(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁体層を有する積層体と、この積層体の内部に形成された第１〜第４のコイル導体と、前記積層体の端部に設けられかつ前記第１〜第４のコイル導体の一端部にそれぞれ接続された第１〜第４の外部電極とを備え、前記第１のコイル導体と前記第２のコイル導体とを前記絶縁体層の同一面に形成しかつ他端部同士を接続し、前記第３のコイル導体と前記第４のコイル導体とを他の前記絶縁体層の同一面に形成しかつ他端部同士を接続するとともに、コモンモード電流が前記第１の外部電極および前記第４の外部電極から流入し、前記第２の外部電極および前記第３の外部電極から流出するようにし、さらに、コモンモード電流によって前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とが磁気結合し、前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とが磁気結合するようにし、前記第１のコイル導体のインピーダンス値と前記第３のコイル導体のインピーダンス値を略同一とし、前記第２のコイル導体のインピーダンス値と前記第４のコイル導体略同一としたコモンモードノイズフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、非磁性体層１ａ〜１ｃと、この非磁性体層１ａ〜１ｃの上下に形成された複数の磁性体層２と、非磁性体層１ａ〜１ｃ、磁性体層２を積層して形成された積層体３と、前記非磁性体層１ａ〜１ｃに形成されたスパイラル状の第１のコイル４、第２のコイル５と備え、第１のコイル４の巻き方向と第２のコイル５の巻き方向が上面視にて互いに同一とした構成となっていた。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６０５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、コモンモードノイズを通過させた場合は第１のコイル４と第２のコイル５によって発生したインピーダンスによりコモンモードノイズを除去することができるが、差動信号を通過させた場合、差動信号は第１のコイル４と第２のコイル５とで打ち消し合うため、差動信号のノイズ成分（ノーマルモードノイズ）を除去できないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ノーマルモードノイズの除去も可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数の絶縁体層を有する積層体と、この積層体の内部に形成された第１〜第４のコイル導体と、前記積層体の端部に設けられかつ前記第１〜第４のコイル導体の一端部にそれぞれ接続された第１〜第４の外部電極とを備え、前記第１のコイル導体と前記第２のコイル導体とを前記絶縁体層の同一面に形成しかつ他端部同士を接続し、前記第３のコイル導体と前記第４のコイル導体とを他の前記絶縁体層の同一面に形成しかつ他端部同士を接続するとともに、コモンモード電流が前記第１の外部電極および前記第４の外部電極から流入し、前記第２の外部電極および前記第３の外部電極から流出するようにし、さらに、コモンモード電流によって前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とが磁気結合し、前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とが磁気結合するようにし、前記第１のコイル導体のインピーダンス値と前記第３のコイル導体のインピーダンス値を略同一とし、前記第２のコイル導体のインピーダンス値と前記第４のコイル導体略同一としたもので、この構成によれば、第１〜第４のコイル導体のコモンモードインピーダンスによりコモンモードノイズが除去でき、さらに、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１の外部電極および第４の外部電極から流入したとき、第２のコイル導体に到達する信号は先に第１のコイル導体を流れるため、第２のコイル導体における高周波信号は位相にずれが生じ、これにより、第４のコイル導体と第２のコイル導体とでは信号により発生する磁束を完全に打ち消し合わないため、第４のコイル導体と第２のコイル導体間に差動信号のインピーダンスが発生する。この結果、高周波の差動信号が減衰するため、差動信号で発生したノーマルモードノイズを除去できるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１のコイル導体の他端部と第２のコイル導体の他端部とを接続し、かつ第３のコイル導体の他端部と第４のコイル導体の他端部とを接続するとともに、コモンモード電流が第１の外部電極および第４の外部電極から流入し、第２の外部電極および第３の外部電極から流出するようにし、さらに、コモンモード電流によって前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とが磁気結合し、前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とが磁気結合するようにしているため、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１のコイル導体の一端部および第４のコイル導体の一端部から流入したとき、第２のコイル導体に到達する信号は先に第１のコイル導体を流れ、これにより、第２のコイル導体における高周波信号は位相にずれが生じるため、第４のコイル導体と第２のコイル導体とでは信号により発生した磁束を完全に打ち消し合わず、これにより、第４のコイル導体と第２のコイル導体間に差動信号のインピーダンスが発生する。この結果、高周波の差動信号が減衰するため、差動信号で発生したノーマルモードノイズを除去できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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】同コモンモードノイズフィルタの斜視図
【図３】同コモンモードノイズフィルタの等価回路図
【図４】同コモンモードノイズフィルタの他の例の等価回路図
【図５】同コモンモードノイズフィルタの他の例の等価回路図
【図６】従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
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。
【００１５】
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、積層体１０と、この積層体１０の内部に形成された第１〜第４のコイル導体１１〜１４と、前記積層体１０の端部に設けられかつ前記第１〜第４のコイル導体１１〜１４の一端部１１ａ〜１４ａにそれぞれ接続された第１〜第４の外部電極１５〜１８とを備え、前記第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと前記第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとを接続し、かつ前記第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと前記第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとを接続するとともに、コモンモード電流が前記第１の外部電極１５および前記第４の外部電極１８から流入し、前記第２の外部電極１６および前記第３の外部電極１７から流出するようにし、さらにコモンモード電流によって前記第１のコイル導体１１と前記第３のコイル導体１３とが磁気結合し、前記第２のコイル導体１２と前記第４のコイル導体１４とが磁気結合するようにしているものである。
【００１６】
上記構成において、前記第１〜第４のコイル導体１１〜１４は、それぞれ銀等の導電材料を渦巻状にめっきすることにより形成されている。そして、第１、第２のコイル導体１１，１２は、ともに第２の絶縁体層２１ｂの上面に形成され、第３、第４のコイル導体１３，１４は、ともに第３の絶縁体層２１ｃの上面に形成されている。
【００１７】
また、前記第１のコイル導体１１の一端部１１ａ、第２のコイル導体１２の一端部１２ａは、第２の絶縁体層２１ｂの端面から露出し、第１のコイル導体１１の他端部１１ｂ、第２のコイル導１２の他端部１２ｂは、第１の絶縁体層２１ａに設けられた第１の接続導体２２ａを介して接続されている。
【００１８】
このとき、第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと第１の接続導体２２ａとは、第２の絶縁体層２１ｂに形成された第１のビア電極２３ａを介して接続され、第２のコイル導１２の他端部１２ｂと第１の接続導体２２ａとは、第２の絶縁体層２１ｂに形成された第２のビア電極２３ｂを介して接続されている。
【００１９】
そして、第２の絶縁体層２１ｂの端面から露出した第１のコイル導体１１の一端部１１ａ、第２のコイル導体１２の一端部１２ａは、それぞれ積層体１０の端部に設けられた第１、第２の外部電極１５，１６と直接接続されている。
【００２０】
さらに、前記第３のコイル導体１３の一端部１３ａ、第４のコイル導体１４の一端部１４ａは、ともに第３の絶縁体層２１ｃの上面に設けられ、第３のコイル導体１３の一端部１３ａは、第４の絶縁体層２１ｄに設けられた第２の接続導体２２ｂと接続され、第４のコイル導体１４の一端部１４ａは、第４の絶縁体層２１ｄに設けられた第３の接続導体２２ｃと接続されている。また、第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと第４のコイル導体１４の他端部１４ｂは、第３の絶縁体層２１ｃの上面において互いに接続されている。
【００２１】
このとき、第３のコイル導体１３の一端部１３ａと第２の接続導体２２ｂとは、第４の絶縁体層２１ｄに形成された第３のビア電極２３ｃを介して接続され、第４のコイル導体１４の一端部１４ａと第３の接続導体２２ｃとは、第４の絶縁体層２１ｄに形成された第４のビア電極２３ｄを介して接続されている。
【００２２】
そして、第３のコイル導体１３の一端部１３ａは第２の接続導体２２ｂを介して積層体１０の端部に設けられた第３の外部電極１７と接続され、第４のコイル導体１４の一端部１４ａは第３の接続導体２２ｃを介して積層体１０の端部に設けられた第４の外部電極１８と接続されている。
【００２３】
なお、第２、第３の接続導体２２ｂ、２２ｃの上面には第５の絶縁体層２１ｅが設けられている。これらの第１〜第５の絶縁体層２１ａ〜２１ｅは、下から第１の絶縁体層２１ａ、第２の絶縁体層２１ｂ、第３の絶縁体層２１ｃ、第４の絶縁体層２１ｄ、第５の絶縁体層２１ｅの順に積層され、また、第２〜第４の絶縁体層２１ｂ〜２１ｄは、Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の非磁性材料によりシート状に構成され、第１の絶縁体層２１ａ、第５の絶縁体層２１ｅは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ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。また、第１〜第５の絶縁体層２１ａ〜２１ｅ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。
【００２４】
さらに、前記第１〜第４の外部電極１５〜１８は、積層体１０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。なお、第１、第４の外部電極１５，１８を同一面に、第２、第３の外部電極１６，１７を他の同一面に設ける。
【００２５】
また、前記第１〜第４のビア電極２３ａ〜２３ｄは、第２の絶縁体層２１ｂ、第４の絶縁性層２１ｄの所定の２箇所に、レーザで孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して形成する。
【００２６】
ここで、上面視にて第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３を略同じ位置に配置し、巻き方向も同一方向としている。同様に、上面視にて第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４を略同じ位置に配置し、巻き方向も同一方向としている。この構成により、コモンモードノイズが第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入し、第２の外部電極１６および第３の外部電極１７から流出するコモンモードノイズに対して、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３とが磁気結合し、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４とが磁気結合し、コモンモードノイズを除去できる。一方、差動信号に対しては、第１のコイル導体１１で発生した磁界と第３のコイル導体１３で発生した磁界とが打ち消し合い、第２のコイル導体１２で発生した磁界と第４のコイル導体１４で発生した磁界とが打ち消し合うため、通常は減衰されることなく通過するようになっている。しかし、高周波帯域では、後述するように第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２とでは信号で発生した磁束を完全に打ち消し合わず、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２間で差動信号のインピーダンスが発生し、ノーマルモードノイズが除去される。
【００２７】
図３は、上記した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等価回路図である。
【００２８】
図３からも明らかなように、第１の外部電極１５から流入したコモンモードノイズは、第１のコイル導体１１の後に第２のコイル導体１２に流れ、また第４の外部電極１８から流入したコモンモードノイズは、第４のコイル導体１４の後に第３のコイル導体１３に流れる。したがって、互いに磁気結合する第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４については、第２のコイル導体１２には一旦第１のコイル導体１１に流れてから信号が入ってくるが、第４のコイル導体１４には直接信号が入ってくる。
【００２９】
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のコイル導体１１の他端部１１ｂと第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとを接続し、かつ第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとを接続するとともに、コモンモード電流が第１の外部電極１５および記第４の外部電極１８から流入し、第２の外部電極１６および第３の外部電極１７から流出するようにし、さらにコモンモード電流によって第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３とが磁気結合し、第２のコイル導体１２と前記第４のコイル導体１４とが磁気結合するようにしているため、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１のコイル導体１１の一端部１１ａ（第１の外部電極１５）および第４のコイル導体１４の一端部１４ａ（第４の外部電極１８）から流入したとき、図３で示したように第２のコイル導体１２に到達する信号は先に第１のコイル導体１１を流れ、これにより、第２のコイル導体１２における高周波信号の位相にずれが生じるため、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２とでは信号で発生した磁束を完全に打ち消し合わず、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２間で差動信号のインピーダンスが発生する。この結果、高周波の差動信号が減衰するため、ノーマルモードノイズを除去できるという効果が得られるものである。
【００３０】
すなわち、差動信号は１８０°の位相差があるため、この１８０°の位相差を有する差動信号は、同一の方向つまり第１、第４の外部電極１５，１８から流入し、このとき、第２のコイル導体１２で発生した磁界と第４のコイル導体１４で発生した磁界とが打ち消し合うことになるが、信号が第２のコイル導体１２に流入する前には第１のコイル導体１１に流れることになる。そして、第１のコイル導体１１にはＬ成分（インダクタンス成分）とＲ成分（抵抗成分）が生じ、Ｌ成分とＲ成分の位相差をΦとすると、Φ＝ｔａｎ-1（ωＬ／Ｒ）で表される（ωは信号の位相、Ｌはインダクタンス値、Ｒは抵抗値）。このとき、周波数が高いほど、Ｌ成分の位相がずれるため、第２のコイル導体１２の第４のコイル導体１４との位相差は１８０°からのズレが大きくなり、これにより、差動信号が高周波領域になるほど、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４とでは完全に打ち消し合わないため、高周波の差動信号が減衰する。したがって、差動信号で発生した高周波のノイズを除去でき、かつこのノイズより周波数の低い信号は通過させることができる。このとき、差動信号の周波数はノイズの周波数より低いため、差動信号自体が受ける影響は小さい。
【００３１】
さらに、第３のコイル導体１３に到達する信号は先に第４のコイル導体１４を流れ、第１のコイル導体１１には直接信号が入ってくるため、第３のコイル導体１３における高周波信号の位相にずれが生じ、これにより、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３においても、同様に高周波の差動信号が減衰する。
【００３２】
なお、上記構成において、第２のコイル導体１２、第４のコイル導体１４の代わりに一定のインダクタンス、抵抗値または容量値を有するインピーダンス部２３を用いてもよい（図４に示す等価回路となる）。この場合、上記のようにコモンモード電流が第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入し、第２の外部電極１６および第３の外部電極１７から流出するようにすると、第１のコイル２１（第１のコイル導体１１）と第２のコイル２２（第３のコイル導体１３）とが磁気結合し、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入する。このとき、第１のコイル２１の両端部にはインピーダンス部２３を介して第１、第２の外部電極１５，１６と接続され、第２のコイル２２の両端部にはインピーダンス部２３を介して第３、第４の外部電極１７，１８と接続される。
【００３３】
そして、第２のコイル２２に到達する信号は先にインピーダンス部２３を流れるため、インピーダンスによって信号の高周波成分が減衰するとともに、信号のノーマルモードノイズを除去できる。また、第２のコイル２２における高周波信号は第１のコイル２１の高周波信号に対し位相ずれや振幅差が生じ、これにより、第１のコイル２１と第２のコイル２２とでは位相ずれや振幅レベル差により、発生する磁束を完全に打ち消し合わないため、第１のコイル２１と第２のコイル２２間にインピーダンスが発生する。この結果、差動信号の高周波成分が減衰するため、信号のノーマルモードノイズを除去できる。
【００３４】
さらに、第１のコイル２１とインピーダンス部２３、第２のコイル２２とインピーダンス部２３によりコモンモードノイズが除去できる。
【００３５】
なお、図４においては、第４の外部電極１８と第２のコイル２２との間に形成されたインピーダンス部２３と、第２の外部電極１６と第１のコイル２１との間に形成されたインピーダンス部２３のそれぞれの抵抗値、インダクタンス値、容量値を略同一にし、略同一のインピーダンスとすれば、差動信号間に生じた位相差や振幅差が補正されて、正常な差動信号に復帰し、差動信号のノイズ成分のみが除去される。また、インピーダンス部２３としては、絶縁層上に導電材料を直線状または蛇行状に形成して設けられた抵抗体、絶縁層上に導電材料を渦巻き状、螺旋状に形成して設けられたコイル、導電材料からなる板状導体を複数の絶縁層上に形成して設けられたコンデンサを使用できる。
【００３６】
ここで、２つのインピーダンス部２３をコイルとし、互いに磁気結合させれば、図１〜図３に示した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と同様の構成になる。
【００３７】
さらに、図５に示すように、第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入したコモンモード電流が、第１のコイル２１と第２のコイル２２では互いに逆方向に流れるようにしてもよい。このとき、コモンモード電流によって第１のコイル２１と第２のコイル２２とが正の磁気結合をする、すなわち第１のコイル２１で発生した磁束と第２のコイル２２で発生した磁束が互いに強め合うようにする。この場合、互いに１８０°の位相差のある差動信号が流入した場合、第１のコイル２１の第２の外部電極１６側の端部に到達する信号は、先に第１のコイル２１を通過した後であるため、第２のコイル２２に対して第１のコイル２１の当該箇所における高周波信号は位相にずれが生じ、これにより、上記した構成と同様に、高周波の差動信号が減衰するため、差動信号で発生したノーマルモードノイズを除去できる。
【００３８】
なお、上記したコモンモードノイズフィルタにおいては、第２のコイル導体１２、第４のコイル導体１４（インピーダンス部２３）を、それぞれ第１のコイル導体１１、第３のコイル導体１３（第１、第２のコイル２１、２２）と同一の絶縁層の上面に形成したが、それぞれ別々の絶縁層の上面に形成するようにしてもよい。
【００３９】
また、第１〜第４のコイル導体１１〜１４（第１、第２のコイル２１、２２、インピーダンス部２３）を積層体１０の内部に形成するようにしたが、これらを導線で構成し、この導線を図３〜図５に示す等価回路になるように磁性体の巻芯に巻回するようにしてもよく、さらに、これらをそれぞれ１つのコイルや積層インダクタで構成し図３〜図５に示す等価回路になるように実装基板上に配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、差動信号で発生したノイズを除去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。
【符号の説明】
【００４１】
１０  積層体
１１  第１のコイル導体
１１ａ  第１のコイル導体の一端部
１１ｂ  第１のコイル導体の他端部
１２  第２のコイル導体
１２ａ  第２のコイル導体の一端部
１２ｂ  第２のコイル導体の他端部
１３  第３のコイル導体
１３ａ  第３のコイル導体の一端部
１３ｂ  第３のコイル導体の他端部
１４  第４のコイル導体
１４ａ  第４のコイル導体の一端部
１４ｂ  第４のコイル導体の他端部
１５  第１の外部電極
１６  第２の外部電極
１７  第３の外部電極
１８  第４の外部電極
２１  第１のコイル
２２  第２のコイル
２３  インピーダンス部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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