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片狀鐵氧體磁珠的誕生秘史(前篇)

發布時間:2014-08-11 責任編輯:willwoyo

【導讀】本文是村田工程師親身經歷所寫,詳述了他從認識鐵氧體到發明片狀鐵氧體磁珠的心路歷程。

【"鐵氧體是什么?"】
    1985 年5月,我出差去總公司(村田制作所),坐上了從福井開往京都的雷鳥(特快列車)。那是我進入公司一個月的首次出差。在列車上,我聽部長說了這次出差的目 的:"好像做出了鐵氧體表面封裝元件,我們去看看怎么回事。"我還記得,當時我問出了現在想想都覺得丟臉的問題----"鐵氧體是什么?"當時部長回答 道:"就是生了鐵銹的東西",我說道:"哦,是這樣啊?"完全就那么直接理解了。
這也許就是我和鐵氧體的邂逅。

【Q值較低的多層鐵氧體用在什么方面?】
    多層鐵氧體之前是以繞線型Q值為目的開發的,我們一直在摸索Q特性不高時可以用在什么地方。Q值低對于噪聲濾波器來說反而是一種優勢,因此我們決定討論如何實現噪聲濾波器的商品化。
    我們在當時的村田制作所總部(現在的長岡事業所)進行試開發,并在福井村田制作所實施了商品開發(設計結構、各種評估)。

【不斷摸索中進行的商品開發】

  當 時的EMI小組(現在的EMI事業部)作為隸屬于電容器事業部的一個科室,在剛成立時,還是個僅有20人的微弱團體。作為一個新人被分配到那里的我開始進 行商品開發工作。作為 EMI首個開發的片狀元件商品開發項目,當時村田制作所的表面封裝元件有多層電容器(GR系列)與片狀線圈(LQH系列)兩種。
  "需要什么特性?""外形尺寸怎么樣?""內部結構怎樣的?""可靠性評估要怎么評估好?""表面封裝要怎么做評估?""表面封裝到底要怎么評估?"一切都是未知數。
   
我記得,當時我連"噪聲濾波器是什么"這種最初級的問題都搞不清楚,初生牛犢不怕虎,我就一個一個部門地跑,一個一個人地問。現在想想,禁不住感嘆到那是新人才有的干勁啊。
 
在特性方面,我們目標是引線型鐵氧體磁珠(BL01/02系列)的特性。尺寸方面,考慮到與目標應用的系列I/F線一起封裝時的方便性。最終確定采用減小寬度的4516大小的細長尺寸。
 
在 設計方面,當時的多層鐵氧體磁珠采用比現在更高的溫度燒制,以Ag100%嘗試內部電極時,燒制時會發生擴散與蒸發,常發生打開不良的現象。因此,為了控 制Ag的擴散與蒸發,我們采用Ag/Pd產品進行試制。為了使導通穩定化,以Pd100%進行,同時為了降低價格,我們在結構方面也采取了措施,建立起以 Ag/Pd產品的量產化目標。外部電極上,鍍Ni/Sn存在可靠性上的不穩定,我們采用了Ag/Pd厚膜進行商品化。但是這個后來造成了客戶投訴。
 
這 時候,雖然有用于評估的樣品,但"如何保證特性"還是作為一個課題遺留了下來。當時的引線鐵氧體磁珠只保證了外形尺寸,所以無法作為參考。由于是噪聲濾波 器,很快就決定要保證阻抗,但要保證哪個頻率呢?這讓我們很頭疼。沒有公共標準,作為先驅的廠商也沒有任何參考。最終我們自己確定了采用保證屬于當時噪聲 形成問題的30~300MHz頻段內的100MHZ的阻抗(Z)與直流電阻(RDC)的形式,開始進行各種可靠性評估工作。

在商品化的收尾階段,壓紋帶的設計也完成了,并借用小松村田制作所的封裝機進行了封裝評估。但是,我們明白,4516尺寸較細,當時的定位方式----機械對心方式是存在問題的。這個部分要怎么使用,我們得到了多方面的幫助,并解決了該問題,連同封裝方法一并提供給客戶。
就這樣,一路上我們得到了許多人的幫助,我們的商品開發也終于能夠完成(說完成也只是本公司的試制生產線上試制完成的程度)。1986年秋季左右,首例BLM41/31系列接受了公司內部的設計審查。

機械對心(Mechanical centering method)方式:從外形對元件的中心進行機械性限制,來進行定位的方式。
當時的BLM31系列(左圖)與BLM41系列(右圖)

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