噪声对策指南

片状铁氧体磁珠的诞生秘史(前篇)

【"铁氧体是什么?"】

1985年5月,我出差去总公司(村田制作所),坐上了从福井开往京都的雷鸟(特快列车)。那是我进入公司一个月的首次出差。在列车上,我听部长说了这次出差的目的:"好像做出了铁氧体表面封装元件,我们去看看怎么回事。"我还记得,当时我问出了现在想想都觉得丢脸的问题----"铁氧体是什么?"当时部长回答道:"就是生了铁锈的东西",我说道:"哦,是这样啊?"完全就那么直接理解了。
这也许就是我和铁氧体的邂逅。

【Q值较低的多层铁氧体用在什么方面?】

多层铁氧体之前是以绕线型Q值为目的开发的,我们一直在摸索Q特性不高时可以用在什么地方。Q值低对于噪声滤波器来说反而是一种优势,因此我们决定讨论如何实现噪声滤波器的商品化。
我们在当时的村田制作所总部(现在的长冈事业所)进行试开发,并在福井村田制作所实施了商品开发(设计结构、各种评估)。

【不断摸索中进行的商品开发】

当时的EMI小组(现在的EMI事业部)作为隶属于电容器事业部的一个科室,在刚成立时,还是个仅有20人的微弱团体。作为一个新人被分配到那里的我开始进行商品开发工作。作为 EMI特有的开发的片状元件商品开发项目,当时村田制作所的表面封装元件有多层电容器(GR系列)与片状线圈(LQH系列)两种。
"需要什么特性?""外形尺寸怎么样?""内部结构怎样的?""可靠性评估要怎么评估好?""表面封装要怎么做评估?""表面封装到底要怎么评估?"一切都是未知数。
我记得,当时我连"噪声滤波器是什么"这种最初级的问题都搞不清楚,初生牛犊不怕虎,我就一个一个部门地跑,一个一个人地问。现在想想,禁不住感叹到那是新人才有的干劲啊。
在特性方面,我们目标是引线型铁氧体磁珠(BL01/02系列)的特性。尺寸方面,考虑到与目标应用的系列I/F线一起封装时的方便性。最终确定采用减小宽度的4516大小的细长尺寸。
在设计方面,当时的多层铁氧体磁珠采用比现在更高的温度烧制,以Ag100%尝试内部电极时,烧制时会发生扩散与蒸发,常发生打开不良的现象。因此,为了控制Ag的扩散与蒸发,我们采用Ag/Pd产品进行试制。为了使导通稳定化,以Pd100%进行,同时为了降低价格,我们在结构方面也采取了措施,建立起以Ag/Pd产品的量产化目标。外部电极上,镀Ni/Sn存在可靠性上的不稳定,我们采用了Ag/Pd厚膜进行商品化。但是这个后来造成了客户投诉。
这时候,虽然有用于评估的样品,但"如何保证特性"还是作为一个课题遗留了下来。当时的引线铁氧体磁珠只保证了外形尺寸,所以无法作为参考。由于是噪声滤波器,很快就决定要保证阻抗,但要保证哪个频率呢?这让我们很头疼。没有公共标准,作为先驱的厂商也没有任何参考。最终我们自己确定了采用保证属于当时噪声形成问题的30~300MHz频段内的100MHZ的阻抗(Z)与直流电阻(RDC)的形式,开始进行各种可靠性评估工作。
在商品化的收尾阶段,压纹带的设计也完成了,并借用小松村田制作所的封装机进行了封装评估。但是,我们明白,4516尺寸较细,当时的定位方式----机械对心方式是存在问题的。这个部分要怎么使用,我们得到了多方面的帮助,并解决了该问题,连同封装方法一并提供给客户。
就这样,一路上我们得到了许多人的帮助,我们的商品开发也终于能够完成(说完成也只是本公司的试制生产线上试制完成的程度)。1986年秋季左右,首例BLM41/31系列接受了公司内部的设计审查。

机械对心(Mechanical centering method)方式:从外形对元件的中心进行机械性限制,来进行定位的方式。

当时的BLM31系列(左图)与BLM41系列(右图)

~后篇(2013/2/28号)~

 

编辑:村田制作所 EMI事业部 H.T

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