(57)【要約】  コモンモードノイズフィルタは、第１の磁性体層と、第１の磁性体層の上面に積層された非磁性体部と、非磁性体部に内蔵されたコイルと、非磁性体部の上面に積層された第２の磁性体層と、非磁性体部を貫通しかつ第１と第２の磁性体層とに接続された磁性体部とを備える。コイルは磁性体部を囲むように巻回されている。磁性体部の密度は第１と第２の磁性体層の密度より高い。もしくは、磁性体部の空孔率は第１と第２の磁性体層の空孔率より低い。このコモンモードノイズフィルタは、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。
2019142562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の磁性体層と、
前記第１の磁性体層の上面に積層されて非磁性材料よりなる非磁性体部と、
前記非磁性体部に内蔵されたコイルと、
前記非磁性体部の上面に積層された第２の磁性体層と、
前記非磁性体部を貫通しかつ前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに接続された磁性体部と、
を備え、
前記コイルは前記磁性体部を囲むように巻回されており、
前記磁性体部の密度は前記第１の磁性体層の密度と前記第２の磁性体層の密度より高い、コモンモードノイズフィルタ。
【請求項２】
前記磁性体部の空孔率は前記第１の磁性体層の空孔率と前記第２の磁性体層の空孔率より低い、請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項３】
前記磁性体部は前記第１の磁性体層から下方には突出していない、請求項１または２に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項４】
前記コモンモードノイズフィルタの上面視で、前記コイルは前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに全体的に重なっている、請求項１から３のいずれか一項に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項５】
第１の磁性体層と、
前記第１の磁性体層の上面に積層されて非磁性材料よりなる非磁性体部と、
前記非磁性体部に内蔵されたコイルと、
前記非磁性体部の上面に積層された第２の磁性体層と、
前記非磁性体部を貫通しかつ前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに接続された磁性体部と、
を備え、
前記コイルは前記磁性体部を囲むように巻回されており、
前記磁性体部の空孔率は前記第１の磁性体層の空孔率と前記第２の磁性体層の空孔率より低い、コモンモードノイズフィルタ。
【請求項６】
前記磁性体部は前記第１の磁性体層から下方には突出していない、請求項５に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項７】
前記コモンモードノイズフィルタの上面視で、前記コイルは前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに全体的に重なっている、請求項５または６に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項８】
セラミック粉末を準備するステップと、
前記セラミック粉末を熱処理して熱処理セラミック粉末を準備するステップと、
磁性材料と、前記セラミック粉末とを含む第１の混合材料を準備するステップと、
磁性材料と、前記熱処理セラミック粉末とを含む第２の混合材料を準備するステップと、
前記第１の混合材料よりなる第１の磁性体層と、
前記第１の磁性体層の上面に積層されて非磁性材料よりなる非磁性体部と、
前記非磁性体部に内蔵されたコイルと、
前記非磁性体部の上面に積層された前記第１の混合材料よりなる第２の磁性体層と、
前記非磁性体部を貫通しかつ前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに接続された前記第２の混合材料よりなる磁性体部と、
を備えた本体部を作成するステップと、
を含む、コモンモードノイズフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記本体部を熱プレスするステップをさらに含む、請求項８に記載のコモンモードノイズフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル機器や音響映像機器、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とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来のコモンモードノイズフィルタ５００の断面図である。コモンモードノイズフィルタ５００は、下部積層部２と、下部積層部２に積層された積層体５と、積層体５に積層された上部積層部７とを備える。下部積層部２は磁性体層１を有する。上部積層部７は磁性体層６を有する。積層体５は非磁性体層で構成されている。積層体５には２つのコイル３、４が内蔵されている。２つのコイル３、４の巻軸部に磁性体層１、６と接続された磁性体部８が形成されている。【０００３】
コモンモードノイズフィルタ５００に類似の従来のコモンモードノイズフィルタは、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１５７８２３号公報
【発明の概要】
【０００５】
コモンモードノイズフィルタは、第１の磁性体層と、第１の磁性体層の上面に積層された非磁性体部と、非磁性体部に内蔵されたコイルと、非磁性体部の上面に積層された第２の磁性体層と、非磁性体部を貫通しかつ第１と第２の磁性体層とに接続された磁性体部とを備える。コイルは磁性体部を囲むように巻回されている。磁性体部の密度は第１と第２の磁性体層の密度より高い。もしくは、磁性体部の空孔率は第１と第２の磁性体層の空孔率より低い。
【０００６】
このコモンモードノイズフィルタは、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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａは実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａに示すコモンモードノイズフィルタの線１Ｂ−１Ｂにおける断面図である。
【図２】図２は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である。
【図３】図３は図１Ｂに示すコモンモードノイズフィルタの拡大断面図である。
【図４】図４は従来のコモンモードノイズフィルタの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１Ａは実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタ１００１の斜視図である。図１Ｂは図１Ａに示すコモンモードノイズフィルタ１００１の線１Ｂ−１Ｂにおける断面図である。図２はコモンモードノイズフィルタ１００１の分解斜視図である。
【０００９】
コモンモードノイズフィルタ１００１は、下部積層部１２と、下部積層部１２の上面１１２に積層された積層体１５と、積層体１５の上面１１５に積層された上部積層部１６とを備えている。下部積層部１２は磁性体層１１ａを有する。積層体１５の非磁性体部５７にはコイル１３、１４が内蔵されている。上部積層部１６は磁性体層１１ｂを有する。
【００１０】
積層体１５は非磁性体層１７ａ〜１７ｅと、コイル１３、１４の巻軸部５５に位置する磁性体部１８とを有している。磁性体部１８は磁性体層１１ａ、１１ｂに接続されている。コイル１３、１４は磁性体部１８を囲むように巻回されている。コイル１３、１４は巻軸部５５を囲むように巻回されている。積層された非磁性体層１７ａ〜１７ｅは非磁性材料よりなる非磁性体部５７を構成する。
【００１１】
磁性体層１１ａ、１１ｂは、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の磁性材料を含み、シート形状を有する。
【００１２】
下部積層部１２は、上下方向である積層方向ＤＸで交互に積層された磁性体層１１ａと非磁性体層１７ｆとで構成されている。磁性体層１１ａは下部積層部１２のうちの積層方向ＤＸである上下方向で最上部に位置し、積層体１５の下面２１５と接している。下部積層部１２は非磁性体層１７ｆを有している必要はなく、磁性体層１１ａのみを有していてもよい。
【００１３】
コイル１３、１４は、銀からなる導電材料を渦巻状に非磁性体層１７ａ〜１７ｄにめっきまたは印刷することにより形成されている。
【００１４】
コイル１３、１４の渦巻形状を有する部分は非磁性体層１７ｃを介して互いに対向している。すなわち、コイル１３、１４はそれらの両端部を除いて上面視すなわち積層方向ＤＸから見て実質的に同じ位置に配置され、同じ方向に巻軸部５５の周りに巻回されている。これによりコイル１３、１４は互いに磁気結合する。コイル１３、１４の形状は渦巻形状ではなく、螺旋形状等の他の形状であってもよい。
【００１５】
積層体１５は、下部積層部１２の上面１１２上に積層され、コイル１３、１４と非磁性体層１７ａ〜１７ｅを備えている。
【００１６】
非磁性体層１７ａ〜１７ｅは下からこの順に積層方向ＤＸに積層され、ガラスセラミック等のガラスやＣｕ−Ｚｎフェライト等の非磁性材料などの絶縁性の非磁性材料により構成されておりシート形状を有する。
【００１７】
コイル１３は非磁性体層１７ｂの上面１１７ｂ上に形成され、コイル１４は非磁性体層１７ｃの上面１１７ｃ上に形成されている。
【００１８】
コイル１３は非磁性体層１７ａの上面１１７ａ上に形成された引出導体１９に、非磁性体層１７ｂを貫通するビア電極２０ａを介して接続されている。同様に、コイル１４は非磁性体層１７ｄの上面１１７ｄ上に形成された引出導体２１に、非磁性体層１７ｄを貫通するビア電極２０ｂを介して接続されている。
【００１９】
引出導体１９、２１は、図２では上面視でＬ字形状を有するが、渦巻形状等の他の形状を有していてもよい。コイル１３と引出導体１９は、コイル１４と引出導体２１との間に位置していてもよい。もしくは、引出導体１９、２１は１つの非磁性体層の１つの面上に形成されていてもよい。もしくは、引出導体１９、２１の位置は図１Ｂに示すものとは逆であってもよい。
【００２０】
上部積層部１６は積層体１５の上面１１５上に積層され、互いに交互に積層方向ＤＸに積層された磁性体層１１ｂと非磁性体層１７ｇとで構成されている。磁性体層１１ｂが上部積層部１６のうちの積層方向ＤＸすなわち上下方向で最下部に位置し、積層体１５の上面１１５と接している。なお、上部積層部１６は非磁性体層１７ｇを有している必要はなく、磁性体層１１ｂのみを有していてもよい。
【００２１】
磁性体部１８は上面視で円形状を有し、コイル１３、１４の巻軸部５５、すなわち上面視でコイル１３、１４の最内周の部分よりも内側に形成されている。
【００２２】
磁性体部１８は、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の磁性材料を含む混合材料により構成され、下部積層部１２の磁性体層１１ａと接続され、上部積層部１６の磁性体層１１ｂと接続されている。
【００２３】
磁性体部１８は下部積層部１２の最上部の磁性体層１１ａの内部まで延びているが磁性体層１１ａを貫通していない。磁性体部１８が磁性体層１１ａを完全に貫通し非磁性体層１７ｆまで延びている場合は、焼成時に割れ易い等の不具合が発生し易くなり、好ましくない。
【００２４】
磁性体部１８が磁性体層１１ａ、１１ｂと接続されていることによって、コイル１３、１４を磁界が効率よく交差する。
【００２５】
下部積層部１２と積層体１５を積層した後に、積層体１５の上方からレーザを照射し、コイル１３、１４の巻軸部５５に凹部５５ａを形成する。このとき、凹部５５ａが少なくとも磁性体層１１ａまで達しはするが、下部積層部１２の非磁性体層１７ｆまで到達しないようにレーザの条件を調整する。その後、凹部５５ａに上記混合材料を充填して磁性体部１８を形成する。磁性体部１８は磁性体層１１ａから下方には突出していない。
【００２６】
図３は磁性体部１８とその周辺部分のみを表す。図３に示すように、磁性体部１８は、上方から下方に向かうにしたがって、上面視でのその面積が小さくなっている。磁性体部１８は、積層体１５だけでなく、下部積層部１２の最上部に位置する磁性体層１１ａの上部にも形成されている。
【００２７】
磁性体部１８の積層体１５に形成された部分１８ａの積層方向ＤＸでの断面の側縁３１８ａは直線形状を有する。磁性体部１８の部分１８ａはその最上部の直径ｗ１が最下部の直径ｗ２より大きいテーパ形状を有する。磁性体層１１ａに形成された部分１８ｂの積層方向ＤＸでの断面の縁は円弧形状を有する。磁性体部１８の積層体１５に形成された部分１８ａの積層方向ＤＸの厚みｈ１は、磁性体層１１ａに形成された部分１８ｂの積層方向ＤＸの厚みｈ２より大きい。
【００２８】
磁性体部１８の積層体１５に形成された部分１８ａの断面の側縁３１８ａが直線形状を有することによって、磁性体部１８の体積を大きくすることができるため、コイル１３、１４を磁界がより効率よく交差する。また、磁性体部１８の磁性材料が積層体１５の側縁３１８ａに隙間無く充填される。
【００２９】
部分１８ａはその最上部の直径ｗ１が最下部の直径ｗ２より大きいテーパ形状を有し、磁性体層１１ａに形成された部分１８ｂの断面の縁が円弧形状を有しているので、磁性材料を含む混合材料を凹部５５ａに容易に充填できる。
【００３０】
磁性体層１１ａに形成された部分１８ｂの断面の縁が円弧形状を有し、部分１８ｂの厚みｈ２が小さいため、磁性体部１８が磁性体層１１ａを完全に貫通しない。また、磁性体部１８が磁性体層１１ａを完全に貫通しないように、非磁性体層１７ａ〜１７ｅのそれぞれの厚みより磁性体層１１ａの厚みを大きくすることが好ましい。
【００３１】
実施の形態では、磁性体部１８を構成する磁性材料は、磁性体層１１ａ、１１ｂを構成する磁性材料と同じである。
【００３２】
磁性体部１８は、磁性体層１１ａ、１１ｂと比べて、密度が高くて、空孔率が低く、透磁率が高い。磁性体部１８は、磁性体層１１ａ、１１ｂと比べて単位体積当たりの含有する磁性材料の量が多いので透磁率が高い。
【００３３】
磁性体層１１ａ、１１ｂの形成方法を説明する。セラミック粉末を予め熱処理することによって熱処理セラミック粉末を準備する。実施の形態では、セラミック粉末を約５５０℃で約２時間加熱することで熱処理する。熱処理セラミック粉末では、セラミック粉末の粒子同士が弱く結合している。その後、熱処理セラミック粉末を、樹脂と有機溶剤と可塑剤等とを含む結合剤に添加して混練することで、セラミック粉末を結合剤に分散して混合材料であるスラリーを作成して準備する。その後、スラリーを成形することで磁性体層１１ａ、１１ｂを形成する。
【００３４】
磁性体部１８の形成方法を説明する。磁性体層１１ａ、１１ｂのセラミック粉末を事前の熱処理をすることなく上記の結合剤に添加して混練することで、セラミック粉末を結合剤に分散して混合材料であるペーストを作成して準備する。その後、ペーストを凹部５５ａに直接充填することで磁性体部１８を形成する。
【００３５】
磁性体部１８と磁性体層１１ａ、１１ｂはセラミックよりなるので、微小空孔５６が分散している。磁性体部１８の空孔率は、磁性体部１８の体積に対する磁性体部１８の微小空孔５６の体積の合計の比である。同様に、磁性体層１１ａ（１１ｂ）の空孔率は、磁性体層１１ａ（１１ｂ）の体積に対する磁性体層１１ａ（１１ｂ）の微小空孔５６の体積の合計の比である。
【００３６】
その後、磁性体層１１ａ、１１ｂは、コイル１３、１４と磁性体部１８を含む非磁性体層１７ａ〜１７ｇに積層した後に過熱しながらプレス、すなわち熱プレスされる。または磁性体層１１ａ、１１ｂはコイル１３、１４と磁性体部１８を含む非磁性体層１７ａ〜１７ｇに積層する際に熱プレスされる。磁性体層１１ａ、１１ｂとコイル１３、１４と磁性体部１８を含む非磁性体層１７ａ〜１７ｇは本体部２２を構成する。磁性体層１１ａは上記の熱プレスの際に受ける圧縮応力を緩和するように、密度を低く、空孔率を高くして、積層方向ＤＸの圧縮変形率を高くしている。これに対し、磁性体部１８は熱プレスの際に受ける圧縮応力を緩和する必要がないので、磁性体部１８は磁性体層１１ａより密度を高く、空孔率を低くすることができる。実施の形態では、熱処理セラミック粉末よりなる磁性体層１１ａ、１１ｂの密度は約２．６ｇ／ｃｍ３であり、熱処理されていないセラミック粉末よりなる磁性体部１８の密度は約３．０ｇ／ｃｍ３である。
【００３７】
磁性体部１８の密度は、磁性体層１１ａ、１１ｂの密度より１５％〜３０％だけ高い。密度が高いと透磁率も高くなり、中を通る磁束を増すことができる。
【００３８】
磁性体層１１ａ、１１ｂとコイル１３、１４と磁性体部１８を含む非磁性体層１７ａ〜１７ｇは本体部２２を構成する。本体部２２は直方体形状を有する。本体部２２の両端面には、図１Ａに示すように、外部電極２３ａ〜２３ｄが設けられている。外部電極２３ａ〜２３ｄはコイル１３、１４と引出導体１９、２１と接続されている。
【００３９】
外部電極２３ａ〜２３ｄは本体部２２の両端面に銀を印刷することにより形成されている。外部電極２３ａ〜２３ｄ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すずやはんだ等の低融点金属めっき層をめっきによって形成する。
【００４０】
コモンモードノイズフィルタ１００１の上面視で、コイル１３、１４は磁性体層１１ａ、１１ｂに全体的に重なっている。
【００４１】
図４に示す従来のコモンモードノイズフィルタ５００においては、コイル３とコイル４を交差する磁界をさらに強くすることが困難であるので、コモンモード成分に対する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を向上させることが困難である。
【００４２】
実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタ１００１においては、磁性体部１８の密度を磁性体層１１ａ、１１ｂの密度より高くする、あるいは、磁性体部１８の空孔率を磁性体層１１ａ、１１ｂの空孔率より低くしているので、磁性体部１８を通る磁束をさらに増やすことが可能となる。これにより、コイル１３、１４を交差する磁界をより強めることができるため、コイル１３、１４に入力される信号のコモンモード成分に対するインピーダンスを大きくすることができ、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。
【００４３】
また、磁性体層１１ａ、１１ｂは、磁性体部１８より密度を低く、空孔率を高くしているため、積層方向ＤＸの圧縮変形率が大きい。
【００４４】
すなわち、磁性体部１８の密度を高く、空孔率を低くして、磁性体部１８を通る磁束を増やしつつ、圧縮応力の緩和を維持することが可能となる。
【００４５】
なお、実施の形態において、「上部積層部」「下部積層部」「上面」「下面」「上方向」等の方向を示す用語はコモンモードノイズフィルタの構成部材の相対的な位置関係でのみ決まる相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１１ａ    磁性体層（第１の磁性体層）
１１ｂ    磁性体層（第２の磁性体層）
１２    下部積層部
１３、１４    コイル
１５    積層体
１６    上部積層部
１７ａ〜１７ｅ    非磁性体層
１８    磁性体部
５７    非磁性体部
【図１Ａ】
2019142562.tif 000003
【図１Ｂ】
2019142562.tif 000004
【図２】
2019142562.tif 000005
【図３】
2019142562.tif 000006
【図４】
2019142562.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月18日(2020.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の磁性体層と、
前記第１の磁性体層の上面に積層されて非磁性材料よりなる非磁性体部と、
前記非磁性体部に内蔵されたコイルと、
前記非磁性体部の上面に積層された第２の磁性体層と、
前記非磁性体部を貫通しかつ前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに接続された磁性体部と、
を備え、
前記コイルは前記磁性体部を囲むように巻回されており、
前記磁性体部の密度は前記第１の磁性体層の密度と前記第２の磁性体層の密度より高い、コモンモードノイズフィルタ。
【請求項２】
前記磁性体部の空孔率は前記第１の磁性体層の空孔率と前記第２の磁性体層の空孔率より低い、請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項３】
前記磁性体部は前記第１の磁性体層から下方には突出していない、請求項１または２に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項４】
前記コモンモードノイズフィルタの上面視で、前記コイルは前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに全体的に重なっている、請求項１から３のいずれか一項に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項５】
第１の磁性体層と、
前記第１の磁性体層の上面に積層されて非磁性材料よりなる非磁性体部と、
前記非磁性体部に内蔵されたコイルと、
前記非磁性体部の上面に積層された第２の磁性体層と、
前記非磁性体部を貫通しかつ前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに接続された磁性体部と、
を備え、
前記コイルは前記磁性体部を囲むように巻回されており、
前記磁性体部の空孔率は前記第１の磁性体層の空孔率と前記第２の磁性体層の空孔率より低い、コモンモードノイズフィルタ。
【請求項６】
前記磁性体部は前記第１の磁性体層から下方には突出していない、請求項５に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項７】
前記コモンモードノイズフィルタの上面視で、前記コイルは前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに全体的に重なっている、請求項５または６に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項８】
セラミック粉末を準備するステップと、
前記セラミック粉末を熱処理して熱処理セラミック粉末を準備するステップと、
磁性材料と、前記セラミック粉末とを含む第１の混合材料を準備するステップと、
磁性材料と、前記熱処理セラミック粉末とを含む第２の混合材料を準備するステップと、
前記第２の混合材料よりなる第１の磁性体層と、
前記第１の磁性体層の上面に積層されて非磁性材料よりなる非磁性体部と、
前記非磁性体部に内蔵されたコイルと、
前記非磁性体部の上面に積層された前記第２の混合材料よりなる第２の磁性体層と、
前記非磁性体部を貫通しかつ前記第１の磁性体層と前記第２の磁性体層とに接続された前記第１の混合材料よりなる磁性体部と、
を備えた本体部を作成するステップと、
を含む、コモンモードノイズフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記本体部を熱プレスするステップをさらに含む、請求項８に記載のコモンモードノイズフィルタの製造方法。
【国際調査報告】
2019142562.tif 000008
2019142562.tif 000009
2019142562.tif 000010
2019142562.tif 000011
2019142562.tif 000012
2019142562.tif 000013