JP2011049418A

JP2011049418A - コモンモードノイズフィルタ

Info

Publication number: JP2011049418A
Application number: JP2009197832A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ueno; 兼司植野; Koichi Yoshioka; 功一吉岡
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-03-10

Abstract

【課題】本発明は、絶縁不良が発生するのを抑制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】本発明のコモンモードノイズフィルタは、積層体２２を構成する複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層に設けられた第１、第２のコイルと、前記第１のコイルの両端部に接続された２つの第１の外部電極２３と、前記第２のコイルの両端部に接続された２つの第２の外部電極２４とを備え、前記第１、第２の外部電極２３，２４を前記積層体２２の表面に形成し、前記第１の外部電極２３と第２の外部電極２４との間を、前記第１のコイルと第２のコイルの間より絶縁抵抗が低いまたは静電気に弱い樹脂もしくは電圧依存性抵抗材料からなる静電気防止部材２８で覆うようにしたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種電子機器に使用される小型で、かつ積層型の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５に示すように、第１〜第４の絶縁層１ａ〜１ｄの各々の上面にそれぞれ第１〜第４の導体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂを設け、そして第１の導体２ａと渦巻き状の第２の導体２ｂとをビア電極４ａを介して接続することにより第１のコイル２を形成するとともに、渦巻き状の第３の導体３ａと第４の導体３ｂとをビア電極４ｂを介して接続することにより第２のコイル３を形成し、さらに第４の導体３ｂの上面に第５の絶縁層１ｅを設けていた。また、前記第１の絶縁層１ａと第５の絶縁層１ｅは磁性体で構成し、かつ第２の絶縁層１ｂ〜第４の絶縁層１ｄは非磁性体で構成していた。

上記のような構成とすることにより、第１のコイル２と第２のコイル３の間を交差する磁界を強めて、第１のコイル２と第２のコイル３のコモンモード成分のインピーダンスを大きくし、これにより、コモンモードノイズを除去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２００３−１２４０２８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、外部から第１のコイル２および第２のコイル３に静電気が突入すると、コモンモードノイズフィルタの内部において第１のコイル２と第２のコイル３の間で放電し、これにより、第１のコイル２と第２のコイル３の間に位置する第３の絶縁層１ｃにクラックが生じる等して絶縁不良が発生する場合があ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、絶縁不良が発生するのを抑制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、積層体を構成する複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層に設けられた第１、第２のコイルと、前記第１のコイルの両端部に接続された２つの第１の外部電極と、前記第２のコイルの両端部に接続された２つの第２の外部電極とを備え、前記第１、第２の外部電極を前記積層体の表面に形成し、前記第１の外部電極と第２の外部電極との間を、前記第１のコイルと第２のコイルの間より絶縁抵抗が低いまたは静電気に弱い樹脂もしくは電圧依存性抵抗材料からなる静電気防止部材で覆うようにしたもので、この構成によれば、積層体の表面に形成した第１の外部電極と第２の外部電極との間を、第１のコイルと第２のコイルの間より絶縁抵抗が低いまたは静電気に弱い樹脂もしくは電圧依存性抵抗材料からなる静電気防止部材で覆うようにしているため、外部から入ってきた静電気を積層体の表面における第１の外部電極と第２の外部電極との間で放電させることができ、これにより、第１のコイルと第２のコイルとの間で放電するのを防止できるため、これらの間で絶縁不良が発生するのを抑制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、積層体を構成する複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層に設けられた第１、第２のコイルと、前記第１のコイルの両端部に接続された２つの第１の外部電極と、前記第２のコイルの両端部に接続された２つの第２の外部電極とを備え、前記第１、第２の外部電極を前記積層体の表面に形成し、前記第１の外部電極と第２の外部電極の互いに対向する箇所に突出部をそれぞれ設けたもので、この構成によれば、積層体の表面に形成した第１の外部電極と第２の外部電極の互いに対向する箇所に突出部をそれぞれ設けているため、外部から入ってきた静電気を積層体の表面における第１の外部電極と第２の外部電極との間で放電させることができ、これにより、第１のコイルと第２のコイルとの間で放電するのを防止できるため、これらの間で絶縁不良が発生するのを抑制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、積層体の表面に形成した第１の外部電極と第２の外部電極との間を、前記第１のコイルと第２のコイルの間より絶縁抵抗が低いまたは静電気に弱い樹脂もしくは電圧依存性抵抗材料からなる静電気防止部材で覆うようにしているため、外部から入ってきた静電気を積層体の表面における第１の外部電極と第２の外部電極との間で放電させることができ、これにより、第１のコイルと第２のコイルとの間で放電するのを防止できるため、これらの間で絶縁不良が発生するのを抑制できるという効果を奏するものである。

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同コモンモードノイズフィルタの他の例を示す斜視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

（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２に示すように、第１の絶縁層１１の上面に設けられた第１の導体１２と、前記第１の導体１２の上面に設けられた第２の絶縁層１３と、前記第２の絶縁層１３の上面に設けられ、かつ前記第１の導体１２に接続された渦巻き状の第２の導体１４と、前記第２の導体１４の上面に設けられた第３の絶縁層１５と、前記第３の絶縁層１５の上面に設けられた渦巻き状の第３の導体１６と、前記第３の導体１６の上面に設けられた第４の絶縁層１７と、前記第４の絶縁層１７の上面に設けられ、かつ前記第３の導体１６に接続された第４の導体１８と、前記第４の導体１８の上面に設けられた第５の絶縁層１９とを備えているものである。

そして、前記第１の導体１２と、この第１の導体１２に接続された第２の導体１４とにより第１のコイル２０が構成され、かつ第３の導体１６と、この第３の導体１６に接続された第４の導体１８とにより第２のコイル２１が構成されている。

また、上記のように構成することにより、積層体２２が構成され、そして、この積層体２２の両端部の対向する表面に２つの第１の外部電極２３と２つの第２の外部電極２４がそれぞれ形成されている。

上記構成において、前記第１の絶縁層１１、第５の絶縁層１９は、Ｆｅ₂Ｏ₃をベースとしたフェライト等の磁性材料によりシート状に構成されているもので、絶縁性を有している。

また、前記第１の導体１２、第２の導体１４、第３の導体１６、第４の導体１８は、銀等の導電材料をめっきすることにより形成されるもので、それぞれ第１の絶縁層１１、第２の絶縁層１３、第３の絶縁層１５、第４の絶縁層１７の上面に設けられている。さらに、第１の導体１２、第２の導体１４、第３の導体１６、第４の導体１８の一端部は積層体２２の外部に露出している。なお、第１〜第４の導体１２，１４，１６，１８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。

そしてまた、前記第２の絶縁層１３、第３の絶縁層１５、第４の絶縁層１７は、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料によりシート状に構成されているもので、絶縁性を有している。また、第２の絶縁層１３の中央部には第１のバイア電極２５が、第４の絶縁層１７の中央部には第２のバイア電極２６がそれぞれ形成されている。

そして、前記第１のバイア電極２５は、第１の導体１２の他端部および第２の導体１４の他端部（渦巻きの中心部）と接続され、これにより、第１の導体１２と第２の導体１４とからなる第１のコイル２０が形成される。

そしてまた、前記第２のバイア電極２６は、第３の導体１６の他端部（渦巻きの中心部）および第４の導体１８の他端部と接続され、これにより、第３の導体１６と第４の導体１８とからなる第２のコイル２１が形成される。

なお、第１のバイア電極２５および第２のバイア電極２６は、それぞれ第２の絶縁層１３を貫通する孔および第４の絶縁層１７を貫通する孔に銀等の導電体を充填することにより構成している。

さらに、前記第１の絶縁層１１の下面と第５の絶縁層１９の上面にはダミー絶縁層２７がそれぞれ設けられているもので、このダミー絶縁層２７は、シート状に構成され、絶縁性を有しているが、その材料は磁性材料、非磁性材料のどちらで構成しても構わない。また、第１〜第５の絶縁層１１，１３，１５，１７，１９、ダミー絶縁層２７の枚数は、図１に示された枚数に限られるものではない。

なお、前記第２の導体１４、第３の導体１６は、渦巻き状に形成されているもので、これにより、第１のコイル２０、第２のコイル２１のインピーダンスを大きくすることができる。さらに、第２の導体１４と第３の導体１６とは、その大部分が第３の絶縁層１５を介して上面視にて重なるように対向しているため、第１のコイル２０、第２のコイル２１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。

そして、上記した構成により積層体２２が形成される。また、この積層体２２の一方の端面には１つの第１の外部電極２３と１つの第２の外部電極２４が形成され、かつ積層体２２の他方の端面にはもう一方の第１の外部電極２３ともう一方の第２の外部電極２４が形成されている。さらに、前記第１の外部電極２３は、第１のコイル２０の両端部、すなわち積層体２２の外部に露出した第１の導体１２の一端部および第２の導体１４の一端部と接続され、かつ第２の外部電極２４は、第２のコイル２１の両端部、すなわち積層体２２の外部に露出した第３の導体１６の一端部および第４の導体１８の一端部と接続されている。

そしてまた、前記第１の外部電極２３、第２の外部電極２４は、銀等を印刷して形成された下地層と、その表面のニッケルめっき層と、さらにその表面のすずやはんだ等の低融点金属めっき層で構成されている。

また、図２に示すように、積層体２２の両端面の表面における第１の外部電極２３と第２の外部電極２４との間には、第１のコイル２０と第２のコイル２１の間より絶縁抵抗が低いまたは静電気に弱い樹脂もしくは電圧依存性抵抗材料からなる静電気防止部材２８（図１では図示せず）が塗布により形成されている。この場合、前記樹脂としては、ビニル系高分子化合物、石油系樹脂、ロジン等の天然樹脂、この天然樹脂の誘導体、パラフィンワックス等の熱可塑性高分子樹脂を使用することができる。そして、これらの樹脂は、通常は絶縁材料であるため、通過信号、ノイズに対して放電することはないが、内部にカーボンなどの導電性材料を有するため、静電気のような非常に高い、瞬間的な電圧が印加された場合、カーボンなどの導電性材料を伝わって静電気が放電される。すなわち、これらの樹脂の絶縁抵抗が、第１、第２のコイル２０，２１間の絶縁抵抗より低いか、もしくはこれらの樹脂が第１、第２のコイル２０，２１間より静電気に弱い場合、第１、第２のコイル２０，２１間で放電を開始する前に、これらの樹脂の内部で放電されるため、積層体２２の内部に対する静電気放電がバイパスされることになる。また、電圧依存性抵抗材料としては、酸化亜鉛を主成分とするセラミック材料等のバリスタ材料や、アルミニウム、ニッケル、銅のうち少なくとも１つを含む金属粉と、シリコン、エポキシ、フェノールのうち少なくとも１つを含む樹脂等からなる材料を使用することができる。

なお、前記静電気防止部材２８は、積層体２２の両端面の表面ではなく、図３に示すように、積層体２２の両端部の上面に形成してもよいし、また、積層体２２の全面に形成してもよい。

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２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の粉体および樹脂、溶剤からなる混合物により、方形の第１〜第５の絶縁層１１，１３，１５，１７，１９、ダミー絶縁層２７をそれぞれ所定枚数作製する。このとき、第２の絶縁層１３、第４の絶縁層１７の所定箇所に、レーザ、パンチング等で孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して、第１、第２のバイア電極２５，２６を形成する。

次に、所定枚数のダミー絶縁層２７の上面に、第１の絶縁層１１を積層し、その後、第１の絶縁層１１の上面に、第１の導体１２をめっきによって形成する。

次に、第１の導体１２の上面に、第１のバイア電極２５が設けられた第２の絶縁層１３を配置する。このとき、第１の導体１２の他端部と第１のバイア電極２５とを接続する。

次に、第２の絶縁層１３の上面に、渦巻き状の第２の導体１４をめっきによって形成する。このとき、第２の導体１４の他端部と第１のバイア電極２５とを接続する。

次に、第２の導体１４の上面に、第３の絶縁層１５を配置し、その後、この第３の絶縁層１５の上面に、渦巻き状の第３の導体１６をめっきによって形成する。

次に、第３の導体１６の上面に、第２のバイア電極２６が設けられた第４の絶縁層１７を配置する。このとき、第３の導体１６の他端部と第２のバイア電極２６とを接続する。

次に、第４の絶縁層１７の上面に、第４の導体１８をめっきによって形成する。このとき、第４の導体１８の他端部と第２のバイア電極２６とを接続する。

次に、第４の導体１８の上面に、第５の絶縁層１９を配置し、その後、第５の絶縁層１９の上面に所定枚数のダミー絶縁層２７を配置して、積層体２２を形成する。

次に、積層体２２を所定の温度、時間で焼成する。その後、積層体２２の両端面に、第１〜第４の導体１２，１４，１６，１８のそれぞれの一端部とそれぞれ接続されるように銀を印刷して下地層を形成し、さらに、その表面にニッケルをめっきすることによりニッケルめっき層を形成し、さらにその表面にすずやはんだ等をめっきすることにより低融点金属めっき層を形成して第１、第２の外部電極２３，２４を構成する。

最後に、積層体２２の両端面の表面における第１の外部電極２３と第２の外部電極２４との間に、前記第１のコイル２０と第２のコイル２１の間より絶縁抵抗が低いまたは静電気に弱い樹脂もしくは電圧依存性抵抗材料からなる静電気防止部材２８（図１では図示せず）を塗布により形成する。

上記したように本発明の実施の形態１においては、積層体２２の表面に形成された第１の外部電極２３と第２の外部電極２４との間を、前記第１のコイル２０と第２のコイル２１の間より絶縁抵抗が低いまたは静電気に弱い樹脂もしくは電圧依存性抵抗材料からなる静電気防止部材２８で覆うようにしているため、外部から入ってきた静電気を積層体２２の表面における第１の外部電極２３と第２の外部電極２４との間で放電させることができ、これにより、第１のコイル２０と第２のコイル２１との間で放電するのを防止できるため、これらの間で絶縁不良が発生するのを抑制できるという効果が得られるものである。

すなわち、外部から入ってきた静電気を積層体２２の表面で放電させることによって、積層体２２の内部に静電気が侵入するのを防ぐことができるため、第１のコイル２０と第２のコイル２１の間に位置する第３の絶縁層１５にクラックが生じたりするのを抑制できる。

また、第１の外部電極２３と第２の外部電極２４との間を静電気防止部材２８で覆うようにしているため、通常の使用状態において、第１の外部電極２３、第２の外部電極２４の形成位置ばらつきや空気中の水分の影響で、第１の外部電極２３と第２の外部電極２４間（すなわち、第１のコイル２０と第２のコイル２１との間）で絶縁不良が発生するのを低減することができる。特に、第１の外部電極２３、第２の外部電極２４も静電気防止部材２８で覆うようにした場合、この静電気防止部材２８が保護膜の役割を果たすため、第１の外部電極２３、第２の外部電極２４の劣化を防止でき、これにより、実装信頼性を向上させることができる。なお、実装基板へのはんだ付けが可能となるように、前記第１の外部電極２３、第２の外部電極２４は一部を露出させる必要がある。

（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、同一符号を付しており、その説明は省略する。

図４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、第１の外部電極２３と第２の外部電極２４との間を静電気防止部材２８で覆うのではなく、第１の外部電極２３と第２の外部電極２４の互いに対向する箇所に突出部２９をそれぞれ設けた点である。

この場合、第１の外部電極２３に形成された突出部２９における突出した先端部は第２の外部電極２４の方向を向き、かつ第２の外部電極２４に形成された突出部２９における突出した先端部は第１の外部電極２３の方向を向くように設けられている。すなわち、第１の外部電極２３に形成された突出部２９と第２の外部電極２４に形成された突出部２９との間の距離が、他の部分における第１の外部電極２３と第２の外部電極２４との間の距離より短くなるようにしている。また、前記第１の外部電極２３および第２の外部電極２４と突出部２９は一体的に形成されている。なお、突出部２９間の距離は、第１のコイル２０と第２のコイル２１との間の距離（第３の絶縁層１５の厚み）より短くするのが好ましい。

上記した構成とすることにより、外部から入ってきた静電気を積層体２２の表面における第１の外部電極２３と第２の外部電極２４との間で放電させることができるため、第１のコイル２０と第２のコイル２１との間で放電するのを防止でき、これにより、これらの間で絶縁不良が発生するのを抑制できるという効果が得られるものである。

また、図４に示すように、突出部２９の先端部を細くすれば、この先端部の電流密度を大きくできるため、この先端部で放電され易くなり、これにより、静電気が印加されたとき確実に放電させることができる。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、絶縁不良が発生するのを抑制できるという効果を有するものであり、特に各種電子機器に使用される小型で、かつ積層型の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。

１１第１の絶縁層
１３第２の絶縁層
１５第３の絶縁層
１７第４の絶縁層
１９第５の絶縁層
２０第１のコイル
２１第２のコイル
２２積層体
２３第１の外部電極
２４第２の外部電極
２８静電気防止部材
２９突出部

Claims

積層体を構成する複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層に設けられた第１、第２のコイルと、前記第１のコイルの両端部に接続された２つの第１の外部電極と、前記第２のコイルの両端部に接続された２つの第２の外部電極とを備え、前記第１、第２の外部電極を前記積層体の表面に形成し、前記第１の外部電極と第２の外部電極との間を、前記第１のコイルと第２のコイルの間より絶縁抵抗が低いまたは静電気に弱い樹脂もしくは電圧依存性抵抗材料からなる静電気防止部材で覆うようにしたコモンモードノイズフィルタ。
積層体を構成する複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層に設けられた第１、第２のコイルと、前記第１のコイルの両端部に接続された２つの第１の外部電極と、前記第２のコイルの両端部に接続された２つの第２の外部電極とを備え、前記第１、第２の外部電極を前記積層体の表面に形成し、前記第１の外部電極と第２の外部電極の互いに対向する箇所に突出部をそれぞれ設けたコモンモードノイズフィルタ。