JP2009289781A

JP2009289781A - コモンモードノイズフィルタ

Info

Publication number: JP2009289781A
Application number: JP2008137579A
Authority: JP
Inventors: Akira Sasaki; 陽佐々木
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】本発明は、ショート不良が発生するのを低減させることができるコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１のコイル９を構成する第１の導体パターン３と、第２のコイル１０を構成する第２の導体パターン４との間にＳＵＳ玉石の粒径より小さい粒径のジルコニア玉石を用いてなる第２のセラミックグリーンシートで構成された第３の絶縁層１ｃを設けるとともに、前記第１の導体パターン３の下方と第２の導体パターン４の上方にＳＵＳ玉石を用いてなる第１のセラミックグリーンシートで構成された第１、第２、第４、第５の絶縁層１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅを設けたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタに関するものである。

従来のこの種のコモンモードノイズフィルタに使用されるセラミックグリーンシートは、フェライトなどを主成分とするセラミック粉末にポリビニルブチラールなどを主成分とするバインダー、有機溶剤を混合してスラリーを形成し、このスラリーをドクターブレード法によってシート状に成形することにより作製していた。そして、上記従来のコモンモードノイズフィルタは、このようにして成形されたセラミックグリーンシートと、２つのコイルを構成する導体パターンとを交互に設けることにより構成していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平６−７７０７３号公報

上記した従来のコモンモードノイズフィルタにおいては、互いに対向して１つのコイルを構成する導体パターンと他のコイルを構成する導体パターンとの間の距離を短くした場合、導体パターンを構成する金属が焼成時にマイグレーションを起こすため、導体パターン間でショート不良が発生する可能性があるという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、ショート不良が発生するのを低減させることができるコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、セラミック粉末に、エステル系有機溶剤およびアルコール系有機溶剤を加え、ＳＵＳ玉石で混練させた第１のスラリーにバインダーを加えてなる第１のセラミックグリーンシートと、セラミック粉末に、ブチラール系樹脂の分散助剤およびエステル系有機溶剤を加え、前記ＳＵＳ玉石の粒径より小さい粒径のジルコニア玉石で高分散させた第２のスラリーにアルコール系有機溶剤、バインダーを加えてなる第２のセラミックグリーンシートと、第１のコイルと、第２のコイルとを備え、前記第１のコイルを構成する第１の導体パターンと、第２のコイルを構成する第２の導体パターンとの間に前記第２のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層を設けるとともに、前記第１の導体パターンの下方と第２の導体パターンの上方に前記第１のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層を設けたもので、この構成によれば、第２のセラミックグリーンシートの形成に使用したジルコニア玉石の粒径を、第１のセラミックグリーンシートの形成に使用したＳＵＳ玉石の粒径より小さくしているため、第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間に位置する第２のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層中のセラミック粉末の粒径は小さくなり、これにより、焼成時において第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間に位置する第２のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層でマイグレーションが起ころうとする速度よりも第２のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層中のセラミック粉末が焼結する速度の方が速くなるため、第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間でショート不良が発生するのを低減させることができる
という作用効果が得られるものである。

以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１のコイルを構成する第１の導体パターンと、第２のコイルを構成する第２の導体パターンとの間に第２のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層を設けるとともに、第１の導体パターンの下方と第２の導体パターンの上方に第１のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層を設け、さらに前記第２のセラミックグリーンシートの形成に使用したジルコニア玉石の粒径を、第１のセラミックグリーンシートの形成に使用したＳＵＳ玉石の粒径より小さくしているため、第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間に位置する第２のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層中のセラミック粉末の粒径は小さくなり、これにより、焼成時において第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間に位置する第２のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層でマイグレーションが起ころうとする速度よりも第２のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層中のセラミック粉末が焼結する速度の方が速くなるため、第１の導体パターンと第２の導体パターンとの間でショート不良が発生するのを低減させることができるという優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタについて、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの斜視図、図２は同コモンモードノイズフィルタの分解斜視図である。

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタは、図１、図２に示すように、磁性材料または非磁性材料からなる第１〜第５の絶縁層１ａ〜１ｅと、第１〜第４の絶縁層１ａ〜１ｄのそれぞれの上面に順に設けられた第１の引出電極２、第１の導体パターン３、第２の導体パターン４、第２の引出電極５とを備え、かつこれらを一体化して積層体６を構成し、そして、この積層体６の両端部に第１〜第４の外部電極７ａ〜７ｄを形成しているものである。

さらに、前記第２の絶縁層１ｂに第１のビア８ａを形成するとともに、第４の絶縁層１ｄに第２のビア８ｂを形成し、そして前記第１のビア８ａを介して第１の引出電極２と第１の導体パターン３とを接続することにより第１のコイル９を設けるとともに、前記第２のビア８ｂを介して第２の導体パターン４と第２の引出電極５とを接続することにより第２のコイル１０を設けている。また、前記第１の導体パターン３と第２の導体パターン４を第３の絶縁層１ｃのみを介して互いに対向させて、第１の導体パターン３と第２の導体パターン４とを磁気結合させることにより、第１のコイル９と第２のコイル１０に入力したコモンモードノイズを除去することができる。

なお、前記第１のコイル９を構成する第１の導体パターン３と、第２のコイル１０を構成する第２の導体パターン４との間に位置する第３の絶縁層１ｃは後述する第２のセラミックグリーンシートで構成し、かつ前記第１の導体パターン３の下方に位置する第１の絶縁層１ａ、第２の絶縁層１ｂおよび第２の導体パターン４の上方に位置する第４の絶縁層１ｄ、第５の絶縁層１ｅは後述する第１のセラミックグリーンシートで構成しているものである。

次に、本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの製造方法について説明する。

まず、磁性材料または非磁性材料の原材料であるセラミック粉末に、エステル系有機溶剤およびアルコール系有機溶剤を加え、かつφ９．６μｍのＳＵＳ玉石で混練して第１のスラリーを形成し、さらにこの第１のスラリーにバインダーを加えたものをドクターブレード法によってシート状に成形して第１のセラミックグリーンシートを形成する。また、磁性材料または非磁性材料の原材料であるセラミック粉末に、ブチラール系樹脂の分散助剤およびエステル系有機溶剤を加え、かつ前記ＳＵＳ玉石の粒径より小さい粒径φ５．０μｍのジルコニア玉石で高分散させて第２のスラリーを形成し、さらにこの第２のスラリーにアルコール系有機溶剤、バインダーを加えたものをドクターブレード法によってシート状に成形して第２のセラミックグリーンシートを形成する。そして、２枚の第１のセラミックグリーンシートのそれぞれの所定箇所に第１のビア８ａと第２のビア８ｂを形成する。

次に、第１のセラミックグリーンシートで構成された第１、第２、第４、第５の絶縁層１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅと、第２のセラミックグリーンシートで構成された第３の絶縁層１ｃと、第１の引出電極２、第１の導体パターン３、第２の導体パターン４、第２の引出電極５とを図１、図２に示すように積層し、かつ加熱、加圧して積層体６を構成する。このとき、第１のビア８ａを介して第１の引出電極２と第１の導体パターン３とを接続して第１のコイル９を形成し、かつ第２のビア８ｂを介して第２の導体パターン４と第２の引出電極５とを接続して第２のコイル１０を形成する。

最後に、積層体６の両側面に、第１、第２のコイル９、１０の両端部と接続される第１〜第４の外部電極７ａ〜７ｄを形成し、本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタが得られるものである。

上記した本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタは、第１のコイル９を構成する第１の導体パターン３と、第２のコイル１０を構成する第２の導体パターン４との間に第２のセラミックグリーンシートで構成された第３の絶縁層１ｃを設けるとともに、第１の導体パターン３の下方と第２の導体パターン４の上方に第１のセラミックグリーンシートで構成された第１、第２、第４、第５の絶縁層１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅを設け、さらに前記第２のセラミックグリーンシートの形成に使用したジルコニア玉石の粒径を、第１のセラミックグリーンシートの形成に使用したＳＵＳ玉石の粒径より小さくしているため、第１の導体パターン３と第２の導体パターン４との間に位置する第２のセラミックグリーンシートで構成された第３の絶縁層１ｃ中のセラミック粉末の粒径は小さくなり、これにより、焼成時において第１の導体パターン３と第２の導体パターン４との間に位置する第２のセラミックグリーンシートで構成された第３の絶縁層１ｃでマイグレーションが起ころうとする速度よりも第２のセラミックグリーンシートで構成された第３の絶縁層１ｃ中のセラミック粉末が焼結する速度の方が速くなるため、第１の導体パターン３と第２の導体パターン４との間でショート不良が発生するのを低減させることができるという効果が得られるものである。

（表１）は、本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタで用いた第１のセラミックグリーンシートと、第２のセラミックグリーンシート（高分散シート）の製造条件、評価結果の比較を表している。

なお、表中の分散(1)は、第１、第２のスラリーを形成するために行われ、第２のセラミックグリーンシートでは、セラミック粉末に有機溶剤、分散助剤を加え、高分散させ、そして、第１のセラミックグリーンシートでは、セラミック粉末と有機溶剤を混練する。ここで、分散助剤は、セラミック粉末と有機溶剤のなじみ易さを向上させ、高分散の効果を高める効果を有するものである。また、第１のセラミックグリーンシートにおいて分散時間が短いのは、分散助剤を設けていないため、長時間分散させても得られる第１のスラリーに変化がないからである。

表中の分散(2)は、分散(1)で得られた第１、第２のスラリーをシート成形するために行われ、第２のセラミックグリーンシートでは、高分散させた第２のスラリーに有機溶剤、バインダーを混練し、一方、第１のセラミックグリーンシートでは、第１のスラリーにバインダーを混練する。第２のスラリーにアルコール系の有機溶剤を添加するのは、シート成形時の乾燥速度を調節するためであり、これにより、シート表面のクラックの発生を低減する効果が得られる。

（表１）の評価結果から明らかなように、第２のセラミックグリーンシートの方が第１のセラミックグリーンシートより粒度分布が小さくなっているもので、これは、第２のセラミックグリーンシートの方が第１のセラミックグリーンシートより表面粗さが小さいことからも分かる。

このように、第２のセラミックグリーンシートの形成に使用される玉石をφ９．６μｍからφ５．０μｍに小さくし、かつ玉石の材料をＳＵＳから硬いＺｒ（ジルコニア）にすることによって、セラミック粉末の粉砕・分散が促進されるため、第２のセラミックグリーンシート中のセラミック粉末の粒径は小さくなり、これにより、セラミック粉末が密に充填するものと考えられる。

この結果、焼成時において第１の導体パターン３と第２の導体パターン４との間に位置する第２のセラミックグリーンシートで構成された第３の絶縁層１ｃでマイグレーションが起ころうとする速度よりも第２のセラミックグリーンシートで構成された第３の絶縁層
１ｃ中のセラミック粉末が焼結する速度の方が速くなるため、第１の導体パターン３と第２の導体パターン４との間でショート不良が発生するのを低減させることができる。

また、玉石の材料として硬いＺｒ（ジルコニア）を使用しているため、分散時に玉石が削られて、その粉末が製品に入り込んだりするのを抑えることができる。

さらに、第１の導体パターン３と第２の導体パターン４との間に位置する第３の絶縁層１ｃ以外の第１、第２、第４、第５の絶縁層１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅには、第２のセラミックグリーンシートよりセラミック粉末の粒径の大きい第１のセラミックグリーンシートを用いているため、この第１、第２、第４、第５の絶縁層１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅに第１の引出電極２、第１の導体パターン３、第２の導体パターン４、第２の引出電極５を喰い込ませることができ、これにより、デラミネーションの発生も抑えることができる。

すなわち、本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタは、デラミネーションの発生を抑えつつ、ショート不良が発生するのを低減させることができるものである。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、ショート不良が発生するのを低減させることができるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策として使用されるコモンモードノイズフィルタにおいて有用となるものである。

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの斜視図同コモンモードノイズフィルタの分解斜視図

符号の説明

１ａ〜１ｅ第１〜第５の絶縁層
３第１の導体パターン
４第２の導体パターン
９第１のコイル
１０第２のコイル

Claims

セラミック粉末に、エステル系有機溶剤およびアルコール系有機溶剤を加え、ＳＵＳ玉石で混練させた第１のスラリーにバインダーを加えてなる第１のセラミックグリーンシートと、セラミック粉末に、ブチラール系樹脂の分散助剤およびエステル系有機溶剤を加え、前記ＳＵＳ玉石の粒径より小さい粒径のジルコニア玉石で高分散させた第２のスラリーにアルコール系有機溶剤、バインダーを加えてなる第２のセラミックグリーンシートと、第１のコイルと、第２のコイルとを備え、前記第１のコイルを構成する第１の導体パターンと、第２のコイルを構成する第２の導体パターンとの間に前記第２のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層を設けるとともに、前記第１の導体パターンの下方と第２の導体パターンの上方に前記第１のセラミックグリーンシートで構成された絶縁層を設けたコモンモードノイズフィルタ。