JP2005277205A - Ceramic body for ferrite core, ferrite core employing the same, and common mode noise filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波信号を扱う各種電子機器のコモンモードノイズ対策に適合するフェライトコア用セラミックとそれを用いたフェライトコア、およびこのフェライトコアに導線を巻回してなり、差動伝送回路等に用いるコモンモードノイズフィルターに関する。 The present invention is a ferrite core ceramic suitable for countermeasures against common mode noise of various electronic devices that handle high-frequency signals, a ferrite core using the same, and a conductor wire wound around the ferrite core, and used for a differential transmission circuit or the like. It relates to a common mode noise filter.
従来、電源ラインの不要輻射対策、高周波信号のコモンモードノイズ対策にコモンモードノイズフィルターが利用されている。 Conventionally, a common mode noise filter has been used as a countermeasure against unnecessary radiation of power supply lines and as a countermeasure against common mode noise of high frequency signals.
このコモンモードノイズフィルターは、図7(a)〜(c)に示すように、ケース内に導線を巻回するための巻芯部5と、巻芯部5の両端に形成された鍔部1と、該鍔部1の底面側に連続して設けられた複数の脚部2とからなるフェライトコア用セラミック体の各脚部2の底面側の端部に電極4を形成してフェライトコアを得、該フェライトコアの巻芯部5にバイファイラ巻等により複数の導線7を数ターンから数十ターン巻回して、さらに導線7の巻き始めの先端と巻終わりの端末を脚部2に形成した電極4に各々半田付けや熱圧着等により導電接続した構造となっている。
As shown in FIGS. 7A to 7C, the common mode noise filter includes a winding
上記コモンモードノイズフィルターに用いられるフェライトコア用セラミック体に電極4を形成する場合には、ディッピングやスクリーン印刷、転写などの方法を用いてAgやAgPdなどの導電金属の厚膜印刷後に焼き付けを行い、次にその厚膜上にNiやCu、Sn、SnPb、Auなどを用途、要求に合わせて幾層かメッキ処理を行い作製する。このメッキ処理法は、厚膜印刷、焼き付けを行ったフェライトコア用セラミック体を所定のメッキ液に浸して電流を流すことによりフェライトコア用セラミック体に形成された厚膜上に必要とする金属のメッキ層が形成し、フェライトコアに付着した余分なメッキ液を洗浄して形成するものである。
When the
このコモンモードノイズフィルターは、2本の導線7に同相電流が流れる場合は、磁束は足し合わされインピーダンスが大きくなる。逆に、2本の導線7に逆相電流が流れる場合は、磁束は打ち消されインピーダンスはほとんど発生しない。このように、コモンモードノイズフィルターは、同相電流が流れにくく、逆相電流は流れやすいというフィルター機能を持つ電子部品である。
In the common mode noise filter, when an in-phase current flows through the two
また、このコモンモードノイズフィルターが使われる情報通信機器分野では、部品に対する小型、軽量化の要求がある。その要求にともなってコモンモードノイズフィルターのサイズも、実装時の面積である略四角形のサイズが、縦3.2mm、横1.6mmである3216、縦2.5mm、横2.0mmである2520、同様に2012、1608、1210と小型化にシフトしてきている。 In the field of information communication equipment in which this common mode noise filter is used, there is a demand for miniaturization and weight reduction of parts. In accordance with the demand, the size of the common mode noise filter is approximately 20 mm, which is the size of a substantially quadrangle, which is the mounting area, 3216 mm, 1.6 mm width, 3216 mm, 2.5 mm length, 2.0 mm width, 2520. Similarly, 2012, 1608, and 1210 have been shifted to miniaturization.
このような小型化に伴い、コモンモードノイズフィルターの電極4間の距離が小さくなり、導電ペーストの垂れやメッキの伸びが発生した場合、実装後に水分を含んだ雰囲気中で電圧を印加するとマイグレーション現象が生じ、電極4間の絶縁抵抗が低下して短絡すると言う問題があった。また、メッキ伸びの発生部分はフェライトコア用セラミック体との密着強度が非常に低いために、電極4が表面から剥がれやすいという問題があり、実装時に治具等でフェライトコア用セラミック体を挟む際にメッキ伸び部が治具先端に接触すると、簡単に電極4の剥がれが発生しやすい。
Along with such miniaturization, when the distance between the
また、メッキ伸びが発生していないフェライトコア6であっても電極4に治具が接触することにより電極4の表面に傷が付き、Agのような導電金属部が露出し、実装不良が発生すると言う問題があった。
In addition, even if the ferrite core 6 has no plating elongation, the surface of the
そこで、特許文献1では、図7に示すように、フェライトコア用セラミック体における各脚部2のすべての稜線部を曲面にすることが提案されている。この提案によれば、脚部2の全ての稜線部に曲率半径0.2mm程度の曲面体を形成することにより、稜線部による導線7の断線や短絡といった問題を防止できるとされている。
Therefore, in
また、特許文献2では、フェライトコア用セラミック体の表面に、電気抵抗の高い金属酸化物を焼き付けることが提案されている。この提案によれば、金属酸化物は、セラミック等の磁器のバリ、面取り処理として通常行われているバレル工程において磁器表面に付着させることが示されている。すなわち、フェライトコア用セラミック体を形成するフェライトよりも電気抵抗の高い金属酸化物を表面に付着させる方法として、バレル処理時に金属酸化物粉末も同時回転させるというものである。その後、導電ペーストを印刷し、次工程である焼き付けにおいて該金属酸化粉末も同時にセラミック体に焼き付けることにより、以降の湿式メッキ工程におけるメッキ伸びや不要部位へのメッキ析出を抑制することが可能となり、これによりメッキ伸びによる短絡の発生を抑えることでより信頼性の高いコモンモードノイズフィルターが得られることが示されている。
さらに、特許文献3では、湿式メッキ時の印加電位を所定範囲内に制御することが提案されている。この提案によれば、バレルメッキのような電解メッキ処理を行う際の電流値制御のばらつきにより生じる印加電位のばらつきを所定範囲内に制御することで、大きく偏位した印加電位がフェライトコア用セラミック体に印加されることを防ぎ、その結果、メッキ伸びを防止することが提案されている。
しかしながら、特許文献1に示すようなフェライトコアを用いたコモンモードノイズフィルターでは、脚部2の稜線部を曲面状とすることでメッキ処理時に電荷の集中する鋭角部が取り除かれ、電荷の集中に伴うメッキの伸びを抑制する効果が期待されたが、バレルメッキ等の電解メッキ形成法では、常にフェライトコア用セラミック体がランダムにメッキ槽の中を移動しており、その結果、印加電位にばらつきが生じ、大きく偏位した電位が印加されたフェライトコア用セラミック体には導電金属からなる厚膜以外の部分にもメッキ金属が析出しやすく、メッキ伸びの現象が発生していた。そのため、このメッキ伸びの発生部分はフェライトコア用セラミック体との密着強度が非常に低いために、電極4が表面から剥がれやすく、実装時に治具等でフェライトコア6を挟む際にメッキ伸び部が治具先端に接触すると、簡単に電極4の剥がれが発生する。また、メッキ伸びが発生していないフェライトコア6であっても電極4に治具が接触することにより電極4の表面に傷が付き、Agのような導電金属が露出し、実装不良が発生すると言う問題があった。
However, in the common mode noise filter using a ferrite core as shown in
また、特許文献2に示すように、フェライトコア用セラミック体の表面に電気抵抗の高い金属酸化物を焼き付ける方法では、バレル工程にて金属酸化物を付着させることから、フェライトコア用セラミック体の表面荒れ状態の違いによりフェライトコア用セラミック体への付着状態に不均一さが生じるとともに、バレル後の洗浄状態の違いによっても金属酸化物の表面付着量に差が生じてしまうことから、完全にメッキ伸びを防止することができないという問題が残り、上述と同様な問題を有していた。
Moreover, as shown in
さらに、特許文献3に示すようなメッキ時の電気的条件の制御による方法は、過去より経験的にその最適な条件が得られてきた。しかし、確実に伸びを抑制する条件は非常に低負荷電圧となり、メッキ処理効率が大幅に低下してしまうことから効率的な生産方法ではなかった。
Furthermore, the optimum condition for the method based on the control of electrical conditions during plating as shown in
本発明は、上記問題点を解決するものであり、従来の効率的なメッキ処理方法を用いながらメッキの伸びを改善し電極間の絶縁抵抗を確保することであり、メッキ剥がれ及び電極表面への傷を防止するものであり、また、実装時安定した密着性が得られるフェライトコア用セラミック体、フェライトコア及びこれを用いたコモンモードノイズフィルターを提供することを目的としている。 The present invention solves the above-mentioned problems, is to improve the elongation of the plating and secure the insulation resistance between the electrodes while using the conventional efficient plating process method. An object of the present invention is to provide a ceramic body for a ferrite core, a ferrite core, and a common mode noise filter using the same, which prevent scratches and provide stable adhesion during mounting.
本発明のフェライトコア用セラミック体は、導線を巻回するための巻芯部と、巻芯部の両端に形成された鍔部と、鍔部に連続して設けられた複数の脚部とからなるフェライトコア用セラミック体であって、各脚部の全周にわたって少なくとも1つの段部を有するとともに、各脚部の段部における断面積が鍔部との境界における断面積以下とすることを特徴とする。 The ceramic body for a ferrite core according to the present invention includes a winding core portion for winding a conducting wire, a flange portion formed at both ends of the winding core portion, and a plurality of leg portions that are continuously provided on the flange portion. A ferrite core ceramic body comprising at least one step portion around the entire circumference of each leg portion, wherein the cross-sectional area at the step portion of each leg portion is equal to or less than the cross-sectional area at the boundary with the flange portion. And
また、本発明のフェライトコア用セラミック体は、底面と平行な平面で切り分けられる上記各脚部断面積に対し、脚部底面の面積が最小であることを特徴とする。 Moreover, the ceramic body for a ferrite core according to the present invention is characterized in that the area of the bottom surface of the leg portion is the smallest with respect to the cross-sectional area of each leg portion that is cut by a plane parallel to the bottom surface.
さらに、本発明のフェライトコア用セラミック体は、上記各脚部の底面側から巻心側へ伸びる稜線部が曲面状であることを特徴とする。 Furthermore, the ceramic body for a ferrite core according to the present invention is characterized in that a ridge line portion extending from the bottom surface side to the core side of each leg portion has a curved surface.
またさらに、本発明のフェライトコアは、上記フェライトコア用セラミック体の各脚部の底面側端部に電極を形成したことを特徴とする。 Furthermore, the ferrite core of the present invention is characterized in that an electrode is formed at the bottom side end of each leg of the ceramic body for a ferrite core.
さらにまた、本発明のフェライトコアは、上記各電極が脚部の軸方向に略同一高さであることを特徴とする。 Furthermore, the ferrite core of the present invention is characterized in that each of the electrodes has substantially the same height in the axial direction of the leg portion.
さらに、本発明のコモンモードノイズフィルターは、上記フェライトコアに導線を巻回してなることを特徴とする。 Furthermore, the common mode noise filter of the present invention is characterized in that a conductive wire is wound around the ferrite core.
本発明のフェライトコア用セラミック体は、導線を巻回するための巻芯部と、巻芯部の両端に形成された鍔部と、鍔部に連続して設けられた複数の脚部とからなるフェライトコア用セラミック体であって、各脚部の全周にわたって少なくとも1つの段部を有するとともに、各脚部の段部における断面積を鍔部との境界における断面積以下とすることでこの段部により電極形成時に導電ペーストを印刷した際、ペーストの垂れを堰き止める作用を成し、安定した電極深さを得ることができ、その結果、実装時に密着強度のばらつきを小さく抑えることができる。また、メッキ工程においては、メッキ伸びに対して、段部を有することで伸びの進行を抑止でき、表面積の増加に伴い電極間の表面距離が増すことから、メッキ伸びの進展を小さくする効果があり、これにより電極間の短絡の発生を防止することができる。 The ceramic body for a ferrite core according to the present invention includes a winding core portion for winding a conducting wire, a flange portion formed at both ends of the winding core portion, and a plurality of leg portions that are continuously provided on the flange portion. This ferrite core ceramic body has at least one step part over the entire circumference of each leg part, and the cross-sectional area at the step part of each leg part is less than or equal to the cross-sectional area at the boundary with the flange part. When the conductive paste is printed at the time of electrode formation by the step portion, it acts to dampen the dripping of the paste, and a stable electrode depth can be obtained. As a result, it is possible to suppress variations in adhesion strength during mounting. . In addition, in the plating process, it is possible to suppress the progress of elongation by having a step portion with respect to the plating elongation, and the surface distance between the electrodes increases as the surface area increases. Yes, thereby preventing the occurrence of a short circuit between the electrodes.
また、本発明のフェライトコア用セラミック体は、上記各脚部の断面積のうち底面における面積が最小であることから、脚部全体の中で電極を形成している部分は常に脚部外周より内側に位置する構造となるため、導線を巻回した際や実装の際に、フェライトコア及び導線を巻回したコモンモードノイズフィルターを治具等で取り扱う場合において、電極の形成部が下方となるように載置した後、長辺部同士もしくは短辺部同士を治具で挟み込む場合、挟み込む治具を底面に対し常に垂直に当たるように設計することで、挟み込み作業時に治具が電極に接触することが無く、その結果、治具との接触によって生じる電極表面の傷や電極剥がれを防ぐことができる。 In addition, the ceramic body for a ferrite core of the present invention has the smallest area at the bottom of the cross-sectional area of each of the legs, so the portion of the entire leg that forms the electrode is always from the outer periphery of the leg. Since the structure is located on the inner side, when the lead wire is wound or mounted, when the common mode noise filter around which the ferrite core and the lead wire are wound is handled with a jig or the like, the electrode forming portion is on the lower side. When placing the long side parts or short side parts with a jig after placing the jig in such a manner, the jig is in contact with the electrode during the clamping work by designing the sandwiching jig so that it is always in contact with the bottom surface. As a result, scratches on the electrode surface and electrode peeling caused by contact with the jig can be prevented.
さらに、上記各脚部の稜線部が曲面状であることから、電荷の集中しやすい鋭角部が形成されないことからメッキの伸び発生を抑制することができ、その結果メッキ伸びによる電極間の短絡の発生を抑制することができる。 Furthermore, since the ridge line portion of each leg is curved, it is possible to suppress the occurrence of plating elongation because no sharp angle portion where charge tends to concentrate is formed. Occurrence can be suppressed.
またさらに、上記フェライトコア用セラミック体を用いたフェライトコアは、小型化した場合にも電極間の距離を一定に保持できることから、電極間の短絡の発生を防止することができる。 Furthermore, since the distance between the electrodes can be kept constant even when the ferrite core using the ferrite core ceramic body is downsized, the occurrence of a short circuit between the electrodes can be prevented.
さらにまた、上記フェライトコア用セラミック体を用いたフェライトコアは、各脚部の電極が脚部の軸方向に略同一高さであることから、半田を用いて実装する際にそれぞれの脚部に設けた電極への半田の這い上がる高さが均一になり、フェライトコアのそれぞれの脚部を実装用の半田が引っ張る力か均一になり安定した実装をすることができる。 Furthermore, in the ferrite core using the ceramic body for a ferrite core, since the electrodes of each leg portion are substantially the same height in the axial direction of the leg portion, when mounting using solder, The height at which the solder crawls up to the provided electrode becomes uniform, and the force that the solder for mounting pulls on each leg portion of the ferrite core becomes uniform, so that stable mounting can be achieved.
ここで言うところの段部は脚部の中で、底面と垂直な方向に構成される面に対し、凹凸どちらの段でもよく、また段部が複数連なっても良い。すなわち、脚部の面に対し凸となる場合は、再度段を形成し脚部底面積が最小となる構造とすればよい。この段部により電極形成時の導電ペースト印刷におけるペーストの垂れを堰き止める効果があり、その結果安定した電極深さを得ることができ、実装時に密着強度のばらつきを小さく抑えることができる。さらにメッキ工程に於いては、メッキ伸びに対して、段部を有することで伸びの進行に対する障害となることと、表面積の増加に伴い電極間の表面距離が増すことから、メッキ伸びの進展を小さくする効果があり、これにより電極間の短絡の発生を防止することができる。 Here, the stepped portion may be either a stepped portion with respect to the surface of the leg portion that is formed in a direction perpendicular to the bottom surface, or a plurality of stepped portions may be connected. In other words, when the projection is convex with respect to the surface of the leg, a step may be formed again so that the leg bottom area is minimized. This step portion has an effect of blocking paste dripping in conductive paste printing during electrode formation. As a result, a stable electrode depth can be obtained, and variations in adhesion strength during mounting can be kept small. Furthermore, in the plating process, having a stepped portion against the plating elongation becomes an obstacle to the progress of the elongation, and the surface distance between the electrodes increases as the surface area increases. This has the effect of reducing the size, which can prevent the occurrence of a short circuit between the electrodes.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)は、本発明のフェライトコア用セラミック体、(b)は同図(a)のフェライトコア用セラミック体に電極を形成してなるフェライトコア、(c)は同図(b)のフェライトコアに導線を巻回してなるコモンモードノイズフィルターの一実施形態を示す斜視図である。 1A is a ferrite core ceramic body of the present invention, FIG. 1B is a ferrite core formed by forming electrodes on the ferrite core ceramic body of FIG. 1A, and FIG. It is a perspective view which shows one Embodiment of a common mode noise filter formed by winding conducting wire around the ferrite core.
図1(a)に示すフェライトコア用セラミック体は、Ni−Zn系フェライト、Mn−Zn系フェライトなどの磁性材料等から成り、導線を巻回するための巻芯部5と、巻芯部5の両端に形成された鍔部1と、該鍔部1の底面部側に連続して設けられた複数の脚部2とからなり、図1(b)に示すように、各脚部2の底面側の端部に電極4を形成してフェライトコア6を得る。例えば、2520サイズと言われるフェライトコア6は、短辺寸法Bが2.0mmとなるため、鍔部1に形成された脚部2の間隔は破壊強度と厚膜印刷時に使用する高粘度のペーストの短絡防止を考慮し約0.4mmと非常に小さくなっている。
The ceramic body for a ferrite core shown in FIG. 1 (a) is made of a magnetic material such as Ni—Zn ferrite and Mn—Zn ferrite, and has a
そして、図1(c)に示すように、このフェライトコア6の巻芯部5にバイファイラ巻等により複数の導線7を数ターンから数十ターン巻回して、さらに導線7の巻き始めの先端と巻終わりの端末を脚部2に形成した電極4に各々半田付けや熱圧着等により導電接続することでコモンモードノイズフィルターを得るものである。
Then, as shown in FIG. 1 (c), a plurality of conducting
ここで、本発明のフェライトコア用セラミック体は、図2(a)、(b)に示すように、各脚部2の全周にわたって少なくとも1つの段部3を有するとともに、各脚部2の段部3における断面積2Aが鍔部1との境界における断面積2B以下とすることを特徴とする。
Here, the ceramic body for a ferrite core of the present invention has at least one
図2(a)、(b)に示すように、底面側から脚部2を見たときに各脚部2の段部3におけるX−X’線における断面積2Aが、鍔部1との境界におけるY−Y’線における断面積2B以下となるように脚部2に段部3を形成することで、電極4を形成する脚部2の先端が他の脚部2より小さくなるような構造となり、図2(c)に示すように電極4を形成してフェライトコア6とする際、段部3によって電極4を形成する際のメッキ伸びの進展を抑止できることから、電極4が脚部2の先端部にのみ形成でき、電極4間の短絡を防止することができる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, when the
ここで、フェライトコア用セラミック体に電極4を形成してフェライトコア6を形成する際は、ディッピングやスクリーン印刷、転写などの方法を用いてAgやAgPdなどの導電金属のペーストを厚膜印刷後に焼き付けを行った後、その厚膜上にNiやCu、Sn、SnPb、Auなどを用途、要求に合わせて幾層かメッキ処理を行い作製する。このメッキ処理は、厚膜印刷、焼き付けを行ったフェライトコア用セラミック体を所定のメッキ液に浸して電流を流すことにより厚膜上に必要とする金属のメッキ層を形成し、余分なメッキ層を洗浄するものである。
Here, when the
そのため、各脚部2に段部3を形成することで、導電金属を厚膜印刷する際にペーストが段部3を越えて印刷されることが無く、垂れが起こっても段部3によって堰き止められることから、段部3を越えて進行することはなく、これにより電極4間の距離の接近から起こる短絡を防止できる。また、メッキ処理時にメッキ伸びが発生した場合も、段部3によってメッキ伸びの進展を抑止できることから、電極4間の短絡を防止することができる。
Therefore, the
ただし、ペーストの垂れは、ペーストの粘度の影響が大きいため、同時にペーストの粘度調整を行うことがより好ましい。 However, since the dripping of the paste is greatly affected by the viscosity of the paste, it is more preferable to adjust the viscosity of the paste at the same time.
さらに、コモンモードノイズフィルターを基板上に実装する際、治具等による挟み込むが、電極4が鍔部1側の脚部2の外周面より内側に形成されていることから、治具と電極4との接触を防ぐことができ、電極4と治具との接触による電極4の剥がれや電極4の表面への傷の発生を防ぐことができるとともに、実装時の密着状態を安定化することができる。
Further, when the common mode noise filter is mounted on the substrate, it is sandwiched by a jig or the like. However, since the
なお、上記脚部2の断面とは脚部2の底面と平行な面で切断した断面のことである。
The cross section of the
また、各脚部2に形成された段部3は、段部3における断面積2Aが鍔部1との境界における断面積2B以下となるように形成されていればよく、図3(a)〜(c)に示すように種々の形状でもよく、図3(a)に示すように、段部3が複数形成されていてもよく、(b)に示すように段部3の境界に座繰り部を形成してペーストを入り込ませるようにしてもよく、また、(c)に示すように、段部3を底面と平行とする必要はなく、図3(c9に示すように、段部3をフェライトコア用セラミック体の内側より巻芯部5側に近くなるよう傾斜して設けることで、フェライトコア用セラミック体の外周側の電極4の深さが内側より深くなり、実装時のサイドフリットを大きくでき、実装強度を強くする利点がある。また、内側の電極4の高さを低くできるため導線7を巻回した際の短絡を防ぐこともできる。
Moreover, the
特に、図2、図3(b)、(c)に示すように各脚部2の断面積のうち底面の面積が最小となるように段部3を形成することが好ましい。
In particular, as shown in FIGS. 2, 3 (b), and 3 (c), it is preferable to form the
これにより、脚部2全体の中で電極4を形成している部分は常に鍔部1側の脚部2の外周より内側に位置する構造となるため、フェライトコア6及び導線7を巻回したコモンモードノイズフィルターを治具等で取り扱う場合において、電極4の形成部が下方となるように載置した後、長辺部同士もしくは短辺部同士を治具で挟み込む場合、挟み込む治具を底面に対し常に垂直に当たるように設計することで、挟み込み作業時に治具が電極4に接触することが無く、治具との接触によって生じる電極4の表面の傷や電極4の剥がれを防ぐことができる。
Thereby, since the part which forms the
また、フェライトコア6とした際に、各脚部2の電極4が脚部2の軸方向に略同一高さとなることが好ましい。
Further, when the ferrite core 6 is formed, it is preferable that the
これは、実装時にそれぞれの脚部2に設けた電極4への半田の這い上がる高さが均一になり、フェライトコア6のそれぞれの脚部2を実装用の半田が引っ張る力か均一になり安定した実装をすることができる。
This is because the height at which the solder crawls up to the
さらに、フェライトコア用セラミック体に電極4を形成する際は、図2(c)に示すように、電極4の長さ8及び厚9みを管理する必要がある。即ち、段部3の深さ10については、形成する電極4の厚み9以上とすることで、フェライトコア6またはコモンモードノイズフィルターを挟み込む作業時の治具と電極4との接触を防止できることから電極4の剥がれや電極4の表面の不均一を防止することができる。ただし、段部3の深さ10は、必要以上に深くしないことが好ましく、断面積2Bに対する断面積2Aの比を40%以上とすることが好ましい。断面積2Aが小さくなりすぎると実装強度が低くなってしまうためである。
Furthermore, when the
また、段部3から底面までの長さである段部3の深さ11を所望の電極長さ8より大きくすることで、導電ペーストを印刷する時にペーストが段部3を越えて印刷されることがなく、さらに、ペースト垂れが起こっても段部3にて堰き止められる。
Further, by setting the depth 11 of the
また、図4(a)、(b)に示すように、各脚部2の稜線部が曲面状であることが好ましい。
Moreover, as shown to Fig.4 (a), (b), it is preferable that the ridgeline part of each
図4(a)は角柱状の脚部2の稜線部を曲面状としたものであり、(b)は脚部2の形状を円柱状にしたものである。
FIG. 4A shows a ridge line portion of the
これにより、フェライトコア用セラミック体に電極4を形成する際、メッキ時の稜線部への電荷の集中が緩和され、メッキの伸びを有効に抑制することができるとともに、隣接する各脚部2の電極4間の絶縁抵抗を確保することができる。この場合、電荷の集中を緩和する効果が最大となり、もっともメッキ伸びに対して有効な形状となる。
Thereby, when the
特に、図4(b)に示すような円柱状の脚部2を有するものは、稜線部を曲面状としていることから、万が一導線7と脚部2とが接触したとしても導線7の被膜破損による耐圧劣化が発生しにくいという利点がある。
In particular, the one having the
なお、曲面状とは、曲率半径0.02mm以上のことを示し、曲率半径が0.02mm未満であればメッキ層を形成する時の電荷集中を緩和する効果が得られにくいためである。 The curved surface means that the radius of curvature is 0.02 mm or more, and if the radius of curvature is less than 0.02 mm, it is difficult to obtain the effect of relaxing the charge concentration when forming the plating layer.
次に、本発明のフェライトコア用セラミック体およびフェライトコアの製造方法を説明する。 Next, the ceramic body for a ferrite core and the method for producing the ferrite core of the present invention will be described.
例えば、図2に示すようなフェライトコアを作製する場合、先ず、フェライトコア用セラミック体の原料となるNi−Zn系フェライト、Mn−Zn系フェライトなどの粉末に所定のバインダーを加えスプレードライなどにより、粉末成形に適した顆粒に造粒して原料粉末を得る。特に、使用周波数や表面抵抗値の問題からNi−Zn系フェライトから成ることが好ましい。 For example, when a ferrite core as shown in FIG. 2 is produced, first, a predetermined binder is added to powders such as Ni—Zn ferrite and Mn—Zn ferrite used as raw materials for the ferrite core ceramic body, and spray drying is performed. The raw material powder is obtained by granulating into granules suitable for powder molding. In particular, it is preferably made of Ni—Zn-based ferrite from the problem of operating frequency and surface resistance.
次いで、この原料粉末を粉末プレス成形機にセットし、巻芯部5と脚部2とに分割してなる金型に充填し、所定の圧力で加圧してフェライトコア用セラミック体となる成形体を得る。
Next, this raw material powder is set in a powder press molding machine, filled in a mold formed by dividing the
その後、得られた成形体を電気炉やガス炉などの焼成炉にて所定の焼成温度で焼成することにより焼結体を得る。 Thereafter, the obtained compact is fired at a predetermined firing temperature in a firing furnace such as an electric furnace or a gas furnace to obtain a sintered body.
次に、得られた焼結体の表面処理、バリ除去を行うためバレル加工を行い、本発明のフェライトコア用セラミック体を得る。 Next, in order to perform surface treatment and burr removal of the obtained sintered body, barrel processing is performed to obtain the ferrite core ceramic body of the present invention.
なお、脚部2に形成する段部3のは、脚部2を成形する部分の金型に凹凸部を設けて同時に成形する方法もしくは脚部2を成形する金型をさらに2つ以上に分割することにより段差3を同時に成形する方法によって得ることができる。また、フェライトコア用セラミック体を成形した後もしくは焼成した後にダイヤモンド製の工具などを用いて加工することで段部3を形成することもできる。
In addition, the
しかる後、脚部2の底面側の端部に電極4を形成する。この方法として、上述のようにディッピングやスクリーン印刷、転写などの方法を用いてAgやAgPdなどの導電金属のペーストを厚膜印刷後に焼き付けを行った後、その厚膜上にNiやCu、Sn、SnPb、Auなどを用途、要求に合わせて幾層かメッキ処理を行い作製する。このメッキ処理は、厚膜印刷を行ったフェライトコア用セラミック体を、作製したい層の成分の溶けたメッキ液に浸して電流を流すことにより、フェライトコア用セラミック体の脚部2に形成された厚膜上に所定のメッキ層が形成され、その後フェライトコア用セラミック体に付着したメッキ液を洗浄することで、電極4を形成したフェライトコア6を得ることができる。
Thereafter, the
このようにして得られたフェライトコア6は、巻芯部5にバイファイラ巻等により複数の導線7を数ターンから数十ターン巻回して、さらに、導線7の巻き始めの先端と巻終わりの端末を各脚部2に形成した電極4に各々半田付けや熱圧着等により導電接続することでコモンモードノイズフィルターとして作用する。
The ferrite core 6 obtained in this manner is obtained by winding a plurality of conducting
図2に示すような本発明のフェライトコアを作製する。 The ferrite core of the present invention as shown in FIG. 2 is produced.
先ず、磁性材料としてNi−Zn系フェライト材とバインダーを混練後、スプレードライヤーにて原料粉末を作製した。次いで、この原料粉末を用い巻芯部5と脚部2とに分割してなる金型を製作し、粉末プレス成形機にセットした後、原料を充填し成形した。その際、各脚部2には、焼成後に表1に示すような寸法となるような段部3を形成した。
First, after a Ni—Zn ferrite material and a binder were kneaded as a magnetic material, a raw material powder was prepared with a spray dryer. Next, using this raw material powder, a mold formed by dividing the
その後、900〜1300℃で焼成して4つの脚部2を有する焼結体を各20個作製した。なお、各脚部2の稜線は表1に示す如く形状に加工をした。
Then, 20 sintered bodies each having four
そして、この焼結体を磁器からなるポット状容器を有するバレル装置に入れバレル加工を施し表面処理とバリ除去を行ったフェライトコア用セラミック体を作製した。 And this sintered compact was put into the barrel apparatus which has the pot-shaped container which consists of porcelain, and the barrel process was given, and the ceramic body for ferrite cores which performed the surface treatment and the burr | flash removal was produced.
次いで、全てのフェライトコア用セラミック体に、ディッピングによりAgの厚膜を印刷して焼成を行い、その厚膜上にNi、Snを電解メッキにてメッキ層を施して電極4を形成し、各20個のフェライトコア試料を得た。
Next, an Ag thick film is printed by dipping on all the ceramic bodies for ferrite cores and fired. On the thick film, Ni and Sn are plated by electrolytic plating to form
それぞれの電極の厚みはAgが20μm、Niが2μm、Snが7μmとし、Ag厚膜の脚部2の底面側から巻芯部5に向けての電極の長さは0.3mmと設定した。
The thickness of each electrode was 20 μm for Ag, 2 μm for Ni, and 7 μm for Sn, and the length of the electrode from the bottom surface side of the
フェライトコア試料は、2520サイズと呼ばれる長辺が2.5mm、短辺が2.0mmとした。厚みは1.2mm、脚部2の外形は0.8mm角、脚部の長さは0.45mm、とした。
The ferrite core sample had a long side called a 2520 size of 2.5 mm and a short side of 2.0 mm. The thickness was 1.2 mm, the outer shape of the
また、比較例として、上述と同様な材質にて図5に示すような段部3を有していない脚部2を有するフェライトコア試料を表1に示す如く寸法にて作製した。
As a comparative example, a ferrite core sample having a
そして、得られた各フェライトコア試料を下記の方法にて評価した。 And each obtained ferrite core sample was evaluated by the following method.
(1) 各メッキ層の伸びの有無を確認するとともに、電極の長さ8を測定した。伸びの確
認は図6(a)に示すように段部3を形成した試料については段部3を越えて巻芯部5側にメッキが伸びて形成されたものを有とし、図6(b)に示すように段部3がない試料についは、0.3mmを越えたものを有とした。また、メッキの伸びをAg厚膜の脚部2の底面から測定顕微鏡を用い測定した後、4つの脚部2の平均を算出した。
(1) While confirming the presence or absence of elongation of each plating layer, the length 8 of the electrode was measured. As shown in FIG. 6 (a), the confirmation of the elongation has a sample in which the
(2)各フェライトコア試料の電極4にそれぞれのプローブを当てDC50Vを印可した時の隣接する電極4間同士の絶縁抵抗を評価した。ここで用いた測定器はHP社製の高抵抗測定器であり、測定電圧は一般的にインダクターで導線間や導線とフェライトコアの絶縁抵抗の評価で用いられる電圧値である。方法としては、隣接する電極4間が導通していないかを確認する。
(2) The insulation resistance between
(3)各フェライトコア試料の電極4を用いて実装基板上に半田付けし、実装基板をAIKOH社製のテストスタンドに固定し、AIKOH社製のCPU GAGEを用いフェライトコア試料の実装時の略四角形のサイズのうち、巻芯部5を実装基板と平行な方向に圧子で5mm/分の速度で加圧する。このように加圧した場合に脚部2が全て破壊し実装基板からフェライトコア試料が外れる時の強度を評価し、密着強度として評価した。
(3) Solder onto the mounting board using the
結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本発明の実施例である段部を有する試料(4〜12)は、メッキの伸びは若干あるものの、電極の長さは0.41mm以下とすることができ、電極間の絶縁抵抗も1010Ω・cmを保持でき、密着強度も16N以上とすることができた。 As can be seen from Table 1, the samples (4 to 12) having the step portions which are examples of the present invention have a slight elongation of plating, but the electrode length can be 0.41 mm or less, The insulation resistance between the electrodes could be maintained at 10 10 Ω · cm, and the adhesion strength could be 16 N or more.
特に、段部の深さを0.1mm、稜線部を曲率半径0.02mm以上とした試料(No.6、7、10、11)は、電極の長さも段部によって0.3mmで一定となり、電極間の絶縁抵抗も1010Ω・cmを保持でき、密着強度も22N以上とすることができた。 In particular, in the samples (No. 6, 7, 10, 11) in which the depth of the step portion is 0.1 mm and the ridge line portion has a curvature radius of 0.02 mm or more, the length of the electrode is constant at 0.3 mm depending on the step portion. In addition, the insulation resistance between the electrodes could be maintained at 10 10 Ω · cm, and the adhesion strength could be 22 N or more.
これに対し、段部を有していない試料(No.1〜3)は、電極の長さが0.46〜0.52mmと伸びが発生し、電極間の絶縁抵抗も105Ω・cmと小さくなり、電極間の距離が近接して短絡を発生させるものも生じた。 On the other hand, the sample (No. 1 to 3) having no step portion has an electrode length of 0.46 to 0.52 mm, and the insulation resistance between the electrodes is 10 5 Ω · cm. In some cases, the distance between the electrodes was close and a short circuit occurred.
以上のことから、図2に示すように脚部に段部を形成することにより、電極伸びによる短絡問題を解消できることが判った。 From the above, it was found that the problem of short circuit due to electrode elongation can be solved by forming a stepped portion on the leg as shown in FIG.
1:鍔部
2:脚部
2A:段部における断面積
2B:鍔部との境界における断面積
3:段部
4:電極
5:巻芯部
6:フェライトコア
7:導線
8:電極の長さ
9:電極の厚み
10:段部の長さ
11:段部の深さ
B:コアの幅
1: collar part 2:
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