JP2014027072A - コモンモードノイズフィルタ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、外部電極間の絶縁距離を確保す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、積層体14の積層方向Xと実装面が平行になるように実装し、かつ第1のコイル12の一端部12aと第1の内部電極15a、第1の外部電極16とを接続し、第1のコイル12の他端部12bと第3の内部電極15c、第3の外部電極18とを接続し、第2のコイル13の一端部13aと第2の内部電極15b、第2の外部電極17とを接続し、第2のコイル13の他端部13bと第4の内部電極15d、第4の外部電極19とを接続し、さらに、第1の外部電極16と第1の内部電極15aとを接続し、第2の外部電極16と第2の内部電極15bとを接続し、第3の外部電極18と第3の内部電極15cとを接続し、第4の外部電極19と第4の内部電極15dとを接続したものである。
【選択図】図2

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9、図10に示すように、複数の絶縁体層1と第1、第2のコイル2、3とを積層して構成した積層体4を備え、第1のコイル2と第2のコイル3を磁気的に結合させ、また、第1のコイル2の両端部2a、2bと第2のコイル3の両端部3a、3bは、積層体4の下面に引き出されるとともに、それぞれ積層体4の下面の4隅に印刷またはめっきされた外部電極5a〜5dに接続されていた。
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2000−331833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、小型化された場合、外部電極5a〜5d間の距離が短くなるため、外部電極5a〜5dの形成条件や形状にばらつきが発生し、外部電極5a〜5d間の距離が不安定となると、絶縁距離を確保できない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、外部電極間の絶縁距離を確保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、複数の絶縁体層と、前記絶縁体層に形成された第1のコイル、第2のコイルと、前記複数の絶縁体層と第1のコイル、第2のコイルを積層して構成された積層体と、前記複数の絶縁体層のうち一方の最外層に位置する絶縁体層の4隅のうち少なくとも2隅に貫通するように形成された第1、第2の内部電極と、前記複数の絶縁体層のうち他方の最外層に位置する絶縁体層の4隅のうち少なくとも2隅に貫通するように形成された第3、第4の内部電極と、前記積層体の一端面に形成された第1、第2の外部電極と、前記積層体の他端面に形成された第3、第4の外部電極とを備え、前記積層体の積層方向と実装面が平行になるように実装し、かつ前記第1のコイルの一端部と前記第1の内部電極または第1の外部電極とを接続し、前記第1のコイルの他端部と前記第3の内部電極または第3の外部電極とを接続し、前記第2のコイルの一端部と前記第2の内部電極または第2の外部電極とを接続し、前記第2のコイルの他端部と前記第4の内部電極または第4の外部電極とを接続し、さらに、前記第1の外部電極と前記第1の内部電極とを接続し、前記第2の外部電極と前記第2の内部電極とを接続し、前記第3の外部電極と前記第3の内部電極とを接続し、前記第4の外部電極と前記第4の内部電極とを接続したもので、この構成によれば、第1〜第4の内部電極を絶縁体層を貫通するように形成しているため、第1〜第4の内部電極の幅が絶縁体層の厚みと等しくなり、これにより、第1〜第4の内部電極の幅を薄くて安定したものにすることができるため、第1、第2の内部電極と第3、4の内部電極との間の距離を長くかつ安定させることができ、この結果、小型化されて外部電極間の距離が短くなっても、外部電極間の絶縁距離を確保することができるという作用効果を有するものである。
本発明の請求項2に記載の発明は、特に、積層体の同一端面に形成された外部電極それぞれに他方の外部電極に向かうような突出部を形成するとともに、第1、第3の外部電極の突出部に第1のコイルの両端部を接続し、第2、第4の外部電極の突出部に第2のコイルの両端部を接続し、前記突出部、第1の外部電極と第2の外部電極の間、第3の外部電極と第4の外部電極の間、および前記第1〜第4の外部電極の一部分を覆う絶縁層を形成したもので、この構成によれば、外部電極は積層体の端面のみに形成しているため安定して形成でき、また、絶縁層で突出部とその周辺部を覆っているため、外部電極とコイルの両端部との接続信頼性を向上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。
本発明の請求項3に記載の発明は、特に、積層体の両端面に、第1の外部電極と第2の外部電極の間、第3の外部電極と第4の外部電極の間、および前記第1〜第4の外部電極の一部分を覆う絶縁層を形成し、前記第1〜第4の外部電極を覆う前記絶縁層を、実装面から離れた箇所に位置させたもので、この構成によれば、第1〜第4の外部電極に形成される実装用はんだのフィレットの大きさを小さくすることができるため、実装面積を小さくすることができるという作用効果を有するものである。
本発明の請求項4に記載の発明は、特に、内部電極が形成されていない他の絶縁体層を積層体の内部に積層し、前記他の絶縁体層の周囲の一部に他と異なる色の絶縁物を埋め込み、前記積層体の第1〜第4の外部電極が形成されていない面のうち、少なくとも1面の一部に前記異なる色が露出するようにしたもので、この構成によれば、実装面の判別が容易にな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、第1〜第8の内部電極を絶縁体層を貫通するように形成しているため、第1〜第8の内部電極の幅が絶縁体層の厚みと等しくなり、これにより、第1〜第8の内部電極の幅を薄くて安定したものにすることができるため、第1〜第4の内部電極と第5〜第8の内部電極との間の距離を長くかつ安定させることができ、この結果、小型化されて外部電極間の距離が短くなっても、外部電極間の絶縁距離を確保す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斜視図 同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分解斜視図 同コモンモードノイズフィルタの生産途中の状態を示す斜視図 同コモンモードノイズフィルタの他の例を示す端面図 同コモンモードノイズフィルタの他の例を示す端面図 同コモンモードノイズフィルタの他の例を示す斜視図 同コモンモードノイズフィルタの他の例の絶縁体層を示す斜視図 従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図 同コモンモードノイズフィルタの斜視図
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斜視図、図2、図3は同コモンモードノイズフィルタの分解斜視図である。
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8の絶縁体層11a〜11hと、第1〜第8の絶縁体層11a〜11hに形成された第1のコイル12、第2のコイル13と、前記第1〜第8の絶縁体層11a〜11hと第1のコイル12、第2のコイル13を積層して構成された積層体14と、前記第1〜第8の絶縁体層11a〜11hのうち一方の最外層に位置する第1の絶縁体層11aの4隅に貫通するように形成された第1、第2、第5、第6の内部電極15a、15b、15e、15fと、前記第1〜第8の絶縁体層11a〜11hのうち他方の最外層に位置する第8の絶縁体層11hの4隅に貫通するように形成された第3、第4、第7、第8の内部電極15c、15d、15g、15hと、前記積層体14の一端面14aに形成された第1、第2の外部電極16、17と、前記積層体14の他端面14bに形成された第3、第4の外部電極18、19とを備え、前記積層体14の積層方向Xと実装面が平行になるように実装される。なお、図1では第2の内部電極15b、第8の内部電極15h、図2では第3、第4の外部電極18、19が他の構成物によって隠れている。
また、前記第1のコイル12の一端部12aと前記第1の内部電極15aを接続し、前記第1のコイル12の他端部12bと前記第3の内部電極15cを接続し、前記第2のコイル13の一端部13aと前記第2の内部電極15bを接続し、前記第2のコイル13の他端部13bと前記第4の内部電極15dを接続し、さらに、前記第1の外部電極16と前記第1の内部電極15aおよび第5の内部電極15eとを接続し、前記第2の外部電極17と前記第2の内部電極15bおよび第6の内部電極15fとを接続し、前記第3の外部電極18と前記第3の内部電極15cおよび第7の内部電極15gとを接続し、前記第4の外部電極19と前記第4の内部電極15dおよび第8の内部電極15hとを接続している。なお、第1のコイル12の一端部12aは第5の内部電極15eと接続してもよく、第1のコイル12の他端部12bは第6の内部電極15fと接続してもよく、第2のコイル13の一端部13aは第7の内部電極15gと接続してもよく、第2のコイル13の他端部13bは第8の内部電極15hと接続してもよい。
また、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詳細な構成については、図3に示す図も参照しながら以下に説明する。ここで、図3は積層方向Xを紙面の上下方向に回転させた図である。
上記構成において、第1〜第8の絶縁体層11a〜11hは、上から順に積層され、また、第3〜第6の絶縁体層11c〜11f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、第1、第2、第7、第8の絶縁体層11a、11b、11g、11hは、Cu−Ni−Znフェライトによりそれぞれシート状に構成されている。なお、第1〜第8の絶縁体層11a〜11hそれぞれの枚数は、図2、図3に示された枚数に限られるものではない。
さらに、前記第1のコイル12は、渦巻状の第1の導体20、第2の導体21で構成され、前記第2のコイル13は、渦巻状の第3の導体22、第4の導体23で構成されている。
そして、前記第1〜第4の導体20〜23は、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。また、第1の導体20は第4の絶縁体層11dの上面、第2の導体21は第6の絶縁体層11fの上面、第3の導体22は第3の絶縁体層11cの上面、第4の導体23は第5の絶縁体層11eの上面にそれぞれ形成されている。すなわち、第1のコイル12を構成する導体と第2のコイル13を構成する導体が交互に積層されている。ここで、上面視にて第1の導体20と第3の導体22の一部を略同じ位置に配置し、巻き方向も同一方向としている。同様に、上面視にて第2の導体21と第4の導体23の一部を略同じ位置に配置し、巻き方向も同一方向としている。これにより、第1の導体20と第3の導体22とを磁気結合させ、さらに第2の導体21と第4の導体23とを磁気結合させて、コモンモードノイズを除去するようにしている。
そして、第1のコイル12を構成する第1の導体20と第2の導体21は、第4の絶縁体層11d、第5の絶縁体層11eに形成されたビア電極24aを介して接続される。また、第2のコイル13を構成する第3の導体22と第4の導体23は、第3の絶縁体層11c、第4の絶縁体層11dに形成されたビア電極24bを介して接続される。
なお、第1〜第4の導体20〜23は渦巻状ではなく、螺旋状であってもよく、第1のコイル12を構成する導体と第2のコイル13を構成する導体を必ずしも交互に積層しなくてもよい。
また、前記第1、第2、第5、第6の内部電極15a、15b、15e、15fは、第1の絶縁体層11aの4隅において第1の絶縁体層11aを貫通するように形成され、第3、第4、第7、第8の内部電極15c、15d、15g、15hは、第8の絶縁体層11hの4隅において第8の絶縁体層11hを貫通するように形成されている。すなわち、第1〜第8の内部電極15a〜15hの厚み(幅)は、第1の絶縁体層11a、第8の絶縁体層11hの厚みで規定される。
さらにまた、第1のコイル12の一端部12aと第1の内部電極15aは、第2の絶縁体層11b、第3の絶縁体層11cに形成されたビア電極24cを介して接続され、第1のコイル12の他端部12bと第3の内部電極15cは、第6の絶縁体層11f、第7の絶縁体層11gに形成されたビア電極24dを介して接続され、第2のコイル13の一端部13aと第3の内部電極15bは、第2の絶縁体層11bに形成されたビア電極24eを介して接続され、第2のコイル13の他端部13bと第4の内部電極15dは、第5の絶縁体層11e、第6の絶縁体層11f、第7の絶縁体層11gに形成されたビア電極24fを介して接続されている。
そして、通常は複数のコモンモードノイズフィルタを構成するシート状の絶縁体層、導体を積層し、それを縦横に個片状に分割して個々のコモンモードノイズフィルタを得るようにするが、上記第1〜第8の内部電極15a〜15hは、図4に示すように、第1の絶縁体層11a、第8の絶縁体層11hにおいて、隣り合う4つの絶縁層との交差部分に貫通孔を設け、この貫通孔に導電体を充填し、最後に個片状に分割することによって形成する。
さらに、前記第1〜第4の外部電極16〜19は、積層体14の両端面14a、14bに、銀等の導電体を印刷することによって形成されている。そして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。また、第1、第2の外部電極16、17は積層体14の一端面14aに形成され、第3、第4の外部電極18、19は積層体14の他端面14bに形成されている。さらに、第1の外部電極16と第3の外部電極18が対向し、第2の外部電極17と第4の外部電極19が対向するように配置されている。
そして、第1の外部電極16は前記第1の内部電極15aおよび第5の内部電極15eと接続し、第2の外部電極17は第2の内部電極15bおよび第6の内部電極15fと接続し、第3の外部電極18は第3の内部電極15cおよび第7の内部電極15gと接続し、第4の外部電極19は第4の内部電極15dおよび第8の内部電極15hと接続している。
すなわち、第1のコイル12は、第1の内部電極15a、第3の内部電極15cを介して第1の外部電極16および第3の外部電極18に接続され、第2のコイル13は、第2の内部電極15b、第4の内部電極15dを介して第2の外部電極17および第4の外部電極19に接続される。なお、第1のコイル12を第1の外部電極16および第3の外部電極18に直接接続し、第2のコイル13を第2の外部電極17および第4の外部電極19に直接接続してもよい。
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、第1〜第8の内部電極15a〜15hを第1、第8の絶縁体層11a、11hを貫通するように形成しているため、第1〜第8の内部電極15a〜15hの幅が第1、第8の絶縁体層11a、11hの厚みと等しくなり、これにより、第1〜第8の内部電極15a〜15hの幅を薄くて安定したものにすることができ、また、第1、第8の絶縁体層11a、11hの厚みを規定すれば、第1〜第8の内部電極15a〜15hの幅、外部電極間距離が自動的に決まる。この結果、積層方向Xの第1の外部電極16と第3の外部電極18との間、第2の外部電極17と第3の外部電極19との間の距離を安定させることができ、これにより、小型化されて外部電極間の距離が短くなっても、積層方向Xでの第1、第2の外部電極16、17と第3、第4の外部電極18、19間の距離が安定するため、絶縁距離を確保することができるという効果が得られるものである。
さらに、第1〜第8の内部電極15a〜15hのうち4つを実装面に接触させることができるため、積層体14と実装面との接触面積を安定して確保でき、これにより、安定した実装性を確保できる。
また、第1〜第4の外部電極16〜19は、積層体14の端面14a、14bから積層体の上下面にかけて塗布するわけではなく、積層体14の一面のみに印刷で形成しているため、第1〜第4の外部電極16〜19の形成位置が安定し、これにより、積層方向Xと直交する方向での第1の外部電極16と第2の外部電極17との間の絶縁距離、第3の外部電極18と第4の外部電極19との間の絶縁距離を確保することが可能となる。そして、異種材料を積層し焼結させた場合でも、積層体14の端面14a、14bには積層界面が位置せず、1枚の絶縁体層になっているため、焼成収縮時の変形差が発生し界面近傍での耐湿信頼性の低下を防止できる。また、個片化する前に第1〜第8の内部電極15a〜15h、第1〜第4の外部電極16〜19を形成できるため、従来のように個片化した後に外部電極を塗布あるいは印刷する工程が不要となり、コスト削減を実現できる。
そしてまた、積層体14の一端面14aにおいて第1、第2の外部電極16、17の間にガラス等からなる保護絶縁層を塗布形成してもよい。これにより、より確実に第1の外部電極16と第2の外部電極17の間の絶縁性を確保できる。このとき、絶縁層は第1、第2の外部電極16、17の一部を覆うようにする。なお、積層体14の他端面14bについても同様である。
そして、本発明のコモンモードノイズフィルタは、積層方向Xと平行でその中央部を通る直線に対して線対称になっているため、方向が180度回転しても、裏表が逆になっても実装できる。
なお、図5に示すように、積層体14の一端面14aにおいて第1の外部電極16、第2の外部電極17それぞれに他方の外部電極に向かうような突出部25を形成してもよい。そして、第1の外部電極16の突出部25には第1のコイル12の一端部12aを接続し、第2の外部電極17の突出部25には第2のコイルの13の一端部13aを接続する。
この構成により、第1、第2の外部電極16、17は積層体14の一端面14aのみに印刷で形成しているため安定して形成でき、これにより、第1、第2の外部電極16、17とコイル12、13の一端部12a、13aとの接続信頼性を向上させることができる。すなわち、第1〜第8の内部電極15a〜15hは、貫通孔に導電体を充填した後に個片状に分割して形成するため、分割刃によって導電物が引っ張られて内部導体と積層体14の間に隙間が生じて、そこから内部電極を介してコイル12、13へ湿気等が浸入してコイル12、13の信頼性が劣化する可能性があるが、第1、第2の外部電極16、17は第1〜第8の内部電極15a〜15hと異なり印刷して形成しているため、隙間が生じることはなく、これにより、第1、第2の外部電極16、17に直接コイル12、13の一端部12a、13aを接続すれば、コイル12、13へ湿気等が浸入してコイル12、13の信頼性が劣化する可能性を低減できる。
さらに、第1の外部電極16と第2の外部電極17の間、突出部25、および第1、第2の外部電極16、17の一部を覆うようにガラス等からなる絶縁層26を形成すれば、より確実に湿気等の浸入を防止できる。
また、図6に示すように、積層体14の一端面14aにおいて、第1の外部電極16と第2の外部電極17の間、および第1、第2の外部電極16、17の一部を覆うようにガラス等からなる絶縁層26を形成し、第1、第2の外部電極16、17を覆う絶縁層26を実装面から離れた箇所に位置させれば、第1、第2の外部電極16、17の絶縁層26で覆われた部分には実装用はんだが付着しないため、第1、第2の外部電極16、17に形成される実装用はんだフィレットの大きさを小さくすることができ、これにより、実装面積を小さくすることができる。このとき、第1、第2の外部電極16、17の互いに対向する方向における幅の全体を絶縁層26で覆えば、確実に実装面積を小さくすることができる。そして、裏表が逆になっても実装できるように、図6では、絶縁層26が十字状になっている。
なお、図5、図6は、積層体14の一端面14aにおける第1の外部電極16と第2の外部電極17について説明したが、積層体14の他端面14bにおける第3の外部電極18と第4の外部電極19についても同様である。
そしてさらに、図7に示すように、積層体14の第1〜第4の外部電極16〜19が形成されていない面のうち、対向する2面の一部に他の部分と異なる色で着色された着色部27を形成してもよい。この構成により、実装面の判別が容易になる。
このとき、図8に示すように、内部電極が形成されていない他の絶縁体層28を設け、この他の絶縁体層28の周囲の一部を他と異なる色の絶縁物29で埋める。そして、この他の絶縁体層28を積層体14の内部に積層し、積層体14の第1〜第4の外部電極16〜19が形成されていない面のうち、対向する2面の一部に前記異なる色が露出するようにする。このように他の絶縁体層28の一部に他と異なる色の絶縁物29を形成すれば、他の絶縁体層28を着色するための工程を省くことができ、また、他の絶縁体層28を積層したことによる特性の影響も抑えることができる。さらに、他と異なる色の絶縁物29を積層体14の形成と同時に一括して設けることができる。
なお、図7では、実装面に着色したが、実装面と異なる面に着色してもよく、4面のうち1面のみに着色してもよい。また、他と異なる色の絶縁物29を積層体14の1面に複数形成してもよい。
さらに、上記した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、第1の絶縁体層11a、第8の絶縁体層11hの4隅に貫通するように内部電極を形成したものについて説明したが、第1の絶縁体層11a、第8の絶縁体層11hの4隅のうち2つを貫通させて内部電極を形成してもよい。このとき、第1〜第4の内部電極15a〜15dのみが形成され、第5〜第8の内部電極15e〜15hは形成されず、内部電極は4つとなる。そして、この場合も、第1〜第4の内部電極15a〜15dを、実装面に接触させるように形成すれば、積層体14と実装面との接触面積を安定して確保できるため、安定した実装性を確保できる。
本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、外部電極間の絶縁距離を確保す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。
11a〜11h 第1〜第8の絶縁体層
12 第1のコイル
12a 第1のコイルの一端部
12b 第1のコイルの他端部
13 第2のコイル
13a 第2のコイルの一端部
13b 第2のコイルの他端部
14 積層体
14a 積層体の一端面
14b 積層体の他端面
15a〜15h 第1〜第8の内部電極
16〜19 第1〜第4の外部電極
25 突出部
26 絶縁層
27 着色部
28 他の絶縁体層

Claims (4)

  1. 複数の絶縁体層と、前記絶縁体層に形成された第1のコイル、第2のコイルと、前記複数の絶縁体層と第1のコイル、第2のコイルを積層して構成された積層体と、前記複数の絶縁体層のうち一方の最外層に位置する絶縁体層の4隅のうち少なくとも2隅に貫通するように形成された第1、第2の内部電極と、前記複数の絶縁体層のうち他方の最外層に位置する絶縁体層の4隅のうち少なくとも2隅に貫通するように形成された第3、第4の内部電極と、前記積層体の一端面に形成された第1、第2の外部電極と、前記積層体の他端面に形成された第3、第4の外部電極とを備え、前記積層体の積層方向と実装面が平行になるように実装し、かつ前記第1のコイルの一端部と前記第1の内部電極または第1の外部電極とを接続し、前記第1のコイルの他端部と前記第3の内部電極または第3の外部電極とを接続し、前記第2のコイルの一端部と前記第2の内部電極または第2の外部電極とを接続し、前記第2のコイルの他端部と前記第4の内部電極または第4の外部電極とを接続し、さらに、前記第1の外部電極と前記第1の内部電極とを接続し、前記第2の外部電極と前記第2の内部電極とを接続し、前記第3の外部電極と前記第3の内部電極とを接続し、前記第4の外部電極と前記第4の内部電極とを接続したコモンモードノイズフィルタ。
  2. 積層体の同一端面に形成された外部電極それぞれに他方の外部電極に向かうような突出部を形成するとともに、第1、第3の外部電極の突出部に第1のコイルの両端部を接続し、第2、第4の外部電極の突出部に第2のコイルの両端部を接続し、前記突出部、第1の外部電極と第2の外部電極の間、第3の外部電極と第4の外部電極の間、および前記第1〜第4の外部電極の一部分を覆う絶縁層を形成した請求項1記載のコモンモードノイズフィルタ。
  3. 積層体の両端面に、第1の外部電極と第2の外部電極の間、第3の外部電極と第4の外部電極の間、および前記第1〜第4の外部電極の一部分を覆う絶縁層を形成し、前記第1〜第4の外部電極を覆う前記絶縁層を、実装面から離れた箇所に位置させた請求項1記載のコモンモードノイズフィルタ。
  4. 内部電極が形成されていない他の絶縁体層を積層体の内部に積層し、前記他の絶縁体層の周囲の一部に他と異なる色の絶縁物を埋め込み、前記積層体の第1〜第4の外部電極が形成されていない面のうち、少なくとも1面の一部に前記異なる色が露出するようにした請求項1記載のコモンモードノイズフィルタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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