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片狀鐵氧體磁珠的誕生秘史(前篇)

發(fā)布時(shí)間:2014-08-11 責(zé)任編輯:willwoyo

【導(dǎo)讀】本文是村田工程師親身經(jīng)歷所寫(xiě),詳述了他從認(rèn)識(shí)鐵氧體到發(fā)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(kāi)往京都的雷鳥(niǎo)(特快列車(chē))。那是我進(jìn)入公司一個(gè)月的首次出差。在列車(chē)上,我聽(tīng)部長(zhǎng)說(shuō)了這次出差的目 的:"好像做出了鐵氧體表面封裝元件,我們?nèi)タ纯丛趺椿厥隆?quot;我還記得,當(dāng)時(shí)我問(wèn)出了現(xiàn)在想想都覺(jué)得丟臉的問(wèn)題----"鐵氧體是什么?"當(dāng)時(shí)部長(zhǎng)回答 道:"就是生了鐵銹的東西",我說(shuō)道:"哦,是這樣???"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(kāi)發(fā)的,我們一直在摸索Q特性不高時(shí)可以用在什么地方。Q值低對(duì)于噪聲濾波器來(lái)說(shuō)反而是一種優(yōu)勢(shì),因此我們決定討論如何實(shí)現(xiàn)噪聲濾波器的商品化。
    我們?cè)诋?dāng)時(shí)的村田制作所總部(現(xiàn)在的長(zhǎng)岡事業(yè)所)進(jìn)行試開(kāi)發(fā),并在福井村田制作所實(shí)施了商品開(kāi)發(fā)(設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、各種評(píng)估)。

【不斷摸索中進(jìn)行的商品開(kāi)發(fā)】

  當(dāng) 時(shí)的EMI小組(現(xiàn)在的EMI事業(yè)部)作為隸屬于電容器事業(yè)部的一個(gè)科室,在剛成立時(shí),還是個(gè)僅有20人的微弱團(tuán)體。作為一個(gè)新人被分配到那里的我開(kāi)始進(jìn) 行商品開(kāi)發(fā)工作。作為 EMI首個(gè)開(kāi)發(fā)的片狀元件商品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,當(dāng)時(shí)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(nèi)部結(jié)構(gòu)怎樣的?""可靠性評(píng)估要怎么評(píng)估好?""表面封裝要怎么做評(píng)估?""表面封裝到底要怎么評(píng)估?"一切都是未知數(shù)。
   
我記得,當(dāng)時(shí)我連"噪聲濾波器是什么"這種最初級(jí)的問(wèn)題都搞不清楚,初生牛犢不怕虎,我就一個(gè)一個(gè)部門(mén)地跑,一個(gè)一個(gè)人地問(wèn)。現(xiàn)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(biāo)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(biāo)應(yīng)用的系列I/F線一起封裝時(shí)的方便性。最終確定采用減小寬度的4516大小的細(xì)長(zhǎng)尺寸。
 
在 設(shè)計(jì)方面,當(dāng)時(shí)的多層鐵氧體磁珠采用比現(xiàn)在更高的溫度燒制,以Ag100%嘗試內(nèi)部電極時(shí),燒制時(shí)會(huì)發(fā)生擴(kuò)散與蒸發(fā),常發(fā)生打開(kāi)不良的現(xiàn)象。因此,為了控 制Ag的擴(kuò)散與蒸發(fā),我們采用Ag/Pd產(chǎn)品進(jìn)行試制。為了使導(dǎo)通穩(wěn)定化,以Pd100%進(jìn)行,同時(shí)為了降低價(jià)格,我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)方面也采取了措施,建立起以 Ag/Pd產(chǎn)品的量產(chǎn)化目標(biāo)。外部電極上,鍍Ni/Sn存在可靠性上的不穩(wěn)定,我們采用了Ag/Pd厚膜進(jìn)行商品化。但是這個(gè)后來(lái)造成了客戶投訴。
 
這 時(shí)候,雖然有用于評(píng)估的樣品,但"如何保證特性"還是作為一個(gè)課題遺留了下來(lái)。當(dāng)時(shí)的引線鐵氧體磁珠只保證了外形尺寸,所以無(wú)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(gè)頻率呢?這讓我們很頭疼。沒(méi)有公共標(biāo)準(zhǔn),作為先驅(qū)的廠商也沒(méi)有任何參考。最終我們自己確定了采用保證屬于當(dāng)時(shí)噪聲 形成問(wèn)題的30~300MHz頻段內(nèi)的100MHZ的阻抗(Z)與直流電阻(RDC)的形式,開(kāi)始進(jìn)行各種可靠性評(píng)估工作。

在商品化的收尾階段,壓紋帶的設(shè)計(jì)也完成了,并借用小松村田制作所的封裝機(jī)進(jìn)行了封裝評(píng)估。但是,我們明白,4516尺寸較細(xì),當(dāng)時(shí)的定位方式----機(jī)械對(duì)心方式是存在問(wèn)題的。這個(gè)部分要怎么使用,我們得到了多方面的幫助,并解決了該問(wèn)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(kāi)發(fā)也終于能夠完成(說(shuō)完成也只是本公司的試制生產(chǎn)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(nèi)部的設(shè)計(jì)審查。

機(jī)械對(duì)心(Mechanical centering method)方式:從外形對(duì)元件的中心進(jìn)行機(jī)械性限制,來(lái)進(jìn)行定位的方式。
當(dāng)時(shí)的BLM31系列(左圖)與BLM41系列(右圖)

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