードフィルタの各種サンプルについて、シミュレーションによるコモンモードインピーダンスとカットオフ周波数との関係を表したグラフである。 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the common mode impedance and the cut-off frequency by simulation for various samples of the common mode filter.
図12に示すグラフにおいて、特性Pは、図2に示す積層体と同じ構造を有するサンプルについてのものである。特性Qは、図2に示す積層体において、内側絶縁除去部を設け外側絶縁除去部を設けないサンプルについてのものである。特性Rは、図2に示す積層体において、内側絶縁除去部及び外側絶縁除去部の何れも設けないサンプルについてのものである。特性Sは、図9に示す比較例と同じ構造を有するサンプルについてのものである。また、グラフの横軸はコモンモードインピーダンスを示し、グラフの横軸はカットオフ周波数を示している。 In the graph shown in FIG. 12, the characteristic P is about the sample which has the same structure as the laminated body shown in FIG. The characteristic Q is for a sample in which the inner insulation removal portion is provided and the outer insulation removal portion is not provided in the laminate shown in FIG. The characteristic R is for a sample in which neither the inner insulation removal portion nor the outer insulation removal portion is provided in the laminate shown in FIG. The characteristic S is about the sample which has the same structure as the comparative example shown in FIG. The horizontal axis of the graph indicates common mode impedance, and the horizontal axis of the graph indicates the cutoff frequency.
図12から分かるように、コイル導体のスパイラル部の形状を上記のような略円形状とし、更に絶縁層に閉磁路形成用の内側絶縁除去部及び外側絶縁除去部を設ける(特性P参照)ことで、同一のカットオフ周波数において高いコモンモードインピーダンスを実現できることが明確である。具体的には、絶縁層に内側絶縁除去部のみを設けた場合(特性Q参照)には、絶縁層に内側絶縁除去部及び外側絶縁除去部を両方設けた場合に比べて、インピーダンスが約15%低下している。また、絶縁層に内側絶縁除去部及び外側絶縁除去部の何れも設けない場合(特性R参照)には、絶縁層に内側絶縁除去部及び外側絶縁除去部を両方設けた場合に比べて、インピーダンスが約50%低下している。以上のことから、本発明の効果が実証されたと言える。 As can be seen from FIG. 12, the shape of the spiral portion of the coil conductor is substantially circular as described above, and an inner insulation removal portion and an outer insulation removal portion for forming a closed magnetic circuit are provided in the insulating layer (see characteristic P). Thus, it is clear that a high common mode impedance can be realized at the same cutoff frequency. Specifically, when only the inner insulation removal portion is provided in the insulating layer (see characteristic Q), the impedance is about 15 as compared with the case where both the inner insulation removal portion and the outer insulation removal portion are provided in the insulation layer. % Decrease. Further, when neither the inner insulation removal portion nor the outer insulation removal portion is provided in the insulating layer (refer to characteristic R), the impedance is compared with the case where both the inner insulation removal portion and the outer insulation removal portion are provided in the insulation layer. Is about 50% lower. From the above, it can be said that the effect of the present invention has been demonstrated.
1…コモンモードフィルタ、3…層構造体、7,9,11,13,15…絶縁層、21…コイル導体、23…スパイラル部、28…コイル導体、30…スパイラル部、36…閉磁路形成用の内側絶縁除去部(第1の磁路形成用絶縁除去部)、37…貫通穴、38…閉磁路形成用の内側絶縁除去部(第2の磁路形成用絶縁除去部)、39…切り欠き、S…略正方形状の仮想線。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記コイル導体は、略円形の渦巻状に形成されたスパイラル部を有し、
前記各コイル導体の前記スパイラル部同士は、前記絶縁層を挟んで重なり合っており、
前記絶縁層において前記スパイラル部の内側領域に対応する部位には、穴を形成して磁性材料を埋め込んで成る第1の磁路形成用絶縁除去部が設けられ、
前記絶縁層において前記スパイラル部の外側領域に対応する部位には、穴または切り欠きを形成して前記磁性材料を埋め込んで成る第2の磁路形成用絶縁除去部が設けられており、
前記第2の磁路形成用絶縁除去部は、前記絶縁層において前記スパイラル部を取り囲むような略正方形状の仮想線の角部に対応する部位に設けられていることを特徴とするコモンモードフィルタ。 A common mode filter comprising a layer structure having at least two coil conductors laminated with an insulating layer interposed therebetween,
The coil conductor has a spiral portion formed in a substantially circular spiral shape,
The spiral portions of the coil conductors overlap with each other across the insulating layer,
A portion corresponding to the inner region of the spiral portion in the insulating layer is provided with a first magnetic path forming insulation removal portion formed by embedding a magnetic material by forming a hole,
A portion corresponding to the outer region of the spiral portion in the insulating layer is provided with a second magnetic path forming insulation removing portion formed by embedding the magnetic material by forming a hole or notch,
The second magnetic path forming insulation removing portion is provided at a portion corresponding to a corner portion of a substantially square imaginary line surrounding the spiral portion in the insulating layer. .
前記第1の磁路形成用絶縁除去部及び前記第2の磁路形成用絶縁除去部は、前記層構造体における最下層の絶縁層を除く各絶縁層に設けられていることを特徴とする請求項1記載のコモンモードフィルタ。 The insulating layer is laminated over a plurality of layers so as to sandwich each coil conductor,
The first magnetic path forming insulation removing portion and the second magnetic path forming insulation removing portion are provided in each insulating layer except the lowermost insulating layer in the layer structure. The common mode filter according to claim 1.
前記第1の磁路形成用絶縁除去部及び前記第2の磁路形成用絶縁除去部は、前記層構造体における全ての絶縁層に設けられていることを特徴とする請求項1記載のコモンモードフィルタ。 The insulating layer is laminated over a plurality of layers so as to sandwich each coil conductor,
2. The common according to claim 1, wherein the first magnetic path forming insulation removing portion and the second magnetic path forming insulation removing portion are provided in all insulating layers in the layer structure. Mode filter.
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