JP5123153B2 - 積層型電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、ノイズフィルタとしてデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用される積層型電子部品に関するものである。

従来の積層型電子部品に、図６に示す様に、１対の磁性体層６１間に非磁性体層６２とコイル用導体パターン６３を積層して積層体内に互いに磁気的に結合した２つのコイルが形成されたものがある。この様な積層型電子部品は、例えば、コモンモードチョークコイルとして用いられる（例えば、特許文献１を参照。）。

特開2006-237080号公報

この種のコモンモードチョークコイルが用いられるデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器においては、ＨＤＭＩやＬＶＤＳ等の様に超高速データ伝送を行うための超高速伝送インターフェイスを備えるものがでてきている。この様な超高速伝送インターフェイスにおいては、伝送信号の高速化、高周波化に伴い、高周波の電磁波による誤動作が起き易くなっている。そのため、超高速伝送インターフェイスの伝送線路にノイズフィルタを用いる場合、図７に示す様に、コモンモードチョクコイルを構成する各コイルＬとアース間に静電気保護素子７０が接続される様になってきている。
この様な状況の中、コモンモードチョークコイルと静電気保護素子を一体化することが検討されているが、伝送信号が劣化しない様に、素子の寄生容量を小さくすることが求められている。しかしながら、図８に示す様に、コモンモードチョークコイルの磁性体層８１上にアース用導体パターン８０Ａと放電用導体パターン８０Ｂを対向させて形成することにより静電気保護素子とコモンモードチョークコイルを積み重ねて一体化した場合、静電気保護素子がコモンモードチョークコイルの磁性体層の誘電率の影響を受けて静電気保護素子の浮遊容量が増加する。従って、従来の積層型電子部品は、コモンモードチョクコイルが静電気保護素子の浮遊容量の影響を受けて、コモンモードチョークコイルのデファレンシャルモードの減衰周波数が低くなり、これによって伝送信号の波形に歪みが生じ、伝送信号を高速差動伝送できなくなるという問題があった。また、コモンモードチョークコイルの伝送特性が高周波領域で低下するという問題もあった。

本発明は、静電気保護素子の浮遊容量を小さくし、コモンモードチョークコイルのデファレンシャルモードの減衰周波数の低下による伝送特性への影響を小さくできる積層型電子部品を提供することを目的とする。

本発明の積層型電子部品は、１対の磁性体層間に非磁性体層とコイル用導体パターンを積層して内部にトランスが形成されたコモンモードチョークコイル部と、コモンモードチョークコイル部の一方の磁性体層の表面に絶縁樹脂層が形成され、絶縁樹脂層の表面にアース電極と放電電極が互いの間に間隔を有する様に形成され、アース電極と放電電極間に跨って電圧依存性抵抗材料が形成された静電保護部とが積み重ねられて積層体が形成され、コモンモードチョークコイル部の磁性体層と静電保護部の電極間の絶縁樹脂層の厚みを５０μｍ以上にする。

本発明の積層型電子部品は、１対の磁性体層間に非磁性体層とコイル用導体パターンを積層して内部にトランスが形成されたコモンモードチョークコイル部と、コモンモードチョークコイル部の一方の磁性体層の表面に絶縁樹脂層が形成され、絶縁樹脂層の表面にアース電極と放電電極が互いの間に間隔を有する様に形成され、アース電極と放電電極間に跨って電圧依存性抵抗材料が形成された静電保護部とが積み重ねられて積層体が形成され、コモンモードチョークコイル部の磁性体層と静電保護部の電極間の絶縁樹脂層の厚みを５０μｍ以上にするので、静電気保護素子の浮遊容量が小さくなり、コモンモードチョークコイルのデファレンシャルモードの減衰周波数の低下を防止し、それによって伝送特性への影響を小さくできる。

本発明の積層型電子部品は、１対の磁性体層間に非磁性体層とコイル用導体パターンを積層して内部にトランスが形成されたコモンモードチョークコイル部と、アース電極と放電電極が同一平面において互いの間に間隔を有する様に形成され、アース電極と放電電極間に跨って電圧依存性抵抗材料が形成された静電気保護部とが絶縁樹脂層を介して積み重ねられて積層体が形成される。この時、コモンモードチョークコイル部と静電気保護部の間に積み重ねられる絶縁樹脂層の厚みは５０μｍ以上に形成される。また、アース電極はアース用外部端子に接続される。さらに、放電電極は、外部端子に接続され、この外部端子を介してコモンモードチョークコイルと接続される。またさらに、放電電極とアース電極は、積層体上面から透視した時にコイル用導体パターンと重ならない位置に形成される。
従って、本発明の積層型電子部品は、コモンモードチョークコイル部と静電気保護部の間に積み重ねられる絶縁樹脂層の厚みによって静電気保護素子の浮遊容量を制御することができる。

以下、本発明の積層型電子部品の実施例を図１乃至図５を参照して説明する。
図１は本発明の積層型電子部品の第１の実施例を示す分解斜視図、図２は本発明の積層型電子部品の実施例の斜視図、図３は本発明の積層型電子部品の第１の実施例の断面図である。
図１において、１１Ａ、１１Ｂは磁性体層、１２Ａ〜１２Ｅは非磁性体層である。
磁性体層１１Ａ、１１Ｂはフェライト等の磁性体を用いて形成され、非磁性体層１２Ａ〜１２Ｅは誘電体等の非磁性の絶縁体を用いて形成される。
磁性体層１１Ａの表面には、コイル用導体パターン１３Ａが形成される。コイル用導体パターン１３Ａは、１ターン未満分が形成される。コイル用導体パターン１３Ａの一端は、磁性体層１１Ａの端面まで引き出される。
非磁性体層１２Ａの表面には、コイル用導体パターン１３Ｂが形成される。コイル用導体パターン１３Ｂは、１ターン未満分が形成され、一端が非磁性体層１２Ａのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン１３Ａの他端に接続される。
非磁性体層１２Ｂの表面には、コイル用導体パターン１３Ｃが形成される。コイル用導体パターン１３Ｃは、１ターン未満分が形成され、一端が非磁性体層１２Ｂのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン１３Ｂの他端に接続され、他端が非絶縁体層１２Ｂの端面まで引き出される。この様に、コイル用導体パターン１３Ａ、コイル用導体パターン１３Ｂ及び、コイル用導体パターン１３Ｃを螺旋状に接続することにより、コイルが形成される。
非磁性体層１２Ｃの表面には、１ターン未満分のコイル用導体パターン１４Ａが形成される。コイル用導体パターン１４Ａの一端が、非磁性体層１２Ｃの端面まで引き出される。
非磁性体層１２Ｄの表面には、１ターン未満分のコイル用導体パターン１４Ｂが形成される。コイル用導体パターン１４Ｂの一端が、非磁性体層１２Ｄのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン１４Ａの他端に接続される。
非磁性体層１２Ｅの表面には、１ターン未満分のコイル用導体パターン１４Ｃが形成される。コイル用導体パターン１４Ｃは、一端が非磁性体層１２Ｅのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン１４Ｂの他端に接続され、他端が非磁性体層１２Ｅの端面まで引き出される。この様に、コイル用導体パターン１４Ａ、コイル用導体パターン１４Ｂ及び、コイル用導体パターン１４Ｃを螺旋状に接続することにより、コイルが形成される。また、コイル用導体パターン１４Ｃが形成された非磁性体層１２Ｅ上には磁性体層１１Ｂが積層され、磁性体層１１Ａ、１１Ｂ、非磁性体層１２Ａ〜１２Ｅ、コイル用導体パターン１３Ａ〜１３Ｃ、１４Ａ〜１４Ｃによってコモンモードチョークコイル部が形成される。
絶縁樹脂層１５の表面には、アース電極１６Ａ、放電電極１６Ｂ、１６Ｃが形成される。アース電極１６Ａと放電電極１６Ｂ、１６Ｃは、絶縁樹脂層１５における前述の２つのコイルと重ならない位置（図１ではコイルの内周よりも内側の位置）に、アース電極１６Ａと放電電極１６Ｂが互いの間に間隔を有して対向し、アース電極１６Ａと放電電極１６Ｃが互いの間に間隔を有して対向して形成される。また、アース電極１６Ａと放電電極１６Ｂ、１６Ｃは、コイルの内周から突出しない様に、その大きさが調整される。アース電極１６Ａは、絶縁樹脂層１５の側面まで引き出される。また、放電電極１６Ｂ、１６Ｃは、それぞれ絶縁樹脂層１５の端面まで引き出される。またさらに、アース電極１６Ａと放電電極１６Ｂ、１６Ｃの表面には、電圧依存性抵抗材料の層１７が形成される。電圧依存性抵抗材料の層１７は、アルミニウム、ニッケル、銅等の金属粉と、シリコン、エポキシ等の樹脂等を混合したものを用いて形成され、アース電極１６Ａと放電電極１６Ｂ、１６Ｃの間に位置するギャップを覆う様にアース電極１６Ａと放電電極１６Ｂ、１６Ｃに跨って形成される。この様に、アース電極１６Ａ、放電電極１６Ｂ、１６Ｃ及び、電圧依存性抵抗材料の層１７を、コモンモードチョークコイル部の磁性体層１１Ｂ上に設けられた絶縁樹脂層１５の表面に形成することによって静電気保護部が形成される。絶縁樹脂層１５は、その厚みが５０μｍ以上有する様に形成される。
この静電気保護部が形成された絶縁樹脂部１５の表面上に、保護用の絶縁体層１８が積層される。
この様に積層して形成された積層体には、図２に示す様に、積層体の端面に入力用の外部端子２１、２２と出力用の外部端子２３、２４が形成され、側面にアース用外部端子Ｇが形成される。そして、コイル用導体パターン１３Ａの一端が外部端子２１に接続され、コイル用導体パターン１３Ｃの他端が外部端子２３に接続され、コイル用導体パターン１４Ｃの他端が外部端子２２に接続され、コイル用導体パターン１４Ａの一端が外部端子２４に接続されることにより、互いに磁気的に結合する２つのコイルによって形成されるトランス（すなわち、コモンモードチョークコイル）が入出力端子間に接続される。また、アース電極１６Ａが外部端子Ｇに接続され、放電電極１６Ｂが外部端子２４に接続され、放電電極１６Ｃが外部端子２３に接続されることにより、２つのコイルの出力端側にそれぞれ静電気保護素子が接続される。

この様な積層型電子部品は、コイル用導体パターン１３Ａ〜１３Ｃ、１４Ａ〜１４Ｃ、アース用電極１６Ａ及び、放電電極１６Ｂ、１６Ｃが薄膜、フォトリソ技術を用いた薄膜、印刷技術等を用いた厚膜等によって形成される。
この様な本発明の積層型電子部品は、図３に示す様に、コモンモードチョークコイル部の磁性体層１１Ｂと静電気保護部を構成するアース電極１６Ａと放電電極１６Ｂ、１６Ｃ間に位置する絶縁樹脂層１５の厚みＨを変えることにより、図４（Ａ）に示す様に、静電気保護素子の浮遊容量が変化し、これによって、コモンモードチョークコイルのディファレンシャルモードの減衰周波数も図４（Ｂ）に示す様に変化した。
本発明の積層型電子部品は、絶縁樹脂層１５の厚みＨを５０μｍ以上とすることで、絶縁樹脂層１５の厚みＨが０の従来の積層型電子部品のものよりも大幅に浮遊容量が小さくなり、また、コモンモードチョークコイルのディファレンシャルモードの減衰周波数も低くなることがなくなった。

図５は本発明の積層型電子部品の第２の実施例を示す分解斜視図である。
磁性体層５１Ａの表面には、コイル用導体パターン５３Ａが形成される。コイル用導体パターン５３Ａは、１ターン以上有する様に渦巻状に形成され、外周端が磁性体層５１Ａの端面まで引き出される。
非磁性体層５２Ａの表面には、コイル用導体パターン５３Ｂが形成される。コイル用導体パターン５３Ｂは、一端が非磁性体層５２Ａのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン５３Ａの内周端に接続され、他端が非磁性体層５２Ａの端面まで引き出される。この様に、コイル用導体パターン５３Ａとコイル用導体パターン５３Ｂが接続されることにより、コイルが形成される。
非磁性体層５２Ｂの表面には、コイル用導体パターン５４Ａが形成される。コイル用導体パターン５４Ａは、一端が非磁性体層５２Ｂの端面まで引き出される。
非磁性体層５２Ｃの表面には、コイル用導体パターン５４Ｂが形成される。コイル用導体パターン５４Ｂは、１ターン以上有する様に渦巻状に形成され、内周端が非磁性体層５２Ｃのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン５４Ａの他端に接続され、外周端が非磁性体層５２Ｃの端面まで引き出される。この様に、コイル用導体パターン５４Ａとコイル用導体パターン５４Ｂが接続されることにより、コイルが形成される。このコイル用導体パターン５４Ｂが形成された非磁性体層５２Ｃ上には磁性体層５１Ｂが積層され、磁性体層５１Ａ、５１Ｂ、非磁性体層５２Ａ〜５２Ｃ、コイル用導体パターン５３Ａ５３Ｂ、５４Ａ、５４Ｂによってコモンモードチョークコイル部が形成される。
絶縁樹脂層５５の表面には、アース電極５６Ａと放電電極５６Ｂ、５６Ｃが形成される。アース電極５６Ａと放電電極５６Ｂ、５６Ｃは、絶縁樹脂層５５における前述の２つのコイルと重ならない位置（図５ではコイルの内周よりも内側の位置）に、アース電極５６Ａと放電電極５６Ｂが、アース電極５６Ａと放電電極５６Ｃがそれぞれ互いの間に間隔を有して対向して形成される。また、アース電極５６Ａと放電電極５６Ｂ、５６Ｃは、コイルの内周から突出しない様に、その大きさが調整される。アース電極５６Ａは、絶縁樹脂層５５の側面まで引き出される。また、放電電極５６Ｂは、絶縁樹脂層５５の端面まで引き出される。さらに、放電電極５６Ｃは、絶縁樹脂層５５の端面まで引き出される。またさらに、アース電極５６Ａと放電電極５６Ｂ、５６Ｃの表面には、電圧依存性抵抗材料の層５７が形成される。電圧依存性抵抗材料の層５７は、アルミニウム、ニッケル、銅等の金属粉と、シリコン、エポキシ等の樹脂等を混合したものを用いて形成され、アース電極５６Ａと放電電極５６Ｂ、５６Ｃの間に位置するギャップを覆う様にアース電極と放電電極に跨って形成される。この様に、アース電極５６Ａ、放電電極５６Ｂ、５６Ｃ及び、電圧依存性抵抗材料の層５７を、コモンモードチョークコイル部の磁性体層５１Ｂ上に設けられた絶縁樹脂層５５の表面に形成することによって静電気保護部が形成される。絶縁樹脂層５５は、その厚みが５０μｍ以上有する様に形成される。
この静電気保護部が形成された絶縁樹脂層５５の表面上に、保護用の絶縁体層５８が積層される。
この様に積層して形成された積層体には、図２に示す様に、積層体の端面に入力用の外部端子２１、２２と出力用の外部端子２３、２４が形成され、側面にアース用外部端子Ｇが形成される。そして、コイル用導体パターン５３Ａの一端が外部端子２１に接続され、コイル用導体パターン５３Ｃの他端が外部端子２３に接続され、コイル用導体パターン５４Ｃの他端が外部端子２２に接続され、コイル用導体パターン５４Ａの一端が外部端子２４に接続されることにより、コモンモードチョークコイルが入出力端子間に接続される。また、アース電極５６Ａが外部端子Ｇに接続され、放電電極５６Ｂが外部端子２４に接続され、放電電極５６Ｃが外部端子２３に接続されることにより、２つのコイルの出力端側にそれぞれ静電気保護素子が接続される。

以上、本発明の積層型電子部品の実施例を述べたが、この実施例に限られるものではない。例えば、実施例では、１つのコモンモードチョークコイルと２つの静電気保護素子を積層体内に形成した場合を示したが、複数のコモンモードチョークコイルと複数の静電気保護素子を積層体内に形成しても良い。また、静電気保護部はコモンモードチョークコイル部の底面に形成されても良い。さらに、アース電極と放電電極は、コモンモードチョークコイル部の磁性体層上に形成された絶縁樹脂層の表面において、２つのコイルと重ならない様にコイルの外周よりも外側に形成してもよい。またさらに、実施例では、アース電極を共通にした場合を示したが、アース電極を静電気保護素子の個数分形成してもよい。また、アース電極と放電電極は、その特性に応じて様々な形状に変えることができる。

本発明の積層型電子部品の第１の実施例を示す分解斜視図である。 本発明の積層型電子部品の実施例の斜視図である。 本発明の積層型電子部品の第１の実施例の断面図である。 本発明の積層型電子部品の特性図である。 本発明の積層型電子部品の第２の実施例を示す分解斜視図である。 従来の積層型電子部品の分解斜視図である。 ノイズフィルタの回路図である。 従来の別の積層型電子部品の断面図である。

符号の説明

１１Ａ、１１Ｂ 磁性体層
１２Ａ〜１２Ｅ 非磁性体層
１３Ａ〜１３Ｃ、１４Ａ〜１４Ｃ コイル用導体パターン

Claims (1)

1. １対の磁性体層間に非磁性体層とコイル用導体パターンを積層して内部にトランスが形成されたコモンモードチョークコイル部と、該コモンモードチョークコイル部の一方の磁性体層の表面に絶縁樹脂層が形成され、該絶縁樹脂層の表面にアース電極と放電電極が互いの間に間隔を有する様に形成され、アース電極と放電電極間に跨って電圧依存性抵抗材料が形成された静電保護部とが積み重ねられて積層体が形成され、
   該コモンモードチョークコイル部の該磁性体層と該静電保護部の電極間の該絶縁樹脂層の厚みを５０μｍ以上にすることを特徴とする積層型電子部品。

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