JP2017011103A

JP2017011103A - コモンモードノイズフィルタ

Info

Publication number: JP2017011103A
Application number: JP2015125210A
Authority: JP
Inventors: 健志市原; Takeshi Ichihara; 吉田　則隆; Noritaka Yoshida; 則隆吉田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2035-06-23
Also published as: JP6569078B2

Abstract

【課題】製品強度を悪化させることなく、かつ、長期信頼性を向上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。【解決手段】コモンモードノイズフィルタは、第１の非磁性体部１１と、第１の非磁性体部１１を挟み込む第１の磁性体部１２、第２の磁性体部１３と、第１の非磁性体部１１内に埋設されＡｇで構成された第１のコイル１４、第２のコイル１５と、第１の磁性体部１２、第２の磁性体部１３を挟み込んでコモンモードノイズフィルタの最も外側に位置する第２の非磁性体部１６とを備える。第１の非磁性体１１部、第２の非磁性体部１６を、フィラーとガラスで構成し、第２の非磁性体部１６のフィラーの含有率を第１の非磁性体部１１のフィラーの含有率より小さくした。【選択図】図１

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小形で薄型の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は、図３に示すように、第１の非磁性体部１と、第１の非磁性体部１を挟み込む第１の磁性体部２、第２の磁性体部３と、第１の非磁性体部１内に埋設されＡｇで構成された第１のコイル４、第２のコイル５と、第１の磁性体部２、第２の磁性体部３を挟み込んでコモンモードノイズフィルタの最も外側に位置する第２の非磁性体部６とを備えていた。また、第１の非磁性体部１、第２の非磁性体部６は、ＳｉＯ₂からなるフィラーとガラスで構成されていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２０１２−０６９７５４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、所定の温度で焼成すると、第２の非磁性体部６の緻密性が劣化し、水分などが内部に浸入して長期信頼性が悪化するという課題を有していた。

また、第１の非磁性体部１、第２の非磁性体部６においてフィラーの含有率を減らせば、第２の非磁性体部６の緻密性を向上させることができるが、この場合、第１の非磁性体部１が過焼成になり、内部にポアやクラック等の欠陥が生じる可能性が高く、ひいては強度低下を招くこともあった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、製品強度を向上させることができ、かつ長期信頼性を向上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。

上記目的を解決するために本発明は、第１の非磁性体部と、第１の非磁性体部を挟み込む第１の磁性体部、第２の磁性体部と、第１の非磁性体部内に埋設されＡｇで構成された第１のコイル、第２のコイルと、第１の磁性体部、第２の磁性体部を挟み込んでコモンモードノイズフィルタの最も外側に位置する第２の非磁性体部とを備え、第１の非磁性体部、第２の非磁性体部を、フィラーとガラスで構成し、第２の非磁性体部のフィラーの含有率を第１の非磁性体部のフィラーの含有率より小さくした。

本発明のコモンモードノイズフィルタは、第２の非磁性体部のフィラーの含有率を小さくしているため、長期信頼性を向上させることができる。

また、第１の非磁性体部のフィラーの含有率を小さくしていないため、製品強度が悪化することもないという効果を奏するものである。

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断面図同コモンモードノイズフィルタの斜視図従来のコモンモードノイズフィルタの断面図

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断面図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図である。

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に示すように、第１の非磁性体部１１と、第１の非磁性体部１１を挟み込む第１の磁性体部１２、第２の磁性体部１３と、第１の非磁性体部１１内に埋設されＡｇで構成された第１のコイル１４、第２のコイル１５と、第１の磁性体部１２、第２の磁性体部１３を挟み込んでコモンモードノイズフィルタの最も外側に位置する第２の非磁性体部１６とを備えている。

上記構成において、前記第１の非磁性体部１１は、複数の非磁性体層を積層することによって形成され、また、この第１の非磁性体部１１は、ガラスとＳｉＯ₂で構成されたフィラーとを含有している。もしくは、ガラスと主としてＳｉＯ₂からなるフィラーとを含有している。

また、前記第１の磁性体部１２は、第１の非磁性体部１１の下面に積層され、シート状に構成されたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料からなる複数の磁性体層で構成されている。

そして、前記第２の磁性体部１３は、第１の非磁性体部１１の上面に積層され、すなわち、第１の非磁性体部１１を第１、第２の磁性体部１２、１３で挟み込んだ構成とし、そして、第２の磁性体部１３も、シート状に構成されたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料からなる複数の磁性体層で構成されている。

さらに、前記第１のコイル１４、第２のコイル１５は、第１の非磁性体部１１内に埋設され、それぞれ渦巻状のコイル導体で形成されている。また、第１のコイル１４、第２のコイル１５を構成するコイル導体は、それぞれ非磁性体層にＡｇを渦巻状にめっきまたは印刷することにより形成されている。そして、第１のコイル１４と第２のコイル１５が磁気結合するようになっている。

そしてまた、前記第２の非磁性体部１６は、第１の磁性体部１２の下面、および第２の磁性体部１３の上面に積層されている、すなわち、第１の磁性体部１２、第２の磁性体部１３を挟み込んでコモンモードノイズフィルタの最も外側に位置する。なお、第２の非磁性体部１６は、第１の磁性体部１２の下面、または第２の磁性体部１３の上面のうち一方のみに設けるようにしてもよい。また、この第２の非磁性体部１６は、複数の非磁性体層を積層することによって形成され、ガラスとＳｉＯ₂で構成されたフィラー、またはガラスと主としてＳｉＯ₂からなるフィラーとを含有している。

さらに、第２の非磁性体部１６のフィラーの含有率（ガラスとフィラーの合計量に対するフィラーの割合）は、第１の非磁性体部１１のフィラーの含有率より小さくなっており、第１の非磁性体部１１のフィラーの含有率に対して、第２の非磁性体部１６のフィラーの含有率は２ｗｔ％〜１０ｗｔ％小さくなっている。

そして、上記した構成により、図２に示すような積層体１７が形成される。また、この積層体１７の両端面には、４つの外部電極１８が設けられ、そしてこの外部電極１８はそれぞれ第１のコイル１４、第２のコイル１５の各両端部と接続されている。さらに、外部電極１８は、積層体１７の端面に樹脂と銀からなるペーストを印刷することにより形成され、またこれらの表面にめっきによってニッケルめっき層を形成するとともに、このニッケルめっき層の表面にめっきによってすずやはんだ等の低融点金属めっき層を形成する。

上記したよう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においては、第２の非磁性体部１６のフィラーの含有率（含有されるフィラーの割合）を小さくしているため、長期信頼性を向上させることができ、また、第１の非磁性体部１１のフィラーの含有率を少なくしていないため、コモンモードノイズフィルタの製品強度が悪化することもないという効果が得られるものである。

すなわち、第２の非磁性体部１６のフィラーの含有率を第１の非磁性体部１１と同じにすると、第２の非磁性体部１６の緻密性が悪化し、水分などが内部に浸入して長期信頼性が劣化してしまう可能性がある。ここで、フィラーの含有率が同じでも第１の非磁性体部１１の方が緻密になるが、これは、第１の非磁性体部１１内に埋設された第１のコイル１４、第２のコイル１５のＡｇが焼成の過程でＡｇイオンとなってガラスの中に溶け込み、ガラスの粘性を下げるためと考えられる。

一方、フィラーの含有率を下げれば、非磁性材料全体としてのマクロな粘性が下がる（高温流動性が上がる）ため、第２の非磁性体部１６を緻密に焼成することができるが、逆にフィラーの含有量の低下により第１の非磁性体部１１はＡｇ拡散の影響もあいまって過焼成になり、内部にポアやクラック等の欠陥が生じる可能性が高く、結果、かえって信頼性の悪化を招くことになる。

さらに、高温で焼成すれば、フィラーの含有率を変えなくても第１の非磁性体部１１の緻密性を向上させることができるが、第１のコイル１４、第２のコイル１５のＡｇが溶融する可能性が生じる。

そこで、本発明は、第２の非磁性体部１６のフィラーの含有率のみを下げ、第２の非磁性体部１６を緻密にするとともに、第１の非磁性体部１１のフィラーの含有率を多いままにして、第１の非磁性体部１１の強度を保持している。そして、第１の非磁性体部１１のフィラーの含有率を多くしても第１のコイル１４、第２のコイル１５のＡｇの影響によってその緻密性は維持される。

ここで、例えば、第２の非磁性体部１６中のフィラーの含有率を２５ｗｔ％（２１．６ｖｏｌ％）とし、第１の非磁性体部１１中のフィラーの含有率を３０ｗｔ％（２６．２ｖｏｌ％）として、その差を５ｗｔ％（４．６ｖｏｌ％）とする。

しかし、その率の差が２ｗｔ％より小さいと、上記した効果が得られにくくなり、１０ｗｔ％よりその差が大きいと、第２の非磁性体部１６のフィラーの含有量が少なくなり過ぎて、第２の非磁性体部１６の強度も悪化してしまい、好ましくない。

重量比率（ｗｔ％）と体積比率（ｖｏｌ％）との関係を（表１）に示す。

（表１）から明らかなように、重量比率の差が２ｗｔ％〜１０ｗｔ％の場合、体積比率の差が１．８ｖｏｌ％〜９．２ｖｏｌ％となる。なお、フィラーとして結晶性ＳｉＯ₂を使用した。

このとき、焼成後の積層体の断面を鏡面研磨し、この研磨面を走査型電子顕微鏡により観察し、撮影した写真を用いて、積層体における１０００μｍ²の領域（例えば５０μｍ×２０μｍ）の面積に相当する部分に存在するガラスの面積比率（ＳＧ）とフィラーの面積比率（ＳＦ）とを画像処理により算出し、ＳＧ^3/2／ＳＦ^3/2を計算することによりガラスとフィラーの各々の体積割合を算出した。

さらにまた、第１の非磁性体部１１、第２の非磁性体部１６にガラスが含有されているため、このガラスと外部電極１８に含まれるガラスが反応して、外部電極１８と積層体１７との密着性が向上する。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、製品強度を保持させることがき、かつ長期信頼性を向上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、情報通信端末等に使用される小形で薄型のコモンモードノイズフィルタ等において有用となるものである。

１１第１の非磁性体部
１２第１の磁性体部
１３第２の磁性体部
１４、１５第１、第２のコイル
１６第２の非磁性体部

Claims

第１の非磁性体部と、前記第１の非磁性体部の下面に形成された第１の磁性体部、前記第１の非磁性体部の上面に形成された第２の磁性体部と、前記第１の非磁性体部内に埋設されＡｇで構成された第１のコイル、第２のコイルと、前記第１の磁性体部の下面、第２の磁性体部の上面のうち少なくとも一方に形成された第２の非磁性体部とを備え、前記第１の非磁性体部、前記第２の非磁性体部を、フィラーとガラスで構成し、前記第２の非磁性体部の前記フィラーの含有率を前記第１の非磁性体部の前記フィラーの含有率より少なくしたコモンモードノイズフィルタ。
前記第１の非磁性体部の前記フィラーの含有率に対して、前記第２の非磁性体部の前記フィラーの含有率を２ｗｔ％〜１０ｗｔ％小さくした請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
前記第１の非磁性体部の前記フィラーの含有率に対して、前記第２の非磁性体部の前記フィラーの含有率を１．８ｖｏｌ％〜９．２ｖｏｌ％小さくした請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。