JP2007128934A

JP2007128934A - ノイズフィルタ

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Publication number: JP2007128934A
Application number: JP2005317919A
Authority: JP
Inventors: Kobo Motomitsu; 弘法元滿; Shogo Nakayama; 祥吾中山; Atsushi Inuzuka; 敦犬塚; Hiroshi Fujii; 浩藤井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-11-01
Filing date: 2005-11-01
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2025-11-01
Also published as: JP4802662B2

Abstract

【課題】本発明は、高周波帯域での使用が可能で、かつ製品強度が劣化しないノイズ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１１、第２の導体１２と、前記第１の導体１１の上部および前記第２の導体１２の下部に設けられ、かつそれぞれ複数の磁性体層１３からなる上部磁性層１４および下部磁性層１５とを備え、前記第１の導体１１と第２の導体１２との間、前記第１の導体１１と前記上部磁性層１４との間、および前記第２の導体１２と前記下部磁性層１５との間に０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスからなる低誘電率層１６を形成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるノイズフィルタに関するものである。

従来のこの種のノイズフィルタは、図５に示すように、第１、第２の磁性体層１，２と、前記第１の磁性体層１および第２の磁性体層２の間に設けられた第１〜第５の非磁性体層３ａ〜３ｅとを有し、前記第１〜第５の非磁性体層３ａ〜３ｅに第１、第２のコイル４，５を形成している。

また、前記第１のコイル４は第１の引出電極６と渦巻き状の第１のコイル導体７とにより構成され、第２のコイル５は渦巻き状の第２のコイル導体８と第２の引出電極９とにより構成されている。なお、前記第１の引出電極６は第１の非磁性体層３ａの上面に、第１のコイル導体７は第２の非磁性体層３ｂの上面に、第２のコイル導体８は第３の非磁性体層３ｃの上面に、第２の引出電極９は第４の非磁性体層３ｄの上面にそれぞれ設けられている。

そして、このノイズフィルタは、第１のコイル導体７と第２のコイル導体８を、第３の非磁性体層３ｃを介して対向させることによって、第１のコイル４と第２のコイル５を磁気結合させてコモンモード成分のインピーダンスを高くし、これにより、コモンモードノイズを除去していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００１−６０５１４号公報

上記した従来のノイズフィルタにおいては、第１のコイル導体７と第２のコイル導体８との間に浮遊容量が発生するため、高周波帯域では差動信号の挿入損失が増加し、これにより、高周波帯域での使用が困難になり、さらに、異種材料からなる第１、第２の磁性体層１，２と第１〜第５の非磁性体層３ａ〜３ｅとを接合させているため、その接合界面での接合強度が悪化し、これにより、製品強度が劣化するという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、高周波帯域での使用が可能で、かつ製品強度が劣化しないノイズフィルタを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、第１、第２の導体と、前記第１の導体の上部および前記第２の導体の下部に設けられ、かつそれぞれ複数の磁性体層からなる上部磁性層および下部磁性層とを備え、前記第１の導体と第２の導体との間、前記第１の導体と前記上部磁性層との間、および前記第２の導体と前記下部磁性層との間に０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスからなる低誘電率層を形成したもので、この構成によれば、低誘電率層によって第１の導体と第２の導体との間およびその周囲の誘電率を低くすることができるため、第１の導体と第２の導体との間の浮遊容量を抑制でき、これにより、高周波帯域での差動信号の挿入損失を低減できるため、高周波帯域での使用が可能になる。さらに、低誘電率層に磁性体層と同種材料からなる磁性フェライトを含有させているため、その接合界面での接合強度が悪化するのを防止でき、これにより、製品強度が劣化しないという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、低誘電率層を上部磁性層および下部磁性層における複数の磁性体層間に設けたもので、この構成によれば、低誘電率層を第１の導体と第２の導体との間だけでなく、第１の導体と第２の導体の外側にも形成することになるため、磁性体層と収縮率が異なる低誘電率層を製品全体に均等に設けることができ、これにより、焼成した際に変形したり割れたりするのを防止できる。さらに、磁性フェライトを磁性体層間に挟むようにしているため、上部磁性層および下部磁性層における透磁率が極端に低下するのを防止でき、これにより、第１、第２の導体のコモンモード成分のインピーダンスを十分確保できるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、第１、第２の導体と、前記第１の導体の上部および前記第２の導体の下部に設けられ、かつそれぞれ複数の磁性体層からなる上部磁性層および下部磁性層とを備え、前記第１の導体と第２の導体との間にガラスからなるセラミック層を形成し、かつ０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスからなる低誘電率層を、前記上部磁性層および下部磁性層における複数の磁性体層間、前記第１の導体と前記上部磁性層との間、および前記第２の導体と前記下部磁性層との間に設けたもので、この構成によれば、ガラスを含有するセラミック層によって第１の導体と第２の導体との間およびその周囲の誘電率を低くすることができるため、第１の導体と第２の導体との間の浮遊容量を抑制でき、これにより、高周波帯域での差動信号の挿入損失を低減できるため、高周波帯域での使用が可能になる。また、低誘電率層を第１の導体と第２の導体の外側にも形成しているため、磁性体層と収縮率が異なる低誘電率層を均等に設けられることができ、これにより、焼成した際に変形したり割れたりするのを防止できる。さらに、磁性フェライトを磁性体層間に挟むようにしているため、上部磁性層および下部磁性層における透磁率が極端に低下するのを防止でき、これにより、第１、第２の導体のコモンモード成分のインピーダンスを十分確保できるという作用効果が得られるものである。

以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１、第２の導体と、前記第１の導体の上部および前記第２の導体の下部に設けられ、かつそれぞれ複数の磁性体層からなる上部磁性層および下部磁性層とを備え、前記第１の導体と第２の導体との間、前記第１の導体と前記上部磁性層との間、および前記第２の導体と前記下部磁性層との間に０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスからなる低誘電率層を形成しているため、この低誘電率層によって第１の導体と第２の導体との間およびその周囲の誘電率を低くすることができ、これにより、第１の導体と第２の導体との間の浮遊容量を抑制できるため、高周波帯域での差動信号の挿入損失を低減でき、この結果、高周波帯域での使用が可能になり、さらに、低誘電率層に磁性体層と同種材料からなる磁性フェライトを含有させているため、その接合界面での接合強度が悪化するのを防止でき、これにより、製品強度が劣化しないという優れた効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるノイズフィルタの分解斜視図、図２は同ノイズフィルタの斜視図である。

本発明の実施の形態１におけるノイズフィルタは、図１、図２に示すように、第１の導体１１、第２の導体１２と、前記第１の導体１１の上部および前記第２の導体１２の下部に設けられ、かつ、それぞれ複数の磁性体層１３からなる上部磁性層１４および下部磁性層１５とを備え、前記第１の導体１１と第２の導体１２との間、前記第１の導体１１と前記上部磁性層１４との間、および前記第２の導体１２と前記下部磁性層１５との間に０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスからなる低誘電率層１６を形成したものである。

上記構成において、前記第１の導体１１は、低誘電率層１６の上面に渦巻き状に銀などの導電材料をめっきすることにより形成されている。

前記第２の導体１２は、第１の導体１１の下部において、他の低誘電率層１６の上面に渦巻き状に銀などの導電材料をめっきすることにより形成されている。また、前記第１の導体１１と第２の導体１２とは、低誘電率層１６を介して対向するように形成されている。

なお、前記第１の導体１１の上部には第１の引出導体１７が形成され、かつこの第１の引出導体１７はバイア電極１９を介して前記第１の導体１１と接続されている。また、前記第２の導体１２の下部には第２の引出導体１８が形成され、かつこの第２の引出導体１８はバイア電極１９を介して前記第２の導体１２と接続されている。

そして、前記第１、第２の導体１１，１２の形状は、渦巻き状に限られるものではなく、螺旋状、蛇行状等の他の形状であっても構わない。また、第１、第２の導体１１，１２は、めっきで形成するのではなく、その他の印刷や蒸着等の方法で形成してもよい。

前記複数の磁性体層１３は、第１の引出導体１７の上部と第２の引出導体１８の下部にそれぞれ設けられ、Ｆｅ₂Ｏ₃をベースとしたフェライトなどの磁性材料により構成されている。そしてこれらの磁性体層１３のうち、上部の複数の磁性体層１３によって上部磁性層１４が構成され、かつ下部の複数の磁性体層１３によって下部磁性層１５が構成されている。前記上部磁性層１４、下部磁性層１５を構成する磁性体層１３の枚数は、図１に示された枚数に限定されるものではない。

前記低誘電率層１６は、第１の導体１１と第２の導体１２との間、第１の導体１１と上部磁性層１４との間、および第２の導体１２と下部磁性層１５との間に設けられるもので、０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスにより構成されている。

ここで、前記低誘電率層１６は磁性フェライトの含有率を０．１％以上としているため、焼成時の低誘電率層１６と磁性体層１３との収縮率の違いによる応力を緩和でき、これにより、製品強度が低下するのを防止できる。また、磁性フェライトの含有率を１０％以下としているため、低誘電率層１６の誘電率を低くすることができ、これにより、第１の導体１１と第２の導体１２との間の浮遊容量を抑制できるものである。

なお、低誘電率層１６に含有させるフェライトの種類は、磁性体層１３と同じものを用いるのが好ましい。

そして、上記した構成部品により、図２に示すようなノイズフィルタの本体部２１が形成され、かつこの本体部２１の両側部には第１〜第４の外部電極２２〜２５が設けられている。この第１〜第４の外部電極２２〜２５は、前記第１、第２の導体１１，１２、第１、第２の引出導体１７，１８の各一端部とそれぞれ接続されるように銀を印刷することによって形成されている。また、この第１〜第４の外部電極２２〜２５の表面には、ニッケルめっき層、すずめっき層が順次施されている。

次に、本発明の実施の形態１におけるノイズフィルタの製造方法について説明する。

図１、図２において、まず、それぞれの原材料である磁性材料やガラス、非磁性材料の粉体および樹脂からなる混合物により、方形の磁性体層１３、磁性フェライト入りガラスからなる低誘電率層１６をそれぞれ所定枚数作製する。このとき、低誘電率層１６の所定箇所に、レーザ、パンチングなどで孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して、バイア電極１９を形成する。

次に、所定枚数の磁性体層１３の上面に、第２の引出導体１８をめっきによって形成する。

次に、第２の引出導体１８の上面に、バイア電極１９が設けられた他の低誘電率層１６を配置する。このとき、第２の引出導体１８とバイア電極１９とを接続する。

次に、この低誘電率層１６の上面に、第２の導体１２をめっきによって形成する。このとき、第２の導体１２とバイア電極１９とを接続する。その後、第２の導体１２の上面に、低誘電率層１６を配置する。

次に、低誘電率層１６の上面に第１の導体１１をめっきによって形成する。

次に、第１の導体１１の上面に、他のバイア電極１９が設けられた低誘電率層１６を配置する。このとき、第１の導体１１とバイア電極１９とを接続する。

次に、この低誘電率層１６の上面に、第１の引出導体１７をめっきによって形成する。このとき、第１の引出導体１７とバイア電極１９とを接続する。

なお、前記第１の導体１１、第２の導体１２、第１の引出導体１７、第２の引出導体１８の形成方法は、別途用意したベース板（図示せず）に所定のパターン形状の導体をめっきによって形成し、その後、この導体を各絶縁体層に転写することにより形成する。

次に、第１の引出導体１７の上面に、所定枚数の磁性体層１３を配置してノイズフィルタの本体部２１を形成する。

次に、本体部２１を所定の温度、時間で焼成する。

次に、本体部２１の両側面に、第１、第２の導体１１，１２、第１、第２の引出導体１７，１８の各一端部とそれぞれ接続されるように銀を印刷して、第１〜第４の外部電極２２〜２５を形成する。

最後に、第１〜第４の外部電極２２〜２５の表面に、めっきによってニッケルめっき層、すずめっき層を順次形成する。

上記した本発明の実施の形態１においては、第１の導体１１と第２の導体１２との間、第１の導体１１と上部磁性層１４との間、および第２の導体１２と下部磁性層１５との間に０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスからなる低誘電率層１６を形成しているため、この低誘電率層１６によって第１の導体１１と第２の導体１２との間およびその周囲の誘電率を低くすることができ、これにより、第１の導体１１と第２の導体１２との間の浮遊容量を抑制できるため、高周波帯域での差動信号の挿入損失を低減でき、この結果、高周波帯域での使用が可能になるという効果が得られるものである。

また、前記低誘電率層１６は磁性体層１３と同種材料からなる磁性フェライトを含有させているため、その接合界面での接合強度が悪化するのを防止でき、これにより、製品強度が劣化しないという効果も得られるものである。

なお、前記低誘電率層１６は第１の導体１１と第２の導体１２との間のみに形成しても、第１の導体１１と第２の導体１２との間の浮遊容量を抑制できるが、さらに、第１の導体１１と上部磁性層１４との間、および第２の導体１２と下部磁性層１５との間にも低誘電率層１６を形成することにより、磁性体層１３と低誘電率層１６との焼成時の収縮率の違いによる製品の割れ等の発生も防止できるものである。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２，３に記載の発明について説明する。

図３は本発明の実施の形態２におけるノイズフィルタの分解斜視図である。なお、この本発明の実施の形態２においては、上記した本発明の実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明は省略する。

図３において、本発明の実施の形態２が上記した本発明の実施の形態１と相違する点は、低誘電率層１６を上部磁性層１４および下部磁性層１５における複数の磁性体層１３間にも設けるようにした点である。

この構成により、低誘電率層１６は第１の導体１１と第２の導体１２との間だけでなく、第１、第２の導体１１，１２の外側にも形成されることになるため、焼成時の磁性体層１３の収縮率と異なる収縮率の低誘電率層１６を製品全体に均等に設けることができ、これにより、焼成した際に変形したり割れたりするのを防止できる。すなわち、収縮率が異なる低誘電率層１６が製品の中心部のみに偏って形成されているときは、焼成した際に製品が変形する可能性があるが、収縮率が異なる低誘電率層１６を製品の一部分に偏ることなく均等に設けているため、焼成した際に変形したり割れたりするということはなくなるものである。また、上部磁性層１４および下部磁性層１５に設けられた低誘電率層１６と、第１の導体１１と第２の導体１２の間に設けられた低誘電率層１６の材料を同一にすればコストの低減を図ることができるものである。

図４は低誘電率層１６を構成するガラスに含有される磁性フェライトの含有率と特性との関係を示す図である。

ここで、Ｚｃｃは１ＧＨｚでのコモンモード成分のインピーダンス、Ｆｃは信号が３ｄＢ減衰するときのカットオフ周波数である。また、Ｚｃｃの値が３００Ω以上、Ｆｃの値が２．０ＧＨｚ以上、抗析強度が４．０ｋｇ以上を良品とした。なお、Ｆｃの値が高いほど、高周波の差動信号が減衰することはないため、高周波帯域での使用が可能になる。

図４から明らかなように、低誘電率層１６を構成するガラスへの磁性フェライトの含有量は、磁性フェライトを０．１％〜１０％含有させれば良いことがわかる。また、磁性フェライトを含有させないときは、抗析強度が低く、一方、磁性フェライトを１５％含有させたときは、Ｚｃｃの値、Ｆｃの値がともに低下するものである。

この理由は、磁性フェライトを含有させない場合（ガラス１００％の場合）は、焼成時に低誘電率層１６の収縮率と磁性体層１３の収縮率の違いによる応力が発生して、製品強度が低下するからである。一方、磁性フェライトの含有率が１５％の場合は、低誘電率層１６の誘電率を低くすることができないため、第１の導体１１と第２の導体１２との間の浮遊容量を抑制できないからである。また、Ｚｃｃが低下しているのは、浮遊容量が増えることで、インピーダンスを減少させる容量成分が低い周波数から作用するためである。１ＧＨｚでは周波数曲線のピークを過ぎて下降する領域であるため、浮遊容量の増加とともにコモンモードインピーダンスは低い値を示すようになる。

なお、低誘電率層１６に磁性フェライトを０．１％〜１０％含有させれば、低誘電率層１６に含有される磁性フェライトが磁性体層１３間に挟まれるようになるため、上部磁性層１４および下部磁性層１５における透磁率が極端に低下するのを防止でき、これにより、第１、第２の導体１１，１２のコモンモード成分のインピーダンスをある程度確保できるため、第１、第２の導体１１，１２のコモンモード成分のインピーダンスを十分確保しながら、高周波帯域で使用できるという効果も得られるものである。

ここで、上部磁性層１４および下部磁性層１５に設けられた各低誘電率層１６の、第１の導体１１と第２の導体１２の間に設けられた低誘電率層１６からの距離をそれぞれ同じにすれば、低誘電率層１６をより均一に形成することができる。また、上部磁性層１４および下部磁性層１５に複数の低誘電率層１６を設ける場合、上部磁性層１４、下部磁性層１５にそれぞれ設けられた低誘電率層１６と第１の導体１１と第２の導体１２の間に設けられた低誘電率層１６との距離を全て同じにすることによって、低誘電率層１６を均一に形成することができるものである。

また、第１の導体１１と第２の導体１２との間に低誘電率層１６の代わりに、第１の導体１１と第２の導体１２との間にガラスを含有するセラミック層を形成すれば、第１の導体１１と第２の導体１２との間に誘電率をより低くすることができるため、第１の導体１１と第２の導体１２との間の浮遊容量を抑制でき、これにより、高周波帯域での差動信号の挿入損失を低減できるため、より高周波帯域での使用が可能になるものである。この場合、０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスからなる低誘電率層１６を上部磁性層１４および下部磁性層１５における複数の磁性体層１３間に設けることにより、第１、第２の導体１１，１２のコモンモード成分のインピーダンスを十分確保でき、かつ、焼成時に割れたり、変形したりするのも防止できるものである。なお、複数の磁性体層１３間にガラスのみを有するセラミック層を形成した場合、ガラスと磁性体層１３との収縮率の相違により、焼成時に割れたり、変形したりしてしまうものである。

なお、上記本発明の実施の形態１，２においては、第１の導体１１と第２の導体１２をそれぞれ１個設けたものについて説明したが、第１の導体１１と第２の導体１２を複数形成し、アレイタイプとしてもよいものである。

また、上記本発明の実施の形態１，２においては、コモンモードノイズフィルタについて説明したが、ディファレンシャルモードおよびコモンモードのノイズの除去が可能な２モードノイズフィルタについても適用できるものである。

本発明にかかるノイズフィルタは、高周波帯域での使用が可能であるという効果を有し、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策として使用されるノイズフィルタなどにおいて有用となるものである。

本発明の実施の形態１におけるノイズフィルタの分解斜視図同ノイズフィルタの斜視図本発明の実施の形態２におけるノイズフィルタの分解斜視図同ノイズフィルタにおける低誘電率層を構成するガラスに含有される磁性フェライトの含有率と特性との関係を示す図従来のノイズフィルタの分解斜視図

符号の説明

１１第１の導体
１２第２の導体
１３磁性体層
１４上部磁性層
１５下部磁性層
１６低誘電率層

Claims

第１、第２の導体と、前記第１の導体の上部および前記第２の導体の下部に設けられ、かつそれぞれ複数の磁性体層からなる上部磁性層および下部磁性層とを備え、前記第１の導体と第２の導体との間、前記第１の導体と前記上部磁性層との間、および前記第２の導体と前記下部磁性層との間に０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスからなる低誘電率層を形成したノイズフィルタ。
低誘電率層を上部磁性層および下部磁性層における複数の磁性体層間に設けた請求項１記載のノイズフィルタ。
第１、第２の導体と、前記第１の導体の上部および前記第２の導体の下部に設けられ、かつそれぞれ複数の磁性体層からなる上部磁性層および下部磁性層とを備え、前記第１の導体と第２の導体との間にガラスからなるセラミック層を形成し、かつ０．１％〜１０％の磁性フェライトを含有するガラスからなる低誘電率層を、前記上部磁性層および下部磁性層における複数の磁性体層間、前記第１の導体と前記上部磁性層との間、および前記第２の導体と前記下部磁性層との間に設けたノイズフィルタ。