JP2013251378A - Laminated common-mode choke coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同一の巻き数で螺旋状に巻回されて積層配置される一対のコイルから構成される積層型コモンモードチョークコイルに関するものである。 The present invention relates to a laminated common mode choke coil composed of a pair of coils wound spirally with the same number of turns and arranged in a laminated manner.
従来、この種の積層型コモンモードチョークコイルとしては、例えば特許文献1に開示されたものがある。この積層型コモンモードチョークコイルは、非磁性絶縁材料層の内部上下方向に分離して第1及び第2内部導体が同方向にスパイラル状に巻かれて、構成されている。非磁性絶縁材料層の上下両面には第1及び第2磁性材料層が設けられて積層体を構成し、この積層体には、第1及び第2内部導体に接続された外部電極が設けられる。非磁性絶縁材料層は、第1渦巻状導体を配置した第2非磁性絶縁材料と、第2渦巻状導体を配置した第4非磁性絶縁材料と、第1及び第2外部電極接続導体が形成された第3非磁性材料とが積層されて、構成されている。第1内部導体は、第1渦巻状導体に第1外部電極接続導体が接続されてスパイラル巻きにされ、第2内部導体は、第2渦巻状導体に第2外部電極接続導体が接続されてスパイラル巻きにされている。
Conventionally, as this type of laminated common mode choke coil, for example, there is one disclosed in
図1(a)は上記の第1内部導体1の巻き構成を簡易的に示す平面図、同図(b)は上記の第2内部導体2の巻き構成を簡易的に示す平面図である。
FIG. 1A is a plan view simply showing the winding configuration of the first
同図(a)に示すようにスパイラル巻きにされた第1内部導体1は、非磁性絶縁材料3上に形成され、その端部には第1コイル端部引出部4a,4bを介して第1外部電極接続導体5a,5bが接続されている。第1外部電極接続導体5a,5bは積層体の外周に設けられる外部電極に接続され、それぞれポート1,ポート2となる。
As shown in FIG. 2A, the spirally wound first
同図(b)に示すように第2内部導体2は、非磁性絶縁材料6上に形成され、第1内部導体1と同一巻数で同様なパターンでスパイラル巻きにされている。第2内部導体2の端部には第2コイル端部引出部7a,7bを介して第2外部電極接続導体8a,8bが接続されている。第2外部電極接続導体8a,8bは積層体の外周に設けられる外部電極に接続され、それぞれポート3,ポート4となる。
As shown in FIG. 2B, the second
上記従来の積層型コモンモードチョークコイルでは、第1内部導体1がスパイラル巻きされて構成される第1コイルにおいて、ポート1から電気エネルギーを供給した場合、第1外部電極接続導体5a,5bに隣接する直近のコイル巻回部1a,1bと、第1コイル端部引出部4a,4bとの間で、矢示するように逆の向きに電流が流れる。また、第2内部導体2がスパイラル巻きされて構成される第2コイルにおいては、ポート3から電気エネルギーを供給した場合、第2外部電極接続導体8a,8bに隣接する直近のコイル巻回部2a,2bと、第2コイル端部引出部7a,7bとの間で、矢示するように同じ向きに電流が流れる。
In the conventional laminated common mode choke coil, when electric energy is supplied from the
このため、第1内部導体1がスパイラル巻きされて構成される第1コイルにおいては、逆の向きに電流が流れる上記箇所で磁束の打ち消しが発生する。一方、第2内部導体2がスパイラル巻きされて構成される第2コイルにおいては、同じ向きに電流が流れる上記箇所で磁束が強め合う。従って、第1コイルで取得されるインダクタンスと第2コイルで取得されるインダクタンスとに差異が生じる。
For this reason, in the first coil configured by spirally winding the first
図2は、ポート1からポート2に電気エネルギーを供給した時の挿入損失特性S21と、ポート3からポート4に電気エネルギーを供給した時の挿入損失特性S43を示すグラフである。同グラフの横軸は周波数[MHz]、縦軸は挿入損失[dB]を表す。また、点線は挿入損失特性S21を表す挿入損失特性曲線A、実線は挿入損失特性S43を表す挿入損失特性曲線Bを示す。
FIG. 2 is a graph showing an insertion loss characteristic S 21 when electric energy is supplied from
同グラフに示されるように、挿入損失特性曲線Aおよび挿入損失特性曲線Bで表される両者の挿入損失は、200[MHz]以降の高周波数帯で異なっている。これは、上述した、第1および第2の各コイルで取得されるインダクタンスの差異によるものである。このように挿入損失が異なるコモンモードチョークコイルを差動線路にノイズフィルタとして挿入すると、フィルタ自体がノイズの原因となるコモンモード成分を発生させてしまう。従って、上記従来の積層型コモンモードチョークコイルでは、コモンモードノイズを効果的に除去することはできない。 As shown in the graph, the insertion loss represented by the insertion loss characteristic curve A and the insertion loss characteristic curve B is different in the high frequency band after 200 [MHz]. This is due to the difference in inductance obtained by the first and second coils described above. When a common mode choke coil with different insertion loss is inserted as a noise filter into the differential line, the filter itself generates a common mode component that causes noise. Therefore, the conventional laminated common mode choke coil cannot effectively remove common mode noise.
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
同一の巻き数で螺旋状に巻回されて積層配置される一対の第1および第2コイルと、第1コイルの端部を外部電極に接続する第1外部電極接続導体と、第2コイルの端部を外部電極に接続する第2外部電極接続導体と、第1外部電極接続導体に隣接する第1コイルの巻回部と逆の向きに電流が流れる、第1コイルの端部を第1外部電極接続導体に接続する第1コイル端部引出部と、第2外部電極接続導体に隣接する第2コイルの巻回部と同じ向きに電流が流れる、第2コイルの端部を第2外部電極接続導体に接続する第2コイル端部引出部とを備えて構成される積層型コモンモードチョークコイルにおいて、
第1コイルが、第1外部電極接続導体との間に形成される浮遊容量を増大させることで、挿入損失を特定の周波数で第2コイルの挿入損失と一致させる調整巻回部を備えることを特徴とする。
The present invention has been made to solve such problems,
A pair of first and second coils that are spirally wound with the same number of turns and arranged in layers, a first external electrode connection conductor that connects an end of the first coil to an external electrode, and a second coil A second external electrode connecting conductor connecting the end to the external electrode, and an end of the first coil through which current flows in a direction opposite to the winding portion of the first coil adjacent to the first external electrode connecting conductor The end of the second coil is connected to the second external portion through which current flows in the same direction as the first coil end lead portion connected to the external electrode connection conductor and the winding portion of the second coil adjacent to the second external electrode connection conductor. In the laminated common mode choke coil configured to include a second coil end lead portion connected to the electrode connection conductor,
The first coil includes an adjustment winding portion that increases the stray capacitance formed between the first external electrode connection conductor and matches the insertion loss with the insertion loss of the second coil at a specific frequency. Features.
本構成によれば、第1コイルが調整巻回部を備えることで、第1外部電極接続導体と第1コイルとの間に形成される浮遊容量が増大し、第1コイルの挿入損失は、特定の周波数で、第2コイルの挿入損失と一致する。このため、特定の周波数で信号伝送する差動伝送方式のラインに適用されることで、ノイズの原因となるコモンモード成分が抑制され、コモンモードノイズの除去効果の高い積層型コモンモードチョークコイルが提供される。 According to this configuration, since the first coil includes the adjustment winding portion, the stray capacitance formed between the first external electrode connection conductor and the first coil increases, and the insertion loss of the first coil is It coincides with the insertion loss of the second coil at a specific frequency. For this reason, the common mode components that cause noise are suppressed by being applied to differential transmission lines that transmit signals at a specific frequency. Provided.
また、本発明は、調整巻回部が、第1コイルの最外周の巻回部に並列に接続され、一部が第1外部電極接続導体に近接して、増大させる浮遊容量を形成する1本または複数本の導体から構成されることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the adjustment winding portion is connected in parallel to the outermost winding portion of the first coil, and a part thereof is close to the first external electrode connection conductor to form a stray capacitance that increases. It is characterized by comprising a book or a plurality of conductors.
本構成によれば、第1コイルの最外周の巻回部に並列に接続される1本または複数本の導体から調整巻回部が構成される。この調整巻回部の一部が第1外部電極接続導体に近接していることで、第1外部電極接続導体と第1コイルとの間に形成される浮遊容量が増大し、第1コイルの挿入損失は、特定の周波数で、第2コイルの挿入損失と一致する。 According to this structure, an adjustment winding part is comprised from the 1 or several conductor connected in parallel with the winding part of the outermost periphery of a 1st coil. When a part of the adjustment winding part is close to the first external electrode connection conductor, the stray capacitance formed between the first external electrode connection conductor and the first coil increases, and the first coil The insertion loss matches the insertion loss of the second coil at a specific frequency.
また、本発明は、1本の導体は最外周の巻回部と、複数本の導体は最外周の巻回部と相互間が、インダクタンスの減少が抑えられる距離に近接して形成されることを特徴とする。 Further, according to the present invention, one conductor is formed at the outermost winding part, and a plurality of conductors are formed between the outermost winding part and the distance between them so that the decrease in inductance is suppressed. It is characterized by.
本構成によれば、1本の導体については最外周の巻回部との間、複数本の導体については最外周の巻回部との間および導体相互間が、所定の距離に近接して形成されることで、インダクタンスの減少が抑えられる。このため、1本または複数本の導体を第1コイルの最外周の巻回部に並列に接続して調整巻回部を構成しても、第1コイルのインダクタンスの減少を抑制しつつ、第1外部電極接続導体と第1コイルとの間に形成される浮遊容量を増大させることができる。 According to this configuration, between one conductor and the outermost winding part, and for a plurality of conductors, between the outermost winding part and between the conductors, the conductors are close to a predetermined distance. By being formed, a decrease in inductance is suppressed. For this reason, even if one or a plurality of conductors are connected in parallel to the outermost winding portion of the first coil to form the adjustment winding portion, the decrease in inductance of the first coil is suppressed. The stray capacitance formed between the one external electrode connecting conductor and the first coil can be increased.
また、本発明は、調整巻回部が、第1コイルの最外周の巻回部の、第1外部電極接続導体に近接する部分が、増大させる浮遊容量を形成する距離を長くして形成されて構成されることを特徴とする。 Further, in the present invention, the adjustment winding portion is formed by increasing the distance at which the portion of the outermost winding portion of the first coil adjacent to the first external electrode connecting conductor forms a stray capacitance that is increased. It is characterized by being configured.
本構成によれば、第1コイルの最外周の巻回部の、第1外部電極接続導体に近接する部分によって調整巻回部が構成される。この近接する部分の長さが、増大させる浮遊容量を形成する距離を長くして形成されることで、第1外部電極接続導体と第1コイルとの間に形成される浮遊容量が増大し、第1コイルの挿入損失は、特定の周波数で、第2コイルの挿入損失と一致する。 According to this structure, an adjustment winding part is comprised by the part which adjoins the 1st external electrode connection conductor of the winding part of the outermost periphery of a 1st coil. Since the length of the adjacent portion is formed by increasing the distance for forming the stray capacitance to be increased, the stray capacitance formed between the first external electrode connection conductor and the first coil is increased. The insertion loss of the first coil coincides with the insertion loss of the second coil at a specific frequency.
また、本発明は、調整巻回部が、増大させる浮遊容量を形成する長さの、第1外部電極接続導体に対向する導体が、第1コイルの最外周の巻回部に付加されて構成されることを特徴とする。 Further, the present invention is configured such that the adjustment winding portion has a length that forms a stray capacitance to be increased and a conductor facing the first external electrode connection conductor is added to the winding portion on the outermost periphery of the first coil. It is characterized by being.
本構成によれば、第1外部電極接続導体に対向する導体が、第1コイルの最外周の巻回部に付加されて、調整巻回部が構成される。この導体の長さが、増大させる浮遊容量を形成する長さにされることで、第1外部電極接続導体と第1コイルとの間に形成される浮遊容量が増大し、第1コイルの挿入損失は、特定の周波数で、第2コイルの挿入損失と一致する。 According to this configuration, the conductor facing the first external electrode connection conductor is added to the outermost winding portion of the first coil to constitute the adjustment winding portion. By setting the length of this conductor to a length that forms the stray capacitance to be increased, the stray capacitance formed between the first external electrode connecting conductor and the first coil is increased, and the insertion of the first coil is increased. The loss coincides with the insertion loss of the second coil at a specific frequency.
本発明によれば、上記のように、ノイズの原因となるコモンモード成分を抑制して、コモンモードノイズの除去効果の高い積層型コモンモードチョークコイルが提供される。 According to the present invention, as described above, a laminated common mode choke coil that suppresses common mode components that cause noise and has a high effect of removing common mode noise is provided.
次に、本発明による積層型コモンモードチョークコイルの一実施の形態について説明する。 Next, an embodiment of a laminated common mode choke coil according to the present invention will be described.
図3は、本実施の形態による積層型コモンモードチョークコイル11の外観斜視図である。 FIG. 3 is an external perspective view of the stacked common mode choke coil 11 according to the present embodiment.
積層型コモンモードチョークコイル11は、磁性体基板12a,12bの間に積層体13が挟まれて略直方体状に形成されている。積層型コモンモードチョークコイル11の対向する側面周囲には、第1外部電極14a,14bおよび第2外部電極15a,15bがそれぞれ対になって設けられている。 The laminated common mode choke coil 11 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape with a laminated body 13 sandwiched between magnetic substrates 12a and 12b. A pair of first external electrodes 14 a and 14 b and second external electrodes 15 a and 15 b are provided around the opposing side surfaces of the stacked common mode choke coil 11.
図4は、積層型コモンモードチョークコイル11の分解斜視図である。なお、同図において図3と同一部分には同一符号を付して説明する。 FIG. 4 is an exploded perspective view of the laminated common mode choke coil 11. In the figure, the same parts as those in FIG.
積層体13は、絶縁層16〜20および電極層21〜24が交互に積層されて構成されている。
The laminate 13 is configured by alternately laminating insulating
積層体13の最下層の第1絶縁層16は磁性体基板12a上に形成され、第1絶縁層16上には第1電極層21が形成されている。第1電極層21は導体が螺旋状に巻回されて形成されている。螺旋状に巻回されたこの導体は第1コイル31を構成し、その外周側端部は第1コイル端部引出部32aを介して第1外部電極接続部33aに接続されている。この第1外部電極接続部33aは外部電極14a(図3参照)に接続されている。また、第1コイル31の最外周の巻回部に並列に、2本の導体34a,34bから成る並列部34が接続されている。
The lowermost first insulating
第1電極層21上には第2絶縁層17を介して第2電極層22が形成されている。第2電極層22は、第1コイル端部引出部32bを構成する導体に第1外部電極接続部33bが接続されて形成されている。第1コイル端部引出部32bの端部は、第2絶縁層17に形成されたビアホール35を介して第1コイル31の内周側端部に接続されている。また、第1外部電極接続部33bは外部電極14b(図3参照)に接続されている。
A
第2電極層22上には絶縁層18a,18bから成る第3絶縁層18を介して第3電極層23が形成されている。第3電極層23は、第2コイル41を構成する導体が螺旋状に巻回されて形成されている。第2コイル41の外周側端部は、第2コイル端部引出部42aを介して第2外部電極接続部43aに接続されている。この第2外部電極接続部43aは外部電極15a(図3参照)に接続されている。
On the
第3電極層23上には第4絶縁層19を介して第4電極層24が形成されている。第4電極層24は、第2コイル端部引出部42bを構成する導体に第2外部電極接続部43bが接続されて形成されている。第2コイル端部引出部42bの端部は、第4絶縁層19に形成されたビアホール45を介して第2コイル41の内周側端部に接続されている。また、第2外部電極接続部43bは外部電極15b(図3参照)に接続されている。
A fourth electrode layer 24 is formed on the
第4電極層24上には積層体13の最上層の第5絶縁層20が形成され、第5絶縁層20上には第1接着層25aおよび第2接着層25bから成る接着層25が積層されている。この接着層25は、磁性体基板12a上に形成された上記の積層体13を磁性体基板12bに接着して、図3に示すように、積層型コモンモードチョークコイル11を磁性体基板12a,12bの間に積層体13が挟まれた構造にしている。
A fifth insulating
図5(a)は、上記の第1コイル31の巻き構成を第2絶縁層17の図示を省いて示す平面図、同図(b)は上記の第2コイル41の巻き構成を第4絶縁層19の図示を省いて示す平面図である。
FIG. 5A is a plan view showing the winding configuration of the
第1および第2の一対のコイル31,41は、同一の巻き数、同一のパターンで螺旋状に巻回されて、上記のように、上層および下層に積層配置されている。そして、発生する磁束が同一の閉磁路に鎖交する。
The first and second pair of
同図(a)に示すように、第1コイル31の端部は第1コイル端部引出部32a,32bを介して第1外部電極接続導体33a,33bに接続されている。第1外部電極接続導体33a,33bは、それぞれポート1,ポート2を構成し、第1コイル31の端部を第1コイル端部引出部32a,32bを経由して外部電極14a,14bに接続している。ポート1からポート2へ向けて電気エネルギーを供給した場合、この第1コイル端部引出部32a,32bには、矢示するように、第1外部電極接続導体33a,33bに隣接する直近の第1コイル31の巻回部31a,31bと逆の向きに電流が流れる。
As shown in FIG. 5A, the end of the
また、同図(b)に示すように、第2コイル41の端部は第2コイル端部引出部42a,42bを介して第2外部電極接続導体43a,43bに接続されている。第2外部電極接続導体43a,43bは、第2コイル41の端部を第2コイル端部引出部42a,42bを経由して外部電極15a,15bに接続している。ポート3からポート4へ向けて電気エネルギーを供給した場合、この第2コイル端部引出部42a,42bには、矢示するように、第2外部電極接続導体43a,43bに隣接する直近の第2コイル41の巻回部41a,41bと同じ向きに電流が流れる。
As shown in FIG. 2B, the end of the second coil 41 is connected to the second external electrode connection conductors 43a and 43b via the second coil end lead portions 42a and 42b. The second external electrode connection conductors 43a and 43b connect the end of the second coil 41 to the external electrodes 15a and 15b via the second coil end lead portions 42a and 42b. When electric energy is supplied from the
また、同図(a)に示す第1コイル31は、第1コイル31の最外周の巻回部31cに並列に接続された並列部34を備える。この並列部34は、第1外部電極接続導体33a,33bとの間に形成される浮遊容量Cを増大させて、挿入損失を特定の周波数で第2コイル41の挿入損失と一致させる調整巻回部を構成する。本実施の形態では、この調整巻回部を構成する並列部34は、2本の導体34a,34bの長手方向両端の各一部が第1外部電極接続導体33a,33bにそれぞれ近接して、増大させる浮遊容量Cを形成する。
Moreover, the
また、本実施の形態では、並列部34を構成する2本の導体34a,34bは、最外周の巻回部31cとの間、および導体相互間が、インダクタンスの減少を抑えられる10〜20[μm]程度の距離に非常に近接して形成されている。
In the present embodiment, the two conductors 34a and 34b constituting the
このような積層型コモンモードチョークコイル11は、磁性体基板12a上に絶縁層16〜20および電極層21〜24が交互に複数回積層され、フォトリソグラフィ技術を用いて所望の回路パターンが形成されて内部回路層が構成されることで、次のようにして製作される。
In such a stacked common mode choke coil 11, insulating
まず、スピン法やディップ法、スプレー法等の薄膜形成法によって磁性体基板12a上に第1絶縁層16が形成される。基板12a,12bの材料にはフェライト等の磁性体が用いられるが、積層型コモンモードチョークコイル11の用途によっては誘電体や絶縁体が用いられる。また、絶縁層16〜20には、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等の種々の樹脂材料、あるいはSiO2等のガラス、ガラスセラミクス、誘電体等の絶縁材料が用いられる。フォトリソグラフィ工法が用いられる場合には、各材料として感光性機能が付加された材料が用いられる。絶縁層16〜20の構成材料としては、その目的に応じて複数材料を組み合わせたものを使用してもよい。本実施の形態では、絶縁層16〜20の材料として感光性ポリイミド樹脂を使用した。
First, the first insulating
次に、スパッタリングや蒸着等の薄膜形成法、あるいはスクリーン印刷法等の厚膜形成法といった成膜技術により、第1絶縁層16の上面に第1電極層21の導電材料膜が形成される。その後、レジスト塗布、露光、現像、エッチング等の一連のフォトリソグラフィ技術が用いられて、第1コイル31、第1コイル端部引出部32a、第1外部電極接続部33aおよび並列部34の導体パターンが第1電極層21に形成される。ここで、第1外部電極接続部33aは部品の側面に引き出される導体パターンにされる。
Next, the conductive material film of the
絶縁層16〜20および電極層21〜24は、フォトリソグラフィ工法によるその形成に支障が生じないように、表面粗さRaが0.5[μm]以下になるように研磨されたものを用いることが望ましい。また、電極層21〜24の電極材料としては、導電性に優れたAg,Pd,Cu,Al等の金属、あるいはこれらの合金を用いることが望ましい。本実施の形態では、電極層21〜24の電極材料としてAgを使用したが、電極層21〜24の電極材料および絶縁層16〜20の絶縁材料の組み合わせが、加工性・密着性等の観点から支障の無い組み合わせとなるように、考慮して選択することが望ましい。
The insulating layers 16 to 20 and the electrode layers 21 to 24 should be polished so that the surface roughness Ra is 0.5 [μm] or less so as not to hinder the formation by the photolithography method. Is desirable. Moreover, as an electrode material of the electrode layers 21-24, it is desirable to use metals, such as Ag, Pd, Cu, Al, etc. excellent in electroconductivity, or these alloys. In this embodiment, Ag is used as the electrode material of the electrode layers 21 to 24. However, the combination of the electrode material of the electrode layers 21 to 24 and the insulating material of the insulating
次に、第1電極層21上に第2絶縁層17が第1絶縁層16と同様にして形成される。この第2絶縁層17にはビアホール35の形成位置にフォトリソグラフィ技術によって穴が開けられる。この穴には、第1コイル31の内周側端部が露出する。次に、第2絶縁層17の上面に第2電極層22の導電材料膜が第1電極層21と同様にして形成される。その後、フォトリソグラフィ技術が用いられて、第1コイル端部引出部32bおよび第1外部電極接続部33bの導体パターンが第2電極層22に形成される。ここで、第1外部電極接続部33bも部品の側面に引き出される導体パターンにされる。この第2電極層22の形成時、第2絶縁層17に開けられた穴に導電材料が充填されて、第1コイル31の内周側端部を第1コイル端部引出部32bの端部につなげるビアホール35が形成される。
Next, the second insulating layer 17 is formed on the
次に、第2電極層22上に第3絶縁層18の絶縁層18a,18bが第1絶縁層16と同様にして順次形成される。そして、第3絶縁層18の上面に第3電極層23の導電材料膜が第1電極層21と同様にして形成される。その後、フォトリソグラフィ技術が用いられて、第2コイル41、第2コイル端部引出部42aおよび第2外部電極接続部43aの導体パターンが第3電極層23に形成される。ここで、第2外部電極接続部43aも部品の側面に引き出される導体パターンにされる。
Next, the insulating layers 18 a and 18 b of the third insulating
次に、第3電極層23上に第4絶縁層19が第1絶縁層16と同様にして形成される。この第4絶縁層19にはビアホール45の形成位置にフォトリソグラフィ技術によって穴が開けられる。この穴には、第2コイル41の内周側端部が露出する。次に、第4絶縁層19の上面に第4電極層24の導電材料膜が第1電極層21と同様にして形成される。その後、フォトリソグラフィ技術が用いられて、第2コイル端部引出部42bおよび第2外部電極接続部43bの導体パターンが第4電極層24に形成される。ここで、第2外部電極接続部43bも部品の側面に引き出される導体パターンにされる。この第4電極層24の形成時、第4絶縁層19に開けられた穴に導電材料が充填されて、第2コイル41の内周側端部を第2コイル端部引出部42bの端部につなげるビアホール45が形成される。
Next, the fourth insulating
次に、第4電極層24上に第5絶縁層20が第1絶縁層16と同様にして形成され、磁性体基板12a上に積層体13が構成される。その後、積層体13の最上層の第5絶縁層20上に接着層25を構成する第1接着層25aが塗布され、磁性体基板12bの積層体13に対向する面に接着層25を構成する第2接着層25bが塗布される。次に、積層体13の上面に磁性体基板12bが載置され、積層体13が磁性体基板12a,12bで挟み込まれる状態で真空ホットプレス機にセットされて、磁性体基板12bが接着層25によって積層体13に熱圧着で貼り合わせられる。
Next, the fifth insulating
磁性体基板12bのこの接合は、真空中または不活性ガス中にて加熱・加圧し、冷却後、圧力を解除する工程によって行われる。小型・低背の電子部品を回路基板に実装する一般的な方法としてリフロー実装が挙げられるが、リフロー実装する際に電子部品が達する最高到達温度は260℃前後であることがほとんどである。このため、本実施の形態の接着層25には熱硬化性のポリイミド樹脂を材料に用いたが、接着層25の材料として熱可塑性の樹脂を用いる場合には、ガラス転移温度が270℃以上のものが用いられる。
This bonding of the magnetic substrate 12b is performed by a process of heating and pressurizing in a vacuum or an inert gas and releasing the pressure after cooling. As a general method for mounting a small and low-profile electronic component on a circuit board, there is a reflow mounting. However, in most cases, the maximum temperature reached by the electronic component when reflow mounting is around 260 ° C. For this reason, a thermosetting polyimide resin is used as the material for the
また、磁性体基板12bの接合時には350℃〜390℃の高温が加えられて熱圧着される。この高温時に部品材料からガスが流出すると接着層25内に空孔が形成されてしまう。この空孔は、接合部における密着力の低下を招き、また、空孔内に湿気が溜まると電極層21〜24を形成する導体パターンの短絡等につながる。このため、本実施の形態では、接着層25の材料に耐熱温度が400℃以上のものを用いた。
Further, at the time of joining the magnetic substrate 12b, a high temperature of 350 ° C. to 390 ° C. is applied and thermocompression bonding is performed. If gas flows out of the component material at this high temperature, voids are formed in the
積層型コモンモードチョークコイル11は、マザー基板上に多数個の素子が同時に形成される。素子形成後、ダイシング等の切断加工によってマザー基板からのチップの切り出し・分割が行われる。各チップに分割後、積層型コモンモードチョークコイル11は、第1外部電極接続導体33a,33bおよび第2外部電極接続導体43a,43bに導通する外部電極14a,14bおよび15a,15bが、図3に示すように外周側面に形成される。外部電極14a,14bおよび15a,15bは、例えばAg,Ab−Pd,Cu,NiCrまたはNiCu等の材料を含む導電性ペーストが塗布されたり、その材料がスパッタリングや蒸着等で成膜されることで、形成される。その後、外部電極14a,14bおよび15a,15b上に、例えば湿式電解メッキによってNi,Sn,Sn−Pb等の金属膜が形成される。 In the laminated common mode choke coil 11, a large number of elements are simultaneously formed on a mother substrate. After element formation, the chip is cut out and divided from the mother substrate by cutting such as dicing. After dividing into chips, the laminated common mode choke coil 11 includes external electrodes 14a, 14b and 15a, 15b that are electrically connected to the first external electrode connection conductors 33a, 33b and the second external electrode connection conductors 43a, 43b, as shown in FIG. As shown in FIG. The external electrodes 14a, 14b and 15a, 15b are formed by applying a conductive paste containing a material such as Ag, Ab-Pd, Cu, NiCr or NiCu, or by depositing the material by sputtering or vapor deposition. ,It is formed. Thereafter, a metal film such as Ni, Sn, Sn-Pb or the like is formed on the external electrodes 14a, 14b and 15a, 15b, for example, by wet electrolytic plating.
図6は、第1コイル31のポート1からポート2に電気エネルギーを供給した時の挿入損失特性S21と、第2コイル41のポート3からポート4に電気エネルギーを供給した時の挿入損失特性S43を、シミュレーションして示すグラフである。同グラフの横軸は周波数[MHz]、縦軸は挿入損失[dB]を表す。また、点線は挿入損失特性S21を表す挿入損失特性曲線C、実線は挿入損失特性S43を表す挿入損失特性曲線Dを示す。
FIG. 6 shows an insertion loss characteristic S 21 when electric energy is supplied from the
同グラフに示されるように、このシミュレーションでは、挿入損失特性曲線Cおよび挿入損失特性曲線Dで表される両者の挿入損失は、グラフ中に太い矢印で示すように6[GHz]で一致している。つまり、第1コイル31の挿入損失が、特定の周波数である6[GHz]で、第2コイル41の挿入損失と一致している。
As shown in the graph, in this simulation, the insertion loss represented by the insertion loss characteristic curve C and the insertion loss characteristic curve D coincide with each other at 6 [GHz] as indicated by a thick arrow in the graph. Yes. That is, the insertion loss of the
このような本実施の形態の積層型コモンモードチョークコイル11によれば、第1コイル31が調整巻回部を構成する並列部34を図5(a)に示すように備え、並列部34の一部が第1外部電極接続導体33a,33bに近接していることで、第1外部電極接続導体33a,33bと第1コイル31との間に形成される浮遊容量Cが増大する。そして、第1コイル31の挿入損失は、図6に示すように、例えば6[GHz]の特定の周波数で、第2コイル41の挿入損失と一致する。この特定の周波数は、増大させる浮遊容量Cの大きさを調整することで、所望の値に設定することができる。このため、特定の周波数で信号伝送する差動伝送方式のラインに適用されることで、ノイズの原因となるコモンモード成分が抑制され、コモンモードノイズの除去効果の高い積層型コモンモードチョークコイル11が提供される。
According to the laminated common mode choke coil 11 of the present embodiment as described above, the
また、並列部34を構成する2本の導体34a,34bは、巻回部31cに並列に接続されることで、通常インダクタンスは減少する。しかし、本実施の形態では、2本の導体34a,34bは、最外周の巻回部31cとの間および導体相互間が、10〜20[μm]程度の所定の距離に非常に近接して形成されることで、インダクタンスの減少が抑えられ、ほぼ元に近いインダクタンス値となっている。このため、2本の導体34a,34bを第1コイル31の最外周の巻回部31cに並列に接続して調整巻回部を構成しても、第1コイル31のインダクタンスの減少を抑制しつつ、第1外部電極接続導体33a,33bと第1コイル31との間に形成される浮遊容量Cを増大させることができる。
Further, the two conductors 34a and 34b constituting the
なお、上記の実施の形態では、調整巻回部を構成する並列部34を図5(a)に示すように2本の導体34a,34bで形成した場合について説明したが、増大させる浮遊容量Cの大きさに応じて3本以上の導体で形成しても、また、1本の導体で形成しても、上記の実施の形態と同様な作用効果が奏され、ノイズの原因となるコモンモード成分が抑制されて、コモンモードノイズの除去効果の高い積層型コモンモードチョークコイル11が提供される。この際、1本の導体については最外周の巻回部31cとの間、複数本の導体については最外周の巻回部31との間および導体相互間が、10〜20[μm]程度の所定の距離に近接して形成されることで、インダクタンスの減少が抑えられる。このため、上記の実施の形態の場合と同様、第1コイル31のインダクタンスの減少を抑制しつつ、第1外部電極接続導体33a,33bと第1コイル31との間に形成される浮遊容量Cを増大させることができる。
In the above embodiment, the case where the
また、上記の実施の形態において、図7(a)に示すように、一方の導体34aを省いて1本の導体34bで並列部34Aを形成するようにしてもよい。なお、図7において図5(a)と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。この構成では、導体34bと巻回部31cとの間の距離が大きくなって、上記の実施の形態の場合と比べてインダクタンスが小さくなる。しかし、並列部34Aの一部が第1外部電極接続導体33a,33bに近接する距離が長くなって浮遊容量Cは増大するので、そのインダクタンスと浮遊容量Cとで定まる第1コイル31の自己共振周波数は、低域側に移動する。従って、第1コイル31の挿入損失は、特定の周波数で、第2コイル41の挿入損失と一致する。このため、この特定の周波数を信号周波数とすることで、上記の実施の形態と同様な作用効果が奏される。
In the above embodiment, as shown in FIG. 7A, one conductor 34a may be omitted, and the parallel portion 34A may be formed by one conductor 34b. In FIG. 7, the same parts as those in FIG. In this configuration, the distance between the conductor 34b and the winding portion 31c is increased, and the inductance is reduced as compared with the case of the above embodiment. However, since the distance that a part of the parallel part 34A approaches the first external electrode connection conductors 33a and 33b becomes longer and the stray capacitance C increases, the self-resonance of the
また、同図(b)に示すように線幅を太くした導体34b1によって並列部34Bを構成しても、並列部34Bの一部が第1外部電極接続導体33a,33bに近接する距離が長くなるので、浮遊容量Cは増大する。また、導体34b1の線幅を太くすることによってインダクタンスは小さくなるが、導体34b1と最外周の巻回部31cとの間を10〜20[μm]程度の所定の距離に近接して形成することで、インダクタンスの減少が低く抑えられる。このため、この構成においても、第1コイル31の自己共振周波数は、形成されるインダクタンスと増大する浮遊容量Cとで定まる低域側に移動し、特定の周波数で、第1コイル31および第2コイル41の挿入損失が一致し、上記の実施の形態と同様な作用効果が奏される。
Further, as shown in FIG. 4B, even if the parallel portion 34B is formed by the conductor 34b1 having a large line width, the distance that a part of the parallel portion 34B is close to the first external electrode connection conductors 33a and 33b is long. As a result, the stray capacitance C increases. Further, the inductance is reduced by increasing the line width of the conductor 34b1, but the conductor 34b1 and the outermost winding part 31c are formed close to a predetermined distance of about 10 to 20 [μm]. Thus, the decrease in inductance can be kept low. For this reason, also in this configuration, the self-resonant frequency of the
また、上記の実施の形態および各変形例では、第1コイル31の巻回部31cに並列接続された並列部34,34A,34Bにより、第1外部電極接続導体33a,33bとの間に形成される浮遊容量Cを増大させる調整巻回部を構成した。しかし、図8(a)に示すように、第1コイル31の最外周の巻回部31cの、第1外部電極接続導体33a,33bに近接する部分を、増大させる浮遊容量Cを形成する距離長く迂回させて形成して、調整巻回部を構成するようにしてもよい。なお、図8において図5(a)と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
Moreover, in said embodiment and each modification, it forms between 1st external electrode connection conductors 33a and 33b by the
本構成によれば、巻回部31cの第1外部電極接続導体33a,33bに近接する部分の長さが長く形成されることで、第1外部電極接続導体33a,33bと第1コイル31との間に形成される浮遊容量Cは増大する。また、第1コイル端部引出部32a,32bとこれに隣接する巻回部31a,31bとに逆向きに電流が流れることでインダクタンスが減少する分、巻回部31cが長く迂回して形成されることで、第1コイル31のインダクタンスはその減少分増加する。従って、第1コイル31の挿入損失は、特定の周波数で、第2コイル41の挿入損失と一致する。このため、本構成によっても、上記の実施の形態と同様な作用効果が奏される。
According to this configuration, the lengths of the portions of the winding portion 31c adjacent to the first external electrode connection conductors 33a and 33b are formed to be long, so that the first external electrode connection conductors 33a and 33b, the
また、同図(b)に示すように、線幅を太くした最外周の巻回部31c1によって第1コイル31を構成しても、巻回部31c1の第1外部電極接続導体33a,33bに近接する部分の長さが、増大させる浮遊容量Cを形成する距離長く形成されることで、第1外部電極接続導体33a,33bと第1コイル31との間に形成される浮遊容量Cは増大する。しかし、巻回部31c1の線幅を太くすることによるインダクタンスの減少は避けられないが、この構成においても、第1コイル31の自己共振周波数は、形成されるインダクタンスと増大する浮遊容量Cとで定まる低域側に移動し、特定の周波数で、第1コイル31および第2コイル41の挿入損失が一致し、上記の実施の形態と同様な作用効果が奏される。
Further, as shown in FIG. 5B, even if the
また、図9に示すように、増大させる浮遊容量Cを形成する長さの、第1外部電極接続導体33a,33bに対向する導体51a,51bを、第1コイル31の最外周の巻回部31cに付加して、調整巻回部を構成するようにしてもよい。なお、同図において図5(a)と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。本構成によれば、第1外部電極接続導体33a,33bに対向する導体51a,51bの長さが、増大させる浮遊容量Cを形成する長さにされることで、第1外部電極接続導体33a,33bと第1コイル31との間に形成される浮遊容量Cが増大し、第1コイル31の挿入損失は、特定の周波数で、第2コイル41の挿入損失と一致する。このため、本構成によっても、上記の実施の形態と同様な作用効果が奏される。
Further, as shown in FIG. 9, the conductors 51 a and 51 b facing the first external electrode connection conductors 33 a and 33 b having a length that forms the stray capacitance C to be increased are wound around the outermost winding portion of the
11…積層型コモンモードチョークコイル
12a,12b…磁性体基板
13…積層体
14a,14b、15a,15b…外部電極
16〜20…絶縁層
21〜24…電極層
31…第1コイル
41…第2コイル
31a,31b,31c,31c1…第1コイルの巻回部
32a,32b…第1コイル端部引出部
42a,42b…第2コイル端部引出部
33a,33b…第1外部電極接続導体
43a,43b…第2外部電極接続導体
34a,34b,34b1,51a,51b…導体
34,34A,34B…並列部
35,45…ビアホール
C…浮遊容量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Laminated type common mode choke coil 12a, 12b ... Magnetic substrate 13 ... Laminated body 14a, 14b, 15a, 15b ... External electrode 16-20 ... Insulating layer 21-24 ...
Claims (5)
前記第1コイルは、前記第1外部電極接続導体との間に形成される浮遊容量を増大させて、挿入損失を特定の周波数で前記第2コイルの挿入損失と一致させる調整巻回部を備え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。 A pair of first and second coils that are spirally wound with the same number of turns and stacked, a first external electrode connection conductor that connects an end of the first coil to an external electrode, and the second A second external electrode connecting conductor connecting an end of the coil to the external electrode, and a current flows in a direction opposite to a winding portion of the first coil adjacent to the first external electrode connecting conductor. A current flows in the same direction as a first coil end lead portion connecting an end portion to the first external electrode connection conductor and a winding portion of the second coil adjacent to the second external electrode connection conductor. In a laminated common mode choke coil configured to include a second coil end lead portion connecting an end portion of two coils to the second external electrode connecting conductor,
The first coil includes an adjustment winding portion that increases a stray capacitance formed between the first external electrode connection conductor and matches an insertion loss with the insertion loss of the second coil at a specific frequency. A laminated common mode choke coil.
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|---|---|---|---|---|
| KR20150079133A (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 삼성전기주식회사 | Common mode filter |
| JP2018206952A (en) * | 2017-06-05 | 2018-12-27 | 株式会社村田製作所 | Coil component and method for changing frequency characteristics thereof |
| CN112786279A (en) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 株式会社村田制作所 | Common mode choke coil |
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