JP2007250832A - コモンモードノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、磁気結合を低下させることなくコモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができるコモンモード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。
【解決手段】第１〜第３の非磁性体層１１ａ〜１１ｃと、この第１〜第３の非磁性体層１１ａ〜１１ｃを介して対向するように設けられた渦巻き状の第１の導体１２および第２の導体１３とを備え、前記第１の非磁性体層１１ａにおいて前記第１の導体１２、第２の導体１３と接しないように磁性材料からなる磁性体部１４を設けたものである。
【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コモンモードノイズフィルタに関するものである。

従来のこの種のコモンモードノイズフィルタは、図８、図９に示すように、第１のコイル１を構成する渦巻き状の第１の導体１ａと、第２のコイル２を構成する渦巻き状の第２の導体２ａを、第１の絶縁層３を介して対向させるとともに、第１、第２の導体１ａ，２ａのそれぞれの一端部に接続された第１、第２の引出電極１ｂ，２ｂをそれぞれ第２の絶縁層４の上面、第３の絶縁層５の下面に積層することにより構成していた。さらに、第１の引出電極１ｂの上面、第２の引出電極２ｂの下面には磁性体層６が設けられていた。

また、第１のコイル１および第２のコイル２の中心部（第１、第２の導体１ａ，２ａの渦巻きの内側）を貫通するように、第１〜第３の絶縁層３〜５に磁性体部７を形成することにより、第１のコイル１と第２のコイル２の間を交差する磁束を強め、第１、第２のコイル１，２のコモンモード成分のインピーダンスを大きくするようにしていた。

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２００１−７６９３０号公報

上記した従来のコモンモードノイズフィルタにおいては、第１、第２のコイル１，２のコモンモード成分のインピーダンスをより大きくするために磁性体部７の面積を広くした場合、第１、第２のコイル１，２と磁性体部７とが接続するため、第１、第２のコイル１，２で発生した磁界が磁性体で遮られ、これにより、第１のコイル１と第２のコイル２との磁界が交差しにくくなるため、第１のコイル１と第２のコイル２との磁気結合が低下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、磁気結合を低下させることなくコモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができるコモンモード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、非磁性体層と、この非磁性体層を介して対向するように設けられた渦巻き状の第１の導体および第２の導体とを備え、前記非磁性体層において前記第１の導体、第２の導体と接しないように磁性材料からなる磁性体部を設けたもので、この構成によれば、第１の導体と第２の導体との磁気結合が低下しないため、磁性体部の面積を広くすることができ、これにより、第１、第２の導体間に発生する磁束を多くすることができるため、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大きくすることが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２に記載の発明は、特に、磁性体部を複数に分割したもので、この構成によれば、各磁性体部の面積を小さくすることができるため、磁性体部で発生する渦電流を小さく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、非磁性体層と、この非磁性体層を介して設けられた１または複数の渦巻き状の第１の導体および第２の導体とを備え、前記非磁性体層において前記第１の導体および第２の導体と上面視にて重ならない位置に磁性材料からなる磁性体部を設けたもので、この構成によれば、互いに対向する第１の導体の一部分と、第２の導体の一部分でそれぞれ発生した磁束が、第１の導体および第２の導体と上面視にて重ならない位置の磁性体部を貫通するため、これら対向する第１の導体の部分と第２の導体の部分との間に位置する非磁性体層内に磁束が漏れるのを防止でき、これにより、磁性体部を貫通する磁束を多くすることができるため、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大きくすることが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４に記載の発明は、特に、第１の導体の下方、第２の導体の上方のいずれか一方に接着層を介して絶縁基板を設けたもので、この構成によれば、非磁性体層と一体に焼成できない、例えば樹脂基板などの絶縁基板とを一体化することが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、非磁性体層と、この非磁性体層を介して対向するように設けられた渦巻き状の第１の導体および第２の導体とを備え、前記非磁性体層において前記第１の導体、第２の導体と接しないように磁性材料からなる磁性体部を設けているため、第１の導体と第２の導体との磁気結合が低下するということはなく、これにより、磁性体部の面積を広くすることができるため、第１、第２の導体間に発生する磁束を多くすることができ、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大きくすることができる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１，２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におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。

本発明の実施の形態１におけるコモンモードノイズフィルタは、図１〜図３に示すように、第１、第２、第３の非磁性体層１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、この第１、第２、第３の非磁性体層１１ａ，１１ｂ，１１ｃを介して対向するように設けられた渦巻き状の第１の導体１２および第２の導体１３とを備え、前記第１の非磁性体層１１ａにおいて前記第１の導体１２、第２の導体１３と接しないように磁性材料からなる磁性体部１４を設けたものである。

上記構成において、前記第１、第２、第３の非磁性体層１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料で構成されている。そして、これらのうち第１の非磁性体層１１ａに磁性材料からなる磁性体部１４が設けられている。そしてまた、前記第１の非磁性体層１１ａの上面には第２の非磁性体層１１ｂが形成され、かつ第１の非磁性体層１１ａの下面には第３の非磁性体層１１ｃが形成されている。すなわち、第１の非磁性体層１１ａは第２の非磁性体層１１ｂと第３の非磁性体層１１ｃとの間に挟まれているため、磁性体部１４が第１、第２の導体１２，１３と接することはない。なお、この場合は、第２の非磁性体層１１ｂと第３の非磁性体層１１ｃを形成せずに、第１の非磁性体層１１ａの中に磁性体部１４を埋め込むことにより、この磁性体部１４が第１、第２の導体１２，１３と接しないようにしてもよい。

また、前記第２の非磁性体層１１ｂの上方には第４の非磁性体層１１ｄが形成され、かつ第３の非磁性体層１１ｃの下方には第５の非磁性体層１１ｅが形成されている。なお、第４、第５の非磁性体層１１ｄ，１１ｅは、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料で構成されている。

そしてまた、前記第１の導体１２は、第２の非磁性体層１１ｅの上面に渦巻き状に銀などの導電材料を印刷または転写することにより形成しており、そして、この第１の導体１２は第５の非磁性体層１１ｅに形成されたバイア電極１５ａを介して第１の引出電極１６と接続することにより１つのコイルを構成している。なお、この第１の引出電極１６は第５の非磁性体層１１ｅの下方に設けられた第１の磁性体層１７の上面に形成されており、さらに、前記第１の導体１２の一端部は第５の非磁性体層１１ｅの一端面に、かつ第１の引出電極１６は第５の非磁性体層１１ｅの他端面にそれぞれ露出させている。

また、前記第２の導体１３は、第２の非磁性体層１１ｂを上面に渦巻き状に銀などの導電材料を印刷または転写することにより形成しているもので、すなわち、第２の導体１３は、第１〜第３の非磁性体層１１ａ〜１１ｃを介して第１の導体１２と対向するように設けている。そしてまた、この第２の導体１３の上面にはバイア電極１５ｂを備えた第４の非磁性体層１１ｄが形成されている。なお、図１においては、バイア電極１５ａ，１５ｂは図示せずに省略している。

さらに、前記第４の非磁性体層１１ｄの上面には、第２の引出電極１８が形成され、そしてこの第２の引出電極１８と第２の導体１３をバイア電極１５ｂを介して接続することによりもう１つのコイルを構成している。そしてまた、前記第２の導体１３の一端部は第４の非磁性体層１１ｄの一端面に、かつ第２の引出電極１８は第４の非磁性体層１１ｄの他端面にそれぞれ露出させている。

前記磁性体部１４は、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の磁性材料からなるもので、この磁性体部１４は、前記第１の導体１２および第２の導体１３の渦巻きの内側（第１、第２の導体１２，１３に囲まれた部分）と、第１の導体１２および第２の導体１３と上面視にて重なる位置とに連続して形成されている。なお、この磁性体部１４は第１の非磁性体層１１ａの周辺部にも設けるようにしてもよい。また、第２の引出電極１８の上面には第２の磁性体層１９が設けられている。

なお、前記第１、第２の導体１２，１３は、印刷、転写以外の、めっき、フォトリソ、スパッタ、蒸着により形成してもよい。そして、前記第１〜第５の絶縁層１１ａ〜１１ｅ、第１、第２の磁性体層１７，１９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。さらに、第１、第２の引出電極１６，１８の形状は、図１に示された形状に限定されるものではなく、渦巻き状、蛇行状等の他の形状でもよい。

そして、上記した構成により、図２に示すようなコモンモードノイズフィルタの本体部２０が構成されている。また、この本体部２０の両端部には、図２に示すように、第１、第２の導体１２，１３、第１、第２の引出電極１６，１８の露出した部分とそれぞれ接続された外部電極２１が形成されている。さらに、この外部電極２１の表面には、ニッケルめっき層、すずめっき層（いずれも図示せず）が施されている。

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

図１〜図３において、まず、それぞれの原材料である磁性材料や非磁性材料等の粉体および樹脂からなる混合物により、方形の第１〜第５の非磁性体層１１ａ〜１１ｅ、第１、第２の磁性体層１７，１９をそれぞれ所定枚数作製する。このとき、第４、第５の非磁性体層１１ｄ，１１ｅ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１５ａ，１５ｂを形成する。また、第１の非磁性体層１１ａの中央部にレーザ、パンチングなどで孔あけ加工をし、この孔に磁性材料を充填して、磁性体部１４を形成する。

次に、第１の磁性体層１７の上面に第１の引出電極１６を印刷または転写によって形成する。

次に、第１の引出電極１６の上面にバイア電極１５ａが設けられた第５の非磁性体層１１ｅを配置する。このとき、第１の引出電極１６をバイア電極１５ａと接続する。

次に、第５の非磁性体層１１ｅの上面に渦巻き状の第１の導体１２を印刷または転写によって形成する。このとき、バイア電極１５ａを介して第１の導体１２と第１の引出電極１６とを接続する。また、第１の導体１２の一端部を第５の非磁性体層１１ｅの一端面に、かつ第１の引出電極１６を第５の非磁性体層１１ｅの他端面にそれぞれ露出させる。

次に、第１の導体１２の上面に第３の非磁性体層１１ｃを配置し、その後、この第３の非磁性体層１１ｃの上面に磁性体部１４が形成された第１の非磁性体層１１ａを配置する。このとき、磁性体部１４は第１の導体１２の渦巻きの内側および第１の導体１２と上面視にて重なる位置とに連続するように形成する。

次に、第１の非磁性体層１１ａの上面に第２の非磁性体層１１ｂを配置し、その後、第２の非磁性体層１１ｂの上面に渦巻き状の第２の導体１３を印刷または転写によって形成する。このとき、第２の導体１３の渦巻きの内側および第２の導体１３と上面視にて重なる位置に磁性体部１４が連続して形成されるようにする。

次に、第２の導体１３の上面にバイア電極１５ｂが設けられた第４の非磁性体層１１ｄを配置する。このとき、第２の導体１３をバイア電極１５ｂと接続する。

次に、第４の非磁性体層１１ｄの上面に第２の引出電極１８を形成する。このとき、バイア電極１５ｂを介して第２の導体１３と第２の引出電極１８とを接続する。また、第２の導体１３の一端部を第４の非磁性体層１１ｄの一端面に、かつ第２の引出電極１８を第４の非磁性体層１１ｄの他端面にそれぞれ露出させる。

次に、第２の引出電極１８の上面に第２の磁性体層１９を形成し、コモンモードノイズフィルタの本体部２０を形成する。

なお、前記第１、第２の導体パターン１２，１３を転写によって形成する場合、別途用意したベース板（図示せず）に所定パターン形状の導電パターンをめっきによって形成し、その後、この導電パターンを各絶縁体層に転写するようにする。

なお、前記第１、第２の引出電極１６，１８は、印刷、転写、めっき等、いずれの方法によって形成してもよい。

次に、コモンモードノイズフィルタの本体部２０を所定の温度、時間で焼成し、その後、この本体部２０の両端面に、銀を印刷することにより外部電極２１を形成する。このとき、第１、第２の導体１２，１３、第１、第２の引出電極１６，１８の露出した部分と外部電極２１とを接続する。

最後に、外部電極２１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（いずれも図示せず）を形成する。

上記した本発明の実施の形態１においては、第１の非磁性体層１１ａにおいて前記第１の導体、第２の導体１２，１３と接しないように磁性材料からなる磁性体部１４を設けているため、第１の導体１２と第２の導体１３との磁気結合が低下するというのはなく、これにより、磁性体部１４の面積を広くすることができる。この結果、第１、第２の導体１２，１３間に発生する磁束を多くすることができるため、第１、第２の導体１２，１３のコモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができるという効果が得られるものである。

すなわち、磁性体部１４を有する第１の非磁性体層１１ａの上下面に第２、第３の非磁性体層１１ｂ，１１ｃを形成しているため、第１の導体１２、第２の導体１３と磁性体部１４が接することはなく、これにより、第１、第２の導体１２，１３で発生した磁界が磁性体部１４で遮られることなく第１の導体１２と第２の導体１３との間を磁界は交差し易くなるため、第１の導体１２と第２の導体１３との磁気結合が低下してしまうことはないため、磁性体部１４の面積を広くすることができる。

また、第１、第２の導体１２，１３の位置に関係無く、磁性体部１４の面積を自由に調整できるため、インピーダンスの調整も容易になる。

なお、上記本発明の実施の形態１におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、磁性体部１４を連続するように形成したものについて説明したが、磁性体部１４は複数に分割してもよく、このような構成にした場合は、各磁性体部１４の面積を小さくすることができるため、磁性体部１４で発生する渦電流を小さくできるものである。

（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３に記載の発明について説明する。

図４は本発明の実施の形態２におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図である。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、同一符号を付しており、その説明は省略する。

図４、図５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、磁性体部１４を第１の導体１２および第２の導体１３と上面視にて重ならない位置に単独で設けた点である。

このような構成にすれば、互いに対向する第１の導体１２の一部分と、第２の導体１３の一部分でそれぞれ発生した磁束が、第１の導体１２および第２の導体１３と上面視にて重ならない位置の磁性体部１４を貫通するため、これら対向する第１の導体１２の部分と第２の導体１３の部分との間に位置する非磁性体層内に磁束が漏れるのを防止でき、これにより、磁性体部１４を貫通する磁束を多くすることができるため、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大きくすることができるという効果が得られるものである。また、第１の導体１２および第２の導体１３は磁性体部１４と接していないため、第１、第２の導体１２，１３で発生した磁界が磁性体部１４で遮られることなく第１の導体１２と第２の導体１３との間を磁界が交差し易くなり、これにより、第１の導体１２と第２の導体１３との磁気結合が低下してしまうことはない。

そしてまた、第１の導体１２と第２の導体１３との間の距離を長くして、浮遊容量を低減し高周波帯域でのコモンモードノイズを除去することができるようにしても、磁性体部１４によってインピーダンスが低下することはないものである。

そして、第１、第２の導体１２，１３の渦巻きの内側を貫通するように第１〜第５の非磁性体層１１ａ〜１１ｅに磁性体部１４を形成してもよい。

なお、上記本発明の実施の形態２におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、各非磁性体層に形成した導体が１つのものについて説明したが、図６に示すように、各非磁性体層に導体を複数形成してもよいもので、この場合、第１、第２の導体１２，１３はそれぞれ２つ形成され、第２、第５の非磁性体層１１ｂ，１１ｅの両方にそれぞれ形成されている。また、第１の導体１２同士、第２の導体１３同士はバイア電極１５ｃを介して互いに接続されている。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。

図７は本発明の実施の形態３におけるコモンモード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３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、同一符号を付しており、その説明は省略する。

図７において、本発明の実施の形態３が上記した本発明の実施の形態１，２と相違する点は、磁性体層１７，１９の代わりに絶縁基板２２を用い、そして第５の非磁性体層１１ｅの下面、第４の非磁性体層１１ｄの上面に接着層２３をそれぞれ形成し、この接着層２３によって絶縁基板２２を第５の非磁性体層１１ｅの下面、第４の非磁性体層１１ｄの上面とそれぞれ貼り合せるようにした点である。

このような構成にすれば、第１〜第５の非磁性体層１１ａ〜１１ｅと一体に焼成できない、例えば樹脂基板などの絶縁基板２２とを一体化することができるという効果が得られるものである。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、磁気結合を低下させることなくコモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができるという効果を有するものであり、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コモンモードノイズフィルタ等において有用となるものである。

本発明の実施の形態１におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図 同コモンモードノイズフィルタの斜視図 図１のＡ−Ａ線断面図 本発明の実施の形態２におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図 図４のＢ−Ｂ線断面図 本発明の実施の形態２におけるコモンモードノイズフィルタの他の例の分解斜視図 本発明の実施の形態３におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図 従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図 同コモンモードノイズフィルタのＸ−Ｘ線断面図

符号の説明

１１ａ〜１１ｅ 第１〜第５の非磁性体層
１２ 第１の導体
１３ 第２の導体
１４ 磁性体部
２２ 絶縁基板
２３ 接着層

Claims (4)

1. 非磁性体層と、この非磁性体層を介して対向するように設けられた渦巻き状の第１の導体および第２の導体とを備え、前記非磁性体層において前記第１の導体、第２の導体と接しないように磁性材料からなる磁性体部を設けたコモンモードノイズフィルタ。
2. 磁性体部を複数に分割した請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。
3. 非磁性体層と、この非磁性体層を介して設けられた１または複数の渦巻き状の第１の導体および第２の導体とを備え、前記非磁性体層において前記第１の導体および第２の導体と上面視にて重ならない位置に磁性材料からなる磁性体部を設けたコモンモードノイズフィルタ。
4. 第１の導体の下方、第２の導体の上方のいずれか一方に接着層を介して絶縁基板を設けた請求項３記載のコモンモードノイズフィルタ。

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