JP2014170917A - コモンモードフィルター及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コモンモードフィルターの層間結合力が強化され、同時にコイル電極周辺の磁力線束が円滑に流れることができるコモンモードフィルター及びその製造方法を提供する。
【解決手段】コモンモードフィルター１００は、磁性体基板１１０と、磁性体基板１１０の上部に備えられた素体１２０と、を含み、素体１２０は、コイル電極１２１を囲む絶縁層１２２、コイル電極１２１の端部と連結された外部電極端子１２３、及び磁性樹脂複合体１２４を含む。絶縁層１２２は、磁性体基板１１０の縁部にマージン部Ｍをおいて磁性体基板１１０の上部に備えられ、磁性樹脂複合体１２４は、マージン部Ｍを含む素体１２０の空いている空間に充填形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、コモンモードフィルター及びその製造方法に関し、より詳細には、磁力線束の形成空間が連結されたコモンモードフィルター及びその製造方法に関する。

技術が発展するにつれて、携帯電話、家電製品、ＰＣ、ＰＤＡ、ＬＣＤなどのような電子機器がアナログ方式からデジタル方式に変化し、処理するデータ量の増加によって高速化される傾向にある。これにより、高速信号送信インターフェースとしてＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０、及び高解像度マルチメディアインターフェース（ｈｉｇｈ−ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＨＤＭＩ）が広範囲に普及され、パソコン及びデジタル高画質テレビのような多くのデジタルデバイスで使われている。

これらのインターフェースは、長い間一般的に利用された単一−終端（ｓｉｎｇｌｅ−ｅｎｄ）送信システムと異なって、一対の信号ラインを使用して差動信号（差動モード信号）を送信する差動信号システムを採用する。しかし、デジタル化及び高速化される電子機器は、外部からの刺激に敏感である。即ち、外部からの小さい異常電圧と高周波ノイズが電子機器の内部回路に流入される場合、回路が破損したり、信号が歪曲する場合が発生する。

このような電子機器の回路破損や信号歪曲の発生を防止するためには、フィルターを設置することで異常電圧と高周波ノイズが回路に流入されることを防止し、一般的に、高速差動信号ラインなどにはコモンモードノイズ（Ｃｏｍｍｏｎ ｍｏｄｅ ｎｏｉｓｅ）を除去するためにコモンモードフィルター（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）が使われている。

コモンモードノイズは、差動信号ラインで発生するノイズであり、コモンモードフィルターは、既存ＥＭＩフィルターで除去することができないノイズを除去する。コモンモードフィルターは、家電機器などのＥＭＣ特性向上又は携帯電話などのアンテナ特性向上に寄与する。

下記特許文献1を参照すると、従来の一般的なコモンモードフィルターは、磁性体基板を下部に置き、その上にコイル電極を囲む絶縁層が積層され、この絶縁層上に磁性樹脂複合体が形成された構造を有する。

前記磁性体基板と前記磁性樹脂複合体の場合、透磁率が高いフェライト組成物で構成することができ、これにより、前記のような構造において、前記コイル電極で発生するコイル電極周辺の磁力線束は、前記磁性体基板と前記磁性樹脂複合体によって連続的に流れるようになる。

しかし、従来構造において、前記磁性体基板と磁性樹脂複合体との間に透磁率が低い絶縁層が存在するため、磁力線束の流れが弱くなり、これはコモンモードフィルターのインピーダンス及びカットオフ周波数特性低下につながる。

また、前記磁性体基板と磁性樹脂複合体は、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｍｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｍｇ系、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト又はこれらの混合物で構成され、一方、前記絶縁層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などの高分子材質で構成され、このように化学的特性が異なる異種材質の接合によって、前記磁性体基板と前記絶縁層との間、及び前記磁性樹脂複合体と前記絶縁層との間の境界面でクラック（ｃｒａｃｋ）や剥離（ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｎｇ）現象が発生する問題がある。

特開２０１２−０１５４９４号公報

本発明は、前述した従来の問題点を解決するために導き出されたものであり、コモンモードフィルターの層間結合力が強化され、同時にコイル電極周辺の磁力線束が円滑に流れるコモンモードフィルター及びその製造方法を提供することにその目的がある。

前記のような目的を達成するために導き出された本発明は、磁性体基板と、前記磁性体基板の上部に備えられた素体と、を含み、前記素体は、コイル電極を囲む絶縁層、前記コイル電極の端部と連結された外部電極端子、及び磁性樹脂複合体を含むコモンモードフィルターにおいて、前記絶縁層が、前記磁性体基板の縁部にマージン部Ｍをおいて前記磁性体基板の上部に備えられ、前記磁性樹脂複合体は、前記マージン部Ｍを含む前記素体の空いている空間に充填形成される、コモンモードフィルターを提供する。

また、前記外部電極端子は、前記絶縁層と所定間隔離隔された状態で配置され、前記磁性樹脂複合体は、前記外部電極端子と前記絶縁層との間の離隔空間を含む前記素体の空いている空間に充填形成される、コモンモードフィルターを提供する。

また、前記外部電極端子は、前記絶縁層の側面から所定間隔Ｌ１離隔された側壁部と、前記絶縁層の上面から所定間隔Ｌ２離隔された上段部と、で構成され、前記磁性樹脂複合体は、前記外部電極端子の側壁部と前記絶縁層との間の離隔空間、及び前記外部電極端子の上段部と前記絶縁層との間の離隔空間を含む前記素体の空いている空間に充填形成される、コモンモードフィルターを提供する。

また、前記絶縁層の中心部にはホール部Ｈが形成され、前記磁性樹脂複合体は、前記ホール部Ｈを含む前記素体の空いている空間に充填形成される、コモンモードフィルターを提供する。

前記のような目的を達成するために導き出された本発明は、（ａ）コイル電極が内設され、中心部にホール部Ｈが備えられた絶縁層、及び外部電極端子の側壁部を磁性体基板の上面に形成し、前記磁性体基板の縁部にマージン部Ｍをおいて前記絶縁層を形成する段階と、（ｂ）前記マージン部Ｍ及びホール部Ｈを含む前記磁性体基板の上部に磁性樹脂フェライトを充填、硬化して磁性樹脂複合体を形成する段階と、（ｃ）前記磁性樹脂複合体上に外部電極端子の上段部をメッキする段階と、（ｄ）前記外部電極端子の上段部の高さまで磁性樹脂フェライトを充填、硬化して磁性樹脂複合体を形成する段階と、を含む、コモンモードフィルターの製造方法を提供する。

また、前記（ａ）段階でメッキされる前記外部電極端子の側壁部の高さは、前記絶縁層より高く、前記（ｂ）段階で充填される前記磁性樹脂フェライトは、前記外部電極端子の側壁部の高さまで充填する、コモンモードフィルターの製造方法を提供する。

また、前記外部電極端子の側壁部を前記絶縁層と所定間隔離隔された位置に形成する、コモンモードフィルターの製造方法を提供する。

また、前記（ａ）段階は、絶縁樹脂塗布及びメッキ工程を繰り返し実行して前記コイル電極と外部電極端子の側壁部を覆い被せる絶縁樹脂を形成し、前記絶縁樹脂で前記磁性樹脂フェライトの充填領域をエッチングして行われる、コモンモードフィルターの製造方法を提供する。

また、前記磁性樹脂フェライトの充填領域をエッチングする前に、前記外部電極端子の側壁部を露出させる開口部を加工し、前記絶縁樹脂上にレジストを付着した後、メッキ工程を進行して前記外部電極端子の側壁部をメッキ成長させる、コモンモードフィルターの製造方法を提供する。

本発明のコモンモードフィルターによると、コイル電極を囲む絶縁層周辺に磁性樹脂複合体が存在し、このような前記磁性樹脂複合体が磁性体基板と直接接合する構造を有することによって、従来のように絶縁層により磁力線束が弱くなる区間がなく、コモンモードフィルターのインピーダンス及びカットオフ周波数特性が大きく向上する。

また、磁性体基板の構成材質と同じ材質を含む磁性樹脂複合体が絶縁層を埋め込む形態で磁性体基板と直接接合する構造を有することによって、コモンモードフィルターの層間結合力が大きく強化される。

本発明によるコモンモードフィルターの斜視図である。 図１のＩ−Ｉ′線の断面図である。 図２のII−II′線の断面図である。 本発明の変形例を例示した図面である。 本発明のコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。 本発明のコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。 本発明のコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。 本発明のコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。 本発明のコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。 本発明のコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。 本発明のコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。 本発明の他の実施形態によるコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。 本発明の他の実施形態によるコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。 本発明の他の実施形態によるコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図である。

本発明の利点及び特徴、それらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明らかになるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現されることができる。本実施形態は、本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されることができる。

本明細書で使われている用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限するためのものではない。本明細書で、単数形は文章で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われている‘含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）’及び／又は‘含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）’は言及された構成要素、段階、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び／又は素子の存在又は追加を排除しない。

図１は、本発明によるコモンモードフィルターの斜視図であり、図２は、図１のＩ−Ｉ’線の断面図であり、及び図３は、図２のII−II’線の断面図である。付加的に、図面の構成要素は、必ずしも縮尺によって図示したものではなく、例えば、本発明の理解を容易にするために、図面の一部構成要素の大きさは、他の構成要素に比べて誇張されることができる。一方、各図面に表示された同一の参照符号は、同一の構成要素を示し、図示の簡略化及び明瞭化のために、図面は一般的構成方式を示し、本発明の説明された実施形態の論議を不必要に不明にすることを避けるために公知された特徴及び技術の詳細な説明は省略されることができる。

図１乃至図３を参照すると、本発明によるコモンモードフィルター１００は、磁性体基板１１０と、前記磁性体基板１１０の上部に備えられた素体１２０と、で構成されることができる。そして、前記素体１２０は、コイル電極１２１、絶縁層１２２、外部電極端子１２３、及び磁性樹脂複合体１２４を含むことができる。

前記コイル電極１２１を囲む前記絶縁層１２２は、前記コイル電極１２１に対して絶縁性を付与する同時に、外部環境から前記コイル電極１２１を保護する機能をする。したがって、前記絶縁層１２２は。絶縁性、耐熱性、耐湿性などを考慮してその構成材質を適切に選択することができる。例えば、前記絶縁層１２２を構成する最適の高分子材質として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂と、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂などを挙げることができる。

前記コイル電極１２１は、平面上にコイル形態でメッキされた電極であり、電磁気的結合をなす一次コイル電極１２１ａと二次コイル電極１２１ｂとで構成されることができる。前記一次コイル電極１２１ａと二次コイル電極１２１ｂは、図２に示したように、上下方向に所定間隔離隔してメッキされてもよく、これと異なって、前記一次及び二次コイル電極１２１ａ、１２１ｂの各パターンが交互に配列されて同一層に同時メッキされてもよい。

前記絶縁層１２２の中心部にはホール部Ｈが形成されており、ここに前記磁性樹脂複合体１２４が充填形成されることができる。したがって、前記コイル電極１２１は、前記ホール部Ｈに充填形成された磁性樹脂複合体１２４を中心に所定ターン数巻回された形態を有する。

本発明において、前記絶縁層１２２は、前記磁性体基板１１０の縁部にマージン部Ｍをおいて前記磁性体基板１１０の上部に備えられることを特徴とする。したがって、前記磁性樹脂複合体１２４は、前記マージン部Ｍを含む前記素体１２０の空いている空間に充填形成されることができる。即ち、前記磁性樹脂複合体１２４は、前記絶縁層１２２を埋め込む形態で前記磁性体基板１１０と直接接合するようになる。

前記絶縁層１２２は、前記コイル電極１２１の断面形態と相応する形態で前記コイル電極１２１を囲み、これにより、図３に示したように、前記コイル電極１２１の断面形態が楕円形である場合、前記絶縁層１２２の断面形態も楕円形となることができる。

前記コイル電極１２１の各端部と連結される前記外部電極端子１２３は、前記絶縁層１２２と所定間隔離隔された状態で配置されることができ、これにより、前記磁性樹脂複合体１２４は、前記外部電極端子１２３と絶縁層１２２との間の離隔空間を含む前記素体１２０の空いている空間に充填形成されることができる。

一方、図４に示したように、ホール部Ｈの直径を大きくした場合、前記外部電極端子１２４は、前記絶縁層１２２の一部と接触することができる。または、前記コイル電極１２１と前記外部電極端子１２３を連結する引出線１２１′の位置によって前記絶縁層１２２の一部は、マージン部領域を侵犯して形成されることもできる。

また、図１乃至図３を参照して、前記外部電極端子１２３の構造を詳細に説明すると、前記外部電極端子１２３は、前記絶縁層１２２の側面から所定間隔Ｌ１離隔された側壁部１２３ａと、前記絶縁層１２２の上面から所定間隔Ｌ２離隔された上段部１２３ｂと、で構成されることができる。

そして、このような前記外部電極端子１２３の形態によって前記磁性樹脂複合体１２４は、前記外部電極端子１２３の側壁部１２３ａと前記絶縁層１２２との間、及び前記外部電極端子１２３の上段部１２３ｂと前記絶縁層１２２との間の離隔空間に充填形成されることができる。また、前記外部電極端子１２３の上段部１２３ｂと同じ厚さの磁性樹脂複合体１２４が、前記外部電極端子１２３の上段部１２３ｂの間に充填形成されることができる。

即ち、本発明において、前記磁性樹脂複合体１２４は、前記素体１２０内で一定区間が切れることなく全てが連結された状態で形成される。これにより、前記コイル電極１２１で発生する磁力線束も切れることなく、連結されて流れるようになり、その結果、本発明のような構造のコモンモードフィルター１００では、インピーダンス及びカットオフ周波数特性が従来のコモンモードフィルターに比べて大きく向上する。

また、前記磁性樹脂複合体１２４と同種材質、例えば、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｍｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｍｇ系、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライトなどを含む前記磁性体基板１１０は、前記磁性樹脂複合体１２４と直接接合されるため、その境界面間の結合力が増大する。

以下、本発明のコモンモードフィルター１００の製造方法に対して説明する。

図５乃至図１１は、本発明のコモンモードフィルターの製造方法を順に示す工程図であり、本発明のコモンモードフィルターの製造方法は、まず、コイル電極１２１が内設され、中心部にホール部Ｈが形成された絶縁層１２２及び外部電極端子１２３の側壁部１２３ａを磁性体基板１１０の上面に形成する段階を進行する。この時、前記磁性体基板１１０の縁部にマージン部Ｍをおいて前記絶縁層１２２を形成するようにする。

前記過程をより具体的に説明すると、まず、用意した磁性体基板１１０上に絶縁樹脂塗布及びメッキ工程を繰り返し進行することで、図５のように、一次及び二次コイル電極１２１ａ、１２１ｂ、外部電極端子１２３の側壁部１２３ａ、及びこれらを覆い被せる絶縁樹脂１２２ａを形成する。

前記一次及び二次コイル電極１２１ａ、１２１ｂと外部電極端子１２３の側壁部１２３ａは、サブトラクト工法、アディティブ工法、セミアディティブ工法など、一般公知のメッキ工法を利用して形成されることができる。したがって、図面には示していないが、メッキ工程方式によって電解メッキの前処理のためのシード層が存在することもできる。

次に、前記外部電極端子１２３の側壁部１２３ａの高さを前記絶縁樹脂１２２ａより高く形成するために、図６のように、前記外部電極端子１２３の側壁部１２３ａを露出させる開口部１２２′を加工した後、前記絶縁樹脂１２２ａ上にレジスト１０を付着してメッキ工程を進行する。メッキ工程終了後、前記レジスト１０を除去すると、図７のように、前記絶縁樹脂１２２ａより高い前記外部電極端子１２３の側壁部１２３ａが完成される。

次に、図８のように、前記絶縁樹脂１２２ａを選択的にエッチングする段階を進行する。これはフォトリソ工程などを利用することができ、その結果、マージン部Ｍ及びホール部Ｈを含む前記磁性樹脂複合体１２４の充填領域がオープンされる。

一方、以上の工程は、前記一次及び二次コイル電極１２１ａ、１２１ｂを覆い被せる絶縁樹脂を塗布後、一回のエッチング0010工程により前記磁性樹脂複合体１２４の充填領域をオープンする方式や、これと異なって、図１２及び図１３に示したように、層毎にエッチング工程を別に進行することもできる。この場合、図１４のように、最終的にオープンされた領域にマスク１１をかぶせてメッキ工程を進行することによって、前記外部電極端子１２３の側壁部１２３ａの厚さを高めることができる。

このように所定領域がオープンされると、図９のように、前記マージン部Ｍ及びホール部Ｈを含む前記磁性体基板１１０の上部に磁性樹脂フェライトを充填、硬化して磁性樹脂複合体１２４を形成する段階を進行する。

前記磁性樹脂複合体１２４は、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｍｇ系、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライトのうち、少なくとも一つ以上の粉末と樹脂を主成分にして混合、製造した磁性樹脂ペースト（Ｐａｓｔｅ）を前記外部電極端子１２３の側壁部１２３ａの高さまで充填した後、硬化することで形成されることができる。

次に、図１０のように、前記外部電極端子１２３の側壁部１２３ａより面積が広い前記外部電極端子１２３の上段部１２３ｂを所定厚さでメッキする。前述したように、前記外部電極端子１２３の側壁部１２３ａの高さを前記絶縁層１２２より高く形成したため、前記外部電極端子１２３の上段部１２３ｂと前記絶縁層１２２との間の所定間隔Ｌ２には、以前の工程で充填形成された前記磁性樹脂複合体１２４が位置するようになる。

最後に、図１１のように、前記外部電極端子１２３の上段部１２３ｂの高さまで磁性樹脂フェライトを充填、硬化することで、前記外部電極端子１２３の間に磁性樹脂複合体１２４が形成された本発明のコモンモードフィルター１００を最終完成する。

以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の好ましい実施形態を示して説明するものに過ぎず、本発明は、多様な他の組合せ、変更及び環境で使用することができる。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲及び／又は当業界の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。前述した実施形態は、本発明を実施するにあたり最良の状態を説明するためのものであり、本発明のような他の発明を利用するにおいて、当業界に知られた他の状態への実施、そして発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。従って、以上の発明の詳細な説明は、開示された実施形態に本発明を制限するものではない。また、添付された請求範囲は、他の実施形態も含むと解釈されなければならない。

１００ 本発明によるコモンモードフィルター
１１０ 磁性体基板
１２０ 素体
１２１ コイル電極
１２２ 絶縁層
１２３ 外部電極端子
１２４ 磁性樹脂複合体

Claims (9)

1. 磁性体基板とこの磁性体基板の上部に形成された素体とを含み、前記素体は、コイル電極を囲む絶縁層、前記コイル電極の端部と連結された外部電極端子、及び磁性樹脂複合体で構成されたコモンモードフィルターにおいて、
   前記絶縁層は、前記磁性体基板の上部に形成され、前記磁性体基板の縁部にマージン部Ｍをおいて形成され、前記磁性樹脂複合体は、前記マージン部Ｍを含む前記素体の空いている空間に充填形成される、
   コモンモードフィルター。
2. 前記外部電極端子は、前記絶縁層と所定間隔離隔された状態で配置され、前記磁性樹脂複合体は、前記外部電極端子と前記絶縁層との間の離隔空間を含む前記素体の空いている空間に充填形成される、
   請求項１に記載のコモンモードフィルター。
3. 前記外部電極端子は、前記絶縁層の側面から所定間隔Ｌ１離隔された側壁部と、前記絶縁層の上面から所定間隔Ｌ２離隔された上段部と、で構成され、前記磁性樹脂複合体は、前記外部電極端子の側壁部と前記絶縁層との間の離隔空間、及び前記外部電極端子の上段部と前記絶縁層との間の離隔空間を含む前記素体の空いている空間に充填形成される、
   請求項１に記載のコモンモードフィルター。
4. 前記絶縁層の中心部にはホール部Ｈが形成され、前記磁性樹脂複合体は、前記ホール部Ｈを含む前記素体の空いている空間に充填形成される、
   請求項１に記載のコモンモードフィルター。
5. （ａ）コイル電極が内設され、中心部にホール部Ｈが備えられた絶縁層、及び外部電極端子の側壁部を磁性体基板の上面に形成し、前記磁性体基板の縁部にマージン部Ｍをおいて前記絶縁層を形成する段階と、
   （ｂ）前記マージン部Ｍ及びホール部Ｈを含む前記磁性体基板の上部に磁性樹脂フェライトを充填、硬化して磁性樹脂複合体を形成する段階と、
   （ｃ）前記磁性樹脂複合体上に外部電極端子の上段部をメッキする段階と、
   （ｄ）前記外部電極端子の上段部の高さまで磁性樹脂フェライトを充填、硬化して磁性樹脂複合体を形成する段階と、を含む、
   コモンモードフィルターの製造方法。
6. 前記（ａ）段階でメッキされる前記外部電極端子の側壁部の高さは、前記絶縁層より高く、前記（ｂ）段階で充填される前記磁性樹脂フェライトは、前記外部電極端子の側壁部の高さまで充填する、
   請求項５に記載のコモンモードフィルターの製造方法。
7. 前記外部電極端子の側壁部を前記絶縁層と所定間隔離隔された位置に形成する、
   請求項５に記載のコモンモードフィルターの製造方法。
8. 前記（ａ）段階は、
   絶縁樹脂塗布及びメッキ工程を繰り返し実行して前記コイル電極と外部電極端子の側壁部を覆い被せる絶縁樹脂を形成し、前記絶縁樹脂で前記磁性樹脂フェライトの充填領域をエッチングして行われる、
   請求項５に記載のコモンモードフィルターの製造方法。
9. 前記磁性樹脂フェライトの充填領域をエッチングする前に、前記外部電極端子の側壁部を露出させる開口部を加工し、前記絶縁樹脂上にレジストを付着した後、メッキ工程を進行して前記外部電極端子の側壁部をメッキ成長させる、
   請求項８に記載のコモンモードフィルターの製造方法。

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