JP2005064077A - 積層型コモンモードチョークコイル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノーマルモード及びコモンモードのインピーダンスを最適化した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を積層し左右分離型のバイファイラ巻きとした第１及び第２の内部導体３１，３２を形成する非磁性絶縁材料層２０と、非磁性積層体層２０の上下両面に配置された磁性材料層１５，１６とを具備し、非磁性絶縁材料層２０は、第１及び第２の内部導体３１，３２が左右逆向きのバイファイラ巻きに形成された第２非磁性絶縁材料２２と、第１及び第２の内部導体３１，３２の左右内側端部どうしをそれぞれ接続する第１及び第２の連結導体３３，３４が形成された第３非磁性材料２３とを具備し、第２非磁性絶縁材料２２と第３非磁性材料２３とが隣接して積層されている。
【選択図】 図１

Description

【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係り、特に、ノーマル（ディファレンシャル）モードにおけるインピーダンス値を低下させた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】
さて、左右分離型コイルを採用したコモンモードチョークコイルの従来例としては、磁性体と、磁性体の内部に設けられた隣り合う２つのコイル部とを備え、各コイル部の間に磁性体より透磁率の低い部分を設けたものがある。この場合、磁性体の内部に設けられたコイル部は、２本の導線を同方向へソレノイド状に巻回した一対のコイルからなり、各コイルの端部が端子と電気的に接続された構成とされる。（たとえば、特許文献１参照）
また、バイファイラ巻きのコイルを採用したコモンモードチョークコイルの従来例としては、第１〜第４の導体を渦巻状とし、第１の導体及び第２の導体がほぼ平行に配置された第１の絶縁体層と、第３の導体及び第４の導体がほぼ平行に配置された第２の絶縁体層とを積層した構成が開示されている。この場合、第１の導体と第３の導体及び第２の導体と第４の導体は、スルーホールを介して電気的に接続され、第２の絶縁体層には、第１の絶縁体層等より透磁率の低いものが使用されている。（たとえば、特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２７０２５６号公報（第３頁、図２）
【特許文献２】
特開２００３−３１４１６号公報（第３頁−第４頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１記載のコモンモードチョークコイルによれば、コイル部の２つのコイル間において非磁気結合が発生するため、その結合係数は低くなる。このため、ノーマルモードインピーダンスが高くなるという問題を有している。
【０００７】
また、上述した特許文献２に記載のコモンモードチョークコイルは、バイファイラ巻きを採用したことで磁気結合する内部導体の長さ（線長）を長く設定することができる。このため、コモンモードのインピーダンス値が高くなるので、コモンモードにおけるノイズの除去性能を高くすることができる。
しかし、渦巻きの内側に配置された内部導体と外側に配置された内部導体とを比較すると、平行に配置された有効長さはそれぞれ異なったものとなるのは避けられない。このため、ノーマルモードに対し、内外のコイル（内部導体）は互いの磁束量を打ち消しあうことができないため、すなわち磁気結合ができないため、その結合係数は低くなってノーマルモードのインピーダンス値が高くなるという問題を有している。
【０００８】
このように、ノーマルモードにおけるインピーダンスが高いと、信号波形なまりの原因となることがあり、従って、高速信号波形に影響を及ぼすという不都合が懸念される。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ノーマルモード及びコモンモードのいずれにおいてもインピーダンスを最適化（ノーマルモードで低く、コモンモードで高い）し、ノイズ除去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。
【０００９】
【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。
本発明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左右分離型のバイファイラ巻きとした第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、
前記非磁性絶縁材料層は、前記第１及び第２の内部導体が左右逆向きのバイファイラ巻きに形成された非磁性絶縁材料Ａと、前記第１及び第２の内部導体の左右内側端部どうしをそれぞれ接続する第１及び第２の連結導体が形成された非磁性材料Ｂとを具備し、前記非磁性絶縁材料Ａと前記非磁性材料Ｂとが隣接して積層されてい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によれば、左右分離型のバイファイラ巻きとした第１及び第２の内部導体を左右逆向きに形成して第１及び第２の連結導体で接続したので、バイファイラ巻きの採用により磁気結合する内部導体の線長を長く設定でき、しかも、左右のバイファイラ巻きを逆向きとしたため、第１内部導体及び第２内部導体間の結合係数が高く、内外がスムーズに入れ替わって線長の等しい内部導体を形成することができる。
すなわち、たとえば左側で外側に配置されて線長の長い内部導体は、右側で内側に配置されて線長の短い内部導体となるため、第１内部導体と第２内部導体との長さが等しくなって高結合係数を得ることができ、互いの磁気結合が高くなることでノーマルモードにおけるインピーダンス値は低減される。また、互いに平行に配置されて磁気結合する内部導体の有効長さを十分に確保することができるため、コモンモードのインピーダンス値は高くなる。
【００１１】
上記の積層型コモンモードチョークコイルにおいては、前記非磁性絶縁材料Ａを複数積層し、左右逆向きのバイファイラ巻きを多層化することが好ましく、これにより、磁気結合する内部導体の線長をさらに長く設定することができる。
【００１２】
本発明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左右分離型のバイファイラ巻きとした第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の製造方法であって、前記非磁性絶縁材料層は、前記第１及び第２の内部導体が左右逆向きのバイファイラ巻きに形成された非磁性絶縁材料Ａと、前記第１及び第２の内部導体の左右内側端部どうしをそれぞれ接続する第１及び第２の連結導体が形成された非磁性材料Ｂとを隣接させて積層し、左右逆向きのバイファイラ巻きを前記第１の連結導体で接続してなる前記第１の内部導体と、左右逆向きのバイファイラ巻きを前記第２の連結導体で接続してなる前記第２の内部導体との有効長さが等しく設定されることを特徴とするものである。
【００１３】
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、前記第１及び第２の内部導体が左右逆向きのバイファイラ巻きに形成された非磁性絶縁材料Ａと、前記第１及び第２の内部導体の左右内側端部どうしをそれぞれ接続する第１及び第２の連結導体が形成された非磁性材料Ｂとを隣接させて積層し、左右逆向きのバイファイラ巻きを前記第１の連結導体で接続してなる前記第１の内部導体と、左右逆向きのバイファイラ巻きを前記第２の連結導体で接続してなる前記第２の内部導体との有効長さが等しく設定されるので、ノーマルモードのインピーダンスが小さい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。
すなわち、左右分離型のバイファイラ巻きで第１及び第２の内部導体を逆向きとしたことにより、第１内部導体及び第２内部導体の有効長さが等しくなって高結合係数を得ることができ、この結果、ノーマルモードのインピーダンス値が低減される。また、バイファイラ巻きを採用したことにより、互いに平行に配置されて磁気結合する内部導体の有効長さを十分に確保することができるので、コモンモードのインピーダンス値は高くなる。
【００１４】
上記の積層型コモンモードチョークコイルの製造方法においては、前記非磁性絶縁材料Ａを複数積層し、左右逆向きのバイファイラ巻きを多層化することが好ましく、これにより、磁気結合する内部導体の線長をさらに長く設定することができる。
【００１５】
【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（以下では「コモンモードチョークコイル」と呼ぶ）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。
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態を示すコモンモードチョークコイルの分解斜視図、図２は図１の完成状態を示すコモンモードチョークコイルの外観斜視図、図３は本発明によるコモンモードチョークコイルの磁気結合の様子を示す分解斜視図である。
【００１６】
図１及び図２において、図中の符号１０はコモンモードチョークコイルを示している。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、少なくとも２層の複数層よりなる非磁性絶縁材料層２０を配置してある。
【００１７】
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。
【００１８】
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（非磁性絶縁材料Ａ）２２、第３非磁性絶縁材料（非磁性絶縁材料Ｂ）２３及び第４非磁性絶縁材料２４の順に、シート状の非磁性絶縁材料を４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、たとえばアルミナなどのセラミックス材料、シリカなどのガラス材料やポリイミド樹脂などの樹脂材料等がある。
なお、第１非磁性絶縁材料２１及び第４非磁性絶縁材料２４については、諸条件に応じてなくしたり、あるいはそれぞれを２層以上としてもよい。
【００１９】
さて、上述した４層の非磁性絶縁材料のうち、中間層となる第２非磁性絶縁材料２２の上面側には、左右分離型のバイファイラ巻きとした第１内部導体３１及び第２内部導体３２が設けられている。
第１内部導体３１は、渦巻状（スパイラル状）とした第１左側導体３１ａ及び第１右側導体３１ｂが、第３非磁性絶縁材料２３に形成した第１連結導体３３により接続されて一体に連続するよう形成されている。また、第２内部導体３２についても、同じく渦巻状とした第２左側導体３２ａ及び第２右側導体３２ｂが、第３非磁性絶縁材料２３に形成した第２連結導体３４により接続されて一体に連続するよう形成されている。
なお、これらの各導体３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３，３４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、非磁性絶縁材料の表面に形成したものである。
【００２０】
このうち、第１左側導体３１ａは、１ターン以上を有する渦巻状とされ、その内側には第２左側導体３２ａが略平行に配置され、互いに短絡しないように設けられている。すなわち、第１左側導体３１ａと第２左側導体３２ａとを１つの組とした場合、この１組がバイファイラ巻きとした渦巻状になっており、その渦巻方向は、上面視において第１左側導体３１ａ及び第２左側導体３２ａ共に同じ方向（図示の例では右巻き）となっている。
また、第１右側導体３１ｂについても、１ターン以上を有する渦巻状とされ、その外側には第２右側導体３２ｂが略平行に配置され、互いに短絡しないように設けられている。すなわち、第１右側導体３１ｂと第２右側導体３２ｂとを１つの組とした場合、この１組が内外を入れ替えてバイファイラ巻きとした渦巻状になっており、その渦巻方向は、上面視において第１右側導体３１ｂ及び第２右側導体３２ｂ共に同じ方向（図示の例では左巻き）となっている。
【００２１】
第１左側導体３１ａの一方の端部、すなわち渦巻きの外側となる端部には、外部電極１１に接続される引出電極部３５が形成され、第１左側導体３１ａの他方の端部、すなわち渦巻きの内側となる端部は、スルーホール２２ａを介して第３非磁性絶縁材料２３に形成されている第１連結導体３３の一端３３ａと接続されている。一方、第１右側導体３１ｂの一方の端部、すなわち渦巻きの外側となる端部には、外部電極１２に接続される引出電極部３７が形成され、第１右側導体３１ｂの他方の端部、すなわち渦巻きの内側となる端部は、スルーホール２２ｃを介して第３非磁性絶縁材料２３に形成されている第１連結導体３３の他端３３ｂと接続されている。
従って、第１導体３１は、両端の引出電極３５，３７間に左右逆向きの渦巻き（第１左側導体３１ａ，第１右側導体３１ｂ）を備え、両渦巻きが第１連結導体３３で連結されて一体に連続するものとなる。
【００２２】
また、第２左側導体３２ａの一方の端部、すなわち渦巻きの外側となる端部には、外部電極１３に接続される引出電極３６が形成され、第２左側導体３２ａの他方の端部、すなわち渦巻きの内側となる端部は、スルーホール２２ｂを介して第３非磁性絶縁材料２３に形成されている第２連結導体３４の一端３４ａと接続されている。一方、第２右側導体３２ｂの一方の端部、すなわち渦巻きの外側となる端部には、外部電極１４に接続される引出電極部３８が形成され、第２右側導体３２ｂの他方の端部、すなわち渦巻きの内側となる端部は、スルーホール２２ｄを介して第３非磁性絶縁材料２３に形成されている第２連結導体３４の他端３４ｂと接続されている。
従って、第２導体３２は、両端の引出電極３６，３８間に左右逆向きの渦巻き（第２左側導体３２ａ，第２右側導体３２ｂ）を備え、両渦巻きが第２連結導体３４で連結されて一体に連続するものとなる。
【００２３】
このように、非磁性絶縁材料層２０には、右巻きのバイファイラ巻きとした第１左側導体３１ａ及び第２左側導体３２ａと、左巻きのバイファイラ巻きとした第１右側導体３１ｂ及び第２右側導体３２ｂとが隣接するようにして形成されている。そして、左側のバイファイラ巻きと右側のバイファイラ巻きとは、第１連結導体３３及び第２連結導体３４で連結する際、導体の内外配置が入れ替わると共に、その巻き方向がスムーズに逆向きとなる。このため、第１導体３１及び第２導体３２の有効長さは、すなわち、引出電極３５，３６，３７，３８との接続に必要な部分を除いて互いに平行に配置されている導体の長さは、バイファイラ巻きの採用で全長を長く確保でき、かつ、その長さについても同じに設定することができる。
【００２４】
換言すれば、左右のバイファイラ巻きは、引出導体との接続部分を除いた有効長さ部分について、第１導体３１及び第２導体３２の区別をしなければ、すなわち内外が逆となる配置を無視すれば、左右が全く同じ形状となるため当然ながら長さは等しくなる。
これは、第３非磁性絶縁材料２３に設けた第１連結導体３３及び第２連結導体３４を利用することにより、巻き方向を逆向きとした左右分離型バイファイラ巻きが短絡することなく、互いの内側端部どうしが連結された構成により可能となっている。
【００２５】
ここで、第１内部導体３１の導体経路を詳細に説明すると、外部電極１１から第２非磁性絶縁材料２２の引出電極３５及び第１左側導体３１ａを経由してスルーホール２２ａに至り、ここでスルーホール２２ａを介して第３非磁性絶縁材料２３の第１連結導体３３（一端３３ａ側）と電気的に接続される。そして、第１連結導体３３の他端３３ｂ側からスルーホール２２ｃを介して第１右側導体３１ｂと電気的に接続され、この第１右側導体３１ｂ及び引出電極３７を経由して引出電極１２に接続される。
また、第２内部導体３２の導体経路を詳細に説明すると、外部電極１３から第２非磁性絶縁材料２２の引出電極３６及び第２左側導体３２ａを経由してスルーホール２２ｂに至り、ここでスルーホール２２ｂを介して第３非磁性絶縁材料２３の第２連結導体３４（一端３４ａ側）と電気的に接続される。そして、第２連結導体３４の他端３４ｂ側からスルーホール２２ｄを介して第２右側導体３２ｂと電気的に接続され、この第２右側導体３２ｂ及び引出電極３８を経て外部電極１４に接続される。
【００２６】
以上のように構成された本発明のコモンモードチョークコイル１０について、以下にその製造方法を説明する。
最初に、所定の形状（たとえば矩形状）としたシート状の第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及び第４非磁性絶縁材料２４を作製する。
次に、第２非磁性絶縁材料２２の所定位置に、レーザ、パンチングなど周知の手法で穴あけ加工を施し、スルーホール２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂを設ける。
【００２７】
次に、第２非磁性絶縁材料２２の上面に、巻き方向が左右で逆となり、それぞれが１ターン以上の左右分離型バイファイラ巻きとなるように、第１左側導体３１ａ，第２左側導体３２ａ及び第１右側導体３１ｂ，第２右側導体３２ｂを、印刷やメッキなど周知の手法を用いて互いに短絡しないように形成する。
また、第３非磁性絶縁材料２３の上面所定位置には、積層した状態で第２非磁性絶縁材料２２のスルーホール２２ａ，２２ｃ間を結ぶ直線の第１連結導体３３と、同じくスルーホール２２ｂ，２２ｄ間を結ぶ直線の第２連結導体３４とを印刷やメッキなど周知の手法により形成する。
【００２８】
この時、第１左側導体３１ａの一端には引出電極３５が、第２左側導体３２ａの一端には引出電極３６が、第１右側導体３１ｂの一端には引出電極３７が、そして第２右側導体３２ｂの一端には引出電極３８がそれぞれ一体に連続して形成されている。また、スルーホール２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂには、スルーホールを設けた非磁性絶縁材料に形成される導体と一体的に連続するよう銀などの導電材料が充填される。なお、スルーホールを介して接続される非磁性絶縁材料側の導体とは、導体端部に図示しない凸状の電極部を設けるなどしてスルーホールの導電体に接触させ、電気的に接続されるようになっている。
【００２９】
次に、第１非磁性絶縁材料２１、第２非磁性絶縁体材料２２、第３非磁性絶縁材料２３及び第４非磁性絶縁材料２４を積層し、非磁性絶縁材料層２０を形成する。これにより、第１左側導体３１ａ、第１右側導体３１ｂ及び第１連結導体３３がスルーホール２２ａ，２２ｃを介して電気的に接続され、また、第２左側導体３２ａ、第２右側導体３２ｂ及び第２連結導体３４がスルーホール２２ｂ，２２ｄを介して電気的に接続される。
なお、磁性材料層１５，１６は、非磁性材料層２０を挟み込むようにして上下に積層されることにより、積層体が完成する。
【００３０】
また、上述したコモンモードチョークコイル１０は、各非磁性絶縁材料に対し所定のピッチで複数組の内部導体を形成して積層してもよく、この場合、ダイシングなどで切断することにより、上述した積層体を同時に多数製造することができる。
最後に、積層体の対向する両側面に露出した引出電極３５，３６，３７，３８と接続させて、銀などの導電体からなる外部電極１１，１２，１３，１４をそれぞれ形成し、上述した構成のコモンモードチョークコイルを製造する。このような製造方法により、第１内部導体３１及び第２内部導体３２の有効長さを等しくした左右分離型バイファイラ巻きのコモンモードチョークコイル１０を容易に製造することができる。
なお、外部電極１１，１２，１３，１４は、必要に応じて銀などの導電体の上面にメッキ処理を施してもよい。
【００３１】
このように構成されたコモンモードチョークコイル１０は、左右分離型のバイファイラ巻きとして第１内部導体３１及び第２内部導体３２の長さを十分に確保し、しかも、両内部導体３１，３２の長さを等しくしてあるので、コモンモードのインピーダンス値を高くし、かつ、ノーマルモードのインピーダンス値を低く抑えることができる。
【００３２】
図３は、上述したコモンモードチョークコイル１０において、コモンモード時における磁気結合の様子を示す図である。
この場合、第１内部導体３１及び第２内部導体３２の長さを等しく設定してあるので、第１左側導体３１ａと第２左側導体３２ａとが影響し合って矢印Ｚ１，Ｚ２のように磁気結合し、同時に、第１右側導体３１ｂと第２右側導体３２ｂとが影響し合って矢印Ｚ３，Ｚ４のように磁気結合する。この結果、矢印Ｚ５で示すように、コモンモードチョークコイル１０全体に大きな磁気結合が生じることとなり、コモンモードのインピーダンス値を向上させることができる。
すなわち、磁気結合に寄与する内部導体の長さを十分に確保することでコモンモードにおけるインピーダンス値を高くしてノイズ除去性能が向上し、かつ、磁気結合に寄与しない内部導体を極力低減し、磁気結合に寄与する両内部導体の長さを等しくしてあるので、ノーマルモードにおけるインピーダンス値を低減して電流が流れやすい、すなわち高速信号波形に影響を及ぼすことのない積層型のコモンモードチョークコイル１０となる。
【００３３】
また、上述したコモンモードチョークコイルは、たとえば図４に示すように、上述した構成のものを上下方向に複数組並べて積層し、アレイ化することも可能である。すなわち、図４に示すアレイ化したコモンモードチョークコイル１０Ａは、磁性材料層１５，１６間に第１の非磁性材料層２０Ａ、１層または複数層の磁性材料１７及び第２の非磁性材料層２０Ｂとを配置した積層体とされる。この場合、第１及び第２の非磁性材料層２０Ａ，２０Ｂを比較すると、それぞれが独立して図示しない外部電極を備えているため、対応する引出電極３５，３６，３７，３８の位置が異なっているものの、他の構成は図１に基づいて上述した非磁性材料層２０と同じである。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
図５は本発明の第２の実施形態を示すコモンモードチョークコイルの分解斜視図であり、上述した第１の実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
このコモンモードチョークコイル１０Ｂは、左右分離型のバイファイラ巻きとして第１及び第２の内部導体が形成される非磁性絶縁材料を２層以上の複数層に多層化し、各層に形成された内部導体間をスルーホールにより連結して線長の長い第１内部導体４１及び第２内部導体４２としている。
【００３５】
図５の非磁性絶縁材料層２０Ｃは、上面側から第１非磁性絶縁材料２１、３層よりなる第２非磁性絶縁材料２２′，２２Ａ，２２Ｂ、第３非磁性絶縁材料２３及び第４非磁性絶縁材料２４の順に、シート状の非磁性絶縁材料を６層に積層した構成とされる。なお、非磁性絶縁材料層２０Ｃとして使用可能なシート状の非磁性絶縁材料には、たとえばアルミナなどのセラミックス材料、シリカなどのガラス材料やポリイミド樹脂などの樹脂材料等があり、第１非磁性絶縁材料２１及び第４非磁性絶縁材料２４については、諸条件に応じてなくしたり、あるいはそれぞれを２層以上としてもよい。
【００３６】
さて、上述した６層の非磁性絶縁材料のうち、中間層となる第２非磁性絶縁材料２２′，２２Ａ，２２Ｂの各上面側には、左右分離型のバイファイラ巻きとした第１内部導体４１及び第２内部導体４２が設けられている。
第１内部導体４１は、渦巻状（スパイラル状）とした３層の第１左側導体４１ａ，４１ａ′，４１ａ″及び第１右側導体４１ｂ，４１ｂ′，４１ｂ″が、第３非磁性絶縁材料２３に形成した第１連結導体３３により接続されて一体に連続するよう形成されている。また、第２内部導体４２についても、同じく渦巻状とした３層の第２左側導体４２ａ，４２ａ′，４２ａ″及び第２右側導体４２ｂ，４２ｂ′，４２ｂ″が、第３非磁性絶縁材料２３に形成した第２連結導体３４により接続されて一体に連続するよう形成されている。
なお、これらの各導体３３，３４，４１，４２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、非磁性絶縁材料の表面に形成したものである。
【００３７】
上述した中間層の最上層となる第２非磁性材料２２′には、１ターン以上の渦巻状とした第１左側導体４１ａと、その内側に１ターン以上を有する渦巻状として略平行に配置された第２左側導体４２ａとが、互いに短絡しないようバイファイラ巻きに設けられている。この場合の渦巻方向は、上面視において第１左側導体４１ａ及び第２左側導体４２ａ共に同じ方向（図示の例では右巻き）となっている。
また、第２非磁性材料２２′の第１右側導体４１ｂについても、１ターン以上を有する渦巻状とされ、その外側には第２右側導体４２ｂが略平行に配置され、互いに短絡しないようバイファイラ巻きに設けられている。この場合の渦巻方向は、上面視において第１右側導体４１ｂ及び第２右側導体４２ｂ共に同じ方向（図示の例では左巻き）となっており、上述した左側導体とは第１及び第２の内外が入れ替わった配置となる。
【００３８】
第１左側導体４１ａの一方（渦巻きの外側）の端部には、外部電極１１に接続される引出電極部３５が形成されている。また、第１左側導体４１ａの他方（渦巻きの内側）の端部は、スルーホール２２ａを介して第２非磁性絶縁材料２２Ａに形成されている第１左側導体４１ａ′の一端部（渦巻きの内側）ａに接続されている。
一方、第１右側導体４１ｂの一方（渦巻きの外側）の端部には、外部電極１２に接続される引出電極部３７が形成され、他方（渦巻きの内側）の端部は、スルーホール２２ｃを介して第２非磁性絶縁材料２２Ａに形成されている第１左側導体４１ｂ′の一端部（渦巻きの内側）ｃに接続されている。
【００３９】
第２非磁性材料２２Ａには、同じく１ターン以上の渦巻状とした第１左側導体４１ａ′と、その内側に１ターン以上を有する渦巻状として略平行に配置された第２左側導体４２ａ′とが、互いに短絡しないようバイファイラ巻きに設けられている。この場合の渦巻方向は、上面視において第１左側導体４１ａ′及び第２左側導体４２ａ′共に同じ方向（図示の例では右巻き）となっている。
また、第２非磁性材料２２Ａの第１右側導体４１ｂ′についても、１ターン以上を有する渦巻状とされ、その外側には第２右側導体４２ｂ′が略平行に配置され、互いに短絡しないようバイファイラ巻きに設けられている。この場合の渦巻方向は、上面視において第１右側導体４１ｂ′及び第２右側導体４２ｂ′共に同じ方向（図示の例では左巻き）となっており、上述した左側導体とは第１及び第２の内外が入れ替わった配置となる。
【００４０】
第１左側導体４１ａ′は、一方（渦巻きの内側）の端部ａが第１左側導体４１ａと接続され、他方（渦巻きの外側）の端部は、スルーホール２２ａ′を介して第２非磁性絶縁材料２２Ｂに形成されている第１左側導体４１ａ″の一端部（渦巻きの外側）ｅに接続されている。
同様にして、第２左側導体４１ｂ′は、一方（渦巻きの内側）の端部ｂが第２左側導体４１ｂと接続され、他方（渦巻きの外側）の端部は、スルーホール２２ｂ′を介して第２非磁性絶縁材料２２Ｂに形成されている第２左側導体４１ｂ″の一端部（渦巻きの外側）ｆに接続されている。
【００４１】
また、第１右側導体４２ａ′は、一方（渦巻きの内側）の端部ｃが第１右側導体４２ａと接続され、他方（渦巻きの外側）の端部は、スルーホール２２ｃ′を介して第２非磁性絶縁材料２２Ｂに形成されている第１右側導体４２ａ″の一端部（渦巻きの外側）ｇに接続されている。
同様にして、第２右側導体４２ｂ′は、一方（渦巻きの内側）の端部ｄが第１右側導体４２ｂと接続され、他方（渦巻きの外側）の端部は、スルーホール２２ｄ′を介して第２非磁性絶縁材料２２Ｂに形成されている第２右側導体４２ｂ″の一端部（渦巻きの外側）ｈに接続されている。
【００４２】
第２非磁性材料２２Ｂには、同じく１ターン以上の渦巻状とした第１左側導体４１ａ″と、その内側に１ターン以上を有する渦巻状として略平行に配置された第２左側導体４２ａ″とが、互いに短絡しないようバイファイラ巻きに設けられている。この場合の渦巻方向は、上面視において第１左側導体４１ａ″及び第２左側導体４２ａ″共に同じ方向（図示の例では右巻き）となっている。
また、第２非磁性材料２２Ｂの第１右側導体４１ｂ″についても、１ターン以上を有する渦巻状とされ、その外側には第２右側導体４２ｂ″が略平行に配置され、互いに短絡しないようバイファイラ巻きに設けられている。この場合の渦巻方向は、上面視において第１右側導体４１ｂ″及び第２右側導体４２ｂ″共に同じ方向（図示の例では左巻き）となっており、上述した左側導体とは第１及び第２の内外が入れ替わった配置となる。
【００４３】
第１左側導体４１ａ″は、一方（渦巻きの外側）の端部ｅが第１左側導体４１ａ′と接続され、他方（渦巻きの内側）の端部は、スルーホール２２ａ″を介して第３非磁性絶縁材料２３に形成されている第１連結導体３３の一端３３ａと接続されている。
同様にして、第２左側導体４１ｂ″は、一方（渦巻きの外側）の端部ｆが第２左側導体４１ｂ′と接続され、他方（渦巻きの内側）の端部は、スルーホール２２ｂ″を介して第３非磁性絶縁材料２３に形成されている第２連結導体３４の一端３４ａに接続されている。
【００４４】
また、第１右側導体４２ａ″は、一方（渦巻きの外側）の端部ｇが第１右側導体４２ａ′と接続され、他方（渦巻きの内側）の端部は、スルーホール２２ｃ″を介して第３非磁性絶縁材料２３に形成されている第１連結導体３３の他端３３ｂに接続されている。
同様にして、第２右側導体４２ｂ″は、一方（渦巻きの外側）の端部ｈが第１右側導体４２ｂ′と接続され、他方（渦巻きの内側）の端部は、スルーホール２２ｄ″を介して第３非磁性絶縁材料２３に形成されている第２連結導体３４の他端３４ｂに接続されている。
【００４５】
従って、第１導体４１は、両端の引出電極３５，３７間に左右逆向きの渦巻き（第１左側導体４１ａ，４１ａ′，４１ａ″及び第１右側導体４１ｂ，４１ｂ′，４１ｂ″）を備え、両渦巻きが第１連結導体３３で連結されて一体に連続するものとなる。
同様に、第２導体４２は、両端の引出電極３６，３８間に左右逆向きの渦巻き（第２左側導体４２ａ，４２ａ′，４２ａ″及び第２右側導体４２ｂ，４２ｂ′，４２ｂ″）を備え、両渦巻きが第２連結導体３４で連結されて一体に連続するものとなる。
【００４６】
このようにして、左右分離型のバイファイラ巻きを形成する第２非磁性材料を多層化すれば、バイファイラ巻きとなる内部導体の線長をより一層長く設定することができる。また、左側のバイファイラ巻きと右側のバイファイラ巻きとは、第１連結導体３３及び第２連結導体３４で連結する際、導体の内外配置が入れ替わると共に、その巻き方向がスムーズに逆向きとなるので、第１導体４１及び第２導体４２の有効長さを同じにして全長を増すことができる。
【００４７】
また、上述した第２非磁性材料２２′，２２Ａ，２２Ｂについては、上述した非磁性材料２２と同様に製造したものを積層することで多層化すればよい。
そして、図５に示す構成のコモンモードチョークコイル１０Ｂについても、上下方向に複数組並べて積層し、アレイ化することが可能である。
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、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。
【００４８】
【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、左右分離型のバイファイラ巻きとした第１及び第２の内部導体を左右逆向きに形成して第１及び第２の連結導体で接続したので、第１内部導体と第２内部導体との長さが等しくなって高結合係数を得ることができ、互いの磁気結合が高くなることによりノーマルモードにおけるインピーダンス値は低減される。また、互いに平行に配置されて磁気結合する内部導体の有効長さを十分に確保することができるため、コモンモードのインピーダンス値は高くなる。従って、ノーマルモード及びコモンモードのいずれにおいてもインピーダンスが最適化されるので、ノイズ除去特性の向上した積層型コモンモードチョークコイルが得られる。
【００４９】
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、左右逆向きのバイファイラ巻きを第１の連結導体で接続してなる第１の内部導体と、左右逆向きのバイファイラ巻きを第２の連結導体で接続してなる第２の内部導体との有効長さが等しく設定されるので、ノーマルモード及びコモンモードのいずれにおいてもインピーダンスが最適化され、ノーマルモードのインピーダンスが小さい積層型コモンモードチョークコイルの製造を容易にし、安価で信頼性の高い製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る積層型コモンモードチョークコイル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】図１の積層型コモンモードチョークコイルにおける磁気結合の様子を示す図である。
【図４】本発明の変形例としてアレイ化した積層型コモンモードチョークコイルを示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る積層型コモンモードチョークコイルを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ 積層型コモンモードチョークコイル
（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，１７ 磁性材料
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 非磁性絶縁材料層
２１ 第１非磁性絶縁材料
２２，２２′，２２Ａ，２２Ｂ 第２非磁性絶縁材料（非磁性絶縁材料Ａ）
２２ａ，２２ａ′，２２ａ″ スルーホール
２２ｂ，２２ｂ′，２２ｂ″ スルーホール
２２ｃ，２２ｃ′，２２ｃ″ スルーホール
２２ｄ，２２ｄ′，２２ｄ″ スルーホール
２３ 第３非磁性絶縁材料（非磁性絶縁材料Ｂ）
２４ 第４非磁性絶縁材料
３１，４１ 第１内部導体
３１ａ，４１ａ，４１ａ′，４１ａ″ 第１左側導体
３１ｂ，４１ｂ，４１ｂ′，４１ｂ″ 第１右側導体
３２，４２ 第２内部導体
３２ａ，４２ａ，４２ａ′，４２ａ″ 第２左側導体
３２ｂ，４２ｂ，４２ｂ′，４２ｂ″ 第２右側導体
３３ 第１連結導体
３４ 第２連結導体
３５，３６，３７，３８ 引出電極

Claims (4)

1. 複数の非磁性絶縁材料を積層し左右分離型のバイファイラ巻きとした第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、
   前記非磁性絶縁材料層は、前記第１及び第２の内部導体が左右逆向きのバイファイラ巻きに形成された非磁性絶縁材料Ａと、前記第１及び第２の内部導体の左右内側端部どうしをそれぞれ接続する第１及び第２の連結導体が形成された非磁性材料Ｂとを具備し、前記非磁性絶縁材料Ａと前記非磁性材料Ｂとが隣接して積層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。
2. 前記非磁性絶縁材料Ａを複数積層し、左右逆向きのバイファイラ巻きを多層化したことを特徴とする積層型コモンモードチョークコイル。
3. 複数の非磁性絶縁材料を積層し左右分離型のバイファイラ巻きとした第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の製造方法であって、
   前記非磁性絶縁材料層は、前記第１及び第２の内部導体が左右逆向きのバイファイラ巻きに形成された非磁性絶縁材料Ａと、前記第１及び第２の内部導体の左右内側端部どうしをそれぞれ接続する第１及び第２の連結導体が形成された非磁性材料Ｂとを隣接させて積層し、
   左右逆向きのバイファイラ巻きを前記第１の連結導体で接続してなる前記第１の内部導体と、左右逆向きのバイファイラ巻きを前記第２の連結導体で接続してなる前記第２の内部導体との有効長さが等しく設定され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。
4. 前記非磁性絶縁材料Ａを複数積層して左右逆向きのバイファイラ巻きを多層化したことを特徴とする請求項３記載の積層型コモンモードチョークコイルの製造方法。

Images