JP2710244B2 - 積層型lrフィルタとその製造方法 - Google Patents

積層型lrフィルタとその製造方法

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小林  隆
基 西井
治久 磯田
義文 山中
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、NiZn系フェライトのグリーンシートを積層
して形成された積層型LRフィルタの製造方法に関する。
[背景技術] 現在、EMI(電磁干渉)除去用インダクタとしては、
巻線タイプのチップコイルや積層型のチップコイルが多
く使用されている。
このうち積層型のチップコイル51は、第6図及び第7
図に示すように、複数枚のフェライトのグリーンシート
52,53及び54を積層して形成したフェライト素体55の内
部に、コイル状またはストレート状等の内部電極56を形
成し、フェライト素体55の外面に内部電極56と導通した
外部電極57を形成したものである。第6図は、このよう
な積層型チップコイル51の外観斜視図であり、第7図は
その一製造過程を表している。
第7図を参照しながら、この積層型チップコイル51の
製造方法を詳しく説明する。フェライト素体55は、印刷
シート58の上下両面に複数枚のグリーンシート52,54
(ダミーシート)を積層することによって形成されてい
る。この印刷シート58は、グリーンシート53の表裏両面
に銀または銀パラジウムの導電ペーストを印刷すること
により、それぞれ0.75ターンのコイル部59と外部引き出
し電極60からなる内部電極56を形成したものであり、グ
リーンシート53に穿孔されたスルーホール61を通して表
裏のコイル部59の先端同士を導通させ、外部引き出し電
極60間に1.5ターンのコイル部59を形成してある。しか
して、上記のような印刷シート58の上下両面に何も印刷
されていない複数枚のグリーンシート52,54を積層して
平面加圧することにより一体化し、積層されたグリーン
シート52,53,54によってフェライト素体55が形成され
る。この後、生のフェライト素体55は空気中において適
当な温度で焼成され、一体焼成品のフェライト素体55が
製作される。さらに、バレル研磨もしくは平面研磨によ
ってフェライト素体55の両端を研削し、内部の外部引き
出し電極60を露出させた後、第6図に示すようにフェラ
イト素体55の両端外面に銀または銀パラジウムの導電ペ
ーストを塗布し、空気中で焼成することにより外部引き
出し電極60と導通した外部電極57を形成している。この
ようにして製造された積層型チップコイル51において
は、空気中で焼成されたフェライト素体55は高抵抗の絶
縁体であった。
[発明が解決しようとする課題] 上記のようにして製造された積層型チップコイルをデ
ジタル回路等のEMI除去フィルタ用として使用した場
合、このチップコイルは高周波域で必ず共振点f0を持
ち、それ以上の周波数ではインダクタの働きをせず、む
しろキャパシタとして働き、周波数−インピーダンス特
性は第8図に実線で示す曲線イのようになる。この共振
点f0においては、インダクタとキャパシタの並列共振の
ため、使用される回路によっては異常発振が発生し、か
えって有害なノイズを発生させる。このような場合に
は、インダクタに並列に抵抗体等のインピーダンス素子
を接続して用いられる。このようにインダクタに並列に
抵抗体等のインピーダンス素子を接続して用いると、周
波数−インピーダンス特性は第8図に破線で示す曲線ロ
のように滑らかになり、共振点がなくなる。したがっ
て、滑らかなノイズ除去特性を得ることができ、使用回
路を制限されることなく広い用途に利用できるようにな
る。
このように積層型チップコイルを用いた場合には、使
用回路によっては異常発振が発生し、有害なノイズを生
じることがあるので、この対策としてインダクタに並列
に抵抗体等のインピーダンス素子を接続する必要がある
が、従来の積層型チップコイルには内部に抵抗体を内蔵
したものはなかったので、このような場合には抵抗体等
の個別電気部品を外付けする必要があり、電子回路のコ
ストが増大すると共に半田付け等の処理が必要となって
面倒が増し、また電子回路の小型化の妨げにもなってい
た。
しかして、本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは個別の電子部
品を外付けすることなく、滑らかなEMI除去特性を得る
ことのできる積層型LRフィルタの製造方法を提供するこ
とにある。
[課題を解決するための手段] このため、本発明の積層型LRフィルタは、フェライト
素体と、フェライト素体の内部に形成されたインダクタ
ンスとして働く内部電極と、フェライト素体の表面に形
成され、内部電極と電気的に接続される外部電極とから
なり、前記フェライト素体は、その抵抗率が10〜104Ωc
mであることを特徴としている。
同じく、本発明の積層型LRフィルタの製造方法は、Ni
Zn系フェライトのグリーンシートを積層することによっ
て形成したフェライト素体の内部に銀、銀パラジウム、
銅等の導電ペーストを用いてインダクタンスとして働く
内部電極を形成すると共に、このフェライト素体の外面
に銀、銀パラジウム、銅等の導電ペーストを用いて外部
電極を形成した後、このフェライト素体をH2,COガス等
の還元雰囲気もしくはN2,Arガス等の中性雰囲気で酸素
濃度0.1%以下の中で焼成することにより、前記フェラ
イト素体を低抵抗化することを特徴としている。
また、内部電極もしくは外部電極のうち少なくとも一
方を銅電極とするのが好ましい。
さらに、外部電極の表面にはNi,Sn等のメッキを施し
ても良い。
[作用] 本発明の積層型LRフィルタにあっては、インダクタン
スとして働く内部電極を備えたフェライト素体の抵抗率
が、10〜104Ωcmとなっているから、インダクタンスと
して働く内部電極の両端間に低抵抗のフェライト層(フ
ェライト素体)が並列に接続されており、内部電極によ
るインダクタンスとフェライト素体による抵抗を並列接
続したのと同様な等価回路を構成することができる。従
って、別個の抵抗体を外付けすることなく、またフェラ
イト素体内に別途抵抗層を形成することなく、共振点の
ない周波数−インピーダンス特性を得ることができる。
また、本発明の積層型LRフィルタの製造方法にあって
は、焼成前のフェライト素体に導電ペーストにより内部
電極および外部電極を形成した後、これをH2,COガス等
の還元雰囲気もしくはN2,Arガス等の中性雰囲気で酸素
濃度0.1%以下の中で焼成したところ、NiZn系フェライ
ト中のFe2O3,CuOの中の酸素の一部が抜けてフェライト
素体が半導体化され、低抵抗化した。このため、インダ
クタンスとして働く内部電極の両端間に低抵抗のフェラ
イト層(フェライト素体)が並列に配置され、内部電極
によるインダクタンスとフェライト素体による抵抗を並
列接続したのと同じ等価回路を構成することができた。
したがって、個別の抵抗体を外付けすることなく、ま
たフェライト素体内に別途抵抗層を形成することなく、
従来の積層型チップコイルに個別部品の抵抗体を外付け
した場合と同様な共振点のない周波数−インピーダンス
特性を得ることができる。
また、低濃度酸素雰囲気中で内部電極及び外部電極を
焼成することにより、両電極の酸化を防止することがで
きる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。
フェライト素体4は、第1図に示すように、印刷シー
ト7の上下両面にそれぞれ複数枚のNiZn系フェライトの
グリーンシート1,3を積層し、平面加圧したものであ
る。印刷シート7は、NiZn系フェライトのグリーンシー
ト2の表面に銀、銀パラジウムもしくは銅等の内部電極
5を形成したものであり、第1図の図示例では、グリー
ンシート2の一方表面において外部引き出し電極8間に
ストレート状のインダクタ部9を設けてある。また、印
刷シート7の上下のグリーンシート1,3は、ダミーシー
トであって、電極等の設けられていないものである。積
層型LRフィルタ10は、上記のようにして積層一体化した
生のフェライト素体4を焼成して得た一体焼成品の両端
部外面に外部引き出し電極8と導通した銀、銀パラジウ
ムもしくは銅等の外部電極6を形成したものである。ま
た、このNiZn系フェライトからなるフェライト素体4
は、半導体化させることによって低抵抗化されており、
この結果外部電極6間にはインダクタ部9によって付与
されるインダクタンスLと低抵抗化されたフェライト素
体4によって付与された抵抗Rとが並列に接続されてお
り、この積層型LRフィルタ10の等価回路は第3図のよう
になっている。
つぎに、上記積層型LRフィルタ10の製造方法を説明す
る。まず、NiZn系フィルタ粉末及び有機溶媒、バインダ
ー等を混練して泥しょうにした後、押し出し法、引き上
げ法あるいはブレード法によりシート状に成形し、複数
枚のNiZn系フェライトのグリーンシート1,2及び3を得
る。ついで、グリーンシート2の表面に銀、銀パラジウ
ムもしくは銅等の導電ペーストを印刷して所定パターン
の内部電極5を形成し、印刷シート7を得る。印刷シー
ト7の表裏両面に適宜の枚数のグリーンシート1,3をダ
ミーシートとして重ね、ダミーシート間に印刷シート7
を挟み込み、上下から平面加圧し、各グリーンシート1,
2及び3を密着させ、生のフェライト素体4を成形す
る。この後、フェライト素体4の両端に外部引き出し電
極8を露出させ、この外部引き出し電極8の露出部分と
導通させるようにしてフェライト素体4の両端部外面に
銀、銀パラジウムもしくは銅等の導電ペーストを塗布
し、外部電極6を形成する。
この後、生のフェライト素体4及び導電ペーストによ
って形成されている内部電極5及び外部電極6が同時に
焼成され、一体焼成品の積層型LRフィルタ10が製造され
る。本発明の実施例にあっては、この焼成工程で、H2,C
Oガス等の還元雰囲気もしくはN2,Arガス等の中性雰囲気
で酸素濃度0.1%以下の雰囲気中において、適宜温度で
焼成される。このような低酸素濃度雰囲気中で内部電極
5及び外部電極6を焼成すれば、焼成中における両電極
5及び6の酸化を防止することができる。しかも、スピ
ネル型フェライトを還元または中性雰囲気などの酸素分
圧の低い雰囲気中で熱処理すると、フェライト組成中の
Fe2O3,CuOの中の酸素原子の一部が抜け出てFe及びCuの
原子価の一部がFe3+→Fe2+,Cu2+→Cu+と変化する。この
結果、フェライト素子4が半導体化して低抵抗となり、
空気中で焼成した場合のNiZn系フェライトの固有抵抗が
109Ωcm以上であるのに対し、10〜104Ωcmという小さな
抵抗率が得られた。
上記のようにして製造された積層型LRフィルタ10にあ
っては、内部電極5によって付与されたインダクタンス
Lとフェライト素体4によって付与された抵抗Rとによ
って第3図のようなインダクタンスLと抵抗Rからなる
フィルタが構成されるので、従来のインダクタンス素子
としてのみ働く積層型チップコイルに外部抵抗体を外付
けしたのと同じ機能を得ることができる。すなわち、こ
の積層型LRフィルタ10の周波数−インピーダンス特性は
第4図に示すようになり、積層型チップコイルに抵抗体
を並列に外付けした時の周波数−インピーダンス特性
(第8図の曲線ロ)と同様、共振点のない滑らかな周波
数−インピーダンス特性を得ることができた。しかも、
フェライト素体4を低抵抗化することによって内部抵抗
を形成しているので、外形寸法が大きくなることがな
く、部品を小形化でき、従来のように外付け抵抗体を用
いる場合と比較すると、部品点数を少なくできて電気回
路をコンパクト化して高集積化を図れ、また外付け抵抗
体を半田付けする手間が省けると共に半田付け不良のお
それがなくて接続信頼性が向上し、コストも安価にでき
る。
また、電極材料として安価な銅を使用すると酸化し易
いという問題があるが、本発明にあっては内部及び外部
電極5,6を低酸素濃度雰囲気で焼成しているので、電極
材料に銅を使用しても焼成時における酸化を防止でき、
コストをより安価に抑えることができる。さらに、外部
に露出している外部電極6の表面にNiメッキやSnメッキ
等を施せば、焼成後も外部電極6の酸化を防止すること
ができる。
なお、上記の説明では、積層型LRフィルタを個々に製
造するように述べたが、実際の量産工程では、内部電極
の繰り返しパターンを印刷された大きな印刷マザーシー
トの両面に大きなダミーのマザーシートを積層して加圧
一体化し、この生成形体をカットして一度に多数のフェ
ライト素体を製作する。
第5図に示すものは本発明の他例であり、印刷シート
7の一方表面において、外部引き出し電極8間にジグザ
グ状のインダクタ部9を設けたものである。
また、図示しないが、内部電極の構造としては、第7
図に従来例として示した内部電極のようにグリーンシー
トの表裏に設けた0.75ターンのJ形電極をスルーホール
を通して連続させて1.5ターンのインダクタ部を形成い
たものでもよい。
[発明の効果] 本発明によれば、フェライト素体を低抵抗化させるこ
とによりワンチップの積層型LRフィルタ内に抵抗体を形
成することができる。このため、内部電極によるインダ
クタンスにフェライト素体による抵抗を並列に接続した
のと等価な回路の積層型LRフィルタを製造することがで
き、共振点のない周波数インピーダ特性を得ることがで
きる。すなわち、滑らかなEMI除去特性が得られ、使用
回路等の制限をなくすことができ、汎用性が増す。
また、外付け抵抗を必要とせず、フェライト素体内に
別途抵抗層を形成する必要もないので、電子回路のコス
トを安価にできると共に電子回路を小形化することがで
き、外付け抵抗を半田付けする必要がないので、接続信
頼性が増すと共に半田付け作業も不要となる。
また、内部電極及び外部電極が、焼き付け時に酸化し
ないので、銅のような安価な電極材料を用いることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における製造過程の斜視図、
第2図は同上の積層型LRフィルタの断面図、第3図は同
上の等価回路図、第4図は同上の周波数−インピーダン
ス特性を示すグラフ、第5図は本発明の他例における製
造過程の斜視図、第6図は従来例の斜視図、第7図は従
来例の製造過程における斜視図、第8図は従来例の周波
数−インピーダンス特性を示すグラフである。 1,2,3……グリーンシート 4……フェライト素体 5……内部電極 6……外部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 41/04 H01F 15/00 Z 合議体 審判長 木南 仁 審判官 吉見 信明 審判官 西山 昇 (56)参考文献 特開 昭63−102215(JP,A) 実開 昭52−69563(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フェライト素体と、フェライト素体の内部
    に形成されたインダクタンスとして働く内部電極と、フ
    ェライト素体の表面に形成され、内部電極と電気的に接
    続される外部電極とからなり、前記フェライト素体は、
    その抵抗率が10〜104Ωcmであることを特徴とする積層
    型LRフィルタ。
  2. 【請求項2】NiZn系フェライトのグリーンシートを積層
    することによって形成したフェライト素体の内部に銀、
    銀パラジウム、銅等の導電ペーストを用いてインダクタ
    ンスとして働く内部電極を形成すると共に、このフェラ
    イト素体の外面に銀、銀パラジウム、銅等の導電ペース
    トを用いて外部電極を形成した後、 このフェライト素体をH2,COガス等の還元雰囲気もしく
    はN2,Arガス等の中性雰囲気で酸素濃度0.1%以下の中で
    焼成することにより、前記フェライト素体を低抵抗化す
    ることを特徴とする積層型LRフィルタの製造方法。
  3. 【請求項3】前記内部電極及び外部電極のうち少なくと
    もいずれか一方を銅ペーストを用いて形成することを特
    徴とする請求項2に記載の積層型LRフィルタの製造方
    法。
  4. 【請求項4】前記外部電極の表面にNi、Sn等のメッキを
    施したことを特徴とする請求項2又は3に記載の積層型
    LRフィルタの製造方法。
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