JP6547124B2

JP6547124B2 - コモンモードノイズフィルタ

Info

Publication number: JP6547124B2
Application number: JP2015082196A
Authority: JP
Inventors: 兼司植野; 優克縄手
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2035-04-14
Also published as: JP2016201502A

Description

本発明は、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小形で薄型のコモンモードノイズフィルタに関するものである。

従来のこの種のコモンモードノイズフィルタは、図３に示すように、複数の絶縁体層１と、３つの独立した第１〜第３のコイル２〜４を有し、第１〜第３のコイル２〜４はそれぞれ、コイル導体２ａ、２ｂ、コイル導体３ａ、３ｂ、コイル導体４ａ、４ｂ同士をそれぞれ電気的に接続することによって形成され、かつこの３つの第１〜第３のコイル２〜４を下から順に積層方向に配置していた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００３−７７７２７号公報

上記した従来のコモンモードノイズフィルタにおいては、第１のコイル２と第３のコイル４との間に第２のコイル３を配置しているため、第１のコイル２と第３のコイル４との距離が遠く、これにより、第１のコイル２と第３のコイル４はほとんど磁気結合しなかった。また、第１のコイル２と第２のコイル３においては隣り合う箇所が１箇所、第２のコイル３と第３のコイル４においては隣り合う箇所が１箇所しかないため、磁気結合が小さくなり、コモンモード成分のインピーダンスを高くすることができず、その結果、コモンモードノイズの除去特性が低くなっていた。

これに対し、図４に示すように、第１のコイル２を構成するコイル導体２ａ、第２のコイル３を構成するコイル導体３ａ、第３のコイル４を構成するコイル導体４ａ、第１のコイル２を構成するコイル導体２ｂ、第２のコイル３を構成するコイル導体３ｂ、第３のコイル４を構成するコイル導体４ｂの順に積層して、第１のコイル２と第２のコイル３とが隣り合う箇所を２箇所とし、第２のコイル３と第３のコイル４とが隣り合う箇所を２箇所として、磁気結合を高めるようにすることが考えられる。

しかし、この場合、第１のコイル２と第３のコイル４とは、隣り合う箇所が１箇所しかないため、他と比べて磁気結合が小さく、各コイル間の磁気結合はバランスが悪いという課題を有する。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、３つのコイル間でバランスよく磁気結合させることができるコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とするものである。

上記目的を解決するために本発明は、上から順に積層された第１、第２の絶縁体層と、前記第１、第２の絶縁層に形成された渦巻状のコイル導体とを備え、前記コイル導体を複数電気的に接続することによって互いに独立する第１〜第３のコイルを形成し、前記第１の絶縁体層に前記第１のコイルを構成する前記コイル導体、前記第２のコイルを構成する前記コイル導体、前記第３のコイルを構成する前記コイル導体を順に配置し、前記第２の絶縁体層に前記第２のコイルを構成する前記コイル導体、前記第３のコイルを構成する前記コイル導体、前記第１のコイルを構成する前記コイル導体を順に配置し、さらに、前記第１の絶縁体層に形成された前記第１のコイルを構成する前記コイル導体と前記第２の絶縁体層に形成された前記第２のコイルを構成する前記コイル導体、前記第１の絶縁体層に形成された前記第２のコイルを構成する前記コイル導体と前記第２の絶縁体層に形成された前記第３のコイルを構成する前記コイル導体、前記第１の絶縁体層に形成された前記第３のコイルを構成する前記コイル導体と前記第２の絶縁体層に形成された前記第１のコイルを構成する前記コイル導体とをそれぞれ少なくとも一部が上面視で重なるようにし、前記第１〜第３のコイルをそれぞれ構成する前記複数のコイル導体同士は、ビア電極用絶縁体層に形成された渦巻状ではない引回用導体を介して電気的に接続され、前記ビア電極用絶縁体層は前記第１の絶縁体層と前記第２の絶縁体層との間に位置している構成としている。

本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１のコイルを構成するコイル導体と第２のコイルを構成するコイル導体は、上下方向と横方向で隣り合い、第２のコイルを構成するコイル導体と第３のコイルを構成するコイル導体は、上下方向と横方向で隣り合い、第３のコイルを構成するコイル導体と第１のコイルを構成するコイル導体は、上下方向と横方向で隣り合うことになるため、３つのコイル間でほぼバランスよく磁気結合させることができるという効果を奏するものである。

本発明の実施の形態１におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図本発明の実施の形態２におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図同コモンモードノイズフィルタの他の例を示す分解斜視図

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図である。

本発明の実施の形態１におけるコモンモードノイズフィルタは、図１に示すように、上から順に積層された第１の絶縁体層１１、第２の絶縁体層１２と、前記第１の絶縁体層１１に形成された渦巻状の第１のコイル導体１３ａ、第２のコイル導体１４ａ、第３のコイル導体１５ａと、第２の絶縁体層１２に形成された渦巻状の第４のコイル導体１３ｂ、第５のコイル導体１４ｂ、第６のコイル導体１５ｂとを備え、第１のコイル導体１３ａと第４のコイル導体１３ｂ、第２のコイル導体１４ａと第５のコイル導体１４ｂ、第３のコイル導体１５ａと第６のコイル導体１５ｂとをそれぞれ電気的に接続することによって互いに独立する第１のコイル１３、第２のコイル１４、第３のコイル１５を形成している。

上記構成において、前記第１、第２の絶縁体層１１、１２は、ビア電極用絶縁体層１６を介して互いに隣り合うように積層されている。この第１、第２の絶縁体層１１、１２、ビア電極用絶縁体層１６は、シート状に構成されたＣｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料またはＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料で構成されている。そして、第１の絶縁体層１１の下方に第２の絶縁体層１２が位置している。

また、前記第１のコイル導体１３ａ、第２のコイル導体１４ａ、第３のコイル導体１５ａは、それぞれ第１の絶縁体層１１に１個ずつ形成され、前記第４のコイル導体１３ｂ、第５のコイル導体１４ｂ、第６のコイル導体１５ｂは、それぞれ第２の絶縁体層１２に１個ずつ形成されている。さらに、この第１、第２の絶縁体層１１、１２に銀等の導電材料を、１ターン以上または１ターン未満の渦巻状にめっきまたは印刷することにより第１〜第６のコイル導体１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂが構成されている。

そしてまた、第１のコイル１３は第１のコイル導体１３ａと第４のコイル導体１３ｂとで構成され、第２のコイル１４は第２のコイル導体１４ａと第５のコイル導体１４ｂとで構成され、第３のコイル１５は第３のコイル導体１５ａと第６のコイル導体１５ｂとで構成されている。

さらに、第１のコイル１３を構成する第１のコイル導体１３ａと第４のコイル導体１３ｂは、第１の絶縁体層１１およびビア電極用絶縁体層１６に形成されたビア電極１３ｃと、ビア電極用絶縁体層１６に形成された引回用導体１３ｄを介して電気的に接続されている。同様に、第２のコイル１４を構成する第２のコイル導体１４ａと第５のコイル導体１４ｂは、第１の絶縁体層１１およびビア電極用絶縁体層１６に形成されたビア電極１４ｃと、ビア電極用絶縁体層１６に形成された引回用導体１４ｄを介して電気的に接続されている。そして、第３のコイル１５を構成する第３のコイル導体１５ａと第６のコイル導体１５ｂは、第１の絶縁体層１１およびビア電極用絶縁体層１６に形成されたビア電極１５ｃと、ビア電極用絶縁体層１６に形成された引回用導体１５ｄを介して電気的に接続されている。

このような構成によって、３つの独立した第１のコイル１３、第２のコイル１４、第３のコイル１５が設けられ、第１のコイル１３と第２のコイル１４、第２のコイル１４と第３のコイル１５、第３のコイル１５と第１のコイル１３がそれぞれ互いに磁気結合する。

このとき、引回用導体１３ｄ、１４ｄ、１５ｄはそれぞれ第１〜第３のコイル１３、１４、１５の一部を構成する。なお、ビア電極用絶縁体層１６は、第１の絶縁体層１１の上面に形成してもよい。

そして、第１の絶縁体層１１において、第１のコイル導体１３ａ、第２のコイル導体１４ａ、第３のコイル導体１５ａが、第１、第２の絶縁体層１１、１２の長手方向の一端部から他端部に向かって順に（紙面左から順に）配置され、かつ互いに短絡しないように設けられている。すなわち、一つのコイル導体の内側に他のコイル導体は配置されない。また、渦巻き方向は、上面視にて各導体が同じ方向となっている。

さらに、同様に第２の絶縁体層１２において、第５のコイル導体１４ｂ、第６のコイル導体１５ｂ、第４のコイル導体１３ｂが、第１、第２の絶縁体層１１、１２の長手方向の一端部から他端部に向かって順に（紙面左から順に）配置され、かつ互いに短絡しないように設けられている。すなわち、一つのコイル導体の内側に他のコイル導体は配置されない。また、渦巻き方向は、上面視にて各導体が同じ方向となっている。

上記の構成によって、第１の絶縁体層１１に形成された第１のコイル導体１３ａと第２の絶縁体層１２に形成された第５のコイル導体１４ｂが、第１の絶縁体層１１に形成された第２のコイル導体１４ａと第２の絶縁体層１２に形成された第６のコイル導体１５ｂが、第１の絶縁体層１１に形成された第３のコイル導体１５ａと第２の絶縁体層１２に形成された第４のコイル導体１３ｂが、それぞれ上面視で引出部を除いた主要部の少なくともその一部が重なっている。

したがって、第１のコイル１３を構成する第１のコイル導体１３ａと第２のコイル１４を構成する第５のコイル導体１４ｂが上下方向で隣り合い、第２のコイル１４を構成する第２のコイル導体１４ａと第３のコイル１５を構成する第６のコイル導体１５ｂが上下方向で隣り合い、第３のコイル１５を構成する第３のコイル導体１５ａと第１のコイル１３を構成する第４のコイル導体１３ｂが上下方向で隣り合う。

すなわち、第１、第２の絶縁体層１１、１２の長手方向において、一端部側で第１のコイル１３と第２のコイル１４が上下で隣り合い、中央部で第２のコイル１４と第３のコイル１５が上下で隣り合い、他端部側で第３のコイル１５と第１のコイル１３が上下で隣り合う。

そしてさらに、第２の絶縁体層１２の下方に、引出導体用絶縁体層１７が形成され、第２の絶縁体層１２に形成された第４〜第６のコイル導体１３ｂ、１４ｂ、１５ｂと、それぞれビア電極１３ｃ、１４ｃ、１５ｃを介して接続された引出導体１３ｅ、１４ｅ、１５ｅが設けられている。このとき、引出導体１３ｅ、１４ｅ、１５ｅはそれぞれ第１〜第３のコイル１３、１４、１５の一部を構成する。

なお、必要に応じて他の絶縁体層を第１の絶縁体層１１、引出導体用絶縁体層１７の上面、下面に積層し、これらの構成により、積層体（図示せず）が形成される。また、この積層体の両端面には、第１〜第３のコイル導体１３ａ、１４ａ、１５ａの端部、引出導体１３ｅ、１４ｅ、１５ｅの端部と接続する６つの外部電極（図示せず）が設けられる。

さらに、第１、第２の絶縁体層１１、１２、ビア電極用絶縁体層１６、引出導体用絶縁体層１７は、すべて非磁性材料で構成してもよいし、磁性材料で構成してもよいし、これらの組合せであってもよい。

上記したように本発明の実施の形態１におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、第１のコイル１３を構成する第１、第４のコイル導体１３ａ、１３ｂと第２のコイル１４を構成する第２、第５のコイル導体１４ａ、１４ｂは、上下方向（積層方向）と横方向の２箇所で隣り合い、第２のコイル１４を構成する第２、第５のコイル導体１４ａ、１４ｂと第３のコイル１５を構成する第３、第６のコイル導体１５ａ、１５ｂは、上下方向と２箇所の横方向で計３箇所で隣り合い、第３のコイル１５を構成する第３、第６のコイル導体１５ａ、１５ｂと第１のコイル１３を構成する第１、第４のコイル導体１３ａ、１３ｂは、上下方向と横方向の２箇所で隣り合うことになるため、３つのコイル間でほぼバランスよく磁気結合させることができるという効果が得られるものである。

ここで、横方向で隣り合うコイル導体同士の結合よりも、上下方向で隣り合うコイル導体同士の結合の方が大きいため、３つのコイル間の実質的な磁気結合は略等しくなる。

また、第１〜第３のコイル１３、１４、１５の導体長が略等しくするのが好ましく、このためには、引回用導体１３ｄ、１４ｄ、１５ｄ、引出導体１３ｅ、１４ｅ、１５ｅの長さを適宜調整すればよい。

（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図である。なお、この本発明の実施の形態２においては、上記した本発明の実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。

本発明の実施の形態２が上記した本発明の実施の形態１と相違する点は、図２に示すように、第２の絶縁体層１２と引出導体用絶縁体層１７の間に第３の絶縁体層１８をさらに設け、第３の絶縁体層１８において、第３のコイル１５を構成する第９のコイル導体１５ｆ、第１のコイル１３を構成する第７のコイル導体１３ｆ、第２のコイル１４を構成する第８のコイル導体１４ｆを、第３の絶縁体層１８の長手方向の一端部から他端部に向かって順に（紙面左から順に）配置した点である。なお、第３の絶縁体層１８においても、一つのコイル導体の内側に他のコイル導体は配置されず、渦巻き方向は上面視にて各導体が同じ方向となっている。

このとき、第２の絶縁体層１２に形成された第５のコイル導体１４ｂと第３の絶縁体層１８に形成された第９のコイル導体１５ｆが、第２の絶縁体層１２に形成された第６のコイル導体１５ｂと第３の絶縁体層１８に形成された第７のコイル導体１３ｆが、第２の絶縁体層１２に形成された第４のコイル導体１３ｂと第３の絶縁体層１８に形成された第８のコイル導体１４ｆが、それぞれ上面視で引出部を除いた主要部が重なっている。

すなわち、第１のコイル１３を構成する第４のコイル導体１３ｂと第２のコイル１４を構成する第８のコイル導体１４ｆが上下方向で隣り合い、第２のコイル１４を構成する第５のコイル導体１４ｂと第３のコイル１５を構成する第９のコイル導体１５ｆが上下方向で隣り合い、第３のコイル１５を構成する第６のコイル導体１５ｂと第１のコイル１３を構成する第７のコイル導体１３ｆが上下方向で隣り合う。

さらに、第２、第３の絶縁体層１２、１８は、他のビア電極用絶縁体層１６を介して互いに隣り合うように積層されている。そして、この他のビア電極用絶縁体層１６にも、第１〜第３のコイル１３、１４、１５それぞれの一部を構成する引回用導体１３ｄ、１４ｄ、１５ｄが形成される。なお、他のビア電極用絶縁体層１６は、引出電極用絶縁体層１７の下面に形成してもよい。

さらに、他のビア電極用絶縁体層１６に、ビア電極１３ｃ、１４ｃ、１５ｃが設けられ、他のビア電極用絶縁体層１６の引回用導体１３ｄ、１４ｄ、１５ｄおよびビア電極１３ｃ、１４ｃ、１５を介して、第１のコイル１３を構成する第４のコイル導体１３ｂと第７のコイル導体１３ｆが、第２のコイル１４を構成する第５のコイル導体１４ｂと第８のコイル導体１４ｆが、第３のコイル１５を構成する第６のコイル導体１５ｂと第９のコイル導体１５ｆがそれぞれ電気的に接続されている。

上記のような構成よって、第１、第２、第３の絶縁体層１１、１２、１８の長手方向において、一端部側で第１のコイル１３、第２のコイル１４、第３のコイルの順に上から配置され、中央部で第２のコイル１４、第３のコイル１５、第１のコイル１３の順に上から配置され、他端部側で第３のコイル１５、第１のコイル１３、第２のコイル１４の順に上から配置される。

上記の構成により、第１のコイル１３を構成する第１、第４、第７のコイル導体１３ａ、１３ｂ、１３ｆと第２のコイル１４を構成する第２、第５、第８のコイル導体１４ａ、１４ｂ、１４ｆは、上下方向の２箇所と横方向の２箇所で合計４箇所で隣り合い、第２のコイル１４を構成する第２、第５、第８のコイル導体１４ａ、１４ｂ、１４ｆと第３のコイル１５を構成する第３、第６、第９のコイル導体１５ａ、１５ｂ、１５ｆは、上下方向の２箇所と横方向の２箇所で合計４箇所で隣り合い、第３のコイル１５を構成する第３、第６、第９のコイル導体１５ａ、１５ｂ、１５ｆと第１のコイル１３を構成する第１、第４、第７のコイル導体１３ａ、１３ｂ、１３ｆは、上下方向の２箇所と横方向の２箇所で合計４箇所で隣り合うことになるため、３つのコイル間でバランスよく磁気結合させることができる。

ここで、各コイル１３、１４、１５において、横方向で隣り合うコイル導体同士の数と、上下方向で隣り合うコイル導体同士の数は等しいため、３つのコイル間の磁気結合は略等しい。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、３つのコイル間でバランスよく磁気結合させることができるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等に使用される小形で薄型のコモンモードノイズフィルタ等において有用となるものである。

１１第１の絶縁体層
１２第２の絶縁体層
１３第１のコイル
１３ａ第１のコイル導体
１３ｂ第４のコイル導体
１３ｆ第７のコイル導体
１４第２のコイル
１４ａ第２のコイル導体
１４ｂ第５のコイル導体
１４ｆ第８のコイル導体
１５第３のコイル
１５ａ第３のコイル導体
１５ｂ第６のコイル導体
１５ｆ第９のコイル導体
１８第３の絶縁体層

Claims

上から順に積層された第１、第２の絶縁体層と、
前記第１、第２の絶縁層に形成された渦巻状のコイル導体とを備え、
前記コイル導体を複数電気的に接続することによって互いに独立する第１〜第３のコイルを形成し、
前記第１の絶縁体層に前記第１のコイルを構成する前記コイル導体、前記第２のコイルを構成する前記コイル導体、前記第３のコイルを構成する前記コイル導体を順に配置し、前記第２の絶縁体層に前記第２のコイルを構成する前記コイル導体、前記第３のコイルを構成する前記コイル導体、前記第１のコイルを構成する前記コイル導体を順に配置し、
さらに、前記第１の絶縁体層に形成された前記第１のコイルを構成する前記コイル導体と前記第２の絶縁体層に形成された前記第２のコイルを構成する前記コイル導体、前記第１の絶縁体層に形成された前記第２のコイルを構成する前記コイル導体と前記第２の絶縁体層に形成された前記第３のコイルを構成する前記コイル導体、前記第１の絶縁体層に形成された前記第３のコイルを構成する前記コイル導体と前記第２の絶縁体層に形成された前記第１のコイルを構成する前記コイル導体とをそれぞれ少なくとも一部が上面視で重なるようにし、
前記第１〜第３のコイルをそれぞれ構成する前記複数のコイル導体同士は、ビア電極用絶縁体層に形成された渦巻状ではない引回用導体を介して電気的に接続され、
前記ビア電極用絶縁体層は前記第１の絶縁体層と前記第２の絶縁体層との間に位置している
コモンモードノイズフィルタ。
前記第２の絶縁体層の下方に第３の絶縁体層を設け、前記第３の絶縁体層に前記第３のコイルを構成する前記コイル導体、前記第１のコイルを構成する前記コイル導体、前記第２のコイルを構成する前記コイル導体を順に配置した請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。