JP2013038207A

JP2013038207A - コモンモードノイズフィルタ

Info

Publication number: JP2013038207A
Application number: JP2011172787A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ueno; 兼司植野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】本発明は、コモンモードノイズを大きく減衰させ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】本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１のコイル導体１３と第３のコイル導体１５とが磁気結合し、かつ第２のコイル導体１４と第４のコイル導体１６とが磁気結合するようにし、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４とを接続する第１の接続導体１７と、第３のコイル導体１５と第４のコイル導体１６とを接続する第２の接続導体１８とを備え、下方の磁性体部１２ａと前記第１、第２のコイル導体１３、１４との間、および上方の磁性体部１２ｂと第３、第４のコイル導体１５、１６との間に、それぞれ磁性体部１２ａ、１２ｂと接する磁性材料部１９を形成し、磁性材料部１９の両端部１９ａ、１９ｂは第１〜第４のコイル導体１３〜１６の最内周の導体部分より内側に位置させたものである。
【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６に示すように、第１〜第５の絶縁体層１ａ〜１ｅと、第２の絶縁体層１ｂ上に形成された第１、第２のコイル導体２、３と、第３の絶縁体層１ｃ上に形成された第３、第４のコイル導体４、５と、第１のコイル導体２と第２のコイル導体３とを接続する第１の接続導体６と、第３のコイル導体４と第４のコイル導体５とを接続する第２の接続導体７とを備えていた。また、コモンモード電流が印加されたとき、第１のコイル導体２、第３のコイル導体４に流れる電流と、第２のコイル導体３、第４のコイル導体５に流れる電流とは、上面視にて逆に流れるようになっている。

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２００７−１８１１６９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、同一の絶縁体層１ｂ上に形成された第１のコイル導体２と第２のコイル導体３との間、他の同一の絶縁体層１ｃ上に形成された第３のコイル導体４と第４のコイル導体５との間ではそれぞれ磁気結合が弱いため、コモンモードノイズの減衰量が大きく取れない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、コモンモードノイズを大きく減衰させ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、複数の非磁性体層からなる非磁性体部と、前記非磁性体部の上下に形成された磁性体層からなる２つの磁性体部と、前記非磁性体部の内部に形成された第１〜第４のコイル導体とを備え、前記第１、第２のコイル導体を１つの非磁性体層上に設けるとともに、前記第３、第４のコイル導体を前記第１、第２のコイル導体より上方にある他の非磁性体層上に設け、前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とが磁気結合し、かつ前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とが磁気結合するようにし、前記第１のコイル導体と第２のコイル導体とを接続する第１の接続導体と、前記第３のコイル導体と第４のコイル導体とを接続する第２の接続導体とを備え、前記下方の磁性体部と前記第１、第２のコイル導体との間、および前記上方の磁性体部と第３、第４のコイル導体との間に、それぞれ前記磁性体部と接する磁性材料部を形成し、前記磁性材料部の両端部は前記第１〜第４のコイル導体の最内周の導体部分より内側に位置させたもので、この構成によれば、第１〜第４のコイル導体の中心部に向かって磁性体が突出するような構成にすることができるため、１つのコイル導体で発生した磁界が他のコイル導体を貫通し易くなり、これにより、コモンモード電流が印加された場合、同一の非磁性体層上に形成された第１のコイル導体と第２のコイル導体との間、他の同一の非磁性体層上に形成された第３のコイル導体と第４のコイル導体との間でそれぞれ磁気結合を強めることができるため、コモンモードノイズを大きく減衰させることができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタは、下方の磁性体部と第１、第２のコイル導体との間、および上方の磁性体部と第３、第４のコイル導体との間に、それぞれ磁性体部と接する磁性材料部を形成し、磁性材料部の両端部は第１〜第４のコイル導体の最内周の導体部分より内側に位置させるようにしているため、第１〜第４のコイル導体の中心部に向かって磁性体が突出するような構成にすることができ、これにより、１つのコイル導体で発生した磁界が他のコイル導体を貫通し易くなるため、コモンモード電流が印加された場合、同一の非磁性体層上に形成された第１のコイル導体と第２のコイル導体との間、他の同一の非磁性体層上に形成された第３のコイル導体と第４のコイル導体との間でそれぞれ磁気結合を強めることができ、この結果、コモンモードノイズを大きく減衰させることができるという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図図１のＡ−Ａ線断面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等価回路図同コモンモードノイズフィルタの主要部の透過上面図従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態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は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は同コモンモードノイズフィルタの斜視図である。

本発明の一実施の形態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３の非磁性体層１１ａ〜１１ｃからなる非磁性体部１１と、前記非磁性体部１１の上下に形成された磁性体層１２からなる２つの磁性体部１２ａ、１２ｂと、前記非磁性体部１１の内部に形成された第１〜第４のコイル導体１３〜１６とを備え、前記第１、第２のコイル導体１３、１４を第１の非磁性体層１１ａ上に設けるとともに、前記第３、第４のコイル導体１５、１６を前記第１、第２のコイル導体１３、１４より上方にある第２の非磁性体層１１ｂ上に設け、前記第１のコイル導体１３と前記第３のコイル導体１５とが磁気結合し、かつ前記第２のコイル導体１４と前記第４のコイル導体１６とが磁気結合するようにし、前記第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４とを接続する第１の接続導体１７と、前記第３のコイル導体１５と第４のコイル導体１６とを接続する第２の接続導体１８とを備え、前記下方の磁性体部１２ａと前記第１、第２のコイル導体１３、１４との間、および前記上方の磁性体部１２ｂと第３、第４のコイル導体１５、１６との間に、それぞれ前記磁性体部１２ａ、１２ｂと接する磁性材料部１９を形成し、前記磁性材料部１９の両端部１９ａ、１９ｂは前記第１〜第４のコイル導体の最内周に位置する導体部分より内側に位置させたものである。

上記構成において、前記第１〜第３の非磁性体層１１ａ〜１１ｃは、シート状に構成され、Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の非磁性材料により形成されている。この第１〜第３の非磁性体層１１ａ〜１１ｃは、下から第１の非磁性体層１１ａ、第２の非磁性体層１１ｂ、第３の非磁性体層１１ｃの順に積層されることによって非磁性体部１１が構成される。

また、前記磁性体層１２は、シート状に構成され、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料で形成されている。この磁性体層１２は、非磁性体部１１の上方、下方においてそれぞれ複数設けられ、非磁性体部１１の下に形成された磁性体部１２ａと非磁性体部１１の上に形成された磁性体部１２ｂが構成される。なお、第１〜第３の非磁性体層１１ａ〜１１ｃ、磁性体層１２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、前記第１〜第４のコイル導体１３〜１６は、非磁性体部１１の内部において、それぞれ銀等の導電材料を渦巻状にめっきまたは印刷することにより形成されている。そして、第１、第２のコイル導体１３、１４は、ともに第１の非磁性体層１１ａの上面に形成され、第３、第４のコイル導体１５、１６は、ともに第２の非磁性体層１１ｂの上面に形成されている。また、第１のコイル導体１３と第３のコイル導体１５は、第２の非磁性体層１１ｂを介して対向しており、上面視にて略同じ位置に形成され、第１のコイル導体１３と第３のコイル導体１５とが磁気結合する。さらに、第２のコイル導体１４と第４のコイル導体１６も同様に、第２の非磁性体層１１ｂを介して対向しており、上面視にて略同じ位置に形成され、第２のコイル導体１４と第４のコイル導体１６とが磁気結合する。また、コモンモード電流が印加された場合、第１のコイル導体１３と第３のコイル導体１５に流れる電流の向きは同じであり、第２のコイル導体１４と第４のコイル導体１６に流れる電流の向きも同じであるが、第１のコイル導体１３、第３のコイル導体１５に流れる電流の向きと、第２のコイル導体１４、第４のコイル導体１６に流れる電流の向きとは逆になっている。

なお、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４は、第１の非磁性体層１１ａの下面に形成された第１の接続導体１７を介して接続され、第３のコイル導体１５と第４のコイル導体１６は、第３の非磁性体層１１ｃの上面に形成された第２の接続導体１８を介して接続されている。ここで、本発明の等価回路図を図４に示す。

このとき、第１のコイル導体１３と第１の接続導体１７、第２のコイル導体１４と第１の接続導体１７は、第１の非磁性体層１１ａに形成されたビア電極２０ａを介して接続し、第３のコイル導体１５と第２の接続導体１８、第４のコイル導体１６と第２の接続導体１８は、第３の非磁性体層１１ｃに形成されたビア電極２０ｂを介して接続する。なお、ビア電極２０ａ、２０ｂは、非磁性体層の所定の位置に、レーザで孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して形成する。また、第１の接続導体１７、第２の接続導体１８は、必ずしも第１〜第４のコイル導体１３〜１６の上下に形成する必要はなく、第１〜第４のコイル導体１３〜１６と同一の層に設けたり、第１、第２のコイル導体１３、１４と第３、第４のコイル導体１５、１６との間に設けたりしてもよい。

また、前記磁性材料部１９は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料で形成され、下方の磁性体部１２ａと第１、第２のコイル導体１３、１４との間、および上方の磁性体部１２ｂと第３、第４のコイル導体１５、１６との間の２箇所設けられている。さらに、磁性材料部１９は、磁性体部１２ａ、１２ｂと接するように位置しており、この結果、磁性材料で構成された一部分が非磁性体部１１の内部に食い込んだ構成となっている。そして、図５に示すように、この磁性材料部１９の両端部１９ａ、１９ｂは、上面視にて第１〜第４のコイル導体１３〜１６の最内周に位置する導体部分ｃより内側（図５の斜線で示された領域）に位置している。なお、図５では、説明を簡単にするため、第２の非磁性体層１１ｂの上面に形成され第３、第４のコイル導体１５、１６のみを示しているが、第１、第２のコイル導体１３、１４についても同様である。

この磁性材料部１９は、下方の磁性体部１２ａの上面、第３の非磁性体層１１ｃの上面に磁性材料を印刷したり、貫通孔に磁性材料を埋め込んだ非磁性体層を別途設けたりして形成する。なお、磁性材料部１９と第１、２の接続導体１７、１８とは接してもよいし、接しなくてもよいが、磁性材料部１９が非磁性体部１１を貫通することはない。

上記した構成により、積層体２１が形成される。また、図３に示すように、この積層体２１の両端部には、第１〜第４のコイル導体１３〜１６のそれぞれの一端部に接続される第１〜第４の外部電極２２〜２５が設けられている。さらに、前記第１〜第４の外部電極２２〜２５は、積層体２１の端面に銀を印刷することにより形成され、またこれらの表面にめっきによってニッケルめっき層を形成するとともに、このニッケルめっき層の表面にめっきによってすずやはんだ等の低融点金属めっき層を形成する。

上記したように本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、下方の磁性体部１２ａと第１、第２のコイル導体１３、１４との間、および上方の磁性体部１２ｂと第３、第４のコイル導体１５、１６との間に、それぞれ磁性体部１２ａ、１２ｂと接する磁性材料部１９を形成し、磁性材料部１９の両端部１９ａ、１９ｂは第１〜第４のコイル導体１３〜１６の最内周より内側に位置させるようにしているため、第１〜第４のコイル導体１３〜１６の中心部に向かって磁性体が突出するような構成にすることができ、これにより、１つのコイル導体で発生した磁界が他のコイル導体を貫通し易くなるため、コモンモード電流が印加された場合、第１の非磁性体層１１ａ上に形成された第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４との間、第２の非磁性体層１１ｂ上に形成された第３のコイル導体１５と第４のコイル導体１６との間でそれぞれ磁気結合を強めることができ、この結果、コモンモードノイズを大きく減衰させることができるという効果が得られるものである。

また、磁性材料部１９が非磁性体部１１を貫通しないようにしているため、大きな電流が流れても磁気飽和を起こさず、コモンモードインピーダンスを低下させることがない。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、コモンモードノイズを大きく減衰させることができるという効果を有するものであり、特にデジタル機器や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。

１１非磁性体部
１１ａ〜１１ｃ第１〜第３の非磁性体層
１２磁性体層
１２ａ、１２ｂ磁性体部
１３第１のコイル導体
１４第２のコイル導体
１５第３のコイル導体
１６第４のコイル導体
１７第１の接続導体
１８第２の接続導体
１９磁性材料部
１９ａ、１９ｂ磁性材料部の両端部

Claims

複数の非磁性体層からなる非磁性体部と、前記非磁性体部の上下に形成された磁性体層からなる２つの磁性体部と、前記非磁性体部の内部に形成された第１〜第４のコイル導体とを備え、前記第１、第２のコイル導体を１つの非磁性体層上に設けるとともに、前記第３、第４のコイル導体を前記第１、第２のコイル導体より上方にある他の非磁性体層上に設け、前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とが磁気結合し、かつ前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とが磁気結合するようにし、前記第１のコイル導体と第２のコイル導体とを接続する第１の接続導体と、前記第３のコイル導体と第４のコイル導体とを接続する第２の接続導体とを備え、前記下方の磁性体部と前記第１、第２のコイル導体との間、および前記上方の磁性体部と第３、第４のコイル導体との間に、それぞれ前記磁性体部と接する磁性材料部を形成し、前記磁性材料部の両端部は前記第１〜第４のコイル導体の最内周の導体部分より内側に位置させたコモンモードノイズフィルタ。