JP6524409B2 - Common mode noise filter and method of manufacturing the same - Google Patents
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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小形で薄型のコモンモードノイズフィルタ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a small and thin common mode noise filter used in various electronic devices such as digital devices, AV devices, and information communication terminals, and a method of manufacturing the same.
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の積層部１と、第１の積層部１上に設けられ２つのコイル２が内蔵された非磁性体部３と、非磁性体部３上に設けられた第２の積層部４とを備え、非磁性体部３のコイル２の巻軸部に磁性体部５を形成していた。
As shown in FIG. 6, the conventional common mode noise filter of this type includes a first laminated
また、このコモンモードノイズフィルタは、図７に示すように、第１の積層部１上に２つのコイル２が内蔵された非磁性体部３を積層した後、２つのコイル２の巻軸部にレーザを照射して凹部６を形成していた。そして、この凹部６に磁性材料を充填して磁性体部５を形成し、その後、非磁性体部３に第２の積層部２を積層してから焼成し、さらに、外部電極を形成するようにしていた。
Further, as shown in FIG. 7, in this common mode noise filter, after laminating the
このコモンモードノイズフィルタでは、２つのコイル２を交差する磁界を磁性体部５で強め、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。
In this common mode noise filter, the magnetic field crossing the two
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
As a prior art document related to the invention of this application, for example,
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、レーザを照射して形成された凹部６は、テーパー状になるため、非磁性体部３の下側部分の直径が小さくなる。
In the above-described conventional common mode noise filter, since the
また、レーザの強度を上げれば、凹部６の非磁性体部３の下側部分の直径を大きくすることはできるが、第１の積層部１を貫通してしまう恐れがある。このため、レーザの強度を下げざるを得ず、この結果、非磁性体部３の下側部分の直径を大きくすることができないため、磁性体部５を通る磁束が少なくなり、これにより、２つのコイル２を交差する磁界を強くすることができない。したがって、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ず、コモンモードノイズの除去機能が低下してしまうという課題を有していた。
In addition, if the laser intensity is increased, the diameter of the lower portion of the
本発明は上記従来の課題を解決するもので、コモンモードノイズの除去機能を向上させ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。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a common mode noise filter that can improve the function of removing common mode noise.
上記目的を解決するために本発明は、第１の積層部と、前記第１の積層部上に設けられ２つのコイルを有する非磁性体部と、前記非磁性体部上に設けられた第２の積層部とを備え、前記非磁性体部の前記コイルの巻軸部に、下方になるにつれて徐々に面積が小さくなる磁性体部を形成し、前記第１の積層部の厚みを前記第２の積層部の厚みより厚くし、前記第１の積層部と前記磁性体部を同じ磁性材料で構成した構成を有する。
In order to solve the above object, the present invention provides a first laminated portion, a nonmagnetic portion provided on the first laminated portion and having two coils, and a second portion provided on the nonmagnetic portion. Forming a magnetic body portion having a gradually decreasing area toward the lower side on the winding shaft portion of the coil of the nonmagnetic body portion, and forming a thickness of the first lamination portion The first laminated portion and the magnetic portion are made of the same magnetic material and have a thickness greater than the thickness of the laminated
本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１の積層部の厚みが厚いことから、レーザの強度を上げても第１の積層部を貫通してしまう可能性が小さくなるため、磁性体部の非磁性体部の下側部分の直径を大きくすることができ、これにより、コイルを交差する磁界を強くすることができるため、コモンモードノイズの除去機能を向上させることができるという効果を奏するものである。 In the common mode noise filter of the present invention, since the thickness of the first laminated portion is thick, the possibility of penetrating the first laminated portion is reduced even if the laser intensity is increased. The diameter of the lower portion of the magnetic portion can be increased, and thereby the magnetic field crossing the coils can be strengthened, so that the function of removing common mode noise can be improved. is there.
また、磁性体部の面積が大きい側（上面部分）の第２の積層部の厚みを薄くしているが、磁性体部の面積が大きい側から出る磁束の量が多いため、第２の積層部の厚みが薄くても、磁束が２つのコイル全体を回るようにすることができ、逆に磁性体部の面積が小さい側から出る磁束の量は小さいため、磁性体部の面積が小さい側（下面部分）の第１の積層部の厚みを厚くして、磁束が２つのコイル全体を回るようにしている。この結果、コイルの磁気結合を強めることができるため、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効果を奏するものである。 In addition, although the thickness of the second stacked portion on the side (upper surface portion) where the area of the magnetic portion is large is reduced, the amount of magnetic flux emitted from the side where the area of the magnetic portion is large is large. Even if the thickness of the portion is small, the magnetic flux can be made to go around the entire two coils, and conversely, the amount of magnetic flux coming out from the side with a small area of the magnetic portion is small. The thickness of the first laminated portion (lower surface portion) is increased so that the magnetic flux travels around the entire two coils. As a result, the magnetic coupling of the coil can be intensified, so that the impedance of the common mode component can be increased.
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断面図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図である。 FIG. 1 is a sectional view of a common mode noise filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the common mode noise filter.
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に示すように、第１の積層部１１と、前記第１の積層部１１上に設けられ２つのコイル１２が内蔵された非磁性体部１３と、前記非磁性体部１３上に設けられた第２の積層部１４とを備え、前記非磁性体部１３の前記コイル１２の巻軸部に、下方になるにつれて徐々に面積が小さくなる磁性体部１５を形成し、前記第１の積層部１１の厚みを前記第２の積層部１４の厚みより厚くしている。
The common mode noise filter according to one embodiment of the present invention is, as shown in FIG. 1, a first laminated portion 11 and a nonmagnetic material provided on the first laminated portion 11 and incorporating two coils 12. A body portion 13 and a second laminated
上記構成において、前記第１の積層部１１は、シート状に構成されたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料からなる複数の磁性体層で構成されている。 In the above-described configuration, the first laminated portion 11 is formed of a plurality of magnetic layers made of a magnetic material such as Ni-Cu-Zn ferrite which is formed in a sheet shape.
また、前記２つのコイル１２は、それぞれ渦巻状のコイル導体で構成され、独立した２つのコイル１２同士が磁気結合するようになっている。 The two coils 12 are each formed of a spiral coil conductor, and two independent coils 12 are magnetically coupled to each other.
そして、前記非磁性体部１３は、第１の積層部１１の上面に積層され、複数の非磁性体層を積層することによって形成され、また、この非磁性体部１３は、シート状に構成されたＣｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料からなる非磁性体層で構成されている。 The nonmagnetic portion 13 is stacked on the upper surface of the first stacked portion 11 and formed by stacking a plurality of nonmagnetic layers, and the nonmagnetic portion 13 is formed in a sheet shape. It is comprised by the nonmagnetic material layer which consists of nonmagnetic materials, such as the said Cu-Zn ferrite and glass ceramic.
さらに、非磁性体部１３の内部には、２つのコイル１２が形成され、また、２つのコイル１２を構成するコイル導体は、それぞれ非磁性体層に銀等の導電材料を渦巻状にめっきまたは印刷することにより形成されている。なお、２つのコイル１２は、非磁性体部１３と第１、第２の積層部１１、１４との界面に形成してもよい。
Furthermore, two coils 12 are formed inside the nonmagnetic portion 13, and coil conductors constituting the two coils 12 are each plated with a conductive material such as silver in a nonmagnetic layer, It is formed by printing. The two coils 12 may be formed at the interface between the nonmagnetic portion 13 and the first and second stacked
そして、前記第２の積層部１４は、非磁性体部１３の上面に積層され、シート状に構成されたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料からなる複数の磁性体層で構成されている。また、この第２の積層部１４全体の積層方向の厚みは、第１の積層部１１全体の積層方向の厚みより薄くなっている。
The second laminated
なお、第１の積層部１１の下面にさらに非磁性材料からなる他の非磁性層を形成してもよい。同様に、第２の積層部１４の上面にさらに非磁性材料からなる他の非磁性層を形成してもよい。さらに、前記他の非磁性層の代わりに磁性層と他の非磁性層からなる積層物を形成してもよい。また、第１の積層部１１または第２の積層部１４を一体の磁性物で構成し、非磁性体部１３に接着剤を介して接合させるようにしてもよい。
Note that another nonmagnetic layer made of a nonmagnetic material may be further formed on the lower surface of the first stacked portion 11. Similarly, another nonmagnetic layer made of nonmagnetic material may be formed on the upper surface of the second stacked
さらにまた、前記磁性体部１５は、２つのコイル１２の巻軸部において、下方になるにつれて徐々に面積が小さくなる（テーパー状になっている）ように非磁性体部１３に設けられている。したがって、上面視にて最上部の面積が最下部の面積より大きくなっている。さらに、断面から見て磁性体部１５は線対称に形成される。また、磁性体部１５は、第１、第２の積層部１１、１４と同一の磁性材料で形成され、焼成後に、磁性体部１５は、第１、第２の積層部１１、１４と一体化される。
Furthermore, the
そして、上記した構成により、図２に示すようなコモンモードノイズフィルタの本体部１６が形成される。また、この本体部１６の両端面には、４つの外部電極１７が設けられ、そしてこの外部電極１７はそれぞれ２つのコイル１２の各両端部と接続されている。さらに、外部電極１７は、本体部１６の端面に銀を印刷することにより形成され、またこれら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、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を形成する。
Then, with the above-described configuration, the
以下、図３において、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。 Hereinafter, in FIG. 3, a method of manufacturing the common mode noise filter according to the embodiment of the present invention will be described.
まず、図３（ａ）に示すように、第１の積層部１１の上面に、内部に２つのコイル１２が形成された非磁性体部１３を積層する。 First, as shown in FIG. 3A, the nonmagnetic portion 13 in which the two coils 12 are formed is stacked on the upper surface of the first stacked portion 11.
次に、図３（ｂ）に示すように、コイル１２の最も内側にある部分よりも内側でコイル巻軸中心となる部分に、レーザを照射して、非磁性体部１３を貫通し下方になるにつれて徐々に面積が小さくなる（テーパー状になっている）凹部１８を形成する。このとき、同時に第１の積層部１１の上部の一部分にも凹部１８を連続するように形成する。また、凹部１８は第１の積層部１１の底面まで貫通しないようにする。
Next, as shown in FIG. 3 (b), a laser is irradiated to a portion located inside the innermost portion of the coil 12 and centered on the coil winding axis, penetrating the nonmagnetic portion 13 and downward. As a result, the
次に、図３（ｃ）に示すように、凹部１８にＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料１５ａを充填し、非磁性体部１３に磁性体部１５を形成する。そして、第１の積層部１１に形成された凹部１８にも磁性材料１５ａが充填されるので、第１の積層部１１に異種材料が形成されることはなく、第１の積層部１１全体が最終的に、磁性材料で構成されることになり、さらに、焼成時に一体化される。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、図３（ｄ）に示すように、非磁性体部１３の上面に第２の積層部１４を積層して本体部１６を構成する。その後、８５０℃〜９５０℃の温度で焼成する。
Next, as shown in FIG. 3D, the second laminated
最後に、図２に示すように、本体部１６に２つのコイル１２の両端部と接続する外部電極１７を形成する。
Finally, as shown in FIG. 2, external electrodes 17 connected to both ends of the two coils 12 are formed in the
上記したよう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においては、第１の積層部１１の厚みが厚いことから、レーザの強度を上げても第１の積層部１１を貫通してしまう可能性が小さくなるため、磁性体部１５の非磁性体部１３の下側部分の直径を大きくすることができ、これにより、コイル１２を交差する磁界を強くすることができるため、コモンモードノイズの除去機能を向上させることができるという効果が得られるものである。
As described above, in the common mode noise filter according to the embodiment of the present invention, the first laminated portion 11 is penetrated even if the laser intensity is increased because the thickness of the first laminated portion 11 is thick. Since the possibility is reduced, the diameter of the lower portion of the nonmagnetic portion 13 of the
さらに、第２の積層部１４の厚みを薄くしているため、製品厚みが厚くなることはない。すなわち、製品の薄型化とコモンモードノイズの除去機能向上を両立することができる。また、第１の積層部１１の厚みを厚くした分だけ第２の積層部１４の厚みを薄くすれば製品の厚みは変わらない。
Furthermore, since the thickness of the second
そして、凹部１８の全体を同時に一体的に形成しているため、生産性が低下することもない。
And since the whole of the recessed
図４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磁性体部のテーパー率とコモンモードインピーダンス変化率との関係を示す図である。ここで横軸は、非磁性体部１３の上面における磁性体部１５の面積に対する、上面視で非磁性体部１３の上面における磁性体部１５が形成された部分における非磁性体部１３の下面での磁性体部１５となっていない部分の面積の比率（テーパー率）を表し、縦軸はテーパー率０％（すなわちテーパーが全く付いてない状態）におけるコモンモードインピーダンスに対するコモンモードインピーダンス変化率を表す。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the taper ratio of the magnetic material portion of the common mode noise filter and the rate of change in common mode impedance according to the embodiment of the present invention. Here, the horizontal axis is the lower surface of the nonmagnetic portion 13 in the portion where the
図４から明らかなように、テーパー率が５０％以下の場合、コモンモードインピーダンス変化率を−２０％以内に抑えることができ、好ましい。 As apparent from FIG. 4, when the taper rate is 50% or less, the common mode impedance change rate can be suppressed to within -20%, which is preferable.
図５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積層部厚みとコモンモードインピーダンス変化率との関係を示す図である。ここで横軸は上方の第２の積層部１４の厚みと下方の第１の積層部１１の厚みの比率を表し、縦軸を第２の積層部１４の厚みと第１の積層部１１の厚みを同じにした場合のコモンモードインピーダンスに対するコモンモードインピーダンス変化率を表す。なお、テーパー率を５０％としている。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the thickness of the laminated portion of the common mode noise filter and the rate of change in common mode impedance according to the embodiment of the present invention. Here, the horizontal axis represents the ratio of the thickness of the upper second stacked
図５から明らかなように、上方の第２の積層部１４の厚みを、下方の第１の積層部１１の厚みより薄くした方が、コモンモードインピーダンスの低下を防ぐことができる。
As apparent from FIG. 5, if the thickness of the upper second stacked
すなわち、磁性体部１５の非磁性体部１３の上面における面積が大きいため、この磁性体部１５の面積が大きい側から出る磁束の量が多く、これにより、第２の積層部１４の厚みが薄くても、磁束が２つのコイル１２全体を回るようにすることができ、逆に磁性体部１５の面積が小さい側から出る磁束の量は小さいため、磁性体部１５の面積が小さい側（下面部分）の第１の積層部１１の厚みを厚くして、磁束が２つのコイル１２全体を回るようにしている。この結果、コイル１２の磁気結合を強めることができるため、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。
That is, since the area of the upper surface of the nonmagnetic portion 13 of the
したがって、第２の積層部１４の厚みを第１の積層部１１の厚みより薄くすることで、磁性体部１５の非磁性体部１３の下側部分の直径を大きくすることができ、かつ、コモンモードインピーダンスの低下を防ぐこともできる。
Therefore, by making the thickness of the second stacked
本発明に係るコモンモードノイズフィルタおよびその製造方法は、コモンモードノイズの除去機能を向上させ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、情報通信端末等に使用される小形で薄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。 The common mode noise filter and the method of manufacturing the same according to the present invention have the effect of being able to improve the function of removing common mode noise, and in particular, the small size used in digital devices, AV devices, information communication terminals, etc. Is useful in thin common mode noise filters and the like.
１１ 第１の積層部
１２ コイル
１３ 非磁性体部
１４ 第２の積層部
１５ 磁性体部
11 first stacked portion 12 coil 13
Claims (3)
A non-magnetic material portion provided on the first lamination portion and having two coils, and a second lamination portion provided on the non-magnetic material portion; A magnetic body portion in which the area gradually decreases in the lower direction is formed on the winding shaft portion of the coil of the body portion, the thickness of the first laminated portion is made thicker than the thickness of the second laminated portion , The common mode noise filter which comprised the 1st lamination | stacking part and the said magnetic body part with the same magnetic material .
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