(57)【要約】【課題】浮遊容量を低減して高周波特性を向上させることができる積層型コモンモードチョークコイルを提供すること。【解決手段】複数の非磁性絶縁材料２１〜２８を積層し同方向の上下分離型スパイラル巻きとした第１コイル３１及び第２コイル４１を形成する非磁性絶縁材料層２０と、該非磁性絶縁材料層２０の上下両面に配置された磁性材料層１５，１６とを具備してなる積層体に、第１コイル３１及び第２コイル４１に接続された外部電極が設けられている積層型コモンモードチョークコイル１０に関するものである。第１コイル３１及び第２コイル４１は、それぞれ独立して、シート状とした複数の非磁性絶縁材料の表面にそれぞれ形成した同一形状の渦巻状導体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及び渦巻状導体４２ａ，４２ｂ，４２ｃが、複数箇所のスルーホール３４，４４を介して上下方向に電気的に接続されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の非磁性絶縁材料を積層し同方向の上下分離型スパイラル巻きとした第１及び第２の内部導体を形成する非磁性絶縁材料層と、該非磁性絶縁材料層の上下両面に配置された磁性材料層とを具備してなる積層体に、前記第１及び第２の内部導体に接続された外部電極が設けられている積層型コモンモードチョークコイルであって、
前記第１及び第２の内部導体は、それぞれ独立して、シート状とした複数の非磁性絶縁材料の表面にそれぞれ形成した同一形状の渦巻状導体が、複数箇所のスルーホールを介して上下方向に電気的に接続されていることを特徴とする積層型コモンモードチョークコイル。
【請求項２】
複数の非磁性絶縁材料を積層し同方向の上下分離型スパイラル巻きとした第１及び第２の内部導体を形成する非磁性絶縁材料層と、該非磁性絶縁体層の上下両面に配置された磁性材料層とを具備してなる積層体に、前記第１及び第２の内部導体に接続された外部電極が設けられている積層型コモンモードチョークコイルの製造方法であって、
表面に同一形状の渦巻状導体を形成したシート状の非磁性絶縁材料を複数積層し、複数箇所に設けたスルーホールを介して前記渦巻状導体を上下方向に電気的に接続させて前記第１及び第２の内部導体を形成することを特徴とする積層型コモンモードチョークコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に侵入するコモンモードノイズを除去する積層型コモンモードチョークコイル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、パーソナルコンピュータやその周辺機器で採用されているＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、ＩＥＥＥ１３９４（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  １３９４）及びＬＤＶＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）といった高速の差動伝送方式のラインに流れるコモンモードノイズを除去するために、コモンモードチョークコイルが使用されている。
【０００３】
このコモンモードチョークコイルは、２つ以上のコイルを磁気的に組み合わせたコイルのことであり、電流の伝導方向におけるノーマルモードの成分には影響を与えないようにしてコモンモードの成分のみを除去するように構成したものである。すなわち、ノーマルモードのインピーダンスを最小限に抑えて、コモンモードのインピーダンスをできるだけ大きくすることが必要となる。
【０００４】
従来のコモンモードチョークコイルとしては、積層体の厚み方向において互いに異なる層に、平面視で重なるよう第１及び第２のコイル電極（縦巻き）を形成したものがある。（たとえば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３３５５１７号公報（段落番号００１７−００２９、図１−図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術のコモンモードチョークコイルによれば、第１及び第２のコイルが上下に重複して配置されているので、浮遊容量が高くなって共振を生じることになり、結果として高周波特性が低下するという問題を有している。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、浮遊容量を低減して高周波特性を向上させることができる積層型コモンモードチョークコイル及びその製造方法の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の積層型コモンモードチョークコイルは、複数の非磁性絶縁材料を積層し同方向の上下分離型スパイラル巻きとした第１及び第２の内部導体を形成する非磁性絶縁材料層と、該非磁性絶縁材料層の上下両面に配置された磁性材料層とを具備してなる積層体に、前記第１及び第２の内部導体に接続された外部電極が設けられている積層型コモンモードチョークコイルであって、
前記第１及び第２の内部導体は、それぞれ独立して、シート状とした複数の非磁性絶縁材料の表面にそれぞれ形成した同一形状の渦巻状導体が、複数箇所のスルーホールを介して上下方向に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【０００８】
このような請求項１記載の積層型コモンモードチョークコイルによれば、第１及び第２の内部導体は、それぞれ独立して、シート状とした複数の非磁性絶縁材料の表面にそれぞれ形成した同一形状の渦巻状導体が、複数箇所のスルーホールを介して上下方向に電気的に接続されているので、内部導体の厚さは、各渦巻状導体の厚さを積層することにより確保される。
【０００９】
請求項２記載の積層型コモンモードチョークコイルの製造方法は、複数の非磁性絶縁材料を積層し同方向の上下分離型スパイラル巻きとした第１及び第２の内部導体を形成する非磁性絶縁材料層と、該非磁性絶縁体層の上下両面に配置された磁性材料層とを具備してなる積層体に、前記第１及び第２の内部導体に接続された外部電極が設けられている積層型コモンモードチョークコイルの製造方法であって、表面に同一形状の渦巻状導体を形成したシート状の非磁性絶縁材料を複数積層し、複数箇所に設けたスルーホールを介して前記渦巻状導体を上下方向に電気的に接続させて前記第１及び第２の内部導体を形成することを特徴とするものである。
【００１０】
このような積層型コモンモードチョークコイルの製造方法によれば、表面に同一形状の渦巻状導体を形成したシート状の非磁性絶縁材料を複数積層し、複数箇所に設けたスルーホールを介して渦巻状導体を上下方向に電気的に接続させて第１及び第２の内部導体を形成するので、内部導体の厚さは、積層した渦巻状導体の厚さを合計した値となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による積層型コモンモードチョークコイル及びその製造方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図１は本発明における積層型コモンモードチョークコイルの分解斜視図、図２は図１の完成状態を示す積層型コモンモードチョークコイルの外観斜視図、図３はスルーホールの配置例を示す非磁性絶縁材料の平面図、図４は本発明による積層型コモンモードチョークコイルにおける浮遊容量低減の様子を示す分解斜視図である。
【００１２】
図１及び図２において、図中の符号１０は積層型コモンモードチョークコイル（以下、「コモンモードチョークコイル」と呼ぶ）を示している。このコモンモードチョークコイル１０は、シート状とした複数枚の非磁性絶縁材料及び磁性材料を積層して一体化した構成とされる。また、略直方体形状の積層体としたコモンモードチョークコイル１０の対向する２側面には、後述する２組の内部導体と引出電極を介して接続されている４つの外部電極１１，１２，１３，１４が分配して設けられている。
図１に示す構成例では、積層体としたコモンモードチョークコイル１０の上下両端面側に、それぞれが１または複数層よりなる磁性材料層１５，１６を配置してある。そして、これら上下の磁性材料層１５，１６の間には、上下分離型スパイラル巻きとした第１及び第２の内部導体を形成する非磁性絶縁材料層２０が配置されている。
【００１３】
磁性材料層１５，１６は、それぞれが磁性材料１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び磁性材料１６ａ，１６ｂ，１６ｃを３層に積層した構成とされる。ここで、磁性材料層１５，１６としては高透過率のものが好ましく、使用可能なシート状の磁性材料には、たとえばＮｉ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト等がある。
なお、磁性材料層１５，１６については、上述した３層に限定されることはなく、磁性材料の種類や厚みに応じて適宜変更することができる。
【００１４】
非磁性絶縁材料層２０は、上面側から第１非磁性絶縁材料２１、第２非磁性絶縁材料２２、第３非磁性絶縁材料２３、第４非磁性絶縁材料２４、第５非磁性絶縁材料２５，第６非磁性絶縁材料２６、第７非磁性絶縁材料２７及び第８非磁性絶縁材料２８の順に、シート状とした非磁性絶縁材料を８層に積層した構成とされる。ここで、非磁性絶縁材料層２０として使用可能なシート状の非磁性絶縁材料には、たとえばアルミナ、ムライトなどのセラミックス材料、シリカなどのガラス材料、ポリイミド樹脂などの樹脂材料等がある。
【００１５】
上述した８層の非磁性絶縁材料は、上部絶縁材料層３０及び下部絶縁材料層４０の２層に分割される。このうち、上部絶縁材料層３０は、第１非磁性絶縁材料２１〜第４非磁性絶縁材料２４までの４層により構成され、上下分離型スパイラル巻きの上側となる第１の内部導体（以下、「第１コイル」と呼ぶ）３１が形成されている。
【００１６】
第１コイル３１を形成する第２非磁性絶縁材料２２の上面、すなわち磁性材料層１５側の表面には、１本の渦巻状導体３２ａが形成されている。なお、渦巻状導体３２ａの外側端部には、外部電極１１と電気的に接続される引出電極３３ａが形成されている。
また、第２非磁性絶縁材料２２には、図３（ｂ）に示すように、渦巻状導体３２ａの各角部及び内側の端部と一致する位置に複数（図示の例では１３個）のスルーホール３４が穿設されている。
【００１７】
同様に、第１コイル３１を形成する第３非磁性絶縁材料２３の上面には、上述した渦巻状導体３２ａと同様のパターンにした１本の渦巻状導体３２ｂが形成され、渦巻状導体３２ａの外側端部には、外部電極１１と電気的に接続される引出電極３３ｂが形成されている。
また、第３非磁性絶縁材料２３には、第２非磁性絶縁材料２２と同様に、渦巻状導体３２ｂの各角部及び内側の端部と一致する位置にスルーホール３４が穿設されている。
【００１８】
さらに、第４非磁性絶縁材料２４の上面には、上述した渦巻状導体３２ａと同様のパターンにした１本の渦巻状導体３２ｃが形成され、渦巻状導体３２ｃの外側端部には、外部電極１１と電気的に接続される引出電極３３ｃが形成されている。
なお、第４非磁性絶縁材料２４の場合、渦巻状導体３２ｃと電気的に接続される導体が下方に存在しないため、スルーホール３４は穿設されていない。
【００１９】
上部絶縁材料層３０の最上層となる第１非磁性絶縁材料２１は、図３（ａ）に示すように、上述した各渦巻状導体３２ａ，３２ｂ，３２ｃの内側端部と一致する位置にスルーホール３４が穿設され、その表面には導体経路３５が形成されている。この導体経路３５は、外部電極１２と電気的に接続される引出電極３６とスルーホール３４との間を連結して形成されている。
なお、述した渦巻状導体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、引出電極３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３６及び導体経路３５は、たとえば銀などの導電体を印刷やメッキなど周知の手法により形成したものである。
【００２０】
従って、上述したスルーホール３４に導電性の材料を充填して第１〜第４の非磁性絶縁材料２１，２２，２３，２４を積層すれば、渦巻状導体３２ａ，３２ｂ，３２ｃが平面視で一致して重なり、さらに、スルーホール３４を介して各角部が上下方向で電気的に接続された第１コイル３１が形成される。この第１コイル３１は、引出電極３３ａ，３３ｂ，３３ｃと電気的に接続される外部電極１１から、引出電極３６と電気的に接続される外部電極１２までの間に、渦巻状導体３２ａ，３２ｂ，３２ｃがそれぞれ有する厚さを重ねて合計した厚さのコイルを備えている。
【００２１】
一方、第２コイル４１を形成する第５非磁性絶縁材料２５の上面、すなわち磁性材料層１５側の表面には、１本の渦巻状導体４２ａが形成されている。なお、渦巻状導体４２ａの外側端部には、外部電極１３と電気的に接続される引出電極４３ａが形成されている。
また、第５非磁性絶縁材料２５には、渦巻状導体４２ａの各角部及び内側の端部と一致する位置に複数のスルーホール４４が穿設されている。なお、この場合のスルーホール４４は、図３（ａ）に示した配置と略同じであるから、ここでは図示を省略する。
【００２２】
同様に、第２コイル４１を形成する第６非磁性絶縁材料２６の上面には、上述した渦巻状導体４２ａと同様のパターンにした１本の渦巻状導体４２ｂが形成され、渦巻状導体４２ａの外側端部には、外部電極１３と電気的に接続される引出電極４３ｂが形成されている。
また、第６非磁性絶縁材料２６には、第５非磁性絶縁材料２５と同様に、渦巻状導体４２ｂの各角部及び内側の端部と一致する位置にスルーホール４４が穿設されている。
【００２３】
さらに、第７非磁性絶縁材料２７の上面には、上述した渦巻状導体４２ａと同様のパターンにした１本の渦巻状導体４２ｃが形成され、渦巻状導体４２ｃの外側端部には、外部電極１３と電気的に接続される引出電極４３ｃが形成されている。
なお、第７非磁性絶縁材料２７の場合、渦巻状導体４２ｃの内側端部と一致する位置にスルーホール４４が穿設されている。
【００２４】
上部絶縁材料層４０の最下層となる第８非磁性絶縁材料２８は、その上面に導体経路４５が形成されている。この導体経路４５は、上述した各渦巻状導体４２ａ，４２ｂ，４２ｃの内側端部と一致する位置に設けられたスルーホール４４を介して、各渦巻導体と電気的に接続されている。また、この導体経路４５は、外部電極１４と電気的に接続される引出電極４６を備えている。
なお、上述した渦巻状導体４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、引出電極４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４６及び導体４５も、導電体を印刷やメッキなど周知の手法により形成したものである。
【００２５】
従って、上述したスルーホール４４に導電性の材料を充填して第５〜第８の非磁性絶縁材料２５，２６，２７，２８を積層すれば、渦巻状導体４２ａ，４２ｂ，４２ｃが平面視で一致して重なり、さらに、スルーホール４４を介して各角部が上下方向で電気的に接続される第２コイル４１が形成される。この第２コイル４１は、引出電極４３ａ，４３ｂ，４３ｃと電気的に接続される外部電極１３から、引出電極４６と電気的に接続される外部電極１４までの間に、渦巻状導体４２ａ，４２ｂ，４２ｃがそれぞれ有する厚さを重ねて合計した厚さのコイルを備えている。
【００２６】
この結果、非磁性絶縁材料層２０には、同方向に巻かれた上下スパイラル巻きの第１コイル３１及び第２コイル４１が形成される。
すなわち、上述した上下スパイラル巻きの第１コイル３１及び第２コイル４２は、表面に同一形状の渦巻状導体を形成したシート状の非磁性絶縁材料を複数積層し、複数箇所に設けたスルーホールを介して渦巻状導体を上下方向に電気的に接続させるという製造方法によって得られる。
【００２７】
このように構成された積層型コモンモードチョークコイル１０は、各渦巻状導体３２ａ〜３２ｃ，４２ａ〜４２ｃを細く（薄く）したものを複数積層して上下方向を複数のスルーホール３４，４４で接続したので、すなわち、薄い渦巻状導体を形成した非磁性絶縁材料を複数積層することにより必要な導体厚さを確保しているので、コモンモードインピーダンスを下げずに浮遊容量Ｃを低下させることができる。
【００２８】
なお、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、たとえば第１コイル３１を形成する上部絶縁材料層３０や第２コイル４１を形成する下部絶縁材料層４０における非磁性絶縁材料の積層数が上述した実施形態の４層に限定されないなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の積層型コモンモードチョークコイルによれば、各渦巻状導体を薄く形成した非磁性絶縁材料を複数積層して上下方向を複数のスルーホールで接続し、必要な導体厚さを確保するように構成されているので、直流抵抗を下げずに浮遊容量Ｃを低下させることができる。このため、高周波領域においてコモンモードインピーダンスを低下させることなく、高周波特性が向上するという顕著な効果を得られる。
【００３０】
また、本発明による積層型コモンモードチョークコイルの製造方法によれば、表面に同一形状の渦巻状導体を形成したシート状の非磁性絶縁材料を複数積層し、複数箇所に設けたスルーホールを介して渦巻状導体を上下方向に電気的に接続させて第１及び第２の内部導体を形成する。このため、直流抵抗を下げずに浮遊容量Ｃを低下させ、これにより高周波特性が向上する積層型コモンモードチョークコイルを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層型コモンモードチョークコイルの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１の完成状態を示す斜視図である。
【図３】スルーホールの配置例を示す平面図であり、（ａ）は第１非磁性絶縁材料、（ｂ）は第２非磁性絶縁材料を示している。
【図４】図１の積層型コモンモードチョークコイルにおける浮遊容量低減の様子を示す図である。
【符号の説明】
１０    コモンモードチョークコイル
１１、１２，１３，１４    外部電極
１５，１６    磁性材料層
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ    磁性材料
２０    非磁性絶縁材料層
２１    第１非磁性絶縁材料
２２    第２非磁性絶縁材料
２３    第３非磁性絶縁材料
２４    第４非磁性絶縁材料
２５    第５非磁性絶縁材料
２６    第６非磁性絶縁材料
２７    第７非磁性絶縁材料
２８    第８非磁性絶縁材料
３０    上部絶縁材料層
３１    第１コイル（第１の内部導体）
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ    渦巻状導体
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３６    引出電極
３４    スルーホール
３５    導体経路
４０    下部絶縁材料層
４１    第２コイル（第２の内部導体）
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ    渦巻状導体
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４６    引出電極
４４    スルーホール
４５    導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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