(57)【要約】【課題】コモンモードノイズフィルターの小型化にともない、電極端子間の絶縁抵抗が低下しやすい。【解決手段】巻芯部３の両端に鍔部１、２を有し、該鍔部１、２に電極４、５が形成されているフェライトコアの吸水率を０．１％以下とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部の両端に鍔部を有し、該鍔部に電極が形成されているフェライトコアであって、吸水率が０．１％以下であることを特徴とするフェライトコア。
【請求項２】
上記各鍔部にそれぞれ複数の電極端子が形成されており、各鍔部における複数の電極端子間の抵抗値が１００ＭΩ以上であることを特徴とする請求項１に記載のフェライトコア。
【請求項３】
上記各鍔部の電極端子間の距離が１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のフェライトコア。
【請求項４】
上記請求項１乃至３の何れかに記載のフェライトコアの巻芯部に複数の導線を巻回してなることを特徴とするコモンモードノイズフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波信号を扱う各種電子機器のコモンモードノイズ対策に適合するフェライトコア及びこれを用いたコモンモードノイズフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電源ラインの不要輻射ノイズ対策、高周波信号のコモンモードノイズ対策に利用されているコモンモードノイズフィルターとして、図４に示すように巻芯部１３の両端に鍔部１１、１２を有し、この両鍔部１１、１２または一方の鍔部の周面から端面に複数の端子１４ａ、１４ｂ及び１５ａ、１５ｂが形成されたフェライトコアの巻芯部１３にバイファイラ巻等により２〜４本の導線１６を数ターン〜数十ターン巻回し、導線１６の巻き始めの先端と巻き終わりの端末を電極１４、１５に各々半田付けや熱圧着等により導電接続したものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
このようなコモンモードノイズフィルターでは、２本の導線１６に同相電流が流れる場合は、磁束は足しあわされインピーダンスが大きくなる。逆に、２本の導線１６に逆相電流が流れる場合は、磁束は打ち消されインピーダンスはほとんど発生しない。このように、コモンモードノイズフィルターは、同相電流が流れにくく、逆相電流は流れやすいというフィルター機能を持つ電子部品であり、ノイズ対策部品用途で使われている。
【０００４】
上記コモンモードノイズフィルターに用いられるフェライトコアに電極１４、１５を形成する場合には、ディッピングやスクリーン印刷、転写などの方法を用いてＡｇやＡｇＰｄなどの厚膜を印刷して焼成を行い、次にその厚膜上にＮｉやＣｕ、Ｓｎ、ＳｎＰｂ、Ａｕなどを用途、要求に合わせて幾層かメッキ処理にて作製する。このメッキ処理は、厚膜印刷を行ったフェライトコアを作製したい層の成分の溶けたメッキ液に浸して電流を流すことによりフェライトコアに形成された厚膜上に所定のメッキ層が形成され、その際、フェライトコアに付着したメッキ液を洗浄することで形成されるものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１２４７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコモンモードノイズフィルターではそれぞれの電極間に１ｍｍ程度の距離を保つことができたため、端子１４ａ、１４ｂ間、端子１５ａ、１５ｂ間の絶縁性は十分に確保できていた。
【０００７】
しかし、近年コモンモードノイズフィルターが使用される情報通信機器分野では、部品の小型、軽量化の要求によってコモンモードノイズフィルターにおいても小型化が進み、それぞれの端子間距離が近づき絶縁性を確保できないという問題が生じてきた。
【０００８】
上述のようにフェライトコアに電極を形成する際に用いられるメッキ液は、電解質の溶解した酸性溶液のため電流を流すことができる。このため、メッキ液の洗浄が不十分でフェライトコアにメッキ液が残っていると、通常は絶縁されている電極端子間にこのメッキ液を介して電流が流れ端子間の絶縁性が劣るという問題があった。
【０００９】
また、上記メッキ液の洗浄が不十分であると、フェライトコアに残ったメッキ液成分が空気中の湿気などの水分を取り込み、酸性のメッキ液が徐々に厚膜やメッキ層を侵すという問題があった。
【００１０】
特に、従来のフェライトコアは、成形性を良くしたり高いＱ値を得るために低圧で成形したり焼成具合を甘くした状態で透磁率などの特性が希望特性となるよう設計、開発された材質を使用していたため、ボイドが多く、吸水率が０．２％程度と高いため、フェライトコアの内部にまでメッキ液が浸透しやすく、洗浄をしても洗い流すことができず、厚膜やメッキ層を侵し、端子間の抵抗値を下げてしまうという問題を有していた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、上述の課題を解決するために、本発明のフェライトコアは、巻芯部の両端に鍔部を有し、該鍔部に電極が形成されているフェライトコアであって、吸水率が０．１％以下であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のフェライトコアは、上記各鍔部に複数の電極が形成されており、各電極間の抵抗値が１００ＭΩ以上であることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、本発明のフェライトコアは、上記各鍔部の電極間の距離が１．０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
さらにまた、本発明のコモンモードノイズフィルターは、上記フェライトコアの巻芯部に複数の導線を巻回してなることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
図１は本発明のフェライトコアの一実施形態を示す斜視図であり、巻芯部３の両端に鍔部１、２を有し、該鍔部１には端子４ａ、４ｂからなる電極４が、鍔部２には端子５ａ、５ｂからなる電極５がそれぞれ形成されている。
【００１７】
一般的に、２０１２サイズと言われるフェライトコアは、短辺寸法Ｅが１．２ｍｍになるため、１つの鍔部１に形成された２つの電極４ａ、４ｂの間隔Ｆは鍔部１の破壊強度と電極を形成するための厚膜印刷時に高粘度のペーストの短絡防止を考慮し約０．４ｍｍとなっている。
【００１８】
上記フェライトコアは、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトなどの磁性材料等から成り、特に、使用周波数や表面抵抗値の問題からＮｉ−Ｚｎ系フェライトから成ることが好ましい。
【００１９】
ここで、上記フェライトコアは、その吸水率が０．１％以下であることが重要である。
【００２０】
これは、フェライトコアの鍔部１、２にそれぞれ電極４、５を形成する際、ディッピングやスクリーン印刷、転写などの方法を用いてＡｇやＡｇＰｄなどの厚膜を印刷して焼成を行い、次にその厚膜上にＮｉやＣｕ、Ｓｎ、ＳｎＰｂ、Ａｕなどを用途、要求に合わせて幾層かメッキ処理にて作製される。このメッキ処理は、厚膜印刷を行ったフェライトコアを作製したい層の成分の溶けたメッキ液に浸し電流を流すことによりフェライトコアの厚膜上に所定のメッキ層が形成され、その後、フェライトコア、電極４、５部分に付着したメッキ液を洗浄して形成される。従って、フェライトコアの吸水率を０．１％以下にすることにより、フェライトコアへのメッキ液の浸透やメッキ自体の浸透を防ぐことができ端子４ａ、４ｂ間、端子５ａ、５ｂ間の絶縁抵抗を高く保つことができる。また、フェライトコアへのメッキ液の浸透を防ぐため、電極４、５を形成した後に、フェライトコアより浸透していたメッキ液が染みだし厚膜やメッキ層を侵すことを防ぐことができる。
【００２１】
一方、上記吸水率が０．１％を越えると、フェライトコアへメッキ液が染みこみ洗浄しても洗いきることができず、端子４ａ、４ｂ間、端子５ａ、５ｂ間の絶縁抵抗が低くなり絶縁信頼性が低くなる。
【００２２】
また、より吸水率が高いフェライトコアを用いた場はメッキ自体がフェライトコア内部に浸透するため絶縁抵抗が低くなる恐れがある。
【００２３】
上記フェライトコアの吸水率を０．１％以上とするには、スプレードライヤーなどで粉末プレス成形に適した形状に造粒した原料粉の粒子径を２００μｍ以下とすること、また原料粉末を成形する際に、高圧力で原料粉末を加圧するのが望ましく、上記成形時の加圧の圧力は３００ＭＰａ以上とすることによって吸水率の低いフェライトコアを得ることができる。
【００２４】
なお、上記吸水率は、フェライトコアの乾燥重量とフェライトコアの表面の開気孔を純水で満たした時の重量から求めたものであり、すなわち表面の開気孔率を示す値である。
【００２５】
また、上記フェライトコアの鍔部１に形成された電極４、５の端子４ａ、４ｂ間、鍔部２に形成された端子５ａ、５ｂ間の抵抗値を１００ＭΩ以上とすることが好ましく、各端子間の絶縁性を十分に保持することができる。
【００２６】
なお、上記フェライトコアの電極４、５の端子４ａ、４ｂ間、端子５ａ、５ｂ間の抵抗値を１００ＭΩ以上とするには、フェライトコアの吸水率を０．１％以下にする必要がある。吸水率が０．１％以下の場合、フェライトコアへのメッキ液の浸透はごく僅かであり洗浄にてほとんどが洗い流される。この僅かに残ったメッキ液も互いに離れて点在するため抵抗値の低下への影響はほとんど無くなるためである。従来は上記端子４ａ、４ｂ間、端子５ａ、５ｂ間の距離が１．５ｍｍ程度と大きく、フェライトコアの絶縁抵抗の低下も無視できるものであったが、このフェライトコアを用いたコモンモードノイズフィルターの小型化に伴い電極間寸法が１．０ｍｍ以下となると、絶縁抵抗の低下の影響が大きく現れ端子間の絶縁信頼性が問題となってきている。上記フェライトコアの吸水率が０．１％以下であると、各鍔部１に形成された端子４ａ、４ｂ間、鍔部２に形成された端子５ａ、５ｂ間の距離が１．０ｍｍ以下と非常に狭い場合においても好適に用いることができる。
【００２７】
ここで、本発明のフェライトコアの製造方法を説明する。
【００２８】
例えば、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトから成る場合、Ｆｅ２Ｏ３を４７〜５１モル％、ＮｉＯを１０〜１４モル％、ＺｎＯを３１〜３５モル％を必須成分とし、さらにＣｕＯを０〜４モル％、その他微量成分を含有してなる原料粉末に、所望のバインダーを添加混合した後、スプレードライヤーなどにより粉末成形に適した形状に造粒した２次粒子を金型に充填して加圧することによって所望の形状に成形体を得る。
【００２９】
次いで、得られた成形体を９００〜１３００℃の範囲にて焼成する。
【００３０】
しかる後、得られた焼結体に電極４、５を作製するため、ディッピングやスクリーン印刷、転写などの方法を使用しＡｇやＡｇＰｄなどの厚膜を印刷し焼成を行いフェライトコアに厚膜を焼き付ける。
【００３１】
そして、厚膜上にＮｉやＣｕ、Ｓｎ、ＳｎＰｂ、Ａｕなどを用途、要求に合わせ幾層かメッキ処理にて作製する。このメッキ処理は厚膜印刷を行ったフェライトコアを作製したい層成分の溶けたメッキ液に浸し電流を流すことによりフェライトコアの厚膜上に所定のメッキ層を形成し、フェライトコア全体に付着したメッキ層を洗浄することによって得ることができる。
【００３２】
このようにして得られたフェライトコアは、図２に示すようなコモンモードノイズフィルターとして好適に用いることができる。
【００３３】
このコモンモードノイズフィルターは、上記フェライトコアの巻芯部３にバイファイラ巻等により２本の絶縁被覆された導線６を数ターン〜数十ターン巻回して巻線とし、該絶縁被覆された導線６の巻き始めの端末と巻終わりの端末を上記電極４、５に各々半田付けや熱圧着等により導電接続することによって得ることができ、端子４ａ、４ｂ間、端子５ａ、５ｂ間の絶縁抵抗が十分保持されているため、特に小型化にともなって隣接する端子の間隔が近くなっても端子間の絶縁の信頼性を高く保つことができる。
【００３４】
このコモンモードノイズフィルターは、２本の導線６を巻回するため、この２本の導線６に同相電流が流れる場合は、磁束は足しあわされインピーダンスが大きくなる。逆に、２本の導線６に逆相電流が流れる場合は、磁束は打ち消されインピーダンスはほとんど発生しない。このように、コモンモードノイズフィルターは、同相電流が流れにくく、逆相電流は流れやすいというフィルター機能を持つ電子部品であり、ノイズ対策部品用途で使われている。
【００３５】
なお、上述の実施形態では、図１に示すように各鍔部１、２の先端がそれぞれ２つに分かれており、その先端に端子４ａ、４ｂ、端子５ａ、５ｂを形成した形状を示したが、これに限定されるものではなく、図３に示すように鍔部１、２の先端に距離をおいてそれぞれの端子が形成されていてもよい。このように様々な形状のフェライトコアであっても吸水率を０．１％以下とすればよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能である。
【００３６】
【実施例】
本発明の実施例を説明する。
【００３７】
先ず、図１に示すようなフェライトコアを得るため、磁性材料としてＦｅ２Ｏ３４９モル％、ＮｉＯ１２モル％、ＺｎＯ３３モル％、ＣｕＯ３モル％の組成のＮｉ−Ｚｎ系フェライト材とバインダーを混練後、スプレードライヤーにて平均粒径７０μｍの原料粉末を作製した。この原料粉末を用い粉末プレス成形によって４００ＭＰａの成形圧にて成形した後、約１１００℃で焼成して４つの電極を持つ２０１２サイズのフェライトコアを作製した。
【００３８】
なお、電極を形成する各端子の寸法は導線の接続性、実装強度を考慮し０．４×０．４ｍｍにした。そのため端子間の寸法は０．４ｍｍとした。
【００３９】
比較例として同形状のフェライトコアを同組成比の材質で成形圧３００ＭＰａ、平均粒径２００μｍと成形圧２００ＭＰａ、平均粒径２００μｍ、成形圧３００ＭＰａ、平均粒径３００μｍで成形し同条件で焼成した。
【００４０】
そして、各フェライトコアの吸水率、巻芯部の強度、各電極４、５として、Ａｇ−Ｎｉ−ＳｎＰｂの電極を形成し、フェライトコアの近接した端子４ａ、４ｂ間、端子５ａ、５ｂ間の絶縁抵抗を測定した。
【００４１】
なお、上記吸水率はフェライトコアの乾燥重量とフェライトコアの表面のオープンボイドを純水で満たした時の重量から求めた。端子間の絶縁抵抗はハイレジスタンスメーターを利用し端子間に５０Ｖの電圧を掛けその時の抵抗値を測定した。巻芯部の強度は片方の鍔部を保持し反対側の鍔部を圧子にて加圧し破損したときの強度を測定した。
【００４２】
結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１から明らかなように、吸水率が０．１％以下のフェライトコア（Ｎｏ．１、２）は、端子間の絶縁抵抗が１００ＭΩ以上と絶縁性が十分に保持されており、巻芯部の強度も５Ｎ以上であった。
【００４５】
それに対し、比較例であり吸水率０．１％を超えるフェライトコア（Ｎｏ．３、４）は、端子間の絶縁抵抗が４０ＭΩと非常に低くなった。また、巻芯部の強度は３Ｎと低いものとなった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のフェライトコアによれば、吸水率が０．１％以下であることから、電極を形成する際のメッキ液等の浸透が無く、ファライトコアに付着した不純物の洗浄工程を簡略化できるとともに、電極端子間の絶縁性を高く維持し、信頼性の高いフェライトコアを得ることができる。
【００４７】
また、コモンモードノイズフィルターが小型化して隣接する電極端子の間隔が１．０ｍｍ以下のように近くなっても、絶縁の信頼性を高く保つことができる。
【００４８】
さらに、鍔部や巻芯部の強度も高いため導線の巻き行程や実装行程の衝撃にも十分耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフェライトコアの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明のコモンモードノイズフィルターの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明のフェライトコアの他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】従来のコモンモードノイズフィルターを示す斜視図である。
【符号の説明】
１：鍔部
２：鍔部
３：巻芯部
４：電極
５：電極
６：導線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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