JP4682890B2 - 積層型ノイズフィルタ - Google Patents
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また、一対のコイル導体間をキャパシタ導体で接続しており、コイル導体に信号が流れるため、キャパシタ導体の電位は高い状態にある。このため、ノーマルモードノイズがキャパシタ導体に向けて流れにくくなり、ノーマルモードノイズの減衰効果が小さくなるという問題がある。さらに、キャパシタ導体を介して一方のコイル導体から他方のコイル導体に向けてノーマルモードノイズが流れるという問題がある。
すなわち、一方のコイル導体を構成するインダクタパターンと他方のコイル導体を構成するインダクタパターンのうち、透磁率の低い非磁性材シートを介して対向配置されたインダクタパターンでは、コモンモード時に高い磁気結合が発生する。したがって、これらのインダクタパターンによって高いコモンモードインピーダンスを有するコモンモードフィルタ部が形成される。また、一対のコイル導体の一方を構成するインダクタパターンのうち積層方向で磁性材シートよりも他方のコイル導体から離間した位置に配置されているインダクタパターンでは、ノーマルモード時に他方のコイル導体を構成するインダクタパターンとの間で発生する磁気結合が小さい。このため、インダクタパターンで発生した磁束が打ち消されない。同様に、他方のコイル導体を構成するインダクタパターンのうち積層方向で磁性材シートよりも一方のコイル導体から離間した位置に配置されているインダクタパターンでも、ノーマルモード時に発生した磁束が打ち消されない。したがって、これらのインダクタパターンによって高いノーマルモードインピーダンスを有するノーマルモードフィルタ部が形成される。
そして、一対のキャパシタパターンの他方の電位を低くすることで、ノーマルモードノイズがキャパシタ導体に向けて流れやすくなると共に、一方のコイル導体からキャパシタ導体に流れたノイズが他方のコイル導体に流れることを防止する。これにより、ノーマルモードノイズの高い減衰効果が得られる。さらに、キャパシタパターンがコモンモードフィルタ部とノーマルモードフィルタ部との間に配置されていることによっても、コモンモードフィルタ部を構成するインダクタパターンとノーマルモードフィルタ部を構成するインダクタパターンとの間で発生した磁束が打ち消しあうことを防止できる。
以上より、コモンモード時にインダクタパターン間で高い磁気結合が発生すると共に小型化や低背化が可能であると共に、高いノーマルモードノイズの減衰効果が得られる。
この発明では、一対のキャパシタパターンが誘電材シートを介して対向配置することで、キャパシタ導体の容量を大きくすることができ、積層型ノイズフィルタをより小型化、低背化できる。
この発明では、インダクタパターンを渦巻状導体とすることで、各インダクタパターンで発生する磁束が大きくなり、より高いコモンモードインピーダンス及びノーマルモードインピーダンスが得られると共に、積層型ノイズフィルタのさらなる低背化が可能となる。
図1に示す構成例では、積層体とした積層型ノイズフィルタ10の上から順に、第1被覆層21、第1内部導体層22、第2内部導体層23及び第2被覆層24を配置している。
なお、第1及び第2被覆層21、24については、上述した3層に限定されることはなく、磁性材料の種類や厚みに応じて適宜変更することができる。
ここで、誘電材シート22bは上述した磁性材料及び後述する非磁性材料よりも高誘電率のものが好ましく、使用可能なシート状の誘電材料として、BaTiO3、TiO2、または(PbOx・La2O3y/2)・(ZrOu・TiOv)で表されるペロブスカイト型リラクサー系材料や、上記磁性体と誘電体との複合材料などが挙げられる。
また、非磁性材シート22dは上述した磁性材料よりも低透磁率のものが好ましく、使用可能なシート状の非磁性材料として、例えばNi−ZnフェライトやNi−Zn−Cuフェライトなどと構成元素が同じでも配合比により非磁性特性を示す材料や、アルミナなどのセラミックス材料、シリカなどのガラス材料などが挙げられる。
なお、この第1コイル導体31aは、例えば銀などの導電体を印刷や転写などの周知の手法により形成したものである。
なお、この第1キャパシタ導体31bは、第1コイル導体31aと同様に、例えば銀などの導電体を印刷や転写などの周知の手法により形成したものである。
また、平面導体34bは、磁性材シート22cの上面に形成されている。そして、平面導体34bにはスルーホールHcが形成されており、このスルーホールHcを介して平面導体34bと渦巻状導体32bとが接続されている。なお、平面導体34bは、平面視で平面導体34aと少なくとも一部が重なるように形成されている。このように、平面導体34a、34bが誘電材シート22bを介して対向配置されることで、第1キャパシタ導体31bが構成される。
なお、この第2コイル導体36aは、第1コイル導体31aと同様に、例えば銀などの導電体を印刷や転写などの周知の手法により形成したものである。
なお、この第2キャパシタ導体36は、第1キャパシタ導体31aと同様に、例えば銀などの導電体を印刷や転写などの周知の手法により形成したものである。
また、平面導体39bは、磁性材シート23cの上面に形成されている。そして、平面導体39bの端部には、外部電極13に接続される引出電極40aと、外部電極14に接続される引出電極40bとが形成されている。なお、平面導体39bは、平面視で平面導体39aと少なくとも一部が重なるように形成されている。このように、平面導体39a、39bが誘電材シート23bを介して対向配置されることで、第2キャパシタ導体36bが構成される。ここで、磁性材シート23cに形成されているスルーホールHfは、平面導体39bの外部に形成されており、平面導体39bと他の導体パターンとが接続されないように構成されている。
また、渦巻状導体32aは高透磁率を有する磁性材料で構成された磁性材シート21c、22aの間に形成されており、渦巻状導体37bは同様に磁性材料で構成された磁性材シート23c、23dの間に形成されている。これにより、渦巻状導体32a、37bでは、それぞれノーマルモード時において発生した磁束と他方の渦巻状導体で発生した磁束との磁気結合が小さい。このため、渦巻状導体32a、37bは、図3に示すノーマルモードフィルタ部42を構成する。
そして、第1及び第2キャパシタ導体31b、36bは、コモンモードフィルタ部41とノーマルモードフィルタ部42との間に設けられている。
最初に、所定の形状(例えば矩形状)とした磁性材シート21a〜21c、22a、22c、23a、23c、23d、24a〜24c、非磁性材シート22d及び誘電材シート22b、23bを作成する。次に、これら磁性材シート22a、22c、23a、23c及び誘電材シート22b、23bの所定位置にレーザやパンチングなどの周知の手法を用いて穴あけ加工を施し、スルーホールHa〜Hfを設ける。
このとき、渦巻状導体32aの一端には引出電極33aが、渦巻状導体32bの一端には引出電極33bが、渦巻状導体37aの一端には引出電極38aが、渦巻状導体37bの一端には引出電極38bが、それぞれ一体に連続して形成されている。また、平面導体34aの端部には引出電極35a、35bが、平面導体39bの端部には引出電極40a、40bが、それぞれ一体に連続して形成されている。
なお、上述した積層型ノイズフィルタ10は、各磁性材シート22a、22c、23a、23c、23d、誘電材シート22b、23b及び非磁性材シート22dに対して所定のピッチで複数組の内部導体を形成して積層してもよく、この場合、ダイシングなどで切断することにより、上述した積層体を同時に多数製造することができる。
また、外部電極11〜16には、必要に応じて銀などの導電体の上面にめっき処理を施してもよい。
まず、コモンモード時には、渦巻状導体32a、32b、37a、37bに磁束が発生する。ここで、渦巻状導体32b、37aの間に配置された非磁性材シート22dが低透磁率の材料によって構成されているので、コモンモードフィルタ部41を構成する渦巻状導体32b、37aのそれぞれで発生した磁束が互いに磁気結合し、大きな磁束が発生する。このとき、磁気結合によって発生する磁束は、図4に示す矢印Z1、Z2の方向で主に発生する。このとき、渦巻状導体32b、37aが磁性材シート22c、23bで挟まれていると共に、磁性材シート22c、23b上に平面導体34b、39aがそれぞれ形成されている。これにより、渦巻状導体32b、37aのそれぞれで発生した磁束が、強固に磁気結合する。このため、第1及び第2コイル導体31a、36aによってコモンモードノイズが除去される。
なお、外部電極13、14をグラウンドと接続して第1及び第2キャパシタ導体31b、36bの平面導体34a、39bの電位を低くすることにより、第1及び第2コイル導体31a、36aから第1及び第2キャパシタ導体31b、36bに向けてノーマルモードノイズが流れやすくなると共に、第1及び第2コイル導体31a、36aの一方から第1及び第2キャパシタ導体31b、36bを流れたノイズが他方に流れることを防止する。
そして、第1及び第2キャパシタ導体31b、36bの平面導体34a、39bの電位を低くすることで、第1及び第2キャパシタ導体31b、36bへ向けてノーマルモードノイズを流れやすくすると共に、第1及び第2キャパシタ導体31b、36bを流れたノイズが第1及び第2コイル導体31a、36aに向けて流れることを防止できる。これにより、ノーマルモードノイズの減衰効果を高めることができる。
このとき、磁性材料や非磁性材料よりも高い誘電率を有する誘電材料で誘電材シート22b、23bを形成することで、第1及び第2キャパシタ導体31b、36bの容量を大きくすることができ、積層型ノイズフィルタをより小型化、低背化できる。
例えば、上記実施形態において、第1及び第2コイル導体は、それぞれ2つの渦巻状導体を接続した構成となっているが、設計に応じて3つ以上の渦巻状導体を接続した構成としてもよい。このとき、第1及び第2コイル導体の間に非磁性材シートが配置され、第1及び第2コイル導体のそれぞれを構成する渦巻状導体の間に磁性材シートが少なくとも1層ずつ配置されていれば、非磁性材シートや磁性材シートの積層数を適宜変更してもよい。
また、インダクタパターンは、1ターン以上のスパイラル巻きとした渦巻状導体としているが、これに限らず、バイファイラ巻きや、8の字巻きや、ミアンダ巻きなどであってもよい。
また、キャパシタパターンを平面導体としているが、一対のキャパシタパターンが対向配置されることでキャパシタとして機能すれば、他の形状であってもよい。
また、一対のキャパシタパターンの間に誘電材シートを配置しているが、キャパシタとして機能すれば、磁性材シートや非磁性材シートなど、他の絶縁材料で構成された絶縁材シートであってもよい。
また、上述した構成の第1及び第2コイル導体を複数組並べて、アレイ化することも可能である。
21a〜21c、22a、22c、23a、23c、23d、24a〜24c 磁性材シート(絶縁材シート)
22b、23b 誘電材シート(絶縁材シート)
22d 非磁性材シート(絶縁材シート)
31 第1内部導体(内部導体)
31a 第1コイル導体(コイル導体)
31b 第1キャパシタ導体(キャパシタ導体)
32a、32b、37a、37b 渦巻状導体(インダクタパターン)
34a、34b、39a、39b 平面導体(キャパシタパターン)
36 第2内部導体(内部導体)
36a 第2コイル導体(コイル導体)
36b 第2キャパシタ導体(キャパシタ導体)
Claims (3)
- 上下方向に積層された一対の内部導体を有し、
該内部導体が、積層された複数の絶縁材シート上のそれぞれに形成されたインダクタパターンを接続したコイル導体と、絶縁材シートを介して対向配置された一対のキャパシタパターンで構成されたキャパシタ導体とを備え、
前記一対の内部導体の間に配置された前記絶縁材シートが、非磁性材料で構成された非磁性材シートであると共に、
前記一対の内部導体のそれぞれで、該内部導体を構成する複数の前記インダクタパターンの間に配置された前記絶縁材シートのうち少なくとも1つが、前記非磁性材料よりも高透磁率の磁性材料で構成された磁性材シートであり、
前記キャパシタ導体が、前記非磁性材シートと前記磁性材シートとの間に配置され、
前記一対のキャパシタパターンの一方が、前記非磁性材シートを介して他方の前記コイル導体を構成する前記インダクタパターンと対向配置された前記インダクタパターンと、前記磁性材シートよりも他方の前記コイル導体から離間して配置された前記インダクタパターンと、にそれぞれ接続されると共に、
前記コイル導体を構成する複数の前記インダクタパターンのうち前記非磁性材シートを介して他方の前記コイル導体を構成する前記インダクタパターンと対向配置されるインダクタパターンが、コモンモードフィルタ部を形成し、
前記コイル導体を構成する複数の前記インダクタパターンのうち前記磁性材シートよりも他方の前記コイル導体から離間して配置されたインダクタパターンが、ノーマルモードフィルタ部を形成し、
前記一対のキャパシタパターンの他方が、外部電極にそれぞれ接続されることを特徴とする積層型ノイズフィルタ。 - 前記一対のキャパシタパターンの間に配置された前記絶縁材シートが、前記非磁性材シート及び前記磁性材シートよりも高い誘電率の誘電材シートであることを特徴とする請求項1に記載の積層型ノイズフィルタ。
- 前記インダクタパターンが、1ターン以上のスパイラル巻きとした渦巻状導体であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層型ノイズフィルタ。
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