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

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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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