JP2012069754A - コモンモードノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】非磁性体部を挟み込む２つの磁性体部に欠けを生じることを防止して、該欠けに依存してフィルタ特性が悪化することを抑制できるコモンモードノイズフィルタを提供する。
【解決手段】コモンモードノイズフィルタのフィルタ本体１１は、非磁性体部１２と、非磁性体部１２を挟み込む第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４と、非磁性体部１２内の第１磁性体部側と前記第２磁性体部側に位置していて互いが非接触状態で向き合うように該非磁性体部１２内に埋設された平面状の第１コイル導体部１８及び第２コイル導体部１９とを備えると共に、第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４よりも高強度の非磁性材料から成り、且つ、該第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４を挟み込んでフィルタ本体１１の最も外側に位置する非磁性の第１保護部１５及び第２保護部１６を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種電子機器においてノイズ対策デバイスとして用いられるコモンモードノイズフィルタに関する。

コモンモードノイズフィルタは、一般に、２つのコイルが埋設された非磁性体部を２つの磁性体部で挟み込んで構成されたフィルタ本体に、各コイルと導通する２対の外部端子を設けた構造を有している（特許文献１を参照）。

前記非磁性体部がホウケイ酸ガラスから成り、前記各磁性体部がＮｉ−Ｚｎ−Ｃｎ系フェライトから成る場合を例に挙げて説明すると、各磁性体部の強度（機械的強度）は非磁性体部の強度よりも劣るため、コモンモードノイズフィルタを回路基板等に搭載する過程や搬送する過程等において該コモンモードノイズフィルタに外力が付加されると、フィルタ本体の最も外側に位置する２つの磁性体部、特に各磁性体部の稜線に欠けを生じる恐れがある。この欠けは各磁性体部の体積減少に繋がるため、該欠けに基づく体積減少に依存してインピーダンス特性等のフィルタ特性の悪化を招来する恐れがある。

特開２００５−３４０６１１号公報

本発明の目的は、非磁性体部を挟み込む２つの磁性体部に欠けを生じることを防止して、該欠けに依存してフィルタ特性が悪化すること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にある。

前記目的を達成するため、本発明は、非磁性体部と、前記非磁性体部を挟み込む第１磁性体部及び第２磁性体部と、前記非磁性体部内の前記第１磁性体部側と前記第２磁性体部側に位置していて互いが非接触状態で向き合うように該非磁性体部内に埋設された平面状の第１コイル導体部及び第２コイル導体部とを有するフィルタ本体を備えたコモンモードノイズフィルタにおいて、前記第１磁性体部及び第２磁性体部よりも高強度の非磁性材料から成り、且つ、該第１磁性体部及び第２磁性体部を挟み込んで前記フィルタ本体の最も外側に位置する非磁性の第１保護部及び第２保護部を備える、ことをその特徴とする。

本発明のコモンモードノイズフィルタにあっては、第１磁性体部及び第２磁性体部それぞれの外面が該第１磁性体部及び第２磁性体部よりも高強度の第１保護部及び第２保護部によって覆われているので、コモンモードノイズフィルタを回路基板等に搭載する過程や搬送する過程等において該コモンモードノイズフィルタに外力が付加されても、第１磁性体部及び第２磁性体部、特に各磁性体の稜線に欠けが生じることを防止することができ、該欠けに基づく第１磁性体部及び第２磁性体部の体積減少に依存してインピーダンス特性等のフィルタ特性が悪化することを抑制できる。しかも、第１保護部及び第２保護部は非磁性材料から成るので、該第１保護部及び第２保護部の存在によってインピーダンス特性等のフィルタ特性が悪化することもない。

本発明によれば、非磁性体部を挟み込む２つの磁性体部に欠けを生じることを防止して、該欠けに依存してフィルタ特性が悪化することを抑制できるコモンモードノイズフィルタを提供できる。

本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。

図１は、本発明を適用したコモンモードノイズフィルタ（第１実施形態）の外観斜視図である。 図２（Ｓ１１）は、図１のＳ１１線に沿う断面図；図２（Ｓ１２）は、図１のＳ１２線に沿う断面図；図２（Ｓ１３）は、図１のＳ１３線に沿う断面図である。 図３は、図１に示したフィルタ本体を層単位で分解した斜視図である。 図４は、本発明を適用したコモンモードノイズフィルタ（第２実施形態）のフィルタ本体を層単位で分解した斜視図である。 図５は、本発明を適用したコモンモードノイズフィルタ（第３実施形態）のフィルタ本体を層単位で分解した斜視図である。

［第１実施形態］
以下に、本発明を適用したコモンモードノイズフィルタ（第１実施形態）を、図１〜図３を引用して説明する。このコモンモードノイズフィルタは、図１に示したように、直方体形状のフィルタ本体１１と、該フィルタ本体１１の相対する２側面に設けられた第１〜第４外部端子２３〜２６とを備えている。

フィルタ本体１１を層単位で分解した図３から分かるように、該フィルタ本体１１は、
・５枚の第１〜第５非磁性体層１２-1〜１２-5
・３枚の磁性体層１３-1〜１３-3
・３枚の磁性体層１４-1〜１４-3
・１枚の保護層１５-1
・１枚の保護層１６-1
・第１非磁性体層１２-1と第２非磁性体層１２-2との間に存する第１引出導体部１７
・第２非磁性体層１２-2と第３非磁性体層１２-3との間に存する平面状の第１コイル導体 部１８
・第３非磁性体層１２-3と第４非磁性体層１２-4との間に存する平面状の第２コイル導体 部１９
・第４非磁性体層１２-4と第５非磁性体１２-5との間に存する第２引出導体部２０
・第２非磁性体層１２-2に設けられた第１ビア導体部２１
・第４非磁性体層１２-4に設けられた第２ビア導体部２２
を有している。

第１〜第５非磁性体層１２-1〜１２-5は公知の非磁性体材料、好ましくは低誘電率の誘電体材料、具体的にはホウケイ酸ガラス等のガラス、或いは、ガラスにシリカやアルミナ等を分散させたガラスセラミックス等から成る。また、各磁性体層１３-1〜１３-3及び１４-1〜１４-3は公知の磁性体材料、好ましくはＮｉ−Ｚｎ−Ｃｎ系フェライト等のフェライト材料から成る。さらに、各保護層１５-1及び１６-1は各磁性体層１３-1〜１３-3及び１４-1〜１４-3よりも高強度（高機械的強度）の公知の非磁性体材料、好ましくは第１〜第５非磁性体層１２-1〜１２-5と同一の誘電体材料から成る。さらに、第１引出導体部１７、第１コイル導体部１８、第２コイル導体部１９、第２引出導体部２０、第１ビア導体部２１及び第２ビア導体部２２は公知の導体材料、好ましくは銀等の金属材料から成る。

図３に示した５枚の第１〜第５非磁性体層１２-1〜１２-5は図２に示した非磁性体部１２を構成し、３枚の磁性体層１３-1〜１３-3は図２に示した第１磁性体部１３を構成し、３枚の磁性体層１４-1〜１４-3は図２に示した第２磁性体部１４を構成しており、第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４は非磁性体部１２にそれぞれ密着した状態で該非磁性体部１２を挟み込んでいる。

また、図３に示した１枚の保護層１５-1は図２に示した第１保護部１５を構成し、１枚の保護層１６-1は図２に示した第２保護部１６を構成しており、非磁性の第１保護部１５及び第２保護部１６は第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４にそれぞれ密着した状態で該第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４を挟み込んでいてフィルタ本体１１の最も外側に位置している。

第１コイル導体部１８及び第２コイル導体部１９は、各々の線幅及び巻き数が略同じ渦巻き型を成している。第１コイル導体部１８の一端１８ａは第１ビア導体部２１を介して第１引出導体部１７の一端１７ａに接続されており、該第１引出導体部１７の他端１７ｂの側縁と第１コイル導体部１８の他端１８ｂの側縁は非磁性体部１２の相対する側面で露出している。第２コイル導体部１９の一端１９ａは第２ビア導体部２２を介して第２引出導体部２０の一端２０ａに接続されており、該第２引出導体部２０の他端２０ｂの側縁と第２コイル導体部１９の他端１９ｂの側縁は非磁性体部１２の相対する側面で露出している。

第１〜第４外部端子２３〜２６は公知の導体材料、好ましくは銀等の金属材料から成る。図１から分かるように、第１外部端子２３と第３外部端子２５はフィルタ本体１１の一側面に間隔をおいて設けられ、第２外部端子２４と第４外部端子２６はフィルタ本体１１の反対側の側面に間隔をおいて設けられている。

詳しくは、第１外部端子２３は、非磁性体部１２の一側面から露出する第１引出導体部１７の他端１７ｂの側縁に接続され、第２外部端子２４は、非磁性体部１２の反対側の側面から露出する第１コイル導体部１８の他端１８ｂの側縁に接続されている。第３外部端子２５は、非磁性体部１２の一側面から露出する第２引出導体部２０の他端２０ｂの側縁に接続され、第４外部端子２６は、非磁性体部１２の反対側の側面から露出する第２コイル導体部１９の他端１９ｂの側縁に接続されている。

ここで、前記コモンモードノイズフィルタの製法について簡単に説明する。前記コモンモードノイズフィルタを製造するときには、
・未焼成の第１引出導体部１７が形成された未焼成の第１非磁性体層１２-1
・未焼成の第１コイル導体部１８及び第１ビア導体部２１が形成された未焼成の第２非磁 性体層１２-2
・未焼成の第２コイル導体部１９が形成された未焼成の第３非磁性体層１２-3
・未焼成の第２引出導体部２０及び第２ビア導体部２２が形成された未焼成の第４非磁性 体層１２-4
・未焼成の第５非磁性体層１２-5
・未焼成の各磁性体層１３-1〜１３-3及び１４-1〜１４-3
・未焼成の各保護層１５-1及び１６-1
を用意し、これらを図３に示した順序で積み重ねて全体を熱圧着し、熱圧着したものを所定温度で焼成（脱バインダー処理を含む）してフィルタ本体１１を作製する。そして、フィルタ本体１１の相対する２側面に未焼成の第１〜第４外部端子２３〜２６を形成して、これらを所定温度で焼成（脱バインダー処理を含む）する。必要に応じて、第１〜第４外部端子２３〜２６の表面に、電解メッキ法によってニッケル層を形成し、その上に電解メッキ法によってハンダ層を形成する。

先に述べたように、第１引出導体部１７は第１非磁性体層１２-1と第２非磁性体層１２-2との間に存在し、第１コイル導体部１８は第２非磁性体層１２-2と第３非磁性体層１２-3との間に存在し、第２コイル導体部１９は第３非磁性体層１２-3と第４非磁性体層１２-4との間に存在し、第２引出導体部２０は第４非磁性体層１２-4と第５非磁性体層１２-5との間に存在する。

そのため、第１コイル導体部１８は非磁性体部１２内の第１磁性体部１３側に位置し、第２コイル部１９は非磁性体部１２内の第２磁性体部１４側に位置していて、該第１コイル導体部１８及び第２コイル導体部１９は互いが非接触状態で向き合うように非磁性体部１２内に埋設されている（図２（Ｓ１１）を参照）。

また、第１引出導体部１７は他端１７ｂの側縁（第１外部端子２３との接続箇所）を除いて非磁性体部１２内に埋設され、しかも、第２引出導体部２０は他端２０ｂの側縁（第３外部端子２５との接続箇所）を除いて非磁性体部１２内に埋設されている（図２（Ｓ１２）を参照）。

さらに、製造過程において積層したもの全体を熱圧着する関係から、第１コイル導体部１８よりも第１磁性体部１３に近い位置に存在する第１引出導体部１７を覆う非磁性体部１２の一部分１２ａは、第１磁性体部１３に向けて隆起して該第１磁性体部１３に食い込んでおり、しかも、第２コイル導体部１９よりも第２磁性体部１４に近い位置に存在する第２引出導体部２０を覆う非磁性体部１２の一部分１２ｂは、第２磁性体部１４に向けて隆起して該第２磁性体部１４に食い込んでいる（図２（Ｓ１２）を参照）。

このように、前記コモンモードノイズフィルタにあっては、第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４よりも高強度の材料から成り、且つ、該第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４を挟み込んでフィルタ本体１１の最も外側に位置する非磁性の第１保護部１５及び第２保護部１６を備えている。即ち、第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４それぞれの外面が該第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４よりも高強度の第１保護部１５及び第２保護部１６によって覆われているので、コモンモードノイズフィルタを回路基板等に搭載する過程や搬送する過程等において該コモンモードノイズフィルタに外力が付加されても、第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４、特に各磁性体部１３及び１４の稜線に欠けが欠けを生じることを防止することができ、該欠けに基づく第１磁性体部１３及び第２磁性体部１４の体積減少に依存してインピーダンス特性等のフィルタ特性が悪化することを抑制できる。しかも、第１保護部１５及び第２保護部１６は非磁性材料から成るので、該第１保護部１５及び第２保護部１６の存在によってインピーダンス特性等のフィルタ特性が悪化することもない。

また、前記コモンモードノイズフィルタにあっては、非磁性体部１２が低誘電率の誘電体材料から成り、しかも、該非磁性体部１２と同一の誘電体材料から成る第１保護部１５及び第２保護部１６がフィルタ本体１１の最も外側に設けられていることから、第１保護部１５及び第２保護部１６の一方が回路基板等の表面と向き合うようにコモンモードノイズフィルタを実装したとき、該回路基板等の他の回路パターンから発生する磁界がコモンモードノイズフィルタの内部で発生する磁界に干渉することを抑制することができる。つまり、コモンモードノイズフィルタの内部で発生する磁界が外部磁界と相互干渉することを抑制して、フィルタ特性、特に高周波特性が悪化することを防止できる。加えて、製法上の観点からすれば、非磁性体部１２を構成する第１〜第５非磁性体層１２-1〜１２-5と同じ層を第１保護部１５及び第２保護部１６を構成する各保護層１５-1及び１６-1に用いることができるので、該第１保護部１５及び第２保護部１６を構成するために異種材料の層を別途用意する手間が省ける利便性がある。

さらに、前記コモンモードノイズフィルタにあっては、非磁性体部１２と第１保護部１５及び第２保護部１６を形成する誘電体材料にホウケイ酸ガラスまたはガラスセラミックスを採用すれば、第１保護部１５及び第２保護部１６の誘電率をかなり下げることができるので、コモンモードノイズフィルタの内部で発生する磁界が外部磁界と相互干渉することをより効果的に抑制できる。加えて、製法上の観点からすれば、第１〜第４外部端子２３〜２６が銀等の金属材料から成る場合、該第１〜第４外部端子２３〜２６を、ホウケイ酸ガラスまたはガラスセラミックスから成る非磁性体部１２と第１保護部１５及び第２保護部１６に強固に接合することが可能となると共に、製造後のコモンモードノイズフィルタから第１〜第４外部端子２３〜２６が剥離することも防止できる。

［第２実施形態］
以下に、本発明を適用したコモンモードノイズフィルタ（第２実施形態）を、図４を引用して説明する。このコモンモードノイズフィルタが前記コモンモードノイズフィルタ（第１実施形態）と異なるところは、
・第５非磁性体層１２-5を排除して、４枚の第１〜第４非磁性体層１２-1〜１２-4によっ て図２に示した非磁性体部１２を構成した点
・第２引出導体部２０が第４非磁性体層１２-4と磁性体層１４-1との間に存在するように した点
にある。

このコモンモードノイズフィルタにあっては、第５非磁性体層１２-5を排除した関係から、図２（Ｓ１２）に符号１２ｂで示した部分が形成されなくなるが、前記コモンモードノイズフィルタ（第１実施形態）と同様の効果を得ることができる。

［第３実施形態］
以下に、本発明を適用したコモンモードノイズフィルタ（第３実施形態）を、図４を引用して説明する。このコモンモードノイズフィルタが前記コモンモードノイズフィルタ（第１実施形態）と異なるところは、
・第１非磁性体層１２-1と第５非磁性体層１２-5を排除して、３枚の第２〜第４非磁性体 層１２-2〜１２-4によって図２に示した非磁性体部１２を構成した点
・第１引出導体部１７が磁性体層１３-1と第２非磁性体層１２-2との間に存在するように した点
・第２引出導体部２０が第４非磁性体層１２-4と磁性体層１４-1との間に存在するように した点
にある。

このコモンモードノイズフィルタにあっては、第１非磁性体層１２-1と第５非磁性体層１２-5を排除した関係から、図２（Ｓ１２）に符号１２ａ及び１２ｂで示した部分が形成されなくなるが、前記コモンモードノイズフィルタ（第１実施形態）と同様の効果を得ることができる。

［他の実施形態］
（１）前記［第１実施形態］では、３枚の磁性体層１３-1〜１３-3と第１引出導体部１７との間に１枚の第１非磁性体層１２-1を介装し、且つ、第２引出導体部２０と３枚の磁性体層１４-1〜１４-3との間に１枚の第５非磁性体層１２-5を介装したものを例示したが、３枚の磁性体層１３-1〜１３-3と第１引出導体部１７との間に２枚以上の第１非磁性体層１２-1を介装したり、第２引出導体部２０と３枚の磁性体層１４-1〜１４-3との間に２枚以上の第５非磁性体層１２-5を介装したりしても、前記同様の効果を得ることができる。

（２）前記［第１実施形態］〜［第３実施形態］では、３枚の磁性体層１３-1〜１３-4によって第１磁性体部１３を構成し、且つ、３枚の磁性体層１４-1〜１４-4によって第２磁性体部１４を構成したものを示したが、各磁性体部１３及び１４を構成する磁性体層の層数を該磁性体層の厚さや各磁性体部１３及び１４の厚さ等に応じて任意に増減しても、前記同様の効果を得ることができる。

（３）前記［第１実施形態］〜［第３実施形態］では、１枚の保護層１５-1によって第１保護部１５を構成し、且つ、１枚の保護層１６-1によって第２保護部１６を構成したものを示したが、各保護部１５及び１６を構成する保護層の層数を該保護層の厚さや各保護部１５及び１６の厚さ等に応じて任意に増減しても、前記同様の効果を得ることができる。

（４）前記［第１実施形態］〜［第３実施形態］では、第１コイル導体部１８及び第２コイル導体部１９として所定線幅の直線状導体線が略直角の角部を介して渦巻き型となるようにしたものを示したが、所定線幅の直線状導体線が湾曲した角部を介して渦巻き型となるようにしたものや、所定線幅の導体線全てが湾曲していて渦巻き型となるようにしたものであっても、前記同様の効果を得ることができる。

（５）前記［第１実施形態］〜［第３実施形態］では、コモンモードノイズフィルタとして１対のコイル導体部１８及び１９と該１対のコイル導体部１８及び１９に対応する２対の外部端子２３〜２６を有するものを示したが、フィルタ本体を横長に形成して２対のコイル導体を横並びに埋設し、且つ、該２対のコイル導体に対応する４対の外部端子を設けた２連タイプのコモンモードノイズフィルタを構成した場合、また、同様にして３連タイプ以上のコモンモードノイズフィルタを構成した場合でも、前記同様の効果を得ることができる。

１１…フィルタ本体、１２…非磁性体部、１３…第１磁性体部、１４…第２磁性体部、１５…非磁性の第１保護部、１６…非磁性の第２保護部、１７…第１引出導体部、１８…第１コイル導体部、１９…第２コイル導体部、２０…第２引出導体部、２１…第１ビア導体部、２２…第２ビア導体部、２３…第１外部端子、２４…第２外部端子、２５…第３外部端子、２６…第４外部端子。

Claims (3)

1. 非磁性体部と、前記非磁性体部を挟み込む第１磁性体部及び第２磁性体部と、前記非磁性体部内の前記第１磁性体部側と前記第２磁性体部側に位置していて互いが非接触状態で向き合うように該非磁性体部内に埋設された平面状の第１コイル導体部及び第２コイル導体部とを有するフィルタ本体を備えたコモンモードノイズフィルタにおいて、
   前記第１磁性体部及び第２磁性体部よりも高強度の非磁性材料から成り、且つ、該第１磁性体部及び第２磁性体部を挟み込んで前記フィルタ本体の最も外側に位置する非磁性の第１保護部及び第２保護部を備える、
   ことを特徴とするコモンモードノイズフィルタ。
2. 前記非磁性体部は誘電体材料から成り、前記第１保護部及び第２保護部は該非磁性体部と同一の誘電体材料から成る、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
3. 前記誘電体材料は、ホウケイ酸ガラスまたはガラスセラミックスである、
   ことを特徴とする請求項２に記載のコモンモードノイズフィルタ。

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