JP3549286B2

JP3549286B2 - 積層ノイズ対策部品

Info

Publication number: JP3549286B2
Application number: JP17281695A
Authority: JP
Inventors: 克治安田; 稔高谷
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1995-06-15
Filing date: 1995-06-15
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH097835A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、異なる透磁率を有する複数の磁性体層にそれぞれコイル導体を内蔵してこれらのコイル導体を直列に接続した積層体により構成される積層ノイズ対策部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷法やシート法等の厚膜形成法を用い、磁性体とコイル導体とを積層してなるチップ状の積層体によって構成された積層ノイズ対策部品において、広い周波数帯域についてノイズ低減効果を得るため、特公平３−３０２８２号公報においては、図５（Ａ）の斜視図およびそのＧ−Ｇ断面図である（Ｂ）に示すように、相対的に高透磁率（低周波用）、低透磁率（高周波用）となる磁性体層１、２を積層し、各磁性体層１、２にそれぞれコイル導体３、４を内蔵してインダクタ５、６を構成すると共に、各磁性体層１、２に内蔵したコイル導体３、４を積層体内部において直列に接続してなるものが提案されている。これら一連に接続されるコイル導体３、４の両端は、チップ状に形成された積層体の側面に設けられた端子電極７、８に接続される。
【０００３】
図５に示した積層ノイズ対策部品において、高透磁率層１と低透磁率層２とは、図６（Ａ）の上段に示すように、それぞれ透磁率＝１となる周波数ｆ１、ｆ２が異なり、低透磁率層２側のインダクタ６は、高い周波数帯域におけるノイズ除去の役目を果たすように期待される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし図５（Ｂ）の断面図に示すように、従来の積層ノイズ対策部品において、磁束φは高透磁率層１と低透磁率層２の双方にわたって順次通過することになり、起磁力Ｖｍに対して高透磁率層１の磁気抵抗Ｒｍ１と低透磁率の磁気抵抗Ｒｍ２とが直列に接続された回路として把握され、さらに高透磁率層１の透磁率が１となる周波数ｆ１より低い周波数においては、積層ノイズ対策部品全体として図６（Ｃ）に示すように、高透磁率層１と低透磁率層２からなるコアが結合され、これにコイル導体３、４が巻かれたものと同等の作用をなすものとして認識でき、高透磁率層１の透磁率＝１となる周波数ｆ１より高く、かつ低透磁率層２の透磁率が１となる周波数ｆ２より低い周波数帯域においては、図６（Ｄ）に示すように、高透磁率層１が欠落した磁気回路として認識できる。このため、図６（Ａ）の下段に示すように、積層ノイズ対策部品全体としてのインピーダンスは、高透磁率層１によるインダクタ５によるインピーダンスよりやや高い程度となり、高周波用の低透磁率層２の特性を十分に生かすことができなかった。
【０００５】
本発明は、上記した問題点に鑑み、異なる透磁率を有する複数の磁性体層にそれぞれコイル導体を内蔵して直列接続した積層ノイズ対策部品において、それぞれ高周波用、低周波用構成要素（インダクタ）の特性を十分に生かし得るものを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の積層ノイズ対策部品は、透磁率が異なる複数の磁性体層を積層し、各磁性体層にそれぞれコイル導体を内蔵すると共に、各磁性体層に内蔵したコイル導体を直列に接続してなる積層ノイズ対策部品において、
透磁率が異なる磁性体層の間に非磁性体でなる中間層と磁束の変化により短絡電流を流すショートリングとを積層構造により一体に介在させ、
前記磁性体層、コイル導体、中間層およびショートリングからなる積層体は、印刷法あるいはシート法による積層工程を用いて製造されるものである
ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の積層ノイズ対策部品は、前記中間層に前記ショートリングを埋設した
ことを特徴とする。
また、本発明の積層ノイズ対策部品は、前記磁性体層は磁性フェライトでなり、前記中間層は非磁性フェライトでなる
ことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明において、透磁率が異なる磁性体層の間に非磁性体からなる中間層を一体に介在させたものにおいては、各磁性体層におけるインダクタの周波数特性がそれぞれ独立し、全体として個々の特性を加えた特性が得られ、従来より高い周波数帯域に至る広い周波数帯域におけるノイズ除去が可能となる。また、中間層にショートリングを設けたので、中間層における磁束の通過がさらに良好に防止される。
【０００９】
【実施例】
図１（Ａ）は本発明による積層ノイズ対策部品の前提構成を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。１、２はそれぞれ相対的に高透磁率、低透磁率の磁性体層であり、３、４は各磁性体層１、２に内蔵されたコイル導体であり、これらによりそれぞれ低周波用インダクタ５と高周波用のインダクタ６を構成する。９は磁性体層１、２間に一体に設けた中間層であり、該中間層９は非磁性体からなる。１０は各コイル導体３、４を積層体の内部において接続する導体である。７、８は一連に接続されたコイル導体３、４の両端に接続されるように、積層体の側面に設けられた端子電極である。
【００１０】
該インダクタ５や中間層９からなる積層体は、印刷法あるいはシート法による積層工程を用いて製造されるもので、積層、乾燥工程後、各チップ毎に切断して焼成し、その後、その積層体の側面に端子電極７、８を焼き付けやメッキにより形成する。
【００１１】
前記磁性体層１、２として、例えばニッケル−銅−亜鉛系の磁性フェライトを用いた場合には、低周波用（高透磁率）磁性体層１として亜鉛リッチでかつ透磁率を例えば２００〜１０００に設定したものを用い、高周波用（低透磁率）磁性体層２としてニッケルリッチでかつ透磁率を例えば１０〜１００に設定したものを用いる。また、中間層９としては、非磁性フェライトを用いる。
【００１２】
図２（Ａ）の上段は高透磁率層１および低透磁率層２の周波数に対する透磁率の変化を示し、下段はそれぞれインダクタ５、６の周波数に対するインピーダンス変化と全体のインピーダンスの変化を示す。
【００１３】
図１（Ｂ）には、この積層ノイズ対策部品における各層１、２における磁束φ１、φ２の流れを示しており、本実施例においては、高透磁率層１と低透磁率層２との間に非磁性体でなる中間層９を設けたため、双方の層１、２にまたがる磁束の通過は減少し、それぞれの層１、２において磁束の流れがほとんど個別に生じた状態とすることができる。この積層ノイズ対策部品における磁気回路は、図２（Ｂ）に示すように表現され、起磁力Ｖｍに対してそれぞれ高透磁率、低透磁率の各層１、２ごとに独立した磁気抵抗Ｒｍ１、Ｒｍ２が接続されたものとなる。また、等価電気回路は、図２（Ｃ）に示すように、高透磁率層１でなるコアでなるインダクタ５と、低透磁率層２でなるインダクタ６とが直列に接続されたものとして表現できる。図２（Ｃ）から理解されるように、この構成においては、合成インピーダンス特性は、インダクタ５、６のインピーダンスを加えたものとなる。すなわち、図２（Ａ）の下段に示すように、両インダクタ５、６を加えた特性となり、周波数ｆ１を超えた高周波帯域においてもノイズ除去効果が得られ、広い周波数範囲についてノイズ除去効果が得られる。
【００１４】
具体例について説明すると、積層ノイズ対策部品の寸法を縦３．２ｍｍ、横１．６ｍｍ、高さ１．６ｍｍとし、高透磁率層１にFe２O３…４９、NiO…７、CuO…１３、ZnO…３１なる組成（原子％）の磁性フェライトを用い、低透磁率層２にFe２O３…４９、NiO…２４、CuO…１０、ZnO…１７なる組成（原子％）の磁性フェライトを用い、中間層９にFe２O３…４９、CuO…１２、ZnO…３９なる組成（原子％）の非磁性フェライトを用い、コイル導体３、４にAgを用い、コイルピッチＰを５０μｍ、コイル導体３のターン数を５Ts、コイル導体４のターン数を１０Tsとし、中間層９の厚みｔ１を１００μｍ、中間層９とコイル導体３、４間の間隔ｔ２を２５０μｍとしたものにおいて、周波数に対するインピーダンスの変化を測定した結果を、それぞれインダクタ５、６を個別に構成して測定した結果と対比して図３に示す。図３から分かるように、この構成によれば、積層ノイズ対策部品全体としてのインピーダンスは、インダクタ５、６の特性を加えたものとなる。また、従来例の構成すなわち中間層９のないものにおいて、１０ｄＢ程度の減衰が得られる周波数範囲は１５〜２００MHzであったが、前記中間層９を設けたものにおいては、１０〜４００MHzとなった。
【００１５】
図４（Ａ）は本発明の一実施例を示す縦断面図、（Ｂ）はそのＦ−Ｆ断面図であり、本実施例は、前記中間層９に、磁束の変化により短絡電流を流して磁束の通過を減少させるショートリング１１を埋設したものである。本実施例においては、中間層における磁束の通過がさらに良好に防止されるため、各インダクタ５、６の特性は図１に示した構成よりもさらに独立したものとなり、より特性の良好なものが得られる。
【００１６】
本発明においては、１つのチップ内に３層以上のインダクタを積層したもの、もしくは同一層に複数個のインダクタを配設したもの等にも適用できる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、透磁率が異なる磁性体層の間に前記非磁性体でなる中間層を一体に介在させたので、各層において構成されたインダクタの特性を加えた特性のものが得られ、１個の積層体だけで、高い周波数帯域に至る広い帯域にわたり、ノイズ除去効果が得られる。
【００１８】
また、積層体内に複数個のインダクタを構成した積層ノイズ対策部品において、ショートリングにより、各磁性体層間における磁束の通過が防止され、各インダクタの個別化がより促進され、より良好なノイズ除去効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明による積層ノイズ対策部品の前提構成を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図２】（Ａ）は図１の部品の周波数特性を示す図、（Ｂ）はその等価磁気回路図、（Ｃ）はその等価電気回路図である。
【図３】図１の部品の周波数特性の具体例を示す図である。
【図４】（Ａ）は本発明の一実施例の構成を示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図５】（Ａ）は従来の積層ノイズ対策部品の一例を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【図６】（Ａ）は従来の積層ノイズ対策部品の周波数特性を示す図、（Ｂ）は該従来部品の等価磁気回路図、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ該従来部品における低周波帯域、高周波帯域における等価電気回路図である。
【符号の説明】
１：高透磁率磁性体層、２：低透磁率磁性体層、３、４：コイル導体、５：低周波用インダクタ、６：高周波用インダクタ、７、８：端子電極、９：中間層、１０：接続用導体、１１：ショートリング

Claims

透磁率が異なる複数の磁性体層を積層し、各磁性体層にそれぞれコイル導体を内蔵すると共に、各磁性体層に内蔵したコイル導体を直列に接続してなる積層ノイズ対策部品において、
透磁率が異なる磁性体層の間に非磁性体でなる中間層と磁束の変化により短絡電流を流すショートリングとを積層構造により一体に介在させ、
前記磁性体層、コイル導体、中間層およびショートリングからなる積層体は、印刷法あるいはシート法による積層工程を用いて製造されるものである
ことを特徴とする積層ノイズ対策部品。
請求項１に記載の積層ノイズ対策部品において、
前記中間層に前記ショートリングを埋設した
ことを特徴とする積層ノイズ対策部品。
請求項１または２に記載の積層ノイズ対策部品において、
前記磁性体層は磁性フェライトでなり、前記中間層は非磁性フェライトでなる
ことを特徴とする積層ノイズ対策部品。