CN101529537A - 共模扼流圈 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种共模扼流圈，通过将线圈的结构形成为能防止抗干扰性试验时的发送IC或接收IC的误操作的结构，谋求抗干扰性特性的改善。该共模扼流圈具有：磁芯(2)，外部电极(3－1～3－4)，一对绕组(4－1、4－2)，顶板(5)。磁芯(2)由绕芯部(20)与其两端的一对凸缘部(21、22)构成，外部电极(3－1～3－4)形成在凸缘部(21、22)的下部。而且，一对绕组(4－1、4－2)缠绕在磁芯(2)的绕芯部(20)上，其端部(4－1a、4－2a)接合在外部电极(3－1、3－2)上，并且端部(4－1b、4－2b)接合在外部电极(3－3、3－4)上。另外，顶板(5)的下表面(5b)和周围侧面(5c)被金属膜(6)覆盖，并通过粘合剂(7)接合在凸缘部(21、22)的上面。最好在粘合剂(7)中混入磁粉。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于消除传输线路上的共模噪声的绕组型共模扼流圈。
背景技术
以往，作为这种共模扼流圈，例如有专利文献1或专利文献2公开的技术。
该共模扼流圈构成如下：在两端具有凸缘部的磁芯(core)的绕芯部上缠绕两条绕组，并在凸缘部的电极上接合绕组的两端的同时，将铁氧体(ferrite)板架在凸缘部的上面一侧上。
根据该结构，能消除侵入到CAN(Controller Area Network)等差动传输线路上的共模噪声。
专利文献1：特开2003-168611号公报
专利文献2：特开2000-133522号公报
但是所述的以往的共模扼流圈中存在以下的问题。
通常，在市场上销售产品之前，将产品暴露在能假定的电磁干扰等条件上，并对其进行是否能经受住各种电磁干扰的抗干扰性(immunity)试验。
在对共模扼流圈的共模噪声的抗干扰性试验中，将作为被试验品的共模扼流圈通过差动传输线路配置于接合在发送IC上的接收IC的前段上。然后，通过差动传输线路从发送IC向接收IC发送差动信号的同时，例如，在差动传输线路上产生1MHz～400MHz的共模噪声，并将该共模噪声加载在差动信号上。在该状态中，确认发送IC或接收IC是否引起误操作。
但是，在该抗干扰性试验时，由于被试验品的共模扼流圈的电感与接收IC的输入电容构成谐振电路，因此会降低在该谐振电路的谐振频率或其附近的频带中控制共模噪声的比例。这种情况下，存在发送IC或接收IC进行误操作且被试验品不能通过抗干扰性试验的问题。
发明内容
本发明是为解决所述问题而构成的，其目的为提供一种将线圈结构形成为能防止抗干扰性试验时的发送IC或接收IC的误操作的结构，谋求抗干扰特性的改善的共模扼流圈。
为了解决所述问题，发明1是一种共模扼流圈，包括：磁芯，具有绕芯部和在该绕芯部的两端部设置的一对凸缘部而构成；外部电极，形成在所述各凸缘部上；一对绕组，缠绕在所述绕芯部，且各端部引出并接合到所述外部电极；和磁性板，通过粘合剂接合在所述一对凸缘部上，其中，在所述磁性板的至少与所述凸缘部的接合部位形成金属膜。
根据该结构，由于在磁性板的至少与凸缘部的接合部位形成了金属膜，因此增加了抗干扰性试验时的在共模扼流圈的电感与接收IC的输入部的电容之间构成的谐振电路的谐振频率和其附近频带内的噪声所对应的电阻成分，能抑制共模噪声。其结果，对抗干扰性试验中的所有频带的噪声都会发挥良好的噪声抑制效果。
发明2根据发明1所述的共模扼流圈，分别由铁氧体形成所述磁芯与所述磁性板。
根据该结构，能提高磁力特性。
发明3根据发明1或发明2所述的共模扼流圈，金属膜由包括铁、钴、镍、铬、锰及铜之中的至少任何一个的强磁性体形成。
根据该结构，能保持良好的磁力特性，并且还能增加对噪声的电阻成分。
发明4根据发明3所述的共模扼流圈，金属膜由镍铬为主成分的强磁性体的合金形成。
发明5根据发明1至发明4的任一项所述的共模扼流圈，粘合剂中混入了磁粉。
根据该结构，能更加提高磁力特性。
如上详细说明，根据该发明的共模扼流圈，由于在磁性板的至少与凸缘部的接合部位形成了金属膜，因此能谋求抗干扰特性的改善，其结果，具有能对抗干扰性试验中的所有频带的噪声实现良好的噪声抑制效果的出色的效果。
另外，根据发明2的共模扼流圈，具有能提高线圈磁力特性的效果。
并且，根据发明2至发明4的共模扼流圈，具有能进一步增加对噪声的电阻成分的效果。
附图说明
图1是表示该发明的第1实施例的共模扼流圈的立体图。
图2是实施例的共模扼流圈的正面图。
图3是表示共模扼流圈的底面的立体图。
图4是图1的A-A方向的剖视图。
图5是表示共模扼流圈的制造方法的第1工序的工序图。
图6是表示共模扼流圈的制造方法的第2工序的工序图。
图7是用于说明抗干扰性试验中的共模扼流圈的作用和效果的示意框图。
图8是未设置金属膜时的频率与阻抗之间的相关图。
图9是设置金属膜时的频率与阻抗之间的相关图。
图10是表示该发明的第2实施例的共模扼流圈的剖视图。
图11是表示制造第2实施例的共模扼流圈的顶板部分的工序的侧视图。
图12是表示该发明的第3实施例的共模扼流圈的分解立体图。
图13是第3实施例的共模扼流圈的正面图。
图14是表示第3实施例的第1变形例的正面图。
图15是表示第3实施例的第2变形例的正面图。
图16是表示第3实施例的第3变形例的正面图。
图17是将该发明的第4实施例的共模扼流圈翻过来表示的立体图。
图18是第4实施例的共模扼流圈的剖视图。
图中：1-共模扼流圈；2-磁芯；3-1～3-4-外部电极；4-1、4-2-绕组；4-1a、4-1b、4-2a、4-2b-端部；5-顶板；5a、21c、22c-上表面；5b、6b-下表面；6-金属膜；7-粘合剂；8-抗蚀膜(resist)；20-绕芯部；21、22-凸缘部；21a、21b、22a、22b-底部；100-发送IC；101-接收IC；102-电容；111、112-差动传输线路；120-噪声产生器。
具体实施方式
以下，参照附图说明该发明的最佳方式。
(实施例1)
图1是表示该发明的第1实施例的共模扼流圈的立体图，图2是实施例的共模扼流圈的正面图，图3是表示共模扼流圈的底面的立体图。
共模扼流圈1是表面安装型绕组线圈，如图1和图2所示，其具有：作为磁芯的芯部2；4个外部电极3-1～3-4；一对绕组4-1、4-2；作为磁性板的顶板5。
磁芯2由Mn-Zn类铁氧体、Ni-Zn类铁氧体等的铁氧体形成，且由中央的绕芯部20与其两端的一对凸缘部21、22构成。
外部电极3-1～3-4形成在凸缘部21、22的下部。
具体而言，如图3所示，外部电极3-1、3-2分别形成在凸缘部21的底部21a、21b上，外部电极3-3、3-4分别形成在凸缘部22的底部22a、22b上。
一对绕组4-1、4-2是用绝缘膜分别包住铜线而形成的线，其缠绕在磁芯2的绕芯部20上。并且，绕组4-1、4-2的端部4-1a、4-2a引出至外部电极3-1、3-2侧，从而分别接合在外部电极3-1、3-2上，并且绕组4-1、4-2的端部4-1b、4-2b引出至外部电极3-3、3-4侧，从而分别接合在外部电极3-3、3-4上。
与磁芯2同样的，图1所示的顶板5也由Mn-Zn类铁氧体、Ni-Zn类铁氧体等的铁氧体形成，除了其上表面5a之外，下表面5b和周围侧面5c由金属膜6覆盖着。
金属膜6由包括铁、钴、镍、铬、锰及铜之中的至少任何一个的强磁性体形成。但是，最好由镍铬为主成分的强磁性体形成。另外，金属膜6的膜厚最好为约0.3μm～约5μm，最理想的是约0.5μm～约3μm范围内的厚度。
这样的顶板5架在凸缘部21、22的上表面，并用粘合剂7接合在凸缘部21、22的上表面。
粘合剂7中混入有磁粉，其不仅接合磁芯2与顶板5，而且还提高这些部件之间的磁力特性。
图4是图1的A-A方向的剖视图。
通过共模扼流圈1采用所述结构，当规定频率的信号输入到共模扼流圈1时，如图4的箭头所示，沿着绕芯部20、凸缘部21、22和顶板5产生与信号对应的磁力线H。
此时，由于金属膜6形成在磁力线H的通过部位，因此该金属膜6成为共模扼流圈1的电阻成分。
图5是表示共模扼流圈1的制造方法的第1工序的工序图，图6是表示共模扼流圈1的制造方法的第2工序的工序图。
第1工序是如图5所示的制造共模扼流圈主体的工序。具体而言，如图5(a)所示，形成磁芯2之后，如图5(b)所示，在磁芯2的凸缘部21、22的下部涂敷外部电极3-1～3-4。然后，如图5(c)所示，在磁芯2的绕芯部20上缠绕绕组4-1、4-2，将端部4-1a、4-2a与端部4-1b、4-2b分别接合到外部电极3-1、3-2与外部电极3-3、3-4上。之后，如图5(d)所示，在凸缘部21、22上表面涂敷粘合剂7。
另一方面，第2工序是如图6所示的制造顶板5部分的工序，其与第1工序并行执行。
具体而言，如图6(a)所示形成顶板5。然后，如图6(b)所示，通过电镀等方法，在该顶板5的下表面5b与周围侧面5c上形成金属膜6。
执行完所述第1和第2工序之后，如图2所示，通过在第1工序中作成的磁芯2的凸缘部21、22上表面上用粘合剂7粘接第1工序中作成的附着金属膜6的顶板5，从而能制造共模扼流圈1。
下面，对该实施例的共模扼流圈表示的作用和效果进行说明。
图7是用于说明在抗干扰性试验中的共模扼流圈1的作用和效果的示意框图。
图7中，标记100、101是发送IC、接收IC，这些发送IC100与接收IC101通过差动传输线路111、112接合。并且，用于产生共模噪声N的噪声产生器120配置在发送IC100侧的差动传输线路111、112部位上。
共模扼流圈1是在如上所述的差动传输线路111、112上，且其接合在与接收IC101侧较近的部位上。具体而言，在差动传输线路111上接合外部电极3-2、3-4的同时，在差动传输线路112上接合外部电极3-1、3-3。
在该状态中，从发送IC100向差动传输线路111、112输出差动信号S1、S1′，并且利用噪声产生器120，在差动传输线路111、112上产生规定频率范围的共模噪声N。
这样，向着共模扼流圈1侧传输加载有共模噪声N的差动信号S2、S2′，并通过外部电极3-1、3-2输入到共模扼流圈1内。然后，该差动信号S2、S2′通过绕组4-1、4-2和电阻R、R，并通过外部电极3-3、3-4，向差动传输线路111、112作为差动信号的S3、S3′输出。
可是，接收IC101的终端的电容是作为在终端中产成的很多电容的总合而产成的。在这里，为了容易理解，将这些电容表示成电容102。这样，由于在接收IC101的终端中存在电容102，因此共模扼流圈1的绕组4-1、4-2的电感与该电容102之间构成了谐振电路。所以，存在该谐振电路的谐振频率被包括在噪声产生器120中产生的共模噪声N的频率范围内的担心。在该状态中，该谐振频率与其附近的频带内的共模噪声N没有被充分抑制，因此存在输出加载有共模噪声N的差动信号S3、S3′的担心。
但是，在该实施例的共模扼流圈1中，由于在顶板5的下表面5b与周围侧面5c上形成了金属膜6，并如图4所示，构成为磁力线H必然会通过该金属膜6，因此增加了对所述谐振频率与其附近的频带内的共模噪声N的电阻成分R，且该阻抗成分抑制共模噪声N。其结果，对于抗干扰性试验中的所有频带的共模噪声N都会发挥良好的噪声抑制效果。
为了确认该效果，发明者进行了如下实验。
在该实验中，例如，进行如下抗干扰性试验：假设将共模扼流圈1安装在使用于汽车内部的电缆网的拐射线(Flex Ray)上，根据有无金属膜6，调查共模扼流圈的电阻成分如何不同。
图8是未设置金属膜6时的频率与阻抗之间的相关图，图9是设置金属膜6时的频率与阻抗之间的相关图。
首先，将具有100μH的绕组4-1、4-2且顶板5的厚度为0.8mm的4532(长4.5mm，宽3.2mm)的共模扼流圈安装在图7所示的差动传输线路111、112上。然后，从噪声产生器120产生1MHz～400MHz范围的共模噪声N，并进行实验。另外电容102是10pF～20pF左右。
图8中，曲线R表示共模扼流圈的电阻成分。
在该实验中，如图8的曲线R所示，电阻成分R在频率约为25MHz时变得最大，而在1MHz～10MHz的频带中非常小。
另一方面，根据共模扼流圈1的电感值为100μH、电容102的电容量为10pF～20pF左右可知，共模扼流圈1与接收IC101的电容102之间的谐振电路的谐振频率是数MHz。
因此，在该谐振频率与其附近的频率的共模噪声N被加载在差动信号上时，在该实验中使用的共模扼流圈中，由于电阻成分小，因此不能充分抑制该共模噪声N，所以接收IC101会引起误操作。
其次，通过电镀等在所述共模扼流圈的顶板5的下表面5b与周围侧面5c上形成由镍铬(NiCr)为主成分的合金构成的金属膜6，并将具有该金属膜6的共模扼流圈1安装在图7所示的差动传输线路111、112上，由噪声产生器120产生1MHz～400MHz范围的共模噪声N。
图9的曲线R表示共模扼流圈的电阻成分。
在该实验中，如图9的曲线R所示，约1MHz～10MHz频带内的电阻成分R为1000Ω左右，通过金属膜6，电阻成分扩大到更宽的频率范围并变得非常大。
因此，即使差动信号上加载有数MHz的谐振频率与其附近的频率的共模噪声N，由于基于金属膜6的大电阻成分抑制了共模噪声N，因此也不会发生接收IC101的误操作。
(实施例2)
图10是表示该发明的第2实施例的共模扼流圈的剖视图，图11是表示制造该实施例的共模扼流圈的顶板部分的工序的侧视图。
如图10所示，与所述第1实施例的不同点是：该实施例的共模扼流圈在顶板5的下侧设置了抗蚀膜8。
该抗蚀膜8，例如由环氧树脂形成，并在覆盖顶板5的金属膜6的下侧部分上，与绕组4-1、4-2对置设置。
如图11所示，进行设置有该抗蚀膜8的顶板5的制造。
即，如图11(a)所示，形成顶板5之后，如图11(b)所示，通过电镀等方法，在该顶板5的下表面5b与周围侧面5c上形成金属膜6。之后，如图11(c)所示，在顶板5的下表面5b的部位上涂敷抗蚀膜8。
进行对共模扼流圈的静电试验时，流过绕组4-1、4-2的静电对顶板5的金属膜6放电，因此存在会破坏绕组4-1、4-2的覆盖膜的担心。但是，如该实施例所示，通过在相对绕组4-1、4-2的金属膜6的表面上设置抗蚀膜8，能提高绕组4-1、4-2与金属膜6之间的耐电压，其结果能提高静电试验性能。
其它的结构、作用和效果与所述第1实施例相同，因此省略其叙述。
(实施例3)
图12是表示该发明的第3实施例的共模扼流圈的分解立体图，图13是该实施例的共模扼流圈的正面图。
如图12所示，与所述第1和第2实施例的不同点是：该实施例的共模扼流圈扩大了对凸缘部21、22的金属膜6的接合部位的面积。
具体而言，如图13所示，将顶板5的下表面5b形成为三角形状，在该下表面5b的整个面上设置金属膜6。因此，金属膜6的下表面6b也是三角形状，即形成了截面V字状。
在所述第1和第2实施例中，由于在水平平面上设置了顶板5的下表面或凸缘部21(22)的上表面，因此对应凸缘部21(22)上表面的金属膜6的接合部位形成了水平平面，但是在该实施例中，如上所述，由于将顶板5的下表面5b与凸缘部21(22)的上表面21c(22c)形成了截面V字状，因此对应凸缘部21(22)上表面的金属膜6的下表面6b的接合部位也形成了截面V字状，与所述第1和第2实施例相比扩大了该接合部位的面积。
根据该构成，增加了基于金属膜6的电阻成分，其结果，对抗干扰性试验中的共模扼流圈发挥更良好的噪声抑制效果。
另外，扩大相对凸缘部21、22的金属膜6的接合部位的面积的结构，不仅限于图12和图13所示的结构。
图14是表示第3实施例的第1变形例的正面图，图15是表示第3实施例的第2变形例的正面图，图16是表示第3实施例的第3变形例的正面图。
即，如图14所示，通过将金属膜6的下表面6b的中央部突起设置成截面大致U字状，并且使凸缘部21(22)的上表面21c(22c)对应金属膜6的下表面6b的形状凹下去，也能扩大相对凸缘部21、22的金属膜6的接合部位的面积。
当然，如图15所示，通过将金属膜6的下表面6b的中央部凹成截面大致逆U字状，并且使凸缘部21(22)的上表面21c(22c)对应金属膜6的下表面6b的形状突起，也能扩大相对凸缘部21、22的金属膜6的接合部位的面积。
另外，如图16所示，将顶板5整体形成截面大致逆U字状，并在该顶板5上设置金属膜6，将成为顶板5内侧的下表面5b、即金属膜6的下表面6b通过粘合剂7粘接在凸缘部21(22)的上表面21c(22c)和侧面21d(22d)、21e(22e)上，这样的结构也能扩大相对凸缘部21、22的金属膜6的接合部位的面积。
其它的结构、作用和效果与所述第1和第2实施例相同，因此省略其叙述。
(实施例4)
图17是将该发明的第4实施例的共模扼流圈翻过来表示的立体图，图18是该实施例的共模扼流圈的剖视图。
如图17所示，与所述第1至第3实施例的不同点是：该实施例的共模扼流圈在金属膜6的下侧部上设置了切口部B。
具体而言，如图18所示，在顶板5的上表面5a上也形成金属膜6，但是在顶板5的下表面5b的部位中，除了金属膜6的下侧部之外，还形成了切口部B。该切口部B的宽度(图18的表里方向)设定得与顶板5的宽度大致相同，其长度W6(图18的左右方向)设定成绕组4-1、4-2的缠绕长度W4以上。
根据该结构，在对共模扼流圈进行静电试验时，即使产生流过绕组4-1、4-2的静电，由于没有静电越过的金属膜部分，因此能防止静电向金属膜6放电的现象。
其它的结构、作用和效果与所述第1至第3实施例相同，因此省略其记载。
另外，该发明并不仅限于所述的实施例，在发明要旨的范围内能有种种变形或变更。
例如，在所述实施例中，分别由铁氧体形成了磁芯2与顶板5，但这并不意味着要从该发明的范围中排除由铁氧体以外的磁性体形成这些部件的共模扼流圈。
而且，在所述实施例中，例示了粘合剂7中混入了磁粉，但这并不意味着要从该发明的范围中排除使用了未混入磁粉的粘合剂的共模扼流圈。
并且，在所述实施例中，在磁芯2的凸缘部21、22上直接涂敷形成了外部电极3-1～3-4，但这并不意味着要从该发明的范围中排除其它方式，例如由金属端子在凸缘部2上形成外部电极的共模扼流圈。
Claims (5)
1、一种共模扼流圈，包括：磁芯，具有绕芯部和在该绕芯部的两端部设置的一对凸缘部而构成；外部电极，形成在所述各凸缘部上；一对绕组，缠绕在所述绕芯部，且各端部引出并接合到所述外部电极；和磁性板，通过粘合剂接合在所述一对凸缘部上，其特征在于：
在所述磁性板的至少与所述凸缘部的接合部位形成金属膜。
2、根据权利要求1所述的共模扼流圈，其特征在于：
所述磁芯与所述磁性板分别由铁氧体形成。
3、根据权利要求1或2所述的共模扼流圈，其特征在于：
所述金属膜由包括铁、钴、镍、铬、锰及铜之中的至少任何一个的强磁性体形成。
4、根据权利要求3所述的共模扼流圈，其特征在于：
所述金属膜由镍铬为主成分的强磁性体的合金形成。
5、根据权利要求1至4的任一项所述的共模扼流圈，其特征在于：
在所述粘合剂中混入了磁粉。
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