KR20070061784A - 커먼 모드 노이즈 필터 - Google Patents

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KR20070061784A
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Abstract

커먼 모드 노이즈 필터는, 비자성층과, 비자성층을 사이에 두고 비자성층 상에 마련된 제 1 및 제 2 자성층과, 제 1 자성층과 제 2 자성층 사이에 마련되어 비자성층에 접촉하는 평면 코일과, 평면 코일과 전기적으로 접속된 외부 전극을 구비한다. 제 1 및 제 2 자성체층은 산화물 자성체층과, 산화물 자성체층 상에 마련된, 유리 성분을 포함하는 절연체층을 갖는다. 이 커먼 모드 노이즈 필터에서는, 외부 전극과 절연체층과의 접착 강도를 크게 할 수 있다.

Description

커먼 모드 노이즈 필터{COMMON MODE NOISE FILTER}
본 발명은 전자기기에서의 커먼 모드 노이즈(common mode noise)를 억제하는 커먼 모드 노이즈 필터에 관한 것이다.
커먼 모드 노이즈 필터는 커먼 모드의 신호에 대하여 큰 임피던스를 갖고 커먼 모드 노이즈를 제거한다. 또한, 커먼 모드 노이즈 필터는 필요한 신호인 차동 모드(differential mode)의 신호에 대하여 작은 임피던스를 갖고, 그 신호를 왜곡시키지 않도록 구성된다.
도 12는 일본 특허 공개 제2002-203718호 공보에 개시되어 있는 종래의 커먼 모드 노이즈 필터(180)의 분해 사시도이다. 필터(180)는 절연성의 자성체 기판(110A, 110B)과 비자성체인 절연체층(120A~120D)을 구비한다. 절연체층(120A~120D)에는 나선 형상의 코일 패턴(130, 140, 150, 160)이 형성되어 있다. 절연체층(120A~120D)은 적층되어 비자성체에 의한 절연체 블록(120)을 형성한다. 코일 패턴(130, 140, 150, 160)은 절연체 블록(120) 내에 매몰되고, 절연체 블록(120)은 자성체 기판(110A, 110B) 사이에 끼워져 커먼 모드 노이즈 필터(180)를 형성하고 있다. 코일 패턴(130, 140, 150, 160)은 2개의 코일을 형성하고, 이들 코일의 각각의 단자는 외부 단면 전극에 전기적으로 접속되어 있다.
종래의 커먼 모드 노이즈 필터(180)에서는, 소형화에 따르는 외부 단면 전극의 면적 감소에 의해, 외부 단면 전극의 유전체 블록(120)에 대한 접착 강도가 작다. 따라서, 휴대형 전자기기로 탑재된 경우에, 신뢰성을 저하시키는 경우가 있다.
발명의 개시
커먼 모드 노이즈 필터는, 비자성층과, 비자성층을 사이에 두고 비자성층 상에 마련된 제 1 및 제 2 자성층과, 제 1 자성층과 제 2 자성층 사이에 마련되어 비자성층에 접촉하는 평면 코일과, 평면 코일과 전기적으로 접속된 외부 전극을 구비한다. 제 1 및 제 2 자성체층은 산화물 자성체층과, 산화물 자성체층 상에 마련된, 유리 성분을 포함하는 절연체층을 갖는다.
이 커먼 모드 노이즈 필터에서는, 외부 전극과 절연체층과의 접착 강도를 크게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1, 2에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터의 사시도,
도 2는 실시예 1, 2에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터의 분해도,
도 3은 도 1에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터의 선 3-3에서의 단면도,
도 4는 실시예 1에 있어서의 다른 커먼 모드 노이즈 필터의 단면도,
도 5는 실시예 1에 있어서의 또 다른 커먼 모드 노이즈 필터의 분해 사시도,
도 6은 도 5에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터의 단면도,
도 7은 실시예 1에 있어서의 또 다른 커먼 모드 노이즈 필터의 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터의 사시도,
도 9는 도 8에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터의 선 9-9에서의 단면도,
도 10a는 본 발명의 실시예 5에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터의 단면도,
도 10b는 실시예 5에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터의 확대 단면도,
도 11은 실시예 1~5에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터의 평가 결과를 나타내는 도면,
도 12는 종래의 커먼 모드 노이즈 필터의 분해 사시도.
부호의 설명
20: 비자성층, 21A: 자성층(제 1 자성층), 21B: 자성층(제 2 자성층), 22A: 평면 코일(제 1 평면 코일), 22B: 평면 코일(제 2 평면 코일), 22E, 22F: 평면 코일, 25A, 25B: 외부 전극(제 1 외부 전극), 25C, 25D: 외부 전극(제 2 외부 전극), 523A: 산화물 자성체층(제 1 산화물 자성체층), 523B: 산화물 자성체층(제 2 산화물 자성체층), 623A, 623B: 산화물 자성체층, 723A: 산화물 자성체층(제 3 산화물 자성체층), 723B: 산화물 자성체층(제 4 산화물 자성체층), 520A: 비자성층의 면(제 1 면), 520B: 비자성층의 면(제 2 면), 524A: 절연체층(제 1 절연체층), 524B: 절연체층(제 2 절연체층), 624A, 624B: 절연체층, 724A: 절연체층(제 3 절연체층), 724B: 절연체층(제 4 절연체층)
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터(1001)의 사시도이다. 도 2는 필터(1001)의 분해도이다. 도 3은 도 1의 선 3-3에서의 필터(1001)의 단면도이다.
커먼 모드 노이즈 필터(1001)는 비자성층(20)과, 자성층(21A, 21B)과, 평면 코일(22A, 22B)과, 외부 전극(25A~25D)을 구비한다. 비자성층(20)은 유리 세라믹 재료 등의 비자성 절연 재료로 이루어지고, 면(520A)과, 면(520A)의 반대쪽의 면(520B)을 갖는다. 비자성층(20)의 면(520A) 상에는 자성층(21A)이 마련되고, 면(520B) 상에는 자성층(21B)이 마련된다. 평면 코일(22A, 22B)은 자성층(21A, 21B) 사이에 마련되어 비자성층(20)에 접촉하여, 서로 대향하고 있다. 필터(1001)에서는 평면 코일(22A, 22B)은 비자성층(20)에 매설되어 있다. 평면 코일(22A)은 단부(522A, 622A)를 갖는다. 단부(522A, 622A)는 인출 전극(522C, 622C)을 사이에 두고 외부 전극(25A, 25B)에 각각 접속되어 있다. 평면 코일(22B)은 단부(522B, 622B)를 갖는다. 단부(522B, 622B)는 인출 전극(522D, 622D)을 사이에 두고 외부 전극(25C, 25D)에 각각 접속되어 있다. 자성층(21A)은 비자성층(20)의 면(520A) 상에 마련된 산화물 자성체층(523A)과, 산화물 자성체층(523A) 상의 절연체 층(524A)과, 절연체층(524A) 상의 산화물 자성체층(623A)과, 산화물 자성체층(623A) 상의 절연체층(624A)과, 절연체층(624A) 상의 산화물 자성체층(723A)을 갖는다. 자성층(21B)은 비자성층(20)의 면(520B) 상에 마련된 산화물 자성체층(523B)과, 산화물 자성체층(523B) 상의 절연체층(524B)과, 절연체층(524B) 상의 산화물 자성체층(623B)과, 산화물 자성체층(623B) 상의 절연체층(624B)과, 절연체층(624B) 상의 산화물 자성체층(723B)을 갖는다. 절연체층(524A, 624A, 524B, 624B)은 유리 성분을 함유한다. 필터(1001)는 4개의 절연체층과 6개의 산화물 자성체층을 구비하지만, 이들 층의 수는 필터(1001)의 형상에 따라 변경해도 된다.
비자성층(20)은 면(520A)을 갖는 비자성 세그먼트층(20A)과, 비자성 세그먼트층(20A) 상에 마련된 비자성 세그먼트층(20B)과, 비자성 세그먼트층(20B) 상에 마련되고 또한 면(520B)을 갖는 비자성 세그먼트층(20C)으로 이루어진다.
커먼 모드 노이즈 필터(1001)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 먼저, 비자성층(20)의 비자성 세그먼트층(20A~20C)의 원재료인 Zn-Cu 페라이트 분말을 용제와 바인더 성분과 혼합하여 세라믹 슬러리를 제작한다. 그 세라믹 슬러리를 닥터 블레이드법 등에 의해 성형하여, 비자성 세그먼트층(20A~20C)으로 이루어지는 25㎛ 정도의 소정의 두께를 갖는 세라믹 그린시트를 제작한다.
마찬가지의 방법에 의해서, 920℃ 이하에서 소성 가능한 무(無)붕규산 유리(non-borosilicate glass)(SiO2-CaO-ZnO-MgO계 유리)에 9wt%의 Ni-Zn-Cu 페라이트를 혼합한 분말로, 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B)으로 되는 25㎛ 정도의 두께의 세라믹 그린시트를 제작한다.
Ni-Zn-Cu 페라이트 산화물 자성체로 이루어지는 자성 분말에 의해, 산화물 자성체층(523A, 523B, 623A, 623B, 723A, 723B)으로 되는 100㎛ 정도의 두께의 세라믹 그린시트를 제작한다.
그 후, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이들 세라믹 그린시트에 소정의 코일 패턴을 갖는 도체와, 층간 전기적 접속을 위한 비어 전극을 형성하고, 그들 세라믹 그린시트를 적층하여, 소정의 온도로 소성함으로써 적층 소성체를 제작한다.
평면 코일(22A, 22B)과 비자성층(20)의 형성 방법에 대해서 설명한다.
산화물 자성체층(523A)은 비자성층(20)의 면(520A)에 접촉하는 면(2523A)을 갖는다. 산화물 자성체층(523B)은 비자성층(20)의 면(520B)에 접촉하는 면(1523B)을 갖는다. 산화물 자성체층(523A)의 면(2523A) 상에 인출 전극(522C, 622C)을 형성한다. 그 후, 산화물 자성체층(523A, 623A, 723A)과 절연체층(524A, 624A)을 적층하여 자성층(21A)을 제작한다.
비자성 세그먼트층(20A)의 면(520A)의 반대쪽의 면(620A) 상에 평면 코일(22A)을 형성한다. 비자성 세그먼트층(20A) 내에 면(520A)과 면(620A)을 연통하는 비어 도체(1522A)를 평면 코일(22A)의 단부(522A)와 인출 전극(522C)이 접촉하는 위치에 형성한다. 또한, 비자성 세그먼트층(20A) 내에 면(520A)과 면(620A)을 연통하는 비어 도체(2522A)를 평면 코일(22A)의 단부(622A)와 인출 전극(622C)이 접촉하는 위치에 형성한다. 비어 도체(1522A)는 평면 코일(22A)의 단부(522A)를 인출 전극(522C)에 전기적으로 접속하고, 비어 도체(2522A)는 평면 코일(22A)의 단부(622A)를 인출 전극(622C)에 전기적으로 접속한다.
비자성 세그먼트층(20C)의 면(520B)의 반대쪽의 면(620B) 상에 평면 코일(22B)을 형성한다. 비자성 세그먼트층(20C) 내에 면(520B)과 면(620B)을 연통하는 비어 도체(1522B)를 평면 코일(22B)의 단부(522B)와 인출 전극(522D)이 접촉하는 위치에 형성한다. 또한, 비자성 세그먼트층(20C) 내에 면(520B)과 면(620B)을 연통하는 비어 도체(2522B)를 평면 코일(22B)의 단부(622B)와 인출 전극(622D)에 접촉하는 위치에 형성한다. 비어 도체(1522B)는 평면 코일(22B)의 단부(522B)를 인출 전극(522D)에 전기적으로 접속하고, 비어 도체(2522B)는 평면 코일(22B)의 단부(622B)를 인출 전극(622D)에 전기적으로 접속한다.
그 후, 비자성 세그먼트층(20A)의 면(520A)이 자성체층(21A)의 면(2523A)에 접촉하도록 비자성 세그먼트층(20A)을 자성체층(21A) 상에 적층한다. 그리고, 비자성 세그먼트층(20B, 20C)을 적층하여, 평면 코일(22A, 22B)과 비어 도체(1522A, 1522B, 2522A, 2522B)를 내부에 매설하는 비자성층(20)을 제작한다.
그 후, 비자성층(20)의 면(520B)이 산화물 자성체층(523B)의 면(1523B)에 접촉하도록, 비자성층(20)의 면(520B) 상에 산화물 자성체층(523B)을 적층한다. 그리고, 산화물 자성체층(523B) 상에 절연체층(624B)과 산화물 자성체층(623B)과 절연체층(624B)과 산화물 자성체층(723B)을 이 순서로 적층하여, 자성체층(21A, 21B)과 비자성층(20)을 갖는 그린시트 적층체를 작성한다. 이 그린시트 적층체를 평면 코일(22A, 22B)의 재료의 융점 이하의 온도로 소성함으로써, 평면 코일(22A, 22B)을 내부에 매설한 적층 소성체가 얻어진다.
적층 소성체는 단면(1001A, 1001B)을 갖는다. 단면(1001A)에는 인출 전 극(522C, 522D)의 단부(1522C, 1522D)가 노출해 있다. 또한, 단면(1001B)에는 인출 전극(622C, 622D)의 단부(1622C, 1622D)가 노출해 있다. 인출 전극(522D)의 단부(1522D)에 전기적으로 접속된 외부 전극(25C)을 단면(1001A) 상에 이하의 방법으로 형성한다. 인출 전극(522D)의 단부(1522D)에 접촉하도록 단면(1001A) 상에 유리 성분인 유리 플리트를 포함하는 Ag 페이스트를 도포하여, 단부(1522D)에 접속된 Ag 메탈라이즈(metallize)층인 기초 전극층(125C)을 형성한다. 또한, 기초 전극층(125C) 상에 Ni 도금에 의해서 Ni 도금층(225C)을 형성하고, Ni 도금층(225C) 상에 Sn 도금층(325C)을 형성하여 외부 전극(25C)을 제작한다. 마찬가지로, 인출 전극(622D)의 단부(1622D)에 전기적으로 접속된 외부 전극(25D)을 단면(1001B) 상에 이하의 방법으로 형성한다. 인출 전극(622D)의 단부(1622D)에 접촉하도록 단면(1001B) 상에 Ag 페이스트를 도포하여, 단부(1622D)에 접속된 Ag 메탈라이즈층인 기초 전극층(125D)을 형성한다. 외부 전극(25D)의 기초 전극층(125D)은 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B)과 비자성층(20)과 산화 자성체층(523A, 523B, 623A, 623B, 723A, 723B)에 접촉한다. 또한, 기초 전극층(125D) 상에 Ni 도금에 의해서 Ni 도금층(225D)을 형성하고, Ni 도금층(225D) 상에 Sn 도금층(325D)을 형성하여 외부 전극(25D)을 제작한다. 마찬가지로, 인출 전극(522C)의 단부(1522C)에 접속된 외부 전극(25A)을 단면(1001A) 상에 형성하고, 인출 전극(622C)의 단부(1622C)에 접속된 외부 전극(25B)을 단면(1001B) 상에 형성한다. 또한, 외부 전극(25A~25D)은 세라믹 전자 부품의 단자를 형성하는 다른 방법에 의해서 제작해도 된다.
커먼 모드 노이즈 필터(1001)에서는, 외부 전극(25A~25D)의 유리 플리트를 포함하는 Ag 페이스트로 이루어지는 기초 전극층이 유리 성분을 포함하는 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B)에 강고히 접합하여, 단면(1001A, 1001B)에 대하여 큰 접착 강도를 갖는다. 자기 특성이 우수한 산화물 자성체층(523A, 523B, 623A, 623B, 723A, 723B)에 의해, 평면 코일(22A, 22B)은 서로 강고하게 자기적으로 결합한다.
다음에, 커먼 모드 노이즈 필터(1001)의 실시예 1의 50개의 시료를 제작하여, 이들 시료의 외부 전극(25A~25D)의 단면(1001A, 1001B)에 대한 접착 강도를 평가하였다. 실시예 1의 시료는 두께 0.5㎜, 폭 1.0㎜, 길이 1.2㎜의 사이즈를 갖는다. 서로 반대쪽의 외부 전극(25A, 25B)에 직경 0.20㎜φ의 리드선을 각각 납땜하고, 인장 시험기로 리드선을 인장하여, 그것이 파괴될 때에 인장력의 평균값, 최대값, 최소값을 도 11에 나타낸다. 자성층(21A, 21B) 대신에 산화물 자성체만으로 이루어지는 자성층을 구비한 비교예의 시료의 면전극(25)의 접착 강도를 도 11에 함께 나타낸다.
도 11에 나타내는 바와 같이 실시예 1의 외부 전극(25A~25D)의 접착 강도는 종래예보다 크고, 그 격차도 작다. 이와 같이, 자성층(21A, 21B)이, 적층된 산화물 자성체층과 유리를 포함하는 절연체층을 갖음으로써, 전기 특성을 저하시키지 않고 신뢰성이 우수한 커먼 모드 노이즈 필터(1001)가 얻어진다.
산화물 자성체층(523A, 523B, 623A, 623B, 723A, 723B)은 Ni-Zn-Cu 페라이트를 이용하고 있다. 평면 코일(22A, 22B)의 재료인 Ag와 동시 소성하기 위해서 920 ℃ 이하에서 소성 가능하고, 또한 커먼 모드 노이즈 필터로서의 전기 특성을 갖기 위해 투자율이 20 이상인 다른 산화물 자성체를 이용할 수 있다.
또한, 산화물 자성체층(523A, 523B, 623A, 623B, 723A, 723B)의 두께는 커먼 모드 노이즈 필터의 사이즈에 의존하지만, 대체로 50~150㎛ 정도가 바람직하다. 50㎛ 미만의 두께에서는 커먼 모드 노이즈 필터로서의 충분한 전기 특성을 얻을 수 없다. 150㎛보다 두꺼워지면 유리 성분을 포함하는 절연체층의 수가 적어져, 외부 전극(25A~25D)의 접착 강도를 크게 하기 어렵게 된다.
유리 성분을 포함하는 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B)에는 붕규산 유리 분말과 Ni-Zn-Cu 페라이트 분말의 혼합물을 이용하고 있다. 그러나, 붕규산 유리 분말과 Ni-Zn-Cu 페라이트 분말의 혼합비를 변경함으로써, 커먼 모드 노이즈 필터의 특성을 제어하는 것이 가능하여, Ni-Zn-Cu 페라이트의 혼합비는 0~15wt%가 바람직하다. Ni-Zn-Cu 페라이트의 혼합비가 15wt%보다 많아지면, 920℃에서 충분히 그린시트 적층체를 소결할 수 없어, 커먼 모드 노이즈 필터(1001)의 기계 강도가 저하하고, 실장시에 치핑(chipping) 등의 강도 불량이 발생한다. 붕규산 유리 분말 대신에, 붕규산 알칼리 유리 등, 920℃ 이하에서 소성이 가능하고, 또한 선팽창 계수가 80~110×10-7/℃인 다른 유리 분말을 이용할 수 있다. 이 범위 외의 선팽창 계수를 갖는 유리 분말을 이용하면, 산화물 자성체와의 선팽창 계수의 차이에 의해, 크랙 등의 불량이 발생하는 경우가 있다.
비자성층(20)의 Zn-Cu 페라이트 대신에, 실질적으로 비자성체이며, 또한 920 ℃에서 소성할 수 있고, 선팽창 계수가 80~110×10-7/℃인 다른 비자성 절연 재료를 이용할 수 있다.
자성층(21A, 21B)을 구성하는 산화물 자성체층은 Ni-Zn-Cu 페라이트로 이루어지고, 은 등의 도전율이 우수한 재료와 동시에 소성할 수 있다. 절연체층에는, 산화물 자성체층과 동시에 소성할 수 있는 유리 세라믹 재료, 또는 산화물 자성체와 유리 세라믹 재료의 혼합 재료를 이용할 수 있다.
도 4는 실시예 1에 따른 다른 커먼 모드 노이즈 필터(1002)의 단면도이다. 도 4에서 도 1~도 3과 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 필터(1002)에서는, 평면 코일(22A)이 비자성층(20)과 자성층(21A)과의 경계, 즉 비자성층(20)의 면(520A)과 자성체층(21A)(산화물 자성체층(523A))의 면(2523A) 사이에 마련되고, 평면 코일(22B)이 비자성층(20)과 자성층(21B)과의 경계, 즉 비자성층(20)의 면(520B)과 자성체층(21B)(산화물 자성체층(523B))의 면(1523B) 사이에 마련되어 있다. 도 3에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터(1001)에 비해서, 평면 코일(22A, 22B)이 자성층(21A, 21B)에 각각 더욱 근접해 있기 때문에, 필터(1002)는 커먼 모드의 신호에 대하여 보다 큰 임피던스를 갖는다.
도 5는 실시예 1에 따른 또 다른 커먼 모드 노이즈 필터(1003)의 분해 사시도이다. 도 6은 필터(1003)의 단면도이다. 도 5에서 도 1~도 3과 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 필터(1003)는 도 1에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터(1001)의 평면 코일(22A, 22B) 대신에, 비자성층(20) 내에 매설된 평면 코일(22E, 22F)을 구비한다. 평면 코일(22E, 22F)은 2중 나선 형상으로 형성되어 있다. 평면 코일(22E)은 비자성 세그먼트층(20A)의 면(620A) 상에 마련된 나선 형상의 평면 코일(122E)과, 비자성 세그먼트층(20C)의 면(620B) 상에 마련된 나선 형상의 평면 코일(222E)과, 비자성 세그먼트층(20B) 내에 마련되어 평면 코일(122E)과 평면 코일(222E)을 전기적으로 접속하는 비어 도체(322E)로 이루어진다. 평면 코일(22F)은 비자성 세그먼트층(20A)의 면(620A) 상에 마련된 나선 형상의 평면 코일(122F)과, 비자성 세그먼트층(20C)의 면(620B) 상에 마련된 나선 형상의 평면 코일(222F)과, 비자성 세그먼트층(20B) 내에 마련되어 평면 코일(122F)과 평면 코일(222F)을 전기적으로 접속하는 비어 도체(322F)로 이루어진다. 평면 코일(122E, 122F)은 2중 나선 형상으로 형성되고, 평면 코일(222E, 222F)은 2중 나선 형상으로 형성되어 있다. 평면 코일(22E)의 양단에는 인출 전극(722D, 822D)이 마련되고, 평면 코일(22F)의 양단에는 인출 전극(722C, 822C)이 마련되어 있다. 인출 전극(722D, 822D)은 외부 전극(25A, 25B)에 각각 접속되고, 인출 전극(722C, 822C)은 외부 전극(25C, 25D)에 각각 접속되어 있다.
도 3과 도 4에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터(1001, 1002)에서는 평면 코일(22A, 22B)을 형성하기 위해 적어도 4개의 층이 필요하게 된다. 도 5에 나타내는 필터(1003)에서는, 2중 나선 형상의 평면 코일(22E, 22F)은 2개의 층으로 형성할 수 있어, 생산성이 높은 커먼 모드 노이즈 필터(1003)가 얻어진다.
도 7은 실시예 1에 따른 또 다른 커먼 모드 노이즈 필터(1004)의 단면도이다. 도 7에서 도 5, 도 6과 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고, 그 설 명을 생략한다. 필터(1004)에서는, 평면 코일(22E, 22F)이 비자성층(20)과 자성층(21A)과의 경계와 비자성층(20)과 자성층(21B)과의 경계에 마련되어 있다. 즉, 평면 코일(122E, 122F)이 비자성층(20)의 면(520A)과 자성체층(21A)(산화물 자성체층(523A))의 면(2523A) 사이에 마련되고, 평면 코일(222E, 222F)이 비자성층(20)과 자성층(21B)과의 경계, 즉 비자성층(20)의 면(520B)과 자성체층(21B)(산화물 자성체층(523B))의 면(1523B) 사이에 마련되어 있다. 도 4에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터(1003)에 비해서, 평면 코일(22E, 22F)이 자성층(21A, 21B)에 보다 근접해 있기 때문에, 필터(1004)는 커먼 모드의 신호에 대하여 보다 큰 임피던스를 갖는다.
(실시예 2)
실시예 2에서의 커먼 모드 노이즈 필터는 도 1 및 도 2에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터(1001)와 동일한 구조를 갖는다. 실시예 2에 따른 커먼 모드 노이즈 필터는 비자성층(20)이 유리 성분을 함유한다.
920℃ 이하의 온도에서 소성 가능하고 선팽창 계수가 약 100×10-7/℃인 수정을 충전제로서 함유하는 무붕규산 유리(SiO2-CaO-ZnO-MgO계 유리) 분말에 의해, 비자성층(20)의 비자성 세그먼트층(20A~20C)으로 되는 50㎛ 정도의 두께의 세라믹 그린시트를 제작하였다. 비자성 세그먼트층(20A~20C)을 적층하여 비자성층(20)을 갖는 실시예 2의 50개의 시료를 제작하였다. 이들 시료에 대해서 실시예 1의 필 터(1001)와 마찬가지로 측정한 외부 전극(25A~25D)의 접착 강도를 도 11에 나타낸다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 비자성층(20)이 유리 재료를 포함함으로써, 비자성층(20)과 외부 전극(25A~25D)과의 접착 강도가 커지고, 접착 강도의 격차도 작아진다. 이에 따라, 실장 신뢰성이 더욱 우수한 커먼 모드 노이즈 필터를 얻을 수 있다.
비자성층(20)에 첨가된 유리 재료에 의해서 비자성층(20)의 유전율이 저하하여, 실시예 2에 따른 커먼 모드 노이즈 필터는 고주파 대역까지 이용할 수 있다.
실시예 2에 따른 필터의 비자성층(20)을 형성하는 유리 분말은, 920℃ 이하에서 소성할 수 있고, 또한 선팽창 계수가 약 80~110×10-7/℃인 유리-수정계, 유리-알루미나계, 유리-감람석계 유전체와 같은 다른 유리 세라믹 분말이더라도 무방하다. 이에 따라, 비자성층(20)의 유전율을 낮게 할 수 있어, 고주파 대역까지 우수한 전기 특성을 갖는 커먼 모드 노이즈 필터를 얻을 수 있다.
(실시예 3)
도 8은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터(3001)의 사시도이다. 도 9는 도 8에 나타내는 필터(3001)의 선 9-9에서의 단면도이다. 도 1에 나타내는 실시예 1, 2에 따른 커먼 모드 노이즈 필터와 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
커먼 모드 노이즈 필터(3001)는 실시예 1에 따른 커먼 모드 노이즈 필터(1001)의 자성층(21A, 21B) 대신에, 자성체층(1021A, 1021B)을 구비한다. 자성체층(1021A)은 필터(1001)의 자성체층(21A)의 산화물 자성체층(723A) 상에 마련된, 유리 성분을 포함하는 절연체층(724A)을 더 갖는다. 또한, 자성체층(1021B)은 필터(1001)의 자성체층(21B)의 산화물 자성체층(723B) 상에 마련된, 유리 성분을 포함하는 절연체층(724B)을 더 갖는다. 즉, 자성체층(1021A, 1021B)의 각각의 최외층이 유리 성분을 함유하는 절연체층(724A, 724B)이며, 절연체층(724A, 724B)은 자성체층(1021A, 1021B)의 외부에 각각 노출해 있다.
920℃ 이하에서 소성 가능한 무붕규산 유리(SiO2-CaO-ZnO-MgO계 유리)에 9w5%의 Ni-Zn-Cu 페라이트를 혼합한 분말에 의해, 절연체층(724A, 724B)으로 되는 25㎛ 정도의 두께를 갖는 세라믹 그린시트를 제작하였다. 이들 세라믹 그린시트를 산화물 자성체층(723A, 723B)으로 되는 그린시트 상에 각각 적층함으로써, 유리 성분을 포함하는 절연체층(724A, 724B)을 형성하였다. 자성체층(1021A, 1021B)을 구비하고, 수정을 무기 충전제로서 함유하는 무붕규산 유리에 의한 비자성층(20)을 구비한 실시예 3의 50개의 시료를 제작하였다. 이들 시료에 대해서 실시예 1의 필터(1001)와 마찬가지로 측정한 외부 전극(25A~25D)의 접착 강도를 도 11에 나타낸다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 최외층으로서 마련된 유리 성분을 포함한 절연체층(724A, 724B)에 의해, 외부 전극(25A~25D)의 접착 강도가 보다 크고, 접착 강 도의 격차는 보다 작아지며, 또한 실장 신뢰성이 우수한 커먼 모드 노이즈 필터(3001)를 얻을 수 있다.
절연체층(724A, 724B)으로서, 920℃ 이하에서 소성 가능하고, 또한 선팽창 계수가 약 80~110×10-7/℃인 유리-수정계, 유리-알루미나계, 유리-감람석계 유전체와 같은 다른 유리 세라믹 등을 이용할 수 있다.
또한, 비자성층(20)에 Zn-Cu 페라이트를 이용한 시료이더라도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다.
(실시예 4)
실시예 4에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터는 도 1~도 3에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터(1001)와 동일한 구조를 갖는다.
실시예 4에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터는, 비자성층(20)에 포함되는 유리 성분과 자성층(21A, 21B)(절연체층(524A, 524B, 624A, 624B))에 포함되는 유리 성분 중 적어도 어느 하나와 동일한 유리 분말을 함유하는 Ag 페이스트를 단면(1001A, 1001B) 상에 도포하여, 외부 전극을 형성하는 기초 전극층(125C, 125D)을 형성한다. 즉, 비자성층(20)에 포함되는 유리 성분은 자성층(21A, 21B)(절연체층(524A, 524B, 624A, 624B)의 유리 성분과 동일해도 된다. 기초 전극층(125C, 125D) 상에는 Ni 도금층(225C, 225D)이 각각 형성되고, Ni 도금층(225C, 225D) 상에는 Sn 도금층(325C, 325D)이 각각 형성된다.
유리 세라믹 재료에 의해 비자성층(20)을 형성하였다. Ag 분말에 5wt%의 무붕규산 유리와 에틸셀룰로오스, α테르피네올, 카르비톨아세테이트 등의 바인더를 혼합ㆍ혼련하여 Ag 페이스트를 제작한다. 그 Ag 페이스트를 단면(1001A, 1001B) 상에 도포하여 기초 전극층(125C, 125D)을 형성하고, 실시예 4에 따른 커먼 모드 노이즈 필터의 실시예 4의 50개의 시료를 제작하였다. 이들 시료에 대해서 실시예 1의 필터(1001)와 마찬가지로 측정한 외부 전극(25A~25D)의 접착 강도를 도 11에 나타낸다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 실시예 4에 따른 커먼 모드 노이즈 필터에서는, 비자성층(20)이나 자성체층(21A, 21B) 중의 유리 성분과 외부 전극(25C, 25D)의 기초 전극층(125C, 125D) 중의 유리 성분에 연속성이 발생하여, 단면(1001A, 1001B)과 외부 전극과의 접착 강도를 더욱 높일 수 있고, 또한 실장 신뢰성이 우수한 커먼 모드 노이즈 필터를 얻을 수 있다.
또한, 기초 전극층(125C, 125D)에 이용되는 Ag 페이스트에 혼합되는 유리 분말의 양이 1wt% 미만에서는 접착 강도를 크게 하는 효과는 작다. 그 양이 5wt%보다 많으면, 기초 전극층(125C, 125D)의 Ni 도금층(225C, 225D)과의 밀착 강도가 저하하기 때문에, 기초 전극층(125C, 125D)의 Ag 페이스트의 유리 분말의 첨가량은 1~5wt%의 범위가 바람직하다. 또한, Ag 페이스트에 Pt, Pd가 함유되어 있더라도, 유리 분말을 Ag 페이스트에 혼합함으로써 마찬가지의 효과가 인정되었다. 바인더의 양은 주로 분말의 비표면적에 의해 결정되어, 단면(1001A, 1001B) 상에 도포하여 마찰이나 늘어뜨림이 없도록 조정하였다.
비자성층(20)에 Zn-Cu 페라이트를 이용하고, 또한, 도 9에 나타내는 실시예 3에 따른 커먼 모드 노이즈 필터(3001)에서도 실시예 4에 따른 Ag 페이스트로 기초 전극층을 형성함으로써 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다.
(실시예 5)
도 10a는 실시예 5에 있어서의 커먼 모드 노이즈 필터(5001)의 단면도이다. 도 10b는 커먼 모드 노이즈 필터(5001)의 확대 단면도이다. 도 10a에서, 도 9에 나타내는 실시예 3에 따른 커먼 모드 노이즈 필터(3001)와 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
커먼 모드 노이즈 필터(5001)에서는, 도 9에 나타내는 커먼 모드 노이즈 필터(3001)의 자성체층(1021A, 1021B) 대신에, 자성체층(2021A, 2021B)을 구비한다. 자성체층(2021A)은 도 9에 나타내는 산화물 자성체층(523A, 523B, 623A, 623B, 723A, 723B) 대신에, 비자성층(20)과 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)보다 폭이 작은 산화물 자성체층(5523A, 5523B, 5623A, 5623B, 5723A, 5723B)을 갖는다. 즉, 단면(5001A, 5001B)에서, 산화물 자성체층(5523A, 5523B, 5623A, 5623B, 5723A, 5723B)의 단면(8523A, 8523B, 8623A, 8623B, 8723A, 8723B)이 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)의 단면(1524A, 1524B, 1624A, 1624B, 1724A, 1724B)보다 우묵하게 들어가 있다.
커먼 모드 노이즈 필터(5001)의 제조 방법을 설명한다.
소성 수축의 변화율이 750℃ 부근에서 최대로 되는 무붕규산 유리 분말을 이 용하여, 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)으로 되는 두께 25㎛의 세라믹 그린시트를 제작한다.
또한, 소성 수축의 변화율이 850℃에서 최대로 되는 Ni-Zn-Cu 페라이트 산화물 자성체 분말을 이용하여, 산화물 자성체층(5523A, 5523B, 5623A, 5623B, 5723A, 5723B)으로 되는 약 100㎛의 두께를 갖는 세라믹 그린시트를 제작한다.
이들 세라믹 그린시트를 적층하여, 실시예 1과 마찬가지로 그린시트 적층체를 제작한다.
이 그린시트 적층체를 평면 코일(22A, 22B)의 재료의 융점 이하인 900℃ 전후의 온도에서 소성하여, 평면 코일(22A, 22B)을 내부에 매설한 적층 소성체를 제작한다. 이 소성에 있어서, 800℃ 이하의 온도에서는 거의 소결하지 않는 산화물 자성체층(5523A, 5523B, 5623A, 5623B, 5723A, 5723B)에 접촉하여 구속된 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)은 면(520A, 520B)과 평행한 방향(5001C)으로 거의 수축하지 않고, 방향(5001C)에 직각인 두께 방향(5001D)으로 수축하여 친밀화한다. 다음에, 온도가 800℃를 초과하여 산화물 자성체층(5523A, 5523B, 5623A, 5623B, 5723A, 5723B)의 소결이 진행한다. 산화물 자성체층(5523A, 5523B, 5623A, 5623B, 5723A, 5723B)의 단면(8523A, 8523B, 8623A, 8623B, 8723A, 8723B)의 주변(7523A, 7523B, 7623A, 7623B, 7723A, 7723B)은 친밀화한 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)에 구속되어, 계면에 있어서 방향(5001C)으로 수축하지 않는다. 두께 방향(5001D)으로 계면으로부터 떨어진 산화물 자성체층(5523A, 5523B, 5623A, 5623B, 5723A, 5723B)의 단면(8523A, 8523B, 8623A, 8623B, 8723A, 8723B)의 중앙(6523A, 6523B, 6623A, 6623B, 6723A, 6723B) 부근은 방향(5001C)으로 수축한다. 그 결과, 유리 성분을 포함하는 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)에 의해 끼워진 산화물 자성체층(5523A, 5523B, 5623A, 5623B, 5723A, 5723B)의 단면(8523A, 8523B, 8623A, 8623B, 8723A, 8723B)이, 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)의 단면(1524A, 1524B, 1624A, 1624B, 1724A, 1724B)으로부터 움푹 들어가, 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)의 단면(1524A, 1524B, 1624A, 1624B, 1724A, 1724B)과 비자성층(20)의 단면(1020)은 산화물 자성체층(5523A, 5523B, 5623A, 5623B, 5723A, 5723B)의 단면(8523A, 8523B, 8623A, 8623B, 8723A, 8723B)으로부터 돌출한다.
절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)의 단면(1524A, 1524B, 1624A, 1624B, 1724A, 1724B)과 비자성층(20)의 단면(1020)이 돌출하는 단면(5001A, 5001B)에 평면 코일(22A, 22B)의 인출 전극(522C, 522D, 622C, 622D)이 노출해 있다. 인출 전극(522C, 522D, 622C, 622D)에 전기적으로 접속되도록 Ag 페이스트를 단면(5001A, 5001B)에 도포하여 기초 전극층(125C, 125D)을 형성하여 외부 전극(25A~25D)을 형성한다. 실시예 5에 따른 커먼 모드 노이즈 필터(5001)의 실시예 5의 50개의 시료를 제작하였다. 이들 시료에 대해서 실시예 1의 필터(1001)와 마찬가지로 측정한 외부 전극(25A~25D)의 접착 강도를 도 11에 나타낸다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 실시예 5의 시료에서는, 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)과 외부 전극(25A~25D)과의 접착 강도가 보다 강고해진다. 따라서, 실시예 3에 따른 실시예 3의 시료보다 접착 강도의 평균값은 증대하고, 격차가 감소하고 있어, 실장 신뢰성이 우수한 커먼 모드 노이즈 필터(5001)를 얻을 수 있다.
비자성층(20)에 Zn-Cu 페라이트를 이용한 시료이더라도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 기초 전극층(125C, 125D)을 형성하는 Ag 페이스트가 비자성층(20) 혹은 절연체층(524A, 524B, 624A, 624B, 724A, 724B)의 유리 성분을 함유하는 시료이더라도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다.
본 발명에 따른 커먼 모드 노이즈 필터는 외부 전극과 절연체층과의 접착 강도를 크게 할 수 있어, 전자기기, 특히 휴대형 전자기기에 이용되는 실장 신뢰성이 요구되는 소형의 커먼 모드 노이즈 필터로서 유용하다.

Claims (13)

  1. 제 1 면과, 상기 제 1 면의 반대쪽의 제 2 면을 갖는 비자성층과,
    상기 비자성층의 상기 제 1 면 상에 마련된 제 1 산화물 자성체층과, 상기 제 1 산화물 자성체층 상에 마련된, 유리 성분을 포함하는 제 1 절연체층을 갖는 제 1 자성층과,
    상기 비자성층의 상기 제 2 면 상에 마련된 제 2 산화물 자성체층과, 상기 제 2 산화물 자성체층 상에 마련된, 유리 성분을 포함하는 제 2 절연체층을 갖는 제 2 자성층과,
    상기 제 1 자성층과 상기 제 2 자성층 사이에 마련되어 상기 비자성층에 접촉하는 제 1 평면 코일과,
    상기 제 1 자성층과 상기 제 2 자성층 사이에 마련되어 상기 비자성층에 접촉하고, 상기 제 1 평면 코일에 대향하는 제 2 평면 코일과,
    상기 제 1 평면 코일과 전기적으로 접속된 제 1 외부 전극과,
    상기 제 2 평면 코일과 전기적으로 접속된 제 2 외부 전극
    을 구비한 커먼 모드 노이즈 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 평면 코일과 상기 제 2 평면 코일은 상기 비자성층 내에 매설된 커먼 모드 노이즈 필터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 평면 코일은 상기 비자성층의 상기 제 1 면 상에 마련되고,
    상기 제 2 평면 코일은 상기 비자성층의 상기 제 2 면 상에 마련된
    커먼 모드 노이즈 필터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 평면 코일과 상기 제 2 평면 코일은 2중 나선 형상으로 형성된 커먼 모드 노이즈 필터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 자성층은 상기 제 1 산화물 자성체층의 단면과 상기 제 1 절연체층의 단면을 포함하는 단면을 갖고,
    상기 제 2 자성층은 상기 제 2 산화물 자성체층의 단면과 상기 제 2 절연체층의 단면을 포함하는 단면을 갖고,
    상기 제 1 외부 전극은 상기 제 1 자성층의 상기 단면 위와 상기 제 2 자성 층의 상기 단면 위에 마련된
    커먼 모드 노이즈 필터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 절연체층의 상기 단면은 상기 제 1 산화물 자성체층의 상기 단면으로부터 돌출하는 커먼 모드 노이즈 필터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 절연체층의 상기 단면은 상기 제 2 산화물 자성체층의 상기 단면으로부터 돌출하는 커먼 모드 노이즈 필터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 전극은 유리 성분을 포함하는 커먼 모드 노이즈 필터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 전극의 상기 유리 성분은 상기 제 1 절연체층의 상기 유리 성분과 동일한 커먼 모드 노이즈 필터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 비자성층은 유리 성분을 함유하는 커먼 모드 노이즈 필터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 전극은 상기 비자성층의 상기 유리 성분과 동일한 유리 성분을 포함하는 커먼 모드 노이즈 필터.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 비자성층의 상기 유리 성분은 상기 제 1 절연체층의 상기 유리 성분과 동일한 커먼 모드 노이즈 필터.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 자성층은 상기 제 1 자성층의 외부에 노출하는 유리 성분을 포함하는 제 3 절연체층을 더 갖고,
    상기 제 2 자성층은 상기 제 2 자성층의 외부에 노출하는 유리 성분을 포함하는 제 4 절연체층를 더 갖는
    커먼 모드 노이즈 필터.
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