JP2010283289A

JP2010283289A - 薄膜型共通モードノイズフィルタとその製作方法

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Publication number: JP2010283289A
Application number: JP2009137536A
Authority: JP
Inventors: Ming Yi Yang; 明益陽; zheng yi Wang; 政一王; Ming Liang Hsieh; 明良謝; Sheng-Fu Su; 聖富蘇
Original assignee: KAHO KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Current assignee: KAHO KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2010-12-16

Abstract

【課題】構成が単純で、製作コストが低く、共通モードノイズのフィルタ特性に優れたフィルタの構成およびその製作方法を提供する。
【解決手段】絶縁材料で構成された基板上に、順次、薄膜コイルおよび複数の電気絶縁層を旋回塗装、リソグラフィ、薄膜金属堆積、エッチングなどの手法で形成し、最後に構成体の頂面を接合、旋回塗装、またはスクリーン・プリンティングなどの過程によって磁気材料層を被覆して構成することによって、共通モードノイズのフィルタ性能を−３０ｄＢと高くできる、薄膜型共通モードノイズフィルタを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄膜型共通モードノイズフィルタに関し、特に薄膜コイルを絶縁基板上に形成するという容易な構成により、効果よく高周波の共通モードノイズを除去するフィルタと、その製作方法に関するものである。

米国特許Ｎｏ．７，１４５，４２７Ｂ２“ＣｏｉｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔａｎｄＭｅｔｈｏｄｏｆＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｈｅＳａｍｅ”で開示された共通モードノイズフィルタは、コイル部品を磁気基板上に形成し、エッチング手法によりコイル部品のない一部分の基板に凹部を形成する。その後、凹部へ磁性粉末と混合した糊状物質を詰めこんで表面を平坦にし、更に他の磁気物質と接合し、製作が完了する。

更に米国特許Ｎｏ．６，３５６，１８１Ｂ１及び６，６１８，９２９Ｂ２では、積層された共通モードノイズフィルタが開示されている。上記両発明において、コイルは磁性基板上に構成され、その頂部を磁気物質で被覆している。両発明の技術的思想の本質は、特殊な配線技法を用いてコイルを形成し、差動信号のインピーダンスを減少することにある。

しかし、上述の製作方法は、複雑で作業に時間がかかり、製作コストも高く付くという共通の欠点がある。磁気物質を基板とした場合、共通モードノイズのフィルタ能力は−２０ｄＢを超えることができず、かつ、フィルタの製作コストも低くない。

本願発明は、構成が単純で、製作費用も低く、しかも共通モードノイズのフィルタ特性が−３０ｄＢを超える、薄膜型共通モードノイズフィルタと、その製作方法を開示する。

米国特許第７，１４５，４２７号明細書米国特許第６，３５６，１８１号明細書

本発明の目的は、構成が単純で、製作コストが低く、共通モードのノイズのフィルタ特性に優れた、薄膜型共通モードノイズフィルタを提供することにある。

上記の目的または課題を解決するために、本発明は絶縁材料から構成された基板の上に、順次薄膜型コイルと、複数の絶縁層を、旋回塗装（ｓｐｉｎｃｏａｔｉｎｇ）、リソグラフィ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）、化学気相堆積、電気メッキ、及び薄膜エッチングなどの手法で形成し、最後に構成物の頂面を接合、旋回塗装、またはスクリーン・プリンティング（ｓｃｒｅｅｎｐｒｉｎｔｉｎｇ）などの過程で磁気材料層を被覆して完成する。

低い損失と高い絶縁性能を達成するため、本発明に係る基板の絶縁材料には、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ガラス、または石英を使用する。こうすることで、製造工程は容易になり、製作コストは低くなり、共通モードノイズのフィルタ性能は向上する。

本発明に係る更なる目的、有利な点や性能は、本願に添付した図面を参照して、以下に詳細に説明する。

本発明に係る薄膜型共通モードノイズフィルタは構成が単純で、生産コストも低く、その共通モードノイズのフィルタ特性は、−３０ｄＢと高く、広範囲に様々な電子製品や通信産業において応用されうる。

本発明に係る、薄膜型共通モードノイズフィルタの立体分解図である。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係るフィルタの製作工程を示す、フローチャートである。本発明に係る第２実施形態を示した図である。本発明に係る第３実施形態を示した図である。本発明に係る第４実施形態を示した図である。本発明に係るフィルタの電気性能と、従来の製品のそれとを比較した曲線図である（周波数ｖｓ挿入損失）。

図１を参照して説明する。本発明に係る薄膜型共通モードノイズフィルタは、下から上に、１つの絶縁基板１と、第１絶縁層２と、第１コイル引出層３と、第２絶縁層４と、第１コイル主体層５と、第３絶縁層６と、第２コイル主体層７と、第４絶縁層８と、第２コイル引出層９と、１つの絶縁／粘着層１０と、１つの磁気材料層１１とを含む。

そして、上記のフィルタの製作工程は、下記のステップからなる。

Ｓ１：図２Ａに示すように、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ガラス、及び石英基板などの基材の中から１つを選択して絶縁基板１を形成する。そして、第１絶縁層２を基板１の上面に形成する。その材料はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、エポキシ・レジン（ｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ）、ベンゾ・シクロブテン（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅＢＣＢ）、またはその他の高分子ポリマーの中の１つを選択して使用する。旋回塗装層の厚さでインピーダンスを調節する。

Ｓ２：図２Ｂに示すように、第１コイル引出層３を形成する。その材料はＡｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、またはその合金の中の１つからなる。この第１コイル引出層３には、第１電極３１と、第２電極３２と、両者の間に接続された導線３３が含まれる。

Ｓ３：図２Ｃに示すように、旋回塗装で、第２絶縁層４を第１コイル引出層３の上に形成し、リソグラフィ、またはエッチング手法で貫通孔４１を作り、その位置は第１コイル引出層３の第１電極３１と同列に構成する。第２絶縁層４の材料も同樣にポリイミド、エポキシ・レジン、ＢＣＢ、またはその他の高分子ポリマーの中の１つから選ばれる。

Ｓ４：図２Ｄに示すように、第１コイル主体層５を、選択的に薄膜金属堆積（ｔｈｉｎｆｉｌｍｍｅｔａｌｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、リソグラフィ、及び電気メッキで、第２絶縁層４の上に形成する。第１コイル主体層５の材料も同様に、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、またはその合金の中の１つを選んで使用する。第１コイル主体層５には、第１電極５１と第２電極５２と、両者の間に接続された渦状コイル５３が含まれる。第１電極５１は第１コイル引出層３の第１電極３１に、第２電気絶縁層４の貫通孔４１を通じて接続される。

Ｓ５：図２Ｅに示すように、第２絶縁層６を、旋回塗装手法で第１コイル主体層５の上に形成する。第２絶縁層６の材料も同様にポリイミド、エポキシ・レジン、ＢＣＢ、またはその他の高分子ポリマーの中の１つから選ぶ。

Ｓ６：図２Ｆに示すように、第２コイル主体層７を、薄膜金属堆積法、リソグラフィ、及び電気メッキ法で第２絶縁層６と同様に形成する。第２コイル主体層７の材料も同様にＡｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、またはその合金の中の１つから選ぶ。第２主体層７は、第１電極７１と、第２電極７２と、両者の間に接続された渦状コイルを含む。

Ｓ７：図２Ｇに示すように、旋回塗装手法で第４絶縁装８を第２コイル主体層７の上に形成し、導線接続孔８１をリソグラフィ、またはエッチング法により、第４絶縁層８上に構成する。

Ｓ８：図２Ｈに示すように、薄膜金属堆積法、露光現像法、及び電気メッキで、第２コイル引出層９を第４絶縁層８の上に形成する。第２コイル引出層９の材料はＡｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、またはその合金中の１つから選ぶ。第２コイル引出層９は第１電極９１、第２電極９２と、その間に接続された導線９３を含む。第１電極９１は、第２コイル主体層７の第１電極７１に、第４絶縁層８の導線接続孔８１を通じて接続される。

Ｓ９：図２Ｉに示すように、旋回塗装手法で、第２コイル引出層９の上に絶縁／接合層１０を形成する。

Ｓ１０：最後に図２Ｂに示すように、磁気材料層１１で１つの上蓋を、接合、スクリーン・プリンティング、または旋回塗装法で製作する。磁気材料層１１は磁性基板か、または粘質材料に磁気粉末を混合したものを用いる。粘質材料はポリイミド、エポキシ・レジン、ＢＣＢ、またはその他の高分子ポリマーの中の１つを選ぶ。

上記のエッチンは乾式か、湿式かどちらでもよく、乾式ではＲＩＥが好ましく、湿式では化学溶液によるエッチングが適当である。

本発明においては、絶縁層とコイルは、低損失で絶縁性の高い基板の上に順次形成される。磁気材料層は頂面に接着されるか、またはスクリーン・プリンティング、または旋回塗装法で、磁気粉末の混合した接着剤を頂面に形成してもよい。粘質材料はポリイミド、エポキシ・レジン、ＢＣＢ、またはその他の高分子ポリマーの中の１つを選んで使用する。

上記の説明で明確なように、本発明に係る薄膜型共通モードノイズフィルタは、極単純なステップと、低コストで製作できるものである。

図６を参照する。このべクトルネットワーク分析機（ｖｅｃｔｏｒｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｙｚｅｒ）で作成したグラフを見れば、本発明のフィルタは従来のものに比べて、より効果的に共通モードノイズを除去できることが分る。そのＳｃｃ２１は−３０ｄＢ以下である。

図３に示す第２実施例では、磁気材料層３０１と３０２は、最上層と最下層の表面に、それぞれ形成されている。また、図４の第３実施例では、最上層と最下層面、左右両側面に磁気材料層４０１、４０２、４０３、４０４が、それぞれ形成されている。

図５に示す第４実施例では、コイル引出層とコイル主体層は、適用する電子製品により、１組に形成される。このような場合、本発明のフィルタの構成は、順に下から上に、絶縁基板５０１、第１絶縁層５０２、第１組コイル引出層５０３、第２絶縁層５０４、第１組コイル主体層５０５、第３絶縁層５０６、第２組コイル主体層５０７、第４絶縁層５０８、第２組コイル引出層５０９、絶縁／接合層６００、磁気材料層６０１などの積層構体になる。

以上をまとめると、本発明は形態において創意性があるのみならず、従来のものに比べ、上述の幾多の機能を追加でき、新規性及び進歩性を有する。

以上詳細な説明は、本発明の実行可能な実施例についての具体的説明である。但し、これらの実施例は本発明の特許請求の範囲を制限するものではなく、およそ本発明の技術精神を逸脱せずなされた同等の効果を伴う実施又は変更は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。

１絶縁基板、
２、５０２第１絶縁層、
３第１コイル引出層
４、５０４第２絶縁層、
５第１コイル主体層
６、５０６第３絶縁層、
７第２コイル主体層
８、５０８第４絶縁層、
９第２コイル引出層
１０、６００絶縁／接合層、
１１、６０１磁気材料層、
３１、５１、７１、９１第１電極、
３２、５２、７２、９２第２電極、
３３、９３導線、
４１、８１貫通孔、
５３、７３渦状コイル、
３０１、３０２、４０１、４０２、４０３、４０４磁気材料層、
５０１絶縁基板、
５０３第１組コイル引出層、
５０５第１組コイル主体層、
５０７第２組コイル主体層、
５０９第２組コイル引出層。

Claims

電子回路のノイズフィルタであって、
１つの絶縁基板と、
前記絶縁基板の上に形成された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に形成されて、第１電極と、第２電極と、前記両電極を接続する導線とを含んだ第１コイル引出層と、
前記第１コイル引出層の上に形成され、貫通孔を備えた第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上に形成され、第１電極と、第２電極と、前記両電極間に接続された渦状コイルとを含み、前記第１電極は前記第２絶縁層の導線接続孔を通じて、前記第１コイル引出層の第１電極に接続した、第１コイル主体層と、
前記第１コイル主体層の上に形成された第３絶縁層と、
前記第３絶縁層の上に形成され、第１電極と、第２電極と、前記両電極間に接続された渦状コイルとを含む第２コイル主体層と、
前記第２コイル主体層の上に形成され、貫通孔を備えた第４絶縁層と、
前記第４絶縁層の上に形成され、第１電極と、第２電極と、前記両電極間を接続する導線とを含み、前記第１電極は前記第４絶縁上の貫通孔を通じて、前記第２コイル主体層の第１電極に接続されている第２コイル引出層と、
前記第２コイル引出層の上に形成された、絶縁／接合層と、
前記絶縁／接合層の上に形成された、磁気材料層と、
を含む、薄膜型共通モードノイズフィルタ。
前記絶縁基板の構成材料は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ガラス、石英、その他のセラミック材料の中の１つからなる、請求項１に記載のフィルタ。
前記絶縁層の構成材料は、ポリイミド、エポキシ・レジン、ＢＣＢ、またはその他の高分子ポリマーの中の１つからなる、請求項１または請求項２に記載のフィルタ。
前記コイル引出層の構成材料は、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、またはそれらの合金の中の１つから選択される、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のフィルタ。
前記磁気材料層は、磁性のある物質、または接着剤に磁性のある物質の粉末を混入した材料よりなる、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のフィルタ。
前記接着剤はポリイミド、エポキシ・レジン、またはその他の高分子ポリマーに磁性のある物質の粉末を混入して構成する、請求項５に記載のフィルタ。
前記磁気材料層は、構造体の頂面、底面、または電極が形成されていない端面を包覆する、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のフィルタ
製作過程において、
１つの絶縁基板を準備するステップと、
旋回塗装法で前記絶縁基板の上に、第１絶縁層を形成するステップと、
前記第１絶縁層の上に第１電極と、第２電極と、前記両電極間を接続する導線とを含む、第１コイル引出層を形成するステップと、
旋回塗装法で、貫通孔を備えた第２絶縁層を、前記第１コイル引出層の上に形成するステップと、
前記第２絶縁層の上に、第１電極と、第２電極と、前記両電極間に接続された渦状コイルとを含む、第１コイル主体層を形成するステップと、
前記第１コイル主体層の上に、第３絶縁層を形成するステップと、
前記第３絶縁層の上に、第１電極と、第２電極と、前記両電極間に接続された渦状コイルとを含む、第２コイル主体層を形成するステップと、
前記第２コイル主体層の上に、貫通孔を備えた第４絶縁層を形成するステップと、
前記第４絶縁層の上に、第１電極と、第２電極と、前記両電極間を接続する導線を含む、第２コイル引出層を形成するステップと、
前記第２コイル引出層の上に、絶縁／接合層を形成するステップと、
前記絶縁／接合層の上に磁気材料層を形成するステップと、
を含む薄膜型共通モードノイズフィルタの製作方法。
前記絶縁基板の構成材料は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ガラス、石英、その他のセラミック材料の中の１つからなる、請求項８に記載のフィルタの製作方法。
前記絶縁は、ポリイミド、エポキシ・レジン、ＢＣＢ、またはその他の高分子ポリマーの材料中の１つからなる、請求項８または請求項９に記載のフィルタの製作方法。
前記コイル主体層とコイル引出層はＡｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、またはそれらの合金材料の中の１つからなる、請求項８〜請求項１０のいずれか一項に記載のフィルタの製作方法。
前記コイル主体層とコイル引出層は、選択的にリソグラフィ、薄膜金属堆積、電気メッキ、及びエッチング手法で形成される、請求項８〜請求項１１のいずれか一項に記載のフィルタの製作方法。
前記磁気材料層は、磁性のある物質、または接着剤に磁性のある物質の粉末を混入した材料よりなる、また接着剤は、ポリイミド、エポキシ・レジン、またはその他の高分子ポリマーに磁性のある物質の粉末を混入して構成する、請求項８〜請求項１２のいずれか一項に記載のフィルタの製作方法。
前記絶縁層の貫通孔は、リソグラフィ、またはエッチング手法で作成する、請求項８〜請求項１３のいずれか一項に記載のフィルタの製作方法。
前記エッチング手法は、ＲＩＥを使用する乾式エッチング、または、化学溶液をエッチング剤に使用する湿式エッチングのいずれかである、請求項１２または請求項１４に記載のフィルタの製作方法。