JP3161455B2 - コモンモードチョークコイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコモンモードチョー
クコイル、特に、高周波の電子回路において同相ノイズ
を除去するために使用されるコモンモードチョークコイ
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコモンモードチョークコイルとし
て、例えば図８に示すように、二つのコイルを内蔵した
積層型コモンモードチョークコイル８０が知られてい
る。この積層型コモンモードチョークコイル８０は、コ
イル導体８２〜８５等をそれぞれ表面に設けた絶縁性シ
ート８１等で構成されている。コイル導体８２，８３
は、絶縁性シート８１に設けたビアホール８７を介して
電気的に直列に接続され、絶縁性シート８１の積み重ね
方向に対して平行なコイル軸を有し、かつ、巻き方向が
時計回り方向の螺旋状コイルＬ１とされる。コイル導体
８４，８５は、絶縁性シート８１に設けたビアホール８
７を介して電気的に直列に接続され、絶縁性シート８１
の積み重ね方向に対して平行なコイル軸を有し、かつ、
巻き方向が時計回り方向の螺旋状コイルＬ２とされる。

【０００３】各絶縁性シート８１は積み重ねられた後、
一体的に焼成され、図９に示すような積層体９２とされ
る。積層体９２の手前側および奥側の側面には、それぞ
れ二つのコイルＬ１，Ｌ２の入力外部電極９３ａ，９４
ａ並びに出力外部電極９３ｂ，９４ｂが設けられてい
る。コイルＬ１の一方の端部（具体的にはコイル導体８
２の引出し部８２ａ）は入力外部電極９３ａに電気的に
接続され、他方の端部（コイル導体８３の引出し部８３
ａ）は出力外部電極９３ｂに電気的に接続されている。
コイルＬ２の一方の端部（コイル導体８４の引出し部８
４ａ）は入力外部電極９４ａに電気的に接続され、他方
の端部（コイル導体８５の引出し部８５ａ）は出力外部
電極９４ｂに電気的に接続されている。

【０００４】ここに、コイルＬ１，Ｌ２のコイル軸及び
入出力外部電極９３ａ〜９４ｂは、積層体９２の実装面
（言い換えると、チョークコイル８０の実装面）９５に
対して垂直である。コイルＬ１，Ｌ２のコイル軸は入出
力外部電極９３ａ〜９４ｂに対して平行である。そし
て、コモンモードチョークコイル８０は、ノーマルモー
ド信号に対しては殆んど影響をしないが、コモンモード
信号（コモンモードノイズ）に対してはインダクタンス
として作用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のコモ
ンモードチョークコイル８０は、構造上、コイルＬ１と
コイルＬ２のそれぞれの引出し端部が重ならないように
配置する必要がある。このため、通常、コイルＬ１を構
成するコイル導体８２，８３のパターンの長さと、コイ
ルＬ２を構成するコイル導体８４，８５のパターンの長
さが異なる。

【０００６】そこで、従来のコモンモードチョークコイ
ル８０では、コイル導体８２，８３およびコイル導体８
４，８５のパターン形状を異ならせることによって、コ
イルＬ１のノーマルモード成分のインピーダンスとコイ
ルＬ２のノーマルモード成分のインピーダンスとを合致
させるようにしている。しかしながら、コイル導体８
２，８３の形状とコイル導体８４，８５の形状とが異な
ることに起因するノーマルモード成分のインピーダンス
の相違がどうしても発生してしまう。これにより、コイ
ルＬ１，Ｌ２の各々にノーマルモード信号が流れた際、
コイルＬ１，Ｌ２にそれぞれ互いに打ち消し合うように
作用する磁束が略等しく発生せず、ノーマルモード信号
を歪ませる等の問題があった。

【０００７】また、ノーマルモード成分のインピーダン
スを合致させるために、コイル導体８２，８３のパター
ン形状とコイル導体８４，８５のパターン形状を異なら
せると、コイルＬ１及びコイルＬ２を構成するコイル導
体８２〜８５のパターン形状の種類が増加し、コモンモ
ードチョークコイル８０の製造コストがアップするとい
う問題があった。

【０００８】さらに、従来のコモンモードチョークコイ
ル８０は、入出力外部電極９３ａ〜９４ｂが積層体９２
の側面に設けられ、折り返し部が上面および実装面９５
に形成されている。この入出力外部電極９３ａ〜９４ｂ
は、コイルＬ１，Ｌ２をそれぞれ構成しているコイル導
体８２，８３およびコイル導体８４，８５の一部に近接
している。従って、入出力外部電極９３ａ〜９４ｂとコ
イルＬ１，Ｌ２との間に浮遊容量が発生し、この浮遊容
量により高周波特性が悪化して、コモンモードノイズの
除去性能が低下するという問題もあった。

【０００９】さらに、コイル導体８２の引出し部８２ａ
とコイル導体８４の引出し部８４ａはシート８１の積み
重ね方向に対向しておらず、また、コイル導体８３の引
出し部８３ａとコイル導体８５の引出し部８５ａもシー
ト８１の積み重ね方向に対向していない。従って、コモ
ンモードチョークコイル８０は、不必要なノーマルモー
ド成分のインピーダンスが引出し部８２ａ〜８５ａで発
生する。

【００１０】そこで、本発明の目的は、製造コストが安
価で、優れた高周波特性を有するコモンモードチョーク
コイルを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するため、本発明に係るコモンモードチョークコイル
は、（ａ）複数の絶縁層と複数のコイル導体を積み重ね
て構成した積層体と、（ｂ）前記コイル導体を電気的に
接続して構成され、磁気的に相互に結合された複数のコ
イルとを備え、（ｃ）前記複数のコイルの各々が積層体
の実装面に対して平行なコイル軸を有すると共に、前記
各コイルのコイル導体が他のコイルのコイル導体と同じ
パターン形状を有しており、前記複数のコイルの各々の
引出し部が前記実装面に形成された入出力外部電極に電
気的に接続されていること、を特徴とする。

【００１２】複数のコイルの各々を構成するコイル導体
は同じパターン形状を有しているため、各コイルのノー
マルモード成分のインピーダンスが抑えられる。しか
も、コイル導体のパターン形状の種類が少なくなる。ま
た、全ての入出力外部電極が実装面に形成されているた
め、外部電極とコイル導体との間に生じる浮遊容量が小
さくなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコモンモード
チョークコイルの実施の形態について添付の図面を参照
して説明する。

【００１４】［第１実施形態、図１〜図３］図１に示す
ように、積層型コモンモードチョークコイル１は、コイ
ル導体２３〜２６をそれぞれ表面に設けた絶縁性シート
１２，１３，１５，１６と、ダミーシート１４と、カバ
ーシート１１等にて構成されている。コイル導体２３〜
２６は、印刷やスパッタリングや蒸着等の方法により、
絶縁性シート１２，１３，１５，１６の表面に形成され
ている。コイル導体２３〜２６の材料としては、Ａｇ，
Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ等が使用される。シート１１〜
１６の材料としては、フェライト等の磁性体材料やセラ
ミック等の絶縁体材料が使用される。コイル導体２３，
２４は、絶縁性シート１２に設けたビアホール２７を介
して電気的に直列に接続され、巻き方向が時計回り方向
の螺旋状コイルＬａを構成する。コイルＬａの一端部
（即ち、コイル導体２３の引出し部２３ａ）は絶縁性シ
ート１２の下辺左側に露出し、他端部（コイル導体２４
の引出し部２４ａ）は絶縁性シート１３の下辺右側に露
出している。

【００１５】また、コイル導体２５，２６は、絶縁性シ
ート１５に設けたビアホール２７を介して電気的に直列
に接続され、巻き方向が時計回り方向の螺旋状コイルＬ
ｂを構成する。コイルＬｂの一端部（コイル導体２５の
引出し部２５ａ）は絶縁性シート１５の下辺左側に露出
し、他端部（コイル導体２６の引出し部２６ａ）は絶縁
性シート１６の下辺右側に露出している。

【００１６】ここに、コイルＬａを構成しているコイル
導体２３，２４は、それぞれコイルＬｂを構成している
コイル導体２５，２６と全く同じ形状および寸法を有し
ている。そして、コイルＬａとＬｂは、磁気的に相互に
結合されている。

【００１７】以上の絶縁性シート１１〜１６は積み重ね
られた後、一体的に焼成され、図２に示すように、積層
体２８とされる。図２は、コモンモードチョークコイル
１の構成を模式的に示したものである。積層体２８の下
面（言い換えると、コモンモードチョークコイル１の実
装面）３０の左右には、それぞれ入力外部電極２ａ，３
ａおよび出力外部電極２ｂ，３ｂが設けられている。入
力外部電極２ａと出力外部電極２ｂは、それぞれコイル
Ｌａの両端部、具体的にはコイル導体２３の引出し部２
３ａとコイル導体２４の引出し部２４ａに電気的に接続
されている。入力外部電極３ａと出力外部電極３ｂは、
それぞれコイルＬｂの両端部、具体的にはコイル導体２
５の引出し部２５ａとコイル導体２６の引出し部２６ａ
に電気的に接続されている。これらの入出力外部電極２
ａ〜３ｂは、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ等の導電性
ペーストを塗布後、焼付けたり、あるいは乾式めっきし
たりすることによって形成される。図３は、コモンモー
ドチョークコイル１の電気等価回路図である。

【００１８】以上の構成からなるコモンモードチョーク
コイル１は、図２に示すように、各コイルＬａ，Ｌｂの
コイル軸がシート１１〜１６の積み重ね方向に対して平
行であり、かつ、実装面３０に対して平行である。コイ
ルＬａ，Ｌｂのコイル軸は、入出力外部電極２ａ〜３ｂ
に対して平行である。そして、コイルＬａを構成してい
るコイル導体２３および２４はそれぞれ、コイルＬｂを
構成しているコイル導体２５および２６と全く同じ形状
および寸法を有している。このため、コイルＬａのノー
マルモード成分のインダクタンスとコイルＬｂのノーマ
ルモード成分のインダクタンスとが全く等しくなる。こ
れにより、コイルＬａ，Ｌｂにノーマルモード信号が流
れた際、コイルＬａ，Ｌｂの各々に大きさが等しく、方
向が反対で互いに打ち消し合う磁束を発生させることが
でき、ノーマルモード信号に殆ど影響を及ぼさないコモ
ンモードチョークコイル１を得ることができる。

【００１９】しかも、コイル導体のパターン形状の種類
が少なくなり、コイル導体２３，２４，２５，２６をシ
ート１２，１３，１５，１６上に印刷するための印刷マ
スク等の種類が削減される。例えば、本第１実施形態で
は、印刷マスク、あるいは印刷済シートを裏返して使用
すれば、一種類のマスクで全てのコイル導体２３〜２６
を印刷して形成することができる。これにより、コモン
モードチョークコイル１の製造が簡単化され、製造コス
トを削減することができる。

【００２０】さらに、全ての入出力外部電極２ａ〜３ｂ
が実装面３０に形成されているので、入出力外部電極２
ａ〜３ｂとコイルＬａ，Ｌｂとの間に生じる浮遊容量が
小さくなる。これにより、高周波領域のコモンモード成
分のインダクタンスを大きくでき、高周波領域までコモ
ンモードノイズ除去性能が優れたチョークコイル１が得
られる。

【００２１】また、コイル導体２３の引出し部２３ａと
コイル導体２５の引出し部２５ａはシート１１〜１６の
積み重ね方向に対向しており、同様に、コイル導体２４
の引出し部２４ａとコイル導体２６の引出し部２６ａも
シート１１〜１６の積み重ね方向に対向している。従っ
て、従来のコモンモードチョーク８０と異なり、本第１
実施形態のコモンモードチョークコイル１は、引出し部
２３ａ〜２６ａで、必要なコモンモード成分のインピー
ダンスを発生させることができる。この結果、コモンモ
ードノイズ除去性能をさらにアップすることができる。

【００２２】［第２実施形態、図４］本発明に係るコモ
ンモードチョークコイルのいま一つの実施形態を図４に
示す。該コモンモードチョークコイル３１は、図１及び
図２で説明したコモンモードチョークコイル１におい
て、コイル導体２５を設けた絶縁性シート１５の積層位
置とコイル導体２６を設けた絶縁性シート１６の積層位
置とを変更したものである。なお、図４において、図２
に対応する部分には同じ符号を付して示し、重複した説
明は省略する。

【００２３】コイル導体２５，２６は、絶縁性シート１
６に設けたビアホール２７を介して電気的に直列に接続
され、巻き方向が反時計回り方向の螺旋状コイルＬｃを
構成する。コイルＬｃの両端部、具体的にはコイル導体
２５の引出し部２５ａおよびコイル導体２６の引出し部
２６ａは、それぞれ入力外部電極３ａおよび出力外部電
極３ｂに電気的に接続されている。

【００２４】以上の構成により、コイルＬａの出力側の
コイル導体２４とコイルＬｃの出力側のコイル導体２６
が隣接することになる。このようにすれば、コイル導体
２４とコイル導体２６の磁気的な結合が大きくなるの
で、第１実施形態のコモンモードチョークコイル１が奏
する効果に加えて、コモンモードノイズの除去性能がさ
らに向上する。

【００２５】［第３実施形態、図５および図６］本発明
に係るコモンモードチョークコイルのいま一つの実施形
態を図５および図６に示す。該コモンモードチョークコ
イル４１は、図１および図２で説明したコモンモードチ
ョークコイル１において、入出力外部電極２ａ〜３ｂを
更に、実装面３０に対向する面４３に設け、この面４３
も実装面として使用することができるようにしたもので
ある。なお、図５および図６において、図１および図２
に対応する部分には同じ符号を付して示し、重複した説
明は省略する。

【００２６】コイル導体２３の引出し部２３ａ，２３ｂ
は、それぞれ絶縁性シート１２の下辺および上辺の左側
に露出している。コイル導体２４の引出し部２４ａ，２
４ｂは、それぞれ絶縁性シート１３の下辺および上辺の
右側に露出している。コイル導体２５の引出し部２５
ａ，２５ｂは、それぞれ絶縁性シート１５の下辺および
上辺の左側に露出している。コイル導体２６の引出し部
２６ａ，２６ｂは、それぞれ絶縁性シート１６の下辺お
よび上辺の右側に露出している。ここに、コイルＬａを
構成しているコイル導体２３，２４は、それぞれコイル
Ｌｂを構成しているコイル導体２５，２６と全く同じ形
状および寸法を有している。

【００２７】積層体２８の上面４３に設けた入力外部電
極２ａと出力外部電極２ｂには、それぞれコイルＬａの
両端部、具体的にはコイル導体２３の引出し部２３ｂと
コイル導体２４の引出し部２４ｂが電気的に接続されて
いる。同様に、積層体２８の上面４３に設けた入力外部
電極３ａと出力外部電極３ｂには、それぞれコイルＬｂ
の両端部、具体的にはコイル導体２５の引出し部２５ｂ
とコイル導体２６の引出し部２６ｂが電気的に接続され
ている。

【００２８】以上の構成により、上面４３又は下面３０
のいずれか一方の面を実装面として使用すればよいの
で、上下の方向性がないコモンモードチョークコイル４
１が得られる。この結果、本第３実施形態のコモンモー
ドチョークコイル４１は、前記第１実施形態のコモンモ
ードチョークコイル１が奏する効果に加えて、実装の自
由度が大幅に向上する。

【００２９】［他の実施形態］ なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではな
く、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
例えば、図７に示すように、図１で説明したコモンモー
ドチョークコイル１において、シート１１〜１６の材料
として磁性体材料を使用した場合、コイル導体２３〜２
６の引出し部２３ａ〜２６ａの周辺部分だけは、非磁性
体材料からなる非磁性体部５１，５２としてもよい。こ
のようにすれば、コイル導体２３〜２６の引出し部２３
ａ〜２６ａで発生するインダクタンスを小さくすること
ができ、ノーマルモード成分のインピーダンスの発生が
抑えられ、信号波形の劣化が抑えられる。

【００３０】また、前記実施形態では、２つのコイルを
有するコモンモードチョークコイルについて説明した
が、本発明は３つ以上のコイルを有するコモンモードチ
ョークコイルにも適用することができる。

【００３１】さらに、前記実施形態は、それぞれパター
ンが形成された絶縁性シートを積み重ねた後、一体的に
焼成するものであるが、必ずしもこれに限定されない。
絶縁性シートは予め焼成されたものを用いてもよい。ま
た、以下に説明する製法によってチョークコイルを作成
してもよい。印刷等の方法によりペースト状の絶縁性材
料にて絶縁層を形成した後、その絶縁層の表面にペース
ト状の導電性パターン材料を塗布して任意のパターンを
形成する。次に、ペースト状の絶縁材料を前記パターン
の上から塗布してパターンが内蔵された絶縁層とする。
同様にして、順に重ね塗りすることにより積層構造を有
するチョークコイルが得られる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、複数のコイルの各々を構成するコイル導体
が同じパターン形状を有しているので、各コイルにノー
マルモード信号が流れた際、各コイルにそれぞれ互いに
打ち消し合うように作用する磁束が略等しく発生する。
従って、ノーマルモード信号を歪ませる等の影響が少な
いコモンモードチョークコイルが得られる。しかも、コ
イル導体のパターン形状の種類も少なくなり、それに伴
ってコモンモードチョークコイルの製造が簡単化され
る。また、全ての入出力外部電極が実装面に形成されて
いるので、入出力外部電極とコイル導体との間に生じる
浮遊容量が小さくなり、高周波特性も向上する。この結
果、製造コストが安価で性能の優れたコモンモードチョ
ークコイルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコモンモードチョークコイルの第
１実施形態の構成を示す分解斜視図。

【図２】図１に示したコモンモードチョークコイルの透
視斜視図。

【図３】図１に示したコモンモードチョークコイルの電
気等価回路図。

【図４】本発明に係るコモンモードチョークコイルの第
２実施形態の透視斜視図。

【図５】本発明に係るコモンモードチョークコイルの第
３実施形態の構成を示す分解斜視図。

【図６】図５に示したコモンモードチョークコイルの透
視斜視図。

【図７】本発明に係るコモンモードチョークコイルの他
の実施形態の透視斜視図。

【図８】従来のコモンモードチョークコイルの構成を示
す分解斜視図。

【図９】図８に示したコモンモードチョークコイルの透
視斜視図。

【符号の説明】

１，３１，４１…コモンモードチョークコイル ２ａ，３ａ…入力外部電極 ２ｂ，３ｂ…出力外部電極 １１〜１６…絶縁性シート ２３〜２６…コイル導体 ２３ａ〜２６ａ…引出し部 ２８…積層体 ３０…実装面 Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ…コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−237106（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−162328（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−129447（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−121251（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 17/00 - 17/08 H01F 27/00 - 30/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の絶縁層と複数のコイル導体を積み
   重ねて構成した積層体と、 前記コイル導体を電気的に接続して構成され、磁気的に
   相互に結合された複数のコイルと、 前記積層体の実質的に実装面のみに設けた入出力外部電
   極と を備え、 前記複数のコイルの各々が積層体の実装面に対して平行
   なコイル軸を有すると共に、前記各コイルのコイル導体
   が他のコイルのコイル導体と同じパターン形状を有して
   おり、前記複数のコイルの各々の引出し部が同じ前記実
   装面に引き出されて前記入出力外部電極に電気的に接続
   されていること、 を特徴とするコモンモードチョークコイル。
2. 【請求項２】 前記複数のコイルの各々の出力側のコイ
   ル導体が隣接していることを特徴とする請求項１記載の
   コモンモードチョークコイル。
3. 【請求項３】 前記積層体の、前記実装面に対向する第
   ２の面に第２の入出力外部電極を更に実質的に設け、前
   記複数のコイルの各々の引出し部が前記第２の面にも引
   き出されて前記第２の入出力外部電極に電気的に接続さ
   れ、前記実装面および前記第２の面のいずれか一面を実
   装面とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
   のコモンモードチョークコイル。
4. 【請求項４】 前記複数のコイルの各々の引出し部の周
   辺部分に非磁性体材料からなる非磁性体部が形成され、
   該非磁性体部と前記コイル導体とを残して前記積層体が
   磁性体材料からなることを特徴とする請求項１ないし請
   求項３記載のコモンモードチョークコイル。