(57)【要約】【課題】本発明は、伝送信号の損失を小さく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、第１の絶縁層１１と第５の絶縁層１９を磁性材料で構成するとともに、第２の絶縁層１３、第３の絶縁層１５、第４の絶縁層１７を非磁性材料で構成し、さらに第２の導体１４と第３の導体１６の幅をＷ、第３の絶縁層１５の比誘電率をεｒ、第２の導体１４と第３の導体１６との間の距離をＤとしたとき、４＜（εｒ×Ｗ／Ｄ）＜１５の関係を満足するようにしたものである。【選択図】図１
2008227044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁層の上面に設けられた第１の導体と、前記第１の導体の上面に設けられた第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層の上面に設けられ、かつ前記第１の導体に接続されてこの第１の導体とにより第１のコイルを構成する渦巻き状の第２の導体と、前記第２の導体の上面に設けられた第３の絶縁層と、前記第３の絶縁層の上面に設けられた渦巻き状の第３の導体と、前記第３の導体の上面に設けられた第４の絶縁層と、前記第４の絶縁層の上面に設けられ、かつ前記第３の導体に接続されてこの第３の導体とにより第２のコイルを構成する第４の導体と、前記第４の導体の上面に設けられた第５の絶縁層と、前記第１〜第４の導体の各々の一端部にそれぞれ接続された第１〜第４の引出電極とを備え、前記第１の絶縁層と第５の絶縁層を磁性材料で構成するとともに、前記第２〜第４の絶縁層を非磁性材料で構成し、さらに前記第２の導体と第３の導体の幅をＷ、第３の絶縁層の比誘電率をεｒ、第２の導体と第３の導体との間の距離をＤとしたとき、４＜（εｒ×Ｗ／Ｄ）＜１５の関係を満足するようにしたコモンモードノイズフィルタ。
【請求項２】
第１の導体と第１の絶縁層の間および第４の導体と第５の絶縁層の間に、非磁性材料からなる第６の絶縁層を設けた請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項３】
少なくとも第３の絶縁層に、第２の導体および第３の導体の渦巻きの内側に位置して磁性材料からなる磁性部を設けた請求項１記載の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、各種電子機器に用いられるＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４、ＨＤＭＩなどのインターフェイス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８に示すように、第１〜第４の絶縁層１ａ〜１ｄの各々の上面に第１〜第４の導体２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設け、そして第１の導体２ａと第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、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を形成していた。
【０００３】
また、前記第１の絶縁層１ａの下面と第４の導体３ｂの上面に磁性体からなる第５の絶縁層５をそれぞれ設け、さらに、前記第２の絶縁層１ｂ〜第４の絶縁層１ｄを非磁性体で構成するとともに、前記第１の絶縁層１ａと第５の絶縁層５を磁性体で構成していた。
【０００４】
従来のコモンモードノイズフィルタは、上記のような構成とすることにより、第３の絶縁層１ｃを介して対向する第２の導体２ｂと第３の導体３ａとを磁気結合させ、これにより、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て、コモンモードノイズを除去するようにしていた。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開２００１−６０５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、第１のコイル２と第２のコイル３のインダクタンス（Ｌ）と、第１のコイル２と第２のコイル３との間の容量（Ｃ）とで決定される特性インピーダンスを所定の範囲内に規定できないときがあるため、伝送信号の損失が大きいという課題を有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、伝送信号の損失を小さく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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１の絶縁層の上面に設けられた第１の導体と、前記第１の導体の上面に設けられた第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層の上面に設けられ、かつ前記第１の導体に接続されてこの第１の導体とにより第１のコイルを構成する渦巻き状の第２の導体と、前記第２の導体の上面に設けられた第３の絶縁層と、前記第３の絶縁層の上面に設けられた渦巻き状の第３の導体と、前記第３の導体の上面に設けられた第４の絶縁層と、前記第４の絶縁層の上面に設けられ、かつ前記第３の導体に接続されてこの第３の導体とにより第２のコイルを構成する第４の導体と、前記第４の導体の上面に設けられた第５の絶縁層と、前記第１〜第４の導体の各々の一端部にそれぞれ接続された第１〜第４の引出電極とを備え、前記第１の絶縁層と第５の絶縁層を磁性材料で構成するとともに、前記第２〜第４の絶縁層を非磁性材料で構成し、さらに前記第２の導体と第３の導体の幅をＷ、第３の絶縁層の比誘電率をεｒ、第２の導体と第３の導体との間の距離をＤとしたとき、４＜（εｒ×Ｗ／Ｄ）＜１５の関係を満足するようにしたもので、この構成によれば、一般に使用される伝送信号の周波数１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚにおける特性インピーダンスを所定の範囲内（７６．５Ω〜１２６．５Ω）にすることができるため、伝送信号の損失を小さ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。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第１の導体と第１の絶縁層の間および第４の導体と第５の絶縁層の間に、非磁性材料からなる第６の絶縁層を設けたもので、この構成によれば、第１〜第４の導体をすべて非磁性材料で囲むことができるため、結合に関係ない第１の導体と第４の導体のインピーダンス（ノーマルモードインピーダンス）を小さくすることができ、これにより、高周波帯域での伝送信号の損失を小さ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。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、少なくとも第３の絶縁層に、第２の導体および第３の導体の渦巻きの内側に位置して磁性材料からなる磁性部を設けたもので、この構成によれば、第１のコイルと第２のコイルの間、すなわち磁気結合する第２の導体と第３の導体との間に位置する第３の絶縁層に磁性材料からなる磁性部を設けているため、第１のコイルと第２のコイルの間を交差する磁界を強めることができ、これにより、第１のコイルと第２の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ため、多くのコモンモードノイズを除去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。
【発明の効果】
【００１２】
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２の導体と第３の導体の幅をＷ、第３の絶縁層の比誘電率をεｒ、第２の導体と第３の導体との間の距離をＤとしたとき、４＜（εｒ×Ｗ／Ｄ）＜１５の関係を満足するようにしているため、一般に使用される伝送信号の周波数１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚにおける特性インピーダンスを所定の範囲内（７６．５Ω〜１２６．５Ω）にすることができ、これにより、伝送信号の損失を小さく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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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の側部に露出する第１の引出電極２２が接続されている。
【００１９】
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２３が形成されている。なお、この第１のバイア電極２３は、第１の導体１２の他端部１２ａと接続されている。
【００２０】
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の側部に露出する第２の引出電極２４が接続されている。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２３と接続されているもので、これにより、第１のバイア電極２３を介して第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。
【００２１】
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はポリイミド系樹脂等の樹脂を用いてもよい。
【００２２】
さらに、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ものである。
【００２３】
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の側部に露出する第３の引出電極２５が接続されている。そしてまた、この第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。
【００２４】
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２６が形成されている。なお、この第２のバイア電極２６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。
【００２５】
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の側部に露出する第４の引出電極２７が接続されている。そしてまた、この第４の導体１８の他端部１８ａ、すなわち渦巻きの中心部は第２のバイア電極２６と接続されているもので、これにより、第２のバイア電極２６を介して第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、前記第２の導体１４、第３の導体１６を渦巻き状にすることによって、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２３および第２のバイア電極２６は、第２の絶縁層１３を貫通する孔および第４の絶縁層１７を貫通する孔に銀等の導電体をそれぞれ充填することにより構成している。
【００２６】
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。
【００２７】
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れば、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、各絶縁層の接合性は良くなり、安定した製品ができる。
【００２８】
なお、前記第１の絶縁層１１の下面と第５の絶縁層１９の上面にはダミー絶縁層２８が設けられているもので、このダミー絶縁層２８は、絶縁性を有する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の絶縁層１１，１３，１５，１７，１９、ダミー絶縁層２８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。
【００２９】
そして、上記した構成部品を順次配置することにより、図２に示すようなノイズフィルタ本体部２９が形成される。また、このノイズフィルタ本体部２９の両側面には、第１〜第４の外部電極３０，３１，３２，３３が設けられ、そしてこの第１〜第４の外部電極３０，３１，３２，３３はそれぞれ前記第１〜第４の引出電極２２，２４，２５，２７と接続されている。
【００３０】
また、前記第１〜第４の引出電極２２，２４，２５，２７も銀等の導電材料をめっきすることにより形成されるが、この場合、第１〜第４の引出電極２２，２４，２５，２７は、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。そして、第１〜第４の導体１２，１４，１６，１８および第１〜第４の引出電極２２，２４，２５，２７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。
【００３１】
そしてまた、図３に示すように、第１の導体１２と第１の絶縁層１１の間および第４の導体１８と第５の絶縁層１９の間に、非磁性材料からなる第６の絶縁層３４を設けてもよく、このような構成にした場合は、第１〜第４の導体１２，１４，１６，１８をすべて非磁性材料で囲むことができるため、結合に関係のない第１の導体１２、第４の導体１８のインピーダンス（ノーマルモードインピーダンス）を小さくでき、これにより、高周波帯域での伝送信号の損失を小さくすることができる。
【００３２】
また、図４に示すように、第３の絶縁層１５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して磁性材料からなる磁性部３５を設けてもよく、このような構成にした場合は、第１のコイル２０と第２のコイル２１の間を交差する磁界を強めることができるため、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、これにより、多くのコモンモードノイズを除去することができるものである。なお、磁性部３５は第３の絶縁層１５以外の絶縁層に形成してもよい。
【００３３】
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、図１、図２にもとづいて説明する。
【００３４】
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、方形の第１〜第５の絶縁層１１，１３，１５，１７，１９、ダミー絶縁層２８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２３，２６を形成する。
【００３５】
次に、所定枚数のダミー絶縁層２８の上面に、第１の絶縁層１１を配置する。
【００３６】
次に、第１の絶縁層１１の上面に、第１の導体１２および第１の引出電極２２をめっきによって形成する。
【００３７】
次に、第１の導体１２の上面に、第１のバイア電極２３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２３とを接続する。
【００３８】
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の引出電極２４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２３とを接続する。
【００３９】
次に、第２の導体１４の上面に、第３の絶縁層１５を配置する。
【００４０】
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の引出電極２５をめっきによって形成する。
【００４１】
次に、第３の導体１６の上面に、第２のバイア電極２６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２６とを接続する。
【００４２】
次に、第４の絶縁層１７の上面に、第４の導体１８および第４の引出電極２７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２６とを接続する。
【００４３】
なお、前記第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。
【００４４】
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２８を配置して、図２に示すようなノイズフィルタ本体部２９を形成する。
【００４５】
なお、上記製造工程において、製造上の生産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２９を得るようにしてもよい。
【００４６】
次に、ノイズフィルタ本体部２９を所定の温度、時間で焼成し、さらにこのノイズフィルタ本体部２９の両側面に、第１〜第４の引出電極２２，２４，２５，２７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３０，３１，３２，３３を形成する。
【００４７】
最後に、第１〜第４の外部電極３０，３１，３２，３３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すずやはんだ等の低融点金属めっき層を形成する。
【００４８】
上記本発明の一実施の形態においては、図５、図６に示すように、第２の導体１４と第３の導体１６の幅をＷ、第３の絶縁層１５の比誘電率をεｒ、第２の導体１４と第３の導体１６との間の距離をＤとしたとき、４＜（εｒ×Ｗ／Ｄ）＜１５の関係を満足するようにしているもので、このような関係にすれば、一般に使用される伝送信号の周波数１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚにおける特性インピーダンスを所定の範囲内（７６．５Ω〜１２６．５Ω）にすることができ、これにより、伝送信号の損失を小さくすることができるという効果が得られるものである。
【００４９】
図７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において、εｒ×Ｗ／Ｄの値と特性インピーダンスとの関係を示す図である。
【００５０】
ここで、特性インピーダンスは、一般に、ＵＳＢ２．０で９０Ω±１５％（７６．５Ω〜１０３．５Ω）、ＨＤＭＩで１００Ω±１５％（８５Ω〜１１５Ω）、ＩＥＥＥ１３９４で１１０Ω±１５％（９３．５Ω〜１２６．５Ω）となるように要求されている。すなわち、特性インピーダンスが７６．５Ω〜１２６．５Ωの場合は、多くの高速伝送信号において伝送信号の損失を小さくすることなく使用することができる。
【００５１】
図７から明らかなように、εｒ×Ｗ／Ｄの値が高くなるにつれて、伝送信号の周波数が１００ＭＨｚ、１ＧＨｚの場合の特性インピーダンスが低下していくことがわかる。そして、εｒ×Ｗ／Ｄの間が４〜１５のとき、伝送信号の周波数が１００ＭＨｚまたは１ＧＨｚにおける特性インピーダンスを７６．５Ω〜１２６．５Ωにすることができる。すなわち、一般に使用される伝送信号の周波数１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのそれぞれにおいて、特性インピーダンスを７６．５Ω〜１２６．５Ωにするには、εｒ×Ｗ／Ｄの値を４〜１５にすればよい。
【００５２】
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２０と第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と第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。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、伝送信号の損失を小さくすることができるという効果を有し、特に各種電子機器に用いられるＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４、ＨＤＭＩなどのインターフェイス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として有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【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他の例を示す分解斜視図
【図４】同コモンモードノイズフィルタのさらに他の例を示す分解斜視図
【図５】同コモンモードノイズフィルタの主要部を示す上面図
【図６】同コモンモードノイズフィルタの断面図
【図７】同コモンモードノイズフィルタにおいて、εｒ×Ｗ／Ｄの値と特性インピーダンスの関係を示す図
【図８】従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図
【符号の説明】
【００５５】
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
２０  第１のコイル
２１  第２のコイル
３４  第６の絶縁層
３５  磁性部
【図１】
2008227044.tif 000003
【図２】
2008227044.tif 000004
【図３】
2008227044.tif 000005
【図４】
2008227044.tif 000006
【図５】
2008227044.tif 000007
【図６】
2008227044.tif 000008
【図７】
2008227044.tif 000009
【図８】
2008227044.tif 000010