JP2009231307A - コモンモードノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ショート不良の発生を抑え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１１，１３，１５，１７と、前記複数の絶縁層１１，１３，１５，１７に設けられた第１〜第４の導体１２，１４，１６，１８と、前記第１〜第４の導体１２，１４，１６，１８のそれぞれの一端部に設けられた第１〜第４の引出用電極２３，２５，２６，２８とを備え、前記第１の導体１２と第２の導体１４とを接続するとともに、前記第３の導体１６と第４の導体１８とを接続し、前記第２の導体１４と第３の導体１６の形状を渦巻き状にするとともに互いに対向させ、かつ第２の導体１４と第１の引出用電極２３を上面視にて重ならないように形成するとともに、第３の導体１６と第４の引出用電極２８を上面視にて重ならないように形成したものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、各種電子機器に使用される小型で積層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６に示すように、第１〜第４の絶縁層１ａ〜１ｄの各々の上面にそれぞれ第１〜第４の導体２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設け、そして第１の導体２ａと渦巻き状の第２の導体２ｂとをバイア電極４ａを介して接続することにより第１のコイル２を形成するとともに、渦巻き状の第３の導体３ａと第４の導体３ｂとをバイア電極４ｂを介して接続することにより第２のコイル３を形成し、さらに第４の導体３ｂの上面に第５の絶縁層１ｅを設けていた。また、前記第１の絶縁層１ａと第５の絶縁層１ｅを磁性体で構成し、かつ第２の絶縁層１ｂ〜第４の絶縁層１ｄを非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１のコイル２と第２のコイル３の間を交差する磁界を強めて、第１のコイル２と第２のコイル３のコモンモード成分のインピーダンスを大きくし、これにより、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２００３−１２４０２８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、ショート不良が発生するという課題を有していた。すなわち、図７に示すように、上面視にて第３の導体３ａの一部と第４の導体３ｂの引出用電極３ｃとが重なっているため、低背化しようとして第３の導体３ａと第４の導体３ｂとの距離を短くする（第４の絶縁層１ｄの厚みを薄くする）と、第３の導体３ａと第４の導体３ｂとでショートしてしまう可能性があった。なお、第１の導体２ａと第２の導体２ｂとの関係についても同様である。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、ショート不良の発生を抑え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、複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層に設けられた第１〜第４の導体と、前記第１〜第４の導体のそれぞれの一端部に設けられた第１〜第４の引出用電極とを備え、前記第１の導体と第２の導体とを接続するとともに、前記第３の導体と第４の導体とを接続し、前記第２の導体と第３の導体の形状を渦巻き状にするとともに互いに対向させ、かつ第２の導体と第１の引出用電極を上面視にて重ならないように形成するとともに、第３の導体と第４の引出用電極を上面視にて重ならないように形成したもので、この構成によれば、第１の導体と第２の導体および第３の導体と第４の導体の上面視にて重複する面積を少なくすることができるため、低背化のために第１の導体と第２の導体間および第３の導体と第４の導体間の絶縁層の厚みを薄くした場合においても、ショート不良の発生を抑えることができる。また、第１の導体と第２の導体との対向面積および第３の導体と第４の導体の対向面積を小さくできるため、第１の導体と第２の導体間および第３の導体と第４の導体間で発生する浮遊容量は低減することになり、これにより、コモンモードインピーダンスを高周波領域まで高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。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第２の導体のうち上面視にて第１の引出用電極との近傍に位置する部分および第３の導体のうち上面視にて第４の引出用電極との近傍に位置する部分を、曲線形状またはＣ面形状に構成したもので、この構成によれば、コイルの磁路長が大きく変化しないため、コモンモード成分のインピーダンスを変化させることはなくなり、これにより、ショート不良を抑え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、複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層に設けられた第１〜第４の導体と、前記第１〜第４の導体のそれぞれの一端部に設けられた第１〜第４の引出用電極とを備え、前記第１の導体と第２の導体とを接続するとともに、前記第３の導体と第４の導体とを接続し、前記第２の導体と第３の導体の形状を渦巻き状にするとともに互いに対向させ、かつ第２の導体と第１の引出用電極を上面視にて重ならないように形成するとともに、第３の導体と第４の引出用電極を上面視にて重ならないように形成しているため、第１の導体と第２の導体および第３の導体と第４の導体の上面視にて重複する面積を少なくすることができ、これにより、低背化のために第１の導体と第２の導体間および第３の導体と第４の導体間の絶縁層の厚みを薄くした場合においても、ショート不良の発生を抑えることができるという優れた効果を奏するものである。

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、図３は上面視における第３の導体と第４の導体との関係を示す上面図である。なお、図３は、説明を簡単にするために、第３の導体と第４の導体との上面視での関係のみを示しているものである。

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は、図１〜図３に示すように、第１の絶縁層１１の上面に設けられた第１の導体１２と、前記第１の導体１２の上面に設けられた第２の絶縁層１３と、前記第２の絶縁層１３の上面に設けられ、かつ前記第１の導体１２に接続された渦巻き状の第２の導体１４と、前記第２の導体１４の上面に設けられた第３の絶縁層１５と、前記第３の絶縁層１５の上面に設けられた渦巻き状の第３の導体１６と、前記第３の導体１６の上面に設けられた第４の絶縁層１７と、前記第４の絶縁層１７の上面に設けられ、かつ前記第３の導体１６に接続された第４の導体１８と、前記第４の導体１８の上面に設けられた第５の絶縁層１９とを備えているものである。

そして、前記第１の導体１２とこの第１の導体１２に接続された第２の導体１４とにより第１のコイル２０が構成され、かつ第３の導体１６とこの第３の導体１６に接続された第４の導体１８とにより第２のコイル２１が構成されている。

また、前記第１の絶縁層１１、第５の絶縁層１９は磁性体で構成し、かつ第２の絶縁層１３、第３の絶縁層１５、第４の絶縁層１７は非磁性体で構成しているものである。

上記構成において、前記第１の絶縁層１１は、Ｆｅ₂Ｏ₃をベースとした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の導体１２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１１の上面に設けられている。また、この第１の導体１２の一端部には、第１の絶縁層１１の端部に露出する第１の引出用電極２３が接続されている。なお、第１の引出用電極２３の幅は第１の導体１２の幅より広くなっている。

前記第２の絶縁層１３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の導体１２の上面に設けられている。また、この第２の絶縁層１３の中央部には第１のバイア電極２４が形成されている。なお、この第１のバイア電極２４は、第１の導体１２の他端部１２ａと接続されている。

前記第２の導体１４は、渦巻き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１３の上面に設けられている。また、この第２の導体１４の一端部には、第２の絶縁層１３の端部に露出する第２の引出用電極２５が接続されており、かつこの第２の引出用電極２５の幅は第２の導体１４の幅より広くなっている。そしてまた、この第２の導体１４の他端部１４ａ、すなわち渦巻きの中心部は第１のバイア電極２４と接続されているもので、これにより、この第１のバイア電極２４を介して前記第１の導体１２の他端部１２ａと第２の導体１４の他端部１４ａとが電気的に接続されるため、第１の導体１２と第２の導体１４は接続されることになり、これにより、第１の導体１２と第２の導体１４とからなる第１のコイル２０が形成される。

そして、第１の導体１２の一端部に形成された第１の引出用電極２３は、第２の導体１４と上面視にて重ならないように形成されている。

前記第３の絶縁層１５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の導体１４の上面に設けられている。なお、この第３の絶縁層１５は、その中央部に第２の導体１４および第３の導体１６の渦巻きの内側に位置するように磁性材料からなる磁性部を設けるようにしてもよい。

前記第３の導体１６は、渦巻き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１５の上面に設けられている。また、この第３の導体１６の一端部には、第３の絶縁層１５の端部に露出する第３の引出用電極２６が接続されており、かつこの第３の引出用電極２６の幅は第３の導体１６の幅より広くなっている。そしてまた、前記第３の導体１６は、その大部分が第２の導体１４と第３の絶縁層１５を介して上面視にて重なるように対向している。

そして、前記第３の絶縁層１５を介して上下方向に隣り合う第２の導体１４と第３の導体１６は、互いに磁気的な影響を及ぼし合うため、第１のコイル２０と第２のコイル２１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２０、第２のコイル２１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１７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の導体１６の上面に設けられている。また、この第４の絶縁層１７の中央部には第２のバイア電極２７が形成されている。なお、この第２のバイア電極２７は、第３の導体１６の他端部１６ａ、すなわち渦巻きの中心部と接続されている。

前記第４の導体１８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１７の上面に設けられている。また、この第４の導体１８の一端部には、第４の絶縁層１７の端部に露出する第４の引出用電極２８が接続されており、かつこの第４の引出用電極２８の幅は第４の導体１８の幅より広くなっている。そしてまた、この第４の導体１８の他端部１８ａは第２のバイア電極２７と接続されているもので、これにより、この第２のバイア電極２７を介して前記第３の導体１６の他端部１６ａと第４の導体１８の他端部１８ａとが電気的に接続されるため、第３の導体１６と第４の導体１８は接続されることになり、これにより、第３の導体１６と第４の導体１８とからなる第２のコイル２１が形成される。なお、この場合、前記第２の導体１４、第３の導体１６を渦巻き状に形成することによって、第１のコイル２０、第２のコイル２１のインピーダンスを大きくすることができる。また、第１のバイア電極２４および第２のバイア電極２７は、第２の絶縁層１３を貫通する孔および第４の絶縁層１７を貫通する孔にそれぞれ銀等の導電体を充填することにより構成している。

そして、図３に示すように、第４の導体１８の一端部に形成された第４の引出用電極２８は、第３の導体１６と上面視にて重ならないように形成されている。

前記第５の絶縁層１９は、Ｆｅ₂Ｏ₃をベースとした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の導体１８の上面に設けられている。

ここで、前記第２の絶縁層１３、第３の絶縁層１５、第４の絶縁層１７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１１、第５の絶縁層１９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１１の下面と第５の絶縁層１９の上面にはそれぞれダミー絶縁層２９が設けられているもので、このダミー絶縁層２９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１１，１３，１５，１７，１９、ダミー絶縁層２９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、ノイズフィルタ本体部３０が形成される。また、このノイズフィルタ本体部３０の両端面には、第１〜第４の外部電極３１，３２，３３，３４が設けられ、そしてこの第１〜第４の外部電極３１，３２，３３，３４はそれぞれ前記第１〜第４の引出用電極２３，２５，２６，２８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の導体１４と第３の導体１６を渦巻き状に形成しているため、互いに磁気的に影響を及ぼす導体の長さは長くなり、さらに、磁性を有する第１の絶縁層１１、第５の絶縁層１９の磁界を効果的に活用できるため、第１のコイル２０と第２のコイル２１のコモンモード成分のインピーダンスが大きくなるものである。

また、前記第１〜第４の引出用電極２３，２５，２６，２８も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あるが、この場合、この第１〜第４の引出用電極２３，２５，２６，２８は、前記第１〜第４の導体１２，１４，１６，１８と同時に同じ材料で形成するのが好ましい。なお、この第１〜第４の導体１２，１４，１６，１８および第１〜第４の引出用電極２３，２５，２６，２８は、めっきで形成するのではなく、その他の印刷や蒸着等の方法で形成してもよい。

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３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、溶剤からなる混合物により、方形の第１〜第５の絶縁層１１，１３，１５，１７，１９、ダミー絶縁層２９をそれぞれ所定枚数作製する。このとき、第２の絶縁層１３、第４の絶縁層１７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２４，２７を形成する。

次に、所定枚数のダミー絶縁層２９の上面に、第１の絶縁層１１を積層する。

次に、第１の絶縁層１１の上面に、第１の導体１２および第１の引出用電極２３をめっきによって形成する。

次に、第１の導体１２の上面に、第１のバイア電極２４が設けられた第２の絶縁層１３を配置する。このとき、第１の導体１２の他端部１２ａと第１のバイア電極２４とを接続する。

次に、第２の絶縁層１３の上面に、渦巻き状の第２の導体１４および第２の引出用電極２５をめっきによって形成する。このとき、第２の導体１４の他端部１４ａと第１のバイア電極２４とを接続する。また、第１の引出用電極２３と第２の導体１４が上面視にて重ならないように形成する。

次に、第２の導体１４の上面に、第３の絶縁層１５を配置する。

次に、第３の絶縁層１５の上面に、渦巻き状の第３の導体１６および第３の引出用電極２６をめっきによって形成する。

次に、第３の導体１６の上面に、第２のバイア電極２７が設けられた第４の絶縁層１７を配置する。このとき、第３の導体１６の他端部１６ａと第２のバイア電極２７とを接続する。

次に、第４の絶縁層１７の上面に、第４の導体１８および第４の引出用電極２８をめっきによって形成する。このとき、第４の導体１８の他端部１８ａと第２のバイア電極２７とを接続する。また、第４の引出用電極２８と第３の導体１６が上面視にて重ならないように形成する。

なお、第１の導体１２、第２の導体１４、第３の導体１６、第４の導体１８の形成方法は、別途用意したベース板（図示せず）に所定のパターン形状の導体をめっきによって形成し、その後、この導体を各絶縁層に転写することにより形成する。

次に、第４の導体１８の上面に、第５の絶縁層１９を配置し、その後、第５の絶縁層１９の上面に所定枚数のダミー絶縁層２９を配置して、ノイズフィルタ本体部３０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の導体１２、第２の導体１４、第３の導体１６、第４の導体１８をそれぞれ複数設けた後、各個片に切断するようにして、同時に複数のノイズフィルタ本体部３０を得るようにしてもよい。

次に、ノイズフィルタ本体部３０を所定の温度、時間で焼成する。

次に、ノイズフィルタ本体部３０の両端面に、第１〜第４の引出用電極２３，２５，２６，２８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３１，３２，３３，３４を形成する。

最後に、第１〜第４の外部電極３１，３２，３３，３４の表面にめっきによってニッケルめっき層（図示せず）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すずやはんだ等の低融点金属めっき層（図示せず）を形成する。

上記した本発明の一実施の形態においては、第２の導体１４と第１の引出用電極２３を上面視にて重ならないように形成し、かつ第３の導体１６と第４の引出用電極２８を上面視にて重ならないように形成しているため、第１の導体１２と第２の導体１４および第３の導体１６と第４の導体１８の上面視にて重複する面積を少なくすることができ、これにより、低背化のために第１の導体１２と第２の導体１４間の第２の絶縁層１３と、第３の導体１６と第４の導体１８間の第４の絶縁層１７の厚みを薄くした場合においても、ショート不良の発生を抑えることができるという効果が得られるものである。

すなわち、前記第１の引出用電極２３、第４の引出用電極２８の幅は広くなっているため、第２の導体１４と第１の引出用電極２３が上面視にて重なっている場合や第３の導体１６と第４の引出用電極２８が上面視にて重なっている場合には、重なっている面積が大きくなり、これにより、ショート不良が発生する可能性が高かったが、上記した本発明の一実施の形態のように、第１の引出用電極２３、第４の引出用電極２８が第２の導体１４、第３の導体１６と上面視にて重ならないようにすれば、第１の引出用電極２３、第４の引出用電極２８の幅が広いままでも、ショート不良の発生を抑えることができるものである。そして、この第１の引出用電極２３、第４の引出用電極２８の幅が広ければ、第１〜第４の外部電極３１，３２，３３，３４との接続不良も低減させることができるものである。

また、第１のコイル２０を構成する第２の導体１４と第１の導体１２に接続された第１の引出用電極２３との対向面積を小さくできるため、第１のコイル２０における浮遊容量を低減させることができ、そしてまた、第２のコイル２１を構成する第３の導体１６と第４の導体１８に接続された第４の引出用電極２８との対向面積を小さくできるため、第１のコイル２１における浮遊容量を低減させることができ、これにより、コモンモードインピーダンスを高周波領域まで高くすることができるものである。なお、上述したように、第１の引出用電極２３、第４の引出用電極２８の幅は広くなっているため、これらに対向する部分との浮遊容量は非常に大きいものであったが、第１の引出用電極２３、第４の引出用電極２８が第２の導体１４、第３の導体１６と上面視にて重ならないようにすることによる浮遊容量の低減の効果は大きいものである。

さらに、第２の導体１４と第１の引出用電極２３が上面視にて重なっている場合や第３の導体１６と第４の引出用電極２８が上面視に重なっている場合に、ショート不良の発生を抑えようとすると、第２の導体１４と第１の引出用電極２３との距離、第３の導体１６と第４の引出用電極２８との距離を長くする必要があるが、この場合は、第２の導体１４、第１の引出用電極２３、第３の導体１６、第４の引出用電極２８が絶縁層に食い込まないように、絶縁層の圧縮率を低くすればよい。しかしながら、この場合は、食い込み不足によるデラミネーションが発生してしまう。これに対し、本発明の一実施の形態のように、第１の引出用電極２３、第４の引出用電極２８が第２の導体１４、第３の導体１６と上面視にて重ならないようにすれば、第２の導体１４、第１の引出用電極２３、第３の導体１６、第４の引出用電極２８が絶縁層に食い込むように絶縁層の圧縮率を高くできるため、食い込み不足によるデラミネーションは発生しない。また、絶縁層の圧縮率は絶縁層の溶剤の割合を高くすれば容易に高くすることができる。

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２の導体１４のうち上面視にて第１の引出用電極２３との近傍に位置する部分および第３の導体１６のうち上面視にて第４の引出用電極２８との近傍に位置する部分を図３に示すように直角に構成しているが、この部分は図４に示すようにＣ面形状に構成してもよく、あるいは図５に示すように曲線形状に構成してもよい。

すなわち、図３に示す構成においては、上面視にて重ねないようにする場合、第２の導体１４、第３の導体１６を中心部よりずらして形成せざるを得ないが、図４、図５に示すような形状にすれば、その必要がないため、コイル２０，２１の磁路長は大きく変化せず、これにより、コモンモード成分のインピーダンスを変化させることがなくなるため、ショート不良を抑えることができる。また、直流抵抗値を下げることもできる。

ここで、図４、図５は、説明を簡単にするために、第３の導体１６と、第４の導体１８との上面視での関係のみを示しているものである。

また、上記本発明の一実施の形態においては、第１のコイル２０、第２のコイル２１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２０、第２のコイル２１をそれぞれ複数設けたアレイタイプとし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、ショート不良の発生を抑えることができるという効果を有するものであり、特に各種電子機器に使用される小型で積層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。

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 同コモンモードノイズフィルタの他の例を示す主要部の上面図 同コモンモードノイズフィルタのさらに他の例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

１１ 第１の絶縁層
１２ 第１の導体
１３ 第２の絶縁層
１４ 第２の導体
１５ 第３の絶縁層
１６ 第３の導体
１７ 第４の絶縁層
１８ 第４の導体
１９ 第５の絶縁層
２３ 第１の引出用電極
２５ 第２の引出用電極
２６ 第３の引出用電極
２８ 第４の引出用電極

Claims (2)

1. 複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層に設けられた第１〜第４の導体と、前記第１〜第４の導体のそれぞれの一端部に設けられた第１〜第４の引出用電極とを備え、前記第１の導体と第２の導体とを接続するとともに、前記第３の導体と第４の導体とを接続し、前記第２の導体と第３の導体の形状を渦巻き状にするとともに互いに対向させ、かつ第２の導体と第１の引出用電極を上面視にて重ならないように形成するとともに、第３の導体と第４の引出用電極を上面視にて重ならないように形成したコモンモードノイズフィルタ。
2. 第２の導体のうち上面視にて第１の引出用電極との近傍に位置する部分および第３の導体のうち上面視にて第４の引出用電極との近傍に位置する部分を、曲線形状またはＣ面形状に構成した請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。

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