JP2022029586A

JP2022029586A - コモンモードチョークコイル

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Publication number: JP2022029586A
Application number: JP2020132930A
Authority: JP
Inventors: 耕平松浦; Kohei Matsuura; 敦夫比留川; Atsuo Hirukawa; 大志植木; Hiroshi Ueki
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2040-08-05
Also published as: CN114068130A; US20220044862A1; JP7435351B2

Abstract

【課題】たとえば２５ＧＨｚ～３０ＧＨｚといった高い周波数帯において、さらには３０ＧＨｚを超えるような極めて高い周波数帯においても、ディファレンシャルモードの信号を透過し、かつコモンモードのノイズ成分を抑制できる積層型のコモンモードチョークコイルを提供する。【解決手段】複数の非導電体層３ａ～３ｅを有する積層体２と、積層体２に内蔵された第１コイル１１および第２コイル１２と、第１コイル１１に接続された第１端子電極１３および第２端子電極１４と、第２コイル１２に接続された第３端子電極１５および第４端子電極１６と、を備える、コモンモードチョークコイル１において、第１コイル１１の経路長をＬ１とし、第２コイル１２の経路長をＬ２としたとき、Ｌ１およびＬ２の合計を３．５ｍｍ以下とするとともに、非導電体層３ａ～３ｅの比誘電率を１１以下にする。【選択図】図２

Description

この発明は、コモンモードチョークコイルに関するもので、特に、積層された複数の非導電体層を有する積層体と、積層体に内蔵された第１コイルおよび第２コイルと、を備える、積層型のコモンモードチョークコイルに関するものである。

この発明にとって興味ある技術が、たとえば特開２００６－３１３９４６号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１に記載の技術は、積層型のコモンモードチョークコイルに関するもので、当該コモンモードチョークコイルは、超小型の薄膜型のものであり、ＧＨｚ近傍の伝送信号の高速伝送が可能とされている。より具体的には、特許文献１には、伝送信号（ディファレンシャルモードの信号）の減衰特性が－３ｄＢとなる周波数をカットオフ周波数と定義したとき、このカットオフ周波数が２．４ＧＨｚ以上となるコモンモードチョークコイルが記載されている。

特開２００６－３１３９４６号公報

高速通信技術の進展により、より高周波において、ディファレンシャルモードの信号を透過し、かつコモンモードのノイズ成分を抑制できる積層型のコモンモードチョークコイルが必要となってきている。

そこで、この発明の目的は、たとえば２５ＧＨｚ～３０ＧＨｚといった高い周波数帯において、さらには３０ＧＨｚを超えるような極めて高い周波数帯においても、ディファレンシャルモードの信号を透過し、かつコモンモードのノイズ成分を抑制できる積層型のコモンモードチョークコイルを提供しようとすることである。

この発明に係るコモンモードチョークコイルは、非導電体からなりかつ積層された複数の非導電体層を有する積層体と、積層体に内蔵された第１コイルおよび第２コイルと、積層体の外表面に設けられ、第１コイルの互いに異なる第１端および第２端にそれぞれ電気的に接続された第１端子電極および第２端子電極と、積層体の外表面に設けられ、第２コイルの互いに異なる第３端および第４端にそれぞれ電気的に接続された第３端子電極および第４端子電極と、を備えている。

第１コイルは、非導電体層間の界面に沿って配置された第１コイル導体を有し、第２コイルは、第１コイル導体が配置された非導電体層間の界面とは異なる非導電体層間の界面に沿って配置された第２コイル導体を有する。

上述した技術的課題を解決するため、この発明では、第１コイルの経路長をＬ１とし、第２コイルの経路長をＬ２としたとき、Ｌ１およびＬ２の合計が３．５ｍｍ以下であることを第１の特徴とするとともに、非導電体層の比誘電率が１１以下であることを第２の特徴としている。

この発明によれば、第１コイルと第２コイルとの間の浮遊容量を低減することができるので、特に、信号成分であるディファレンシャルモード成分のたとえば２０ＧＨｚ～４０ＧＨｚでの減衰を抑えることができ、よって、コモンモードチョークコイルの高周波特性を向上させることができる。

この発明の一実施形態によるコモンモードチョークコイル１の外観を示す斜視図である。図１に示したコモンモードチョークコイル１の主要部を分解して示す平面図である。図１に示したコモンモードチョークコイル１の平面図であり、積層体２に内蔵された第１コイル１１および第２コイル１２を積層方向に透視して模式的に示す図である。図１に示したコモンモードチョークコイル１における第１コイル１１に備える第１コイル導体１７を示す平面図であり、コイル導体のターン数を説明するための図である。この発明の効果を確認するために実施した実験例において作製されたコモンモードチョークコイルの試料のうち、試料９に係るコモンモードチョークコイル１を模式的に示す、図１の線Ａ－Ａに沿う断面図である。上記実験例において作製されたコモンモードチョークコイルの試料のうち、試料８に係るコモンモードチョークコイルについて求めたコモンモード成分の透過特性（Ｓｃｃ２１透過特性）を示す図である。上記試料８に係るコモンモードチョークコイルについて求めたディファレンシャルモード成分の透過特性（Ｓｄｄ２１透過特性）を示す図である。

図１ないし図４を参照して、この発明の一実施形態によるコモンモードチョークコイル１について説明する。

図１に示すように、コモンモードチョークコイル１は、積層された複数の非導電体層を有する積層体２を備える。図２には、複数の非導電体層のうち、代表的な非導電体層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄおよび３ｅが図示されている。以下において、図２に示す非導電体層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄおよび３ｅのように互いに区別する場合を除いて、非導電体層を一般的に説明する場合には、非導電体層について、「３」の参照符号を用いる。非導電体層３は、たとえばガラスおよびセラミックを含む非導電体から構成される。

積層体２は、非導電体層３の延びる方向に延びかつ互いに対向する第１主面５および第２主面６と、第１主面５および第２主面６間を連結しかつ互いに対向する第１側面７および第２側面８と、第１主面５および第２主面６間ならびに第１側面７および第２側面８間をそれぞれ連結しかつ互いに対向する第１端面９および第２端面１０と、を有する、直方体形状である。直方体形状は、たとえば、稜線部分および角部分に丸みや面取りが付与された形状であってもよい。

コモンモードチョークコイル１は、図２および図３に示すように、積層体２に内蔵された第１コイル１１および第２コイル１２を備える。また、コモンモードチョークコイル１は、図１に示すように、積層体２の外表面に設けられる、第１端子電極１３、第２端子電極１４、第３端子電極１５および第４端子電極１６を備える。より具体的には、第１端子電極１３および第３端子電極１５は、第１側面７に設けられ、第２端子電極１４および第４端子電極１６は、それぞれ、第１端子電極１３および第３端子電極１５と対称の形状を有していて、第２側面８に設けられる。

図２に示すように、第１端子電極１３および第２端子電極１４は、第１コイル１１の互いに異なる第１端１１ａおよび第２端１１ｂにそれぞれ電気的に接続される。第３端子電極１５および第４端子電極１６は、第２コイル１２の互いに異なる第３端１２ａおよび第４端１２ｂにそれぞれ電気的に接続される。

以下の説明において、非導電体層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄおよび３ｅは、図２に示す順序で下から上に向かって積層されているとする。

図２を参照して、第１コイル１１は、非導電体層３ｂおよび３ｃ間の界面に沿って配置された第１コイル導体１７を有する。第１コイル１１は、第１端１１ａおよび第２端１１ｂをそれぞれ与える第１引き出し導体１９および第２引き出し導体２０を有する。第１引き出し導体１９は、積層体２の外表面において第１端子電極１３に接続された第１接続端部２３を含む。第２引き出し導体２０は、積層体２の外表面において第２端子電極１４に接続された第２接続端部２４を含む。

上記第１接続端部２３は、第１コイル導体１７が配置された非導電体層３ｂおよび３ｃ間の界面とは異なる非導電体層３ａおよび３ｂ間の界面に沿って配置される。また、第１引き出し導体１９は、第１コイル導体１７に接続されかつ第１コイル導体１７と第１接続端部２３との間に位置する非導電体層３ｂを厚み方向に貫通する第１ビア導体２７と、第１接続端部２３が配置された非導電体層３ａおよび３ｂ間の界面に沿って配置されかつ第１ビア導体２７と第１接続端部２３とを接続する第１連結部２９と、を有する。第１連結部２９は、好ましくは、直線状に延びる形状を有する。これによって、第１連結部２９に起因するインダクタンスを小さくでき、高周波特性を向上させることができる。

他方、第２コイル１２においても、以下に説明するように、第１コイル１１の場合と同様の要素を備えている。

第２コイル１２は、非導電体層３ｃおよび３ｄ間の界面に沿って配置された第２コイル導体１８を有する。第２コイル１２は、第３端１２ａおよび第４端１２ｂをそれぞれ与える第３引き出し導体２１および第４引き出し導体２２を有する。第３引き出し導体２１は、積層体２の外表面において第３端子電極１５に接続された第３接続端部２５を含む。第４引き出し導体２２は、積層体２の外表面において第４端子電極１６に接続された第４接続端部２６を含む。

上記第３接続端部２５は、第２コイル導体１８が配置された非導電体層３ｃおよび３ｄ間の界面とは異なる非導電体層３ｄおよび３ｅ間の界面に沿って配置される。また、第３引き出し導体２１は、第２コイル導体１８に接続されかつ第２コイル導体１８と第３接続端部２５との間に位置する非導電体層３ｄを厚み方向に貫通する第２ビア導体２８と、第３接続端部２５が配置された非導電体層３ｄおよび３ｅ間の界面に沿って配置されかつ第２ビア導体２８と第３接続端部２５とを接続する第２連結部３０と、を有する。第２連結部３０は、前述した第２連結部２９と同様、好ましくは、直線状に延びる形状を有する。これによって、第２連結部３０に起因するインダクタンスを小さくでき、高周波特性を向上させることができる。

コモンモードチョークコイル１は、積層体２の第２主面６を実装基板側に向けた状態で実装される。実施品では、たとえば、積層体２における第１端面９と第２端面１０とが対向する長さ方向の寸法Ｌが０．５５ｍｍ以上かつ０．７５ｍｍ以下とされ、第１側面７と第２側面８とが対向する幅方向の寸法Ｗが０．４０ｍｍ以上かつ０．６０ｍｍ以下とされ、第１主面５と第２主面６とが対向する高さ方向の寸法Ｈが０．２０ｍｍ以上かつ０．４０ｍｍ以下とされる。

コモンモードチョークコイル１は、図２および図３からわかるように、第１コイル導体１７および第２コイル導体１８の各々のターン数は２ターン未満であることが好ましい。

上述のターン数は、以下のように定義される。第１コイル導体１７および第２コイル導体１８の各々は、円弧状に延びる部分を有している。図４を参照して、第１コイル１１に備える第１コイル導体１７について説明する。図４に示すように、コイル導体１７の始端から終端にかけて、コイル導体１７の外周に沿って接線Ｔを順次引き、この接線Ｔが３６０度回転した段階で１ターンと定義する。図４に示したコイル導体１７では、接線Ｔが約３０７度回転しているので、約０．８５ターンと定義できる。第２コイル１２に備える第２コイル導体１８についても同様にターン数が定義される。

第１コイル導体１７および第２コイル導体１８のターン数が少ないほど、第１コイル１１と第２コイル１２との間に形成される浮遊容量を低減できるので、コモンモードチョークコイル１の高周波特性を向上させることができる。

上述のように、ターン数が少ないことに関連して、コモンモードチョークコイル１は、第１コイル１１の経路長をＬ１とし、第２コイル１２の経路長をＬ２としたとき、Ｌ１およびＬ２の合計が３．５ｍｍ以下であることを第１の特徴としている。この特徴を備えることにより、第１コイル１１と第２コイル１２との間に形成される浮遊容量を低減できるので、コモンモードチョークコイル１は、高い周波数帯において、ディファレンシャルモードの信号を透過し、かつコモンモードのノイズ成分を抑制することができ、コモンモードチョークコイル１の高周波特性を向上させることができる。

第１コイル１１の経路長Ｌ１は、図２において、第１コイル１１の第１端１１ａから、第１引き出し導体１９に備える第１接続端部２３、第１連結部２９および第１ビア導体２７と、第１コイル導体１７と、第２引き出し導体２０に備える第２接続端部２４とを経て、第２端１１ｂに至るまでの合計の経路長であり、第１コイル導体１７においては、幅方向のほぼ中央部に沿って経路長が測定される。

同様に、第２コイル１２の経路長Ｌ２は、図２において、第２コイル１２の第３端１２ａから、第３引き出し導体２１に備える第３接続端部２５、第２連結部３０および第２ビア導体２８と、第２コイル導体１８と、第４引き出し導体２２に備える第４接続端部２６とを経て、第４端１２ｂに至るまでの合計の経路長であり、第２コイル導体１８においては、幅方向のほぼ中央部に沿って経路長が測定される。

実際には、積層体２を積層方向に研磨し、第３接続端部２５および第２連結部３０を露出させ、測定顕微鏡にて第３接続端部２５および第２連結部３０の各々の経路長を測定する。さらに研磨を進め、第２コイル導体１８および第４接続端部２６を露出させ、測定顕微鏡にて第２コイル導体１８および第４接続端部２６の各々の経路長を測定する。さらに研磨を進め、第１コイル導体１７および第２接続端部２４を露出させ、測定顕微鏡にて第１コイル導体１７および第２接続端部２４の各々の経路長を測定する。さらに研磨を進め、第１接続端部２３および第１連結部２９を露出させ、測定顕微鏡にて第１接続端部２３および第１連結部２９の各々の経路長を測定する。

他方、別の積層体２を準備し、この積層体２を積層方向に直交する方向に研磨し、第１ビア導体２７および第２ビア導体２８を露出させ、測定顕微鏡にて第１ビア導体２７および第２ビア導体２８の各々の積層方向での長さを測定する。

次いで、以上の測定によって得られた第３接続端部２５、第２連結部３０、第２ビア導体２８、第２コイル導体１８および第４接続端部２６の長さの合計をもって、第２コイル１２の経路長とする。同様に、第１接続端部２３、第１連結部２９、第１ビア導体２７、第１コイル導体１７および第２接続端部２４の長さの合計をもって、第１コイル１１の経路長とする。

好ましくは、図３によく示されているように、第１コイル導体１７および第２コイル導体１８を積層体２の積層方向で平面視したとき、第１コイル導体１７および第２コイル導体１８には、互いに交差する部分を除いて、互いに重なる部分がないようにされる。このことは、第１コイル１１と第２コイル１２との間に形成される浮遊容量を低減することに寄与し、結果として、コモンモードチョークコイル１の高周波特性を向上させることができる。

また、図３からわかるように、第１コイル導体１７および第２コイル導体１８を積層体２の積層方向で平面視したとき、第１コイル導体１７と第２コイル導体１８とが互いに交差する箇所は、２箇所である。このように、交差する箇所が２箇所以下とされることにより、第１コイル導体１７と第２コイル導体１８との間に形成される浮遊容量が低減され、高周波特性の向上に寄与し得る。

好ましくは、第１コイル導体１７と第２コイル導体１８との間の距離は、６μｍ以上かつ２６μｍ以下とされる。当該距離が６μｍ未満になると、第１コイル導体１７と第２コイル導体１８との間に形成される浮遊容量が、高周波特性を低下させる程度に大きくなるおそれがある。他方、当該距離が２６μｍを超えると、第１コイル１１と第１コイル１２との結合係数が低下するおそれがある。

なお、図２において、非導電体層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄおよび３ｅの各々は、単層のものであるかのように図示されたが、少なくともいくつかは複数層から構成されてもよい。したがって、たとえば、上述した第１コイル導体１７と第２コイル導体１８との間の距離の調整は、非導電体層３ｃの単層での厚みを変更することによって行なわれても、非導電体層３ｃを構成する層の数を変更することによって行なわれてもよい。

また、好ましくは、第１コイル導体１７および第２コイル導体１８の各々の線幅は、１０μｍ以上かつ２４μｍ以下とされる。当該線幅が１０μｍ未満であると、コイル導体１７および１８における直流抵抗が大きくなるおそれがある。他方、当該線幅が２４μｍを超えると、第１コイル導体１７と第２コイル導体１８との間に形成される浮遊容量が、高周波特性を低下させる程度に大きくなるおそれがある。

また、端子電極１３～１６は、第１主面５から第２主面６にわたって形成されるが、端子電極１３～１６の各々の第１側面７または第２側面８上での幅（図１において、第１端子電極１３についての第１側面７上での幅が“Ｗ１”で示されている。）は、好ましくは、０．１ｍｍ以上かつ０．２５ｍｍ以下とされ、より好ましくは、０．１５ｍｍ以上とされる。当該幅が０．１ｍｍ未満であると、コモンモードチョークコイル１を実装基板へ実装したときの固着強度が不足するおそれがある。他方、当該幅が０．２５ｍｍを超えると、コモンモードチョークコイル１の高周波特性を低下させるおそれがある。

図１において、端子電極１３～１６の各々の一部が第１主面５にまで延長されて形成されている状態が図示されている。図１に図示されないが、端子電極１３～１６の各々の一部は、第２主面６においても、同様に延長されて形成されている。このような延長部の寸法Ｅは、０．０２ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１７ｍｍ以下であることがより好ましい。寸法Ｅが０．０２ｍｍ未満になると、実装基板へ実装したときのコモンモードチョークコイル１の固着強度が低下するおそれがある。他方、寸法Ｅが０．２ｍｍを超えると、コモンモードチョークコイル１の高周波特性を低下させるおそれがある。

コモンモードチョークコイル１は、非導電体層３の比誘電率が１１以下であることを第２の特徴としている。これにより、第１コイル１１と第２コイル１２との間の浮遊容量を低減することができるので、コモンモードチョークコイル１の高周波特性を向上させることができる。特に、信号成分であるディファレンシャルモード成分に注目すると、このディファレンシャルモード成分のたとえば２０ＧＨｚ～４０ＧＨｚでの減衰を抑えることができる。

非導電体層３の比誘電率は、好ましくは、７．９以下とされ、より好ましくは、６．０以下とされる。これにより、コモンモード成分の透過特性（Ｓｃｃ２１透過特性）のピーク位置をより高周波化することができ、かつピーク位置での透過率をより低くすることができるので、高周波のコモンモードのノイズ成分を効果的に減衰できる。

なお、非導電体層３の比誘電率は低い方が好ましいが、実現性の点で、その下限は３．０とされる。

非導電体層３は、前述したように、ガラスセラミックを含むことが好ましい。この場合、非導電体層３は、比誘電率をより低くするため、ガラスセラミックに加えて、好ましくは、非磁性のＺｎ－Ｃｕフェライトを含むようにしたり、空孔を含むようにしたりして、比誘電率の調整が図られる。

図５は、後述する実験例において作製された試料９に係るコモンモードチョークコイル１を模式的に示した断面図である。図５において、図１ないし図３に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付している。図５において、多数の空孔３３が点在した状態で図示されている。

なお、空孔３３を含む場合、非導電体層３における空孔３３の体積比率は３０％以下であることが好ましい。

次に、コモンモードチョークコイル１の好ましい製造方法について説明する。

非導電体層３となるべきグリーンシートを作製するため、以下のように、ガラスセラミック材料、フェライト材料および消失材がそれぞれ用意される。

（１）ガラスセラミック材料
ガラスセラミック材料を得るため、Ｋ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２、ならびに必要に応じてＡｌ_２Ｏ_３が所定の比率になるように秤量され、白金製のるつぼに入れられ、焼成炉で１５００～１６００℃の温度に昇温されることによって溶融される。この溶融物を急冷することでガラス材料が得られる。

上述したガラス材料としては、たとえば、少なくともＫ、ＢおよびＳｉを含有し、ＫをＫ_２Ｏに換算して０．５～５質量％、ＢをＢ_２Ｏ_３に換算して１０～２５質量％、ＳｉをＳｉＯ_２に換算して７０～８５質量％、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して０～５質量％からなるガラス材料が用いられる。

次に、Ｄ５０（体積基準の累積百分率５０％相当の粒径）が１～３μｍ程度となるように、上記ガラス材料が粉砕されることによってガラス粉末が得られる。

次に、Ｄ５０がともに０．５～２．０μｍのアルミナ粉末と石英（ＳｉＯ_２）粉末とが上記のガラス粉末に添加され、ＰＳＺメディアとともに、ボールミルに入れられ、湿式で混合・粉砕を行なわれた後、得られたスラリーがボールミルから排出され、次いで乾燥処理されることによって、ガラスセラミック材料が得られる。

上記ガラスセラミック材料は、たとえば、ガラス材料を６０～６６質量％、フィラーとして、石英（ＳｉＯ_２）を３４～３７質量％およびアルミナを０．５～４質量％含む。

（２）フェライト材料
フェライト材料は、非磁性のもので、これを得るため、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯおよびＣｕＯ、ならびに必要に応じて添加成分が所定の組成になるように秤量され、混合および粉砕される。粉砕されたフェライト材料は乾燥処理され、その後、たとえば７００～８００℃の温度で仮焼されることによって、フェライト材料が得られる。

上記フェライト材料としては、たとえば、ＦｅをＦｅ_２Ｏ_３に換算して４０～４９モル％含み、ＣｕをＣｕＯに換算して４～１２モル％含み、残部がＺｎＯである主成分に対し、微量添加物（不可避不純物を含む。）を含む組成のものが用いられる。

（３）消失材
消失材は、焼成時に燃焼し、焼失するものである。消失材としては、たとえば、樹脂粉末が用いられる。より具体的には、消失材は、架橋ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを材質とするものを用いることができるが、特に、架橋ポリメタクリル酸メチルを材質とするものを用いることが好ましい。また、消失材は、平均粒子径が１～８μｍの範囲、好ましくは、２～６μｍの範囲の球状である。

次に、上述したガラスセラミック材料とフェライト材料とが所定の割合で配合される。あるいは、ガラスセラミック材料と消失材とが所定の割合で配合される。

次に、上記配合物が、ＰＳＺメディアとともに、ボールミルに入れられ、さらに、このボールミルに、ポリビニルブチラール系等の有機バインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤とが入れられ、混合されることによって、ガラスセラミックスラリーが得られる。

次に、上記ガラスセラミックスラリーが、ドクターブレード法等により膜厚が２０～３０μｍのシート状となるように成形加工され、得られたシートを矩形状に打ち抜くことによって、複数のグリーンシートが得られる。

他方、第１コイル１１および第２コイル１２を形成するためのＡｇを導電成分とする導電性ペーストが用意される。

次に、所定のグリーンシートに、たとえばレーザー光を照射することによって、ビア導体２７および２８を配置するための貫通孔が設けられる。その後、たとえばスクリーン印刷によって導電性ペーストが所定のグリーンシートに付与され、それによって、上記貫通孔に導電性ペーストを充填した状態のビア導体２７および２８が形成されるとともに、コイル導体１７および１８ならびに引き出し導体１９～２２を構成する接続端部２３～２６および連結部２９および３０がパターニングされた状態で形成される。

次に、図２に示した非導電性体層３ａ～３ｅの積層順序が得られるように、複数のグリーンシートが積み重ねられる。このとき、これらグリーンシートの積み重ねの上下に、必要に応じて、貫通孔が設けられずかつ導電性ペーストが付与されない適当数のグリーンシートがさらに積み重ねられる。

次に、積み重ねられた複数のグリーンシートが熱圧着されることによって、積層ブロックが得られる。

次に、積層ブロックがダイサー等で切断され、個々のコモンモードチョークコイル１に備える積層体２となり得る寸法の積層構造物に個片化される。

次に、個片化された積層構造物が、焼成炉において、８６０～９００℃の温度で１～２時間焼成され、積層体２が得られる。

焼成後の積層体２、あるいは焼成前の個片化された積層構造物は、好ましくは、メディアとともに、回転バレル機に入れられ、回転されることにより、稜線部分および角部分に丸みや面取りが施される。

次に、積層体２における接続端部２３～２６が引き出された箇所にＡｇおよびガラスを含む導電性ペーストが塗布され、次いで、導電性ペーストがたとえば８００～８２０℃の温度で焼き付けられ、それによって、端子電極１３～１６のための下地膜が形成される。下地膜の厚みはたとえば約５μｍである。次いで、下地膜上に、電気めっきにより、たとえばＮｉ膜およびＳｎ膜が順次形成される。これらＮｉ膜およびＳｎ膜の厚みは、たとえば、それぞれ、約３μｍおよび約３μｍである。

以上のようにして、図１に示すコモンモードチョークコイル１が完成される。

前述したように、第１コイル１１の経路長をＬ１とし、第２コイル１２の経路長をＬ２としたとき、Ｌ１およびＬ２の合計が３．５ｍｍ以下であるという第１の特徴、ならびに、非導電体層３の比誘電率が１１以下であるという第２の特徴を備えることにより、コモンモードチョークコイル１は、高い周波数帯において、ディファレンシャルモードの信号を透過し、かつコモンモードのノイズ成分を抑制することができる。このことを確認するために実施した実験例について以下に説明する。

［実験例］
非導電体層となるべきグリーンシートを作製するため、以下のように、ガラスセラミック材料、フェライト材料および消失材をそれぞれ用意した。

（１）ガラスセラミック材料
Ｋ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３がそれぞれ、２．０質量％、２０．０質量％、７６．０質量％、および２．０質量％含まれるガラス材料粉末を準備した。

次に、上記ガラス材料粉末と、フィラー成分である石英およびアルミナとをそれぞれ６３．３質量％、３４．１質量％、および２．６重量％の割合で秤量し、秤量物を、純水、分散剤およびＰＳＺメディアとともに、ボールミルに入れて、混合、粉砕し、これを乾燥することにより、ガラスセラミック材料粉末を作製した。

（２）フェライト材料
Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．０モル％、ＺｎＯが４３．０モル％、ＣｕＯが８．０モル％の比率になるように酸化物原料を秤量した。

次に、上記秤量物を、純水、分散剤、ＰＳＺメディアとともに、ボールミルに入れて、混合、粉砕した。得られたスラリーを乾燥し、乾燥物を温度８００℃、２時間の条件で仮焼することにより、フェライト材料粉末を作製した。

（３）消失材
消失材として、架橋ポリメタクリル酸メチル製の平均粒子径が４μｍの球状の樹脂ボールを準備した。

次に、上記のガラスセラミック材料、フェライト材料および消失材を表１に示す材料Ａ～Ｈの配合比率となるように秤量した。

次に、これら秤量物を、有機バインダ（ポリビニルブチラール系樹脂）、有機溶剤（エタノールおよびトルエン）、およびＰＳＺボールとともに、ボールミルに入れ、十分に混合、粉砕した。

得られたスラリーを、ドクターブレード法で、所定の厚みのシート状となるように成形加工して、所定の大きさに打ち抜いて、表１に示す材料Ａ～Ｈのグリーンシートを作製した。

次に、材料Ａ～Ｈについて、比誘電率を測定するため、焼成後の厚みが０．５ｍｍ程度になるように、上記グリーンシートを所定枚数積層し、この積層物を熱圧着し、直径１０ｍｍの円板状に打ち抜いた。

次に、円板状の積層物を９００℃の温度で２時間焼成し、得られた円板状の焼結体の両面にインジウム－ガリウム合金を塗布して電極を形成して、比誘電率測定のための試料とした。

次いで、上記試料について、周波数１ＭＨｚ、電圧１Ｖｒｍｓの条件で、静電容量を測定し、試料の直径、厚みから比誘電率（εｒ）を算出した。結果を表１に示した。

一方、上記表１に示す材料Ａ～Ｈのグリーンシートを用いて、以下のように、コモンモードチョークコイルを作製した。

表１に示す材料Ａ～Ｈを含む複数のグリーンシートのうちの所定のものの所定箇所に、レーザー光を照射することによって、ビア導体を配置するための貫通孔を設けた。その後、スクリーン印刷によってＡｇを含む導電性ペーストを所定のグリーンシートに付与し、それによって、上記貫通孔に導電性ペーストを充填した状態のビア導体を形成するとともに、コイル導体および引き出し導体を含むコイルをパターニングした状態で形成した。

次に、所定の積層順序が得られるように、複数のグリーンシートを積み重ね、これら複数のグリーンシートを、温度８０℃、圧力１００ＭＰａの条件で温間等方圧プレスを実施することにより、熱圧着し、積層ブロックを得た。

次に、積層ブロックをダイサーで切断し、個々のコモンモードチョークコイルに備える積層体となり得る寸法の積層構造物に個片化した。

次に、個片化された積層構造物を、回転バレル処理し、稜線部分および角部分に丸みや面取りを施した。

次に、個片化された積層構造物を、焼成炉において、８８０℃の温度で２時間焼成し、焼結した積層体を得た。

次に、積層体の外表面の所定箇所にＡｇおよびガラスを含む導電性ペーストを塗布し、次いで、導電性ペーストを８１０℃の温度で約１分間焼き付けことにより、端子電極のための下地膜を形成した。次いで、下地膜上に、電気めっきにより、たとえばＮｉ膜およびＳｎ膜を順次形成し、端子電極とした。

以上のようにして、表２に示すように、「使用材料」、「第１コイル／ＳＧ１」、「第２コイル／ＳＧ２」、「第１コイル経路長／Ｌ１」および「第２コイル経路長／Ｌ２」を変えた試料１～１７に係るコモンモードチョークコイルを作製した。各試料に係るコモンモードチョークコイルに備える積層体の寸法は、長さ方向寸法Ｌを０．６５ｍｍ、幅方向寸法Ｗを０．５０ｍｍ、高さ方向寸法Ｈを０．３０ｍｍとした。また、各試料に係るコモンモードチョークコイルにおいて、第１コイル導体および第２コイル導体の各々の線幅を０．０１８ｍｍとした。

表２において、「使用材料」に示された記号Ａ～Ｈは、それぞれ、表１に示す材料記号Ａ～Ｈに相当する。表２の「εｒ」は表１に示した「εｒ」を転記したものである。また、図２を参照して説明すると、表２において、「第１コイル／ＳＧ１」は、第１コイル１１における第１コイル導体１７から積層体２の側面７および８ならびに端面１０の各々までの距離であり、「第２コイル／ＳＧ２」は、第２コイル１２における第２コイル導体１８から側面７および８ならびに端面９および１０の各々までの距離である。

表２には、「第１コイル経路長／Ｌ１」および「第２コイル経路長／Ｌ２」に基づき算出した「コイル経路長の合計／Ｌ１＋Ｌ２」が示されている。

表２に示す試料１～１３、１５～１７では、ＳＧ１とＳＧ２とを互いに異ならせているが、これら試料１～１３、１５～１７のうち、ＳＧ１とＳＧ２との差の絶対値が最も小さい試料１１、１２、１３、１５であっても、ＳＧ１とＳＧ２との差の絶対値が０．０２０ｍｍである。他方、前述したように、第１コイル導体１７および第２コイル導体１８の各々の線幅は０．０１８ｍｍである。したがって、ＳＧ１とＳＧ２とを互いに異ならせた試料１～１３、１５～１７では、図３に示すように、第１コイル導体１７と第２コイル導体１８との間で、互いに交差する部分を除いて、互いに重なる部分がないということになる。

試料１～１７に係るコモンモードチョークコイルについて、コモンモード成分の透過特性（Ｓｃｃ２１透過特性）およびディファレンシャルモード成分の透過特性（Ｓｄｄ２１透過特性）を求めた。

図６および図７には、代表して、試料８に係るコモンモードチョークコイルについて求めたＳｃｃ２１透過特性およびＳｄｄ２１透過特性がそれぞれ示されている。

図６および図７に示した特性図から、試料８について、Ｓｃｃ２１透過特性についてのピーク位置およびピーク位置での透過率（最小値）、ならびにＳｄｄ２１透過特性についての２０ＧＨｚ、３０ＧＨｚおよび４０ＧＨｚの各々での透過率を求めた。また、同様の要領により、試料１～７および９～１７についても、Ｓｃｃ２１透過特性についてのピーク位置およびピーク位置での透過率（最小値）、ならびにＳｄｄ２１透過特性についての２０ＧＨｚ、３０ＧＨｚおよび４０ＧＨｚの各々での透過率を求めた。これらの結果が表２に示されている。

前述したように、試料９に係るコモンモードチョークコイル１の断面が図５に模式的に示されている。コモンモードチョークコイル１の積層体２の内部には、多数の空孔３３が点在している。空孔３３は、表１に示した材料Ｈに、体積比率３０％をもって含まれた消失材に由来するもので、前述した積層物の焼成工程において消失材が燃焼し、焼失した結果、残されたものである。

表２を参照して、コイル経路長の合計Ｌ１＋Ｌ２が３．５ｍｍ以下であり、かつ非導電体層の比誘電率εｒが１１以下である試料１、３～１２および１５～１７によれば、Ｓｄｄ２１透過特性において、２０ＧＨｚでの透過率を－１．３１ｄＢ以上、３０ＧＨｚでの透過率を－２．３６ｄＢ以上、４０ＧＨｚでの透過率を－３．０９ｄＢ以上とそれぞれ高くでき、信号成分であるディファレンシャルモード成分の減衰を抑えることができる。

これに対して、コイル経路長の合計Ｌ１＋Ｌ２が３．５ｍｍ以下であり、かつ非導電体層の比誘電率εｒが１１以下であるという条件を満たさない試料２、１３および１４では、Ｓｄｄ２１透過特性において、２０ＧＨｚでの透過率が－１．６６ｄＢ以下、３０ＧＨｚでの透過率が－２．４６ｄＢ以下、４０ＧＨｚでの透過率が－４．１４ｄＢ以下となり、信号成分であるディファレンシャルモード成分の減衰が大きい。

また、コイル経路長の合計Ｌ１＋Ｌ２が３．５ｍｍ以下であり、かつ非導電体層の比誘電率εｒが１１以下である上記試料１、３～１２および１５～１７によれば、Ｓｃｃ２１透過特性のピーク位置が１８．７ＧＨｚ以上であり、ピーク位置での透過率を－２０．８ｄＢ以下とすることができ、高周波のコモンモードのノイズ成分を効果的に減衰することができる。

特に、コイル経路長の合計Ｌ１＋Ｌ２が３．５ｍｍ以下であり、かつ非導電体層の比誘電率εｒが７．９以下である試料１、６～１２および１５～１７によれば、Ｓｃｃ２１透過特性のピーク位置を２２．０ＧＨｚ以上とより高周波側にすることができ、また、ピーク位置での透過率を－２２．３ｄＢ以下とより低くすることができ、高周波のコモンモードのノイズ成分をより効果的に減衰することができる。

さらに、コイル経路長の合計Ｌ１＋Ｌ２が３．５ｍｍ以下であり、かつ非導電体層の比誘電率εｒが６．０以下である試料１、７～１２および１５～１７によれば、Ｓｃｃ２１透過特性のピーク位置を２４．５ＧＨｚというように、より高周波側にすることができ、また、ピーク位置での透過率を－２４．２ｄＢ以下というように、より低くすることができる。

以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他種々の変形例が可能である。

たとえば、第１コイルおよび第２コイルの少なくとも一方に備える１つのコイル導体が２つの部分に分割され、分割された第１部分および第２部分が、それぞれ、非導電体層間の互いに異なる第１界面および第２界面に沿って配置され、第１部分と第２部分とがビア導体で接続されていてもよい。この場合、コイルの経路長の一部であるコイル導体の経路長は、コイル導体の第１部分、ビア導体およびコイル導体の第２部分を合わせた状態での経路長とすればよい。

１コモンモードチョークコイル
２積層体
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ非導電体層
５，６主面
７，８側面
９，１０端面
１１第１コイル
１２第２コイル
１３～１６端子電極
１７，１８コイル導体
３３空孔

Claims

非導電体からなりかつ積層された複数の非導電体層を有する積層体と、
前記積層体に内蔵された第１コイルおよび第２コイルと、
前記積層体の外表面に設けられ、前記第１コイルの互いに異なる第１端および第２端にそれぞれ電気的に接続された第１端子電極および第２端子電極と、
前記積層体の外表面に設けられ、前記第２コイルの互いに異なる第３端および第４端にそれぞれ電気的に接続された第３端子電極および第４端子電極と、
を備え、
前記第１コイルは、前記非導電体層間の界面に沿って配置された第１コイル導体を有し、
前記第２コイルは、前記第１コイル導体が配置された前記非導電体層間の界面とは異なる前記非導電体層間の界面に沿って配置された第２コイル導体を有し、
前記第１コイルの経路長をＬ１とし、前記第２コイルの経路長をＬ２としたとき、前記Ｌ１および前記Ｌ２の合計は３．５ｍｍ以下であり、
前記非導電体層の比誘電率が１１以下である、
コモンモードチョークコイル。
前記非導電体層の比誘電率が７．９以下である、請求項１に記載のコモンモードチョークコイル。
前記非導電体層の比誘電率が６．０以下である、請求項２に記載のコモンモードチョークコイル。
前記非導電体層の比誘電率が３．０以上である、請求項１ないし３のいずれかに記載のコモンモードチョークコイル。
前記非導電体層はガラスセラミックを含む、請求項１ないし４のいずれかに記載のコモンモードチョークコイル。
前記非導電体層は非磁性のＺｎ－Ｃｕフェライトを含む、請求項５に記載のコモンモードチョークコイル。
前記非導電体層は空孔を含む、請求項５に記載のコモンモードチョークコイル。
前記非導電体層における前記空孔の体積比率は３０％以下である、請求項７に記載のコモンモードチョークコイル。