JP2017092452A - コモンモードフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】インピーダンス特性を向上させるとともに、フィルタリング周波数領域を維持することができるコモンモードフィルタを提供する。【解決手段】本発明は、第１磁性体シートと、上記第１磁性体シートの上部に配置され、らせん状のコイルを少なくとも一つ以上含むコイルシートと、上記コイルシートの上部に配置される第２磁性体シートと、を含み、上記第１磁性体シートと上記コイルシートの間、または上記第２磁性体シートと上記コイルシートの間にはプライマー層が配置され、上記プライマー層の厚さは３μｍ〜７μｍであるコモンモードフィルタに関するものである。【選択図】図２

Description

本発明は、コモンモードフィルタに関するものである。

技術の発展に伴い、携帯電話、家電製品、ＰＣ、ＰＤＡ、ＬＣＤなどの電子機器がアナログ方式からデジタル方式に変化し、処理するデータ量の増加によって高速化している傾向にある。これにより、高速信号送信インターフェースとしてＵＳＢ ２．０、ＵＳＢ ３．０、及び高品位マルチメディアインターフェイス（ｈｉｇｈ−ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＨＤＭＩ（登録商標））が広く普及している。これらのインターフェースは、現在のパーソナルコンピュータ及びデジタル高画質テレビのような多くのデジタルデバイスで使用されている。

これらの高速インターフェースは、長い間一般的に用いられたシングルエンド（ｓｉｎｇｌｅ−ｅｎｄ）送信システムとは異なり、一対の信号ラインを使用して差動信号（差動モード信号）を送信する差動信号システムを採用する。しかし、デジタル化及び高速化している電子機器は、外部からの刺激に敏感であるため、高周波ノイズによる信号の歪みが頻繁に発生している。

これらの異常電圧及びノイズの原因としては、回路内で発生するスイッチング電圧、電源電圧に含まれている電源ノイズ、不要な電磁信号または電磁雑音などが挙げられる。これらの異常電圧及び高周波ノイズが回路に流入することを防止するための手段としてコモンモードフィルタ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ：ＣＭＦ）を使用している。

このようなコモンモードフィルタのインピーダンス（Ｉｍｐｅｄｅｎｃｅ）特性を向上させることができる方案が求められている。

韓国公開特許第２０１４−０１１６６７８号公報

本発明の目的は、インピーダンス特性を向上させるとともに、フィルタリング周波数領域を維持することができるコモンモードフィルタを提供することにある。

また、本発明の目的は、差動モード（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｅ）の伝送効率を向上させることができるコモンモードフィルタを提供することにある。

本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタは、積層型コモンモードフィルタで、第１磁性体シートと、上記第１磁性体シートの上部に配置され、らせん状のコイルを少なくとも一つ以上含むコイルシートと、上記コイルシートの上部に配置される第２磁性体シートと、を含み、上記第１磁性体シートと上記コイルシートの間、または上記第２磁性体シートと上記コイルシートの間にはプライマー層が配置され、上記プライマー層の厚さは３μｍ〜７μｍである。

本発明の他の実施形態によるコモンモードフィルタは、薄膜型コモンモードフィルタで、磁性体基板と、上記磁性体基板の上部に配置され、らせん状のコイルを少なくとも一つ以上含むコイル基板と、上記コイル基板の上部に配置される上部磁性体シートと、を含み、上記磁性体基板と上記コイル基板の間、または上記上部磁性体シートと上記コイル基板の間にはプライマー層が配置され、上記プライマー層の厚さは３μｍ〜７μｍである。

本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタは、磁性体シートとコイルシートの間にプライマー（ｐｒｉｍｅｒ）層が配置されるため、インピーダンス特性を向上させるとともに、フィルタリング周波数領域を維持することができる。

また、本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタは、プライマー層により、コイルと磁性体シートが直接接触することを防止することで、差動モード（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｅ）の伝送効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタのうち積層型コモンモードフィルタの斜視図である。 図１のＡ−Ａ'の断面図であって、下部磁性体シートとコイルシートの間にプライマー層が配置される構成を示したものである。 図１のＡ−Ａ'の断面図であって、上部磁性体シートとコイルシートの間にプライマー層が配置される構成を示したものである。 図１のＡ−Ａ'の断面図であって、下部磁性体シートとコイルシートの間、及び上部磁性体シートとコイルシートの間にそれぞれプライマー層が配置される構成を示したものである。 本発明の他の実施形態によるコモンモードフィルタのうち薄膜型コモンモードフィルタの斜視図である。 図５のＢ−Ｂ'の断面図であって、磁性体基板とコイル基板の間にプライマー層が配置される構成を示したものである。 図５のＢ−Ｂ'の断面図であって、上部磁性体シートとコイル基板の間にプライマー層が配置される構成を示したものである。 図５のＢ−Ｂ'の断面図であって、磁性体基板とコイル基板の間、及び上部磁性体シートとコイル基板の間にそれぞれプライマー層が配置される構成を示したものである。

以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

本明細書で用いられる用語は、実施形態を説明するためのもので、本発明を制限するものではない。本明細書において、単数形は文言で特に言及しない限り、複数形も含む。明細書で用いられる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、記載された構成要素、段階、動作、及び／または素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作、及び／または素子の存在または追加を排除しない。

本発明は、説明の便宜のためにコアレス（ｃｏｒｅｌｅｓｓ）コモンモードフィルタに基づいて説明するが、これらに限定されるものではなく、コアを有するコモンモードフィルタにも適用可能である。

図１は、本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタのうち積層型コモンモードフィルタの斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ'の断面図であって、下部磁性体シートとコイルシートの間にプライマー層が配置される構成を示したものである。

図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタ１００の構成を参照すると、コモンモードフィルタ１００は、内部に少なくとも一つ以上のらせん状のコイル１２１、１２２、１２３、１２４を含む磁性体本体１０１、及び外部電極１４１、１４２、１４３、１４４を含む。

磁性体本体１０１は、第１及び第２磁性体シート１１０、１３０、及びコイルシート１２０を含む。

第１及び第２磁性体シート１１０、１３０は、磁性セラミック材料で形成されることができる。

第１磁性体シート１１０とは、コイルシート１２０の下部に位置する下部磁性体シートを意味し、第２磁性体シート１２０とは、コイルシート１２０の上部に位置する上部磁性体シートを意味する。

コイルシート１２０は、複数のフェライト層を積層して形成されることができる。

コイルシート１２０は、少なくとも一つ以上のコイルを含むことができ、図示されたように、第１〜第４コイル１２１、１２２、１２３、１２４を含むことができるが、これに制限されるものではない。

第１〜第４コイル１２１、１２２、１２３、１２４は、フェライト層に導電性材料で構成される導電線を少なくとも１回以上巻線してらせん状に形成するか、または導電性ペーストやフォトレジスト工法などを用いて形成することができる。

第１〜第４コイル１２１、１２２、１２３、１２４の一端部は、磁性体本体１０１の側面の一部に露出する。

コイルシート１２０は、第１〜第４コイル１２１、１２２、１２３、１２４をフェライト層に形成した後、フェライト層を積層及び圧着して形成されることができる。

第１及び第２コイル１２１、１２２は、フェライト層の導電性ビア（図示せず）によって互いに電気的に連結されることができる。導電性ビアは、ビアホールをレーザーパンチングまたは機械的パンチングの方法で形成し、ビアホールに導電性材料を充填して形成することができる。

第１コイル１２１は第１外部電極１４１と電気的に連結され、第２コイル１２２は第２外部電極１４２と電気的に連結されることができる。

また、第３及び第４コイル１２３、１２４は、フェライト層の導電性ビア（図示せず）によって互いに電気的に連結されることができる。また、第３コイル１２３は第３外部電極１４３と電気的に連結され、第４コイル１２４は第４外部電極１４４と電気的に連結されることができる。

図２を参照すると、第１磁性体シート１１０とコイルシート１２０の間にはプライマー層１５０が配置される。

別のコアが形成されていないコアレスタイプ（Ｃｏｒｅｌｅｓｓ ｔｙｐｅ）のコモンモードフィルタの場合、従来は、多層のコイルを形成するために、ビルドアップ絶縁フィルムが用いられた。このようなビルドアップ絶縁フィルムは、コイルシート１２０と磁性体シート１１０との接着性を高める役割を果たした。

従来、接着層として用いられたビルドアップ絶縁フィルムの厚さが約１５μｍであったため、磁性体シートの厚さは約１７０μｍであった。

接着層の厚さが減少すると、インピーダンス特性は向上するが、コモンモード（ｃｏｍｍｏｎ ｍｏｄｅ）をフィルタリングできる周波数幅が低周波側に移動するという問題が発生する。また、接着層が存在しない場合、コイルと磁性体シートが直接接触すると、差動モード（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｅ）の伝送効率が低くなる。したがって、このような接着層の厚さを最適化する必要がある。

インピーダンス特性を向上させるためには絶縁層の厚さを減少させる必要がある。しかし、接着層が薄すぎるか存在しない場合は、フィルタリング領域が低周波領域に移動するという問題があり、差動モードの伝達効率が低下するという問題がある。

本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタ１００は、ビルドアップ絶縁フィルムの代わりにプライマー層１５０が第１磁性体シート１１０とコイルシート１２０の間に配置され、プライマー層１５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍを有するため、インピーダンス特性を向上させ、周波数幅が低周波側に移動することを防止するとともに、差動モードの高伝送効率を有することができる。

プライマー層１５０の厚さが３μｍ未満の場合は、透磁率は増加するが、フィルタリングできる領域が減少する。また、７μｍを超える場合は、透磁率の増加効果が少ない。

コモンモードフィルタ１００の総厚さが一定の場合、プライマー層１５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍであると、第１磁性体シート１１０の厚さｔ２は１７８μｍ〜１８２μｍを有することができる。

下記表１は、コアがない０６０５コモンモードフィルタ（ｃｏｒｅｌｅｓｓ ０６０５ ＣＭＦ、コイル：１４μｍ、フェライトシートのインダクタンス：２１．５）のプライマー層の厚さによるインピーダンス値を測定したものである。

表１から分かるように、プライマー層１５０を有するコモンモードフィルタのインピーダンスが従来のコモンモードフィルタに比べて高インピーダンス値を有することを確認することができる。

即ち、プライマー層１５０が存在しない場合は、最も高いインピーダンス値を有するようになるが、前述のように、プライマー層１５０がないと、コイルと磁性体シートが直接接触するため、差動モード（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｅ）の伝送効率が低くなるという問題がある。

プライマー層１５０は、ＢＰＡ ｔｙｐｅ ｅｐｏｘｙ、ｂｉｐｈｅｎｙｌ ｅｐｏｘｙ、ｒｕｂｂｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｅｐｏｘｙ、ｎｏｖｏｌａｃ ｔｙｐｅ硬化剤、ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒから選択されるいずれか一つ、またはこれらの組み合わせであってよい。

また、プライマー層１５０の添加剤は、非磁性体の無機物粉末、例えば、シリカ（ｓｉｌｉｃａ）またはアルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）であってよい。

図３は、図１のＡ−Ａ'の断面図であって、第２磁性体シート１３０とコイルシート１２０の間にプライマー層１５０が配置される構成を示したものである。

本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタ１００は、ビルドアップ絶縁フィルムの代わりにプライマー層１５０が第２磁性体シート１３０とコイルシート１２０の間に配置され、プライマー層１５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍを有するため、インピーダンス特性を向上させ、周波数幅が低周波側に移動することを防止するとともに、差動モードの高伝送効率を有することができる。

プライマー層１５０の厚さが３μｍ未満の場合は、透磁率は増加するが、フィルタリングできる領域が減少する。また、７μｍを超える場合は、透磁率の増加効果が少ない。

コモンモードフィルタ１００の総厚さが一定の場合、プライマー層１５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍであると、第２磁性体シート１３０の厚さｔ２は、１７８μｍ〜１８２μｍを有することができる。

図４は、図１のＡ−Ａ'の断面図であって、第１磁性体シート１１０とコイルシート１２０の間、及び第２磁性体シート１３０とコイルシート１２０の間にそれぞれプライマー層が配置される構成を示したものである。

本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタ１００は、ビルドアップ絶縁フィルムの代わりにプライマー層１５０が第１磁性体シート１１０とコイルシート１２０の間、及び第２磁性体シート１３０とコイルシート１２０の間に配置され、プライマー層１５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍを有するため、インピーダンス特性を向上させ、周波数幅が低周波に移動することを防止するとともに、差動モードの高伝送効率を有することができる。

プライマー層１５０の厚さが３μｍ未満の場合は、透磁率は増加するが、フィルタリングできる領域が減少する。また、７μｍを超える場合は、透磁率の増加効果が少ない。

コモンモードフィルタ１００の総厚さが一定の場合、プライマー層１５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍであると、第１及び第２磁性体シート１１０、１３０の厚さｔ２は、１７８μｍ〜１８２μｍを有することができる。

図５は、本発明の他の実施形態によるコモンモードフィルタのうち薄膜型コモンモードフィルタの斜視図であり、図６は図５のＢ−Ｂ'の断面図であって、磁性体基板とコイル基板の間にプライマー層が配置される構成を示したものである。

図５及び図６を参照して、本発明の他の実施形態によるコモンモードフィルタ２００の構成を参照すると、コモンモードフィルタ２００は、内部に少なくとも一つ以上のらせん状のコイル２２１、２２２を含む磁性体本体２０１、及び外部電極２４１、２４２、２４３、２４４を含む。

磁性体本体２０１は、磁性体基板２１０、コイル基板２２０、及び上部磁性体シート２３０を含む。

磁性体基板２１０及び上部磁性体シート２３０は、磁性セラミック材料で形成されることができる。

コイル基板２２０は、フェライト基板に複数のコイルを形成し、絶縁層で覆って形成することができる。例えば、第１及び第２コイル２２１、２２２は、フェライト基板に導電性材料で構成される導電線を少なくとも１回以上巻線してらせん状に形成するか、または導電性ペースト、フォトレジスト工法などを用いて形成することができる。

コイル基板２２０は、少なくとも一つ以上のコイルを含むことができ、図示されたように、第１及び第２コイル２２１、２２２を含むことができるが、これに制限されるものではない。

第１及び第２コイル２２１、２２２の一端部は、接続電極２７０を介して磁性体本体２０１の上面の一部に露出することができる。接続電極２７０により、第１コイル２２１は第１及び第３外部電極２４１、２４３と電気的に連結されることができ、第２コイル２２２は第２及び第４外部電極２４２、２４４と電気的に連結されることができる。

第１及び第２コイル２２１、２２２は、導電性ビア（図示せず）によって互いに電気的に連結されることができる。導電性ビアは、ビアホールをレーザーパンチングまたは機械的パンチング方法で形成し、ビアホールに導電性材料を充填して形成することができる。

図６を参照すると、磁性体基板２１０とコイル基板２２０の間には、プライマー層２５０が配置される。

別のコアが形成されていないコアレスタイプ（Ｃｏｒｅｌｅｓｓ ｔｙｐｅ）のコモンモードフィルタの場合、従来は、多層のコイルを形成するために、ビルドアップ絶縁フィルムが用いられた。このようなビルドアップ絶縁フィルムは、コイル基板２２０と磁性体基板２１０との接着性を高める役割を果たした。

従来、接着層として用いられたビルドアップ絶縁フィルムの厚さが約１５μｍであったため、磁性体シートの厚さは約１７０μｍであった。

接着層の厚さが減少すると、インピーダンス特性は向上するが、コモンモード（ｃｏｍｍｏｎ ｍｏｄｅ）をフィルタリングできる周波数幅が低周波側に移動するという問題が発生する。また、接着層が存在しない場合、コイルと磁性体シートが直接接触すると、差動モード（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｅ）の伝送効率が低くなる。したがって、このような接着層の厚さを最適化する必要がある。

インピーダンス特性を向上させるためには絶縁層の厚さを減少させる必要がある。しかし、接着層が薄すぎるか存在しない場合は、フィルタリング領域が低周波領域に移動するという問題があり、差動モードの伝達効率が低下するという問題がある。

本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタ２００は、ビルドアップ絶縁フィルムの代わりにプライマー層２５０が磁性体基板２１０とコイル基板２２０の間に配置され、プライマー層２５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍを有するため、インピーダンス特性を向上させ、周波数幅が低周波側に移動することを防止するとともに、差動モードの高伝送効率を有することができる。

プライマー層２５０の厚さが３μｍ未満の場合は、透磁率は増加するが、フィルタリングできる領域が減少する。また、７μｍを超える場合は、透磁率の増加効果が少ない。

コモンモードフィルタ２００の総厚さが一定の場合、プライマー層２５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍであると、磁性体基板２１０の厚さｔ２は、１７８μｍ〜１８２μｍを有することができる。

プライマー層２５０は、ＢＰＡ ｔｙｐｅ ｅｐｏｘｙ、ｂｉｐｈｅｎｙｌ ｅｐｏｘｙ、ｒｕｂｂｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｅｐｏｘｙ、ｎｏｖｏｌａｃ ｔｙｐｅ硬化剤、ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒから選択されるいずれか一つ、またはこれらの組み合わせであってよい。

また、プライマー層２５０の添加剤は、非磁性体の無機物粉末、例えば、シリカ（ｓｉｌｉｃａ）またはアルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）であってよい。

図７は、図５のＢ−Ｂ'の断面図であって、上部磁性体シートとコイル基板の間にプライマー層が配置される構成を示したものである。

本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタ２００は、ビルドアップ絶縁フィルムの代わりにプライマー層２５０が上部磁性体シート２３０とコイル基板２２０の間に配置され、プライマー層２５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍを有するため、インピーダンス特性を向上させ、周波数幅が低周波側に移動することを防止するとともに、差動モードの高伝送効率を有することができる。

プライマー層２５０の厚さが３μｍ未満の場合は、透磁率は増加するが、フィルタリングできる領域が減少する。また、７μｍを超える場合は、透磁率の増加効果が少ない。

コモンモードフィルタ２００の総厚さが一定の場合、プライマー層２５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍであると、上部磁性体シート２３０の厚さｔ２は、１７８μｍ〜１８２μｍを有することができる。

図８は、図５のＢ−Ｂ'の断面図であって、磁性体基板２１０とコイル基板２２０の間、及び上部磁性体シート２３０とコイル基板２２０の間にそれぞれプライマー層が配置される構成を示したものである。

本発明の一実施形態によるコモンモードフィルタ２００は、ビルドアップ絶縁フィルムの代わりにプライマー層２５０が上部磁性体基板２１０とコイル基板２２０の間、及び上部磁性体シート２３０とコイル基板２２０の間に配置され、プライマー層２５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍを有するため、インピーダンス特性を向上させ、周波数幅が低周波に移動することを防止するとともに、差動モードの高伝送効率を有することができる。

プライマー層２５０の厚さが３μｍ未満の場合は、透磁率は増加するが、フィルタリングできる領域が減少し、７μｍを超える場合は、透磁率の増加効果が少ない。

コモンモードフィルタ２００の総厚さが一定の場合、プライマー層２５０の厚さｔ１が３μｍ〜７μｍであると、磁性体基板２１０と上部磁性体シート２３０の厚さｔ２は、１７８μｍ〜１８２μｍを有することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。

１００、２００ コモンモードフィルタ
１０１、２０１ 磁性体本体
１１０ 第１磁性体シート
１２０ コイルシート
１３０ 第２磁性体シート
１５０、２５０ プライマー層
２１０ 磁性体基板
２２０ コイル基板
２３０ 上部磁性体シート

Claims (8)

1. 第１磁性体シートと、
   前記第１磁性体シートの上部に配置され、らせん状のコイルを少なくとも一つ以上含むコイルシートと、
   前記コイルシートの上部に配置される第２磁性体シートと、を含み、
   前記第１磁性体シートと前記コイルシートの間、または前記第２磁性体シートと前記コイルシートの間にはプライマー層が配置され、
   前記プライマー層の厚さは３μｍ〜７μｍである、コモンモードフィルタ。
2. 前記プライマー層は、前記第１磁性体シートと前記コイルシートの間に配置される、請求項１に記載のコモンモードフィルタ。
3. 前記プライマー層は、前記第２磁性体シートと前記コイルシートの間に配置される、請求項１に記載のコモンモードフィルタ。
4. 前記プライマー層は、前記第１磁性体シートと前記コイルシートの間、及び前記第２磁性体シートと前記コイルシートの間にそれぞれ配置される、請求項１に記載のコモンモードフィルタ。
5. 磁性体基板と、
   前記磁性体基板の上部に配置され、らせん状のコイルを少なくとも一つ以上含むコイル基板と、
   前記コイル基板の上部に配置される上部磁性体シートと、を含み、
   前記磁性体基板と前記コイル基板の間、または前記上部磁性体シートと前記コイル基板の間にはプライマー層が配置され、
   前記プライマー層の厚さは３μｍ〜７μｍである、コモンモードフィルタ。
6. 前記プライマー層は、前記磁性体基板と前記コイル基板の間に配置される、請求項５に記載のコモンモードフィルタ。
7. 前記プライマー層は、前記上部磁性体シートと前記コイル基板の間に配置される、請求項５に記載のコモンモードフィルタ。
8. 前記プライマー層は、前記磁性体基板と前記コイル基板の間、及び前記上部磁性体シートと前記コイル基板の間にそれぞれ配置される、請求項５に記載のコモンモードフィルタ。