(57)【要約】【課題】部品点数の増大や特性のばらつきを生じることなく、良好な周波数特性を得ることが可能なコモンモードフィルタを提供する。【解決手段】互いに異なる層に形成され、互いに同方向に磁気結合する第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２と、互いに異なる層に形成され、互いに同方向に磁気結合する第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４と、スパイラル状導体１４１〜１４４の一端にそれぞれ接続された第１乃至第４の内部電極１３１〜１３４と、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３の他端同士を接続する接続導体１５１と、第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４の他端同士を接続する接続導体１５２とを備える。このように、２つのフィルタ部が一体化されていることから、部品点数の増大や特性のばらつきを生じることなく、良好な周波数特性を得ることが可能となる。【選択図】図１
2007181169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる層に形成され、互いに磁気結合する第１及び第２のスパイラル状導体によって構成される第１のフィルタ部と、
互いに異なる層に形成され、互いに磁気結合する第３及び第４のスパイラル状導体によって構成される第２のフィルタ部と、
前記第１乃至第４のスパイラル状導体の一端にそれぞれ接続された第１乃至第４の端子電極とを備え、
前記第１のスパイラル状導体の他端と前記第３のスパイラル状導体の他端とが接続されており、
前記第２のスパイラル状導体の他端と前記第４のスパイラル状導体の他端とが接続されており、
一方向からみた前記第１のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向と、前記一方向からみた前記第２のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向とが互いに同一であり、
前記一方向からみた前記第３のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向と、前記一方向からみた前記第４のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向とが互いに同一であることを特徴とするコモンモードフィルタ。
【請求項２】
前記一方向からみた前記第１及び第２のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向と、前記一方向からみた前記第３及び第４のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向とが互いに逆であることを特徴とする請求項１に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項３】
前記一方向からみた前記第１及び第２のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向と、前記一方向からみた前記第３及び第４のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向とが互いに同一であることを特徴とする請求項１に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項４】
前記第１のスパイラル状導体の他端と前記第３のスパイラル状導体の他端を接続する第１の接続導体と、前記第２のスパイラル状導体の他端と前記第４のスパイラル状導体の他端を接続する第２の接続導体とをさらに備え、前記第１及び第２の接続導体の少なくとも一方は、前記第１乃至第４のスパイラル状導体が形成された層とは異なる層に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項５】
前記第１乃至第４のスパイラル状導体は、前記第１の接続導体が形成された層と、前記第２の接続導体が形成された層との間に位置することを特徴とする請求項４に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項６】
前記第１及び第２の接続導体は、前記第１及び第３のスパイラル状導体が形成された層と、前記第２及び第４のスパイラル状導体が形成された層との間に位置することを特徴とする請求項４に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項７】
前記第１及び第２の接続導体は、前記一方向から見て前記第１乃至第４のスパイラル状導体と実質的に直角に交差することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項８】
前記第１乃至第４のスパイラル状導体の前記一端は外周端であり、前記第１乃至第４のスパイラル状導体の前記他端は内周端であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項９】
前記第１乃至第４のスパイラル状導体の一端と前記第１乃至第４の端子電極をそれぞれ接続する第１乃至第４の引き出し導体をさらに備え、前記第１乃至第４の引き出し導体の少なくとも一つは、前記第１乃至第４のスパイラル状導体が形成された層とは異なる層に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項１０】
前記第１乃至第４のスパイラル状導体は、前記第１及び第３の引き出し導体が形成された層と、前記第２及び第４の引き出し導体が形成された層との間に位置することを特徴とする請求項９に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項１１】
前記第１乃至第４の引き出し導体は、前記第１及び第３のスパイラル状導体が形成された層と、前記第２及び第４のスパイラル状導体が形成された層との間に位置することを特徴とする請求項９に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項１２】
前記第１乃至第４の引き出し導体は、前記一方向から見て前記第１乃至第４のスパイラル状導体と実質的に直角に交差することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のコモンモードフィルタ。
【請求項１３】
前記第１乃至第４のスパイラル状導体の前記一端は内周端であり、前記第１乃至第４のスパイラル状導体の前記他端は外周端であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のコモンモードフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコモンモードフィルタに関し、特に、部品点数の増大や特性のばらつきを生じることなく、良好な周波数特性を得ることが可能なコモンモードフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速な信号伝送インターフェースとして、ＵＳＢ２．０規格やＩＥＥＥ１３９４規格が広く普及し、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなど数多くのデジタル機器に用いられている。ＵＳＢ２．０規格やＩＥＥＥ１３９４規格などのインターフェースは、古くから一般的であったシングルエンド伝送方式とは異なり、一対の信号線を用いて差動信号を伝送する差動信号方式が採用されている。
【０００３】
差動伝送方式は、シングルエンド伝送方式と比べて信号線から発生する放射電磁界が少ないだけでなく、外来ノイズの影響を受けにくいという優れた特徴を有している。このため、信号の小振幅化が容易であり、小振幅化による立ち上がり時間及び立ち下がり時間の短縮によって、シングルエンド伝送方式よりも高速な信号伝送を行うことが可能となる。
【０００４】
図１４は、一般的な差動伝送回路の回路図である。
【０００５】
図１４に示す差動伝送回路は、一対の信号線１１，１２と、信号線１１，１２に差動信号を供給する出力バッファ１３と、信号線１１，１２からの差動信号を受ける入力バッファ１４とを備えている。かかる構成により、出力バッファ１３に与えられる入力信号ＩＮは、一対の信号線１１，１２を経由して入力バッファ１４へ伝えられ、出力信号ＯＵＴとして再生される。このような差動伝送回路は、上述の通り、信号線１１，１２から発生する放射電磁界が少ないという特徴を有しているが、信号線１１，１２に共通のノイズ（コモンモードノイズ）が重畳した場合には比較的大きな放射電磁界を発生させてしまう。コモンモードノイズによって発生する放射電磁界を低減するためには、図１４に示すように、信号線１１，１２にコモンモードフィルタ２０を挿入することが有効である。
【０００６】
コモンモードフィルタ２０は、信号線１１，１２を伝わる差動成分（信号）に対するインピーダンスが低く、同相成分（コモンモードノイズ）に対するインピーダンスが高いという特性を有している。このため、信号線１１，１２にコモンモードフィルタ２０を挿入することにより、差動信号を実質的に減衰させることなく、一対の信号線１１，１２を伝わるコモンモードノイズを遮断することができる。コモンモードフィルタ２０としては、例えば特許文献１に記載された素子が知られている。
【特許文献１】特開平８−２０３７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コモンモードノイズに対するインピーダンスを高めるためには、コモンモードフィルタの持つインダクタンスを大きくすることが有効である。しかしながら、単純にコイルの巻数を増加させるだけでは、インダクタンスは増大するものの、同時にキャパシタンスも増大してしまうため、結果的に共振周波数の低下をもたらすという問題があった。
【０００８】
共振周波数を低下させることなくインダクタンスを増大させるためには、例えば、特許文献１に記載されたコモンモードフィルタをプリント基板上で複数個直列接続する方法が考えられる。このような直列接続を行えば、各コモンモードフィルタに含まれるキャパシタンス成分が直列接続により低減するため、共振周波数を低下させることなく、コモンモードノイズに対するインピーダンスを高めることができるものと期待できる。
【０００９】
しかしながら、この方法では部品点数が増大するのみならず、コモンモードフィルタ間の接続距離や接続パターンなどによって特性が大きくばらつくため、所望の特性を得ることは非常に困難であった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、部品点数の増大や特性のばらつきを生じることなく、良好な周波数特性を得ることが可能なコモンモードフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるコモンモードフィルタは、互いに異なる層に形成され、互いに磁気結合する第１及び第２のスパイラル状導体によって構成される第１のフィルタ部と、互いに異なる層に形成され、互いに磁気結合する第３及び第４のスパイラル状導体によって構成される第２のフィルタ部と、前記第１乃至第４のスパイラル状導体の一端にそれぞれ接続された第１乃至第４の端子電極と、前記第１のスパイラル状導体の他端と前記第３のスパイラル状導体の他端を接続する第１の接続導体と、前記第２のスパイラル状導体の他端と前記第４のスパイラル状導体の他端を接続する第２の接続導体とを備え、一方向からみた前記第１のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向と、前記一方向からみた前記第２のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向とが互いに同一であり、前記一方向からみた前記第３のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向と、前記一方向からみた前記第４のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向とが互いに同一であることを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明によるコモンモードフィルタは、コモンモードノイズを除去する第１及び第２のフィルタ部が一体化されていることから、部品点数の増大や特性のばらつきを生じることなく、良好な周波数特性を得ることが可能となる。しかも、各フィルタ部を構成する２つのスパイラル状導体が互いに異なる層に形成されていることから、各フィルタ部が持つキャパシタンスの調整が容易であり、その結果、所望の周波数帯域におけるインピーダンスを高めることが可能となる。
【００１３】
本発明において、前記一方向からみた第１及び第２のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向と、前記一方向からみた第３及び第４のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向とが互いに逆であることが好ましい。このような構成によれば、第１及び第２の端子電極を一対の入力端子とし、第３及び第４の端子電極を一対の出力端子として用いた場合、入力端子から出力端子へ向かうスパイラル状導体の巻回方向が全てのスパイラル状導体について同一方向となることから、第１及び第２のスパイラル状導体における差動信号の向きと、第３及び第４のスパイラル状導体における差動信号の向きとが逆になり、磁束を打ち消しあうことができる。これにより、各スパイラル導体によって生じる磁束の漏れを軽減することが可能となる。
【００１４】
本発明において、前記一方向からみた第１及び第２のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向と、前記一方向からみた第３及び第４のスパイラル状導体の前記一端から前記他端に向かう巻回方向とが互いに同一であることもまた好ましい。この場合は、第１及び第３のスパイラル状導体の導体長さの和と、第２及び第４のスパイラル状導体の導体長さの和をより正確に一致させることができる。その結果、信号が通る長さがほぼ等しくなり、巻数比を１とすることができる。これにより、導体のバランスを良好に保つことができ、伝送信号に影響を与えることがなく、ノイズの発生を防止することができる。
【００１５】
本発明において、第１及び第２の接続導体の少なくとも一方は、第１乃至第４のスパイラル状導体が形成された層とは異なる層に形成されていることが好ましい。この場合、第１乃至第４のスパイラル状導体が、第１の接続導体が形成された層と、第２の接続導体が形成された層との間に位置していても構わないし、第１及び第２の接続導体が、第１及び第３のスパイラル状導体が形成された層と、第２及び第４のスパイラル状導体が形成された層との間に位置していても構わない。
【００１６】
前者の構成は、第１及び第２のフィルタ部の持つインダクタンスをより高める必要がある場合に有効であり、後者の構成は、第１及び第２のフィルタ部の持つキャパシタンスをより低減させる必要がある場合に有効である。
【００１７】
本発明において、第１及び第２の接続導体は、前記一方向から見て第１乃至第４のスパイラル状導体と実質的に直角に交差することが好ましい。これによれば、両者が斜めに交差する場合と比べて、接続導体とスパイラル状導体との間に生じる浮遊容量が低減されることから、共振周波数を高めることができ、高周波帯域のコモンモード特性を向上させることができる。また、クロストークが発生しにくく、余計なノイズを発生させないので、信号に対する影響も最小限となる。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明によれば、部品点数の増大や特性のばらつきを生じることなく、良好な周波数特性を得ることが可能なコモンモードフィルタを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるコモンモードフィルタ１００の構造を示す略分解斜視図であり、図２は、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００を組み立てた状態を示す略斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００は、基板１１１，１１２と、基板１１１，１１２間に設けられた絶縁層１２１〜１２５と、所定の絶縁層に形成された導体パターンとを備えて構成されている。基板１１１，１１２の材料については特に限定されないが、透磁率の高い材料、例えばフェライトなどを用いることが好ましい。また、絶縁層１２１〜１２５の材料については、特に限定されないが、ポリイミドなどを用いることが好ましい。
【００２２】
絶縁層に形成された導体パターンは、各絶縁層１２１〜１２４の表面に形成された第１〜第４の内部電極１３１〜１３４と、絶縁層１２３の表面に形成された第１のスパイラル状導体１４１、第３のスパイラル状導体１４３及び引き出し導体１６１，１６３と、絶縁層１２２の表面に形成された第２のスパイラル状導体１４２、第４のスパイラル状導体１４４及び引き出し導体１６２，１６４と、絶縁層１２４の表面に形成された接続導体１５１と、絶縁層１２１の表面に形成された接続導体１５２とを含んでいる。図１に示すように、第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４はいずれも平面状コイルである。
【００２３】
第１のスパイラル状導体１４１と第２のスパイラル状導体１４２は、絶縁層１２３を介して向かい合うように配置されており、このため、両者は互いに磁気結合している。同様に、第３のスパイラル状導体１４２と第４のスパイラル状導体１４４は、絶縁層１２３を介して向かい合うように配置されており、このため、両者は互いに磁気結合している。後述するように、これらの導体パターンは、絶縁層上に、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法などのいわゆる薄膜プロセスによって形成することができる。
【００２４】
これら導体パターンのうち、第１〜第４の内部電極１３１〜１３４は、それぞれ図２に示す第１〜第４の端子電極１０１〜１０４に接続される導体パターンである（図１では、第１〜第４の端子電極１０１〜１０４の図示を省略してある）。
【００２５】
図１に示すように、第１のスパイラル状導体１４１の外周端である一端１４１ａは、引き出し導体１６１を介して第１の内部電極１３１に接続されており、内周端である他端１４１ｂは、絶縁層１２４に形成されたスルーホールを介して接続導体１５１に接続されている。また、第３のスパイラル状導体１４３の外周端である一端１４３ａは、引き出し導体１６３を介して第３の内部電極１３３に接続されており、内周端である他端１４３ｂは、絶縁層１２４に形成されたスルーホールを介して接続導体１５１に接続されている。したがって、第１の端子電極１０１と第３の端子電極１０３との間には、第１のスパイラル状導体１４１と第３のスパイラル状導体１４３が直列接続されていることになる。
【００２６】
同様に、第２のスパイラル状導体１４２の外周端である一端１４２ａは、引き出し導体１６２を介して第２の内部電極１３２に接続されており、内周端である他端１４２ｂは、絶縁層１２１に形成されたスルーホールを介して接続導体１５２に接続されている。また、第４のスパイラル状導体１４４の外周端である一端１４４ａは、引き出し導体１６４を介して第４の内部電極１３４に接続されており、内周端である他端１４４ｂは、絶縁層１２１に形成されたスルーホールを介して接続導体１５２に接続されている。したがって、第２の端子電極１０２と第４の端子電極１０４との間には、第２のスパイラル状導体１４２と第４のスパイラル状導体１４４が直列接続されていることになる。
【００２７】
図１に示す矢印Ａからみた場合、接続導体１５１，１５２は、第１乃至第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の一部と実質的に直角に交差している。これにより、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３と接続導体１５１とが重なり合う領域は最小限となり、同様に、第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４と接続導体１５２とが重なり合う領域も最小限となる。その結果、接続導体とスパイラル状導体との間に生じる浮遊容量が低減されることから、共振周波数を高めることができ、高周波帯域のコモンモード特性を向上させることができる。また、クロストークが発生しにくく、余計なノイズを発生させないので、信号に対する影響も最小限となる。
【００２８】
本実施形態においては、第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の巻数はいずれも約３回である。もちろん、本発明において第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の巻数はこれに限定されず、何回であっても構わない。但し、第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２の対称性を保つためには、第１のスパイラル状導体１４１の巻数及び第２のスパイラル状導体１４２の巻数については同一とする必要がある。同様に、第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４の対称性を保つためには、第３のスパイラル状導体１４３の巻数及び第４のスパイラル状導体１４４の巻数については同一とする必要がある。特に、本実施形態のように、第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の巻数を全て同じとすることが最も好ましい。
【００２９】
さらに、図１に示す矢印Ａからみた場合、第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２は、一端１４１ａ，１４２ａから他端１４１ｂ，１４２ｂに向かっていずれも左回り（反時計回り）に巻回されている。したがって、第１及び第２の端子電極１０１，１０２を一対の入力端子とすれば、第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２は、互いに同方向に磁気結合することになる。ここで、「互いに同方向に磁気結合」とは、同相成分に対しては互いに磁束を強め合い、差動成分に対しては互いに磁束を打ち消し合うように磁気結合していることを言う。尚、第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２の巻回方向については、互いに同方向である限りその方向については特に限定されず、したがって上記とは逆、すなわち、いずれも右回り（時計回り）であっても構わない。
【００３０】
また、図１に示す矢印Ａからみた場合、第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４は、一端１４３ａ，１４４ａから他端１４３ｂ，１４４ｂに向かっていずれも右回り（時計回り）に巻回されている。したがって、第３及び第４の端子電極１０３，１０４を一対の出力端子とすれば、第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４は、互いに同方向に磁気結合することになる。第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４の巻回方向についても、互いに同方向である限りその方向については特に限定されず、したがって上記とは逆、すなわち、いずれも左回り（反時計回り）であっても構わない。
【００３１】
第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２の巻回方向と、第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４の巻回方向との関係については特に限定されないが、本実施形態では、第１の端子電極１０１を始点とし、第３の端子電極１０３を終点と考えた場合、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３は互いに同方向に巻回されている。同様に、第２の端子電極１０２を始点とし、第４の端子電極１０４を終点と考えた場合、第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４は互いに同方向に巻回されている。
【００３２】
つまり、第１及び第２の端子電極１０１，１０２を一対の入力端子とし、第３及び第４の端子電極１０３，１０４を一対の出力端子として用いた場合、入力端子から出力端子へ向かうスパイラル状導体の巻回方向が全てのスパイラル状導体について同一方向となる。本発明においてこのような構成を採ることは必須でないが、このような構成とすれば、第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２における差動信号の向きと、第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４における差動信号の向きとが逆になり、磁束を打ち消しあうことができる。これにより、各スパイラル導体によって生じる磁束の漏れを軽減することが可能となる。
【００３３】
図３は、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００の等価回路図である。
【００３４】
図３に示すように、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００は、互いに同方向に磁気結合する第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２によって構成される第１のフィルタ部Ｆ１と、互いに同方向に磁気結合する第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４によって構成される第２のフィルタ部Ｆ２を有しており、これら２つのフィルタ部Ｆ１，Ｆ２が、第１及び第２の端子電極１０１，１０２と第３及び第４の端子電極１０３，１０４との間に直列接続された構成を有している。
【００３５】
これら２つのフィルタ部Ｆ１，Ｆ２は、いずれも単独でコモンモードフィルタとして機能する回路である。つまり、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００は、２つのコモンモードフィルタが内部で直列接続された構成を有していることになる。したがって、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００の共振特性は、図４に示すように、２つのＬＣＲ共振回路が直列接続された回路として考えればよい。
【００３６】
よく知られているように、ＬＣＲ共振回路の共振周波数Ｆｃ１は、次式（１）で表される。
【００３７】
【数１】
2007181169.tif 000003
【００３８】
したがって、図４に示す回路の共振周波数Ｆｃ２を考えると、インダクタンス成分Ｌは直列接続により２倍となり、キャパシタンス成分Ｃは直列接続により半分となる。このため、図４に示す回路の共振周波数Ｆｃ２は、次式（２）で表すことができ、その値は式（１）に示した共振周波数Ｆｃ１と一致する。
【００３９】
【数２】
2007181169.tif 000004
【００４０】
このように、インダクタンス成分Ｌが２倍となることにより、同相成分（コモンモードノイズ）に対するインピーダンスが大幅に高められているにもかかわらず、共振周波数の低下が実質的に生じていない。つまり、共振周波数を所望の周波数帯域に固定しつつ、コモンモードノイズに対するインピーダンスが高められることになる。
【００４１】
しかも、プリント基板上で２個のコモンモードフィルタを直列接続した場合と異なり、コモンモードフィルタ間の接続距離や接続パターンなどによる特性のばらつきも生じないため、所望の特性を得ることが可能となる。
【００４２】
次に、コモンモードフィルタ１００の好ましい製造方法について説明する。
【００４３】
図５（ａ）〜（ｃ）は、コモンモードフィルタ１００の好ましい一製造方法を説明するための工程図である。
【００４４】
まず、図５（ａ）に示すように、フェライトなどの磁性材料からなる基板１１１を用意し、その表面にポリイミドなどの樹脂を塗布することによって絶縁層１２１を形成する。
【００４５】
次に、スパッタリング法などにより、絶縁層１２１の全表面に下地導体１５９を形成し、さらにその表面にフォトレジスト１９１を形成する。下地導体１５９は、後述するメッキ工程において給電体として機能するとともに、導体パターンと絶縁層との密着性を向上させるための密着層として機能する。このような機能を果たすためには、例えば、クロム（Ｃｒ）と銅（Ｃｕ）の積層膜によって下地導体１５９を構成することが好ましい。
【００４６】
次に、図５（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー法によってフォトレジスト１９１をパターニングし、下地導体１５９の一部を露出させる。その後、下地導体１５９を給電体とした電解メッキを行うことにより、下地導体１５９が露出した部分に接続導体１５２（導電パターン）を形成する。導電パターンの材料としては、メッキにより形成可能な金属であれば特に限定されず、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルクロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）、はんだ、スズ（Ｓｎ）などを用いることができる。中でも、コストや電気伝導性などを考慮すれば、銅（Ｃｕ）を用いることが非常に好ましい。導電パターンの材料として銅（Ｃｕ）を選択する場合には、メッキ液として硫酸銅浴等を用いればよい。
【００４７】
そして、図５（ｃ）に示すように、フォトレジスト１９１を除去し、酸などのエッチング液を用いて接続導体１５２が形成されていない部分の不要な下地導体１５９を除去（ソフトエッチング）すれば、１層目の加工が完了する。
【００４８】
以下、同様の工程を繰り返すことにより、絶縁層１２２〜１２５及び他の導電パターン（スパイラル状導体１４１，１４２など）を形成した後、フェライトなどの磁性材料からなる上側の基板１１２を取り付け、第１〜第４の端子電極１０１〜１０４を形成すれば、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００が完成する。
【００４９】
このように、スパイラル状導体１４１，１４２などの導体パターンをメッキ法により形成すれば、スクリーン印刷法などの厚膜プロセスを用いた場合と比べて、コモンモードフィルタ１００全体の厚みを薄くすることが可能となる。
【００５０】
尚、コモンモードフィルタ１００の作製においては、例えばウェハ状である大型の基板１１１，１１２を用い、同一のウェハ上に多数のコモンモードフィルタ１００を同時に形成した後、ダイサーなどを用いて個々のコモンモードフィルタ１００に分離することが好ましい。これによれば、１枚のウェハから多数のコモンモードフィルタ１００を取り出すことができることから、製造コストを大幅に削減することが可能となる。
【００５１】
導体パターンの形成方法としては、上述したメッキ法に限らず、スパッタリング法や蒸着法など、他の薄膜プロセスを用いることも可能である。この場合、図６（ａ）に示すように全面に導体膜１５０を成膜した後、フォトレジスト１９１を形成し、図６（ｂ）に示すように、フォトレジスト１９１を用いて導体膜１５０をパターニングすることによって導体パターン（例えば接続導体１５２）を形成しても構わない。さらには、図７に示すように、メタルマスク１９２を用いたスパッタリングや蒸着を行うことによって、導体パターン（例えば接続導体１５２）を選択的に成膜しても構わない。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００は、それぞれコモンモードフィルタとして機能する２つのフィルタ部Ｆ１，Ｆ２が一体化され、これらフィルタ部Ｆ１，Ｆ２が直列接続された構成を有していることから、共振周波数の実質的な低下をもたらすことなく、同相成分（コモンモードノイズ）に対するインピーダンスを高めることが可能となる。また、プリント基板上で２個のコモンモードフィルタを直列接続した場合のように、部品点数の増大や、特性のばらつきが生じることもない。
【００５３】
また、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００は、磁気結合する２つのスパイラル状導体が互いに異なる層に形成されていることから、各フィルタ部Ｆ１，Ｆ２が持つキャパシタンスの調整が容易となる。つまり、磁気結合する２つのスパイラル状導体を同一層においてバイファイラ巻きすると、キャパシタンスの調整によってインダクタンス成分も著しく変動するため、所望の特性を確保することは容易ではない。これに対し、磁気結合する２つのスパイラル状導体を互いに異なる層に形成すれば、キャパシタンス成分とインダクタンス成分の調整自由度が増すことから、共振周波数や信号に影響を与えるパラメータとなる差動の特性インピーダンスの調整が容易となる。
【００５４】
また、本実施形態によるコモンモードフィルタ１００は、第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２の一端から他端に向かう巻回方向と、第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４の一端から他端に向かう巻回方向とを互いに逆としていることから、第１及び第２の端子電極１０１，１０２を一対の入力端子とし、第３及び第４の端子電極１０３，１０４を一対の出力端子として用いた場合、入力端子から出力端子へ向かうスパイラル状導体の巻回方向が全てのスパイラル状導体について同一方向となる。これにより、第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２における差動信号の向きと、第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４における差動信号の向きとが逆になることから、磁束を打ち消しあうことができ、その結果、磁束の漏れを軽減することが可能となる。
【００５５】
但し、本発明においてこのような構成とすることは必須でなく、図８に示すように、第１及び第２のスパイラル状導体１４１，１４２の一端から他端に向かう巻回方向と、第３及び第４のスパイラル状導体１４３，１４４の一端から他端に向かう巻回方向とを互いに同一としても構わない。
【００５６】
この場合も、浮遊容量を低減すべく、接続導体１５１，１５２と第１乃至第４のスパイラル状導体１４１〜１４４とを直角に交差させるためには、第１乃至第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の他端１４１ｂ〜１４４ｂの位置を図１に示したコモンモードフィルタ１００と同じ位置に設定する必要がある。この場合、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３の導体長さや、第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４の導体長さが互いに異なってしまうが、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３の導体長さの和と、第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４の導体長さの和については、図１に示したコモンモードフィルタ１００よりも正確に等しくすることができる。その結果、信号が通る長さがほぼ等しくなり、巻数比を１とすることができる。これにより、導体のバランスを良好に保つことができ、伝送信号に影響を与えることがなく、ノイズの発生を防止することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、接続導体１５１，１５２を第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４が形成された層とは異なる層に形成していることから、第１〜第４の内部端子１３１〜１３４と第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の一端１４１ａ〜１４４ａとを、スルーホールを経由することなく、引き出し導体１６１〜１６４を介して直接接続することが可能となる。この構成によれば、平面的に見て各層の略中央部分にスルーホールが位置することになるため、製品の信頼性を高めることが可能となる。
【００５８】
但し、本発明においてこのような構成とすることは必須でなく、第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の一端１４１ａ〜１４４ａを内側、他端１４１ｂ〜１４４ｂを外側に位置させることにより、接続導体１５１，１５２を第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４が形成された層と同じ層に形成することも可能である。このような例については追って詳述する。
【００５９】
また、本実施形態では、第１のスパイラル状導体１４１と第３のスパイラル状導体１４３とを接続する接続導体１５１を、これらが形成された絶縁層１２３の直上に位置する絶縁層１２４に形成するとともに、第２のスパイラル状導体１４２と第４のスパイラル状導体１４４とを接続する接続導体１５２を、これらが形成された絶縁層１２２の直下に位置する絶縁層１２１に形成していることから、接続導体やスルーホールの長さを短くすることができる。これにより、不要なインダクタンス成分などが少なくなることから、良好な特性を得ることが可能となる。
【００６０】
但し、本発明においてこのような構成とすることは必須でなく、例えば、接続導体１５１と接続導体１５２を同一の層に形成しても構わない。この場合、絶縁層の層数が削減されることから、製造コストの抑制と製品の低背化を実現することが可能となる。
【００６１】
また、本実施形態では、接続導体１５１が形成された層と接続導体１５２が形成された層によって、第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４を挟み込んだ構造を有していることから、対となる２つのスパイラル状導体の距離が近くなり、その結果、磁気結合を高めることが可能となる。
【００６２】
但し、本発明においてこのような構成とすることは必須でなく、図９に示すように、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３が形成された層と、第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４が形成された層によって、接続導体１５１，１５２を挟み込む構造としても構わない。これによれば、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３と第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４との距離が離れることから、キャパシタンス成分をよりいっそう低減させることが可能となる。また、この構成によれば、接続導体１５１，１５２を同一層に形成することが容易となることから、絶縁層の層数を削減することも可能となる。
【００６３】
次に、本発明の好ましい他の実施形態について説明する。
【００６４】
図１０は、本発明の好ましい他の実施形態によるコモンモードフィルタ２００の構造を示す略分解斜視図である。本実施形態によるコモンモードフィルタ２００を組み立てた状態は図２に示した構造と同一であり、第１〜第４の端子電極１０１〜１０４を備えている。
【００６５】
本実施形態によるコモンモードフィルタ２００は、第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の一端１４１ａ〜１４４ａを内周端、他端１４１ｂ〜１４４ｂを外周端に位置させた例である。上記実施形態によるコモンモードフィルタ１００と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６６】
図１０に示すように、本実施形態では、絶縁層１２４に引き出し導体１６１，１６３が形成され、絶縁層１２１に引き出し導体１６２，１６４が形成されている。引き出し導体１６１〜１６４は、第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の内周端である一端１４１ａ〜１４４ａと、第１〜第４の内部電極１３１〜１３４とをそれぞれ接続する導体である。
【００６７】
図１０に示す矢印Ａからみた場合、引き出し導体１６１〜１６４は、第１乃至第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の一部と実質的に直角に交差している。これにより、各スパイラル状導体１４１〜１４４と引き出し導体１６１〜１６４とが重なり合う領域は最小限となることから、引き出し導体とスパイラル状導体との間に生じる浮遊容量を低減することができる。これにより共振周波数を高めることができ、高周波帯域のコモンモード特性を向上させることができる。また、クロストークが発生しにくく、余計なノイズを発生させないので、信号に対する影響も最小限となる。
【００６８】
第１のスパイラル状導体１４１の他端１４１ｂと第３のスパイラル状導体１４３の他端１４３ｂについては、これらスパイラル状導体１４１，１４３と同一層に形成された接続電極１５１によって接続されている。同様に、第２のスパイラル状導体１４２の他端１４２ｂと第４のスパイラル状導体１４４の他端１４４ｂについても、これらスパイラル状導体１４２，１４４と同一層に形成された接続電極１５２によって接続されている。
【００６９】
このような構成により、第１の端子電極１０１と第３の端子電極１０３との間には、第１のスパイラル状導体１４１と第３のスパイラル状導体１４３が直列接続されていることになり、第２の端子電極１０２と第４の端子電極１０４との間には、第２のスパイラル状導体１４２と第４のスパイラル状導体１４４が直列接続されていることになる。したがって、基本的には図４に示した等価回路で表すことができるが、端子電極１０１〜１０４がスパイラル状導体１４１〜１４４の内周端に接続されていることから、インダクタンス成分Ｌとキャパシタンス成分Ｃとの関係がコモンモードフィルタ１００とは若干異なる。
【００７０】
図１１は、端子電極１０１，１０２及び端子電極１０３，１０４間に存在するインダクタンス成分と、インダクタンス間に生じる浮遊容量との関係を詳細に示した等価回路図であり、（ａ）は上記実施形態によるコモンモードフィルタ１００、（ｂ）は本実施形態によるコモンモードフィルタ２００にそれぞれ対応している。
【００７１】
図１に示したように、上記実施形態によるコモンモードフィルタ１００では、端子電極１０１〜１０４がスパイラル状導体１４１〜１４４の外周端に接続されていることから、直列接続された２つのスパイラル状導体が互いに隣接する領域Ｂにおいては、これらスパイラル状導体のうち端子電極１０１〜１０４に近い部分が対向することになる。このため、領域Ｂにて生じる浮遊容量Ｃｓは、図１１（ａ）に示すように端子電極１０１〜１０４に比較的近い部分に生じることになる。言い換えれば、浮遊容量Ｃｓは比較的大きなインダクタンス成分Ｌ２，Ｌ３と並列に接続されることになる。
【００７２】
尚、図１１において、Ｌ１，Ｌ２はスパイラル状導体１４１又は１４２のインダクタンス成分であり、Ｌ１は端子電極１０１，１０２に比較的近い部分のインダクタンス成分、Ｌ２は端子電極１０１，１０２から比較的遠い部分のインダクタンス成分を示している。同様に、Ｌ３，Ｌ４は、スパイラル状導体１４３又は１４４のインダクタンス成分であり、Ｌ３は端子電極１０３，１０４から比較的遠い部分のインダクタンス成分、Ｌ４は端子電極１０３，１０４に比較的近い部分のインダクタンス成分を示している。
【００７３】
図１１（ａ）では、浮遊容量Ｃｓが端子電極１０１〜１０４に比較的近い部分に生じていることから、
Ｌ１＜Ｌ２
Ｌ４＜Ｌ３
である。
【００７４】
これに対し、図１０に示したように、本実施形態によるコモンモードフィルタ２００では、端子電極１０１〜１０４がスパイラル状導体１４１〜１４４の内周端に接続されていることから、直列接続された２つのスパイラル状導体が互いに隣接する領域Ｂにおいては、これらスパイラル状導体のうち端子電極１０１〜１０４から離れた部分が対向することになる。このため、領域Ｂにて生じる浮遊容量Ｃｓは、図１１（ｂ）に示すように端子電極１０１〜１０４から比較的遠い部分に生じることになる。
【００７５】
このため、本実施形態では、浮遊容量Ｃｓと並列接続されるインダクタンス成分Ｌ２，Ｌ３は比較的小さく、
Ｌ１＞Ｌ２
Ｌ４＞Ｌ３
となる。その結果、本実施形態によるコモンモードフィルタ２００では高周波領域におけるインピーダンスが大きくなり、高周波領域のコモンモードノイズをより効果的に除去することが可能となる。
【００７６】
図１２は、コモンモードフィルタ１００及びコモンモードフィルタ２００の同相信号に対する通過特性を示すグラフである。
【００７７】
図１２に示すように、いずれのコモンモードフィルタ１００，２００も、ＧＨｚ帯において優れたフィルタ特性を示しているが、本実施形態によるコモンモードフィルタ２００の方が、共振点よりも高周波領域においてより大きな減衰量が得られている。これは、上述の通り、浮遊容量Ｃｓと並列接続されるインダクタンス成分Ｌ２，Ｌ３が比較的小さいためである。共振点よりも低周波領域における特性は両者とも全く同じである。
【００７８】
このように、本実施形態によるコモンモードフィルタ２００によれば、共振点よりも低周波領域における特性を変えることなく、共振点よりも高周波領域における減衰量を高めることが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態においては、引き出し導体１６１，１６３が形成された層と引き出し導体１６２，１６４が形成された層によって、第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４を挟み込んだ構造を有していることから、対となる２つのスパイラル状導体の距離が近くなり、その結果、磁気結合を高めることが可能となる。
【００８０】
但し、本発明においてこのような構成とすることは必須でなく、図１３に示すように、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３が形成された層と、第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４が形成された層によって、引き出し導体１６１〜１６４を挟み込む構造としても構わない。これによれば、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３と第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４との距離が離れることから、キャパシタンス成分をよりいっそう低減させることが可能となる。また、この構成によれば、引き出し導体１６１〜１６４を同一層に形成することが容易となることから、絶縁層の層数を削減することも可能となる。
【００８１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００８２】
例えば、上記各実施形態にて例示したスパイラル状導体の巻数や、絶縁層の層数は、あくまで一例であり、本発明が何らこれに限定されるものではない。
【００８３】
さらに、上記各実施形態にて例示したスパイラル状導体は周囲が略四角形であるが、スパイラル状導体の形状についてはこれに限定されず、円形や多角形であっても構わない。
【００８４】
また、絶縁層１２１〜１２５のうち、第１〜第４のスパイラル状導体１４１〜１４４の中心部分に相当する領域に貫通孔を設け、この貫通孔に磁性体を挿入しても構わない。このような磁性体を設ければ、各スパイラル状導体１４１〜１４４は、この磁性体の周囲に巻回された状態となることから、漏れの少ない磁気回路を形成することが可能となる。さらに、第１及び第３のスパイラル状導体１４１，１４３と、第２及び第４のスパイラル状導体１４２，１４４との間に位置する絶縁層１２３の材料として、他の絶縁層よりも誘電率の低い材料を用いることにより、キャパシタンス成分をよりいっそう低減させることも可能である。
【００８５】
そして、上述した絶縁層の誘電率設定や、上述した磁性体の挿入などを組み合わせれば、キャパシタンス成分とインダクタンス成分を適宜調節することが可能となり、その結果、従来のコモンモードフィルタでは得ることが困難であった優れた特性を獲得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるコモンモードフィルタ１００の構造を示す略分解斜視図である。
【図２】コモンモードフィルタ１００を組み立てた状態を示す略斜視図である。
【図３】コモンモードフィルタ１００の等価回路図である。
【図４】コモンモードフィルタ１００をＬＣＲ共振回路で表した回路図である。
【図５】コモンモードフィルタ１００の好ましい一製造方法を説明するための工程図である。
【図６】コモンモードフィルタ１００の好ましい他の製造方法を説明するための工程図である。
【図７】コモンモードフィルタ１００の好ましいさらに他の製造方法を説明するための工程図である。
【図８】コモンモードフィルタ１００の一変形例の構造を示す略分解斜視図である。
【図９】コモンモードフィルタ１００の他の変形例の構造を示す略分解斜視図である。
【図１０】本発明の好ましい他の実施形態によるコモンモードフィルタ２００の構造を示す略分解斜視図である。
【図１１】端子電極１０１，１０２及び端子電極１０３，１０４間に存在するインダクタンス成分と、インダクタンス間に生じる浮遊容量との関係を詳細に示した等価回路図であり、（ａ）はコモンモードフィルタ１００、（ｂ）はコモンモードフィルタ２００にそれぞれ対応している。
【図１２】コモンモードフィルタ１００及びコモンモードフィルタ２００の同相信号に対する通過特性を示すグラフである。
【図１３】コモンモードフィルタ２００の一変形例の構造を示す略分解斜視図である。
【図１４】一般的な差動伝送回路の回路図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００，２００      コモンモードフィルタ
１０１      第１の端子電極
１０２      第２の端子電極
１０３      第３の端子電極
１０４      第４の端子電極
１１１，１１２    基板
１２１〜１２５    絶縁層
１３１      第１の内部電極
１３２      第２の内部電極
１３３      第３の内部電極
１３４      第４の内部電極
１４１      第１のスパイラル状導体
１４２      第２のスパイラル状導体
１４３      第３のスパイラル状導体
１４４      第４のスパイラル状導体
１４１ａ〜１４４ａ    スパイラル状導体の一端
１４１ｂ〜１４４ｂ    スパイラル状導体の他端
１５０      導体膜
１５１，１５２    接続導体
１６１〜１６４    引き出し導体
１５９      下地導体
１９１      フォトレジスト
１９２      メタルマスク
Ｆ１        第１のフィルタ部
Ｆ２        第２のフィルタ部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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