JP2009171501A - Noise suppression component - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、コモンモードチョークコイル等のノイズ除去回路を1チップ内に複数回路納めて実装面積の狭小化を図ったノイズ対策部品に関するものである。 The present invention relates to a noise countermeasure component in which a plurality of noise removal circuits such as a common mode choke coil are accommodated in one chip to reduce the mounting area.
従来、この種のノイズ対策部品としては、例えば特許文献1に開示の技術がある。
このノイズ対策部品は、1対の差動伝送線路に挿入されるコモンモードチョークコイル部と、電源・グランド線路に挿入されるフェライトビーズとを備えている。
これにより、逆方向の差動信号が、差動伝送線路からコモンモードチョークコイル部に入力した場合には、減衰させずに円滑に通過させる。このように、逆方向の電流が1対の差動伝送線路に流れる場合を、以下「ディファレンシャルモード」と記す。
そして、同方向のコモンモード電流が1対の差動伝送線路に侵入して、この電流と逆向きの電流がグランド線路に流れた場合には、コモンモードチョークコイル部が機能して、コモンモード電流を減衰させるようになっている。このように、同方向の電流が1対の差動伝送線路に流れ、この電流と逆向きの電流がグランド線路に流れる場合を、以下「1次コモンモード」と記す。
しかし、同方向のコモンモード電流が1対の差動伝送線路だけでなく、グランド線路にも流れる場合には、これらのコモンモード電流を減衰させることができず、ノイズが伝送ケーブルから輻射するおそれがある。このように、同方向の電流が1対の差動伝送線路だけでなく、グランド線路にも流れる場合を、以下「2次コモンモード」と記す。
このような2次コモンモードの電流を減衰させることができるノイズ対策部品として、例えば特許文献2に開示の技術がある。
図20は、2次コモンモードの電流を減衰可能な従来技術の一例を示す回路図であり、図21は、従来技術の作用を説明するための回路図である。
図20に示すように、部品100は、近接した4つのコイル101〜104を有した構成になっている。この部品100は、トランシーバ110とレシーバ111とを接続した伝送ケーブル120上に実装される。具体的には、部品100のコイル101,104が、伝送ケーブル120のグランド線路121,124にそれぞれ接続され、コイル102,103が、差動伝送線路122,123にそれぞれ接続される。
これにより、図21に示すように、同方向の4つのコモンモード電流Iがコイル101〜104内に流れ、逆向きの電流−Iがシャーシ等のセットグランド130に流れて、2次コモンモードになると、コイル101〜104を流れる電流Iが同方向であるため、各電流Iの磁束hが足し合わされて、合成磁束Hが大きくなる。この結果、部品100のインピーダンスが高くなり、4つのコモンモード電流Iが部品100によって減衰される。
Conventionally, as this type of noise countermeasure component, for example, there is a technique disclosed in
This noise countermeasure component includes a common mode choke coil portion inserted into a pair of differential transmission lines, and ferrite beads inserted into a power supply / ground line.
As a result, when a differential signal in the reverse direction is input from the differential transmission line to the common mode choke coil portion, it is allowed to pass smoothly without being attenuated. Thus, the case where the current in the reverse direction flows through the pair of differential transmission lines is hereinafter referred to as “differential mode”.
When a common mode current in the same direction enters a pair of differential transmission lines and a current opposite to the current flows in the ground line, the common mode choke coil functions and the common mode The current is attenuated. A case where a current in the same direction flows in a pair of differential transmission lines and a current in the opposite direction to the current flows in the ground line is hereinafter referred to as a “primary common mode”.
However, if common-mode current in the same direction flows not only in a pair of differential transmission lines but also in the ground line, these common-mode currents cannot be attenuated and noise may be radiated from the transmission cable. There is. Thus, the case where the current in the same direction flows not only in the pair of differential transmission lines but also in the ground line is hereinafter referred to as “secondary common mode”.
As a noise countermeasure component capable of attenuating such secondary common mode current, for example, there is a technique disclosed in
FIG. 20 is a circuit diagram showing an example of a prior art capable of attenuating a secondary common mode current, and FIG. 21 is a circuit diagram for explaining the operation of the prior art.
As shown in FIG. 20, the
As a result, as shown in FIG. 21, four common mode currents I in the same direction flow in the
しかし、図20に示した従来のノイズ対策部品では、次のような問題がある。
図22は、従来技術の問題点を説明するための回路図である。
1次コモンモードにおいては、図22に示すように、同方向のコモンモード電流Iが部品100のコイル102,103に流れ、逆向きの電流−Iがコイル101,104に流れる。このような1次コモンモード状態では、コイル101,102を流れる電流Iが逆向きで、これらのコイル101,102については、ディファレンシャルモード状態を維持し、コイル103,104を流れる電流Iも逆向きであり、これらコイル103,104についても同様にデファレンシャル状態を維持する必要がある。
しかしながら、従来の部品100では、近接した4つのコイル101〜104の電磁結合度が非常に高い。このため、コイル101,102(又はコイル103,104)から漏れた磁界がコイル101,102(又はコイル103,104)とクロストークして、コイル101,102(又はコイル103,104)にディファレンシャルモード電流I,Iと別の電流を誘起させ、コイル101,102(又はコイル103,104)のディファレンシャルモードが損なわれると共に、この誘起電流による輻射ノイズが発生するおそれがある。
However, the conventional noise countermeasure component shown in FIG. 20 has the following problems.
FIG. 22 is a circuit diagram for explaining the problems of the prior art.
In the primary common mode, as shown in FIG. 22, the common mode current I in the same direction flows in the
However, in the
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、1次コモンモードのコモンモード電流と2次コモンモードのコモンモード電流との双方を確実に除去可能なノイズ対策部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a noise countermeasure component capable of reliably removing both a primary common mode common mode current and a secondary common mode common mode current. With the goal.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、対向配置されて互いに磁気結合可能な第1のコイルと第2のコイルとをそれぞれが有する第1ないし第3のコモンモードチョークコイル部と、これら第1ないし第3のコモンモードチョークコイル部を内包した1つの絶縁体と、この絶縁体の外側面に設けられ、入力側端子又は出力側端子として用いられる第1ないし第4の外部電極と、絶縁体の外側面に設けられ、これら第1ないし第4の外部電極とは逆に、出力側端子又は入力側端子として用いられる第5ないし第8の外部電極とを備えるノイズ対策部品であって、第1のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルの一方端部は、第1の外部電極に接続されると共に、第2のコイルの一方端部は、第2の外部電極に接続され、第2のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルの一方端部及び他方端部は、第3の外部電極及び第7の外部電極にそれぞれ接続されると共に、第2のコイルの一方端部及び他方端部は、第1のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルの他方端部及び第5の外部電極にそれぞれ接続され、第3のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルの一方端部及び他方端部は、第4の外部電極及び第8の外部電極にそれぞれ接続されると共に、第2のコイルの一方端部及び他方端部は、第1のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルの他方端部及び第6の外部電極にそれぞれ接続されている構成とした。
かかる構成により、第1及び第2の外部電極を1対の差動伝送線路の例えば入力側に接続すると共に、第5及び第6の外部電極を出力側に接続することができる。また、第3及び第4の外部電極を1対のグランド線路の例えば入力側に接続すると共に、第7及び第8の外部電極を出力側に接続することができる。
かかる状態で、逆方向の1対の差動信号を、1対の差動伝送線路を通じて第1及び第2の外部電極に入力すると、ディファレンシャルモードなる。
かかるモードでは、第1の外部電極から入力した一方の差動信号の電流が、第1のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルから第2のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルを流れ、第5の外部電極を通じて、差動伝送線路に出力される。一方、他方の差動信号の電流は、上記一方の電流と逆方向であり、第6の外部電極から第3のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルを通じて第1のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルを流れ、第2の外部
電極を通じて、差動伝送線路に出力される。したがって、第1のコモンモードチョークコイル部において、1対の差動信号の電流が第1のコイルと第2のコイルとを逆方向に流れるので、互いに磁束を打ち消し合う。また、第2及び第3のコモンモードチョークコイル部において、各電流が一方の第2のコイルのみに流れるので、第2及び第3のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルを流れる電流による磁束の増加は生じない。この結果、部品全体のインピーダンスの増加はなく、1対の差動信号は、部品内を円滑に流れる。
ところで、1対の同方向のコモンモード電流が、1対の差動伝送線路を流れて、第1及び第2の外部電極に入力し、これらのコモンモード電流とは逆方向の1対の電流が、1対のグランド線路を流れて、第7及び第8の外部電極に入力し、1次コモンモードになる場合がある。
かかるモードでは、1対のコモンモード電流が第1のコモンモードチョークコイル部の第1及び第2のコイルを同方向に流れるので、互いに磁束を強め合い、この部分のインピーダンスが増加する。この結果、1対の差動伝送線路を流れて、第1及び第2の外部電極に入力した同方向のコモンモード電流は、第1のコモンモードチョークコイル部によって減衰される。このとき、逆方向の1対の電流が、第2及び第3のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルに流れるが、これら電流による磁束の影響は、第2及び第3のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルに生じる磁束にのみ与え、第1のコモンモードチョークコイル部の第1及び第2のコイルに生じる磁束には影響を与えない。
また、1対の同方向の電流が、1対の差動伝送線路を流れて、第1及び第2の外部電極に入力し、さらに、これらの電流と同方向の1対の電流が、1対のグランド線路を流れて、第3及び第4の外部電極に入力し、これら2対の電流とは逆方向の電流がシャーシ等のセットグランドに流れて、2次コモンモードになる場合がある。
かかるモードでは、第1の外部電極からの電流が、第1のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルを通じて第2のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルに流れると共に、第3の外部電極からの電流が第2のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルに流れ、しかも、同方向のコモンモード電流であるので、互いに磁束を強め合い、この部分のインピーダンスが増加する。この結果、第1及び第3の外部電極に入力した同方向のコモンモード電流は、第2のコモンモードチョークコイル部によって減衰される。一方、第2の外部電極からの電流が、第1のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルを通じて第3のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルに流れると共に、第4の外部電極からの電流が第3のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルに流れる。この場合も、同方向のコモンモード電流が第3のコモンモードチョークコイル部の第1及び第2のコイルを流れるので、互いに磁束を強め合い、この部分のインピーダンスが増加する。この結果、第2及び第4の外部電極に入力した同方向のコモンモード電流は、第3のコモンモードチョークコイル部によって減衰される。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
With this configuration, the first and second external electrodes can be connected to, for example, the input side of the pair of differential transmission lines, and the fifth and sixth external electrodes can be connected to the output side. In addition, the third and fourth external electrodes can be connected to, for example, the input side of a pair of ground lines, and the seventh and eighth external electrodes can be connected to the output side.
In this state, when a pair of differential signals in opposite directions is input to the first and second external electrodes through a pair of differential transmission lines, the differential mode is set.
In such a mode, the current of one differential signal input from the first external electrode flows from the first coil of the first common mode choke coil section to the second coil of the second common mode choke coil section. And output to the differential transmission line through the fifth external electrode. On the other hand, the current of the other differential signal is in the opposite direction to the one current, and the first common mode choke coil section passes through the second coil of the third common mode choke coil section from the sixth external electrode. It flows through the second coil and is output to the differential transmission line through the second external electrode. Therefore, in the first common mode choke coil portion, the current of the pair of differential signals flows in the opposite directions through the first coil and the second coil, so that the magnetic fluxes cancel each other. Further, in each of the second and third common mode choke coil sections, each current flows only through one of the second coils. Therefore, the magnetic flux generated by the current flowing through the second coil of the second and third common mode choke coil sections. There is no increase. As a result, there is no increase in impedance of the entire component, and a pair of differential signals flows smoothly in the component.
By the way, a pair of common-mode currents in the same direction flow through a pair of differential transmission lines and are input to the first and second external electrodes, and a pair of currents in directions opposite to those common-mode currents. However, it may flow through a pair of ground lines and enter the seventh and eighth external electrodes to enter the primary common mode.
In such a mode, a pair of common mode currents flow in the same direction in the first and second coils of the first common mode choke coil section, so that the magnetic flux is strengthened and the impedance of this portion increases. As a result, the common mode current in the same direction flowing through the pair of differential transmission lines and input to the first and second external electrodes is attenuated by the first common mode choke coil section. At this time, a pair of currents in opposite directions flow through the first coils of the second and third common mode choke coils, and the influence of the magnetic flux due to these currents is influenced by the second and third common mode choke coils. This is applied only to the magnetic flux generated in the second coil of the first portion, and does not affect the magnetic flux generated in the first and second coils of the first common mode choke coil portion.
In addition, a pair of currents in the same direction flows through the pair of differential transmission lines and is input to the first and second external electrodes. Further, a pair of currents in the same direction as these currents is 1 There is a case in which the current flows in a pair of ground lines and is input to the third and fourth external electrodes, and a current in a direction opposite to the two pairs of currents flows to a set ground such as a chassis to enter a secondary common mode. .
In this mode, the current from the first external electrode flows through the first coil of the first common mode choke coil portion to the second coil of the second common mode choke coil portion, and the third external electrode. Current flows through the first coil of the second common mode choke coil section and is a common mode current in the same direction, so that the magnetic fluxes are strengthened and the impedance of this portion increases. As a result, the common mode current in the same direction input to the first and third external electrodes is attenuated by the second common mode choke coil section. On the other hand, the current from the second external electrode flows to the second coil of the third common mode choke coil section through the second coil of the first common mode choke coil section, and from the fourth external electrode. Current flows through the first coil of the third common mode choke coil section. Also in this case, since the common mode current in the same direction flows through the first and second coils of the third common mode choke coil portion, the magnetic fluxes are strengthened with each other, and the impedance of this portion increases. As a result, the common mode current in the same direction input to the second and fourth external electrodes is attenuated by the third common mode choke coil section.
請求項2の発明は、請求項1に記載のノイズ対策部品において、第1ないし第3のコモンモードチョークコイル部同士が互いに磁気的影響を受けないように、これら第1ないし第3のコモンモードチョークコイル部を所定距離だけ離した状態で上記絶縁体に内包させた構成とする。
かかる構成により、第1ないし第3のコモンモードチョークコイル部間のクロストークを低減させることができるので、磁束の回り込みによって発生する不要なコモンモード電流を抑制することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the noise countermeasure component according to the first aspect, wherein the first to third common mode choke coil portions are not magnetically affected by each other. The choke coil portion is included in the insulator in a state where the choke coil portion is separated by a predetermined distance.
With this configuration, it is possible to reduce crosstalk between the first to third common mode choke coil portions, and thus it is possible to suppress unnecessary common mode current generated due to magnetic flux wraparound.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のノイズ対策部品において、第2のコモンモードチョークコイル部における第1のコイルの一方端部に、幅広の電極部を設け、電極部を第1のコモンモードチョークコイル部における第1のコイルに近接させることで、第1のコンデンサ部を形成し、第3のコモンモードチョークコイル部における第1のコイルの一方端部に、幅広の電極部を設け、電極部を第1のコモンモードチョークコイル部における第2のコイルに近接させることで、第2のコンデンサ部を形成した構成とする。
かかる構成により、1次コモンモード時には、第1のコモンモードチョークコイル部における第1のコイルの一方端部と第2のコモンモードチョークコイル部における第1のコイルの一方端部との間に電位差が生じると共に、第1のコモンモードチョークコイル部における第2のコイルの一方端部と第3のコモンモードチョークコイル部における第1のコイルの一方端部との間に電位差が生じるので、第1のコモンモードチョークコイル部で除去できない1対のコモンモード電流が、第1のコモンモードチョークコイル部から第1及び第2のコンデンサ部を通じて、第2及び第3のコモンモードチョークコイル部における各第1のコイルの一方端部側に流れ、第3及び第4の外部電極を通じて1対のグランド線路に流出する。
2次コモンモード時においては、第1及び第2のコンデンサ部の両端に電位差が生じないため、第1及び第2の外部電極から入力した電流が、第1のコモンモードチョークコイル部から第2及び第3のコモンモードチョークコイル部の第1のコイル側に流れることはない。
According to a third aspect of the present invention, in the noise countermeasure component according to the first or second aspect, a wide electrode portion is provided at one end portion of the first coil in the second common mode choke coil portion, and the electrode portion Is placed close to the first coil in the first common mode choke coil portion to form a first capacitor portion, and a wide width is formed at one end of the first coil in the third common mode choke coil portion. An electrode portion is provided, and the second capacitor portion is formed by bringing the electrode portion close to the second coil in the first common mode choke coil portion.
With this configuration, in the primary common mode, a potential difference is generated between one end portion of the first coil in the first common mode choke coil portion and one end portion of the first coil in the second common mode choke coil portion. And a potential difference is generated between one end of the second coil in the first common mode choke coil portion and one end of the first coil in the third common mode choke coil portion. A pair of common mode currents that cannot be removed by the common mode choke coil portions of the second and third common mode choke coil portions from the first common mode choke coil portion through the first and second capacitor portions. It flows to one end of one coil and flows out to a pair of ground lines through the third and fourth external electrodes.
In the secondary common mode, there is no potential difference between both ends of the first and second capacitor sections, so that the current input from the first and second external electrodes is second from the first common mode choke coil section. And it does not flow to the first coil side of the third common mode choke coil section.
以上詳しく説明したように、この発明のノイズ対策部品によれば、ディファレンシャルモードの場合には、1対の差動信号を円滑に通過させ、1次コモンモードの場合には、コモンモード電流を第1のコモンモードチョークコイル部で減衰させ、2次コモンモードの場合には、コモンモード電流を第2及び第3のコモンモードチョークコイル部でそれぞれ減衰させることができるので、1次コモンモードのコモンモード電流と2次コモンモードのコモンモード電流との双方を確実に除去することができるという優れた効果がある。しかも、1チップで全てのモードに対応することができるので、実装面積を狭小化することができる。 As described above in detail, according to the noise countermeasure component of the present invention, in the differential mode, a pair of differential signals can pass smoothly, and in the primary common mode, the common mode current is In the case of the secondary common mode, the common mode current can be attenuated by the second and third common mode choke coils, respectively. There is an excellent effect that both the mode current and the secondary common mode common mode current can be surely removed. In addition, since all modes can be handled with one chip, the mounting area can be reduced.
特に、請求項2の発明によれば、1次及び2次コモンモードにおけるコモンモード電流除去効果をさらに高めることができる。
In particular, according to the invention of
また、請求項3の発明によれば、1次コモンモードにおけるコモンモード電流除去効果をさらに高めることができる。 According to the invention of claim 3, the common mode current removal effect in the primary common mode can be further enhanced.
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、この発明の第1実施例に係るノイズ対策部品の分解斜視図であり、図2は、内部を透過して示すノイズ対策部品の斜視図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a noise countermeasure component according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the noise countermeasure component shown through the inside.
この実施例のノイズ対策部品1は、図1及び図2に示すように、第1ないし第3のコモンモードチョークコイル部としての3つのコモンモードチョークコイル部10,20,30と、これら3つのコモンモードチョークコイル部10,20,30を内包した直方体状の絶縁体4と、絶縁体4を上下から挟んだ1対の磁性体基板51,52と、第1ないし第8の外部電極としての8つの外部電極6−1〜6−8とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3は、ノイズ対策部品1の概略等価回路図である。
ここで、ノイズ対策部品1の電気的構造を図3に基づいて説明しておく。
図3に示すように、コモンモードチョークコイル部10は、第1のコイルとしてのコイル11と第2のコイルとしてコイル12とを有し、コイル11,12は、対向配置されて、通電時に互いに磁気結合する。
同様に、コモンモードチョークコイル部20(30)も、対向配置されて互いに磁気結合可能な第1のコイルとしてのコイル21(31)と第2のコイルとしてコイル22(32)とを有している。
FIG. 3 is a schematic equivalent circuit diagram of the
Here, the electrical structure of the
As shown in FIG. 3, the common mode
Similarly, the common mode choke coil portion 20 (30) also includes a coil 21 (31) as a first coil and a coil 22 (32) as a second coil which are arranged opposite to each other and can be magnetically coupled to each other. Yes.
外部電極6−1〜6−8は、ノイズ対策部品1を伝送ケーブルや基板上のランド等半田付けするための電極である。
図2にも示すように、外部電極6−1〜6−4は、絶縁体4の1つの外側面4aに列設されており、入力側端子又は出力側端子として用いられる。一方、外部電極6−5〜6−8は、外側面4aと対向する外側面4bに列設されており、これらの外部電極6−5〜6−8は、外部電極6−1〜6−4とは逆に、出力側端子又は入力側端子として用いられる。
The external electrodes 6-1 to 6-8 are electrodes for soldering the
As shown in FIG. 2, the external electrodes 6-1 to 6-4 are arranged on one
そして、図3に示すように、コモンモードチョークコイル部10のコイル11の一方端部11aが、上記外部電極6−1に接続され、コイル12の一方端部12aが外部電極6−2に接続されている。また、コモンモードチョークコイル部20のコイル21の一方端部21a,他方端部21bは、外部電極6−3,外部電極6−7にそれぞれ接続されている。そして、コイル22の一方端部22aが、コモンモードチョークコイル部10のコイル11の他方端部11bに接続され、他方端部22bが外部電極6−5に接続されている。また、コモンモードチョークコイル部30のコイル31の一方端部31a,他方端部31bは、外部電極6−4,外部電極6−8にそれぞれ接続されている。そして、コイル32の一方端部32aが、コモンモードチョークコイル部10のコイル12の他方端部12bに接続され、他方端部32bが外部電極6−6に接続されている。
As shown in FIG. 3, one
このような電気的構造をとるノイズ対策部品1は、積層型のチップ部品である。すなわち、図1に示すように、絶縁体4を絶縁層41〜45によって構成して、コモンードチョークコイル部10,20,30の導体パターンを絶縁層41〜45に形成し、これら絶縁層41〜45を、磁性体基板51上に積層して、最上位に磁性体基板52を接着した構造になっている。
図4は、1層目のパターンを示す平面図であり、図5は、2層目のパターンを示す平面図であり、図6は、3層目のパターンを示す平面図であり、図7は、4層目のパターンを示す平面図である。
具体的には、図1及び図4に示すように、1層目の絶縁層41が磁性体基板51上に設けられ、一方端部21a,12a及びこのコイル32がこの絶縁層41上に導体でパターン形成されている。
そして、図1及び図5に示すように、2層目の絶縁層42がコイル32等を含む絶縁層41上に積層され、コイル12,21がこの絶縁層42上に導体でパターン形成されている。このとき、ビアホール42a,42bがコイル12の他方端部12bの先端下側と内端とに設けられ、他方端部12bと下層のコイル32の内端とがビアホール42aを通じて接続されると共に、コイル12の内端と一方端部12aとがビアホール42bを通じて接続されている。また、コイル21の内端にもビアホール42cが設けられ、この内端と下層の一方端部21aとがビアホール42cを通じて接続されている。
さらに、図1及び図6に示すように、3層目の絶縁層43が絶縁層42上に積層され、コイル11,31がこの絶縁層43上に導体でパターン形成されている。
そして、図1及び図7に示すように、4層目の絶縁層44が絶縁層43上に積層され、コイル22と一方端部11a,31とがこの絶縁層44上に導体でパターン形成されている。このとき、ビアホール44a,44bが一方端部11a,31aの先端下側に設けられ、一方端部11aと下層のコイル11の内端とがビアホール44aを通じて接続されると共に、一方端部31aとコイル31の内端とがビアホール44bを通じて接続されている。また、コイル22の内端にもビアホール44cが設けられ、この内端と下層のコイル11の他方端部11bとがビアホール44cを通じて接続されている。
そして、絶縁層45がコイル22と一方端部11a,31を覆うように絶縁層44上に積層され、磁性体基板52がこの絶縁層45上に接着層53によって接着されている。
The
4 is a plan view showing a pattern of the first layer, FIG. 5 is a plan view showing a pattern of the second layer, FIG. 6 is a plan view showing a pattern of the third layer, and FIG. These are top views which show the pattern of the 4th layer.
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 4, a first insulating
1 and 5, the second insulating
Further, as shown in FIGS. 1 and 6, a third insulating
As shown in FIGS. 1 and 7, a fourth insulating
An insulating
図8は、コモンモードチョークコイル部10,20,30の配置を示す透過平面図である。なお、理解を容易にするため、図8において、4層目の絶縁層44上に形成された導体パターンに関しては、黒塗り線で示し、3層目の絶縁層43上に形成された導体パターンに関しては、実線で示し、2層目の絶縁層42上に形成された導体パターンに関しては、二点鎖線で示し、1層目の絶縁層41上に形成された導体パターンに関しては、破線で示した。
上記のように積層型のチップ部品としての構造を有するノイズ対策部品1では、図8に示すように、コモンモードチョークコイル部10,20,30同士を所定距離だけ離した状態で絶縁体4内に形成した。具体的には、コモンモードチョークコイル部10,20,30は、仮想の三角形の頂点に位置するように配置され、互いに磁気的影響を受けないようになっている。
FIG. 8 is a transmission plan view showing the arrangement of the common mode
In the
このような構造のノイズ対策部品1の製造方法について簡単に述べておく。
図1及び図4〜図7に示すように、まず、絶縁層41を、フォトリソ工法で露光及び現像することにより、磁性体基板51上に形成する。
この実施例では、基板として磁性体基板51,52を用いるが、部品の用途により誘電体基板や絶縁体基板を使用しても良いことは勿論である。また、以後のフォトリソ工法で形成する絶縁層41〜45やコイル11〜31,12〜32の形成に支障がないように、磁性体基板51の表面粗さRaを0.5μm以下になるように研磨することが望ましい。
また、絶縁層41〜44としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ペンゾシクロブテン樹脂等の種々の樹脂材料、又はSiO2等のガラス、ガラスセラミクス、誘電体等のいずれかを使用することができる。この実施例では、絶縁層41〜45の材料として感光性ポリイミド樹脂を使用する。
しかる後、導体膜を、この絶縁層41の上にスパッタリングや蒸着等の薄膜形成法又はスクリーン印刷等の成膜技術を用いて成膜し、レジスト塗布−露光−現像−エッチング等の一連のフォトリソ技術を用いて、一方端部12a,21a及びコイル32をパターン形成する。
導体膜の材料としては、導電性に優れたAg,Pd,Cu及びAl等の金属、又はこれら金属の合金を使用することが望ましい。この実施例では、導体膜の材料としてAgを使用する。
次に、ビアホール42a〜42cのための孔を有した絶縁層42をフォトリソ工法を用いて、一方端部12a,21a及びコイル32を覆うように絶縁層41上に積層した後、上記と同様に、Agの導体膜を、この絶縁層42の上に成膜し、レジスト塗布−露光−現像−エッチング等の一連のフォトリソ技術を用いて、コイル12,21をパターン形成する。これにより、コイル12とコイル32とがビアホール42a,42bを通じて電気的に接続され、コイル21と一方端部21aとがビアホール42cを通じて電気的に接続される。
以後、コイル11,31が形成された絶縁層43と一方端部11a,31a及びコイル22が形成された絶縁層44とを、上記と同様にして積層形成し、絶縁層45を最上層に積層する。
A method of manufacturing the
As shown in FIGS. 1 and 4 to 7, first, the insulating
In this embodiment, the
As the insulating
Thereafter, a conductor film is formed on the insulating
As a material for the conductor film, it is desirable to use a metal such as Ag, Pd, Cu and Al having excellent conductivity, or an alloy of these metals. In this embodiment, Ag is used as the material for the conductor film.
Next, after the insulating
Thereafter, the insulating
そして、接着層53を磁性体基板52の下面に塗布形成して、磁性体基板52を絶縁層45上に接合する。
かかる磁性体基板52の接合は、真空中又は不活性ガス中にて加熱及び加圧し、冷却した後、圧力を解除するという工程によって実現する。
ここで、この実施例では、接着層53の材料として熱硬化性のポリイミド樹脂を用いる。しかしながら、ノイズ対策部品1のリフロー実装時の際に、260°前後に加熱されるので、接着層53の材料のガラス転移温度として270°C以上のものを用いることが望ましい。また、磁性体基板52の接合時には、350°C〜390°Cの高温を加えて、磁性体基板52を絶縁層45に熱圧着する。この高温時に、材料からガスが流出すると、接着層53内に空孔を作ってしまう。この空孔は、密着力の低下を招く。また、この空孔内に湿気がたまると、コイル11〜31,12〜32等の短絡の原因になる。このため、接着層53は、耐熱温度が400°C以上のものを使用することが望ましい。
Then, the
The joining of the
Here, in this embodiment, a thermosetting polyimide resin is used as the material of the
上記のような基板接合工程を経た後、ノイズ対策部品1のチップをダイシング等の切断加工によってマザー基板から切り出して分割し、内部のコイル11〜31,12〜32に接続される外部電極6−1〜6−8を、各ノイズ対策部品1のチップ側面に形成する。
かかる外部電極6−1〜6−8の形成は、例えば、Ag,Ab−Pd,Cu,NiCr又はNiCu等を含む導電性ペーストを塗布したり、これらの金属をスパッタリングや蒸着等で成膜した後、その表面に、Ni,Sn,Sn−Pb等の金属膜を、湿式電解メッキ等によって成膜することで行う。このようにして、ノイズ対策部品1を製造することができる。
After the substrate bonding process as described above, the chip of the
The external electrodes 6-1 to 6-8 are formed by, for example, applying a conductive paste containing Ag, Ab-Pd, Cu, NiCr or NiCu, or forming these metals by sputtering or vapor deposition. Thereafter, a metal film such as Ni, Sn, Sn-Pb or the like is formed on the surface by wet electrolytic plating or the like. In this way, the
次に、この実施例のノイズ対策部品が示す作用及び効果について説明する。
図9は、ノイズ対策部品1の実装状態を示す斜視図であり、図10は、ディファレンシャルモード時の作用を説明するための概略等価回路図であり、図11は、1次コモンモード時の作用を説明するための概略等価回路図であり、図12は、2次コモンモード時の作用を説明するための概略等価回路図である。
Next, operations and effects exhibited by the noise countermeasure component of this embodiment will be described.
9 is a perspective view showing a mounted state of the
図9に示すように、外部電極6−1,6−2を、伝送ケーブル120の1対の差動伝送線路122,123の入力側(図の上側の線路)に接続すると共に、外部電極6−5,6−6を出力側に接続し、外部電極6−3,6−4を1対のグランド線路121,124の入力側に接続すると共に、外部電極6−7,6−8を出力側に接続することで、ノイズ対策部品1を伝送ケーブル120上に実装することができる。なお、伝送ケーブル120における「入力側」及び「出力側」なる文言は、理解を容易にするため便宜上用いたものであり、実際には、伝送ケーブル120の「入力側」及び「出力側」が上記とは逆になることがあることは勿論である。
As shown in FIG. 9, the external electrodes 6-1 and 6-2 are connected to the input side (the upper line in the drawing) of the pair of
ディファレンシャルモード時には、図10に示すように、1対の差動信号の電流I,−Iが差動伝送線路122,123を流れる。
このモード時には、差動伝送線路122から外部電極6−1を通じて入力した差動信号の電流Iが、コモンモードチョークコイル部10のコイル11からコモンモードチョークコイル部20のコイル22を流れる。そして、この電流Iは、外部電極6−5を通じて、差動伝送線路122に出力される。一方の差動信号の電流−Iは、上記電流Iと逆方向であり、差動伝送線路123から外部電極6−6に入力し、コモンモードチョークコイル部30のコイル32を通じてコモンモードチョークコイル部10のコイル12を流れる。そして、この電流−Iは、外部電極6−2を通じて、差動伝送線路123に出力される。
したがって、ディファレンシャルモードでは、1対の差動信号の電流I,−Iがコモンモードチョークコイル部10のコイル11とコイル12とを逆方向に流れる。このため、コイル11とコイル12の周りに生じる磁束(図示省略)が、逆回りになって、互いに打ち消し合う。
また、コモンモードチョークコイル部20,30においては、各電流I,−Iが一方のコイル22,32のみに流れるので、これらの電流I,−Iによる磁束の増加は生じない。
したがって、ディファレンシャルモード時には、ノイズ対策部品1において、インピーダンスの増加が生じないので、1対の差動信号の電流I,−Iが、ノイズ対策部品1内を円滑に流れる。
In the differential mode, a pair of differential signal currents I and -I flow through the
In this mode, a differential signal current I input from the
Accordingly, in the differential mode, the currents I and -I of the pair of differential signals flow through the
Further, in the common mode
Therefore, in the differential mode, since no increase in impedance occurs in the
また、1次コモンモード時には、図11に示すように、1対の電流I,Iが差動伝送線路122,123を流れ、1対の電流−I,−Iがグランド線路121,124を流れる。
このモード時には、差動伝送線路122,123から外部電極6−1,6−2を通じて入力した同方向の1対のコモンモード電流I,Iが、コモンモードチョークコイル部10のコイル11,12を流れる。このとき、コイル11,12の周りに生じる磁束は同方向になるので、互いに磁束を強め合う。このため、この部分のインピーダンスが増加し、これらのコモンモード電流I,Iが、コモンモードチョークコイル部10によって減衰される。
このとき、逆方向の1対の電流−I,−Iは、グランド線路121,124から入力して、コモンモードチョークコイル部20,30のコイル21,31に流れる。しかし、コモンモードチョークコイル部10がコモンモードチョークコイル部20,30から上記所定距離だけ離れているので、コイル21,31に流れる電流−I,−Iの磁束によるコモンモードチョークコイル部10への影響は生じない。
したがって、1次コモンモード時には、侵入したコモンモード電流I,Iがコモンモードチョークコイル部10によって、確実に減衰されるので、これらコモンモード電流I,Iによるノイズの輻射が伝送ケーブル120で発生することはない。
In the primary common mode, as shown in FIG. 11, a pair of currents I and I flow through the
In this mode, a pair of common mode currents I and I in the same direction input from the
At this time, a pair of currents -I and -I in the opposite direction are input from the
Therefore, in the primary common mode, the invading common mode currents I and I are surely attenuated by the common mode
さらに、2次コモンモード時には、図12に示すように、同方向の2対の電流I,Iが差動伝送線路121〜124を流れる。
このモード時には、差動伝送線路122から外部電極6−1を通じて入力した電流Iが、コモンモードチョークコイル部10のコイル11を通じてコモンモードチョークコイル部20のコイル22に流れる。同時に、グランド線路121から外部電極6−3を通じて入力した電流Iが、コモンモードチョークコイル部20のコイル21に流れる。このように、コモンモードチョークコイル部20のコイル21,22を流れる電流I,Iは、同方向のコモンモード電流であるので、互いに磁束を強め合い、この部分のインピーダンスが増加する。この結果、差動伝送線路122及びグランド線路121から外部電極6−1,6−3を通じて入力した同方向のコモンモード電流I,Iは、コモンモードチョークコイル部20によって確実に減衰される。
一方、差動伝送線路123から外部電極6−2を通じて入力した電流Iは、コモンモードチョークコイル部10のコイル12を通じてコモンモードチョークコイル部30のコイル32に流れる。同時に、グランド線路124から外部電極6−4を通じて入力した電流Iは、コモンモードチョークコイル部30のコイル31に流れる。この場合も、同方向のコモンモード電流I,Iがコモンモードチョークコイル部30のコイル31,32を流れるので、互いに磁束を強め合い、この部分のインピーダンスが増加する。この結果、差動伝送線路123及びグランド線路124から外部電極6−2,6−4を通じて入力した同方向のコモンモード電流I,Iは、コモンモードチョークコイル部30によって確実に減衰される。
したがって、2次コモンモード時には、線路121,122から侵入した1対のコモンモード電流I,Iが、コモンモードチョークコイル部20によって減衰され、線路123,124から侵入した1対のコモンモード電流I,Iが、コモンモードチョークコイル部30によって減衰されるので、これらコモンモード電流I,Iによるノイズの輻射が伝送ケーブル120で発生することはない。
Further, in the secondary common mode, as shown in FIG. 12, two pairs of currents I and I in the same direction flow through the
In this mode, the current I input from the
On the other hand, the current I input from the
Accordingly, in the secondary common mode, the pair of common mode currents I and I that have entered from the
このように、この実施例のノイズ対策部品1によれば、ディファレンシャルモード時には、1対の差動信号の電流を円滑に通過させ、1次コモンモードの場合には、差動伝送線路から侵入したコモンモード電流をコモンモードチョークコイル部10で減衰させ、2次コモンモードの場合には、差動伝送線路及びグランド線路から侵入したコモンモード電流をコモンモードチョークコイル部20,30でそれぞれ減衰させることができるので、1次コモンモードのコモンモード電流と2次コモンモードのコモンモード電流との双方を確実に除去することができる。しかも、1チップのノイズ対策部品1によって、全てのモードに対応することができるので、実装面積をより一層狭小化することができる。
As described above, according to the
発明者等は、かかる効果を確認すべく、次のような簡単な実験を行った。
図13は、実験の回路構成図であり、図14は、実験の結果を示す線図である。
この実験では、3つの独立のコモンモードチョークコイル201〜203を、この実施例の3つのコモンモードチョークコイル部10〜30の様に、差動伝送線路122,123及びグランド線路121,124に実装した。そして、コモンモードチョークコイル202,203の出力側に伝送ケーブル211〜214を接続し、伝送ケーブル211,212を抵抗221で終端すると共に伝送ケーブル213,214を抵抗222で終端した。かかる状態で、同方向のコモンモード電流Iを差動伝送線路122,123及びグランド線路121,124に流して、2次コモンモード状態にし、伝送ケーブル211〜214から輻射されるノイズNを測定した。すると、図14の透過率曲線S1で示すように、コモンモード電流Iの透過率Ssc12が、30MHz〜1GHzの範囲で、「−80dB」の近傍であった。
次に、コモンモードチョークコイル202,203を実装しない状態で、同方向のコモンモード電流Iを差動伝送線路122,123及びグランド線路121,124に流し、透過率Ssc12を測定したところ、透過率曲線S2で示すように、30MHz〜1GHzの範囲で、「−60dB」の近傍であった。
このことから、3つのコモンモードチョークコイル201〜203を、差動伝送線路122,123及びグランド線路121,124に実装することで、ノイズ輻射を大きく減衰させることができることを確認することができた。なお、図14において、曲線S0は、フロアレベルの透過率を示す。
The inventors conducted the following simple experiment in order to confirm this effect.
FIG. 13 is a circuit configuration diagram of the experiment, and FIG. 14 is a diagram showing a result of the experiment.
In this experiment, three independent common mode choke coils 201 to 203 are mounted on the
Next, when the common mode choke coils 202 and 203 are not mounted, a common mode current I in the same direction is passed through the
From this, it was confirmed that noise radiation can be greatly attenuated by mounting the three common mode choke coils 201 to 203 on the
次に、この発明の第2実施例について説明する。
図15は、この発明の第2実施例に係るノイズ対策部品1の概略等価回路図であり、図16は、ノイズ対策部品1の要部を示す分解斜視図であり、図17は、コンデンサ部の形成位置を示す透過平面図である。
この実施例は、コンデンサ部を備えていることが、上記第1実施例と異なる。
すなわち、図15に示すように、第1のコンデンサ部としてのコンデンサ部7−1を、コモンモードチョークコイル部20におけるコイル21の一方端部21aとコモンモードチョークコイル部10におけるコイル11との間に形成すると共に、第2のコンデンサ部としてのコンデンサ部7−2を、コモンモードチョークコイル部30におけるコイル31の一方端部31aとコモンモードチョークコイル部10におけるコイル12との間に形成した。
Next explained is the second embodiment of the invention.
FIG. 15 is a schematic equivalent circuit diagram of the
This embodiment is different from the first embodiment in that a capacitor portion is provided.
That is, as shown in FIG. 15, the capacitor portion 7-1 as the first capacitor portion is connected between one
具体的には、図16に示すように、幅広の電極部71を、1層目の一方端部21a上に形成し、3層目のコイル11に近接させた状態に配置して、コンデンサ部7−1を電極部71とコイル11との間に形成する。そして、電極部71と同形の電極部72を、4層目の一方端部31a上に形成し、2層目のコイル12に近接させた状態に配置して、コンデンサ部7−2を電極部72とコイル12との間に形成する。
すなわち、図17に示すように、ノイズ対策部品1を上方から見た状態で、電極部71がコイル11に隣接し、電極部72がコイル12に隣接した状態になるように、電極部71,72を形成する。
Specifically, as shown in FIG. 16, a
That is, as shown in FIG. 17, in the state where the
次に、この実施例のノイズ対策部品が示す作用及び効果について説明する。
図18は、この実施例のノイズ対策部品1が示す作用を説明するための概略回路図である。
1次コモンモード時に、電極部71,72とコイル11,12との距離や電極部71,72の大きさなどを変え、コモンモードチョークコイル部10で除去できない高い周波数範囲のコモンモード電流N,Nが通過するように、コンデンサ部7−1,7−2の容量を調整しておく。
1次コモンモード時においては、電位差が外部電極6−1,6−3間や外部電極6−2,6−4間に生じる。すなわち、コンデンサ部7−1,7−2の両端に電位差が生じるので、図18に示すように、コモンモード電流N,Nが外部電極6−1,6−2からコモンモードチョークコイル部10のコイル11,12に侵入すると、コンデンサ部7−1,7−2を通じて、コモンモードチョークコイル部20,30における各コイル21,31の一方端部21a,31a側に流れ込み、外部電極6−3,6−4を通じてグランド線路121,124に流出する。
なお、2次コモンモード時においては、コンデンサ部7−1,7−2の両端に電位差が生じないため、外部電極6−1,6−2から入力したコモンモード電流が、コンデンサ部7−1,7−2に流れ込むことはない。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、その記載は省略する。
Next, operations and effects exhibited by the noise countermeasure component of this embodiment will be described.
FIG. 18 is a schematic circuit diagram for explaining the operation of the
In the primary common mode, the distance between the
In the primary common mode, a potential difference is generated between the external electrodes 6-1 and 6-3 and between the external electrodes 6-2 and 6-4. That is, since a potential difference is generated between both ends of the capacitor portions 7-1 and 7-2, the common mode currents N and N are supplied from the external electrodes 6-1 and 6-2 to the common mode
In the secondary common mode, since no potential difference occurs between both ends of the capacitor parts 7-1 and 7-2, the common mode current input from the external electrodes 6-1 and 6-2 is the capacitor part 7-1. , 7-2.
Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
次に、この発明の第3実施例について説明する。
図19は、この発明の第3実施例に係るノイズ対策部品1の要部を示す分解斜視図である。
この実施例は、電極部71,72の形成位置が、上記第2実施例と異なる。
すなわち、図19に示すように、コモンモードチョークコイル部20におけるコイル21の一方端部21aを、3層目の絶縁層43上に形成し、電極部71をこの一方端部21a上に形成して、コイル11と隣接させた。これにより、コンデンサ部7−1が、隣接する電極部71とコイル11の縁部との間に形成される。また、コモンモードチョークコイル部30におけるコイル31の一方端部31aを、2層目の絶縁層42上に形成し、電極部72をこの一方端部31a上に形成して、コイル12と隣接させた。これにより、コンデンサ部7−2が、隣接する電極部72とコイル12の縁部との間に形成される。
その他の構成、作用及び効果は、上記第2実施例と同様であるので、その記載は省略する。
Next explained is the third embodiment of the invention.
FIG. 19 is an exploded perspective view showing the main part of the
This embodiment is different from the second embodiment in the formation positions of the
That is, as shown in FIG. 19, one
Other configurations, operations, and effects are the same as those of the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
1…ノイズ対策部品、 4…絶縁体、 4a,4b…外側面、 6−1〜6−8…外部電極、 7−1,7−2…コンデンサ部、 10,20,30…コモンモードチョークコイル部、 11,12,21,22,31,32…コイル、 11a,12a,21a,22a,31a,32a…一方端部、 11b,12b,21b,22b,31b,32b…他方端部、 41〜45…絶縁層、 42…絶縁層、 42a〜42c,44a〜44c…ビアホール、 51,52…磁性体基板、 53…接着層、 71,72…電極部、 I…電流、 h,H…磁束。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記第1のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルの一方端部は、上記第1の外部電極に接続されると共に、第2のコイルの一方端部は、上記第2の外部電極に接続され、
上記第2のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルの一方端部及び他方端部は、上記第3の外部電極及び第7の外部電極にそれぞれ接続されると共に、第2のコイルの一方端部及び他方端部は、第1のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルの他方端部及び上記第5の外部電極にそれぞれ接続され、
上記第3のコモンモードチョークコイル部の第1のコイルの一方端部及び他方端部は、上記第4の外部電極及び第8の外部電極にそれぞれ接続されると共に、第2のコイルの一方端部及び他方端部は、第1のコモンモードチョークコイル部の第2のコイルの他方端部及び上記第6の外部電極にそれぞれ接続されている、
ことを特徴とするノイズ対策部品。 First to third common mode choke coil portions each having a first coil and a second coil which are arranged opposite to each other and can be magnetically coupled to each other, and include these first to third common mode choke coil portions. One insulator, the first to fourth external electrodes provided on the outer surface of the insulator and used as the input-side terminal or the output-side terminal, and the first to fourth external electrodes provided on the outer surface of the insulator. Contrary to the fourth external electrode, a noise countermeasure component comprising fifth to eighth external electrodes used as output side terminals or input side terminals,
One end of the first coil of the first common mode choke coil is connected to the first external electrode, and one end of the second coil is connected to the second external electrode. And
One end portion and the other end portion of the first coil of the second common mode choke coil portion are connected to the third external electrode and the seventh external electrode, respectively, and one end of the second coil. And the other end are connected to the other end of the first coil of the first common mode choke coil and the fifth external electrode, respectively.
One end portion and the other end portion of the first coil of the third common mode choke coil portion are connected to the fourth external electrode and the eighth external electrode, respectively, and one end of the second coil. And the other end portion are connected to the other end portion of the second coil of the first common mode choke coil portion and the sixth external electrode, respectively.
Noise suppression parts characterized by this.
上記第1ないし第3のコモンモードチョークコイル部同士が互いに磁気的影響を受けないように、これら第1ないし第3のコモンモードチョークコイル部を所定距離だけ離した状態で上記絶縁体に内包させた、
ことを特徴とするノイズ対策部品。 In the noise countermeasure component according to claim 1,
The first to third common mode choke coil portions are included in the insulator in a state where they are separated from each other by a predetermined distance so that the first to third common mode choke coil portions are not magnetically affected by each other. The
Noise suppression parts characterized by this.
第2のコモンモードチョークコイル部における上記第1のコイルの一方端部に、幅広の電極部を設け、当該電極部を第1のコモンモードチョークコイル部における上記第1のコイルに近接させることで、第1のコンデンサ部を形成し、
第3のコモンモードチョークコイル部における上記第1のコイルの一方端部に、幅広の電極部を設け、当該電極部を第1のコモンモードチョークコイル部における上記第2のコイルに近接させることで、第2のコンデンサ部を形成した、
ことを特徴とするノイズ対策部品。 In the noise countermeasure component according to claim 1 or claim 2,
A wide electrode part is provided at one end of the first coil in the second common mode choke coil part, and the electrode part is brought close to the first coil in the first common mode choke coil part. Forming a first capacitor portion;
A wide electrode portion is provided at one end of the first coil in the third common mode choke coil portion, and the electrode portion is brought close to the second coil in the first common mode choke coil portion. The second capacitor part is formed,
Noise suppression parts characterized by this.
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