JP2015008186A

JP2015008186A - コモンモードノイズフィルタの製造方法

Info

Publication number: JP2015008186A
Application number: JP2013132236A
Authority: JP
Inventors: 陽佐々木; Akira Sasaki
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-15

Abstract

【課題】本発明は、コモンモードノイズの除去機能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の製造方法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の製造方法は、下部積層部１１の上面において絶縁体層１３ａとコイル導体とを積層して、２つのコイル１４、１５が内蔵された積層物１２を形成する工程と、前記２つのコイル１４、１５の巻軸部にレーザを照射して凹部１６を形成する工程と、前記凹部１６に磁性材料を充填して磁性体部１７を形成する工程と、前記積層物１２の上に上部積層部１８を積層する工程とを備え、前記凹部１６は複数回レーザを照射することによって形成するとともに、レーザのパワーをその直前のレーザ照射時のレーザのパワーより弱くするようにし、さらに前記積層物１２最上面に対するレーザ照射位置をその直前のレーザ照射された箇所の外周からはみ出ないようにしたものである。
【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型のコモンモードノイズフィルタの製造方法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の製造方法は、まず、図５（ａ）に示すように、絶縁体層１とコイル導体２を積層して、コイル３、４が内蔵された積層物５を形成し、図５（ｂ）に示すように、積層物５のコイル３、４の巻軸部にレーザを照射して凹部６を形成した後、図５（ｃ）に示すように、凹部６に磁性材料を充填して磁性部７を形成し、その後、図６（ａ）に示すように、積層物５に別の絶縁体層１ａを積層してから焼成し、さらに、図６（ｂ）に示すように、外部電極８を形成するようにしていた。

また、コイル３とコイル４を交差する磁界を磁性部７で強め、コモンモード成分のインピーダンスを大きくして、コモンモードノイズを除去するようにしていた。

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２００６−２２９０１５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、レーザを照射して形成された凹部６は、テーパ状になるため、その下側部分の直径が小さくなり、これにより、磁性部７を通る磁束が少なくなるため、コイル３とコイル４を交差する磁界を強くすることができず、この結果、コモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができないため、コモンモードノイズの除去機能が低下す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、コモンモードノイズの除去機能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、下部積層部を形成する工程と、前記下部積層部の上面において絶縁体層とコイル導体とを積層して、２つのコイルが内蔵された積層物を形成する工程と、前記積層物の２つのコイルの巻軸部にレーザを照射して凹部を形成する工程と、前記凹部に磁性材料を充填して磁性体部を形成する工程と、前記積層物の上に上部積層部を積層する工程とを備え、前記凹部は複数回レーザを照射することによって形成するとともに、レーザのパワーをその直前のレーザ照射時のレーザのパワーより弱くするようにし、さらに前記積層物の最上面に対するレーザ照射位置をその直前のレーザ照射された箇所の外周からはみ出ないようにしたもので、この製造方法によれば、直前のレーザ照射時に形成された凹部の側壁の一部をその後のレーザ照射によって削ることができるため、直前のレーザ照射で形成された凹部の下側部分の直径を大きくすることができ、これにより、磁性体部を通る磁束を増やすことができるため、２つのコイルを交差する磁界を強めることができ、この結果、コモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができるため、コモンモードノイズの除去機能を向上させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、複数回のレーザ照射において、その照射径を略同一にしたもので、この製造方法によれば、削られた後の凹部の下側部分の直径を最も大きくすることができるため、磁性体部を通る磁束をより増やすことができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、複数回のレーザ照射による積層物の最上面に対する照射位置の上面視における中心部を略同一にしたもので、この製造方法によれば、凹部の上面視における中心部に対して対称に凹部の側壁を削ることができるため、磁性体部を通る磁束が磁性体部の中心部に対して対称になり、これにより、２つのコイルを磁界が効率よく交差するようにすることができるため、コモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができ、これにより、コモンモードノイズの除去機能をより向上させることができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタの製造方法は、凹部を複数回レーザを照射することによって形成するとともに、レーザのパワーをその直前のレーザ照射時のレーザのパワーより弱くするようにし、さらに積層物の最上面に対するレーザ照射位置をその直前のレーザ照射された箇所の外周からはみ出ないようにしているため、直前のレーザ照射時に形成された凹部の側壁の一部をその後のレーザ照射によって削ることができ、これにより、直前のレーザ照射で形成された凹部の下側部分の直径を大きくすることができるため、磁性体部を通る磁束を増やすことができ、この結果、２つのコイルを交差する磁界を強めることができるため、コモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができ、コモンモードノイズの除去機能を向上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。

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を示す側面透過図同コモンモードノイズフィルタの製造方法を示す側面透過図同コモンモードノイズフィルタの分解斜視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製造方法を示す側面透過図同コモンモードノイズフィルタの製造方法を示す側面透過図

以下、図１、図２において、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。

なお、図１、図２では、説明を簡単にするために、側面図において、中に内蔵されているコイルが分かるように一部を透過させている。

まず、図１（ａ）に示すように、ガラスセラミック、Ｃｕ−Ｚｎフェライト等からなる非磁性体層１１ａとＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等からなる磁性体層１１ｂを交互に積層して下部積層部１１を形成する。そして、下部積層部１１の上面に積層物１２を積層する。この積層物１２は、絶縁体層１３ａとコイル導体とを積層して形成し、コイル導体によって２つの渦巻状のコイル１４、１５と引出用電極１４ａ、１５ａを構成する。さらに、コイル１４、１５は引出用電極１４ａ、１５ａとビア電極１４ｂ、１５ｂを介してそれぞれ接続され、コイル１４、１５と引出用電極１４ａ、１５ａは積層物１２に内蔵される。なお、絶縁体層１３ａはガラスセラミック、Ｃｕ−Ｚｎフェライト等からなる非磁性材料で構成されている。

次に、図１（ｂ）に示すように、積層物１２の上方から第１のレーザを照射し、コイル１４、１５の巻軸部に凹部１６を形成する。ここで、巻軸部は上面視にてコイル１４、１５の最も内側にある部分よりも内側に位置する部分である。そして、この凹部１６は少なくとも下部積層部１１および積層物１２を貫通しないようにレーザの条件を調整する。

次に、図１（ｃ）に示すように、さらに積層物１２の上方から第２のレーザを凹部１６の内部に向けて照射して、凹部１６の側壁（内壁）１６ａの一部を削る。このとき、第２のレーザの積層物１２最上面に対する照射径を、第１のレーザの積層物１２最上面に対する照射径と略同一、あるいは小さくし、かつ第１のレーザで照射される中心位置と第２のレーザで照射される中心位置を略同一にして、積層物１２最上面に対する第２のレーザの照射位置が第１のレーザの照射された箇所からはみ出ないようにする。また、第１のレーザ照射時のパワーより第２のレーザ照射時のパワーが弱くなるようにする。例えば、第１のレーザのパルス幅を６０〜１００μｓｅｃ、第２のレーザのパルス幅を１０〜３０μｓｅｃとする。なお、第１のレーザと第２のレーザによって積層物１２最上面に形成されるレーザ痕の形状は上面視で円形状である。

次に、図２（ａ）に示すように、凹部１６の内部をＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等からなる磁性材料で充填し、磁性体部１７を形成する。

次に、図２（ｂ）に示すように、積層物１２の上面に、ガラスセラミック、Ｃｕ−Ｚｎフェライト等からなる非磁性体層１１ａとＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等からなる磁性体層１１ｂを交互に積層して上部積層部１８を形成し、本体部１９を構成する。また、下部積層部１１および上部積層部１８の磁性体層１１ｂと磁性体部１７とが接触するようにする。その後、この本体部１９を所定の温度で焼成する。

最後に、図２（ｃ）に示すように、本体部１９の端部に銀を印刷して、コイル１４、１５、引出用電極１４ａ、１５ａと接続する外部電極２０を形成する。

なお、必要に応じて、この後に、外部電極２０の表面にＮｉ、Ｓｎからなるめっき層を形成する。

そして、図３、図４に完成後のコモンモードノイズフィルタを示す。

なお、コイル導体で構成されるものは、渦巻状のコイル１４、１５と引出用電極１４ａ、１５ａをビア電極１４ｂ、１５ｂを介してそれぞれ接続された構成に限定されるものではなく、例えば、引出用電極１４ａ、１５ａを渦巻状のコイルとしたものであってもよい。

また、下部積層部１１および上部積層部１８は、非磁性体層１１ａを形成せずに磁性体層１１ｂのみで構成、あるいは磁性体層１１ｂを形成せずに非磁性体層１１ａのみで構成してもよい。しかし、積層物１２を構成する絶縁体層１３ａと磁性体層１１ｂの焼成時の収縮率が大きく異なる場合、クラックの発生を防止するために、下部積層部１１および上部積層部１８を磁性体層１１ｂと非磁性体層１１ａの両方で構成し、絶縁体層１３ａと非磁性体層１１ａを同一材料で構成して両者間の収縮率の違いを吸収するのが好ましい。さらに、磁性体層１１ｂと引出用電極１４ａ、１５ａとを接触させてもよい。

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の製造方法においては、凹部１６をレーザを２回照射することによって形成するとともに、第２のレーザのパワーをその直前にする第１のレーザ照射の際のレーザのパワーより弱くするようにし、さらに積層物１２最上面に対する第２のレーザの照射位置を第１のレーザが照射された箇所の外周からはみ出ないようにしているため、第１のレーザ照射時に形成された凹部１６の側壁１６ａの一部を第２のレーザ照射によって削ることができ、これにより、第１のレーザ照射で形成された凹部１６の下側部分の直径が小さくなっても、第２のレーザの照射によって少なくともこの下側部分の直径を大きくすることができるため、磁性体部１７を通る磁束を増やすことができ、この結果、２つのコイル１４、１５を交差する磁界を強めることができるため、コモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができ、コモンモードノイズの除去機能を向上させることができるという効果が得られるものである。

すなわち、第２のレーザは、第１のレーザによって形成された凹部１６の側壁１６ａに直接届くため、第２のレーザによって凹部１６の側壁１６ａの一部を削ることが可能になる。

また、第１のレーザと第２のレーザの積層物１２最上面に対する照射径を略同一にし、積層物１２最上面に対する第２のレーザの照射位置と第１のレーザ照射の位置を略同一にすれば、第２のレーザの照射によって削られた後の凹部１６の下側部分の直径を最も大きくすることができるため、磁性体部１７を通る磁束をより増やすことができる。

さらに、積層物１２最上面に対する第２のレーザの照射位置の中心部と第１のレーザの照射位置の中心部を上面視にて略同一にすれば、凹部１６の上面視における中心部に対して対称に凹部１６の側壁１６ａを削ることができるため、磁性体部１７を通る磁束が磁性体部１７の中心部に対して対称になり、これにより、２つのコイルを磁界が効率よく交差するようにすることができるため、コモンモード成分のインピーダンスを大きくすることができ、これにより、コモンモードノイズの除去機能をより向上させることができる。

一方、第２のレーザのパワーが第１のレーザのパワーより同じか強い場合、第２のレーザの照射によって削られた凹部１６が下部積層部１１の下面まで貫通する可能性があり、このとき、磁性体部１７と下部積層部１１との界面から水分などが浸入するため、好ましくない。また、凹部１６をパンチングで形成すると下部積層部１１の下面まで貫通するため、同様の理由で好ましくない。さらに、第２のレーザのパワーが第１のレーザのパワーより同じか強い場合では、凹部１６が下部積層部１１の途中で止まる可能性もあるが、下部積層部１１を構成する複数の非磁性体層１１ａに凹部１６が形成されてしまうと、収縮率の違いを吸収できず、クラックの発生を防止することができない。

ここで、先に積層物１２を形成し、凹部１６を積層物１２の下面まで貫通させて磁性体部１７を形成し、その後、別途形成した下部積層部１１、上部積層部１８と積層物１２を積層することも考えられるが、本発明のように、下部積層部１１、積層物１２を一体的に積層した方が、下部積層部１１と積層物１２を積層する工程が不要となるため、効率がよい。

さらに、コモンモードノイズフィルタが小型化した場合、コイル１４、１５の内側に位置する部分の面積も小さくなるため、凹部１６をコイル１４、１５と接することがない程度にできるだけその径を大きくしなければ、磁性体部１７を通る磁束が小さくなってしまう。したがって、第２のレーザ照射位置が第１のレーザ照射された箇所の外周からはみ出てしまえば、凹部１６がコイル１４、１５に接してしまい、直流抵抗値等の所定の特性を得ることはできない。

そしてまた、レーザの強さと回数を予め設定しておけば、対象物を動かすことなくそのままの状態で凹部１６を形成できるため効率的である。

なお、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おいては、レーザの照射回数を２回としたが、３回以上であってもよい。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタの製造方法は、コモンモードノイズの除去機能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下部積層部
１２積層物
１３ａ絶縁体層
１４、１５コイル
１６凹部
１７磁性体部
１８上部積層部

Claims

下部積層部を形成する工程と、前記下部積層部の上面において絶縁体層とコイル導体とを積層して、２つのコイルが内蔵された積層物を形成する工程と、前記積層物の２つのコイルの巻軸部にレーザを照射して凹部を形成する工程と、前記凹部に磁性材料を充填して磁性体部を形成する工程と、前記積層物の上に上部積層部を積層する工程とを備え、前記凹部は複数回レーザを照射することによって形成するとともに、レーザのパワーをその直前のレーザ照射時のレーザのパワーより弱くするようにし、さらに前記積層物の最上面に対するレーザ照射位置をその直前のレーザ照射された箇所の外周からはみ出ないようにしたコモンモードノイズフィルタの製造方法。
複数回のレーザ照射において、積層物の最上面に対する照射径を略同一にした請求項１記載のコモンモードノイズフィルタの製造方法。
複数回のレーザ照射による積層物の最上面に対する照射位置の上面視における中心部を略同一にした請求項１記載のコモンモードノイズフィルタの製造方法。