KR100712752B1 - 노이즈 필터 - Google Patents
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Abstract
공통 모드가 높은 임피던스값을 갖는 노이즈 필터에서는, 제 1 자성체 시트(11a, 11b)에 마련된 제 1, 제 2 내부 도체(12, 13)는 각각 1회전 이상의 소용돌이 형상으로 제 1 내부 도체(12)의 내측에 제 2 내부 도체(13)가 서로 단락하지 않도록 마련된다. 제 1 내부 도체(12)의 타단은 제 2 내부 도체(13)의 타단 근방에 구비되고, 또한 제 1, 제 2 내부 도체(12, 13)의 각 타단은 다른 자성체 시트에 마련된 제 1, 제 2 내부 도체(12, 13)의 각 타단과 접속된다.
Description
본 발명은 휴대전화, 정보기기 등의 노이즈 대책에 사용되는 노이즈 필터 및 이 노이즈 필터를 쓴 전자기기에 대한 것이다.
도 13(a)∼도 13(g)는 일본 특허 공개 소화 제62-257709호 공보에 기재된 종래의 노이즈 필터인 적층 변압기의 평면도이다. 그 변압기는 복수의 자성체 시트(1)와 제 1의 코일 패턴(2)과 제 2 코일 패턴(3)을 갖고, 각각 1개의 자성체 시트(1)의 상면에 1개씩 마련되어 있다. 자성체 시트(1) 상에 마련된 제 1, 제 2 코일 패턴(2, 3)은 각각 상면에서 보아 동일 방향의 대략 0.25∼0.75 회전의 나선 형상으로 서로 거의 평행하게 형성된다.
또한 복수의 자성체 시트(1)는 적층되고, 도 13(b)∼도 13(f)에 나타내듯이, 각 자성체 시트(1)에 마련된 복수의 제 1 코일 패턴(2)끼리 접속되어 제 1 코일(4)이 형성되고, 복수의 제 2 코일 패턴(3)끼리 각각 접속되어 제 2 코일(5)이 형성된다. 각 자성체 시트(1)에 형성된 제 1, 제 2 코일 패턴(2, 3)의 양단부에 각각 비 아 전극(6, 7)이 마련된다. 비아 전극(6)끼리, 비아 전극(7)끼리가, 각각 자성체 시트(1)에 형성된 비아홀(8)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 제 1, 제 2 코일(4, 5)의 양단부, 즉 최하층, 최상층의 코일 패턴(2, 3)에는, 도 13(b)와 도 13(f)에 나타내는 인출 전극(9a∼9d)이 마련된다. 최하층, 최상층의 코일 패턴(2, 3)은 인출 전극(9a∼9d) 및 그 부근을 제외하고 대략 0.5 회전의 나선 형상으로 형성된다.
도 13(a)와 도 13(g)에 나타내듯이, 제 1, 제 2 코일(4, 5)의 상면, 하면에 필요에 따라 소정 매수의 자성체 시트(1)가 마련된다.
제 1, 제 2 코일(4, 5), 복수의 자성체 시트(1)가 적층되어 일체화됨으로써 종래의 노이즈 필터가 얻어진다.
종래의 노이즈 필터에서는, 제 1 코일(4), 제 2 코일(5)에 공통 모드의 노이즈가 인가됐을 때, 코일(4, 5)을 흐르는 전류의 방향이 상면에서 보아 동일 방향으로 된다. 그 때문에 임피던스가 높아져 공통 모드의 노이즈를 제거할 수가 있다.
그렇지만 종래의 노이즈 필터는, 공통 모드의 임피던스를 그다지 높게는 할 수 없다. 1개의 동일 자성체 시트(1)에 형성되는 제 1 코일 패턴(2)과 제 2 코일 패턴(3)은 대략 0.25∼0.75턴이기 때문에, 서로 이웃하여 영향을 미치는 제 1 코일 패턴(2)과 제 2 코일 패턴(3)이 짧다. 따라서 제 1 코일(4)에서 발생하는 자속과 제 2 코일(5)에서 발생하는 자속이 서로 보다 효율적으로 강하게 할 수 없다. 따라서 이 필터에서는 공통 모드의 임피던스는 그다지 높지는 않다.
도 14는 일본 특허 공개 평성 5-101950호 공보에 기재된 별도의 종래 노이즈 필터를 나타내는 분해 사시도이다. 그 필터는 고투자율 자성체 시트로 구성되는 코일부(101)와, 코일부(101)의 상하에 배치된 저투자율 자성체 시트로 구성되는 인출부(102, 103)로 이루어진다. 제 1 코일은 도체(108a)와 도체(109a)가 스루홀(106a)을 거쳐 전기적으로 접속되어 형성된다. 제 2 코일은 도체(108b)와 도체(109b)가 스루홀(106c)을 거쳐 전기적으로 접속되어 형성된다. 이 노이즈 필터는 인출부에 발생하는 정상 성분의 임피던스가 작고, 신호 파형에 그다지 영향을 미치지 않고 공통 모드 노이즈를 제거할 수 있다.
다른 종래의 노이즈 필터는, 공통 모드 노이즈를 제거하기 위해서 코일 전체의 정상 성분의 임피던스를 작게 하는 것에 의해서도 공통 모드 노이즈를 제거할 수 있다. 그 필터는 고투자율 자성체 시트로 구성되는 코일부(101)의 공통 성분의 임피던스를 크게 함으로써 또한 공통 모드 노이즈를 제거할 수 있다. 이 때문에 종래의 노이즈 필터에서는 공통 성분의 임피던스를 크게 하기 위해, 1회전 미만의 코일을 수십개 적층해야 한다. 따라서 스루홀 형성 및 패턴 인쇄 공정이 많아, 적층의 조합은 복잡하다. 이 구조는 최종 제품의 필터에서는 개방 불량 또는 단락 불량 등의 특성 불량의 원인으로 되어 제조상의 제품 비율을 저하시킨다.
공통 모드의 임피던스가 보다 높고, 공통 모드의 노이즈 제거 특성이 좋은 노이즈 필터를 제공한다. 그 노이즈 필터는 제 1, 제 2 자성체 시트를 갖는 자성체와, 자성체의 양단면에 형성된 복수의 외부 전극과, 제 1 자성체 시트에 마련된 1회전 이상의 소용돌이 형상의 제 1, 제 2 내부 도체와, 제 2 자성체 시트에 마련된 1회전 이상의 소용돌이 형상의 제 3, 제 4 내부 도체와, 제 1 자성체 시트의 단부에 마련된, 외부 전극과 제 1 내부 도체의 제 1 단을 접속하는 인출 전극과, 제 2 자성체 시트의 단부에 마련된, 외부 전극과 제 2 내부 도체의 제 1 단을 접속하는 인출 전극을 구비한다. 제 1, 제 2 내부 도체는 서로 단락하지 않고, 제 3, 제 4 내부 도체는 서로 단락하지 않고, 제 1 내부 도체의 제 2 단은 제 2 내부 도체의 제 2 단 근방에 마련되고, 제 3 내부 도체의 제 2 단은 제 4 내부 도체의 제 2 단 근방에 마련되며, 제 1 내부 도체의 제 2 단은 제 3 내부 도체의 제 2 단과 접속되고, 제 2 내부 도체의 제 2 단은 제 4 내부 도체의 제 2 단과 접속된다.
도 1(a)와 도 1(b)는 본 발명의 실시예 1에서의 노이즈 필터의 평면도,
도 2는 실시예 1에서의 노이즈 필터의 사시도,
도 3(a)∼도 3(c)은 실시예 1에서의 노이즈 필터의 제조 방법을 나타내는 사시도,
도 4(a)∼도 4(d)는 실시예 1에서의 노이즈 필터의 제조 방법을 나타내는 사시도,
도 5(a)∼도 5(c)는 본 발명의 실시예 2에서의 노이즈 필터의 평면도,
도 6(a)는 실시예 1 및 2에서의 노이즈 필터의 사용 형태를 나타내는 도면,
도 6(b)는 휴대전화의 한 쌍의 신호선에서의 반송파의 파형을 나타내는 도 면,
도 6(c)은 실시예 1 및 2에서의 노이즈 필터가 휴대전화의 한 쌍의 신호선에 사용되었을 때의 주파수와 감쇠량의 관계를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예 3에서의 노이즈 필터의 분해 사시도,
도 8은 실시예 3에서의 노이즈 필터의 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예 4에서의 노이즈 필터의 분해 사시도,
도 10은 실시예 4에서의 제 1 절연체층의 상면도,
도 11은 본 발명의 실시예 5에서의 노이즈 필터의 분해 사시도,
도 12는 본 발명의 실시예 6에서의 노이즈 필터의 분해 사시도,
도 13(a)∼도 13(g)는 종래의 노이즈 필터의 평면도,
도 14는 다른 종래의 노이즈 필터의 분해 사시도이다.
(실시예 1)
도 1(a)와 도 1(b)는 본 발명의 실시예 1에서의 노이즈 필터의 평면도, 도 2는 노이즈 필터의 사시도이다. 제 1 자성체 시트(11a, 11b)는 상면에 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)가 1개씩 각각 구비된다. 자성체 시트(11a, 11b)는 단면에는 인출 전극(14a∼14d)을, 중앙 부근에는 비아 전극(15a∼15d)을 구비한다. 자성체 시트(11a, 11b)는 페라이트 등의 자성 재료로 이루어진다.
제 1 내부 도체(12)와 제 2 내부 도체(13)는 은 등의 도전체로 이루어지는 1 회전 이상의 소용돌이 형상으로 형성되고, 서로 단락하지 않도록 마련되어 있다. 소용돌이의 방향은 상면에서 보아 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13) 모두 동일하다.
제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)의 일단은 각각 인출 전극(14a∼14d)에 접속되고, 타단, 즉 소용돌이의 중심은 각각 비아 전극(15a∼15d)에 접속된다.
제 1 자성체 시트(11a)에 형성된 제 1 내부 도체(12)에는 인출 전극(14a)이 접속되고, 제 2 내부 도체(13)에는 인출 전극(14c)이 접속된다. 다른 제 1 자성체 시트(11b)에 형성된 제 1 내부 도체(12)에는 인출 전극(14b)이 접속되고, 제 2 내부 도체(13)에는 인출 전극(14d)이 접속되어 있다. 인출 전극(14a∼14d)은 은 등의 도전체로 이루어진다.
비아 전극(15a)은 제 1 자성체 시트(11a)에 마련되고, 비아 전극(15b)은 다른 제 1 자성체 시트(11b)에 마련된다. 비아 전극(15a, 15b)은 다른 제 1 자성체 시트(11b)에 마련된 스루홀(16a)을 거쳐 접속되고, 이에 따라 제 1 내부 도체(12)끼리 전기적으로 접속되어 제 1 코일(17)이 구성된다.
마찬가지로, 비아 전극(15c)은 제 1 자성체 시트(11a)에 마련되고, 비아 전극(15d)은 다른 제 1 자성체 시트(11b)에 마련된다. 비아 전극(15c, 15d)은 다른 제 1 자성체 시트(11b)에 마련된 스루홀(16b)을 거쳐 접속되고, 이에 따라 제 1 내부 도체(13)끼리 전기적으로 접속되어 제 2 코일(18)이 구성된다.
비아 전극(15a)은 비아 전극(15c)의 근방, 비아 전극(15b)은 비아 전극(15d) 의 근방에 각각 서로 단락하지 않을 거리를 두고 배치되어 있다.
제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)를 구비한 다른 제 1 자성체 시트(11b)의 상면과, 필요에 따라 제 1 자성체 시트(11a)의 하면과 소정 매수의 더미 자성체 시트(19)(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 그리고, 이들 시트가 적층되어 자성체(20)가 형성된다.
자성체(20)의 일 단면에는 외부 전극(21a, 21c)이 형성되고, 외부 전극(21a)에는 인출 전극(14a), 외부 전극(21c)에는 인출 전극(14c)이 각각 접속되어 있다. 마찬가지로, 자성체(20)의 다른 일 단면에는 외부 전극(21b, 21d)이 형성되고, 외부 전극(21b)에는 인출 전극(14b), 외부 전극(21d)에는 인출 전극(14d)이 각각 접속되어 있다.
실시예 1에서의 노이즈 필터의 제조 방법을 설명한다.
도 3(a)∼도 3(c), 도 4(a)∼도 4(d)는 실시예 1에서의 노이즈 필터의 제조 방법을 나타내는 사시도이다.
우선, 페라이트 가루의 산화물 및 수지로 이루어지는 혼합물로부터, 방형의 제 1 자성체 시트(11a, 11b)가 제작된다.
다음에, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 자성체 시트(11b)가 레이저, 펀칭 등으로 구멍이 뚫려 가공되고, 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)의 타단으로 되는 소용돌이의 중심부 부근에 제 1, 제 2 비아홀(16a, 16b)이 복수 마련된다. 제 1 비아홀(16a)은 제 2 비아홀(16b)의 근방에 형성된다.
다음에, 도 3(b)에 나타내듯이, 제 1, 제 2 비아홀(16a, 16b)을 갖는 다른 제 1 자성체 시트(11b) 상면에, 각각 1회전 이상의 소용돌이 형상의 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)가 인쇄, 도금 등에 의해 형성된다. 제 1 내부 도체(12)의 내측에 제 2 내부 도체(13)가 서로 단락하지 않도록 형성된다. 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)의 타단에 비아 전극(15b, 15d)(도시하지 않음)이 각각 형성된다. 비아 전극(15b, 15d)은 제 1, 제 2 비아홀(16a, 16b)과 각각 접속되는, 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)의 일단은 인출 전극(14b∼14d)(도시하지 않음)과 각각 접속되어 있다.
제 1, 제 2 비아홀(16a, 16b)에 은 등의 도전 재료가 충전된다.
마찬가지로, 제 1 자성체 시트(11a) 상면에 각각 1회전 이상의 소용돌이 형상의 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)가 형성된다.
다음에, 제 1 자성체 시트(11a) 상에 다른 제 1 자성체 시트(11b)가 도 3(c)에 나타내듯이 적층된다. 즉, 밑에서부터 더미 자성체 시트(19), 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)가 형성된 제 1 자성체 시트(11a), 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)가 형성된 다른 제 1 자성체 시트(11b), 더미 자성체 시트(19)의 순서대로 적층된다. 더미 자성체 시트(19)는, 다른 제 1 자성체 시트(11b)에 형성된 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)의 상면 및 필요에 따라 제 1 자성체 시트(11a)의 하면에 소정 매수 배치된다.
제 1, 제 2 비아홀(16a, 16b)을 거쳐 제 1 내부 도체(12)끼리, 제 2 내부 도체(13)끼리 각각 전기적으로 접속된다. 또, 내부 도체(12, 13), 인출 전극(14a∼14d)(도시하지 않음)은 인쇄, 도금, 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 형성 된다.
다음에, 도 4(a)에 나타내듯이 하나의 노이즈 필터에 제 1 내부 도체(12), 제 2 내부 도체(13)가 각각 하나씩 내부에 마련되도록 다이싱 등으로 절단되어 도 4(b)에 나타내는 하나의 적층물(22)이 얻어진다. 적층물(22)의 양단면으로부터 인출 전극(14a, 14c)이 노출되고, 다른 단면에는 인출 전극(14b, 14d)이 각각 노출되어 있다.
다음에, 이 적층물(22)이 소정의 온도, 시간 소성되어 자성체(20)가 형성된다.
다음에, 도 4(c)에 나타내듯이, 배럴 등에 의해서 자성체(20)가 챔퍼링(chamfering)된다.
마지막으로, 도 4(d)에 나타내듯이, 자성체(20)의 양단면에 노출한 인출 전극(14a∼14d)과 접속되는, 은 등의 도전체로 이루어지는 외부 전극(21a∼21d)이 형성되어 노이즈 필터가 제조된다.
외부 전극(21a∼21d)에서는, 은 등의 도전체의 상면에 니켈 도금과, 니켈 도금의 표면에 주석이나 땜납의 저융점 금속도금이 실시되어도 무방하다.
또한, 은 등으로 도전체가 형성된 후에 니켈 도금을 형성하기 전에 진공 중에서 자성체(20)를 불소계 실란커플링제에 함침(含浸)해도 무방하다. 이에 따라 발수성이 있는 불소계 실란커플링제를 자성체(20) 내에 존재하는 미세한 세공(細孔)에 충전할 수 있기 때문에, 노이즈 필터 자신의 내습성을 향상시킬 수 있다.
실시예 1에서의 노이즈 필터는 제 1 자성체 시트(11a, 11b) 상에 각각 형성 된, 서로 영향을 미치는 제 1 내부 도체(12)와 제 2 내부 도체(13)를 길게 할 수 있다. 또한 제 1, 제 2 내부 도체(12, 13)를 갖는 제 1 자성체 시트(11a, 11b)를 복수 갖기 때문에, 필터에서는 영향을 서로 미치는 제 1 내부 도체(12)와 제 2 내부 도체(13)가 더 길어진다. 이에 따라 필터는 공통 모드의 노이즈에 대한 임피던스가 보다 높아진다. 이 결과, 공통 모드의 노이즈 제거 특성이 높은 노이즈 필터가 얻어진다.
즉, 제 1 코일(17)과 제 2 코일(18)에 동일 방향, 즉 자성체(20)의 상면에서 보아 동일 방향의 전류가 흘러, 제 1 내부 도체(12) 및 제 2 내부 도체(13)에서 각각 발생하는 자속을 서로 강하게 한다. 따라서 실시예 1에 따른 필터는 공통 모드의 임피던스값을 도 7에서 나타낸 종래의 노이즈 필터보다 높게 할 수 있다. 제 1 코일(17)과 제 2 코일(18)에 동일 방향의 전류가 흐르는 경우에 제 1 내부 도체(12)와 제 2 내부 도체(13)의 임피던스가 높아지고, 이들 내부 도체가 공통 모드의 노이즈를 저감한다.
제 1 내부 도체(12)와 제 2 내부 도체(13)를 1회전 이상의 소용돌이 형상으로 형성되기 때문에, 나선 형상, 사행 형상 등의 다른 형상보다 인접하는 제 1 내부 도체(12)와 제 2 내부 도체(13)를 길게 할 수 있고, 이에 따라, 공통 모드의 임피던스를 높게 할 수가 있다.
또한, 제 1 내부 도체(12)와 제 2 내부 도체(13)가, 서로 단락하지 않을 정도로 그 사이의 거리가 최단으로 되면, 내부 도체(12, 13)에서 발생하는 자계가 서로 강하게 하고, 이에 따라 공통 모드의 임피던스를 보다 높게 할 수 있다.
제 1 내부 도체(12)와 제 2 내부 도체(13)가 마련된 제 1 자성체 시트는, 자성체 시트(11a, 11b)의 2개가 아니라, 3개 이상이라도 관계없다. 이에 따라 내부 도체(12, 13)에서 발생하는 자계가 서로 더 강하게 하고, 이에 따라 공통 모드의 임피던스를 더 높게 할 수가 있다.
단, 소용돌이 형상의 제 1 내부 도체(12)의 내측, 또는 외측에 제 2 내부 도체(13)가 위치하지 않도록, 즉, 내부 도체(12, 13)가 오버랩되지 않고 별개로 배치된 경우에는, 소용돌이 형상이더라도 내부 도체(12, 13) 사이의 거리가 길어진다. 그 결과, 각각에 발생하는 자계가 서로 강하게 하지 않고, 공통 모드의 임피던스를 높게 할 수 없다.
(실시예 2)
도 5(a)∼도 5(c)는 본 발명의 실시예 2에서의 노이즈 필터의 평면도이다. 실시예 1과 마찬가지의 구성을 갖는 것에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
도 5(a)∼도 5(c)에서, 제 1 내부 도체(12) 및 제 2 내부 도체(13)가 형성된 제 1 자성체 시트(11b, 11a)의 상면에, 제 1 내부 도체(12)와 접속된 제 3 내부 도체(24)만을 갖는 제 2 자성체 시트(25)가, 하면에는 제 2 내부 도체(13)와 접속된 제 4 내부 도체(26)만을 갖는 제 3 자성체 시트(27)가 각각 마련되어 있다. 제 4 내부 도체(26)는 제 3 자성체 시트(27)가 아니라, 더미 자성체 시트(19)에 직접 마련되어도 무방하다.
이와 같이 하면, 제 2 자성체 시트(25)에 형성된 제 3 내부 도체(24)와 제 3 자성체 시트(27)에 형성된 제 4 내부 도체(26)는, 제 1 내부 도체(12) 및 제 2 내부 도체(13)의 양쪽이 형성된 제 1 자성체 시트(11b)를 거쳐 거리가 멀어진다. 따라서 제 1 코일(17)과 제 2 코일(18)과 역 방향의 전류가 흐른 경우에도 각각 발생하는 자속을 서로 약하게 하는 일이 없다. 이에 따라 정상 모드의 임피던스를 높게 할 수 있다.
제 1 코일(17)과 제 2 코일(18)에 동일 방향의 전류가 흐른 경우에는, 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 제 1 자성체 시트(11b)에 마련된 내부 도체(12) 및 제 2 내부 도체(13)에 의해 공통 모드의 임피던스를 높게 할 수 있다.
즉, 상기한 도 5의 필터에서는 공통 모드, 정상 모드 양쪽의 임피던스를 높게 할 수 있다.
이 때, 제 1 내부 도체(12)와 제 3 내부 도체(24)가 제 1 코일(17)을 형성하고, 제 2 내부 도체(13)와 제 4 내부 도체(26)가 제 1 코일(18)을 형성한다. 제 3 내부 도체(24), 제 4 내부 도체(26)는 나선 형상, 소용돌이 형상 등의 나선형의 형상을 갖는다. 이에 따라, 직선형 등에 비해 발생하는 자속이 강하게 되기 때문에, 정상 모드의 임피던스를 높게 할 수 있다.
제 2 자성체 시트(25)에 형성된 제 3 내부 도체(24), 제 3 자성체 시트(27)에 형성된 제 4 내부 도체(26)의 길이를 적절히 조정하면, 제 1 코일(17), 제 2 코일(18) 각각의 전체 길이, 즉 인출 전극간의 길이를 각각 동일하게 할 수 있다. 이에 따라 제 1 코일(17), 제 2 코일(18)의 저항값, 임피던스값을 동일하게 할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 제 1 코일(17), 제 2 코일(18)의 저항값, 임피던스를 동일하게 하는 제 3 내부 도체(24), 제 4 내부 도체(26)를 마련하는 경우, 제 3 내부 도체(24)의 상면과 제 4 내부 도체(26)의 하면 중 적어도 한쪽에 비자성물이 마련된다. 이에 따라 제 3 내부 도체(24) 및/또는 제 4 내부 도체(26)에서 각각 발생하는 자속을 작게 할 수 있기 때문에, 제 3 내부 도체(24) 및/또는 제 4 내부 도체(26)에서의 정상 모드, 공통 모드의 임피던스를 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 제 1 자성체 시트(11b)에 마련된 제 1 내부 도체(12) 및 제 2 내부 도체(13)에서 발생하는 정상 모드, 공통 모드의 임피던스를 안정시킬 수 있다.
비자성물로서, 제 3 내부 도체(24) 상면 및/또는 제 4 내부 도체(26) 하면에 아무것도 마련하지 않도록 해도 무방하다. 유리, 수지 등을 비자성체로서 마련하면, 제 3 내부 도체(24), 제 4 내부 도체(26)의 절연성, 내습성을 향상할 수 있다.
또, 제 1 자성체 시트(11b)에 형성된 제 1 내부 도체(12) 및 제 2 내부 도체(13)의 하면에 제 3 내부 도체(24)만을 갖는 제 2 자성체 시트(25)를 마련하고, 상면에 제 4 내부 도체(26)만을 갖는 제 3 자성체 시트(27)를 각각 마련해도 무방하다.
도 13에 나타낸 종래의 노이즈 필터는 제 1 코일 패턴(2)이 제 2 코일 패턴(3)의 외측에 형성되기 때문에, 제 1 코일(4), 제 2 코일(5)의 저항값, 임피던스를 동일하게 할 수 없다.
제 1 내부 도체(12)와 제 2 내부 도체(13)의 양쪽이 마련된 제 1 자성체 시 트는 자성체 시트(11b)만 1개가 아니라, 2개 이상으로 마련되어도 상관없다.
실시예 2에서는 실시예 1과 마찬가지로, 자성체 시트에 실란커플링제를 함침하면 내습성이 높은 필터가 얻어진다.
이하, 본 발명의 실시예 1 및 2에서의 노이즈 필터를, 전자기기의 일례로서 휴대전화 등의 무선 통신 기기에서의 한 쌍의 신호선에 사용하는 방법에 대해서 설명한다.
휴대전화의 헤드셋 등의 통신선의 신호선은 보통 한 쌍의 케이블, 즉 한 쌍의 신호선으로 구성되어 있고, 휴대전화의 반송파 등의 고주파 신호가 복사 노이즈로서 케이블에 대하여 동시에 동일 위상으로 중첩하기 쉽다. 따라서 이 신호선에는 공통 모드의 고주파 노이즈가 입력된다. 한편, 휴대전화의 음성 신호나 제어 신호는 정상 모드의 신호로 된다.
정상 모드의 신호가 공통 모드의 고주파 노이즈에 의해서 장해를 받는 것은, 회로 중의 비선형 소자와 정전 용량에 의해 신호 중의 낮은 주파수 성분이 보통의 정상 모드의 신호에 중첩되기 때문이다.
실시예 1 및 2에서 노이즈 필터가 사용되는 형태를 도 6(a)에 나타낸다. 본 발명의 노이즈 필터(33)는, 헤드폰(35)에 접속되어 있는 헤드셋의 2개의 신호선(34)에, 도 1에 나타낸 양단부의 외부 전극(21a∼21d)을 거쳐 접속되어 있다. 즉, 제 1 코일(17), 제 2 코일(18)에 각각 신호선(34)이 접속되어 있다.
이 때, 도 6(b)에 나타내는 것과 같은, TDMA 방식의 휴대전화의 송수신 회로에서의 900㎒의 반송파(TDMA 캐리어)(31)가 217㎐의 버스트 주파수(32)로 송수신되 고 있는 경우, 217㎐가 검파되고, 정상 모드의 음성 신호에 중첩되어 가청 잡음이 들린다. 따라서, 정상 모드, 유기되는 공통 모드의 전류를 억제할 수 있으면, 음성 출력 등의 노이즈를 저감할 수 있다.
도 6(c)은 실시예 1 및 2에서의 노이즈 필터의 감쇠 특성, 즉 주파수와 감쇠량의 관계를 나타낸다. 휴대전화의 반송파의 주파수 900㎒에서도 공통 모드, 정상 모드의 노이즈가 감쇠되어 있다. 따라서 반송파 900㎒와 함께 검파된 버스트(32)의 주파수 217㎐의 신호를 저감할 수 있고, 가청 잡음을 들리지 않게 할 수 있다.
실시예 1과 2의 노이즈 필터를 휴대전화 등의 무선 통신 기기에서의 한 쌍의 신호선에, 각각 제 1 코일(17), 제 2 코일(18)에 접속시키면, 공통 모드의 노이즈가 인가되는 한 쌍의 신호선에서 공통 모드, 정상 모드 양쪽의 임피던스를 높게 할 수 있는 신호를 감쇠할 수 있다. 따라서 예컨대 한 쌍의 신호선으로서의 오디오선에서는 가청 잡음을 저감할 수 있다.
(실시예 3)
도 7은 본 발명의 실시예 3에서의 노이즈 필터의 분해 사시도이다. 그 필터는 제 1 절연체층(121)과, 제 1 절연체층(121)의 상면에 마련된 소용돌이 형상의 제 1 도체(127)와, 제 1 절연체층(121)의 상면에 마련되고 제 1 도체(127)와 거의 병행인 소용돌이 형상으로 마련된 제 2 도체(128)를 갖는다. 제 2 도체(128)와 제 1 도체(127)는 2조 소용돌이를 형성한다.
또한 그 필터는 제 1 도체(127)와 제 2 도체(128)를 사이에 유지하도록 하여 제 1 절연체층(121)의 상부에 마련된 제 2 절연체층(122)과, 제 2 절연체층(122)에 마련되고 내부에 도전재가 충전된 스루홀(131a, 131b)과, 제 2 절연체층(122)의 상면에 마련된 소용돌이 형상의 도체인 제 3 도체(129)와, 제 2 절연체층(122)의 상면에 마련되고 제 3 도체(129)와 거의 병행인 소용돌이 형상으로 마련된 도체인 제 4 도체(130)를 갖는다. 제 4 도체(130)는 제 3 도체(129)와 2조 소용돌이를 형성한다. 제 3 도체(129)는 스루홀(131a)을 거쳐 제 1 도체(127)와 접속되고, 제 4 도체(130)는 스루홀(131b)을 거쳐 제 2 도체(128)와 전기적으로 접속된다. 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 도체(127∼130)는 인쇄법에 의해 형성되어도 무방하지만, 도금 공법에 의해 형성하면 보다 높은 치수 정밀도로 세밀한 소용돌이 형상으로 할 수 있다.
제 2 절연체층(122)은 제 1 절연체층(121) 및 제 3 절연체층(123)보다도 낮은 투자율을 갖는다.
도 8은 실시예 3에서의 노이즈 필터의 사시도이다. 노이즈 필터(133)는 4개의 외부 전극(132)을 갖고, 그 전극은 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 도체(127∼130) 중 어느 하나와 각각 전기적으로 접속된다.
본 실시예에 따르면, 제 1 도체(127) 내지 제 4 도체(130)가 소용돌이 형상으로 형성되고, 제 1 도체(127)와 제 2 도체(128)는 거의 병행하게 배치되며, 제 3 도체(129)와 제 4 도체(130)는 거의 병행하게 배치된다. 이에 따라, 하나의 절연체층에 마련된 소용돌이 형상의 각 도체 사이의 거리를 짧게 할 수 있고, 또한 일층당의 자로(磁路)를 소용돌이 형상으로 하는 것으로 도체를 길게 할 수 있다. 따 라서 각 도체에서 발생하여 서로 영향을 미치는 자계가 강하게 되어, 공통 모드 성분의 임피던스를 크게 할 수 있다. 부가하여, 스루홀(131)을 갖는 제 2 절연체층(122)의 투자율이 다른 절연체층의 투자율 이하이다. 즉 제 1 도체(127)와 제 2 도체(128)의 도체 사이와 제 3 도체(129)와 제 4 도체(130)의 도체 사이가 저투자율의 제 2 절연체층(122)으로 끼워진다. 따라서 이들 도체에서 발생하는 자계를 보다 강하게 할 수 있어, 효율적으로 공통 모드의 노이즈를 억제할 수 있다.
제 1 도체(127)로부터 제 4 도체(130)를 사이에 유지하도록 배치되는 제 1 절연체층(121) 및 제 3 절연체층(123)의 투자율을 낮게 함으로써, 보다 가일층의 공통 모드의 노이즈 억제 효과가 얻어진다.
각 절연체층 및 저투자율의 절연체층은 도 8에 나타내듯이, 일체 소결(燒結)되어 얻어진다. 저투자율의 절연체층인 제 2 절연체층(122)에는 Ni-Zn-Cu-Co계 페라이트를 이용할 수 있다. 절연체층(122)에 비자성체를 이용하면 가일층의 노이즈 억제 효과를 얻을 수 있고, 그 재료로서는 고토감람석(forsterite)계 유리, 알루미나 유리계 유전체, Zn-Cu계 페라이트가 적당하다.
(실시예 4)
도 9는 실시예 4에서의 노이즈 필터의 분해 사시도, 도 10은 필터의 제 1 절연체층의 상면도이다. 제 2 절연체층(122)의 투자율이 제 1 절연체층(121)과 제 3 절연체층(123)과 같은 투자율을 갖는다. 예컨대 증착법에 의해 형성된 제 1, 제 2 도체(127, 128) 사이와, 마찬가지로 형성된 제 3, 제 4 도체(129, 130) 사이 중 적 어도 한쪽에 저투자율의 절연체(124)가 마련된다. 또한 절연체(124)의 투자율이 이 도체의 상하면의 절연체층(121~123)의 그것보다 낮다. 실시예 3에서 설명한 것과 동일한 것은 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
제 1 도체(127) 내지 제 4 도체(130)는 소용돌이 형상으로 형성되고, 제 1 도체(127)와 제 2 도체(128)는 거의 병행하게 배치되며, 제 3 도체(129)와 제 4 도체(130)는 거의 병행하게 배치된다. 이에 따라 하나의 절연체층에 마련된 소용돌이 형상의 각 도체 사이의 거리를 짧게 할 수 있다. 또한 일층당 자로를 소용돌이 형상으로 함으로써 길게 할 수 있고, 이에 따라 각 도체에서 발생하여 서로 영향을 미치는 자계가 강하게 되어 공통 모드 성분의 임피던스를 크게 할 수 있다. 부가하여, 제 1 도체(127)와 제 2 도체(128)의 도체 사이 및 제 3 도체(129)와 제 4 도체(130)의 도체 사이에 각각 끼워진 저투자율의 절연체(124)에 의해, 이들 도체에서 발생하는 자계를 보다 강하게 할 수 있어, 효율적으로 공통 모드의 노이즈를 억제할 수 있다.
제 1 도체(127)로부터 제 4 도체(130)를 끼우도록 배치되는 제 1 절연체층(121) 및 제 3 절연체층(123)의 투자율을 낮게 하는 것으로 보다 가일층의 노이즈 억제 효과가 얻어진다.
저투자율의 절연체(124)의 재료로서는, 실시예 3과 같은 것을 사용하는 것과 마찬가지의 효과를 갖는다.
(실시예 5)
도 11은 실시예 5에서의 노이즈 필터의 분해 사시도이다. 제 2 절연체층(122)의 투자율은 제 1 절연체층(121)과 제 3 절연체층(123)의 그것과 동일하다. 예컨대 인쇄법에 의해 형성된 제 1, 제 2 도체(127, 128) 상과, 상기와 마찬가지로 형성된 제 3, 제 4 도체(129, 130) 상 중 적어도 한쪽을 덮도록 저투자율의 절연체(125)가 마련된다. 또한 절연체(125)의 투자율은 다른 절연체층(121~123)의 그것보다 낮다. 실시예 3에서 설명한 것과 같은 것은 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
제 1 도체(127) 내지 제 4 도체(130)는 소용돌이 형상으로 형성되고, 제 1 도체(127)와 제 2 도체(128)는 거의 병행하게 배치되며, 제 3 도체(129)와 제 4 도체(130)는 거의 병행하게 배치된다. 이에 따라 하나의 절연체층에 마련된 소용돌이 형상의 각 도체 사이의 거리를 짧게 할 수 있다. 또한 일층당 자로를 소용돌이 형상으로 함으로써 길게 할 수 있고, 이에 따라 각 도체에서 발생하여 서로 영향을 미치는 자계의 강도가 강하게 되어, 공통 모드 성분의 임피던스를 크게 할 수 있다. 부가하여, 저투자율의 절연체(125)는 다른 절연체층보다 투자율이 낮다. 제 1 도체(127)와 제 2 도체(128)의 도체 사이 및 제 3 도체(129)와 제 4 도체(130)의 도체 사이에 끼워진 저투자율의 절연체(125)에 의해, 이들 도체에서 발생하는 자계를 보다 강하게 할 수 있어, 효율적으로 공통 모드의 노이즈를 억제할 수 있다.
제 1 도체(127)로부터 제 4 도체(130)를 끼우도록 배치되는 제 1 절연체층(121) 및 제 3 절연체층(123)의 투자율을 낮게 함으로써 보다 가일층의 노 이즈 억제 효과가 얻어진다.
저투자율의 절연체(125)의 재료도 실시예 3과 같은 것을 사용하는 것과 마찬가지의 효과를 갖는다.
(실시예 6)
도 12는 실시예 6에서의 노이즈 필터의 분해 사시도이다. 제 2 절연체층(122)의 투자율은 제 1 절연체층(121)과 제 3 절연체층(123)과 동일하다. 예컨대 도금 공법에 의해 형성된 제 2 도체(128)와 제 3 도체(129) 사이에 저투자율의 절연체(126)가 마련되고, 절연체(126)가 다른 절연체층(121~123)보다 낮은 투자율을 갖는다. 실시예 3에서 설명한 것과 같은 것은 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
적어도 제 2 도체(128)와 제 3 도체(129)는 소용돌이 형상으로 형성되어, 일층당 자로를 길게 할 수 있다. 이에 따라 제 2 도체(128) 및 제 3 도체(129)에서 발생하는 자계를 크게 할 수 있어, 공통 모드 성분의 임피던스를 크게 할 수 있다. 부가하여, 저투자율의 절연체(126)는 다른 절연체층보다 투자율이 낮기 때문에, 제 2 도체(128)와 제 3 도체(129) 사이에 저투자율의 절연체(126)를 끼우는 것에 의해, 자계를 서로 강하게 하는 방향으로 대향시켜 배치할 수 있다. 이것으로 자계를 서로 더 강하게 하여, 효율적으로 공통 모드의 노이즈를 억제할 수 있다.
제 1 도체(127)로부터 제 4 도체(130)를 끼우는 제 1 절연체층(121) 및 제 3 절연체층(123)의 투자율을 낮게 함으로써, 보다 가일층의 노이즈 억제 효과가 얻어 진다. 또한 저투자율의 절연체(126)의 재료로서 실시예 3과 같은 것을 사용하는 것과 마찬가지의 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 노이즈 필터에서는, 동일 자성체 시트에 배치된, 영향을 서로 미치는 제 1 내부 도체와 제 2 내부 도체를 길게 할 수 있다. 이와 같은 내부 도체를 갖는 자성체 시트를 복수 갖는 것에 따라, 영향을 서로 미치는 제 1 내부 도체와 제 2 내부 도체가 더 길어진다. 이에 따라, 공통 모드의 노이즈에 대한 임피던스를 보다 높게 할 수 있는 필터가 얻어진다.
Claims (22)
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- 제 1 절연체층과,상기 제 1 절연체층의 제 1 면에 마련된 소용돌이 형상의 제 1, 제 2 도체 와,상기 제 1 절연체층의 상기 제 1 면의 위쪽에 마련된, 제 2 면이 상기 제 1 절연체층과 대향하는, 스루홀을 갖는 제 2 절연체층과,상기 제 2 절연체층의 상기 제 1 면에 마련되고, 상기 스루홀을 거쳐 상기 제 1, 제 2 도체와 각각 전기적으로 접속된 소용돌이 형상의 제 3, 제 4 도체와,상기 제 3, 제 4 도체의 상면에 마련된 제 3 절연체층과,상기 제 1 내지 제 4 도체의 단부에 각각 접속된 외부 전극을 구비하되,상기 제 1, 제 2 도체가 거의 병행하게 배치되고, 제 3, 제 4 도체가 거의 병행하게 배치되며, 상기 제 2 절연체층의 투자율은 상기 제 1, 제 3 절연체층의 투자율 이하인노이즈 필터.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 2 절연체층이 Ni-Zn-Cu-Co계 페라이트로 이루어지는 노이즈 필터.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 2 절연체층이 저투자율 재료로 이루어지는 노이즈 필터.
- 제 9 항에 있어서,상기 저투자율 재료는 고토감람석(forsterite)계 유리, 알루미나 유리계 유전체, Zn-Cu계 페라이트 중 하나인 노이즈 필터.
- 제 1 절연체층과,상기 제 1 절연체층의 제 1 면에 마련된 소용돌이 형상의 제 1, 제 2 도체와,상기 제 1 절연체층의 상기 제 1 면의 위쪽에 마련된, 제 2 면이 상기 제 1 절연체층과 대향하는, 스루홀을 갖는 제 2 절연체층과,상기 제 2 절연체층의 제 1 면에 마련되고, 상기 스루홀을 거쳐 상기 제 1, 제 2 도체에 각각 접속된 소용돌이 형상의 제 3, 제 4 도체와,상기 제 3, 제 4 도체의 상면에 마련된 제 3 절연체층과,상기 제 1 내지 제 4 도체의 단부에 각각 전기적으로 접속된 외부 전극과,상기 제 1, 제 2 도체 사이와 상기 제 3, 제 4 도체 사이 중 적어도 한쪽에 배치된, 상기 제 1 내지 제 3 절연체층 중 적어도 하나의 투자율 이하의 투자율을 갖는 절연체를 구비하되,상기 제 1, 제 3 도체는 거의 병행하게 배치되고, 제 2, 제 4 도체는 거의 병행하게 배치된노이즈 필터.
- 제 11 항에 있어서,상기 절연체가 Ni-Zn-Cu-Co계 페라이트로 이루어지는 노이즈 필터.
- 제 11 항에 있어서,상기 절연체가 저투자율 재료로 이루어지는 노이즈 필터.
- 제 13 항에 있어서,상기 저투자율 재료가 고토감람석계 유리, 알루미나 유리계 유전체, Zn-Cu계 페라이트 중 하나인 노이즈 필터.
- 제 1 절연체층과,상기 제 1 절연체층의 제 1 면에 마련된 소용돌이 형상의 제 1, 제 2 도체와,상기 제 1 절연체층의 상기 제 1 면의 위쪽에 마련된, 제 2 면이 상기 제 1 절연체층과 대향하는, 스루홀을 갖는 제 2 절연체층과,상기 제 2 절연체층의 제 1 면에 마련되고, 상기 스루홀을 거쳐 상기 제 1, 제 2 도체에 각각 접속된 소용돌이 형상의 제 3, 제 4 도체와,상기 제 2 절연체층의 상기 제 1 면의 위쪽에 마련된 제 3 절연체층과,상기 제 1 내지 제 4 도체의 단부에 각각 접속된 외부 전극과,상기 제 1, 제 2 절연층 사이와, 상기 제 2, 제 3 절연층 사이 중 적어도 한쪽에 마련된, 상기 제 1, 제 2, 제 3 절연층 이하의 투자율을 갖는 제 4 절연층을 구비하되,상기 제 1, 제 3 도체는 거의 병행하게 배치되고, 제 2, 제 4 도체가 거의 병행하게 배치되는노이즈 필터.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 4 절연체층이 Ni-Zn-Cu-Co계 페라이트로 이루어지는 노이즈 필터.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 4 절연체층이 저투자율 재료로 이루어지는 노이즈 필터.
- 제 17 항에 있어서,상기 저투자율 재료는 고토감람석계 유리, 알루미나 유리계 유전체, Zn-Cu계 페라이트 중 하나인 노이즈 필터.
- 제 1 절연체층과,상기 제 1 절연체층의 제 1 면에 마련된 소용돌이 형상의 제 1 도체와,상기 제 1 절연체층의 상기 제 1 면의 위쪽에 마련된, 제 2 면이 상기 제 1 절연체층과 대향하는, 제 1 스루홀을 갖는 제 2 절연체층과,상기 제 2 절연체층의 제 1 면에 마련된, 상기 제 1 스루홀을 거쳐 상기 제 1 도체와 접속되는 소용돌이 형상의 제 2 도체와,상기 제 2 절연체층의 상기 제 1 면의 위쪽에 마련된, 제 2 면이 상기 제 2 절연체층과 대향하는 제 3 절연체층과,상기 제 3 절연체층의 제 1 면에 마련된 소용돌이 형상의 제 3 도체와,상기 제 3 절연체층의 상기 제 1 면의 위쪽에 마련된, 제 2 면이 상기 제 3 절연체층과 대향하는, 제 2 스루홀을 갖는 제 4 절연체층과,상기 제 4 절연체층의 제 1 면에 마련된, 상기 제 2 스루홀을 거쳐 상기 제 3 도체와 접속되는 소용돌이 형상의 제 4 도체와,상기 제 4 절연체층의 상기 제 1 면의 위쪽에 마련된 제 5 절연체층과,상기 제 1 내지 제 4 도체의 단부에 각각 접속된 외부 전극을 구비하되,상기 제 2, 제 3 도체는 모두 제 1, 제 4 도체의 감긴 수보다 많고, 상기 제 2 내지 제 4 절연체층 중 적어도 하나의 절연체층의 투자율이 상기 제 1 내지 제 4 절연체층의 다른 절연체층의 투자율 이하인노이즈 필터.
- 제 19 항에 있어서,상기 하나의 절연체층이 Ni-Zn-Cu-Co계 페라이트로 이루어지는 노이즈 필터.
- 제 19 항에 있어서,상기 적어도 하나의 절연체층이 저투자율 재료로 이루어지는 노이즈 필터.
- 제 21 항에 있어서,상기 저투자율 재료는 고토감람석계 유리, 알루미나 유리계 유전체, Zn-Cu계 페라이트 중 하나인 노이즈 필터.
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