コモンモードノイズフィルタおよびその製造方法
【課題】高周波特性に極めて優れ、かつ歩留まりが良好なコモンモードノイズフィルタおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、ガラスと無機フィラーとを含み内部に複数の気孔を有した第一の絶縁層１１ａと、この第一の絶縁層１１ａの表裏面に対向配置された一対のコイル導体１２と、この一対のコイル導体１２が配置された第一の絶縁層１１ａの上方および下方に配置された酸化物磁性体層１５と、を少なくとも有したコモンモードノイズフィルタにおいて、前記一対のコイル導体１２が配置された第一の絶縁層１１ａと前記酸化物磁性体層１５との間にガラスと無機フィラーを含み内部に複数の気孔を有した第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを配置した構成とする。
【解決手段】本発明は、ガラスと無機フィラーとを含み内部に複数の気孔を有した第一の絶縁層１１ａと、この第一の絶縁層１１ａの表裏面に対向配置された一対のコイル導体１２と、この一対のコイル導体１２が配置された第一の絶縁層１１ａの上方および下方に配置された酸化物磁性体層１５と、を少なくとも有したコモンモードノイズフィルタにおいて、前記一対のコイル導体１２が配置された第一の絶縁層１１ａと前記酸化物磁性体層１５との間にガラスと無機フィラーを含み内部に複数の気孔を有した第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを配置した構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体基板間に一対のコイル導体を配したコモンモードノイズフィルタおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの高速インターフェースのさらなる高速化にともない放射ノイズ対策が問題となっている。そこで、この放射ノイズの原因となるといわれているコモンモードノイズを除去するため、高周波対応可能なコモンモードノイズフィルタが望まれている。
【０００３】
このコモンモードノイズフィルタは２本のコイルを同じ向きに巻いたものである。通常、電流をコイルに流すと磁場が発生し、自己誘導作用によりブレーキ効果が起こる。
【０００４】
コモンモードノイズフィルタは、２本のコイルで構成されており、両者の相互作用を利用してコモンモードノイズ電流の通過を阻止する。具体的には、２本のコイルにディファレンシャルモードの信号電流を流すと、往路と復路の電流は逆方向となるため磁束は相殺されて信号電流はスムーズに流れる。一方、コモンモードノイズ電流は同方向に流れるため、コイルに発生する磁束は合成されて強め合う。その結果、自己誘導作用による起電力により、より強いブレーキ作用が働き、コモンモードノイズ電流の通過を阻止することができる。
【０００５】
このようなコモンモードノイズフィルタとしては、一対の酸化物磁性体層間に複数のコイル用導体パターンと絶縁層を積層し、これらを一体化した構造が通例である（特許文献１）。上記一対の酸化物磁性体層としてはＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトを、また、酸化物磁性体層間に配される絶縁層としてはＣｕ−Ｚｎ系フェライトやＺｎ系フェライトを用いたものが、広く知られている。
【０００６】
このような構造の電子部品においては、２本のコイルを近づけることによりコイルに発生する磁束を合成し、強め合うことでより強いブレーキ作用を働かせ、コモンモードノイズフィルタとしての機能をより良好に発揮させたい。しかしながら、２本のコイルを近づけるとコイル間の浮遊容量が高くなってしまうため、共振現象が発生し、高周波信号電流の通過が阻害されてしまう。
【０００７】
そこで、近年の高周波化に伴い、絶縁層としてガラス系材料が用いられるようになってきている。一般的に、フェライト材料が比誘電率１０〜１５程度であるのに対し、低誘電率のシリカ系フィラーを添加したガラス系材料では、４〜６程度の比誘電率を示すため、コイル間の浮遊容量を好適に低減でき、結果、従来の非磁性フェライト材料を絶縁層に用いたものよりも、特性良好なノイズフィルタを得ることができる（特許文献２）。
【０００８】
さらに、高周波特性の良好な電子部品を得るために、誘電率の低い気孔内在材料を用いたセラミック電子部品とその製造方法が知られている（特許文献３）。
【０００９】
従って、対向する一対のコイル導体間に、ガラス系材料からなり内部に複数の気孔が設けられている絶縁層を配置した構成とすることで、コイル間の浮遊容量を顕著に低減でき、その結果、高周波特性の極めて優れたコモンモードノイズフィルタとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１２４０２８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３５４９４号公報
【特許文献３】特開平１１−０６７５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、酸化物磁性体層としてＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトを用い、磁性体層間を上記構成とした場合、酸化物磁性体層、絶縁層およびコイル導体の各々が全く異なる材料からなるため、クラックやデラミネーションといった構造欠陥を生じることなく、一体同時焼成することが困難となる。さらに、焼成条件等を適切に見極めることで同時焼成による一体化を可能としたとしても、その後、積層体に印刷形成した外部端子電極の焼付け等、焼成後の熱処理工程において、コイル導体間の絶縁層にクラックを生じてしまう。
【００１２】
本発明は、酸化物磁性体層、絶縁層およびコイル導体を一体同時焼成するコモンモードノイズフィルタにおいて、高周波特性に極めて優れ、さらに積層体焼成後の熱処理工程でのコイル導体間の絶縁層に発生するクラックを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そして上記目的を達成するために本発明は、ガラスと無機フィラーとを含み内部に複数の気孔を有した第一の絶縁層と、この第一の絶縁層の表裏面に対向配置された一対のコイル導体と、この一対のコイル導体が配置された第一の絶縁層の上方および下方に配置された酸化物磁性体層と、を少なくとも有したコモンモードノイズフィルタにおいて、前記一対のコイル導体が配置された第一の絶縁層と前記酸化物磁性体層との間にガラスと無機フィラーを含み内部に複数の気孔を有した第二の絶縁層を配置する構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明のコモンモードノイズフィルタは、積層体焼成後の外部端子電極焼付け時にもクラック等の構造欠陥を生じることなく、高い歩留まりで極めて優れた高周波特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの構成を示した分解斜視図
【図２】本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの斜視図
【図３】本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの図２のＡ−Ａ線における断面図
【図４】本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの製造工程図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のコモンモードノイズフィルタのコイル導体間に配置する第１の絶縁層に発生するクラックを抑制し得る要因と、全請求項に記載の発明について一実施例と図面を用いて説明する。
【００１７】
まず初めに本発明のコモンモードノイズフィルタの第一の絶縁層１１ａに用いるガラスとしては、例えば熱膨張係数が３〜６ｐｐｍ／Ｋ程度のホウ珪酸ガラスがある。さらにコイル導体１２を形成する金属としてはＡｇやＣｕがあげられ、熱膨張係数は、それぞれ１９ｐｐｍ／Ｋ程度、１７ｐｐｍ／Ｋ程度とホウ珪酸ガラスの３〜６ｐｐｍ／Ｋとは大きく異なる。さらに第一の絶縁層１１ａは内部に複数の気孔を有するため強度が低く、第一の絶縁層１１ａの両主面に対向配置された一対のコイル導体１２の表裏面を従来のように、例えばフェライトのような実質的に気孔を含まない層とした場合、強度の低い第一の絶縁層１１ａに熱応力が集中しクラックが生じるものと考えられる。
【００１８】
本発明は第一の絶縁層１１ａの両主面に対向配置された一対のコイル導体１２の上下面の層として内部に複数の気孔が設けられた第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成することで、コイル導体１２を介して隣接する第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃに熱応力が分散分布し、第一の絶縁層１１ａへの応力集中が緩和され、クラックの発生を抑制し得たものと思われる。
【実施例】
【００１９】
図１は本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの構成を示した分解斜視図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図であり、図３は図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【００２０】
図１〜図３において、本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタは、ホウ珪酸ガラスと無機フィラーからなる第一の絶縁層１１ａと、この第一の絶縁層１１ａの表裏面に夫々配置された一対のコイル導体１２と、さらにこの一対のコイル導体１２が配置された第一の絶縁層１１ａの表裏面に夫々配置された第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと、この第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを挟み込むように酸化物磁性体層１５およびガラス成分を含む絶縁層１６とを有し、さらに一対のコイル導体１２と電気的に接続する引出電極１３と、コイル導体１２と引出電極１３を繋ぐビア電極１４と、コイル導体１２および引出電極１３に接続する外部端子電極１７とを有している。第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃは、酸化物磁性体層１５とは異なり実質的に磁性を有さない非磁性の層である。
【００２１】
酸化物磁性体層１５はＦｅ2Ｏ3をベースとしたフェライトなどの磁性材料により構成されている。なお、本発明の一実施例においては、酸化物磁性体層１５を３層とし、この酸化物磁性体層１５の間にガラス成分を含む絶縁層１６を介した構成とすることによって、外部端子電極１７との接着強度を高めるとともに、第一の絶縁層１１ａとは異なる材料からなる酸化物磁性体層１５の焼成収縮挙動を第一の絶縁層１１ａにより近づけ、一体同時焼成に、より有利な構成としている。なお、酸化物磁性体層１５の層数は２層でも良いし、ガラス成分を含む絶縁層１６を介していなくても良い。
【００２２】
一対のコイル導体１２は、Ａｇなどの導電材料を渦巻き状にめっきすることにより形成されるもので、第一の絶縁層１１ａの表裏面に設けられており、第二の絶縁層１１ｂの上方および１１ｃの下方に形成された引出電極１３とビア電極１４を介して電気的に接続されている。
【００２３】
なお、一対のコイル導体１２の形状は、渦巻き状に限られるものではなく、螺旋状、蛇行状等の他の形状であっても構わない。また、一対のコイル導体１２の形成方法は、めっきに限定されるものではなく、その他の印刷や蒸着等の方法で形成することも可能である。
【００２４】
第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの内部には気孔が設けられており、これによって第一の絶縁層１１ａの実効誘電率を低くすることができるとともに、焼成後の熱処理工程において、第一の絶縁層１１ａへの応力集中を緩和し、コイル導体１２近傍でのクラックの発生を抑制し得る。
【００２５】
好ましくは、第一の絶縁層１１ａ、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ内部の気孔率を５〜４０ｖｏｌ％とすることで、材料強度を保ちつつ好適に低誘電率化が図れる。
【００２６】
なお、この気孔を有した第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの気孔形成手法としては、原材料であるガラス粉末および無機フィラー粉末と、焼成温度域で熱分解してガスを発生するような無機発泡剤とを混合することが望ましい。
【００２７】
一般的には、ガラスやセラミックス内部への気孔形成手法としては、焼成消失粒子（ポリエチレン等の樹脂粒子）や中空粒子を原料粉末へ添加する手法が広く用いられている（例えば上記特許文献３）。
【００２８】
しかしながら、樹脂粒子を焼成消失粒子として用いた気孔形成手法では、樹脂粒子が概ね５００℃までに消失するため、気孔率を確保しようとすると連通開気孔を生成し易く、吸湿等による信頼性劣化を生じ易い。この連通開気孔を生じないよう、焼結を進めると気孔率が低くなってしまう。
【００２９】
また、中空粒子を利用した気孔形成手法では、原理上開気孔は形成されないため、電極材が絶縁層の気孔内部に入り込んで食いつくことがなく、コイル電極との密着を確保しづらい上に、一般には高価な中空粒子を用いるため、製造コストが高くならざるを得ない。
【００３０】
上述の無機発泡剤を添加する手法では、焼成温度域で、ある程度焼成収縮が進行し、ガラス融液がフィラーおよび無機発泡剤を濡らした後に、発泡剤が熱分解し気体を発生することで、発生した気体がガラス内部に好適にトラップされる。それゆえ、独立閉気孔を高密度に生成させることができ、高い気孔率を得やすい上に、独立開気孔も形成されるため、コイル電極との密着を確保し易い。
【００３１】
なお、ここでいう開気孔とは、その一部が当該ガラス系材料外部と通じている気孔を指し、閉気孔とは当該ガラス系材料内部にあって、当該ガラス系材料外部と通じていない気孔を指す。また、連通気孔とは複数の気孔が連なった形態を有する気孔を指し、独立気孔とは当該ガラス系材料内部に単独で存在する気孔を指す。無機発泡剤としては、ＣａＣＯ3またはＳｒＣＯ3が特に好適に用いられる。
【００３２】
この無機発泡剤としては、ＣａＣＯ3またはＳｒＣＯ3が望ましいが、ＣａＣＯ3とＳｒＣＯ3を混合して用いてもかまわず、６００℃から１０００℃で分解するものであれば、各種炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩などが使用可能であり、例えば、ＢａＣＯ3、Ａｌ2（ＳＯ4）3、Ｃｅ2（ＳＯ4）3などがあげられる。そして、上記発泡剤の分解完了温度は６００℃から１０００℃、より好ましくは７００℃から１０００℃のものが好適に使用できる。分解完了温度がこの範囲内であれば、昇温過程で発生したガスが第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ内部に好適にトラップされる。
【００３３】
ここで、分解完了温度とは、発泡剤として用いる原料粉末のＴＧ−ＤＴＡ測定（（株）リガク製 ＴＧ８１２０にて測定）を行い、そのＴＧチャートにおいて減量の完了する温度である。
【００３４】
なお、無機発泡剤の添加量は１〜４ｗｔ％が望ましく、５ｗｔ％以下であれば、気孔同士の繋がった、連通開気孔がほとんど生成しないため、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの吸水率を０．５％以下とすることができる。これにより、樹脂含浸等の特殊な処理を施さずとも、十分な絶縁信頼性が確保できる。
【００３５】
そして、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃで用いられるホウ珪酸ガラスのガラス組成は、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3に加え、Ａｌ2Ｏ3、アルカリ金属酸化物より選ばれるいずれか１種類以上を含有する材料からなることが望ましい。また、環境への悪影響を考慮し、ＰｂＯは実質的に含まないことが望ましい。
【００３６】
さらに、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃで用いられるホウ珪酸ガラスのガラス屈服点は５５０℃以上、７５０℃以下が望ましい。なぜなら、５５０℃未満の場合、焼成時の変形が著しく、また、耐薬品性が劣るためめっき等のプロセスで問題が生じるからである。また、７５０℃を越えた場合、コイル導体１２と同時焼成可能な温度域での緻密化が不十分となるからである。
【００３７】
ここで、ガラス屈服点とは、ガラスの棒状サンプルを用い、ＴＭＡ測定（（株）リガク製 ＴＭＡ８３１０にて測定）を行った際の膨張から収縮に転じる温度である。
【００３８】
また、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃで用いられる無機フィラーとしては、焼成時にホウ珪酸ガラスとの反応を起こしにくいものであれば、アルミナ、ディオプサイド、ムライト、コージェライト、シリカ等、種々のものを用いることができるが、特に誘電率の低いコージェライトやシリカを用いることで一対のコイル導体１２間に配置される第一の絶縁層１１ａおよび、コイル導体１２と引出電極１３との間に配置される第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの誘電率を効果的に下げることができるため望ましい。
【００３９】
なお、本実施例におけるコモンモードノイズフィルタにおいては図示していないが、第二の絶縁層１１ｂと酸化物磁性体層１５、第二の絶縁層１１ｃと酸化物磁性体層１５の間には、ガラス成分を含む絶縁層１６が介装されることがより望ましい。これはＡｇとの同時焼成可能な温度域では焼結性にやや難がある酸化物磁性体層１５と引出電極１３が直接接することのない構成とした方が、吸湿等に対する信頼性をより高めることができるからである。
【００４０】
そして、上記した構成部品を一体化することにより積層体が構成され、かつこの積層体の両側部に、Ａｇからなる４つの外部端子電極１７が設けられる。この外部端子電極１７は一対のコイル導体１２と、引出電極１３の各一端部とそれぞれ接続されるように形成される。なお、外部端子電極１７の表面には、電極の腐食を抑制するためニッケルめっき層、スズめっき層が施されることが望ましい。
【００４１】
次に、本実施例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図４を用いて具体的に説明する。
【００４２】
まず、第一の絶縁層１１ａを構成する第一の絶縁シートとしてホウ珪酸ガラス粉末６３ｗｔ％とＳｒＣＯ3粉末４ｗｔ％と無機フィラー３３ｗｔ％とを配合、混合して混合粉末を得る。その後有機バインダとしてＰＶＢ（ブチラール樹脂）及びアクリル樹脂、可塑剤ＢＢＰ（フタル酸ベンジルブチル）とを混合、分散しスラリーを作製する。
【００４３】
次にこのスラリーをドクターブレード法にてＰＥＴフィルム上に塗布することによって第一の絶縁シートを成形した。また、第一の絶縁シートと同様に、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを構成する第二の絶縁シートは、ホウ珪酸ガラス粉末６３ｗｔ％とＳｒＣＯ3粉末４ｗｔ％と無機フィラー３３ｗｔ％を、酸化物磁性体層１５を構成する酸化物磁性体シートはフェライト材料１００ｗｔ％、ガラス成分を含む絶縁層１６を構成するガラス成分を含む絶縁シートはホウ珪酸ガラス粉末６９ｗｔ％と無機フィラー３１ｗｔ％を、出発原料とし、第一の絶縁シートと同様にグリーンシートを成形した。
【００４４】
なお、本発明の一実施例では上述のように第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを同一の材料としたが、これらが異なる材料であっても、第一の絶縁層１１ａと同様に第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃも複数の気孔を有した層であれば本発明の効果を奏することができる。
【００４５】
次に第一の絶縁シートおよび第二の絶縁シートの所定位置にビアホールを形成し、Ａｇ粉末とガラスフリットからなるビア電極用ペーストを充填した。
【００４６】
次に一対のコイル導体１２、引出電極１３の形成方法としては、別途用意したベース板（図示せず）に所定パターン形状でめっきによりＡｇからなるコイル導体１２、引出電極１３を形成し、第一の絶縁シートまたは第二の絶縁シートの所定のシートに転写することにより形成した。
【００４７】
なお、これらのシートの作製方法は上記の如きシート成形に限ったものではなく、ペースト印刷により各層を構成しても良く、また、一対のコイル導体１２、引出電極１３およびビア電極１４の形成方法は特に限定されない。
【００４８】
その後、Ａｇ転写したシートを含む各シートを順次積層してシート積層体とし、このシート積層体を所望のサイズに切断して個片の積層体を得た。通常、コモンモードノイズフィルタのようなチップ部品は５０ｍｍ角以上のシート積層体を約１〜２ｍｍ角程度に切断して積層体を得る。
【００４９】
次に、上記積層体を所定の温度、時間で焼成して焼結を進めるとともに、無機発泡剤からガスを発生させて焼成体を得た。このとき、無機発泡剤を含む第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの原材料に混合された無機発泡剤であるＳｒＣＯ3粉末が熱分解し、積層体内部で炭酸ガスを発生するため、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃには複数の気孔が形成されるとともに、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃにはＳｒ元素が残存する。なお、無機発泡剤としてＣａＣＯ3を用いた場合には、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ内部に複数の気孔が形成されるとともにＣａ元素が残存する。
【００５０】
次に、後述する外部端子電極塗布時の品質を確保するため、バレル研磨を行う。具体的には、約１万個の焼成体を、直径２ｍｍのメディアとＳｉＣ研磨剤と純水とを遊星ミル内に投入し、１５０ｒｐｍで１０分間回転させる。これにより、焼成体表面の凹凸を取り除くとともに、角部の面取りを行い、外部端子電極１７が良好に塗布できるようになる。
【００５１】
次に、バレル研磨後の焼成体の両側面に、コイル導体１２あるいは引出電極１３と電気的に接続されるようにＡｇ粉末とガラスフリットを含む外部端子電極ペーストを塗布し、その後７００℃で焼付け熱処理して外部端子電極１７を形成した。
【００５２】
なお、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃは内部に独立閉気孔のみを包含し、連通開気孔がほとんど生成しないため、樹脂含浸等の後処理を施さずとも、十分な絶縁信頼性を確保できるものではあるが、更に高い信頼性を確保するために、外部端子電極１７形成後の焼成体をフッ素系シランカップリング剤等に浸漬し、表面の開気孔内に樹脂を含浸させても良い。
【００５３】
最後に外部端子電極１７の表面にめっき法によってニッケルめっき層、スズめっき層を形成してコモンモードノイズフィルタを形成した。
【００５４】
（表１）は、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５との間にガラス成分を含む絶縁層１６（図示せず）を設け、これらの層の厚みを変えて試料を作製したものについて、第一の絶縁層１１ａにおけるクラック発生の有無を確認した結果をまとめたものである。この第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとガラス成分を含む絶縁層１６との厚みの合計は２５μｍと一定とし、第一の絶縁層１１ａの厚みを２５μｍとした。各試料は外部端子電極１７形成後の焼成体約１万個から５０個の試料を無作為に抽出し、各試料の四側面部を拡大鏡下で観察し、うち少なくとも一側面にクラックが確認できたものをＮＧとした。
【００５５】
また、焼成後に第一の絶縁層１１ａと、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと、ガラス成分を含む絶縁層１６とは各々が焼結し一体化されるため、ＳＥＭ観察をしても各々の層の境界を確認しにくい場合がある。本実施例では各々の層の境界を以下のように定義した。第一の絶縁層１１ａと、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとの境界は、一対のコイル導体１２の片側のコイルを積層方向に２等分した点を通り、素体の上面または下面とおおむね平行な線分とし、同様に第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとガラス成分を含む絶縁層１６との境界には引出電極１３を設けたことで境界を定義することとした。具体的には引出電極１３を積層方向に２等分した点を通り、素体の上面または下面とおおむね平行な線分とする。また、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを有さない試料番号１の場合は、ガラス成分を含む絶縁層１６と、酸化物磁性体層１５との間に引出電極１３を設けることとし、ガラス成分を含む絶縁層１６を設けない試料番号６の場合は第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５との間に引出電極１３を設けることで、各々の層の境界を定義した。
【００５６】
なお、評価に供した試料における第一の絶縁層１１ａ、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの気孔率はいずれも１２％であった。
【００５７】
【表１】
【００５８】
（表１）の如く、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成せず、ガラス成分を含む絶縁層１６の厚みを２５μｍとした焼成体に外部端子電極１７を焼付けた試料番号１のクラック発生率は、４１／５０と８０％以上であった。それに対し、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを３μｍ形成した試料番号２はクラックの発生率が５／５０とその発生率は１０％となり劇的にクラックの発生を抑制していることがわかる。さらに試料番号３〜６のように第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの厚みを５μｍ以上とすることでクラック発生率は０／５０と顕著に低くなっていることがわかる。
【００５９】
また、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成せずにガラス成分を含む絶縁層１６の厚みを２５μｍとし、引出電極１３の位置を、第一の絶縁層１１ａから３μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２５μｍとし、引出電極１３の位置によるクラックの発生率の変化も検討したがクラックの発生率を抑制するような効果は得られなかった。
【００６０】
従って、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを設けることで、外部端子電極ペースト焼付け熱処理後のクラック発生率を劇的に抑制することができ、さらには第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの厚みを５μｍ以上とすることでより顕著にその効果を発揮することができる。
【００６１】
以上より、本発明の実施例においては、一対のコイル導体１２間の第一の絶縁層１１ａを、内部に複数の気孔が設けられたガラス系材料で構成しているため、一対のコイル導体１２間に発生する浮遊容量を極めて低く抑えることができ、さらには第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを配することで、外部電極焼付け熱処理後のクラック等の構造欠陥を生じることなく、高周波特性の極めて優れたコモンモードノイズフィルタを、高い歩留まりで得ることができるという効果が得られるものである。
【００６２】
なお、上記本実施例におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、一対のコイル導体１２を設けたものについて説明したが、一対のコイル導体１２の個数は２個に限ったものではなく、対向する対のコイル導体１２を複数形成して、アレイタイプとしてもよいものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、一対のコイル導体近傍の第一の絶縁層内部におけるクラックの発生を防止することができるため、高周波帯域での使用が可能なコモンモードノイズフィルタを高い歩留まりで得ることができ、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策等として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１１ａ 第一の絶縁層
１１ｂ、１１ｃ 第二の絶縁層
１２ コイル導体
１３ 引出電極
１４ ビア電極
１５ 酸化物磁性体層
１６ ガラス成分を含む絶縁層
１７ 外部端子電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体基板間に一対のコイル導体を配したコモンモードノイズフィルタおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの高速インターフェースのさらなる高速化にともない放射ノイズ対策が問題となっている。そこで、この放射ノイズの原因となるといわれているコモンモードノイズを除去するため、高周波対応可能なコモンモードノイズフィルタが望まれている。
【０００３】
このコモンモードノイズフィルタは２本のコイルを同じ向きに巻いたものである。通常、電流をコイルに流すと磁場が発生し、自己誘導作用によりブレーキ効果が起こる。
【０００４】
コモンモードノイズフィルタは、２本のコイルで構成されており、両者の相互作用を利用してコモンモードノイズ電流の通過を阻止する。具体的には、２本のコイルにディファレンシャルモードの信号電流を流すと、往路と復路の電流は逆方向となるため磁束は相殺されて信号電流はスムーズに流れる。一方、コモンモードノイズ電流は同方向に流れるため、コイルに発生する磁束は合成されて強め合う。その結果、自己誘導作用による起電力により、より強いブレーキ作用が働き、コモンモードノイズ電流の通過を阻止することができる。
【０００５】
このようなコモンモードノイズフィルタとしては、一対の酸化物磁性体層間に複数のコイル用導体パターンと絶縁層を積層し、これらを一体化した構造が通例である（特許文献１）。上記一対の酸化物磁性体層としてはＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトを、また、酸化物磁性体層間に配される絶縁層としてはＣｕ−Ｚｎ系フェライトやＺｎ系フェライトを用いたものが、広く知られている。
【０００６】
このような構造の電子部品においては、２本のコイルを近づけることによりコイルに発生する磁束を合成し、強め合うことでより強いブレーキ作用を働かせ、コモンモードノイズフィルタとしての機能をより良好に発揮させたい。しかしながら、２本のコイルを近づけるとコイル間の浮遊容量が高くなってしまうため、共振現象が発生し、高周波信号電流の通過が阻害されてしまう。
【０００７】
そこで、近年の高周波化に伴い、絶縁層としてガラス系材料が用いられるようになってきている。一般的に、フェライト材料が比誘電率１０〜１５程度であるのに対し、低誘電率のシリカ系フィラーを添加したガラス系材料では、４〜６程度の比誘電率を示すため、コイル間の浮遊容量を好適に低減でき、結果、従来の非磁性フェライト材料を絶縁層に用いたものよりも、特性良好なノイズフィルタを得ることができる（特許文献２）。
【０００８】
さらに、高周波特性の良好な電子部品を得るために、誘電率の低い気孔内在材料を用いたセラミック電子部品とその製造方法が知られている（特許文献３）。
【０００９】
従って、対向する一対のコイル導体間に、ガラス系材料からなり内部に複数の気孔が設けられている絶縁層を配置した構成とすることで、コイル間の浮遊容量を顕著に低減でき、その結果、高周波特性の極めて優れたコモンモードノイズフィルタとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１２４０２８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３５４９４号公報
【特許文献３】特開平１１−０６７５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、酸化物磁性体層としてＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトを用い、磁性体層間を上記構成とした場合、酸化物磁性体層、絶縁層およびコイル導体の各々が全く異なる材料からなるため、クラックやデラミネーションといった構造欠陥を生じることなく、一体同時焼成することが困難となる。さらに、焼成条件等を適切に見極めることで同時焼成による一体化を可能としたとしても、その後、積層体に印刷形成した外部端子電極の焼付け等、焼成後の熱処理工程において、コイル導体間の絶縁層にクラックを生じてしまう。
【００１２】
本発明は、酸化物磁性体層、絶縁層およびコイル導体を一体同時焼成するコモンモードノイズフィルタにおいて、高周波特性に極めて優れ、さらに積層体焼成後の熱処理工程でのコイル導体間の絶縁層に発生するクラックを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そして上記目的を達成するために本発明は、ガラスと無機フィラーとを含み内部に複数の気孔を有した第一の絶縁層と、この第一の絶縁層の表裏面に対向配置された一対のコイル導体と、この一対のコイル導体が配置された第一の絶縁層の上方および下方に配置された酸化物磁性体層と、を少なくとも有したコモンモードノイズフィルタにおいて、前記一対のコイル導体が配置された第一の絶縁層と前記酸化物磁性体層との間にガラスと無機フィラーを含み内部に複数の気孔を有した第二の絶縁層を配置する構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明のコモンモードノイズフィルタは、積層体焼成後の外部端子電極焼付け時にもクラック等の構造欠陥を生じることなく、高い歩留まりで極めて優れた高周波特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの構成を示した分解斜視図
【図２】本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの斜視図
【図３】本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの図２のＡ−Ａ線における断面図
【図４】本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの製造工程図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のコモンモードノイズフィルタのコイル導体間に配置する第１の絶縁層に発生するクラックを抑制し得る要因と、全請求項に記載の発明について一実施例と図面を用いて説明する。
【００１７】
まず初めに本発明のコモンモードノイズフィルタの第一の絶縁層１１ａに用いるガラスとしては、例えば熱膨張係数が３〜６ｐｐｍ／Ｋ程度のホウ珪酸ガラスがある。さらにコイル導体１２を形成する金属としてはＡｇやＣｕがあげられ、熱膨張係数は、それぞれ１９ｐｐｍ／Ｋ程度、１７ｐｐｍ／Ｋ程度とホウ珪酸ガラスの３〜６ｐｐｍ／Ｋとは大きく異なる。さらに第一の絶縁層１１ａは内部に複数の気孔を有するため強度が低く、第一の絶縁層１１ａの両主面に対向配置された一対のコイル導体１２の表裏面を従来のように、例えばフェライトのような実質的に気孔を含まない層とした場合、強度の低い第一の絶縁層１１ａに熱応力が集中しクラックが生じるものと考えられる。
【００１８】
本発明は第一の絶縁層１１ａの両主面に対向配置された一対のコイル導体１２の上下面の層として内部に複数の気孔が設けられた第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成することで、コイル導体１２を介して隣接する第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃに熱応力が分散分布し、第一の絶縁層１１ａへの応力集中が緩和され、クラックの発生を抑制し得たものと思われる。
【実施例】
【００１９】
図１は本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタの構成を示した分解斜視図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図であり、図３は図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【００２０】
図１〜図３において、本発明の一実施例におけるコモンモードノイズフィルタは、ホウ珪酸ガラスと無機フィラーからなる第一の絶縁層１１ａと、この第一の絶縁層１１ａの表裏面に夫々配置された一対のコイル導体１２と、さらにこの一対のコイル導体１２が配置された第一の絶縁層１１ａの表裏面に夫々配置された第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと、この第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを挟み込むように酸化物磁性体層１５およびガラス成分を含む絶縁層１６とを有し、さらに一対のコイル導体１２と電気的に接続する引出電極１３と、コイル導体１２と引出電極１３を繋ぐビア電極１４と、コイル導体１２および引出電極１３に接続する外部端子電極１７とを有している。第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃは、酸化物磁性体層１５とは異なり実質的に磁性を有さない非磁性の層である。
【００２１】
酸化物磁性体層１５はＦｅ2Ｏ3をベースとしたフェライトなどの磁性材料により構成されている。なお、本発明の一実施例においては、酸化物磁性体層１５を３層とし、この酸化物磁性体層１５の間にガラス成分を含む絶縁層１６を介した構成とすることによって、外部端子電極１７との接着強度を高めるとともに、第一の絶縁層１１ａとは異なる材料からなる酸化物磁性体層１５の焼成収縮挙動を第一の絶縁層１１ａにより近づけ、一体同時焼成に、より有利な構成としている。なお、酸化物磁性体層１５の層数は２層でも良いし、ガラス成分を含む絶縁層１６を介していなくても良い。
【００２２】
一対のコイル導体１２は、Ａｇなどの導電材料を渦巻き状にめっきすることにより形成されるもので、第一の絶縁層１１ａの表裏面に設けられており、第二の絶縁層１１ｂの上方および１１ｃの下方に形成された引出電極１３とビア電極１４を介して電気的に接続されている。
【００２３】
なお、一対のコイル導体１２の形状は、渦巻き状に限られるものではなく、螺旋状、蛇行状等の他の形状であっても構わない。また、一対のコイル導体１２の形成方法は、めっきに限定されるものではなく、その他の印刷や蒸着等の方法で形成することも可能である。
【００２４】
第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの内部には気孔が設けられており、これによって第一の絶縁層１１ａの実効誘電率を低くすることができるとともに、焼成後の熱処理工程において、第一の絶縁層１１ａへの応力集中を緩和し、コイル導体１２近傍でのクラックの発生を抑制し得る。
【００２５】
好ましくは、第一の絶縁層１１ａ、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ内部の気孔率を５〜４０ｖｏｌ％とすることで、材料強度を保ちつつ好適に低誘電率化が図れる。
【００２６】
なお、この気孔を有した第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの気孔形成手法としては、原材料であるガラス粉末および無機フィラー粉末と、焼成温度域で熱分解してガスを発生するような無機発泡剤とを混合することが望ましい。
【００２７】
一般的には、ガラスやセラミックス内部への気孔形成手法としては、焼成消失粒子（ポリエチレン等の樹脂粒子）や中空粒子を原料粉末へ添加する手法が広く用いられている（例えば上記特許文献３）。
【００２８】
しかしながら、樹脂粒子を焼成消失粒子として用いた気孔形成手法では、樹脂粒子が概ね５００℃までに消失するため、気孔率を確保しようとすると連通開気孔を生成し易く、吸湿等による信頼性劣化を生じ易い。この連通開気孔を生じないよう、焼結を進めると気孔率が低くなってしまう。
【００２９】
また、中空粒子を利用した気孔形成手法では、原理上開気孔は形成されないため、電極材が絶縁層の気孔内部に入り込んで食いつくことがなく、コイル電極との密着を確保しづらい上に、一般には高価な中空粒子を用いるため、製造コストが高くならざるを得ない。
【００３０】
上述の無機発泡剤を添加する手法では、焼成温度域で、ある程度焼成収縮が進行し、ガラス融液がフィラーおよび無機発泡剤を濡らした後に、発泡剤が熱分解し気体を発生することで、発生した気体がガラス内部に好適にトラップされる。それゆえ、独立閉気孔を高密度に生成させることができ、高い気孔率を得やすい上に、独立開気孔も形成されるため、コイル電極との密着を確保し易い。
【００３１】
なお、ここでいう開気孔とは、その一部が当該ガラス系材料外部と通じている気孔を指し、閉気孔とは当該ガラス系材料内部にあって、当該ガラス系材料外部と通じていない気孔を指す。また、連通気孔とは複数の気孔が連なった形態を有する気孔を指し、独立気孔とは当該ガラス系材料内部に単独で存在する気孔を指す。無機発泡剤としては、ＣａＣＯ3またはＳｒＣＯ3が特に好適に用いられる。
【００３２】
この無機発泡剤としては、ＣａＣＯ3またはＳｒＣＯ3が望ましいが、ＣａＣＯ3とＳｒＣＯ3を混合して用いてもかまわず、６００℃から１０００℃で分解するものであれば、各種炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩などが使用可能であり、例えば、ＢａＣＯ3、Ａｌ2（ＳＯ4）3、Ｃｅ2（ＳＯ4）3などがあげられる。そして、上記発泡剤の分解完了温度は６００℃から１０００℃、より好ましくは７００℃から１０００℃のものが好適に使用できる。分解完了温度がこの範囲内であれば、昇温過程で発生したガスが第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ内部に好適にトラップされる。
【００３３】
ここで、分解完了温度とは、発泡剤として用いる原料粉末のＴＧ−ＤＴＡ測定（（株）リガク製 ＴＧ８１２０にて測定）を行い、そのＴＧチャートにおいて減量の完了する温度である。
【００３４】
なお、無機発泡剤の添加量は１〜４ｗｔ％が望ましく、５ｗｔ％以下であれば、気孔同士の繋がった、連通開気孔がほとんど生成しないため、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの吸水率を０．５％以下とすることができる。これにより、樹脂含浸等の特殊な処理を施さずとも、十分な絶縁信頼性が確保できる。
【００３５】
そして、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃで用いられるホウ珪酸ガラスのガラス組成は、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3に加え、Ａｌ2Ｏ3、アルカリ金属酸化物より選ばれるいずれか１種類以上を含有する材料からなることが望ましい。また、環境への悪影響を考慮し、ＰｂＯは実質的に含まないことが望ましい。
【００３６】
さらに、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃで用いられるホウ珪酸ガラスのガラス屈服点は５５０℃以上、７５０℃以下が望ましい。なぜなら、５５０℃未満の場合、焼成時の変形が著しく、また、耐薬品性が劣るためめっき等のプロセスで問題が生じるからである。また、７５０℃を越えた場合、コイル導体１２と同時焼成可能な温度域での緻密化が不十分となるからである。
【００３７】
ここで、ガラス屈服点とは、ガラスの棒状サンプルを用い、ＴＭＡ測定（（株）リガク製 ＴＭＡ８３１０にて測定）を行った際の膨張から収縮に転じる温度である。
【００３８】
また、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃで用いられる無機フィラーとしては、焼成時にホウ珪酸ガラスとの反応を起こしにくいものであれば、アルミナ、ディオプサイド、ムライト、コージェライト、シリカ等、種々のものを用いることができるが、特に誘電率の低いコージェライトやシリカを用いることで一対のコイル導体１２間に配置される第一の絶縁層１１ａおよび、コイル導体１２と引出電極１３との間に配置される第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの誘電率を効果的に下げることができるため望ましい。
【００３９】
なお、本実施例におけるコモンモードノイズフィルタにおいては図示していないが、第二の絶縁層１１ｂと酸化物磁性体層１５、第二の絶縁層１１ｃと酸化物磁性体層１５の間には、ガラス成分を含む絶縁層１６が介装されることがより望ましい。これはＡｇとの同時焼成可能な温度域では焼結性にやや難がある酸化物磁性体層１５と引出電極１３が直接接することのない構成とした方が、吸湿等に対する信頼性をより高めることができるからである。
【００４０】
そして、上記した構成部品を一体化することにより積層体が構成され、かつこの積層体の両側部に、Ａｇからなる４つの外部端子電極１７が設けられる。この外部端子電極１７は一対のコイル導体１２と、引出電極１３の各一端部とそれぞれ接続されるように形成される。なお、外部端子電極１７の表面には、電極の腐食を抑制するためニッケルめっき層、スズめっき層が施されることが望ましい。
【００４１】
次に、本実施例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図４を用いて具体的に説明する。
【００４２】
まず、第一の絶縁層１１ａを構成する第一の絶縁シートとしてホウ珪酸ガラス粉末６３ｗｔ％とＳｒＣＯ3粉末４ｗｔ％と無機フィラー３３ｗｔ％とを配合、混合して混合粉末を得る。その後有機バインダとしてＰＶＢ（ブチラール樹脂）及びアクリル樹脂、可塑剤ＢＢＰ（フタル酸ベンジルブチル）とを混合、分散しスラリーを作製する。
【００４３】
次にこのスラリーをドクターブレード法にてＰＥＴフィルム上に塗布することによって第一の絶縁シートを成形した。また、第一の絶縁シートと同様に、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを構成する第二の絶縁シートは、ホウ珪酸ガラス粉末６３ｗｔ％とＳｒＣＯ3粉末４ｗｔ％と無機フィラー３３ｗｔ％を、酸化物磁性体層１５を構成する酸化物磁性体シートはフェライト材料１００ｗｔ％、ガラス成分を含む絶縁層１６を構成するガラス成分を含む絶縁シートはホウ珪酸ガラス粉末６９ｗｔ％と無機フィラー３１ｗｔ％を、出発原料とし、第一の絶縁シートと同様にグリーンシートを成形した。
【００４４】
なお、本発明の一実施例では上述のように第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを同一の材料としたが、これらが異なる材料であっても、第一の絶縁層１１ａと同様に第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃも複数の気孔を有した層であれば本発明の効果を奏することができる。
【００４５】
次に第一の絶縁シートおよび第二の絶縁シートの所定位置にビアホールを形成し、Ａｇ粉末とガラスフリットからなるビア電極用ペーストを充填した。
【００４６】
次に一対のコイル導体１２、引出電極１３の形成方法としては、別途用意したベース板（図示せず）に所定パターン形状でめっきによりＡｇからなるコイル導体１２、引出電極１３を形成し、第一の絶縁シートまたは第二の絶縁シートの所定のシートに転写することにより形成した。
【００４７】
なお、これらのシートの作製方法は上記の如きシート成形に限ったものではなく、ペースト印刷により各層を構成しても良く、また、一対のコイル導体１２、引出電極１３およびビア電極１４の形成方法は特に限定されない。
【００４８】
その後、Ａｇ転写したシートを含む各シートを順次積層してシート積層体とし、このシート積層体を所望のサイズに切断して個片の積層体を得た。通常、コモンモードノイズフィルタのようなチップ部品は５０ｍｍ角以上のシート積層体を約１〜２ｍｍ角程度に切断して積層体を得る。
【００４９】
次に、上記積層体を所定の温度、時間で焼成して焼結を進めるとともに、無機発泡剤からガスを発生させて焼成体を得た。このとき、無機発泡剤を含む第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの原材料に混合された無機発泡剤であるＳｒＣＯ3粉末が熱分解し、積層体内部で炭酸ガスを発生するため、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃには複数の気孔が形成されるとともに、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃにはＳｒ元素が残存する。なお、無機発泡剤としてＣａＣＯ3を用いた場合には、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ内部に複数の気孔が形成されるとともにＣａ元素が残存する。
【００５０】
次に、後述する外部端子電極塗布時の品質を確保するため、バレル研磨を行う。具体的には、約１万個の焼成体を、直径２ｍｍのメディアとＳｉＣ研磨剤と純水とを遊星ミル内に投入し、１５０ｒｐｍで１０分間回転させる。これにより、焼成体表面の凹凸を取り除くとともに、角部の面取りを行い、外部端子電極１７が良好に塗布できるようになる。
【００５１】
次に、バレル研磨後の焼成体の両側面に、コイル導体１２あるいは引出電極１３と電気的に接続されるようにＡｇ粉末とガラスフリットを含む外部端子電極ペーストを塗布し、その後７００℃で焼付け熱処理して外部端子電極１７を形成した。
【００５２】
なお、第一の絶縁層１１ａおよび第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃは内部に独立閉気孔のみを包含し、連通開気孔がほとんど生成しないため、樹脂含浸等の後処理を施さずとも、十分な絶縁信頼性を確保できるものではあるが、更に高い信頼性を確保するために、外部端子電極１７形成後の焼成体をフッ素系シランカップリング剤等に浸漬し、表面の開気孔内に樹脂を含浸させても良い。
【００５３】
最後に外部端子電極１７の表面にめっき法によってニッケルめっき層、スズめっき層を形成してコモンモードノイズフィルタを形成した。
【００５４】
（表１）は、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５との間にガラス成分を含む絶縁層１６（図示せず）を設け、これらの層の厚みを変えて試料を作製したものについて、第一の絶縁層１１ａにおけるクラック発生の有無を確認した結果をまとめたものである。この第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとガラス成分を含む絶縁層１６との厚みの合計は２５μｍと一定とし、第一の絶縁層１１ａの厚みを２５μｍとした。各試料は外部端子電極１７形成後の焼成体約１万個から５０個の試料を無作為に抽出し、各試料の四側面部を拡大鏡下で観察し、うち少なくとも一側面にクラックが確認できたものをＮＧとした。
【００５５】
また、焼成後に第一の絶縁層１１ａと、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと、ガラス成分を含む絶縁層１６とは各々が焼結し一体化されるため、ＳＥＭ観察をしても各々の層の境界を確認しにくい場合がある。本実施例では各々の層の境界を以下のように定義した。第一の絶縁層１１ａと、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとの境界は、一対のコイル導体１２の片側のコイルを積層方向に２等分した点を通り、素体の上面または下面とおおむね平行な線分とし、同様に第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとガラス成分を含む絶縁層１６との境界には引出電極１３を設けたことで境界を定義することとした。具体的には引出電極１３を積層方向に２等分した点を通り、素体の上面または下面とおおむね平行な線分とする。また、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを有さない試料番号１の場合は、ガラス成分を含む絶縁層１６と、酸化物磁性体層１５との間に引出電極１３を設けることとし、ガラス成分を含む絶縁層１６を設けない試料番号６の場合は第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５との間に引出電極１３を設けることで、各々の層の境界を定義した。
【００５６】
なお、評価に供した試料における第一の絶縁層１１ａ、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの気孔率はいずれも１２％であった。
【００５７】
【表１】
【００５８】
（表１）の如く、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成せず、ガラス成分を含む絶縁層１６の厚みを２５μｍとした焼成体に外部端子電極１７を焼付けた試料番号１のクラック発生率は、４１／５０と８０％以上であった。それに対し、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを３μｍ形成した試料番号２はクラックの発生率が５／５０とその発生率は１０％となり劇的にクラックの発生を抑制していることがわかる。さらに試料番号３〜６のように第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの厚みを５μｍ以上とすることでクラック発生率は０／５０と顕著に低くなっていることがわかる。
【００５９】
また、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成せずにガラス成分を含む絶縁層１６の厚みを２５μｍとし、引出電極１３の位置を、第一の絶縁層１１ａから３μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２５μｍとし、引出電極１３の位置によるクラックの発生率の変化も検討したがクラックの発生率を抑制するような効果は得られなかった。
【００６０】
従って、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを設けることで、外部端子電極ペースト焼付け熱処理後のクラック発生率を劇的に抑制することができ、さらには第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの厚みを５μｍ以上とすることでより顕著にその効果を発揮することができる。
【００６１】
以上より、本発明の実施例においては、一対のコイル導体１２間の第一の絶縁層１１ａを、内部に複数の気孔が設けられたガラス系材料で構成しているため、一対のコイル導体１２間に発生する浮遊容量を極めて低く抑えることができ、さらには第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを配することで、外部電極焼付け熱処理後のクラック等の構造欠陥を生じることなく、高周波特性の極めて優れたコモンモードノイズフィルタを、高い歩留まりで得ることができるという効果が得られるものである。
【００６２】
なお、上記本実施例におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、一対のコイル導体１２を設けたものについて説明したが、一対のコイル導体１２の個数は２個に限ったものではなく、対向する対のコイル導体１２を複数形成して、アレイタイプとしてもよいものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、一対のコイル導体近傍の第一の絶縁層内部におけるクラックの発生を防止することができるため、高周波帯域での使用が可能なコモンモードノイズフィルタを高い歩留まりで得ることができ、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策等として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１１ａ 第一の絶縁層
１１ｂ、１１ｃ 第二の絶縁層
１２ コイル導体
１３ 引出電極
１４ ビア電極
１５ 酸化物磁性体層
１６ ガラス成分を含む絶縁層
１７ 外部端子電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスと無機フィラーとを含み内部に複数の気孔を有した第一の絶縁層と、
この第一の絶縁層の表裏面に対向配置された一対のコイル導体と、
この一対のコイル導体が配置された第一の絶縁層の上方および下方に配置された酸化物磁性体層と、を少なくとも有したコモンモードノイズフィルタにおいて、
前記一対のコイル導体が配置された第一の絶縁層と前記酸化物磁性体層との間にガラスと無機フィラーを含み内部に複数の気孔を有した第二の絶縁層を配置したことを特徴とするコモンモードノイズフィルタ。
【請求項２】
前記第二の絶縁層の厚みが５μｍ以上である請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項３】
前記第一および前記第二の絶縁層にはアルカリ土類金属元素を含むことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項４】
前記第一の絶縁層を構成する前記ガラスと前記第二の絶縁層を構成する前記ガラス、および前記第一の絶縁層を構成する前記無機フィラーと前記第二の絶縁層を構成する前記無機フィラーとは夫々同一の材料系からなる請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項５】
前記第一および第二の絶縁層はホウ珪酸ガラスとシリカフィラーからなる請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項６】
ガラスと無機フィラーと無機発泡剤と有機バインダを含む第一の絶縁シート層を成形する工程と、
ガラスと無機フィラーと無機発泡剤と有機バインダを含む第二の絶縁シート層を成形する工程と、
磁性材料を主成分とし、有機バインダを含む酸化物磁性体シートを成形する工程と、
前記第一の絶縁シート層の表裏面に一対のコイル導体を配置し、この一対のコイル導体が配置された第一の絶縁シート層の表裏面に前記第二の絶縁シート層と、前記第二の絶縁シート層のさらに表面に酸化物磁性体シートを配置させて積層体を形成する工程と、
前記積層体を所定の温度で焼成して第一の絶縁シート層および第二の絶縁シート層に含まれる無機発泡剤からガス発生させて内部に複数の気孔を形成した焼成体を得る焼成工程と、
前記焼成体に外部端子電極を形成する工程と、を有するコモンモードノイズフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記無機発泡剤は、少なくとも一種のアルカリ土類炭酸塩を含むことを特徴とする請求項６に記載のコモンモードノイズフィルタの製造方法。
【請求項１】
ガラスと無機フィラーとを含み内部に複数の気孔を有した第一の絶縁層と、
この第一の絶縁層の表裏面に対向配置された一対のコイル導体と、
この一対のコイル導体が配置された第一の絶縁層の上方および下方に配置された酸化物磁性体層と、を少なくとも有したコモンモードノイズフィルタにおいて、
前記一対のコイル導体が配置された第一の絶縁層と前記酸化物磁性体層との間にガラスと無機フィラーを含み内部に複数の気孔を有した第二の絶縁層を配置したことを特徴とするコモンモードノイズフィルタ。
【請求項２】
前記第二の絶縁層の厚みが５μｍ以上である請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項３】
前記第一および前記第二の絶縁層にはアルカリ土類金属元素を含むことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項４】
前記第一の絶縁層を構成する前記ガラスと前記第二の絶縁層を構成する前記ガラス、および前記第一の絶縁層を構成する前記無機フィラーと前記第二の絶縁層を構成する前記無機フィラーとは夫々同一の材料系からなる請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項５】
前記第一および第二の絶縁層はホウ珪酸ガラスとシリカフィラーからなる請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項６】
ガラスと無機フィラーと無機発泡剤と有機バインダを含む第一の絶縁シート層を成形する工程と、
ガラスと無機フィラーと無機発泡剤と有機バインダを含む第二の絶縁シート層を成形する工程と、
磁性材料を主成分とし、有機バインダを含む酸化物磁性体シートを成形する工程と、
前記第一の絶縁シート層の表裏面に一対のコイル導体を配置し、この一対のコイル導体が配置された第一の絶縁シート層の表裏面に前記第二の絶縁シート層と、前記第二の絶縁シート層のさらに表面に酸化物磁性体シートを配置させて積層体を形成する工程と、
前記積層体を所定の温度で焼成して第一の絶縁シート層および第二の絶縁シート層に含まれる無機発泡剤からガス発生させて内部に複数の気孔を形成した焼成体を得る焼成工程と、
前記焼成体に外部端子電極を形成する工程と、を有するコモンモードノイズフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記無機発泡剤は、少なくとも一種のアルカリ土類炭酸塩を含むことを特徴とする請求項６に記載のコモンモードノイズフィルタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６２４５９（Ｐ２０１３−６２４５９Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１４３７（Ｐ２０１１−２０１４３７）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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