JP4209882B2 - コモンモードフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、電子機器等に用いられるコモンモードフィルタに関するものである。

従来のコモンモードフィルタとしては、例えば特許文献１に記載されているようなコモンモードチョークコイルが知られている。この文献に記載のコモンモードチョークコイルは、１対の磁性体基板と、これらの磁性体基板の間に挟まれた積層体とを備えている。積層体は、絶縁層と、この絶縁層を介して積層されてなる２つのコイル導体とを有している。このようなコモンモードチョークコイルをケーブル等のインターフェースに設けることにより、データ伝送時に発生するノイズを低減することができる。
特開平８−２０３７３７号公報

ところで、近年では、データ伝送の高速化が強く求められている。データ伝送の高速化を実現する一つの方法としては、伝送周波数を高周波（例えば８００ＭＨｚ）にすることが挙げられる。この方法を採用する場合には、伝送周波数が高周波であっても正常に動作する、即ち高周波特性が良好なコモンモードチョークコイルが必要となる。

本発明の目的は、高周波特性を向上させることができるコモンモードフィルタを提供することである。

本発明は、絶縁層を挟んで積層されてなる少なくとも２つのコイル導体を有するコモンモードフィルタであって、コイル導体は、渦巻状に形成され、コイル導体を形成する導体パターンの幅及び巻きピッチが全体的に等しいスパイラル部を有し、各コイル導体のスパイラル部同士は、絶縁層を挟んで重なり合っており、スパイラル部は、スパイラル部の内側領域内の所定位置に対して９０度毎に区分けされた４つのコイル領域からなり、４つのコイル領域のうちの３つは、導体パターンが所定位置を中心とした円弧となるように形成されており、４つのコイル領域のうちの残りの１つは、導体パターンが所定位置から導体パターンの巻きピッチ分だけ離れた位置を中心とした円弧となるように形成された円弧領域と、３つのコイル領域のうちの何れか１つと円弧領域との間に位置し、コイル導体を形成する導体パターンの線長を短くするために導体パターンの巻きピッチ分だけ導体パターンが直線となるように形成された直線領域とからなっていることを特徴とするものである。

コモンモードフィルタを所望の伝送周波数で正常に動作させたい場合には、ディファレンシャルモードノイズに対するカットオフ周波数を伝送周波数の約３〜５倍の値となるようにすれば良いことが知られている。例えば、伝送周波数が８００ＭＨｚのときに、コモンモードフィルタを正常に動作させたい場合には、コモンモードフィルタのカットオフ周波数を約２．４〜４ＧＨｚとする必要がある。つまり、コモンモードフィルタの高周波特性を向上させるためには、コモンモードフィルタのカットオフ周波数をより高周波にしなければならない。ここで、カットオフ周波数を高くするための一つの方法としては、コイル導体を形成する導体パターンの線長を短くするのが好適であることが、本発明者等の検討によって明らかにされている。導体パターンの線長を短くするには、コイル導体におけるスパイラル部の導体パターンを円形状とするのが理想である。しかし、スパイラル部は渦巻状に連続的に形成されるものであるので、スパイラル部の全ての部分を円形状にするのは不可能である。

そこで、コイル導体のスパイラル部においては、導体パターンの幅及び巻きピッチを全体的に等しくする。そして、スパイラル部を、スパイラル部の内側領域内の所定位置に対して９０度毎に４つのコイル領域に区分けし、そのうち３つのコイル領域を、導体パターンがスパイラル部の内側領域内の所定位置を中心とした円弧となるように形成する。また、残りの１つのコイル領域を、導体パターンがスパイラル部の内側領域内の所定位置から所定長だけ離れた位置を中心とした円弧となるように形成された円弧領域と、導体パターンが直線となるように形成された直線領域とからなる構成とする。このとき、スパイラル部では、上述したように導体パターンの幅及び巻きピッチが全体的に等しくなっている。このため、直線領域における導体パターンの直線部分の長さを導体パターンの巻きピッチ分の長さとすることにより、スパイラル部の導体パターンが全体として確実に連続的に形成されるようになる。

従って、スパイラル部の形状をそのような略円形状（導体パターンの一部が直線となっているため完全な円形状ではない）とした本発明の構成は、スパイラル部の導体パターンの線長が最も効率良く短くなるようなパターンである。このような構成とすることにより、コイル導体を形成する導体パターンの線長が確実に短くなるため、コモンモードフィルタのカットオフ周波数が高くなり、ひいてはコモンモードフィルタの高周波特性が良好になる。

好ましくは、コイル導体は、スパイラル部に接続され、絶縁層の縁部に向けて延びる引き出し部を更に有し、スパイラル部と引き出し部との接続部分は、３つのコイル領域の何れか１つに設けられており、残りの１つのコイル領域は、スパイラル部と引き出し部との接続部分を有するコイル領域に隣接している。

このようにコイル導体に引き出し部を設けることにより、コイル導体と外部電極との電気的接続を容易に行うことができる。

また、好ましくは、絶縁層においてスパイラル部の内側領域に対応する部位には、穴を形成して磁性材料を埋め込んで成る磁路形成用の内側絶縁除去部が設けられている。

このような磁路形成用の内側絶縁除去部を絶縁層に設けることにより、絶縁層におけるスパイラル部の内側領域に対応する部位に磁路が形成されることになる。これにより、コモンモードフィルタのインピーダンスが高くなるので、ノイズの発生を抑制することが可能となる。

さらに、好ましくは、絶縁層においてスパイラル部の外側領域に対応する部位には、穴または切り欠きを形成して磁性材料を埋め込んで成る磁路形成用の外側絶縁除去部が設けられており、外側絶縁除去部は、絶縁層においてスパイラル部を取り囲むような略正方形状の仮想線の角部に対応する部位に設けられている。

このような磁路形成用の外側絶縁除去部を絶縁層に設けることにより、絶縁層におけるスパイラル部の外側領域に対応する部位に磁路が形成されることになるため、コモンモードフィルタのインピーダンスが高くなる。このとき、絶縁層においてスパイラル部を取り囲むような略正方形状の仮想線の角部に対応する部位に外側絶縁除去部を設けることにより、スパイラル部のサイズを小さくしなくても、絶縁層におけるスパイラル部の外側領域に対応する部位に磁路を確保することができる。このため、絶縁層においてスパイラル部の内側領域に対応する部位に、上記のような磁路形成用の内側絶縁除去部を設ける場合には、その内側絶縁除去部のサイズに影響を与えなくて済む。この場合には、スペース効率の良い閉磁路構造が形成可能となるので、コモンモードフィルタのインピーダンス特性をより向上させ、ノイズの発生を一層抑制することができる。

本発明によれば、コモンモードフィルタの高周波特性を向上させることができる。これにより、例えば高速データ伝送を行う際に、高い伝送特性を実現することが可能となる。

以下、本発明に係わるコモンモードフィルタの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わるコモンモードフィルタの一実施形態を示す斜視図である。同図において、本実施形態のコモンモードフィルタ１は、直方体形状を呈する薄膜タイプのコモンモードフィルタである。

コモンモードフィルタ１は、下部磁性基板２、層構造体３及び上部磁性基板４からなる積層体５と、この積層体５の側面部に設けられた４つの端子電極６とを備えている。層構造体３は、下部磁性基板２と上部磁性基板４との間に配置されている。下部磁性基板２及び上部磁性基板４は、焼結フェライト、複合フェライト（粉状のフェライトを含有した樹脂）等の磁性材料からなる基板である。

図２は、積層体５の分解斜視図である。同図において、層構造体３は、下から順に絶縁層７、導体層８、絶縁層９、導体層１０、絶縁層１１、導体層１２、絶縁層１３、導体層１４、絶縁層１５、磁性層１６及び接着層１７が積層されて成るものである。

最下層の絶縁層７は、下部磁性基板２の上面に凹凸があっても、導体層８との密着性を良好にするための層である。絶縁層７は、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等といった電気的及び磁気的な絶縁性に優れ、加工性の良い樹脂材料からなっている。

導体層８は、絶縁層７上に形成されている。導体層８は、図３に示すように、引き出し導体１８と、接続導体１９と、引き出し電極２０ａ〜２０ｄとを有している。引き出し電極２０ａ，２０ｂは、絶縁層７の上面における一縁部に形成され、引き出し電極２０ｃ，２０ｄは、絶縁層７の上面における反対側の縁部に引き出し電極２０ａ，２０ｂとそれぞれ対向するように形成されている。引き出し導体１８は、Ｌ字状をなしている。引き出し導体１８の一端は引き出し電極２０ａに接続され、引き出し導体１８の他端は接続導体１９に接続されている。このような導体層８を形成する金属材料としては、導電性及び加工性等に優れたＣｕやＡｌ等を使用するのが望ましい。

絶縁層９は、導体層８上に形成されている。絶縁層９は、上記の絶縁層７と同じ樹脂材料からなっている。絶縁層９には、導体層１０のコイル導体２１（後述）と接続導体１９とを電気的に接続するためのコンタクトホール（図示せず）が形成されている。

導体層１０は、絶縁層９上に形成されている。導体層１０は、図４に示すように、コイル導体２１と、引き出し電極２２ａ〜２２ｄとを有している。導体層１０は、上記の導体層８と同じ金属材料で形成されている。引き出し電極２２ａ〜２２ｄは、上記の引き出し電極２０ａ〜２０ｄに対応する位置にそれぞれ形成されている。

コイル導体２１は、渦巻状に形成されたスパイラル部２３と、このスパイラル部２３の外側端部と接続され、引き出し電極２２ｃに向けて延びるＬ字型の引き出し部２４とからなっている。スパイラル部２３では、コイル導体２１を形成する導体パターン２５の幅Ｗと導体パターン２５間の間隔Ｄとが全体的に等しくなっている。これにより、スパイラル部２３では、導体パターン２５の巻きピッチＰが全体的に等しくなる。なお、導体パターン２５の巻きピッチＰは、導体パターン２５の幅Ｗと導体パターン２５間の間隔Ｄとの和で表される。

また、スパイラル部２３は、全体的に略円形状となるように形成されている。具体的には、スパイラル部２３は、当該スパイラル部２３の内側領域の中心位置（第１円弧形成中心位置）Ｇ_０に対して９０度毎に区分けされた４つのコイル領域２３ａ〜２３ｄからなっている。

コイル領域２３ａ〜２３ｃは、コイル導体２１を形成する導体パターン２５が第１円弧形成中心位置Ｇ_０を中心とした円弧となるように形成されている。

コイル領域２３ｄは、コイル領域２３ｃに隣接した円弧領域２６と、コイル領域２３ａと円弧領域２６との間に位置する直線領域２７とからなっている。円弧領域２６は、コイル導体２１を形成する導体パターン２５が第１円弧形成中心位置Ｇ_０からＸ方向（引き出し電極の対向方向に対して垂直な方向）に所定量だけ離間した位置（第２円弧形成中心位置）Ｇ_１を中心とした円弧となるように形成されている。直線領域２７は、導体パターン２５がコイル領域２３ａから円弧領域２６までＸ方向に延びる直線となるように形成されている。

ここで、スパイラル部２３においては、上述したように導体パターン２５の幅Ｗ及び巻きピッチＰが全体的に等しくなっている。このため、第２円弧形成中心位置Ｇ_１を第１円弧形成中心位置Ｇ_０からＸ方向に導体パターン２５の巻きピッチ（１ピッチ）Ｐ分だけ離間させると共に、直線領域２７における導体パターン２５の直線部分の長さＬを導体パターン２５の巻きピッチＰと同じ長さとしている。こうすることで、コイル領域２３ａ内に存在するコイル導体２５とコイル領域２３ｃ内に存在するコイル導体２５とが、コイル領域２３ｄ内に存在するコイル導体２５を介して確実に繋がるようになり、コイル導体２５の一部が直線状である略円形状のスパイラル部２３が得られる。

スパイラル部２３の内側端部はコイル領域２３ｂに設けられ、スパイラル部２３の外側端部はコイル領域２３ａに設けられている。このため、コイル領域２３ｄ内に存在する導体パターン２５の巻き数は、コイル領域２３ａ，２３ｂ内に存在する導体パターン２５の巻き数よりも１巻分だけ少なくなっている。

引き出し部２４は、上記の引き出し導体１８の反対側に配置されている。引き出し部２４の一端は引き出し電極２２ｃに接続され、引き出し部２４の他端はスパイラル部２３の外側端部に接続されている。

絶縁層１１は、導体層１０上に形成されている。絶縁層１１は、上記の絶縁層７と同じ樹脂材料からなっている。

導体層１２は、絶縁層１１上に形成されている。導体層１２は、図５に示すように、コイル導体２８と、引き出し電極２９ａ〜２９ｄとを有している。導体層１２は、上記の導体層８と同じ金属材料で形成されている。引き出し電極２９ａ〜２９ｄは、上記の引き出し電極２０ａ〜２０ｄに対応する位置にそれぞれ形成されている。

コイル導体２８は、渦巻状に形成されたスパイラル部３０と、このスパイラル部３０の外側端部と接続され、引き出し電極２９ｄに向けて延びるＬ字型の引き出し部３１とからなっている。スパイラル部３０の構造は、コイル導体２１のスパイラル部２３と全く同様である。つまり、スパイラル部３０は、スパイラル部２３と同様に、コイル導体２８を形成する導体パターン３２の一部が直線状の略円形状となるように形成されている。そして、スパイラル部２３，３０同士は、絶縁層１１を介して上下に重なり合っている。

引き出し部３１は、上記の引き出し部２４と同じ側に形成されている。引き出し部３１の一端は引き出し電極２９ｄに接続され、引き出し部３１の他端はスパイラル部３０の外側端部に接続されている。

絶縁層１３は、導体層１２上に形成されている。絶縁層１３は、上記の絶縁層７と同じ樹脂材料からなっている。絶縁層１３には、コイル導体２８と引き出し導体３３（後述）とを電気的に接続するためのコンタクトホール（図示せず）が形成されている。

導体層１４は、絶縁層１３上に形成されている。導体層１４は、図６に示すように、引き出し導体３３と、接続導体３４と、引き出し電極３５ａ〜３５ｄとを有している。導体層１４は、上記の導体層８と同じ金属材料で形成されている。引き出し電極３５ａ〜３５ｄは、上記の引き出し電極２０ａ〜２０ｄに対応する位置にそれぞれ形成されている。引き出し導体３３は、Ｌ字状をなし、上記の引き出し導体１８と同じ側に形成されている。引き出し導体３３の一端は引き出し電極３５ｂに接続され、引き出し導体３３の他端は接続導体３４に接続されている。

絶縁層１５は、導体層１４上に形成されている。絶縁層１５は、上記の絶縁層７と同じ樹脂材料からなっている。

磁性層１６は、絶縁層１５上に形成されている。磁性層１６は、コモンモードフィルタ１に閉磁路を形成するための層である。磁性層１６は、例えば粉状のフェライトを含有した樹脂（磁粉含有樹脂）等の磁性材料により形成されている。

接着層１７は、磁性層１６上に形成され、磁性層１６と上部磁性基板４とを接合する層である。接着層１７は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びポリアミド樹脂等の接着剤により形成されている。

絶縁層９，１１，１３，１５においてスパイラル部２３，３０の内側領域に対応する部位には、図２及び図４〜図７に示すように、閉磁路形成用の内側絶縁除去部３６が設けられている。この内側絶縁除去部３６は、絶縁層９，１１，１３，１５に貫通穴３７を形成し、磁性層１６を形成する磁性材料Ｊと同じものを貫通穴３７に埋め込むことにより構成されている。内側絶縁除去部３６（貫通穴３７）の形状としては、略円形状のスパイラル部２３，３０に対応して、断面円形状とするのが望ましい。

また、絶縁層９，１１，１３，１５においてスパイラル部２３，３０の外側領域に対応する部位には、閉磁路形成用の外側絶縁除去部３８が４つずつ設けられている。この外側絶縁除去部３８は、絶縁層９，１１，１３，１５に切り欠き３９を形成し、磁性層１６を形成する磁性材料Ｊと同じものを切り欠き３９に埋め込むことにより構成されている。

外側絶縁除去部３８は、図４及び図５に示すように、絶縁層９，１１，１３，１５において、スパイラル部２３，３０を取り囲むような略正方形状の仮想線Ｓの４つの角部に対応する部位に設けられている。この領域は、絶縁層９，１１，１３，１５における略円形状のスパイラル部２３，３０の外側領域に対応する部位において、比較的大きなスペースをとれる領域である。外側絶縁除去部３８（切り欠き３９）の形状としては、断面３角形状または一部にスパイラル部２３，３０の外周に沿った曲線を有する断面形状とするのが望ましい。

なお、外側絶縁除去部３８の構造としては、内側絶縁除去部３６と同様に、絶縁層９，１１，１３，１５に貫通穴を形成し、その貫通穴に磁性材料Ｊを埋め込んで成るものであっても良い。

以上のような積層体５の対向する側面５Ａ，５Ｂ（図１参照）には、上記の端子電極６が２つずつ設けられている。積層体５の側面５Ａに設けられた２つの端子電極６の一方は、引き出し電極２０ａ，２２ａ，２９ａ，３５ａと電気的に接続され、当該２つの端子電極６の他方は、引き出し電極２０ｂ，２２ｂ，２９ｂ，３５ｂと電気的に接続されている。積層体５の側面５Ｂに設けられた２つの端子電極６の一方は、引き出し電極２０ｃ，２２ｃ，２９ｃ，３５ｃと電気的に接続され、当該２つの端子電極６の他方は、引き出し電極２０ｄ，２２ｄ，２９ｄ，３５ｄと電気的に接続されている。

次に、以上のように構成したコモンモードフィルタ１を製造する手順について説明する。まず、積層体５を以下のようにして作製する。

即ち、例えばスピンコート法、ディップ法、スプレー法等により上記の樹脂材料を下部磁性基板２上に塗布して硬化させることにより、絶縁層７を形成する。続いて、例えば絶縁層７上に導体薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法により引き出し導体１８、接続導体１９及び引き出し電極２０ａ〜２０ｄのパターンを形成することにより、導体層８を形成する。

続いて、絶縁層７の形成方法と同様にして、導体層８の上に絶縁層９を形成する。そして、例えばエッチングにより、接続導体１９とコイル導体２１とを電気的に接続するためのコンタクトホール（図示せず）を絶縁層９に形成する。このとき、コンタクトホールの形成と同時に、絶縁層９の中央部の樹脂を除去して貫通穴３７を形成すると共に、絶縁層９の端部の一部樹脂を除去して４つの切り欠き３９を形成する。

続いて、導体層８の形成方法と同様の方法により、絶縁層９上にコイル導体２１及び引き出し電極２２ａ〜２２ｄのパターンを形成することにより、導体層１０を形成する。そして、絶縁層７，９の形成方法と同様にして、導体層１０の上に絶縁層１１を形成し、更に絶縁層１１に貫通穴３７と４つの切り欠き３９とを形成する。

続いて、導体層８の形成方法と同様の方法により、絶縁層１１上にコイル導体２８及び引き出し電極２９ａ〜２９ｄのパターンを形成することにより、導体層１２を形成する。そして、絶縁層７，９の形成方法と同様にして、導体層１２の上に絶縁層１３を形成し、更に絶縁層１３にコンタクトホール（図示せず）と貫通穴３７と４つの切り欠き３９とを形成する。

続いて、導体層８の形成方法と同様の方法により、絶縁層１３上に引き出し導体３３、接続導体３４及び引き出し電極３５ａ〜３５ｄのパターンを形成することにより、導体層１４を形成する。そして、絶縁層７，９の形成方法と同様にして、導体層１４の上に絶縁層１５を形成し、更に絶縁層１５に貫通穴３７と４つの切り欠き３９とを形成する。

これにより、図８（ａ）に示すように、下部磁性基板２上には、コイル導体２１，２８が内蔵された層構造中間体４０が形成されることになる。この層構造中間体４０には、最下層の絶縁層７を残して、絶縁層９，１１，１３，１５の貫通穴３７による凹部４１と絶縁層９，１１，１３，１５の切り欠き３９による４つの切り欠き部４２とが形成されている。

続いて、図８（ｂ）に示すように、磁粉含有樹脂を凹部４１及び各切り欠き部４２に埋め込むと共に、磁粉含有樹脂を層構造中間体４０の上面に塗布した状態で、磁粉含有樹脂を硬化させる。これにより、層構造中間体４０に内側絶縁除去部３６及び外側絶縁除去部３８が形成されると共に、層構造中間体４０の上に磁性層１６が形成される。そして、その磁性層１６を研磨して、磁性層１６の上面を平坦化させる。

続いて、図８（ｃ）に示すように、磁性層１６の上にエポキシ樹脂等の接着剤を塗布して、接着層１７を形成する。そして、接着層１７の上面に上部磁性基板４を貼り付ける。これにより、上記の積層体５が得られる。

このとき、最下層の絶縁層７は、コンタクトホールを形成しない絶縁層である。このため、上記のように最下層の絶縁層７には内側絶縁除去部３６及び外側絶縁除去部３８を設けない構成とすることにより、その絶縁層７に対しては穴開け加工等を全く施す必要が無いので、工数の削減が図れる。

その後、積層体５の対向する側面５Ａ，５Ｂに、端子電極６を２つずつ形成する。具体的には、例えばマスクスパッタ法により積層体５の側面５Ａ，５ＢにＣｒ／Ｃｕ膜またはＴｉ／Ｃｕ膜を成膜した後、Ｎｉ／Ｓｎを用いて電気めっきを施すことにより、端子電極６を形成する。以上により、上記のコモンモードフィルタ１が完成する。

ここで、比較例として、従来のコモンモードフィルタの一つを図９に示す。同図において、コモンモードフィルタ１００は、絶縁層１０１と、この絶縁層１０１上に形成された導体層１０２とを有している。導体層１０２は、略四角形状のスパイラル部１０３を含むコイル導体１０４を有している。絶縁層１０１においてスパイラル部１０３の内側領域に対応する部位には、閉磁路形成用の内側絶縁除去部１０５が設けられている。絶縁層１０１においてスパイラル部１０３の外側領域に対応する部位には、２つの閉磁路形成用の外側絶縁除去部１０６がスパイラル部１０３を挟むように設けられている。内側絶縁除去部１０５及び外側絶縁除去部１０６は、断面矩形状を有している。

このようなコモンモードフィルタ１００に対し、本実施形態のコモンモードフィルタ１では、コイル導体２１のスパイラル部２３の形状とコイル導体２８のスパイラル部３０の形状とを丸型状としてある。このため、略四角形状のスパイラル部１０３に比べて、直線部分が無くなる分だけ、スパイラル部２３を形成する導体パターン２５の長さとスパイラル部３０を形成する導体パターン３２の長さとを確実に短くすることができる。

ところで、スパイラル部を形成する導体パターンの長さを十分に短くするには、当該導体パターンを全体的に円形状とするのが理想であるが、スパイラル部は連続的なものであるため、そのように構成することは不可能である。

本実施形態では、コイル導体２１を形成する導体パターン２５の幅Ｗ及び巻きピッチＰが全体的に等しくなるようなスパイラル部２３を構成すると共に、スパイラル部２３をコイル領域２３ａ〜２３ｄに分割する。そして、コイル領域２３ａ〜２３ｃでは、導体パターン２５が第１円弧形成中心位置Ｇ_０を中心として円弧状に延びるように構成する。一方、コイル領域２３ｄでは、導体パターン２５が第１円弧形成中心位置Ｇ_０から導体パターン２５の巻きピッチＰ分だけ離れた第２円弧形成中心位置Ｇ_１を中心として円弧状に延びる円弧領域２６と、導体パターン２５が巻きピッチＰ分だけ直線状に延びる直線領域２７とからなるように構成する。このように構成することにより、スパイラル部２３では、導体パターン２５が全体として連続的に形成されるようになり、しかも導体パターン２５の大部分が円弧状になる。従って、スパイラル部２３は、導体パターン２５の線長が最も効率良く短くなるような構成となる。コイル導体２８のスパイラル部３０についても、同様のことが言える。

これにより、コイル導体２１を形成する導体パターン２５及びコイル導体２８を形成する導体パターン３２の線長が何れも十分に短くなるので、コモンモードフィルタ１のカットオフ周波数が高くなる。その結果、伝送周波数が高周波であってもコモンモードフィルタ１が正常に動作するようになり、高周波特性の良好なコモンモードフィルタ１を得ることができる。

また、図９に示すコモンモードフィルタ１００では、コイル導体１０４のスパイラル部１０３の形状が略四角形状であるため、上記のように絶縁層１０１におけるスパイラル部１０３の外側領域に対応する部位に外側絶縁除去部１０６を設ける場合には、スパイラル部１０３の幅寸法Ｈが狭くならざるを得ない。このため、コモンモードフィルタ１００の外形寸法が限られている場合には、それに伴ってスパイラル部１０３の内側領域のスペースが狭くなるため、絶縁層１０１におけるスパイラル部１０３の内側領域に対応する部位に設けるべき内側絶縁除去部１０５についても、サイズを小さくする必要性が生じる。

閉磁路形成用の内側絶縁除去部１０５は、高インダクタンス（高インピーダンス）のコモンモードフィルタを得るために設けるものであるが、内側絶縁除去部１０５が小さくなると、インピーダンス増加の効果が十分に得られない。

これに対し本実施形態では、コイル導体２１のスパイラル部２３の形状を丸型状としたので、スパイラル部２３の外側領域の有効なスペースを利用して、閉磁路形成用の外側絶縁除去部３８を形成することができる。つまり、絶縁層９においてスパイラル部２３を取り囲むような略正方形状の仮想線Ｓの４つの角部に対応する部位に外側絶縁除去部３８を設けることにより、外側絶縁除去部３８のスペース確保のためにスパイラル部２３の寸法を小さくする必要がない。コイル導体２８のスパイラル部３０についても、同様のことが言える。このため、スパイラル部２３，３０の内側領域の広いスペースを有効活用して、サイズの大きな内側絶縁除去部３６を設けることができる。これにより、コモンモードフィルタ１のインピーダンスを十分増大させることができる。

以上のように本実施形態によれば、線長が最も効果的に短くなるような略円形状のスパイラル部２３，３０をそれぞれ有するコイル導体２１，２８を設けたので、高周波特性の良好なコモンモードフィルタ１を得ることができる。また、スパイラル部２３，３０の内側領域及び外側領域に好適な磁路構造を形成したので、高インピーダンスのコモンモードフィルタ１を得ることができる。これにより、漏れ磁束によるノイズの発生を抑制することが可能となる。以上により、例えば高速データ伝送を行う際に、高い伝送特性を確保することが可能となる。

また、コモンモードフィルタ１にはスペース効率の良い閉磁路が形成されるので、コモンモードフィルタ１の小型化を図ることが可能となる。

図１０は、コモンモードフィルタの各種サンプルについて、シミュレーションによるコモンモードインピーダンスとカットオフ周波数との関係を表したグラフである。

図１０に示すグラフにおいて、特性Ｐは、上記実施形態のコモンモードフィルタと同じ構造を有するサンプルについてのものである。特性Ｑは、上記実施形態のコモンモードフィルタにおいて、内側絶縁除去部を設け外側絶縁除去部を設けないサンプルについてのものである。特性Ｒは、上記実施形態のコモンモードフィルタにおいて、内側絶縁除去部及び外側絶縁除去部の何れも設けないサンプルについてのものである。特性Ｓは、図９に示す比較例のコモンモードフィルタと同じ構造を有するサンプルについてのものである。また、グラフの横軸はコモンモードインピーダンスを示し、グラフの横軸はカットオフ周波数を示している。

図１０から分かるように、コイル導体のスパイラル部の形状を上記のような略円形状とすることで、同一のコモンモードインピーダンスにおいて高いカットオフ周波数を実現できることが明確である。しかも、コイル導体のスパイラル部の形状を略円形状とすれば、特に閉磁路形成用の内側絶縁除去部及び外側絶縁除去部を全く設けない場合（特性Ｒ参照）でも、内側絶縁除去部及び外側絶縁除去部を設けてある比較例（特性Ｓ参照）に比べて、高いカットオフ周波数が得られる。以上のことから、本発明の効果が実証されたと言える。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、層構造体３の最下層の絶縁層７には閉磁路形成用の内側絶縁除去部３６及び外側絶縁除去部３８を設けない構成としたが、図１１に示すように、最下層の絶縁層７にも内側絶縁除去部３６及び外側絶縁除去部３８を設けても良い。この場合には、その分だけ閉磁路の領域が増えるので、コモンモードフィルタ１のインピーダンスをより高くすることができる。

また、上記実施形態では、各絶縁層に内側絶縁除去部３６及び外側絶縁除去部３８の両方を設ける構成としたが、各絶縁層に内側絶縁除去部３６のみを設けても良いし、各絶縁層に外側絶縁除去部３８のみを設けても良い。また、ある絶縁層には内側絶縁除去部３６のみを設け、別の絶縁層には外側絶縁除去部３８のみを設けるという構成や、外側絶縁除去部３８を設ける場合には、同じ絶縁層に３つ以下の外側絶縁除去部３８を設けるという構成など、閉磁路形成用の絶縁除去部を設けるパターンとしては種々変更可能である。

さらに、図１２に示すように、絶縁層７，９，１１，１３，１５に内側絶縁除去部３６及び外側絶縁除去部３８を全く設けない構成としても良い。この場合には、磁性層１７が不要となり、コモンモードフィルタ１の構成が簡素化される。このような構成であっても、スパイラル部２３，３０の形状を上記のような略円形状とすることで、コモンモードフィルタ１のカットオフ周波数を高くし、高周波特性の良好なコモンモードフィルタ１を得ることができる。

また、上記実施形態では、コイル導体２１におけるスパイラル部２３のコイル領域２３ｄを円弧領域２６と直線領域２７とからなる構成としたが、スパイラル部２３のコイル領域２３ａ〜２３ｃの何れか１つを円弧領域２６と直線領域２７とからなる構成としても良いことは言うまでもない。この場合、円弧領域２６を、第１円弧形成中心位置Ｇ_０からＹ方向（引き出し電極の対向方向）に所定量だけ離れた位置を中心とした円弧となるように形成しても良い。

また、上記実施形態のコモンモードフィルタ１では、絶縁層１１を挟んで積層されたコイル導体２１，２８を有するものとしたが、本発明は、３層以上のコイル導体を有するコモンモードフィルタにも適用可能である。また、本発明は、１つの導体層が複数のコイル導体を有する、いわゆるアレイタイプのコモンモードフィルタ等にも適用可能である。

本発明に係わるコモンモードフィルタの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す積層体の分解斜視図である。 図２に示す最下層の絶縁層とこの絶縁層上に形成された導体層とを示す平面図である。 図２に示す下から２層目の絶縁層とこの絶縁層上に形成された導体層とを示す平面図である。 図２に示す下から３層目の絶縁層とこの絶縁層上に形成された導体層とを示す平面図である。 図２に示す下から４層目の絶縁層とこの絶縁層上に形成された導体層とを示す平面図である。 図２に示す下から５層目の絶縁層を示す平面図である。 図２に示す積層体を作製する工程を示す断面図である。 比較例として、従来のコモンモードフィルタにおいて絶縁層とこの絶縁層上に形成された導体層を示す平面図である。 コモンモードフィルタの各種サンプルについて、シミュレーションによるコモンモードインピーダンスとカットオフ周波数との関係を表したグラフである。 図２に示す積層体の変形例を示す分解斜視図である。 図２に示す積層体の他の変形例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１…コモンモードフィルタ、７，９，１１，１３，１５…絶縁層、２１…コイル導体、２３…スパイラル部、２３ａ〜２３ｄ…コイル領域、２４…引き出し部、２５…導体パターン、２６…円弧領域、２７…直線領域、２８…コイル導体、３０…スパイラル部、３１…引き出し部、３２…導体パターン、３６…閉磁路形成用の内側絶縁除去部、３７…貫通穴、３８…閉磁路形成用の内側絶縁除去部、３９…切り欠き、Ｇ_０…第１円弧形成中心位置、Ｇ_１…第２円弧形成中心位置、Ｓ…略正方形状の仮想線。

Claims (4)

1. 絶縁層を挟んで積層されてなる少なくとも２つのコイル導体を有するコモンモードフィルタであって、
   前記コイル導体は、渦巻状に形成され、前記コイル導体を形成する導体パターンの幅及び巻きピッチが全体的に等しいスパイラル部を有し、
   前記各コイル導体の前記スパイラル部同士は、前記絶縁層を挟んで重なり合っており、
   前記スパイラル部は、前記スパイラル部の内側領域内の所定位置に対して９０度毎に区分けされた４つのコイル領域からなり、
   前記４つのコイル領域のうちの３つは、前記導体パターンが前記所定位置を中心とした円弧となるように形成されており、
   前記４つのコイル領域のうちの残りの１つは、前記導体パターンが前記所定位置から前記導体パターンの巻きピッチ分だけ離れた位置を中心とした円弧となるように形成された円弧領域と、前記３つのコイル領域のうちの何れか１つと前記円弧領域との間に位置し、前記コイル導体を形成する前記導体パターンの線長を短くするために前記導体パターンの巻きピッチ分だけ前記導体パターンが直線となるように形成された直線領域とからなっていることを特徴とするコモンモードフィルタ。
2. 前記コイル導体は、前記スパイラル部に接続され、前記絶縁層の縁部に向けて延びる引き出し部を更に有し、
   前記スパイラル部と前記引き出し部との接続部分は、前記３つのコイル領域の何れか１つに設けられており、
   前記残りの１つのコイル領域は、前記スパイラル部と前記引き出し部との接続部分を有するコイル領域に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フィルタ。
3. 前記絶縁層において前記スパイラル部の内側領域に対応する部位には、穴を形成して磁性材料を埋め込んで成る磁路形成用の内側絶縁除去部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のコモンモードフィルタ。
4. 前記絶縁層において前記スパイラル部の外側領域に対応する部位には、穴または切り欠きを形成して磁性材料を埋め込んで成る磁路形成用の外側絶縁除去部が設けられており、
   前記外側絶縁除去部は、前記絶縁層において前記スパイラル部を取り囲むような略正方形状の仮想線の角部に対応する部位に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載のコモンモードフィルタ。

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