JP2014230278A - 回路保護素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 二以上の周波数帯域のノイズを抑えることのできる回路保護素子を提供する。【解決手段】 回路保護素子は、少なくとも一つのコイルパターンと、少なくとも一つの引出電極と、少なくとも一つの伝導性物質が埋め込まれた孔及び少なくとも一つのキャパシタ電極が選択的に形成された複数のシートを備え、少なくとも一つのコイルパターンが一つのインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記コイルパターンとの間にキャパシタが形成されて少なくとも二つのインダクタと少なくとも二つのキャパシタとを備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、回路保護素子に係り、特に、複数の周波数帯域のノイズを抑えることのできる回路保護素子に関する。

近年、携帯用電子機器、例えば、スマートフォンなどの多機能化が進むことに伴い、様々な周波数帯域が用いられている。即ち、一つのスマートフォン内において無線ＬＡＮ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）、ブルートゥース（ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ＧＰＳなど他の周波数帯域を利用する複数の機能を採用するようになった。また、電子機器の高集積化が進むことに伴い、限られた空間における内部回路密度が高くなり、これにより、内部回路の間にノイズ干渉が必然的に発生することになる。例えば、７５０ＭＨｚのノイズはスマートフォンの通話品質を低下させ、１．５ＧＨｚのノイズはＧＰＳの品質を低下させる。

このように携帯用電子機器の様々な周波数のノイズを抑えるとともに、内部回路間のノイズを抑えるために複数の回路保護素子が利用されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、それぞれ異なる周波数帯域のノイズを除去するコンデンサ、チップビード、共通モードフィルタなどが利用されている。ここで、共通モードフィルタは、二つのチョークコイルが一体となった構造を有し、差動モードの信号電流を通過させ、共通モードのノイズ電流のみを除去することができる。即ち、共通モードフィルタは、交流電流である差動モードの信号電流と共通モードのノイズ電流を分類及び除去することができる。

ところが、スマートフォンの通話品質を低下させる７５０ＭＨｚのノイズとＧＰＳの品質を低下させる１．５ＧＨｚのノイズを両方とも抑えた方が好ましいが、従来の共通モードノイズフィルタは、いずれか一つの周波数のノイズのみを除去し、他のノイズは除去することができない。このため、いずれか一つの機能はノイズによって品質の低下を生じざるをえない。

ＫＲ１０−０８４５９４８Ｂ１

本発明の目的は、二以上の周波数帯域のノイズを抑えることのできる回路保護素子を提供することである。

本発明の他の目的は、二以上の周波数帯域のノイズを抑える機能と静電気放電（ElectroStaticDischarge; ＥＳＤ）保護機能を両立することのできる回路保護素子を提供することである。

本発明の一実施形態による回路保護素子は、少なくとも一つのコイルパターンと、少なくとも一つの引出電極と、少なくとも一つの伝導性物質が埋め込まれた孔及び少なくとも一つのキャパシタ電極が選択的に形成された複数のシートを備え、前記少なくとも一つのコイルパターンが一つのインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記コイルパターンとの間にキャパシタが形成されて少なくとも二つのインダクタと少なくとも二つのキャパシタとを備える。

好ましくは、前記キャパシタ電極が形成された第１シートの上部及び下部に第１及び第２コイルパターンがそれぞれ形成された第２及び第３シートがそれぞれ設けられ、前記第１及び第２コイルパターンがそれぞれインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記第１及び第２コイルパターンとの間にそれぞれキャパシタが形成される。

また、好ましくは、前記回路保護素子は、前記第２シートの上部に設けられ、第３コイルパターンが形成された第４シートと、前記第３シートの下部に設けられ、第４コイルパターンが形成された第５シートと、を備え、前記第１コイルパターンは、前記第４コイルパターンとその間のシートに形成された前記伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続され、前記第２コイルパターンは、前記第３コイルパターンとその間のシートに形成された前記伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続される。

更に、好ましくは、前記キャパシタ電極の面積と前記キャパシタ電極が形成されていない前記第１シートの面積は、１：１００〜１００：１の割合を有する。

更に、好ましくは、前記キャパシタ電極は、矩形状又は角丸状を含む多角形、円形、楕円形、螺旋状又はうねり状に形成される。

更に、好ましくは、前記コイルパターンのターン数、前記キャパシタ電極の面積、前記キャパシタ電極と前記コイルパターンとの間の距離の少なくともいずれかに応じてインダクタンス及びキャパシタンスが調節される。

更に、好ましくは、前記伝導性物質が埋め込まれた孔から離れて前記シートに磁性体物質が埋め込まれた孔が形成される。

更に、好ましくは、前記回路保護素子は、前記コイルパターンとそれぞれ接続されて前記シートの外側にそれぞれ露出される第１引出電極と、前記キャパシタ電極と接続されて前記シートの外側に露出される第２引出電極と、を更に備える。

更に、好ましくは、前記第１引出電極は、向かい合う前記シートの両側面に露出され、前記第２引出電極は、前記第１引出電極が露出された側面と直交する少なくともいずれか一つの側面に露出される。

更に、好ましくは、前記回路保護素子は、前記第１引出電極と接続されて前記シートの側面に形成された第１外部電極と、前記第２引出電極と接続されて前記シートの側面に形成された第２外部電極と、を更に備え、前記第１外部電極は入出力端子と回路との間に接続され、前記第２外部電極は接地端子と接続される。

本発明の他の実施形態による回路保護素子は、キャパシタ電極が形成された第１シートと、前記第１シートの上側に形成され、第１コイルパターンが形成された第２シートと、前記第１シートの下側に設けられ、第２コイルパターンが形成された第３シートと、を備え、前記第１及び第２コイルパターンがそれぞれインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記第１及び第２コイルパターンとの間にそれぞれキャパシタが形成される。

好ましくは、前記回路保護素子は、前記第２シートの上部に設けられ、第３コイルパターンが形成された第４シートと、前記第３シートの下部に設けられ、第４コイルパターンが形成された第５シートと、を備え、前記第１コイルパターンは、前記第４コイルパターンとその間のシートに形成された伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続され、前記第２コイルパターンは、前記第３コイルパターンとその間のシートに形成された伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続される。

また、好ましくは、前記コイルパターンのターン数、前記キャパシタ電極の面積、前記キャパシタ電極と前記コイルパターンとの間の距離の少なくともいずれか一つに応じてインダクタンス及びキャパシタンスが調節される。

本発明の更に他の実施形態による回路保護素子は、少なくとも一つのコイルパターン及び少なくとも一つのキャパシタ電極が選択的に形成された複数のシートが積み重ねられた共通モードノイズフィルタと、少なくとも一つの引出電極及び少なくとも一つのＥＳＤ保護物質が埋め込まれた孔が選択的に形成された複数のシートを有するＥＳＤ保護素子と、を備え、前記共通モードノイズフィルタは、少なくとも一つのコイルパターンが一つのインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記コイルパターンとの間にキャパシタが形成されて少なくとも二つのインダクタと少なくとも二つのキャパシタとを備える。

好ましくは、前記共通モードノイズフィルタと前記ＥＳＤ保護素子は、上下に積層されて結合される。

また、好ましくは、前記共通モードノイズフィルタは、前記キャパシタ電極が形成された第１シートの上部及び下部に第１及び第２コイルパターンがそれぞれ形成された第２及び第３シートがそれぞれ設けられ、前記第１及び第２コイルパターンがそれぞれインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記第１及び第２コイルパターンとの間にそれぞれキャパシタが形成される。

更に、好ましくは、前記回路保護素子は、前記第２シートの上部に設けられ、第３コイルパターンが形成された第４シートと、前記第３シートの下部に設けられ、第４コイルパターンが形成された第５シートと、を備え、前記第１コイルパターンは、前記第４コイルパターンとその間のシートに形成された伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続され、前記第２コイルパターンは、前記第３コイルパターンとその間のシートに形成された伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続される。

更に、好ましくは、前記回路保護素子は、前記コイルパターンとそれぞれ接続されて前記シートの外側にそれぞれ露出される第１引出電極と、前記キャパシタ電極と接続されて前記シートの外側に露出される第２引出電極と、前記ＥＳＤ保護物質が埋め込まれた孔とそれぞれ接続されて前記第１及び第２引出電極に向かってそれぞれ引出された第３及び第４引出電極と、を備える。

更に、好ましくは、前記回路保護素子は、前記第１及び第３引出電極と接続されて前記シートの側面に形成された第１外部電極と、前記第２及び第４引出電極と接続されて前記シートの側面に形成された第２外部電極と、を更に備え、前記第１外部電極は入出力端子と回路との間に接続され、前記第２外部電極は接地端子と接続される。

本発明の回路保護素子は、コイルパターンと、引出電極と、導電性物質が埋め込まれた孔と、キャパシタ電極が選択的に形成された複数のシートが積み重ねられて少なくとも二つのインダクタと少なくとも二つのキャパシタとを備える共通モードノイズフィルタと、から構成してもよい。従って、スマートフォンなどの携帯用電子機器に用いられて二以上の周波数帯域のノイズを抑えることができ、これにより、電子機器の品質を向上させることができる。

また、本発明の回路保護素子は、引出電極及びＥＳＤ保護物質が埋め込まれた孔が選択的に形成された複数のシートが積み重ねられたＥＳＤ保護素子を前記共通モードノイズフィルタと積層して実現してもよい。共通モードノイズとＥＳＤ保護素子を積層することにより、個別素子を利用する従来に比べて単一チップに製造されて小型化されるので、電子機器のサイズ増大を防ぐことができ、実装面積を画期的に減らすことができ、低容量のＥＳＤ保護素子を実現して入出力信号の歪みを防ぐことができて電子機器の信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態による回路保護素子の結合斜視図である。 本発明の一実施形態による回路保護素子の分解斜視図である。 本発明の一実施形態による回路保護素子の等価回路図である。 本発明の一実施形態による回路保護素子と従来の回路保護素子の特性グラフである。 本発明の他の実施形態による回路保護素子の結合斜視図である。 本発明の他の実施形態による回路保護素子の分解斜視図である。

以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は、後述する実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる種々の形態で実現される。単に、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。図中、複数の層及び各領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同じ符号は同じ構成要素を示す。

図１は、本発明の一実施形態による回路保護素子の結合斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態による回路保護素子の分解斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態による回路保護素子の等価回路図であり、そして図４は、本発明の一実施形態による回路保護素子と従来の回路保護素子の特性グラフである。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による回路保護素子は、複数の絶縁シートが積み重ねられた積層体からなるが、上から上部カバー層１０と、共通モードノイズフィルタ２０と、下部カバー層３０と、を備える。また、積層体の側面に形成されて共通モードノイズフィルタ２０内部の引出電極と接続される第１外部電極４０と、共通モードノイズフィルタ２０の内部のキャパシタ電極と接続される第２外部電極５０と、を更に備える。第１外部電極４０は、積層体の第１側面及びこれと向かい合う第２側面にそれぞれ設けてもよく、第１及び第２側面にそれぞれ二つずつ設けてもよい。第２外部電極５０は第１外部電極４０が形成されていない積層体の第３及び第４側面に設けてもよく、第３及び第４側面にそれぞれ一つずつ設けてもよい。第１外部電極４０は、入力端子と出力端子との間にそれぞれ接続され、第２外部電極５０はグランド端子に接続してもよい。即ち、回路保護素子の一方の側面に形成された第１外部電極４０は信号入力端子に接続され、これと対応する他方の側面に形成された第１外部電極４０は出力端子、例えば、システムに接続しててもよい。一方、上部カバー層１０及び下部カバー層３０はそれぞれ複数のシートを積み重ねて形成してもよく、これと共通モードノイズフィルタ２０を構成する複数のシートは非磁性体シートから形成される。

共通モードノイズフィルタ２０は、図２に示すように、複数のシート１１０〜１５０が積み重ねられてもよいが、複数のシート１１０〜１５０には引出電極と、コイルパターンと、伝導性物質が埋め込まれた孔及びキャパシタ電極を選択的に形成してもよい。即ち、共通モードノイズフィルタ２０は、複数のシート１１０〜１５０と、複数のシート１１０〜１５０に選択的に形成されて導電性物質が埋め込まれた孔１１０ａ、１２０ａ、１２０ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１４０ａと、選択されたシート１４０、１５０の上に形成された接続電極２１０、２２０と、選択されたシート１１０、１２０、１４０、１５０の上に形成されたコイルパターン３１０、３２０、３３０、３４０と、選択されたシート１１０、１２０、１４０、１５０の上に形成され、コイルパターン３１０、３２０、３３０、３４０と接続されて外部に引き出される引出電極４１０、４２０、４３０、４４０と、シート１３０の上に形成されたキャパシタ電極５１０と、キャパシタ電極５１０と接続されて外部に引き出される引出電極５２０と、を備えていてもよい。以下、このような共通モードノイズフィルタ２０の構成についてより具体的に説明する。

シート１１０には孔１１０ａと、コイルパターン３１０及び引出電極４１０が形成される。シート１１０は、所定の厚さを有する略矩形状の板状に設けてもよい。即ち、シート１１０は正方形又は直方形を呈していてもよい。孔１１０ａは、シート１１０の真ん中から一方向に離間して所定の領域に形成してもよい。真ん中は、４つの周縁から対角に仮想の線を引いたときに両対角線が遭遇する個所であってもよい。例えば、シート１１０が直方形に設けられ、孔１１０ａはシート１１０の真ん中から一つの長辺方向に沿って所定の間隔だけ離間して形成してもよい。孔１１０ａには導電性物質が埋め込まれるが、導電性物質として金属物質のペーストを採用してもよい。また、コイルパターン３１０は、孔１１０ａから一方向に回転して所定のターン数で形成してもよい。このとき、コイルパターン３１０は、シート１１０の中央領域を通過しないように形成してもよい。例えば、コイルパターン３１０は、所定の幅及び間隔を有し、反時計回り方向に外側に回転する螺旋状に形成してもよい。このとき、コイルパターン３１０の線幅及び間隔は等しくてもよい。更に、コイルパターン３１０の先端は引出電極４１０と接続される。引出電極４１０は所定の幅に形成されてシート１１０の一辺に露出されるように形成される。例えば、引出電極４１０は、シート１１０の長辺方向に延設されるが、シート１１０の真ん中の孔１１０ａが形成された方向とは反対方向にシート１１０の一つの短辺に露出されるように形成される。

シート１２０には、二つの孔１２０ａ、１２０ｂと、コイルパターン３２０及び引出電極４２０が形成される。シート１２０は、所定の厚さを有する略矩形状の板状に設けられ、シート１１０と同じ形状に設けてもよい。孔１２０ａは、シート１２０を貫通してシート１２０の中央領域に形成してもよい。このとき、孔１２０ａは、シート１１０に形成された孔１１０ａと同じ個所に形成してもよい。また、孔１２０ｂは、真ん中から孔１２０ａの離間距離と同じ距離に真ん中から他の方向に離間して所定の領域に形成してもよい。即ち、シート１２０の真ん中を基準として両孔１２０ａ、１２０ｂは互いに反対方向に等間隔に隔設される。孔１２０ａ、１２０ｂには導電性物質が埋め込まれるが、導電性物質として金属物質のペーストを採用してもよい。更に、孔１２０ａは、導電性物質によってシート１１０の孔１１０ａに埋め込まれた導電性物質とそれぞれ接続される。コイルパターン３２０は、孔１２０ｂから一方向に回転して所定のターン数で形成してもよい。このとき、コイルパターン３２０は、シート１２０の中央領域及び孔１２０ａを通過しないように形成してもよい。例えば、コイルパターン３２０は、所定の幅及び間隔を有し、反時計回り方向に外側に回転する螺旋状に形成してもよい。即ち、コイルパターン３２０は、シート１１０に形成されたコイルパターン３１０と同じ方向に回転して形成してもよい。また、コイルパターン３２０の先端は引出電極４２０と接続される。引出電極４２０は所定の幅に形成されてシート１２０の一辺に露出されるように形成される。このとき、引出電極４２０は、シート１１０に形成された内部電極４１０から所定の間隔だけ離間して同じ方向に露出されるように形成される。

シート１３０には、二つの孔１３０ａ、１３０ｂと、キャパシタ電極５１０及び引出電極５２０が形成される。孔１３０ａ、１３０ｂは隔設してもよいが、シート３１０の真ん中から長辺に沿って向かい合う一方向及び他方向に離間するように隔設してもよい。ここで、孔１３０ａは、シート１２０の孔１２０ａと同じ個所に形成され、孔１３０ｂは、シート１２０の孔１２０ｂと同じ個所に形成してもよい。孔１３０ａ、１３０ｂには導電性物質が埋め込まれるが、導電性物質として金属物質のペーストを採用してもよい。孔１３０ａ、１３０ｂは、シート１２０の孔１２０ａ、１２０ｂに埋め込まれた導電性物質とそれぞれ接続される。キャパシタ電極５１０は、孔１３０ａ、１３０ｂから離間してシート１３０上の少なくとも一つの領域に所定の面積を有するように形成される。このようなキャパシタ電極５１０の面積とキャパシタ電極が形成されていないシート１３０の面積は、例えば、１：１００〜１００：１の割合を有してもよい。即ち、キャパシタ電極５１０は、シート１３０上の１％の面積を有するように形成してもよく、孔１３０ａ、１３０ｂと接触しないようにシート１３０の全体の上部に形成してもよい。また、キャパシタ電極５１０は、矩形状、多角形（角丸状を含む）、円形、楕円形、螺旋状、うねり状など種々の形状に形成してもよい。特に、キャパシタ電極５１０は、コイルパターン３１０、３２０、３３０、３４０と同じ形状に形成してもよい。このようなキャパシタ電極５１０によってシート１３０とシート１２０との間及びシート１３０とシート１４０との間にキャパシタをそれぞれ設けてもよい。即ち、二つのキャパシタを設けてもよい。更に、キャパシタ電極５１０の面積に応じて本発明による回路保護素子のキャパシタンスが調節されてもよい。一方、キャパシタ電極５１０の一部はシート１３０の一辺に露出されるように形成してもよい。例えば、キャパシタ電極５１０の一部はシート３０の一辺に露出されて引出電極５２０に形成してもよいが、引出電極５２０は、シート１３０の一短辺のある領域に露出されるように形成してもよい。

シート１４０には、孔１４０ａと、接続電極２１０と、コイルパターン３３０及び引出電極４３０が形成される。シート１４０は、所定の厚さを有する略矩形状の板状に設けられ、シート１１０、１２０、１３０と同じ形状に設けてもよい。孔１４０ａは、シート１４０を貫通してシート１４０の中央領域に形成してもよい。このとき、孔１４０ａは、シート１３０に形成された孔１３０ｂ及びシート１２０に形成された孔１２０ｂと同じ個所に形成してもよい。孔１４０ａには導電性物質が埋め込まれるが、例えば、金属物質のペーストを埋め込んでもよく、これにより、シート１２０、１３０の孔１２０ｂ、１３０ｂと接続される。また、接続電極２１０は、真ん中から孔１４０ａの離間距離と同じ距離に真ん中から他の方向に離間して所定の領域に形成してもよい。即ち、シート１４０の真ん中を基準として孔１４０ａと接続電極２１０は互いに反対方向に等間隔に隔設される。更に、コイルパターン３４０は、接続電極２１０から一方向に回転して所定のターン数で形成してもよい。このとき、コイルパターン３４０は、シート１４０の中央領域及び孔１４０ａを通過しないように形成してもよい。例えば、コイルパターン３４０は、所定の幅及び間隔を有し、時計回り方向に外側に回転する螺旋状に形成してもよい。即ち、コイルパターン３４０は、シート１１０、１２０に形成されたコイルパターン３１０、３２０とは反対方向に回転して形成してもよい。また、コイルパターン３４０の先端は引出電極４３０と接続される。引出電極４３０は所定の幅に形成されてシート１４０の一辺に露出されるように形成される。このとき、引出電極４３０は、シート１１０に形成された引出電極４１０とは反対方向の面に露出されるように形成される。更に、引出電極４３０は、シート１１０に形成された引出電極４１０と一直線をなすように形成される。

シート１５０には、接続電極２２０と、コイルパターン３４０及び引出電極４４０が形成される。シート１５０は、所定の厚さを有する略矩形状の板状に設けてもよく、シート１１０、１２０、１３０、１４０と同じ形状に設けてもよい。接続電極２１０は、シート１５０の真ん中から一方向に離間して所定の領域に形成してもよい。例えば、接続電極２２０は、シート１４０の孔１４０ａと同じ領域に形成してもよい。また、コイルパターン３４０は、接続電極２２０から一方向に回転して所定のターン数で形成してもよい。このとき、コイルパターン３４０は、シート１５０の中央領域を通過しないように形成してもよい。例えば、コイルパターン３４０は所定の幅及び間隔を有し、時計回り方向に外側に回転する螺旋状に形成してもよい。また、コイルパターン３４０の先端は引出電極４４０と接続される。引出電極４４０は所定の幅に形成されてシート１５０の一辺に露出されるように形成される。例えば、引出電極４４０はシート１５０の長辺方向に延設されるが、シート１４０に形成された内部電極４３０から所定の間隔だけ離間して、シート１２０に形成された内部電極４２０と一直線をなすように形成される。

上述したような本発明の一実施形態による回路保護素子は、キャパシタ電極５１０が形成されたシート１３０を挟んで上側にコイルパターン３１０、３２０がそれぞれ形成されたシート１１０、１２０が設けられ、下側にコイルパターン３３０、３４０がそれぞれ形成されたシート１４０、１５０が設けられる。また、シート１１０のコイルパターン３１０がシート１２０の孔１２０ａ及びシート１３０の孔１３０ａを介してシート１４０のコイルパターン３３０と接続され、シート１２０のコイルパターン３２０はシート１３０の孔１３０ｂ及びシート１４０の孔１４０ａを介してシート１５０のコイルパターン３４０と接続される。即ち、上側のコイルパターン３１０は下側のコイルパターン３３０と接続され、上側のコイルパターン３２０は下側のコイルパターン３４０と接続される。換言すれば、上側及び下側に二つのコイルパターンがそれぞれ形成されるが、上側の一つのコイルパターンは下側の一つのコイルパターンと接続される。このため、本発明による回路保護素子は、コイルパターン３１０と接続されたコイルパターン３３０が第１インダクタをなし、コイルパターン３２０と接続されたコイルパターン３４０が第２インダクタをなす。なお、本発明による回路保護素子は、キャパシタ電極５１０がシート１２０、１４０の間に設けられてキャパシタ電極５１０とコイルパターン３３０との間に第１キャパシタが形成され、キャパシタ電極５１０とコイルパターン３２０との間に第２キャパシタが形成される。要するに、本発明による回路保護素子は、図３の等価回路図に示すように、第１及び第２インダクタＬ１１、Ｌ１２と、これにそれぞれ接続された第１及び第２キャパシタＣ１１、Ｃ１２と、を備える。即ち、本発明による回路保護素子は、少なくとも二つのインダクタと、これとそれぞれ接続された少なくとも二つのキャパシタと、を備える。

このような本発明による回路保護素子は、コイルパターン３１０、３２０、３３０、３４０のターン数、キャパシタ電極５１０の面積、及びコイルパターン３１０、３２０、３３０、３４０同士の間隔、即ち、シート１１０、１２０、１３０、１４０、１５０の厚さを調節することにより、インダクタンス及びキャパシタンスを調節することができ、これにより、抑制可能な周波数のノイズを調節することができる。例えば、シート１１０、１２０、１３０、１４０、１５０の厚さを減少させると、低い周波数帯域のノイズを抑えることができ、厚さを増大させると、高い周波数帯域のノイズを抑えることができる。このように二つのインダクタと二つのキャパシタとからなる回路保護素子、即ち、共通モードノイズフィルタは、二つの周波数帯域のノイズを抑えることができる。即ち、図４に示すように、本発明による回路保護素子の周波数特性Ａは、１ＧＨｚ帯域とそれ以上の帯域において二つのピークが現れ、これにより、二つの周波数帯域のノイズを抑えることができる。しかしながら、キャパシタを備えていない従来の共通モードノイズフィルタＢは、１ＧＨｚ帯域において一つのピークが現れ、これにより、一つの周波数帯域のノイズのみを抑えることができる。要する、本発明による回路保護素子は、二以上の周波数帯域のノイズを抑えることができ、これにより、様々な周波数の機能を採用するスマートフォンなどの携帯用電子機器に用いられて電子機器の品質を向上させることができる。

一方、前記本発明の一実施形態による回路保護素子として、二つのインダクタと二つのキャパシタとからなる共通モードノイズフィルタを例にとって説明した。しかしながら、本発明による回路保護素子は、共通モードノイズフィルタとＥＳＤ保護素子が結合された構造に設けてもよい。即ち、少なくとも二以上のインダクタと少なくとも二以上のキャパシタとからなる共通モードノイズフィルタとＥＳＤ保護素子が結合されて回路保護素子を実現してもよい。以下、このような本発明の他の実施形態による回路保護素子を図５及び図６に基づいて説明する。

図５は、本発明の他の実施形態による回路保護素子の結合斜視図であり、図６は、本発明の他の実施形態による回路保護素子の分解斜視図である。

図５を参照すると、本発明の他の実施形態による回路保護素子は、複数の絶縁シートが積み重ねられて上から上部カバー層１０と、共通モードノイズフィルタ２０と、ＥＳＤ保護素子６０及び下部カバー層３０を備える。即ち、上部カバー層１０と下部カバー層３０との間に共通モードノイズフィルタ２０とＥＳＤ保護素子６０が積層される。また、共通モードノイズフィルタ２０の内部の引出電極及びＥＳＤ保護素子６０の内部の引出電極の一部と接続される第１外部電極４０と、共通モードノイズフィルタ２０の内部のキャパシタ電極及びＥＳＤ保護素子６０の内部の引出電極の一部と接続される第２外部電極５０と、を更に備える。

共通モードノイズフィルタ２０は、図６に示すように、引出電極と、コイルパターンと、伝導性物質が埋め込まれた孔と、キャパシタ電極が選択的に形成された複数のシート１１０〜１５０を積層して構成してもよい。即ち、共通モードノイズフィルタ２０は、複数のシート１１０〜１５０と、複数のシート１１０〜１５０に選択的に形成されて導電性物質が埋め込まれた孔１１０ａ、１２０ａ、１２０ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１４０ａと、選択されたシート１４０、１５０の上に形成された接続電極２１０、２２０と、選択されたシート１１０、１２０、１４０、１５０の上に形成されたコイルパターン３１０、３２０、３３０、３４０と、選択されたシート１１０、１２０、１４０、１５０の上に形成され、コイルパターン３１０、３２０、３３０、３４０と接続されて外部に引き出される引出電極４１０、４２０、４３０、４４０と、シート１３０の上に形成されたキャパシタ電極５１０と、キャパシタ電極４１０と接続されて外部に引き出される引出電極５２０と、を備えてもよい。即ち、共通モードノイズフィルタ２０の構成は、図２に基づいて説明した本発明の一実施形態と同様であってもよい。従って、共通モードノイズフィルタ２０の構成についての説明は省略する。

ＥＳＤ保護素子６０は、引出電極及び孔がそれぞれ選択的に形成された複数のシート６１０、６２０、６３０、６４０、６５０及び６６０が積層されてなる。

シート６１０の下面には、複数の引出電極６１２及び６１４が形成される。複数の引出電極６１２及び６１４はシート６１０の下面の中央部から一短辺に露出されるように直線状に隔設される。引出電極６１２、６１４は、第１外部電極４０と接続される。

シート６２０の上には複数の孔６２０ａ及び６２０ｂが形成されるが、複数の孔６２０ａ及び６２０ｂはシート６１０の中央部から形成された複数の引出電極６１２及び６１４と対応する個所に形成される。即ち、複数の孔６２０ａ及び６２０ｂはシート６２０の中央部に隔設される。また、複数の孔６２０ａ及び６２０ｂはそれぞれＥＳＤ保護物質によって埋め込まれる。ＥＳＤ保護物質は、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ：Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）又はポリビニールブチラル（ＰＶＢ：Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｂｕｔｙｒａｌ）などの有機物にＲｕＯ₂、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗなどよりなる群から選ばれた少なくとも一つの導電性物質を混合した物質から形成することができる。なお、ＥＳＤ保護物質は、前記混合物質にＺｎＯなどのバリスタ物質又はＡｌ₂Ｏ₃などの絶縁性セラミック物質を更に混合して形成することもできる。

シート６３０の上面及び下面にはそれぞれ引出電極６３２及び６３４が形成される。引出電極６３２及び６３４は、シート６３０の上面及び下面における互いに対応する個所に形成され、シート６２０の孔６２０ａ及び６２０ｂが形成された個所と対応する個所を横切ってシート６３０の一短辺及び他の長辺の中央部において露出されるように直線状に形成される。引出電極６３２、６３４は、第１外部電極５０と接続される。

シート６４０の上には複数の孔６４０ａ及び６４０ｂが形成されるが、複数の孔６４０ａ及び６４０ｂはシート６２０に形成された複数の孔６２０ａ及び６２０ｂとそれぞれ対応する個所に形成される。なお、複数の孔６２０ａ及び６２０ｂはそれぞれＥＳＤ保護物質によって埋め込まれる。

シート６５０の上には複数の引出電極６５２及び６５４が形成される。複数の引出電極６５２及び６５４は引出電極６１２及び６１４が露出されたシート６１０の一長辺とは反対側のシート６５０の他の長辺に延設されるが、引出電極６５２は孔６２０ａ及び６４０ａと対応するシート６５０の所定の領域からシート６５０の他の長辺において露出されるように直線状に形成される。また、内部電極６５４は孔６２０ｂ及び６４０ｂと対応するシート６５０の所定の領域からシート６５０の他の長辺において露出されるように直線状に形成されて内部電極６５２から所定の間隔だけ離間する。引出電極６５２、６５４は、第１外部電極４０と接続される。

前記ＥＳＤ保護素子６０は孔６２０ａ、６２０ｂ、６４０ａ、６４０ｂ内に埋め込まれたＥＳＤ保護物質が伝導性物質と絶縁性物質が所定の割合にて混合された状態で存在する。即ち、絶縁性物質の間に伝導性粒子が存在し、引出電極に所定の電圧以下の電圧が印加される場合には絶縁状態を維持し、引出電極に所定の電圧以上の電圧が印加される場合には伝導性粒子の間に放電が起きて当該引出電極間の電圧差を減らすことになる。

上述した本発明の他の実施形態による二つのインダクタと二つのキャパシタとからなる共通モードノイズフィルタとＥＳＤ保護素子が結合された回路保護素子は、電子機器に用いられる信号入力端子とシステムとの間に第１外部電極４０が接続され、接地端子に第２外部電極５０が接続されて共通モードノイズを除去するだけではなく、入出力端子に流れ込む静電気を接地端子に流すことができる。即ち、共通モードノイズフィルタが電源とシステムとの間に配置されて共通モードノイズを効率よく抑える。なお、ＥＳＤ保護素子が入出力端子とシステムとの間において接地端子と接続されて回路保護素子の両端の間に不所望の所定の電圧以上の電圧が印加されれば、ＥＳＤ保護物質の伝導性粒子の間に放電が起きて接地端子に電流を流し、当該回路保護素子の両端間の電圧差を減らすことになる。このとき、回路保護素子の両端は導通状態になるわけではないため、入力信号は歪み無しにそのまま入出力端子に伝わる。即ち、回路保護素子は、静電気の発生時にも当該静電気は当該回路保護素子を介して接地に抜け出て回路を保護するとともに、システムが授受する信号はそのまま維持される。

一方、前記本発明の実施形態による回路保護素子は、共通モードノイズフィルタ２０が上側及び下側に形成されたコイルパターンが接続されてインダクタを構成する場合について説明した。しかしながら、コイルパターンが磁芯を囲むように共通モードノイズフィルタが構成されてもよい。即ち、シート１１０〜１５０の真ん中領域に孔が形成され、孔に磁性体物質が埋め込まれて上下方向に磁芯が設けられ、このような磁芯を上下方向に囲むようにインダクタを実現してもよい。

本発明の技術的思想は、前記実施形態に基づいて詳述されたが、前記実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものではないということが理解できる筈である。なお、本発明の技術分野における当業者は本発明の技術思想の範囲内において様々な実施形態が採用可能であるということが理解できる筈である。

１０：上部カバー層
２０：共通モードノイズフィルタ
３０：下部カバー層
４０：第１外部電極
５０：第２外部電極
６０：ＥＳＤ保護素子

Claims (19)

1. 少なくとも一つのコイルパターンと、少なくとも一つの引出電極と、少なくとも一つの伝導性物質が埋め込まれた孔及び少なくとも一つのキャパシタ電極が選択的に形成された複数のシートを備え、
   前記少なくとも一つのコイルパターンが一つのインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記コイルパターンとの間にキャパシタが形成されて少なくとも二つのインダクタと少なくとも二つのキャパシタとを備える回路保護素子。
2. 前記キャパシタ電極が形成された第１シートの上部及び下部に第１及び第２コイルパターンがそれぞれ形成された第２及び第３シートがそれぞれ設けられ、
   前記第１及び第２コイルパターンがそれぞれインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記第１及び第２コイルパターンとの間にそれぞれキャパシタが形成される請求項１に記載の回路保護素子。
3. 前記第２シートの上部に設けられ、第３コイルパターンが形成された第４シートと、前記第３シートの下部に設けられ、第４コイルパターンが形成された第５シートと、を備え、
   前記第１コイルパターンは、前記第４コイルパターンとその間のシートに形成された前記伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続され、
   前記第２コイルパターンは、前記第３コイルパターンとその間のシートに形成された前記伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続される請求項２に記載の回路保護素子。
4. 前記キャパシタ電極の面積と前記キャパシタ電極が形成されていない前記第１シートの面積は、１：１００〜１００：１の割合を有する請求項２又は請求項３に記載の回路保護素子。
5. 前記キャパシタ電極は、矩形状又は角丸状を含む多角形、円形、楕円形、螺旋状又はうねり状に形成された請求項４に記載の回路保護素子。
6. 前記コイルパターンのターン数、前記キャパシタ電極の面積、前記キャパシタ電極と前記コイルパターンとの間の距離の少なくともいずれかに応じてインダクタンス及びキャパシタンスが調節される請求項２又は請求項３に記載の回路保護素子。
7. 前記伝導性物質が埋め込まれた孔から離れて前記シートに磁性体物質が埋め込まれた孔が形成された請求項３に記載の回路保護素子。
8. 前記コイルパターンとそれぞれ接続されて前記シートの外側にそれぞれ露出される第１引出電極と、
   前記キャパシタ電極と接続されて前記シートの外側に露出される第２引出電極と、
   を更に備える請求項２、請求項３及び請求項７のうちのいずれか１項に記載の回路保護素子。
9. 前記第１引出電極は、向かい合う前記シートの両側面に露出され、前記第２引出電極は、前記第１引出電極が露出された側面と直交する少なくともいずれか一つの側面に露出される請求項８に記載の回路保護素子。
10. 前記第１引出電極と接続されて前記シートの側面に形成された第１外部電極と、前記第２引出電極と接続されて前記シートの側面に形成された第２外部電極と、を更に備え、
    前記第１外部電極は入出力端子と回路との間に接続され、前記第２外部電極は接地端子と接続された請求項９に記載の回路保護素子。
11. キャパシタ電極が形成された第１シートと、
    前記第１シートの上側に形成され、第１コイルパターンが形成された第２シートと、
    前記第１シートの下側に設けられ、第２コイルパターンが形成された第３シートと、
    を備え、
    前記第１及び第２コイルパターンがそれぞれインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記第１及び第２コイルパターンとの間にそれぞれキャパシタが形成される回路保護素子。
12. 前記第２シートの上部に設けられ、第３コイルパターンが形成された第４シートと、前記第３シートの下部に設けられ、第４コイルパターンが形成された第５シートと、を備え、
    前記第１コイルパターンは、前記第４コイルパターンとその間のシートに形成された伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続され、
    前記第２コイルパターンは、前記第３コイルパターンとその間のシートに形成された伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続される請求項１１に記載の回路保護素子。
13. 前記コイルパターンのターン数、前記キャパシタ電極の面積、前記キャパシタ電極と前記コイルパターンとの間の距離の少なくともいずれか一つに応じてインダクタンス及びキャパシタンスが調節される請求項１１又は請求項１２に記載の回路保護素子。
14. 少なくとも一つのコイルパターン及び少なくとも一つのキャパシタ電極が選択的に形成された複数のシートが積み重ねられた共通モードノイズフィルタと、
    少なくとも一つの引出電極及び少なくとも一つのＥＳＤ保護物質が埋め込まれた孔が選択的に形成された複数のシートを有するＥＳＤ保護素子と、
    を備え、
    前記共通モードノイズフィルタは、少なくとも一つのコイルパターンが一つのインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記コイルパターンとの間にキャパシタが形成されて少なくとも二つのインダクタと少なくとも二つのキャパシタとを備える回路保護素子。
15. 前記共通モードノイズフィルタと前記ＥＳＤ保護素子は、上下に積層されて結合された請求項１４に記載の回路保護素子。
16. 前記共通モードノイズフィルタは、前記キャパシタ電極が形成された第１シートの上部及び下部に第１及び第２コイルパターンがそれぞれ形成された第２及び第３シートがそれぞれ設けられ、
    前記第１及び第２コイルパターンがそれぞれインダクタをなし、前記キャパシタ電極と前記第１及び第２コイルパターンとの間にそれぞれキャパシタが形成される請求項１５に記載の回路保護素子。
17. 前記第２シートの上部に設けられ、第３コイルパターンが形成された第４シートと、前記第３シートの下部に設けられ、第４コイルパターンが形成された第５シートと、を備え、
    前記第１コイルパターンは、前記第４コイルパターンとその間のシートに形成された伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続され、
    前記第２コイルパターンは、前記第３コイルパターンとその間のシートに形成された伝導性物質が埋め込まれた孔を介して接続される請求項１６に記載の回路保護素子。
18. 前記コイルパターンとそれぞれ接続されて前記シートの外側にそれぞれ露出される第１引出電極と、
    前記キャパシタ電極と接続されて前記シートの外側に露出される第２引出電極と、
    前記ＥＳＤ保護物質が埋め込まれた孔とそれぞれ接続されて前記第１及び第２引出電極に向かってそれぞれ引出された第３及び第４引出電極と、
    を備える請求項１６又は請求項１７に記載の回路保護素子。
19. 前記第１及び第３引出電極と接続されて前記シートの側面に形成された第１外部電極と、前記第２及び第４引出電極と接続されて前記シートの側面に形成された第２外部電極と、を更に備え、
    前記第１外部電極は入出力端子と回路との間に接続され、前記第２外部電極は接地端子と接続された請求項１８に記載の回路保護素子。

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