JP6620307B2

JP6620307B2 - 複合部品

Info

Publication number: JP6620307B2
Application number: JP2015172512A
Authority: JP
Inventors: 健志市原; 吉晴大森
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2019-12-18
Anticipated expiration: 2035-09-02
Also published as: JP2017050401A

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コモンモードノイズフィルタと静電気対策部品との複合部品に関するものである。

従来のこの種の複合部品は、図７に示すように、複数の絶縁体層１を積層することによって構成された積層体２と、前記積層体２内に配置された複数の内部導体３と、前記複数の内部導体３が互いに接続されることにより構成された第１のコイル４および第２のコイル５と、前記積層体２内において前記複数の絶縁体層１の積層方向で前記第１、第２のコイル４、５の下方に配置された静電気対策素子６とを備え、前記静電気対策素子６は、グランド電極７を有しかつ前記第１、第２のコイル４、５と接続されていた。

この構成により、第１、第２のコイル４、５からなるコモンモードノイズフィルタ部８と、静電気対策素子６およびグランド電極７からなる静電気対策部９とを積層した複合部品を形成し、コモンモードノイズを減衰させるだけでなく、過電圧が印加させても、電子機器を過電圧から確実に保護できるようにしていた。

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

特開２０１５−７６５２２号公報

上記した従来の複合部品は、コモンモードノイズが入ってきたとき、コモンモードノイズフィルタ部８自体の周波数特性しか得られないため、自己共振による減衰極が１つだけとなり、これにより、自己共振の周波数以外での周波数帯域では減衰が取れず、広い周波数帯域においてコモンモードノイズの減衰量を得ることができないという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、広い周波数帯域においてコモンモードノイズの減衰量を得ることができる複合部品を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、積層体内において複数の絶縁体層の積層方向で第１、第２のコイルの下方に配置された静電気対策素子と、第１、第２のコイルの上方に設けられ磁性体で構成された第１の磁性体層と、第１の磁性体層の上方に設けられガラスからなる非磁性体で構成された第１の非磁性体層とを備え、静電気対策素子はグランド電極を有し、第１、第２のコイルと接続され、グランド電極に接続される金属層および他の金属層を形成し、金属層を第１の非磁性体層の内部に設け、他の金属層を第１の磁性体層の内部に設けたものである。

以上のように本発明の複合部品は、コモンモードノイズが入ってきたときに、高周波領域においては第１、第２のコイルと金属層との間で発生する浮遊容量が、コモンモードフィルタ部の入出力部に発生する浮遊容量より支配的になり、これにより、第１、第２のコイルと金属層との間で発生する浮遊容量によって高周波のコモンモードノイズをグランドにバイパスさせることができるため、広い周波数帯域においてコモンモードノイズの減衰量を得ることができるという優れた効果を奏するものである。

本発明の実施の一形態における複合部品の断面図同複合部品の他の例の断面図同複合部品の他の例の断面図同複合部品の他の例の断面図同複合部品の他の例の断面図同複合部品の他の例の断面図従来の複合部品の断面図

図１は本発明の実施の一形態における複合部品の断面図である。

本発明の実施の一形態における複合部品は、図１に示すように、複数の絶縁体層１１を積層することによって構成された積層体１２と、前記積層体１２内に配置された複数の内部導体１３と、前記複数の内部導体１３が互いに接続されることにより構成された第１のコイル１４および第２のコイル１５と、前記積層体１２内において前記複数の絶縁体層１１の積層方向で前記第１、第２のコイル１４、１５の下方に配置された静電気対策素子１６とを備えている。

また、前記静電気対策素子１６は、グランド電極１７を有し、かつ前記第１、第２のコイル１４、１５と接続されている。そして、前記第１、第２のコイル１４、１５の上方にグランド電極１７に接続される金属層１８を形成している。

この構成により、第１、第２のコイル１４、１５からなるコモンモードノイズフィルタ部１９と、静電気対策素子１６、グランド電極１７からなる静電気対策部２０とを積層した複合部品を形成している。

上記構成において、複数の絶縁体層１１は、シート状でかつ下から順に積層されて積層体１２を構成する。また、強磁性体ではない材料、例えば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形成されている。

ここで、第１、第２のコイル１４、１５は、非磁性材料で形成された絶縁体層１１で囲まれている。また、第１、第２のコイル１４、１５の上方には、磁性材料で形成された第１の磁性体層２１が設けられ、第１の磁性体層２１の上面には非磁性体で構成された第１の非磁性体層２２が設けられ、第１の非磁性体層２２の上面には第３の磁性体層２３が設けられている。

さらに、第１、第２のコイル１４、１５と静電気対策素子１６、グランド電極１７との間に磁性体で構成された第２の磁性体層２４が設けられている。

前記第１のコイル１４は、２つの内部導体１３同士を互いに接続させることにより構成され、同様に、前記第２のコイル１５は、他の２つの内部導体１３同士を互いに接続させることにより構成している。

また、内部導体１３は、それぞれ銀等の導電材料を渦巻状にめっきまたは印刷することにより形成されている。

このとき、第１のコイル１４を構成する内部導体１３と第２のコイル１５を構成する内部導体１３は互いに交互になるように積層されている。ここで、第１のコイル１４と第２のコイル１５を上面視にてその一部を略同じ位置に配置して、互いに磁気結合させ、コモンモードノイズを除去するコモンモードノイズフィルタ部１９を構成する。また、第１のコイル１４、第２のコイル１５は信号ラインに接続されている。

そして、前記静電気対策素子１６は、通常は絶縁体として機能し所定以上の電圧が印加されると通電される。この静電気対策素子１６は、電圧依存性抵抗材料からなり、電圧依存性抵抗材料としては、酸化亜鉛を主成分とするセラミック材料等のバリスタ材料や、アルミニウム、ニッケル、銅のうち少なくとも１つを含む金属粉と、シリコン、エポキシ、フェノールのうち少なくとも１つを含む樹脂等からなる材料を使用する。

また、静電気対策素子１６は、一対のグランド電極１７間に設けられ、さらに、第１、第２のコイル１４、１５と接続された放電電極（以下、図示せず）を有している。そして、図１では静電気対策素子１６は、１個になっているが、２個以上あってもよい。

ここで、グランド電極１７はグランドに接続され、銀などの金属を板状に印刷、めっきする、または銀などの金属からなる金属箔を貼り付ける等して形成する。

なお、静電気対策素子１６は、電圧依存性抵抗材料ではなく、空間、または金属粒子を含有する空間としてもよい。また、静電気対策素子１６に対し、グランド電極１７、放電電極の全部または一部を異なる層に形成してもよい。

そして、静電気対策素子１６、グランド電極１７、放電電極は、磁性体で構成された第２の磁性体層２４を介して第１、第２のコイル１４、１５の下方に配置され、さらに、非磁性材料からなる第２の非磁性体層２５で囲まれている。また、第２の非磁性体層２５の下方には磁性体で構成された第４の磁性体層２６が形成されている。

上記の構成の静電気対策素子１６、グランド電極１７、放電電極によって静電気対策部２０が構成される。静電気対策部２０では、通常は静電気対策素子１６に電流は流れず、グランド電極１７を介してグランドに電流が流れることはないが、第１、第２のコイル１４、１５（信号ライン）に所定以上の電圧が印加されると、放電電極を介して静電気対策素子１６に電流が流れて、グランド電極１７からグランドに電流が流出し、そして、第１、第２のコイル１４、１５には電流が流れず、これにより、電子機器を過電圧から保護するようになっている。

さらに、前記金属層１８は、第１、第２のコイル１４、１５の上方の第１の磁性体層２１の内部に設けられ、銀などの金属を板状に印刷、めっきする、または銀などの金属からなる金属箔を貼り付ける等して連続的に形成する。

また、この金属層１８は、一対のグランド電極１７およびグランドに接続され、その形状、大きさ、面積は要望される特性によって適宜決定される。
そして、金属層１８は第１、第２のコイル１４、１５のうちいずれか一方と対向し、かつ対向する部分はそのコイルの全体ではなく一部となる。

なお、第１の磁性体層２１、第１の非磁性体層２２、第３の磁性体層２３、第２の磁性体層２４、第２の非磁性体層２５、第４の磁性体層２６を構成するシートの枚数は、図１に示された枚数に限られるものではない。

そして、上記した構成により、積層体１２が形成され、また、この積層体１２の表面には、複数の外部電極（以下、図示せず）が設けられている。そしてそれぞれの外部電極は第１、第２のコイル１４、１５の両端部、グランド電極１７、放電電極、金属層１８と接続されている。

第１、第２のコイル１４、１５と放電電極との接続、グランド電極１７と金属層１８との接続は、外部電極を介して行われる。

上記したように本発明の一実施の形態における複合部品においては、コモンモードノイズが入ってきたときに、高周波領域において第１、第２のコイル１４、１５と金属層１８との間で発生する浮遊容量が、コモンモードフィルタ部１９（第１、第２のコイル１４、１５）の入出力部に発生する浮遊容量より支配的になり、これにより、第１、第２のコイル１４、１５と金属層１８との間で発生する浮遊容量によって高周波のコモンモードノイズをグランドにバイパスさせることができるため、広い周波数帯域においてコモンモードノイズの減衰量を得ることができるという効果が得られるものである。

また、図２に示すように、金属層１８を第１の非磁性体層２２の内部に形成してもよい。

この構成では、金属層１８と第１、第２のコイル１４、１５との距離が大きくなるため、第１、第２のコイル１４、１５と金属層１８との間で発生する浮遊容量が減少するが、減衰極がより高周波帯域側に移行するため、より広い周波数帯域においてコモンモードノイズの減衰量を得ることができる。

さらに、第１、第２のコイル１４、１５を挟んだ上下に第１の非磁性体層２２と第２の非磁性体層２５に板状の金属（金属層１８、グランド電極１７）が形成されているため、対称性がよい構造になり、これにより、焼成時に積層体１２が変形するのを防止できる。そして、第１の非磁性体層２２にガラスを使用すれば、フェライトより緻密なガラスによって硫化ガスの浸入が防げるため、耐硫化性も向上する。

また、図３に示すように、金属層１８を第１の磁性体層２１の内部に、他の金属層１８ａを第１の非磁性体層２２の内部に形成してもよい。

この構成により、２つの金属層１８、１８ａの第１、第２のコイル１４、１５とのそれぞれの距離は異なるため、第１、第２のコイル１４、１５と金属層１８との間、第１、第２のコイル１４、１５と１８ａとの間のそれぞれで異なる浮遊容量が発生することになり、これにより、減衰極をさらに増やすことができるため、より広い周波数帯域においてコモンモードノイズの減衰量を得ることができる。

さらに、図４に示すように、金属層１８を第１の磁性体層２１の内部に、他の金属層１８ａを第２の磁性体層２４の内部に形成してもよい。

この構成では、第１、第２のコイル１４、１５と金属層１８との間、第１、第２のコイル１４、１５と他の金属層１８ａとの間の両方で浮遊容量が発生するため、浮遊容量が増加し、これにより、減衰極がより高周波帯域側に移行するため、より広い周波数帯域においてコモンモードノイズの減衰量を得ることができる。

また、図５に示すように、金属層１８を第１の非磁性体層２２の内部に、他の金属層１８ａと第２の磁性体層２４の内部に形成してもよい。そして、図６に示すように、金属層１８を積層体１２の最上部に位置する第３の磁性体層２３の内部に形成してもよい。

ここで、図３〜図５に示すように、金属層１８、１８ａが２個ある場合、その形状、大きさは同じでもよいし異なるようにしてもよい。なお、形状、大きさが異なるようにすれば、特性を容易に微調整できる。

さらに、積層体１２の最上部に位置する第３の磁性体層２３の外側、最下部に位置する第４の磁性体層２６の外側に非磁性体層を形成してもよい。

なお、本発明の実施の形態１においては、第１のコイル１４を構成する内部導体１３と第２のコイル１５を構成する内部導体１３とを交互に配置したが、第１のコイル１４を構成する２つの内部導体１３の間に、第２のコイル１５を構成する内部導体１３を配置してもよい。

また、内部導体１３を渦巻状以外の形状、例えば直線状、Ｌ字状としてもよい。さらに、実装面を積層体１２の上面、下面のどちらにしてもよい。

そして、図１〜図６において、金属層１８、他の金属層１８ａを、第１の磁性体層２１、第１の非磁性体層２２、第３の磁性体層２３、第２の磁性体層２４の厚み方向（複数の絶縁体層１１の積層方向）の中央部に形成したが、中央部からずれた箇所に形成してもよい。第１、第２のコイル１４、１５との距離を微調整できるため、目的とする減衰特性を得ることができる。

また、上記した本発明の一実施の形態における複合部品においては、第１のコイル１４、第２のコイル１５をそれぞれ１つ設けたものについて説明したが、２つ以上設けてアレイタイプとしてもよい。

本発明に係る複合部品は、広い周波数帯域においてコモンモードノイズの減衰量を得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、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタと静電気対策部品との複合部品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絶縁体層
１２積層体
１３内部導体
１４第１のコイル
１５第２のコイル
１６静電気対策素子
１７グランド電極
１８金属層
２１第１の磁性体層
２２第１の非磁性体層
２３第３の磁性体層
２４第２の磁性体層
２５第２の非磁性体層
２６第４の磁性体層

Claims

複数の絶縁体層を積層することによって構成された積層体と、前記積層体内に配置された複数の内部導体と、前記複数の内部導体が互いに接続されることにより構成された第１のコイルおよび第２のコイルと、前記積層体内において前記複数の絶縁体層の積層方向で前記第１、第２のコイルの下方に配置された静電気対策素子と、前記第１、第２のコイルの上方に設けられ磁性体で構成された第１の磁性体層と、前記第１の磁性体層の上方に設けられガラスからなる非磁性体で構成された第１の非磁性体層とを備え、前記静電気対策素子はグランド電極を有し、前記第１、第２のコイルと接続され、前記グランド電極に接続される金属層および他の金属層を形成し、前記金属層を前記第１の非磁性体層の内部に設け、前記他の金属層を前記第１の磁性体層の内部に設けた複合部品。