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、前記第一の絶縁層１１ａの内部に対向配置された一対のコイル導体１２と、前記第一の絶縁層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、かつ前記第一の絶縁層１１ａよりも単位体積当たりの気孔の体積が少ない第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを設けた構成とする。
【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、前記第一の絶縁層１１ａの内部に対向配置された一対のコイル導体１２と、前記第一の絶縁層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、かつ前記第一の絶縁層１１ａよりも単位体積当たりの気孔の体積が少ない第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを設けた構成とする。
【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、内部にコイル導体を埋設した絶縁層の両主面に酸化物磁性体層が形成され、絶縁層はガラス系材料からなり、かつ内部に複数の気孔が設けられている構成とすれば、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、フェライト磁性体層と気孔内在絶縁層の強固な密着を得ることは難しく、バレル研磨等、焼成後の後工程における応力負荷により、酸化物磁性体層−絶縁層界面近傍で容易にデラミネーションを生じてしまう。
【００１２】
本発明は、気孔内在ガラス系材料を絶縁層として用いた、高周波特性に極めて優れたコモンモードノイズフィルタにおいて、焼成後のバレル研磨等に起因するデラミネーションの発生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複数の気孔を有した第一の絶縁層中に、一対のコイル導体が対向配置され、前記第一の絶縁層の上方および下方に酸化物磁性体層を設けてなるコモンモードノイズフィルタにおいて、ガラスと無機フィラーとを含む第二の絶縁層を、前記第一の絶縁層と前記磁性体層の間に設け、前記第二の絶縁層の内部に占める単位体積当たりの気孔の体積が前記第一の絶縁層の内部に占める気孔の体積よりも小さい構成とした。
【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、バレル研磨等で第二の絶縁層と酸化物磁性体層との界面でのデラミネーションを発生させることなく、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第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５の界面において強固な密着が得られる要因と、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】
第一の絶縁層１１ａとしてＣｕ−Ｚｎ系等の非磁性フェライト材料を用いた場合、焼成時に酸化物磁性体層１５のフェライト材料との間で相互拡散により反応層を形成して強固な密着が得られる。しかしながら、本発明のように第一の絶縁層１１ａとしてガラス系材料を用いた場合は、反応層は生じることなくガラスの融着力のみで密着を保っていると考えられる。さらには第一の絶縁層１１ａの内部に複数の気孔が設けられたガラス系材料を用いると、酸化物磁性体層１５と第一の絶縁層１１ａとの界面にも気孔が存在することにより、ガラスの実融着面積が小さくなり、密着が保ち難くなる。
【００１８】
ここで酸化物磁性体層１５と第一の絶縁層１１ａとの間に、第一の絶縁層１１ａよりも単位体積当たりの気孔体積が低い第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを設けることにより、酸化物磁性体層１５と、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃが融着する面積が大きくなるため好適に密着を保つことができる。さらに、酸化物磁性体層１５と接する第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃは、内部に複数の気孔を有する第一の絶縁層１１ａと同じくガラス系の材料からなるため、それらの界面では、融着面積こそ小さくなるものの、微視的に見た個々の融着部は界面なく一体化し、強固に密着しているものと思われる。
【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の上方および下方に設けた酸化物磁性体層１５と、第一の絶縁層１１ａに埋設して対向配置したコイル導体１２と、第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５との間に図１に示すように配置した第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ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は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内に埋設され、第一の絶縁層１１ａと第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ間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はホウ珪酸ガラスと無機フィラーからなるガラス系非磁性材料であり、絶縁性を有している。また、第一の絶縁層１１ａはコイル導体１２を埋設した構成となっており、かつ内部に複数の気孔を有している。
【００２５】
好ましくは、第一の絶縁層１１ａ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】
一方、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃは実質的に気孔を含まない層とした。ここで、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの実質的に気孔を含まないとは、気孔形成剤を添加していないガラス系材料を十分に焼結させた状態を指し、特にその気孔率が２％以下であることがより望ましい。
【００２７】
なお、第一の絶縁層１１ａの気孔形成手法としては、焼成温度域で熱分解し、ガスを発生するような無機発泡剤を、第一の絶縁層１１ａの原材料であるガラス粉末およびフィラー粉末に添加、混合することが望ましい。
【００２８】
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）。
【００２９】
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が生成し易く、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。
【００３０】
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、部品価格が高くならざるを得ない。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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の内部に好適にトラップされる。
【００３４】
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。
【００３５】
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、十分な絶縁信頼性を確保できる。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、第一の絶縁層１１ａの誘電率を効果的に下げることができるため望ましい。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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６６ｗｔ％と無機フィラー３４ｗｔ％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。
【００４５】
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を構成するガラスおよび無機フィラーを同一の材料としたが、両層にガラス系の材料を用いれば第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５との密着性を確保できるとともに、第一の絶縁層１１ａと第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ間でガラス同士の結合層を形成するため密着性を確保することができる。
【００４６】
次に第一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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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には複数の気孔が形成されるとともに、第一の絶縁層１１ａ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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
なお、第一の絶縁層１１ａ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。
【００５４】
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。
【００５５】
（表１）は、第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５との間に配置される、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの厚みを変えて作製したものについて、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５との界面部におけるデラミネーション発生の有無を確認した結果をまとめたものである。コイル導体１２間の第一の絶縁層１１ａの厚みは２５μｍとし、コイル導体１２と第二の絶縁層１１ｂの間に配される第一の絶縁層１１ａ、コイル導体１２と第二の絶縁層１１ｃの間に配される第一の絶縁層１１ａも２５μｍと一定とした。焼成、バレル研磨後のサンプル約１万個から、５０個のサンプルを無作為に抽出し、各サンプル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デラミネーションが確認できたものをＮＧとした。
【００５６】
また、焼成後に複数の気孔を有する第一の絶縁層１１ａと、第一の絶縁層１１ａよりも単位体積当たりの気孔の体積が少ない第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとは各々が焼結し一体化されるため、同一材料を用いた場合にはＳＥＭ観察をしても各々の層の境界を明確に区別し難い場合がある。しかしながら、上述した製造プロセスにおいて第一の絶縁層１１ａと、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとの間にはコイル導体１２が存在するため、本明細書では各々の層の境界はコイル導体１２として明確に定義する。
【００５７】
次に本発明での第一の絶縁層１１ａと、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃにおける単位体積当たりの気孔の体積の測定方法について説明する。
【００５８】
まず各々の層の単位体積当たりの気孔体積の測定部位について説明する。第一の絶縁層１１ａの単位体積当たりの気孔体積は一対のコイル導体１２間の層において測定し、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの気孔体積は、酸化物磁性体層１５と一対のコイル導体１２との間の層を測定した。各々の層の単位体積当たりの気孔体積の測定方法は、焼結体の任意の５断面をＳＥＭ観察により撮影した写真を用いて、各々の層における気孔部分の面積（ＳP）と、素体全体の面積（ＳB）とを画像処理により算出し、ＳP3/2／ＳB3/2を計算することにより、単位体積当たりの気孔体積を算出した。
【００５９】
なお、評価に供したサンプルにおける第一の絶縁層１１ａの気孔率は１２％であった。
【００６０】
【表１】
【００６１】
上記（表１）の如く第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成せず、気孔を有する第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５とが直接接する構成とした焼成体（試料番号１）のデラミネーション発生率は、３７／５０と７０％以上となり、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成した焼成体の（試料番号２）のデラミネーション発生率は、７／５０とほぼ１５％、それに対し、試料番号３〜６のように、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの厚みを厚くすると本体部焼成体のデラミネーション発生率は、すべて５０分の０と優れた結果となった。
【００６２】
以上より、第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５との間に第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを配置した構成とすることで、バレル研磨後のデラミネーションの発生率は低くなる。
【００６３】
上記した本発明の一実施例においては、ガラス系材料からなり内部に複数の気孔を有した第一の絶縁層１１ａ内部に一対のコイル導体１２を設けることで、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るため、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、さらには第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５間に実質的に気孔を含まない第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを配置することで酸化物磁性体層１５と第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ間でのデラミネーションの発生を抑制し、高い歩留まりを得ることができる発明である。
【００６４】
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】
【００６５】
本発明によれば、酸化物磁性体層と第二の絶縁層界面でのデラミネーション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】
【００６６】
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、内部にコイル導体を埋設した絶縁層の両主面に酸化物磁性体層が形成され、絶縁層はガラス系材料からなり、かつ内部に複数の気孔が設けられている構成とすれば、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、フェライト磁性体層と気孔内在絶縁層の強固な密着を得ることは難しく、バレル研磨等、焼成後の後工程における応力負荷により、酸化物磁性体層−絶縁層界面近傍で容易にデラミネーションを生じてしまう。
【００１２】
本発明は、気孔内在ガラス系材料を絶縁層として用いた、高周波特性に極めて優れたコモンモードノイズフィルタにおいて、焼成後のバレル研磨等に起因するデラミネーションの発生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複数の気孔を有した第一の絶縁層中に、一対のコイル導体が対向配置され、前記第一の絶縁層の上方および下方に酸化物磁性体層を設けてなるコモンモードノイズフィルタにおいて、ガラスと無機フィラーとを含む第二の絶縁層を、前記第一の絶縁層と前記磁性体層の間に設け、前記第二の絶縁層の内部に占める単位体積当たりの気孔の体積が前記第一の絶縁層の内部に占める気孔の体積よりも小さい構成とした。
【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、バレル研磨等で第二の絶縁層と酸化物磁性体層との界面でのデラミネーションを発生させることなく、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第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５の界面において強固な密着が得られる要因と、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】
第一の絶縁層１１ａとしてＣｕ−Ｚｎ系等の非磁性フェライト材料を用いた場合、焼成時に酸化物磁性体層１５のフェライト材料との間で相互拡散により反応層を形成して強固な密着が得られる。しかしながら、本発明のように第一の絶縁層１１ａとしてガラス系材料を用いた場合は、反応層は生じることなくガラスの融着力のみで密着を保っていると考えられる。さらには第一の絶縁層１１ａの内部に複数の気孔が設けられたガラス系材料を用いると、酸化物磁性体層１５と第一の絶縁層１１ａとの界面にも気孔が存在することにより、ガラスの実融着面積が小さくなり、密着が保ち難くなる。
【００１８】
ここで酸化物磁性体層１５と第一の絶縁層１１ａとの間に、第一の絶縁層１１ａよりも単位体積当たりの気孔体積が低い第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを設けることにより、酸化物磁性体層１５と、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃが融着する面積が大きくなるため好適に密着を保つことができる。さらに、酸化物磁性体層１５と接する第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃは、内部に複数の気孔を有する第一の絶縁層１１ａと同じくガラス系の材料からなるため、それらの界面では、融着面積こそ小さくなるものの、微視的に見た個々の融着部は界面なく一体化し、強固に密着しているものと思われる。
【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の上方および下方に設けた酸化物磁性体層１５と、第一の絶縁層１１ａに埋設して対向配置したコイル導体１２と、第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５との間に図１に示すように配置した第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ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は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内に埋設され、第一の絶縁層１１ａと第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ間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はホウ珪酸ガラスと無機フィラーからなるガラス系非磁性材料であり、絶縁性を有している。また、第一の絶縁層１１ａはコイル導体１２を埋設した構成となっており、かつ内部に複数の気孔を有している。
【００２５】
好ましくは、第一の絶縁層１１ａ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】
一方、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃは実質的に気孔を含まない層とした。ここで、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの実質的に気孔を含まないとは、気孔形成剤を添加していないガラス系材料を十分に焼結させた状態を指し、特にその気孔率が２％以下であることがより望ましい。
【００２７】
なお、第一の絶縁層１１ａの気孔形成手法としては、焼成温度域で熱分解し、ガスを発生するような無機発泡剤を、第一の絶縁層１１ａの原材料であるガラス粉末およびフィラー粉末に添加、混合することが望ましい。
【００２８】
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）。
【００２９】
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が生成し易く、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。
【００３０】
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、部品価格が高くならざるを得ない。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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の内部に好適にトラップされる。
【００３４】
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。
【００３５】
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、十分な絶縁信頼性を確保できる。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、第一の絶縁層１１ａの誘電率を効果的に下げることができるため望ましい。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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６６ｗｔ％と無機フィラー３４ｗｔ％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。
【００４５】
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を構成するガラスおよび無機フィラーを同一の材料としたが、両層にガラス系の材料を用いれば第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５との密着性を確保できるとともに、第一の絶縁層１１ａと第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ間でガラス同士の結合層を形成するため密着性を確保することができる。
【００４６】
次に第一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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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には複数の気孔が形成されるとともに、第一の絶縁層１１ａ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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
なお、第一の絶縁層１１ａ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。
【００５４】
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。
【００５５】
（表１）は、第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５との間に配置される、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの厚みを変えて作製したものについて、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃと酸化物磁性体層１５との界面部におけるデラミネーション発生の有無を確認した結果をまとめたものである。コイル導体１２間の第一の絶縁層１１ａの厚みは２５μｍとし、コイル導体１２と第二の絶縁層１１ｂの間に配される第一の絶縁層１１ａ、コイル導体１２と第二の絶縁層１１ｃの間に配される第一の絶縁層１１ａも２５μｍと一定とした。焼成、バレル研磨後のサンプル約１万個から、５０個のサンプルを無作為に抽出し、各サンプル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デラミネーションが確認できたものをＮＧとした。
【００５６】
また、焼成後に複数の気孔を有する第一の絶縁層１１ａと、第一の絶縁層１１ａよりも単位体積当たりの気孔の体積が少ない第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとは各々が焼結し一体化されるため、同一材料を用いた場合にはＳＥＭ観察をしても各々の層の境界を明確に区別し難い場合がある。しかしながら、上述した製造プロセスにおいて第一の絶縁層１１ａと、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃとの間にはコイル導体１２が存在するため、本明細書では各々の層の境界はコイル導体１２として明確に定義する。
【００５７】
次に本発明での第一の絶縁層１１ａと、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃにおける単位体積当たりの気孔の体積の測定方法について説明する。
【００５８】
まず各々の層の単位体積当たりの気孔体積の測定部位について説明する。第一の絶縁層１１ａの単位体積当たりの気孔体積は一対のコイル導体１２間の層において測定し、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの気孔体積は、酸化物磁性体層１５と一対のコイル導体１２との間の層を測定した。各々の層の単位体積当たりの気孔体積の測定方法は、焼結体の任意の５断面をＳＥＭ観察により撮影した写真を用いて、各々の層における気孔部分の面積（ＳP）と、素体全体の面積（ＳB）とを画像処理により算出し、ＳP3/2／ＳB3/2を計算することにより、単位体積当たりの気孔体積を算出した。
【００５９】
なお、評価に供したサンプルにおける第一の絶縁層１１ａの気孔率は１２％であった。
【００６０】
【表１】
【００６１】
上記（表１）の如く第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成せず、気孔を有する第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５とが直接接する構成とした焼成体（試料番号１）のデラミネーション発生率は、３７／５０と７０％以上となり、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを形成した焼成体の（試料番号２）のデラミネーション発生率は、７／５０とほぼ１５％、それに対し、試料番号３〜６のように、第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃの厚みを厚くすると本体部焼成体のデラミネーション発生率は、すべて５０分の０と優れた結果となった。
【００６２】
以上より、第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５との間に第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを配置した構成とすることで、バレル研磨後のデラミネーションの発生率は低くなる。
【００６３】
上記した本発明の一実施例においては、ガラス系材料からなり内部に複数の気孔を有した第一の絶縁層１１ａ内部に一対のコイル導体１２を設けることで、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るため、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、さらには第一の絶縁層１１ａと酸化物磁性体層１５間に実質的に気孔を含まない第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃを配置することで酸化物磁性体層１５と第二の絶縁層１１ｂ、１１ｃ間でのデラミネーションの発生を抑制し、高い歩留まりを得ることができる発明である。
【００６４】
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】
【００６５】
本発明によれば、酸化物磁性体層と第二の絶縁層界面でのデラミネーション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】
【００６６】
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、
前記第一の絶縁層の内部に対向配置された一対のコイル導体と、
前記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、かつ前記第一の絶縁層よりも単位体積当たりの気孔の体積が少ない第二の絶縁層を設け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以上である事を特徴とする請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項３】
前記第一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２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】
前記第一および前記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、
前記一対のコイル導体間および上下面に前記第一の絶縁シートを配し、さらに前記第一の絶縁シートの表面に前記第二の絶縁シートを配した構成となる積層体を形成する積層工程と、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に含まれる無機発泡剤からガスを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、
前記第一の絶縁層の内部に対向配置された一対のコイル導体と、
前記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、かつ前記第一の絶縁層よりも単位体積当たりの気孔の体積が少ない第二の絶縁層を設け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以上である事を特徴とする請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項３】
前記第一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２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】
前記第一および前記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、
前記一対のコイル導体間および上下面に前記第一の絶縁シートを配し、さらに前記第一の絶縁シートの表面に前記第二の絶縁シートを配した構成となる積層体を形成する積層工程と、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に含まれる無機発泡剤からガスを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２０１３−６２４６０（Ｐ２０１３−６２４６０Ａ）
【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２０１１−２０１４３８（Ｐ２０１１−２０１４３８）
【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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