JP2008300432A - コモンモードフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】高いコモンモードインピーダンスを確保しつつ、小型化可能なコモンモードフィルタを提供する。
【解決手段】絶縁層を介して積層された第一および第二の平面スパイラル線路並びに第一および第二の引き出し線路を有するコモンモードフィルタであって、前記第一の引き出し線路は絶縁層に形成された第一のビア電極を介して前記第一のスパイラル線路のスパイラル中心側の一端に形成された第一のパッド部に接続され、前記第二の引き出し線路は絶縁層に形成された第二のビア電極を介して前記第二のスパイラル線路のスパイラル中心側の一端に形成された第二のパッド部に接続され、前記第一のパッド部と前記第二のパッド部は積層方向から見て重なりを有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、高周波におけるインピーダンス特性に優れるコイル部品、特にコモンモードフィルタに関する。

パーソナルコンピュータや携帯端末等の電子機器における信号伝送速度の高速化や駆動周波数の高周波化が進んでいる。例えば、伝送速度４００ＭｂｐｓのＩＥＥＥ１３９４ａや伝送速度４８０ＭｂｐｓのＵＳＢ２.０の規格はすでに広く普及しており、より高速なＨＤＭＩ（７００Ｍｂｐｓ）、ＩＥＥＥ１３９４ｂ（８００Ｍｂｐｓ）もひかえる。これらの高速差動伝送において用いられるコモンモードフィルタなどのコイル部品は、高周波に対応したものであること、小型であることなどが要求される。従来、トランスやコモンモードフィルタ等として使用される小型のコイル部品としては、図９に示すようにグリーンシート積層技術を利用して製造したコイル部品が知られている。このコイル部品はコイル導体３a、３bを表面に設けた絶縁体グリーンシート２a、２bを積層してなるコイル部６と、コイル部６を磁性体グリーンシート１a及び１bで挟み込んで圧着・焼成後、外部電極（図中省略）をコイル部６の側面に形成することにより製造されている。なおビア電極４aはコイル導体３aと絶縁体グリーンシート２c上に形成した引出電極５aとを接続して第一のコイル線路を構成するもので、ビア電極４bはコイル導体３bと絶縁体グリーンシート２c上に形成した引出電極５bとを接続して第二のコイル線路を構成するものである（特許文献１）。また、同様の構成を有するコモンモードチョークコイルは特許文献２（図１〜図３）にも開示されている。

特開平８−２０３７３７号公報 特開２００６−２８６９３７号公報

しかしながら、上記のような従来のコイル部品はコイル導体と同一平面内に２つのビア電極４ａ、４ｂを有するためコイルの小面積化が困難でありコイル部品の小型化が困難であった。特許文献２に開示されたコモンモードチョークコイルでも、その図３から明らかなように、複数のビアおよびその周辺電極が多くの空間を占めている（図中点線で表されるビア等は図示された断面には存在せず、実践で示されたビアと離れた他の部分に形成されている）ため、小型化を図るには不十分であった。また、大きさを一定とすると、コイル導体の線路長を長くすることが困難である。そのため高いコモンモードインピーダンスを確保して、高いコモンモードノイズ減衰特性を得ることが困難であった。２つのビア電極が異なる層に形成されている場合においても、同様の課題があった。

そこで、本発明は、高いコモンモードインピーダンスを確保しつつ、小型化が可能なコモンモードフィルタを提供することを目的とする。

本発明のコモンモードフィルタは、絶縁層を介して積層された第一および第二の平面スパイラル線路並びに第一および第二の引き出し線路を有するコモンモードフィルタであって、前記第一の引き出し線路は、絶縁層に形成された第一のビア電極を介して、前記第一のスパイラル線路のスパイラル中心側の一端に形成された第一のパッド部に接続され、前記第二の引き出し線路は、絶縁層に形成された第二のビア電極を介して、前記第二のスパイラル線路のスパイラル中心側の一端に形成された第二のパッド部に接続され、前記第一のパッド部と前記第二のパッド部は積層方向から見て重なりを有することを特徴とする。かかる構成によれば、引き出し線路との接続にかかる部分の面積を小さくすることができる。したがって、コイル形成の面積ロスが少なく、パッド部周囲までスパイラル線路を形成できるため、コイルの小面積化が可能となりコモンモードフィルタを小型化できる。一定の大きさのコモンモードフィルタに対しては、コイルの線路を長くすることができるため、高いコモンモードインピーダンスが得られる。

また、前記コモンモードフィルタにおいて、前記第一のパッド部と前記第二のパッド部の少なくとも一方のパッド部は、積層方向から見て他方のパッド部と全体が重なっていることが好ましい。かかる構成によればパッド部にいっそう近接してスパイラル線路を形成できるためコイルのさらなる小面積化が可能となりコモンモードフィルタをいっそう小型化できる。

さらに、前記コモンモードフィルタにおいて、前記第一および第二のスパイラル線路の外形は略正方形であり、前記正方形の中心と前記第一および第二のパッド部とが、積層方向から見て重なっていることが好ましい。かかる構成によればコイルのさらなる小面積化が可能となりコモンモードフィルタを一層小型化できる。

さらに、前記コモンモードフィルタにおいて、前記第一の引き出し線路と前記第二の引き出し線路は、第一のビア電極と第二のビア電極との接続部分にそれぞれ第三のパッド部と第四のパッド部を有し、前記第一の引き出し線路と前記第二の引き出し線路は、それぞれ前記第三のパッド部または前記第四のパッド部の中心に対して、前記絶縁層の平面方向において互いに逆方向にずれるように接続されていることが好ましい。かかる構成によれば、引き出し線路を絶縁体の平面方向にずらすことができるため、平面スパイラル線路の電極パッド同士が重なるように構成した場合であっても、コモンモードフィルタの端部において絶縁上必要とされる引き出し線路間の間隔を稼ぐことができる。したがって、該間隔を取るために線路引き出し線路の途中に屈曲部を設ける場合に、その度合いを小さくできるため、引き出し線路の長さを短くでき、信号損失を低減できるとともに、外部電極との接続の信頼性を向上できる。さらに、前記第一の引き出し線路と前記第二の引き出し線路が逆方向に十分ずれるようにして、これら引き出し線路を直線状部分を主体として構成すれば、引き出し線路をよりいっそう短くすることができる。

さらに、前記コモンモードフィルタにおいて、前記第一の引き出し線路と前記第二の引き出し線路は、ビア電極と接続する部分を除き、積層方向から見て重ならないことが好ましい。絶縁体の平面方向に引き出し線路がずれている該構成では、引き出し線路を短くして、信号損失を低減できる他、引き出し線路が重なる場合に比べて、引き出し線路間で形成される寄生容量が大きく低減される。かかる構成を採用すれば、製造条件によって引き出し線路がずれても寄生容量の変化が小さいため、コモンモードフィルタの特性ばらつきが小さくなる。

さらに、前記コモンモードフィルタにおいて、前記絶縁層は矩形であり、前記第一の引き出し線路と第二の引き出し線路は、前記絶縁層の同じ端辺側に延設されていることが好ましい。かかる構成によれば第一のスパイラル線路と第二のスパイラル線路の重なり合う線路部分を長くできるため差動モードの漏洩磁界を低減でき信号損失を低減することができる。

さらに、前記コモンモードフィルタにおいて、前記第一の引き出し線路および第二の引き出し線路のうち、それぞれ前記第三または第四のパッド部に接続される部分から前記第一または第二のスパイラル線路と交差する最外の部分までの部分は、前記絶縁層の端辺に垂直に延設されていることが好ましい。かかる構成によれば引き出し線路のうち、スパイラル線路と交差する部分を短くできるため、寄生容量を低減することができる。さらに、引き出し線路を短くし、信号損失を低減するためには、引き出し線路は直線状部分を主体として、該直線部分全体が前記絶縁層の端辺に垂直であることがより好ましい。

さらに、前記コモンモードフィルタにおいて、前記第一のスパイラル線路の他端側と前記第二のスパイラル線路の他端側は、スパイラル形状の外形に沿って最後に巻回している部分から絶縁層端部にかけて直線状に延設されていることが好ましい。かかる構成によれば最後に巻回している部分から絶縁層端部にかけて結合していない線路の長さを短くできるためコモンモードフィルタを一層小型化できる。

さらに、前記コモンモードフィルタにおいて、コモンモードフィルタが有する前記第一および第二の平面スパイラル線路並びに第一および第二の引き出し線路の組が、絶縁層の平面内の一の方向に複数並置されたアレイ型のコモンモードフィルタであることが好ましい。前記コモンモードフィルタの構成は、小型に特に有利であるため、アレイ型のコモンモードフィルタに適用すれば、アレイ型のコモンモードフィルタの小型化を図ることができる。アレイ型のコモンモードフィルタを用いれば、基板に複数の素子を搭載する工数を低減できる。

本発明によれば、高いコモンモードインピーダンスを確保しつつ、小型化可能なコモンモードフィルタを提供することができる。

本発明のコモンモードフィルタの第一の実施形態について、以下具体的に説明するが、本発明は必ずしも該実施形態に限定されるものではない。図１は本発明のコモンモードフィルタの一実施形態である矩形の積層型コモンモードフィルタの各層の電極パターン、図２は各層を積層した場合の中央付近での断面を示す図である。図１に示す構成では、スパイラル線路３ａ、３ｂは、それぞれ絶縁層２ａ、２ｂの表面に形成された平面スパイラル構造のコイル線路であり、絶縁層を介して積層され、互いに対向するように配置されている。第一および第二のスパイラル線路３ａ、３ｂは９０°に屈曲しながら渦巻き状に巻回している。前記平面スパイラル線路は、隣接した屈曲部を結んだ二つの対角線が略直交しており、外形は略正方形である。屈曲の角はＲを付けている。これにより特性インピーダンスの変動を緩和し信号損失を低減するとともに製造時の電極パターン形成のばらつきを低減し特性ばらつきを低減している。Ｒは線幅の１/１０以上、線幅以下が好ましい。Ｒの代わりにカットでもよい。

第一の引き出し線路５ａは絶縁層に形成された第一のビア電極４ａを介して第一のスパイラル線路３ａのスパイラル中心側の一端に形成された第一のパッド部７ａに接続されている。一方、第二の引き出し線路５ｂは絶縁層に形成された第二のビア電極４ｂを介して第二のスパイラル線路３ｂのスパイラル中心側の一端に形成された第二のパッド部７ｂに接続されている。第一の引き出し線路５ａと第二の引き出し線路５ｂは絶縁層１ａ、１ｂの同じ端辺側に延設されている。また、引き出し線路５ａ、５ｂの第一のビア電極と第二のビア電極との接続部分には、それぞれ第三のパッド部６ａと第四のパッド部６ｂが形成されている。スパイラル線路３ａ、３ｂの主たる線路部分は両者とも等しい一定の線幅・線間隔であり同一方向に巻回している。図では線幅と巻線の線間隔は等しいが、異なってもよい。

前記第一のスパイラル線路３ａの他端側は、スパイラル形状の外形に沿って最後に巻回している部分がそのまま絶縁層端部にかけて直線状に延設されている。第二のスパイラル線路３ｂの他端側も、スパイラル形状の外形に沿って最後に巻回している部分から９０°屈曲した後、やはり絶縁層端部にかけて直線状に延設されている。折り返し部を持たない、かかる構成によれば、最後に巻回している部分から絶縁層端部にかけて結合していない線路の長さを短くできるためコモンモードフィルタを一層小型化できる。さらにこの延設された端部は絶縁層端部で幅が広くなっており、この幅は線幅以上、外部電極の幅以下が好ましい。線幅より狭いと外部電極との接続の不良が発生し易く、外部電極の幅より広いと外部電極間の短絡が発生し易くなる。スパイラル線路の最も内側の線路とパッドの最も近接する間隔は巻線の線間隔と等しいかそれ以上が好ましい。パッド部は積層方向から見て、ビア電極を囲むように形成される。その形状は特に限定するものではないが、円形であることが好ましい。パッド部７ａ、７ｂは製造時のスパイラル線路とビア電極の位置ズレによる電気的オープンの発生を防止する。そのため寸法はビア電極の直径以上で直径の３倍以下が好ましい。これより大きいとパッド部における特性インピーダンスの不連続が大きくなり信号損失が増加する上に、コモンモードフィルタの小型化が困難になる。

各層を積層した場合の電極パターンの上下の位置関係は図２の断面図に示す通り、スパイラル線路３ａと３ｂは積層方向からみて大部分が重なるように配置されている。またパッド部７ａ、７ｂおよびビア電極４ａ、４ｂは積層方向からみて重なるように配置されている。これにより空間ロスを低減しつつ、パッド部周囲までスパイラル線路を形成できるため、コイルの小面積化が可能となりコモンモードフィルタを小型化できる。また、略正方形のスパイラル線路３ａ、３ｂの中心（対角線の交点）とパッド部７ａ、７ｂは、積層方向からみて重なっている。かかる構成により、該中心とパッド部７ａ、７ｂとが重ならない構成よりも、さらに小面積化が可能となりコモンモードフィルタを一層小型化できる。図１に示す構成では、第一のパッド部と第二のパッド部とは略同形状で、互いに全体が重なるように配置されているが、一方のパッド部の方が小さく、積層方向から見て該パッド部が他方のパッド部に含まれるように重なっていても良い。図３には、ビア電極部分同士の配置が異なる他の実施形態を示してある。図３はビア電極の部分を拡大した断面図である。図３に示すように、パッド電極が重なるようにするだけでも小型化を図ることができる。このように、ビア電極は必ずしも重なっている必要はないが、図１に示すようにビア電極同士も重なっていることが好ましく、少なくとも一方のビア電極が、他方のビア電極と全体が重なっていることがより好ましい。なお、図１および２の構成では、引き出し線路の第三のパッド部６ａと第四のパッド部６ｂもパッド部７ａ、７ｂに重なるように配置してある。ビア電極が重なる場合、ビア電極に挟まれる絶縁層部分で、絶縁性の低下や、欠陥の発生の可能性が高くなる。そこで積層方向においてビア電極の長さよりも、ビア電極の間隔の方が大きくなるようにすることが好ましい。かかる好ましい形態として、図の例では絶縁層の厚さは、スパイラル線路と引き出し線路間よりもスパイラル線路間のほうを大きくしてある。

なお、コモンモードフィルタの形状は、主面形状が矩形、すなわち正方形、長方形である場合に限らないが、小型化や製造工程の簡略化の観点からは矩形であることが好ましい。また、平面スパイラル線路の外形も矩形である場合に限らないが、小型化のためには、コモンモードフィルタの形状に合わせて矩形であることが好ましい。

絶縁層の比誘電率は寄生容量低減のため１５以下が好ましい。絶縁層２ａの厚さはコイル線路の線幅の１/２以上、３倍以下が好ましい。線幅の１/２より薄い場合、特性インピーダンスの不整合により信号損失が増加する。またビア電極が積層方向からみて重なる配置の場合特に製造時のビア電極のわずかな突出やマイグレーションにより対向するコイル線路の短絡が発生し易くなるので厚い方がよい。一方、線幅の３倍より厚い場合も、特性インピーダンスの不整合により信号損失が増加する。

図４には、引き出し線路の部分だけを平面視で見た図であり、引き出し線路同士の位置関係示す図である。図４（ａ）に示す構成では、第一の引き出し線路５ａは、第三のパッド部６ａの中心に対して図面右側にずれて第三のパッド部６ａに接続されている。また、第二の引き出し線路５ｂは、第四のパッド部６ｂの中心に対して、図面左側にずれて第四のパッド部６ｂに接続されている。すなわち、両者は前記絶縁層の平面方向において互いに逆方向にずれるように接続されている。その結果、第一の引き出し線路５ａのパッド部６ａと第二の引き出し線路５ｂのパッド部６ｂは平面視で重なっているが、パッド部から絶縁層端部へ向かって延設されている線路部分は重なっていない。引き出し線路５ａと引き出し線路５ｂの主たる部分は、互いに平行に、かつ絶縁層端辺に垂直になっている。すなわち、引き出し線路５ａと引き出し線路５ｂは、ビア電極と接続する部分を除き、積層方向から見て重ならないようになっている。これにより引き出し線路の長さを短くでき、信号損失を低減できる。なお、パッド部の形状は円形に限らず楕円形や矩形であってもよい。さらにこの延設された端部は絶縁層端部で幅が広くなっており、この幅は線幅以上で外部電極の幅以下が望ましい。線幅より狭いと外部電極との接続の不良が発生し易く、外部電極の幅より広いと外部電極間の短絡が発生し易くなる。この幅が広くなっている部分は、不要な寄生容量を抑制する観点からは、スパイラル線路と積層方向から見て重ならないことが好ましい。

引き出し線路同士を非平行にして絶縁体端辺に向かって離間するようにしてもよいが、線路長を短くするためには、引き出し線路を、パッド部との接続部分でずらして、平行に引き出すことが好ましい。図１に示す構成では、第一の引き出し線路５ａおよび第二の引き出し線路５ｂのうち、それぞれ第三のパッド部６ａまたは第四のパッド部６ｂに接続される部分から第一または第二のスパイラル線路と交差する最外の部分までの部分（引き出し線路の主体）は互いに平行であり、かつそれが延設されている方向は、前記絶縁層の端辺に垂直になっている。

図４（ｂ）に引き出し線路の別の実施形態を示す。パッド部６ｃ、６ｄから絶縁層端部へ向かって延設されている引き出し線路５ｃ、５ｄの全体が１辺に対し垂直である。また互いに平行であるが重なっていない。これにより引き出し線路の長さを一層短くでき、信号損失を一層低減できる。上述のように、引き出し線路の幅を広げた部分がスパイラル線路と重ならないようにすることが好ましい。図４（ｂ）の構成では、引き出し線路を延設途中で屈曲させる必要がないため、図４（ａ）の場合よりもスパイラル線路と絶縁層端辺との間隔を小さくすることができ、小型化に有利である。なお、図４（ａ）、（ｂ）の示す構成では、外部電極との接続のために、絶縁体端部で幅を一方側に大きく広げてある。

図１および２に示す電極パターンで構成されるコイルによって、コモンモードフィルタを構成することができるが、高いコモンモードインピーダンスを得るためには図１および２に示す積層体の両主面側に磁性体を配置する。この構造を図５に示す。積層体９の両主面側に配置した磁性体８ａ、８ｂは例えばＮｉ−Ｚｎ系フェライトに代表されるスピネルフェライトや、Ｚ型やＹ型に代表される六方晶フェライトなどのソフトフェライトを用いればよい。このうち磁気異方性が高い六方晶フェライトは、スピネルフェライトのスネークの限界と呼ばれる透磁率の周波数限界を超えて高周波まで透磁率が維持される。したがって、六方晶フェライトは、高周波まで高いコモンモードインピーダンスを得て、高いノイズ減衰特性を得ることができる点で好ましい。積層体と磁性体の一体構造は、例えば積層体９を誘電体のグリーンシートに金属ペーストでパターン印刷して積層して形成し、フェライトのグリーンシートをその上下に積層して、一体焼成することにより形成することができる。あるいは、このうようなグリーンシートを積層した積層体を磁性体の板で挟んで一体焼成することにより形成することもできる。あるいは、グリーンシートの積層体を焼成した板を磁性体の板と接着剤を用いて接着することにより形成することもできる。接着剤はこれを特に限定するものではないが、例えば熱硬化性の樹脂を用いて接着する。この場合積層体は、電極パターンを形成したポリイミド等の薄シートを貼り合せて積層した多層フレキシブル基板により作製してもよい。

また、積層体はフォトリソグラフィ等を用いた薄膜プロセスやプリント基板プロセスを用いて作製してもよい。ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂や誘電体セラミックスなどの絶縁層上にスパッタリングなどにより導電体膜を形成した後、該導電体膜の上にフォトレジストを形成する。コイル線路のパターンを形成したフォトマスクを用いて露光させる。さらに未露光部分のレジストを除去したのちエッチングによりコイル線路のパターン以外の部分の導電体を除去する。その後レジストを除去することでコイル線路が形成される。これにさらに絶縁材料を形成するなどしてコイル部材を得る。かかる方法の場合は、磁性体基板上に形成していけば、積層体と磁性体との接着工程の一部を省くこともできる。

図６に、本願発明のコモンモードフィルタの他の実施形態を示す。図６に示すコモンモードフィルタは、図１に示すコモンモードフィルタが有する第一および第二のスパイラル線路並びに第一および第二の引き出し線路の組が、絶縁層の平面内の一の方向に二つ並置されたアレイ型のコモンモードフィルタである。この構成により基板に複数の素子を搭載する工数を低減できる。並置する素子の数は３以上でもよい。また、図６に示す構成では、並置された２組のスパイラル線路３ｃ、３ｅと３ｄ、３ｆの内、互いに異なるコモンモードフィルタを構成するスパイラル線路であって最も近いスパイラル線路の外側の線路の距離ｕが、平面スパイラル線路の内側の線路とパッド部との並置方向の間隔ｖ以上である。図１および２の構成のコモンモードフィルタは、スパイラル線路の内側の領域を小さくして小型化されているため、その分並置されたスパイラル線路３ｃ、３ｅの間隔を大きくとることができる。このようにスパイラル線路の間隔として十分な間隔が得られ、内部の２つのコモンモードフィルタの干渉を低減しクロストークを低減できる。並置された平面スパイラル線路３ｃ、３ｅは同一の巻き方向に巻回しており、その他端は前記一の方向に平行な絶縁体の一方の端辺側に引き出されている。一方、引き出し線路は全て、前記一の方向に平行な他方の同じ端辺側に引き出されている。

図７には、図６に示すコモンモードフィルタの外観を示す。１つの外部電極は、上面パッド電極１１ａ、側面電極１２ａ、下面パッド電極１３ａ（図示せず）から構成され、積層体内部の電極と電気的に接続している。磁性体に１×１０^４Ω・ｍ以上の高抵抗のフェライトを使用することにより電極を直接磁性体の表面に形成できる。外部電極は上下対称な形状である。このためチップの上下を区別することなく基板に実装できるため上下判別の工数を削減できる。上面パッド電極および下面パッド電極（図示せず）は半円形状であり、同じ縦、横の寸法を有する矩形の電極パッドに比べて面積が小さい。このため、上面パッド電極および下面パッド電極と内部の電極との結合が小さく寄生インピーダンスを抑え、高いコモンモードインピーダンスを得ることができる。外部電極は、金属ペーストを印刷あるいは転写によりチップ表面にパターン形成塗布し焼き付けあるいは硬化させて形成することができる。外部電極表面ははんだ耐性向上のため、Ｎｉ下地めっきの後ＳｎあるいはＡｕめっきを施してもよい。また、外部電極はチップ表面にＣｒ等のシード層でパターン形成した後、スパッタまたはめっきによりＮｉ、Ｓｎ等を成膜することにより形成してもよい。図７はアレイ型でコモンモードフィルタ１０の外観を説明したが、単一のコモンモードフィルタでも同様である。

図１および２に示す構造のコモンモードフィルタを以下の手順で作成した。まず積層体の製造方法を説明する。積層体はグリーンシート法により作製した。図１および２を参照しつつ以下具体的に説明する。Ｓｉを主成分としＡｌ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｋを含む酸化物セラミックスのグリーンシートにレーザーによってスルーホールを形成した。該グリーンシートにＡｇを主成分とする金属ペーストを印刷することにより引出線５ａ、５ｂ、スパイラル線路３ａ、３ｂを形成するとともに、スルーホールに金属ペーストを充填してビア電極４ａ、４ｂを形成した。電極パターンを印刷したグリーンシートおよび印刷していないグリーンシートを図１に示す順序に積層して焼成し積層体を得た。スパイラル線路の線幅は３０μｍ、間隔は３０μｍとした。信号損失低減のためには絶縁層の比誘電率は１５以下であることが好ましく、本実施例では比誘電率は４.７の絶縁層を用いた。

次に磁性体の製造方法を説明する。主成分としてＦｅ_２Ｏ_３、ＢａＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４をそれぞれ７０.２ｍｏｌ％、１８.８ｍｏｌ％、１１.０ｍｏｌ％となるように秤量し、この主成分に対しＭｎ_３Ｏ_４を３.０質量％、Ｌｉ_２ＣＯ_３を０.４質量％、ＳｉＯ_２を０.１３質量％それぞれ添加し、湿式ボールミルにて１６時間混合した。なお、Ｍｎ_３Ｏ_４、Ｌｉ_２ＣＯ_３、ＳｉＯ_２については仮焼後に行う粉砕時に加えてもよい。次にこれを大気中１２００℃で２時間仮焼した。この仮焼粉を湿式ボールミルにて１８時間粉砕した。作製した粉砕粉にバインダー（ＰＶＡ）を添加し、造粒した。造粒後、圧縮成形し、その後、酸素雰囲気中１３００℃で３時間焼結し、Ｚ型フェライト焼結体を得た。得られた焼結体をジョークラッシャーで砕きディスクミルにて粗粉砕を行い、粗粉砕粉を得た。更に粗粉砕粉を振動ミルにて粉砕し、振動ミルにて粉砕した粉体を更にボールミルにて２時間５０分間粉砕して、ＢＥＴ法による比表面積が２３５０ｍ^２／ｋｇのＺ型フェライトの粉末を得た。得られた粉末に水および１ｗｔ％のＰＶＡを加えてフェライトスラリーを作製し、一軸性の直流磁界をプレス方向に垂直な方向に印加して湿式成形した。印加磁界は０．８４ＭＡ／ｍとした。得られた成形体を酸素中１３００℃で３時間焼結し、一方向配向型のＺ型フェライトの焼結体を得た。焼結体密度５.０×１０^３ｋｇ／ｍ^３、体積抵抗率は２×１０^４Ω・ｍであり十分高い。配向方向の初透磁率は１００ＭＨｚで４０である。この一方向配向試料の結晶粒１４の配向を図９（ａ）に模式的に示す。配向方向であるｚ軸を中心にｃ軸がランダムに回転した方向を向いている。このｚ軸が積層の方向となるよう板状の基板を切り出す。なお、図９（ｂ）に模式的に示すようにｃ軸が１つの方向に揃った面配向したＺ型フェライトを用いてもよい。

前記積層体と磁性体を図４に示すように耐熱性の樹脂接着剤で接合し、図７に示す外部電極を形成してコモンモードフィルタを作製した。外部電極は樹脂にＡｇ粉を分散したペーストをゴム溝充填してチップ外面に転写してパターン形成し２００℃で硬化させ、その表面にＮｉ下地めっきと表層にＡｕめっきを施して形成した。形成した外部電極には樹脂成分が含まれるため、基板等に実装した場合、端子の応力を吸収して緩和する。得られたコモンモードフィルタの大きさは１ｍｍ×１ｍｍで厚さ０.８ｍｍであり、パッド電極に重なりを持たない従来のものが１.２ｍｍ×１ｍｍであるのに比べて２０％小型できている。図１０にＳパラメータで評価したノイズ減衰特性を示すが、小型でも１ＧＨｚ以上の高周波で高いノイズ減衰特性であることがわかる。

上記実施例と同様のコイルパターンを二つ並置した、２ｍｍ×１ｍｍの寸法で厚さ０．８ｍｍのアレイ型のコモンモードフィルタを作製した。パッド部とスパイラル線路との間隔は８０μｍであり、並置したスパイラル線路の間隔は１４０μｍを確保することができ、パッド部が重ならない場合の間隔４０μｍと比較して３．５倍の間隔を確保することができた。

得られたコモンモードフィルタのコイルを構成する電極部分の断面を図８に示す。電極の断面は、信号損失低減の観点からは全体にわたって表皮効果の厚さの２倍以上であることが好ましい。図８に示すコモンモードフィルタのコイルを構成する電極１３の断面は厚さ１０μｍで楕円形となっており、電極断面の外周上の任意の１点を通る法線の断面内の長さが、１ＧＨｚの伝送の表皮厚さ２μｍの２倍の４μｍよりも長いことがわかる。また、信号損失低減のため絶縁層の低誘電率化の観点からは絶縁層の空孔は５％以上であることが好ましい。これに対して、本実施例におけるコモンモードフィルタは、１０〜３０％であった。

本発明に係るコモンモードフィルタの実施形態の積層コイル部分の各層の電極パターンを示す図である。 本発明に係るコモンモードフィルタの実施形態の積層コイル部分の断面を示す図である。 本発明に係るコモンモードフィルタの他の実施形態の積層コイル部分の断面を示す図である。 コモンモードフィルタの引き出し線路部分の拡大図である。 本発明に係るコモンモードフィルタの実施形態の構成を示す図である。 本発明に係るコモンモードフィルタの他の実施形態の積層コイル部分の各層の電極パターンを示す図である。 本発明に係るコモンモードフィルタの実施形態の外観斜視図である。 本発明に係るコモンモードフィルタの実施形態の断面観察写真である。 本発明に係るコモンモードフィルタの実施形態に用いる六方晶Ｚ型フェライトの配向状態を示す図である。 本発明に係るコモンモードフィルタの実施形態の特性を示す図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ：絶縁層
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ：スパイラル線路
４ａ、４ｂ：ビア電極
５ａ〜５ｄ：引き出し線路
６ａ、６ｂ、６ｄ、７ａ、７ｂ：パッド部
８ａ、８ｂ：磁性体
９：積層体
１０：コモンモードフィルタ
１１ａ〜１１ｈ：上面パッド電極
１２ａ〜１２ｄ：側面電極
１３：電極
１４：結晶粒

Claims (9)

1. 絶縁層を介して積層された第一および第二の平面スパイラル線路並びに第一および第二の引き出し線路を有するコモンモードフィルタであって、
   前記第一の引き出し線路は、絶縁層に形成された第一のビア電極を介して、前記第一のスパイラル線路のスパイラル中心側の一端に形成された第一のパッド部に接続され、
   前記第二の引き出し線路は、絶縁層に形成された第二のビア電極を介して、前記第二のスパイラル線路のスパイラル中心側の一端に形成された第二のパッド部に接続され、
   前記第一のパッド部と前記第二のパッド部は積層方向から見て重なりを有することを特徴とするコモンモードフィルタ。
2. 前記第一のパッド部と前記第二のパッド部の少なくとも一方のパッド部は、積層方向から見て他方のパッド部と全体が重なっていることを特徴とする請求項１に記載のコモンモードフィルタ。
3. 前記第一および第二のスパイラル線路の外形は略正方形であり、前記正方形の中心と前記第一および第二のパッド部とが、積層方向から見て重なっていることを特徴とする請求項１または２に記載のコモンモードフィルタ。
4. 前記第一の引き出し線路と前記第二の引き出し線路は、第一のビア電極と第二のビア電極との接続部分にそれぞれ第三のパッド部と第四のパッド部を有し、前記第一の引き出し線路と前記第二の引き出し線路は、それぞれ前記第三のパッド部または前記第四のパッド部の中心に対して、前記絶縁層の平面方向において互いに逆方向にずれるように接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコモンモードフィルタ。
5. 前記第一の引き出し線路と前記第二の引き出し線路は、ビア電極と接続する部分を除き、積層方向から見て重ならないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコモンモードフィルタ。
6. 前記絶縁層は矩形であり、前記第一の引き出し線路と第二の引き出し線路は、前記絶縁層の同じ端辺側に延設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコモンモードフィルタ。
7. 前記第一の引き出し線路および第二の引き出し線路のうち、それぞれ前記第三または第四のパッド部に接続される部分から前記第一または第二のスパイラル線路と交差する最外の部分までの部分は、前記絶縁層の端辺に垂直に延設されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のコモンモードフィルタ。
8. 前記第一のスパイラル線路の他端側と前記第二のスパイラル線路の他端側は、スパイラル形状の外形に沿って最後に巻回している部分から絶縁層端部にかけて直線状に延設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のコモンモードフィルタ。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のコモンモードフィルタが有する前記第一および第二のスパイラル線路並びに第一および第二の引き出し線路の組が、絶縁層の平面内の一の方向に複数並置されたアレイ型のコモンモードフィルタ。