JP2009088367A - コモンモードノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コイルと外部電極との間で絶縁不良やマイグレーション等が発生するのを防止す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。
【解決手段】本発明のコモンモードノイズフィルタは、複数の絶縁層２１，２３，２５，２７，２９，３８が積層された積層体３９と、この積層体３９の両端部に形成された複数の外部電極４０〜４３と、前記積層体３９の内部に設けられた複数の内部導体２２，２４，２６，２８と、前記積層方向に隣り合う前記内部導体２２，２４，２６，２８同士が電気的に接続されて構成された複数のコイル３０，３１とを備え、前記コイル３０，３１を構成する内部導体２２，２４，２６，２８のうち少なくとも１つを十字の渦巻状に構成したものである。
【選択図】図１

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に関するものである。

従来のコモンモードノイズフィルタは、図５に示すように、第１〜第４の絶縁層１〜４のそれぞれの上面に略方形状で渦巻状に構成された第１〜第４の導体５〜８を設け、そして第１の導体５と第２の導体６とをバイア電極９を介して接続することにより第１のコイル１０を形成するとともに、第３の導体７と第４の導体８とをバイア電極１１を介して接続することにより第２のコイル１２を形成していた。

また、前記第１の絶縁層１の下面と第４の導体８の上面に第５の絶縁層１３をそれぞれ設け、さらに、前記第２〜第４の絶縁層２〜４を非磁性体で構成するとともに、前記第１の絶縁層１と第５の絶縁層１３を磁性体で構成していた。

上記のような構成とすることにより、第３の絶縁層３を介して対向する第２の導体６と第３の導体７とを磁気結合させ、これにより、第１のコイル１０と第２のコイル１２のコモンモード成分のインピーダンスを大きくして、コモンモードノイズを除去するようにしていた。

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２００１−６０５１４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、図６に示すように、第２、第３の導体６，７と外部電極１４との距離が近いため、第１のコイル１０、第２のコイル１２と外部電極１４との間での絶縁不良やマイグレーション等が発生する可能性がある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、コイルと外部電極との間で絶縁不良やマイグレーション等が発生するのを防止す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。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、複数の絶縁層が積層された積層体と、この積層体の両端部に形成された複数の外部電極と、前記積層体の内部に設けられた複数の内部導体と、前記積層方向に隣り合う前記内部導体同士が電気的に接続されて構成された複数のコイルとを備え、前記コイルを構成する内部導体のうち少なくとも１つを十字の渦巻状に構成したもので、この構成によれば、コイルと外部電極との距離を離すことができるため、コイルと外部電極との間で絶縁不良やマイグレーション等が発生するのを防止することができるという作用効果が得られるものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、十字の渦巻状の内部導体を有する絶縁層において、前記十字の渦巻状の内部導体における十字の渦巻きの外周部分と外部電極との間に磁性部を形成したもので、この構成によれば、磁性部によってコイルで発生した磁束の漏れを抑えることができるため、コイルのコモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができるという作用効果が得られるものである。

以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタは、コイルを構成する内部導体のうち少なくとも１つを十字の渦巻状に構成しているため、コイルと外部電極との距離を離すことができ、これにより、コイルと外部電極との間で絶縁不良やマイグレーション等が発生するのを防止することができるという優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタについて、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図である。

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタは、図１、図２に示すように、第１の絶縁層２１の上面に設けられた第１の内部導体２２と、前記第１の内部導体２２の上面に設けられた第２の絶縁層２３と、前記第２の絶縁層２３の上面に設けられ、かつ前記第１の内部導体２２に接続された十字の渦巻状の第２の内部導体２４と、前記第２の内部導体２４の上面に設けられた第３の絶縁層２５と、前記第３の絶縁層２５の上面に設けられた十字の渦巻状の第３の内部導体２６と、前記第３の内部導体２６の上面に設けられた第４の絶縁層２７と、前記第４の絶縁層２７の上面に設けられ、かつ前記第３の内部導体２６に接続された第４の内部導体２８と、前記第４の内部導体２８の上面に設けられた第５の絶縁層２９とを備えているものである。

そして、前記第１の内部導体２２とこの第１の内部導体２２に接続された第２の内部導体２４とにより第１のコイル３０が構成され、かつ第３の内部導体２６とこの第３の内部導体２６に接続された第４の内部導体２８とにより第２のコイル３１が構成されている。

また、前記第１の絶縁層２１、第５の絶縁層２９は磁性体で構成し、かつ第２の絶縁層２３、第３の絶縁層２５、第４の絶縁層２７は非磁性体で構成している。

上記構成において、前記第１の絶縁層２１はフェライト等の磁性材料によりシート状に構成されているもので、絶縁性を有している。

前記第１の内部導体２２は、銀等の導電材料をめっきすることにより形成されるもので、第１の絶縁層２１の上面に設けられている。また、この第１の内部導体２２の一端部には、第１の絶縁層２１の側部に露出する第１の引出電極３２が接続されている。

前記第２の絶縁層２３は、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料によりシート状に構成されているもので、絶縁性を有し、かつ第１の内部導体２２の上面に設けられている。また、この第２の絶縁層２３の中央部には第１のバイア電極３３が形成されている。なお、この第１のバイア電極３３は、第１の内部導体２２の他端部と接続されている。

前記第２の内部導体２４は、十字の渦巻状に銀等の導電材料をめっきすることにより形成されるもので、第２の絶縁層２３の上面に設けられている。また、この第２の内部導体２４の一端部には、第２の絶縁層２３の側部に露出する第２の引出電極３４が接続されている。そしてまた、この第２の内部導体２４の他端部、すなわち十字の渦巻きの中心部は第１のバイア電極３３と接続されているもので、これにより、第１のバイア電極３３を介して第１の内部導体２２の他端部と第２の内部導体２４の他端部とが電気的に接続されるため、第１の内部導体２２と、第１の内部導体２２と積層方向に隣り合う第２の内部導体２４とは接続されることになり、これにより、第１の内部導体２２と第２の内部導体２４とからなる第１のコイル３０が形成されるものである。

前記第３の絶縁層２５は、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料によりシート状に構成されているもので、絶縁性を有し、かつ第２の内部導体２４の上面に設けられている。

前記第３の内部導体２６は、十字の渦巻状に銀等の導電材料をめっきすることにより形成されるもので、第３の絶縁層２５の上面に設けられている。また、この第３の内部導体２６の一端部には、第３の絶縁層２５の側部に露出する第３の引出電極３５が接続されている。そして、この第３の内部導体２６は、その大部分が第２の内部導体２４と第３の絶縁層２５を介して上面視にて重なるように対向させている。

さらに、前記第３の絶縁層２５を介して積層方向に隣り合う第２の内部導体２４と第３の内部導体２６は、互いに磁気的な影響を及ぼし合うため、第１のコイル３０と第２のコイル３１との間で磁気結合することになり、これにより、第１のコイル３０、第２のコイル３１のコモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができる。

前記第４の絶縁層２７は、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料によりシート状に構成されているもので、絶縁性を有し、かつ第３の内部導体２６の上面に設けられている。また、この第４の絶縁層２７の中央部には第２のバイア電極３６が形成されている。なお、この第２のバイア電極３６は、第３の内部導体２６の他端部、すなわち十字の渦巻きの中心部と接続されている。

前記第４の内部導体２８は、銀等の導電材料をめっきすることにより形成されるもので、第４の絶縁層２７の上面に設けられている。また、この第４の内部導体２８の一端部には、第４の絶縁層２７の側部に露出する第４の引出電極３７が接続されている。そしてまた、この第４の内部導体２８の他端部は、第２のバイア電極３６と接続されているもので、これにより、第２のバイア電極３６を介して第３の内部導体２６の他端部と第４の内部導体２８の他端部とが電気的に接続されるため、第３の内部導体２６と、第３の内部導体２６と積層方向に隣り合う第４の内部導体２８は接続されることになり、これにより、第３の内部導体２６と第４の内部導体２８とからなる第２のコイル３１が形成されるものである。

なお、前記第２の内部導体２４、第３の内部導体２６を渦巻状にすることによって、第１のコイル３０、第２のコイル３１のコモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができる。さらに、第２、第３の内部導体２４，２６は、少なくともその最外部の形状が上面視にて略十字状であればよい。

また、第１のバイア電極３３および第２のバイア電極３６は、それぞれ第２の絶縁層２３を貫通する孔および第４の絶縁層２７を貫通する孔に銀等の導電体を充填することにより構成している。

前記第５の絶縁層２９はフェライト等の磁性材料によりシート状に構成されているもので、絶縁性を有し、かつ第４の内部導体２８の上面に設けられている。

ここで、前記第２の絶縁層２３、第３の絶縁層２５、第４の絶縁層２７において、非磁性材料としてフェライト系のものを使用すると、第１の絶縁層２１、第５の絶縁層２９とともにフェライト同士となるため、各絶縁層を同時に焼成しても、各絶縁層の接合性が良くなり、安定した製品ができる。

なお、前記第１の絶縁層２１の下面と第５の絶縁層２９の上面にはダミー絶縁層３８が設けられているもので、このダミー絶縁層３８は、シート状に構成され、絶縁性を有しているが、その材料は磁性材料、非磁性材料のどちらで構成しても構わない。また、第１〜第５の絶縁層２１，２３，２５，２７，２９、ダミー絶縁層３８の枚数は、図１に示された枚数に限定されるものではない。

そして、上記したように、第１〜第５の絶縁層２１，２３，２５，２７，２９、ダミー絶縁層３８を積層することにより積層体３９が構成される。また、この積層体３９の両側面には、第１〜第４の外部電極４０〜４３が設けられ、そしてこの第１〜第４の外部電極４０〜４３はそれぞれ前記第１〜第４の引出電極３２，３４，３５，３７と接続されている。

上記したように、上下方向に隣り合い互いに磁気的な影響を及ぼし合う第２の内部導体２４と第３の内部導体２６は十字の渦巻状に構成しているため、図３に示すように外部電極４０〜４３と第１、第２のコイル３０，３１との距離を離すことができる。

また、第１〜第４の引出電極３２，３４，３５，３７も銀等の導電材料をめっきすることにより形成するが、この場合、第１〜第４の引出電極３２，３４，３５，３７は、第１〜第４の内部導体２２，２４，２６，２８と同時に同じ材料で形成するのが好ましい。なお、第１〜第４の内部導体２２，２４，２６，２８および第１〜第４の引出電極３２，３４，３５，３７は、めっきで形成するのではなく、その他印刷や蒸着等の方法で形成してもよい。

さらに、第３の絶縁層２５において第２の内部導体２４および第３の内部導体２６の十字の渦巻きの外側には磁性材料からなる磁性部４４〜４７が設けられている。このとき、この磁性部４４〜４７は第２の内部導体２４および第３の内部導体２６における最も外側にある内部導体よりも外側に形成され、かつ第２の内部導体２４および第３の内部導体２６とは接触しないように設けられている。

この構成により、磁性部４４〜４７によって第１、第２のコイル３０，３１で発生した磁束の漏れを抑えることができるため、第１、第２のコイル３０，３１のコモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができる。また、第２、第３の内部導体２４，２６を十字の渦巻状に構成していることにより、外部電極４０〜４３と第１、第２のコイル３０，３１との距離を離しているため、外部電極４０〜４３と第１、第２のコイル３０，３１との間のスペースが大きくなり、これにより、磁性部４４〜４７の大きさを大きくできるため、コモンモード成分のインピーダンスをより大きくすることができる。

なお、磁性部４４〜４７の形状は、図１、図３に示すような円形状に限定されるものではなく、また、磁性部４４〜４７は図１、図３に示すように第３の内部導体２６だけでなく第２の内部導体２４にも形成してもよい。

次に、本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの製造方法について説明する。

図１、図２において、まず、それぞれの原材料である磁性材料や非磁性材料の粉体および樹脂からなる混合物により、略方形状の第１〜第５の絶縁層２１，２３，２５，２７，２９、ダミー絶縁層３８をそれぞれ所定枚数作製する。このとき、第２の絶縁層２３、第４の絶縁層２７の所定箇所に、レーザ、パンチング等で孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して、第１、第２のバイア電極３３，３６を形成する。

次に、所定枚数のダミー絶縁層３８の上面に、第１の絶縁層２１を配置する。

次に、第１の絶縁層２１の上面に、第１の内部導体２２および第１の引出電極３２を、めっきによって形成する。

次に、第１の内部導体２２の上面に、第１のバイア電極３３が設けられた第２の絶縁層２３を配置する。このとき、第１の内部導体２２の他端部と第１のバイア電極３３とを接続する。

次に、第２の絶縁層２３の上面に、十字の渦巻状の第２の内部導体２４および第２の引出電極３４をめっきによって形成する。このとき、第２の内部導体２４の他端部と第１のバイア電極３３とを接続する。

次に、第２の内部導体２４の上面に、第３の絶縁層２５を配置する。

次に、第３の絶縁層２５の上面に、十字の渦巻状の第３の内部導体２６および第３の引出電極３５をめっきによって形成する。

次に、第３の内部導体２６の上面に、第２のバイア電極３６が設けられた第４の絶縁層２７を配置する。このとき、第３の内部導体２６の他端部と第２のバイア電極３６とを接続する。

次に、第４の絶縁層２７の上面に、第４の内部導体２８および第４の引出電極３７をめっきによって形成する。このとき、第４の内部導体２８の他端部と第２のバイア電極３６とを接続する。

なお、第１の内部導体２２、第２の内部導体２４、第３の内部導体２６、第４の内部導体２８の形成方法は、別途用意したベース板（図示せず）に所定パターン形状の内部導体をめっきによって形成し、その後、この内部導体を各絶縁層に転写することにより形成するものである。

次に、第４の内部導体２８の上面に、第５の絶縁層２９を配置し、その後、第５の絶縁層２９の上面に所定枚数のダミー絶縁層３８を配置して積層体３９を形成する。

なお、上記製造工程においては、製造上の効率を向上させるために、各絶縁層に第１の内部導体２２、第２の内部導体２４、第３の内部導体２６、第４の内部導体２８をそれぞれ複数設けた後、各個片に切断するようにして、同時に複数の積層体３９を得るようにしてもよい。

次に、積層体３９を所定の温度、時間で焼成する。

次に、積層体３９の両側面に、第１〜第４の引出電極３２，３４，３５，３７とそれぞれ接続されるように銀を印刷することにより、第１〜第４の外部電極４０〜４３を形成する。

最後に、第１〜第４の外部電極４０〜４３の表面にめっきによってニッケルめっき層を形成するとともに、さらにこのニッケルめっき層の表面にめっきによってスズやはんだ等の低融点金属めっき層を形成するものである。

上記した本発明の一実施の形態においては、コイル３０，３１を構成する内部導体２４，２６を十字の渦巻状に構成しているため、図３に示すようにコイル３０，３１と外部電極４０〜４３との距離を離すことができ、これにより、コイル３０，３１と外部電極４０〜４３との間で絶縁不良やマイグレーション等が発生するのを防止できるという効果が得られるものである。

なお、コイル３０，３１と外部電極４０〜４３との距離を離すだけなら、渦巻きの直径を小さくすればよいが、この場合は、内部導体の長さが短くなってコイルのインピーダンスが小さくなってしまう。これに対し、本発明の一実施の形態においては、コイル３０，３１の角部をコイル３０，３１の中心方向へ折り返した形状としているため、内部導体の長さが短くなることはなく、その結果、コイルのインピーダンスが小さくなることはないものである。

図４は従来の内部導体の角部と本発明の内部導体の角部の形状を示す図である。なお、従来の内部導体は点線で、本発明の内部導体は実線で表している。図４から明らかなように、従来の内部導体の長さと本発明の内部導体の長さは同じである。

すなわち、内部導体を十字の渦巻状に構成することによって、図５、図６に示すような従来の渦巻状の内部導体を、内部導体の長さを同じ状態で、外部電極と近接する角部を外部電極から離れるようにコイルの中心方向に折り返すことができるため、コイルのインピーダンスが小さくなってしまうということはなく、また外部電極と近接する角部を外部電極から離しているため、絶縁不良やマイグレーション等が発生するのも防止できるものである。

なお、上記本発明の一実施の形態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３０と第２のコイル３１をそれぞれ１つ設けたものについて説明したが、第１のコイル３０と第２のコイル３１をそれぞれ複数設けたアレイタイプにしてもよいものである。

また、十字の渦巻状に構成した内部導体は第２、第３の内部導体の両方ではなく、一方であってもよいものである。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、コイルと外部電極との間で絶縁不良やマイグレーション等が発生するのを防止す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のノイズ対策として使用される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。

本発明の一実施の形態における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主要部の斜視図 同コモンモードノイズフィルタの上面図 従来の内部導体の角部と本発明の内部導体の角部の形状を示す主要部の上面図 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主要部の上面図

符号の説明

２１ 第１の絶縁層
２２ 第１の内部導体
２３ 第２の絶縁層
２４ 第２の内部導体
２５ 第３の絶縁層
２６ 第３の内部導体
２７ 第４の絶縁層
２８ 第４の内部導体
２９ 第５の絶縁層
３０ 第１のコイル
３１ 第２のコイル
３９ 積層体
４０〜４３ 外部電極
４４〜４７ 磁性部

Claims (2)

1. 複数の絶縁層が積層された積層体と、この積層体の両端部に形成された複数の外部電極と、前記積層体の内部に設けられた複数の内部導体と、前記積層方向に隣り合う前記内部導体同士が電気的に接続されて構成された複数のコイルとを備え、前記コイルを構成する内部導体のうち少なくとも１つを十字の渦巻状に構成したコモンモードノイズフィルタ。
2. 十字の渦巻状の内部導体を有する絶縁層において、前記十字の渦巻状の内部導体における十字の渦巻きの外周部分と外部電極との間に磁性部を形成した請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。

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