(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及びサイズ等はより明確な説明のために拡大縮小表示(又は強調表示や簡略化表示)がされることがある。
【0017】
本明細書で用いられる用語は、実施形態を説明するためのもので、本発明を制限するものではない。本明細書において、単数形は文言で特に言及しない限り、複数形も含む。明細書で用いられる「含む(comprise)」及び/又は「含んでいる(comprising)」は、記載された構成要素、段階、動作、及び/又は素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作、及び/又は素子の存在又は追加を排除しない。
【0018】
図1は本発明の第1実施形態によるコモンモードフィルター100の透明斜視図を概略的に示すものであり、
図2は
図1におけるI−I'による断面図を概略的に示すものである。
【0019】
図1及び
図2を参照して、本発明の一実施形態によるコモンモードフィルター100の構成について説明すると、コモンモードフィルター100は、本体101と、本体101の内側に配置される第1及び第2フィルター部140、150と、本体101の外側に配置される外部電極161、162、163、164と、を含む。
【0020】
また、本体101の外側に配置されるグランド電極165を含むことができる。
【0021】
外部電極161、162、163、164は本体101の幅方向の側面に、グランド電極165は本体101の長さ方向の端面に配置されることができる。
【0022】
本体101は、基板110と、フィルター層120と、カバー層130と、を含む。
【0023】
基板110、フィルター部120及びカバー部130は、磁性セラミック材料で形成されることができる。
【0024】
フィルター層120は、第1フィルター部140と、第2フィルター部150と、を含む。
【0025】
フィルター層120は、信号ノイズを除去する役割を果たす。
【0026】
第1フィルター部140は、複数のコイル電極層を含むことができる。説明の明確性のために、第1フィルター部140が、第1〜第4コイル電極層141、142、143、144を含む場合を例に挙げて説明する。
【0027】
同様に、第2フィルター部150は、複数のコイル電極層を含むことができる。説明の明確性のために、第2フィルター部150が、第5〜第8コイル電極層151、152、153、154を含む場合を例に挙げて説明する。
【0028】
第1〜第8コイル電極層141〜144、151〜154は、絶縁層に導電性材料からなる導電線を少なくとも1回以上巻回して螺旋状に形成するか、導電性ペースト、フォトレジスト工法などを用いて形成することができる。
【0029】
第1フィルター部140の複数のコイル電極層141〜144と、第2フィルター部150の複数のコイル電極層151〜154は、第1フィルター部140と第2フィルター部150の磁束を分離(Decoupling)するために、コイルから発生する磁束の方向が逆になるようにコイルの巻回方向を同一方向にすることができる。
【0030】
第1フィルター部140に配置される複数のコイル電極層141〜144の面積と、第2フィルター部150の複数のコイル電極層151〜154とは互いに異なり得る。
【0031】
例えば、第1フィルター部140のコイル電極層141〜144の面積は、第2フィルター部150のコイル電極層151〜154の面積より大きくてもよい。
【0032】
コイル電極層の面積とは、コイル電極層の最外側に位置する導線の内側の面積を意味する。
【0033】
本発明の一実施形態によるコモンモードフィルター100は、第1フィルター部140の各コイル電極層141〜144のインダクタンスと寄生キャパシタンスを、第2フィルター部150の各コイル電極層151〜154のインダクタンスと寄生キャパシタンスと異ならせることで、第1及び第2フィルター部140、150の共振周波数を互いに異ならせることができる。その結果、コモンモードフィルター100では、フィルター周波数特性において第1及び第2フィルター部140、150のそれぞれの共振周波数を互いに周波数オフセットさせて配置可能となる。
【0034】
第1及び第2フィルター部140、150の共振周波数は、第1及び第2フィルター部140、150によって生じるインダクタンスと寄生キャパシタンスの関数として、下記式によって定義することができる。
【数1】
(ここで、f
resとはコモンモードフィルターの共振周波数を意味し、Lとは二つのコイルがカップリングされたインダクタンスを意味し、Cとはコモンモードフィルターのコイルが有する寄生キャパシタンスを意味する。)
【0035】
以下、第1フィルター部140のコイル電極層141〜144の面積が、第2フィルター部150のコイル電極層151〜154の面積より大きい場合、又は第1フィルター部140の共振周波数より第2フィルター部150の共振周波数が高い場合を基準として本発明の効果について説明する。
【0036】
後述する
図8を参照して、本発明の第1実施形態によるコモンモードフィルター100においてシャント電極層が形成されていない場合(点線)の周波数帯域について説明すると、第1フィルター部140は、1GHzでノッチポール(Notch Pole)が形成され、−25dBの減衰量を基準として0.7〜1.5GHzの減衰特性を有する。また、第2フィルター部150は、2GHzでノッチポールが形成され、−25dBの減衰量を基準として1.5〜2.5GHzの減衰特性を有することが分かる。第1フィルター部140は、第2フィルター部150よりインダクタンスが高く、減衰量がより大きい。
【0037】
図3a〜
図3dは本発明の第1実施形態によるコモンモードフィルター100内のコイル電極層の平面図を概略的に示すものである。また、
図4は、本発明の第1実施形態によるコモンモードフィルター100の等価回路図を概略的に示すものである。以下、
図1及び
図3a〜
図3dを参照して、第1〜第8コイル電極層141〜144、151〜154が互いに接続される構造について説明する。
【0038】
第1接続電極171は、コイル電極層の中心部において上下層に位置するコイル電極層を、絶縁体102を貫通する導電性ビアを介して接続させ、第2接続電極172は、第1フィルター部140と第2フィルター部150に位置するコイル電極層のうち互いに上下層に位置するコイル電極層を、絶縁体102を貫通する導電性ビアを介して接続させる。
【0039】
例えば、第1コイル電極層141と第3コイル電極層143が、第1接続電極171を介して接続されて第1コイルを形成し、第2コイル電極層142と第4コイル電極層144が、第1接続電極171を介して接続されて第2コイルを形成する。
【0040】
また、第5コイル電極層151と第7コイル電極層153が、第1接続電極171を介して接続されて第3コイルを形成し、第6コイル電極層152と第8コイル電極層154が、第1接続電極171を介して接続されて第4コイルを形成する。
【0041】
例えば、第1コイル電極層141は、第1外部電極161と接続され、第1接続電極171を介して第3コイル電極層143と接続される。第1フィルター部140に位置する第3コイル電極層143は、第2接続電極172を介して第2フィルター部150に位置する第8コイル電極層154と接続され、第8コイル電極層154は、第6コイル電極層152と接続される。第6コイル電極層152は、第2外部電極162と接続される。
【0042】
また、第2コイル電極層142は、第3外部電極163と接続され、第1接続電極171を介して第4コイル電極層144と接続される。第1フィルター部140に位置する第4コイル電極層144は、第2接続電極172を介して第2フィルター部150に位置する第7コイル電極層153と接続され、第7コイル電極層153は、第5コイル電極層151と接続される。第5コイル電極層151は、第4外部電極164と接続される。
【0043】
すなわち、第1コイル及び第4コイルが導電性ビアを介して互いに接続され、第2コイル及び第3コイルが導電性ビアを介して互いに接続されることができる。
【0044】
第1コイル及び第4コイルを接続する導電性ビアを第1導電性ビアと、第2コイル及び第3コイルを接続する導電性ビアを第2導電性ビアと定義することができる。
【0045】
第1フィルター部140と第2フィルター部150は、互いに直列に接続されることができる。
【0046】
第1フィルター部140と第2フィルター部150が互いに直列に接続されるとは、第1、第3、第8及び第6コイル電極層141、143、154、152が順に直列に接続され、第2、第4、第7及び第5コイル電極層142、144、153、151が順に直列に接続されることを意味する。
【0047】
図5は本発明の第2実施形態によるコモンモードフィルター200の断面図を概略的に示すものであり、
図6は本発明の第2実施形態によるコモンモードフィルター200内のシャント電極層260の平面図を概略的に示すものであり、
図7は本発明の第2実施形態によるコモンモードフィルター200の等価回路図を概略的に示すものである。
【0048】
図5及び
図6を参照して、本発明の第2実施形態によるコモンモードフィルター200の構造について説明する。ただし、第1実施形態によるコモンモードフィルター100と同一の構成要素(例えば、
図5に示す絶縁体202、基板210、フィルター層220、カバー層230など)についての説明は省略する。
【0049】
以下、第1フィルター部240のコイル電極層241〜244の面積が、第2フィルター部250のコイル電極層251〜254の面積より大きい場合、又は第1フィルター部240の共振周波数より第2フィルター部250の共振周波数が高い場合を基準として本発明の構造及び効果について説明する。
【0050】
第2フィルター部250の複数のコイル電極層251、252、253、254のうち少なくとも一部の間には、シャント電極層260が配置されることができる。
【0051】
図5に示されているように、シャント電極層260は、第2フィルター部250の複数のコイル電極層251、252、253、254の中心部である第6及び第7コイル電極層252、253の間に位置してもよい。
【0052】
また、シャント電極層260は、第5及び第6コイル電極層251、252の間、又は第7及び第8コイル電極層253、254の間に配置されてもよい。
【0053】
図6を参照すると、シャント電極層260は、シャント部260aと、引き出し部260bと、を有する。引き出し部260bは、本体201の外側に配置されるグランド電極265と接続されて、シャント電極層260を接地させる。
【0054】
本発明の第2実施形態によるコモンモードフィルター200は、シャント電極層260を少なくとも二つ以上含むことができる。
【0055】
シャント電極層260が少なくとも二つ以上含まれる場合、一つのシャント電極層260が一つのグランド電極265と接続されることができる。
【0056】
すなわち、シャント電極層260が少なくとも二つ以上含まれる場合、グランド電極265もシャント電極層260と同一の数で含まれることができる。
【0057】
これとは異なり、複数のシャント電極層260が一つのグランド電極265と接続されることも可能である。
【0058】
シャント電極層260が二つである場合、第5及び第6コイル電極層251、252の間と、第7及び第8コイル電極層253、254の間に配置されることができる。若しくは、第5及び第6コイル電極層251、252の間と、第6及び第7コイル電極層242、243の間に配置されるか、第6及び第7コイル電極層252、253の間と、第7及び第8コイル電極層253、254の間に配置されることもできる。
【0059】
シャント電極層260が三つである場合には、第5〜第8コイル電極層251〜254のそれぞれの間に配置されてもよい。
【0060】
シャント電極層260は、隣接するコイルと対応する形状を有する平板形状であってもよい。
【0061】
第1実施形態によるコモンモードフィルター100とは異なり、第2実施形態によるコモンモードフィルター200は、第2フィルター部250に含まれる複数のコイル電極層のうち少なくとも一部の間にシャント電極層260を含むことから、
図7に示されているように、第2フィルター部250にキャパシターC5が存在することが分かる。かかるキャパシターC5をシャントキャップ(Shunt Cap)とすることができる。
【0062】
以下、
図8を参照して、第2実施形態によるコモンモードフィルター200において、第2フィルター部250に含まれる複数のコイル電極層のうち少なくとも一部の間にシャント電極層260を含むことによる効果について説明する。
【0063】
図8はシャント電極層がない場合(点線)と、第2フィルター部の第6及び第7コイル電極層の間にシャント電極層が存在する場合(実線)の伝送特性及び減衰特性を示すグラフである。
【0064】
本発明の第1実施形態によるコモンモードフィルター100のように、シャント電極層が形成されていない場合(点線)の周波数帯域について説明すると、第1フィルター部140は、1GHzでノッチポール(Notch Pole)が形成され、−25dBの減衰量を基準として0.7〜1.5GHzの減衰特性を有する。また、第2フィルター部150は、2GHzでノッチポールが形成され、−25dBの減衰量を基準として1.5〜2.5GHzの減衰特性を有することが分かる。
【0065】
しかし、第1実施形態によるコモンモードフィルター100とは異なり、第2実施形態によるコモンモードフィルター200は、第2フィルター部250に含まれる複数のコイル電極層のうち少なくとも一部の間にシャント電極層260を含むことから、減衰特性を測定すると、グラフに一つのポール(Pole)が加えられて計二つのポールが示されるようになり、より広い周波数領域での減衰特性を向上させることができる。
【0066】
具体的に、第2実施形態によるコモンモードフィルター200のように、シャント電極層が形成されていない場合(実線)の周波数帯域について説明すると、第1フィルター部240は、第1実施形態によるコモンモードフィルター100と同様、1GHzでノッチポール(Notch Pole)が形成され、−25dBの減衰量を基準として0.7〜1.5GHzの減衰特性を有する。これに対し、第2フィルター部250は、3.8GHzでノッチポールが形成され、−25dBの減衰量を基準として1.5から7.0GHzまで減衰特性を満たすことが分かる。
【0067】
特に、シャント電極層が存在しない場合(点線)とは異なり、第2フィルター部250の減衰量が大幅に増加することが分かる。
【0068】
すなわち、本発明の第2実施形態によるコモンモードフィルター200は、今後求められる超広帯域の通信周波数帯域(0.7〜7.0GHz)において減衰特性を十分に満たすことが分かる。
【0069】
図9は本発明の第3実施形態によるコモンモードフィルター300の断面図を概略的に示すものであり、
図10は本発明の第3実施形態によるコモンモードフィルター300内のシャント電極層360の平面図を概略的に示すものであり、
図11は本発明の第3実施形態によるコモンモードフィルター300の等価回路図を概略的に示すものである。
【0070】
図9及び
図10を参照して、本発明の第3実施形態によるコモンモードフィルター300の構造について説明する。ただし、第1及び第2実施形態によるコモンモードフィルター100、200と同一の構成要素(例えば、
図9に示す絶縁体302、基板310、フィルター層320、カバー層330など)についての説明は省略する。
【0071】
以下、第1フィルター部340のコイル電極層341〜344の面積が、第2フィルター部350のコイル電極層351〜354の面積より大きい場合、又は第1フィルター部340の共振周波数より第2フィルター部350の共振周波数が高い場合を基準として本発明の構造及び効果について説明する。
【0072】
本発明の第3実施形態によるコモンモードフィルター300は、第2実施形態によるコモンモードフィルター200とは異なり、シャント電極層360がコイル状を有する。
【0073】
シャント電極層360は、垂直投影の際に、隣接するコイル電極層352、353と互いに対応する面積を有することができる。ここで、第6及び第7コイル電極層352、353の間にシャント電極層360が配置される場合を例に挙げているが、第5及び第6コイル電極層351、352の間、又は第7及び第8コイル電極層353、354の間にシャント電極層360が配置される場合にも、シャント電極層360は、垂直投影の際に、隣接するコイル電極層と互いに対応する面積を有することができる。
【0074】
図10を参照すると、シャント電極層360は、シャント部360aと、引き出し部360bと、を有する。引き出し部360bは、本体301の外側に配置されるグランド電極365と接続されて、シャント電極層360を接地させる。
図10に示されているように、シャント部360aは、コイル状を有する。
【0075】
図11の等価回路図においてグラウンドに接地する部分を見ると、シャント電極層360によって発生するキャパシターC5の他にインダクタンスL5が発生することが分かる。
【0076】
すなわち、本発明の第3実施形態によるコモンモードフィルター300は、シャント電極層360がコイル状を有することから、第2フィルター部350のインダクタンスを調節して、減衰特性を有する周波数帯域を調節することができる。
【0077】
図12は本発明の第4実施形態によるコモンモードフィルター400の断面図を概略的に示すものであり、
図13は本発明の第4実施形態によるコモンモードフィルター400内のシャント電極層460、460'の平面図を概略的に示すものであり、
図14は本発明の第4実施形態によるコモンモードフィルター400の等価回路図を概略的に示すものである。
【0078】
図12及び
図13を参照して、本発明の第4実施形態によるコモンモードフィルター400の構造について説明する。ただし、第1〜第3実施形態によるコモンモードフィルター100、200、300と同一の構成要素(例えば、
図12に示す絶縁体402、基板410、フィルター層420、カバー層430など)についての説明は省略する。
【0079】
以下、第1フィルター部440のコイル電極層441〜444の面積が、第2フィルター部450のコイル電極層451〜454の面積より大きい場合、又は第1フィルター部440の共振周波数より第2フィルター部450の共振周波数が高い場合を基準として本発明の構造及び効果について説明する。
【0080】
第1フィルター部440の複数のコイル電極層441、442、443、444のうち少なくとも一部の間にはシャント電極層460が配置されることができ、第2フィルター部450の複数のコイル電極層451、452、453、454のうち少なくとも一部の間にもシャント電極層460'が配置されることができる。
【0081】
第1フィルター部440のシャント電極層460は、第1フィルター部440の複数のコイル電極層441、442、443、444の中心部である第2及び第3コイル電極層442、443の間に位置することができる。また、第1フィルター部440のシャント電極層460は、第1及び第2コイル電極層441、442の間、又は第3及び第4コイル電極層443、444の間に配置されることができる。
【0082】
第2フィルター部450のシャント電極層460'は、第2フィルター部450の複数のコイル電極層451、452、453、454の中心部である第6及び第7コイル電極層452、453の間に位置することができる。また、第2フィルター部450のシャント電極層460'は、第5及び第6コイル電極層451、452の間、又は第7及び第8コイル電極層453、454の間に配置されることができる。
【0083】
図13を参照すると、第1フィルター部440のシャント電極層460は、シャント部460aと、引き出し部460bと、を有し、引き出し部460bは本体401の外側に配置されるグランド電極465と接続されて、シャント電極層460を接地させる。第2フィルター部450のシャント電極層460'は、シャント部460a'と、引き出し部460b'と、を有し、引き出し部460b'は、本体401の外側に配置されるグランド電極465と接続されて、シャント電極層460'を接地させる。
【0084】
第4実施形態によるコモンモードフィルター400は、第1及び第2フィルター部440、450にシャント電極層460、460'を含むことから、
図14に示されているように、第1及び第2フィルター部440、450にそれぞれキャパシターC5、C6が存在することが分かる。かかるキャパシターC5、C6をシャントキャップ(Shunt Cap)とすることができる。
【0085】
図13のように、第1及び第2フィルター部440、450のシャント電極層460、460'は、隣接するコイルと対応する形状を有する平板形状であってもよい。
【0086】
若しくは、第1又は第2フィルター部440、450のシャント電極層460、460'は、隣接するコイルと対応する形状を有するコイル状であってもよい。
【0087】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。