專利名稱：濾波組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種濾波組件及其制造方法，特別是關(guān)于一種可以同時(shí)具有 濾除共模噪聲與差模噪聲的濾波組件及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今人們使用電器非常頻繁，而運(yùn)用電器不免會(huì)使用到電源，才能使其 電器正常運(yùn)作。但是，由于電器在使用交流電源時(shí)，可能會(huì)因?yàn)殡娫垂?yīng)、 高頻變壓器或是其它組件的寄生電容或是雜散電容的運(yùn)作，使得由交流電源 所供應(yīng)的電流中，常會(huì)夾帶著噪聲電流，這即是電磁干擾現(xiàn)象。
一般而言，使用交流電源會(huì)產(chǎn)生的噪聲包括差模噪聲(differential mode noise )以及共才莫p桑聲(common mode noise ),而EMI濾波電路可作為電源抗 電磁輻射的第一道防線，主要是由扼流線圏(choke coil)和電容器(capacitor) 組成，扼流線圈的作用為抑制噪聲產(chǎn)生或進(jìn)入電子儀器或設(shè)備中。請(qǐng)參照?qǐng)D 1A，其為美國(guó)公告號(hào)第4,587,507號(hào)發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。在圖IA中， 傳統(tǒng)扼流線圏的鐵芯1是由非晶質(zhì)金屬合金(amorphous metallic alloy)薄帶所 構(gòu)成。由于非晶質(zhì)金屬合金的使用頻率通常低于100千赫茲(kHz),且其耐 DC-bias特性也較差，因而在鐵芯1中設(shè)計(jì)一氣隙(air gap)2,以企圖改善耐 DC-bias特性較差的缺點(diǎn)。但此做法卻會(huì)大幅降低扼流線圏的初導(dǎo)磁率(initial permeability)。
請(qǐng)參照?qǐng)DIB,其為美國(guó)公告號(hào)第6,456,182號(hào)發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。 為了要消除共模噪聲，美國(guó)公告號(hào)第6,456,182號(hào)發(fā)明專利中所公開(kāi)的方式 是利用3個(gè)獨(dú)立的鐵芯lla、 llb、 llc組合以成為一用來(lái)消除共模噪聲的扼 流線圈。鐵芯lla、 llb、 llc的材質(zhì)為氧化磁性物質(zhì)，在鐵芯與鐵芯中間以 絕緣材料或粘膠隔開(kāi)，利用3個(gè)獨(dú)立的鐵芯lla、 llb、 llc的尺寸共振現(xiàn)象， 可以使其操作頻率延伸至10MHz，使得噪聲在10kHz到10MHz均可以被有 效消減。然而，此種使用3個(gè)鐵芯堆棧在一起的方式，將使得扼流線圏的整 體高度增加，不利于微型化的趨勢(shì)。此外，此種扼流線圏只能用來(lái)消除共模
噪聲，并無(wú)法消除差模噪聲。
請(qǐng)參照?qǐng)D1C，其為美國(guó)公告號(hào)第5，581,224號(hào)發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。 為了能夠具有同時(shí)消除共模噪聲與差模噪聲，美國(guó)公告號(hào)第5,581,224號(hào)發(fā) 明專利中公開(kāi)一種扼流線圏，其主要是由兩獨(dú)立的鐵芯，分別是位于外圍的 鐵芯111與位于內(nèi)部的鐵芯114組成，并纏繞繞線18后而成。鐵芯111的 材質(zhì)為磁性鐵氧體(ferrite)或非晶質(zhì)物質(zhì)，而鐵芯114為一低導(dǎo)磁率的粉末鐵 芯(dustcore)，在鐵芯111和114中間以絕緣材質(zhì)隔開(kāi)。利用鐵芯111的高導(dǎo) 磁率的特性來(lái)濾除共模噪聲，并利用鐵芯114的低導(dǎo)磁率的特性來(lái)濾除部分 的差模噪聲，然而，此種擺設(shè)兩獨(dú)立鐵芯的方式，將使得整個(gè)扼流線圏所占 的面積相當(dāng)大，而不利于微型化。且由于必須于兩獨(dú)立鐵芯之間涂布一絕緣 材質(zhì)來(lái)將其兩者隔開(kāi)，不僅增加材料成本，且此種結(jié)構(gòu)需人工組裝，消耗工 時(shí)。再者，由于鐵芯極易產(chǎn)生漏感而影響周遭的組件，且鐵芯本身也很容易 受到周遭磁場(chǎng)的影響，使得組件特性不穩(wěn)定。
因此，要如何制作同時(shí)能夠用來(lái)有效消除共模噪聲和差模噪聲的扼流線 圈，且能在經(jīng)濟(jì)成本的考慮下，符合整體體積微型化的趨勢(shì)，正是此領(lǐng)域人 士亟需研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種濾波組件及其制造方法，能夠 同時(shí)有效消除共模噪聲和差模噪聲，并有效提高濾波效果。另外，由于能夠 在同一濾波組件中就能具備消除差模和共模的噪聲，進(jìn)而能夠有效降低成本 及其所占的體積。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種濾波組件，包括一鐵芯、 一磁性外殼以及 至少一繞線。磁性外殼完整包覆鐵芯，而至少一繞線，環(huán)繞于鐵芯與磁性外 殼外部。其中鐵芯與磁性外殼分別具相異的初導(dǎo)磁率值(M )。
根據(jù)本發(fā)明的目的，再提出一種濾波組件，包括一共模濾波件、 一磁性 外殼以及至少一繞線。共模濾波件具有一鐵芯且共模濾波件用以消除一共模 噪聲。磁性外殼完整包覆共模濾波件，且磁性外殼用以消除一差模噪聲。繞 線則環(huán)繞于共模濾波件與磁性外殼外部，其中鐵芯與磁性外殼分別具相異的 初導(dǎo)磁率值(|i )。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，另提出一種濾波組件的制造方法，包括提供
一共模濾波件，其具有一鐵芯，用以消除一共模噪聲；提供一J茲性外殼，完整包覆共模濾波件，磁性外殼用以消除一差模噪聲；以及提供至少一繞線， 環(huán)繞于共模濾波件與磁性外殼外部；其中該鐵芯與該磁性外殼分別具相異的 初導(dǎo)磁率值(ia )。如上述的濾波組件及其制造方法，其鐵芯的材質(zhì)包括一磁性鐵氧體 (ferrite)，且鐵芯利用射出成型或粉末加壓成型而成。磁性外殼利用射出成型 或粉末加壓成型而成，且磁性外殼還包括二上下外殼對(duì)組而成，而共模濾波 件置于上下外殼對(duì)組后所形成的空間中。磁性外殼的材質(zhì)為 一燒結(jié)型磁性物 或一磁性塑料，燒結(jié)型磁性物為一燒結(jié)型錳-鋅鐵氧體、燒結(jié)型鎳-鋅鐵氧體， 或燒結(jié)型含鐵磁性金屬。磁性塑料是由 一 固化型磁性粉末與 一 熱塑性樹(shù)脂 (thermoset polymer)混合而成，而固化型磁性粉末包括一 固化型錳-鋅鐵氧體、 固化型鎳-鋅鐵氧體、固化型含鐵磁性金屬，或固化型含鐵非晶質(zhì)物。另外，在磁性塑料中還加入一偶合劑，以對(duì)固化型磁性粉末進(jìn)行表面處 理。且于偶合劑可包括一硅烷類(silane)或鈦(titanium, Ti)。另外，濾波組件 還包括一絕緣外殼，其位于磁性外殼之外，且繞線環(huán)繞于絕緣外殼、磁性外 殼與共模濾波件的外部。絕緣外殼利用射出或涂布一絕緣性材料于磁性外殼 外部而成。絕緣性材料為一塑脂、環(huán)氧樹(shù)脂(epoxy)或凡立水。上述的濾波組 件可應(yīng)用于一扼流線圏、 一電源供應(yīng)器、 一電感器或一產(chǎn)生噪聲的電子裝置， 可消除一共模噪聲和一差模噪聲。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉 一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下


圖1A為美國(guó)公告號(hào)第4，587，507號(hào)發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。圖1B為美國(guó)公告號(hào)第6,456,182號(hào)發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。圖1C為美國(guó)公告號(hào)第5,581,224號(hào)發(fā)明專利的鐵芯的示意圖。圖2A至圖2D為依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種濾波組件的各示意圖。圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的另一種磁性外殼及共模濾波件的分解示意圖。圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的另一種濾波組件的示意圖。 圖5為傳統(tǒng)扼流線圏的噪聲測(cè)量結(jié)果。 圖6為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的濾波組件的噪聲測(cè)量結(jié)果。 主要組件符號(hào)說(shuō)明1、 11、 lla、 llb、 llc、 111、114:鐵芯18:繞線2氣隙20:濾波組件22共模濾波件221:鐵芯24i茲性外殼24a:上外殼24b下外殼26:絕緣外殼28繞線28a、 28b、 28c、 28d:出線具體實(shí)施方式
請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2A、圖2B、圖2C與圖2D,圖2A、圖2B為依照本發(fā) 明優(yōu)選實(shí)施例的一種濾波組件的各示意圖，圖2C為圖2B中濾波組件內(nèi)部 的示意圖，而圖2D為圖2C中濾波組件沿A-A，方向的剖示圖。本發(fā)明優(yōu)選 實(shí)施例所公開(kāi)的濾波組件20可應(yīng)用于一扼流線圈，作為電源供應(yīng)器、電感 器或其它可能產(chǎn)生噪聲的電子裝置的濾波用?；蛘?，亦可將上述的濾波組件 使用于制作電感器，亦可達(dá)到使電感器微型化的功用。濾波組件20包括一共模濾波件22、 一磁性外殼24以及至少一繞線28， 為清楚說(shuō)明，圖2A僅顯示濾波組件20的外觀，而圖2B是以一假想線L為 準(zhǔn)，并于圖的右半邊顯示濾波組件20的內(nèi)部，而本圖的左半邊仍為濾波組 件20的外部示意圖。共模濾波件22是由一鐵芯221所構(gòu)成，且鐵芯221的材質(zhì)例如是一磁 性鐵氧體(ferrite)，是利用射出成型或粉末加壓成型而成。共模濾波件22主 要用以消除一共模噪聲，而磁性外殼24完整包覆共模濾波件22，且磁性外 殼24用以消除一差模噪聲。磁性外殼24利用射出成型或粉末加壓成型而成。 然而，磁性外殼24的結(jié)構(gòu)并不限制于此，除可以是一體成型的結(jié)構(gòu)之外， 磁性外殼24亦可以是由二上下外殼24a、 24b對(duì)組而成，如圖3所示，而共 模濾波件22則置于上下外殼24a、 24b對(duì)組后所形成的空間中。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2A至圖2D，濾波組件20還包括一絕緣外殼26,其為包 覆于磁性外殼24夕卜，用以增加絕緣性，可避免短路發(fā)生，且可提升濾波組 件20的耐電壓特性。繞線28環(huán)繞于磁性外殼24的外部，在本實(shí)施例中，
有二繞線28分別環(huán)繞于絕緣外殼26、磁性外殼24與共模濾波件22的外部。另外，濾波組件20的絕緣外殼26利用射出成型而成，或者利用涂布一 絕緣性材料在磁性外殼24的外部而成。絕緣性材料為一塑脂、環(huán)氧樹(shù)脂 (epoxy)或凡立水等。然絕緣外殼26并非為濾波組件20的必要組件，請(qǐng)參照 圖4，其為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的另一種濾波組件的示意圖。本發(fā)明的另一實(shí) 施例亦可為不需要濾波組件20的絕緣外殼26，而是以磁性外殼24包覆共模 濾波件22再外加二繞線28分別環(huán)繞于磁性外殼24與共模濾波件22的外部 而組成，同樣亦可達(dá)到在同一濾波組件中就能具備消除差模和共模的噪聲， 進(jìn)而能夠有效降低成本及其所占的體積的功效。圖4濾波組件中的結(jié)構(gòu)及其 實(shí)施方法與圖2A濾波組件20具有相同技術(shù)特征，在此不再贅述。另外，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例另提出一濾波組件20的制造方法，包括提 供一共模濾波件22，其具有一鐵芯221，用以消除一共模噪聲；提供一磁性 外殼24，完整包覆共模濾波件22，磁性外殼24用以消除一差模噪聲；以及 提供至少一繞線28，環(huán)繞于共模濾波件22與磁性外殼24外部。如上述的濾波組件及其制造方法，其中鐵芯221與磁性外殼24分別具 相異的初導(dǎo)磁率值O)。磁性外殼24的材質(zhì)為一燒結(jié)型磁性物或一磁性塑 料，燒結(jié)型磁性物為一燒結(jié)型錳-鋅鐵氧體、燒結(jié)型鎳-鋅鐵氧體，或燒結(jié)型 含鐵磁性金屬。磁性塑料是由 一 固化型磁性粉末與 一熱塑性樹(shù)脂(thermoset polymer)混合而成，而固化型磁性粉末包括一固化型錳-鋅鐵氧體、固化型鎳 -鋅鐵氧體、固化型含鐵磁性金屬或固化型含鐵非晶質(zhì)物。另外，為了使-磁性粉末與熱塑性樹(shù)脂一同混練時(shí)可擁有更好的均勻度， 并加強(qiáng)兩者之間的接口強(qiáng)度，在磁性塑料中更可適量地加入一適當(dāng)?shù)呐己?劑，以對(duì)固化型磁性粉末進(jìn)行表面處理，而偶合劑可包括一硅烷類(silane) 或鈥(titanium, Ti)。共模濾波件22的鐵芯221與包覆其外的磁性外殼24分別具相異的初導(dǎo) 磁率值(ji),且由于磁性外殼24的導(dǎo)磁率比鐵芯221的導(dǎo)磁率要來(lái)得低，可 用來(lái)濾除差模噪聲，而對(duì)于由磁性鐵氧體所構(gòu)成的鐵芯221而言，其高導(dǎo)磁 率的特性可用來(lái)濾除共模噪聲，如此一來(lái)，可達(dá)到僅以單一濾波組件20就 能具備消除差模和共模的噪聲的作用。再者，由于共模濾波件22內(nèi)埋于磁 性外殼24中，可減少漏磁并可避免不同組件互相產(chǎn)生干擾而影響其各自的 正常運(yùn)作。另外濾波組件20因內(nèi)埋式的設(shè)計(jì)，使其整體的體積能夠達(dá)到符
合輕薄短小、微型化的趨勢(shì)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易組裝與制作，進(jìn)而能夠有效降 低成本。以下將對(duì)傳統(tǒng)扼流線圏與本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的濾波組件分別進(jìn)行噪聲的測(cè)量。請(qǐng)參照?qǐng)D5與圖6，圖5為傳統(tǒng)扼流線圍的噪聲測(cè)量結(jié)果，而圖6 為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的濾波組件的噪聲測(cè)量結(jié)果，且本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的濾 波組件是使用一重量百分比80%的含錳-鋅鐵氧體的磁性外殼。將兩圖相比 較后即可輕易發(fā)現(xiàn)，兩者的噪聲測(cè)量結(jié)果在低頻的位置有明顯的差異，本發(fā) 明的濾波組件在150kHz處可以比傳統(tǒng)扼流線圏多壓抑將近17dB，且本發(fā)明 的濾波組件在300kHz處則比傳統(tǒng)扼流線圏多壓抑將近6dB。然而，在l-8MHz 處，兩者較無(wú)明顯差異。另外，在10-30MHz處，本發(fā)明的濾波組件與傳統(tǒng) 扼流線圏的噪聲圖形也會(huì)有不同，故顯示本發(fā)明的濾波組件對(duì)此頻段的噪聲 抑制也有貢獻(xiàn)。綜上所述，依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的濾波組件，其能夠同時(shí)有效消除共 模噪聲和差模噪聲，并有效提高濾波效果。另外，由于能夠在同一濾波組件 中就能具備消除差模和共模的噪聲，進(jìn)而能夠有效降低成本及其所占的體 積，符合輕薄短小、微型化的趨勢(shì)。再者，可避免傳統(tǒng)西鐵芯產(chǎn)生漏感而影 響周遭組件的問(wèn)題，且可避免傳統(tǒng)的鐵芯本身因受到周遭^^茲場(chǎng)的影響，造成 組件特性不穩(wěn)定的問(wèn)題。雖然本發(fā)明已以一優(yōu)選實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任 何業(yè)內(nèi)人士，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種濾波組件，包括一共模濾波件，具有一鐵芯，用以消除一共模噪聲；一磁性外殼，完整包覆該共模濾波件，該磁性外殼用以消除一差模噪聲；以及至少 一繞線，環(huán)繞于該共模濾波件與該^磁性外殼外部； 其中該鐵芯與該磁性外殼分別具相異的初導(dǎo)磁率值)i 。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波組件，其特征在于，該磁性外殼的初導(dǎo)磁 率值小于該4^芯的初導(dǎo)》茲率值。
3. —種濾波組件，包括 一鐵芯；一磁性外殼，完整包覆該鐵芯；以及 至少一繞線，環(huán)繞于該鐵芯與該-磁性外殼外部； 其中該鐵芯與該磁性外殼分別具相異的初導(dǎo)磁率值iu 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾波組件，其特征在于，該磁性外殼的初導(dǎo)磁 率值小于該鐵芯的初導(dǎo)磁率值，用以消除一差模噪聲，而該鐵芯用以消除一 共模噪聲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的濾波組件，其特征在于，該鐵芯的材質(zhì)包 括一磁性鐵氧體，且該鐵芯利用射出成型或粉末加壓成型而成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的濾波組件，其特征在于，該磁性外殼利用 射出成型或粉末加壓成型而成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的濾波組件，其特征在于，該磁性外殼的材質(zhì)為 一燒結(jié)型^f茲性物或一^f茲性塑料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾波組件，其特征在于，該燒結(jié)型磁性物為一 燒結(jié)型錳-鋅鐵氧體、燒結(jié)型鎳-鋅鐵氧體，或燒結(jié)型含鐵磁性金屬。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾波組件，其特征在于，該磁性塑料是由一固 化型磁性粉末與 一 熱塑性樹(shù)脂混合而成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的濾波組件，其特征在于，該固化型磁性粉末 包括一固化型錳-鋅鐵氧體、固化型鎳-鋅鐵氧體、固化型含鐵磁性金屬，或 固化型含鐵非晶質(zhì)物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的濾波組件，其特征在于，在該磁性塑料中還 加入一偶合劑，以對(duì)該固化型磁性粉末進(jìn)行表面處理。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的濾波組件，其特征在于，該偶合劑包括一硅 烷類或鈦。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的濾波組件，其特征在于，該磁性外殼還 包括二上下外殼對(duì)組而成，而該共模濾波件置于該上下外殼對(duì)組后所形成的 空間中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的濾波組件，其特征在于，還包括一絕緣 外殼，其位于該磁性外殼之外，且該繞線系環(huán)繞于該絕緣外殼、該磁性外殼 與該共^^莫濾波件的外部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的濾波組件，其特征在于，該絕緣外殼利 用射出或涂布一絕緣性材料在該磁性外殼外部而成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的濾波組件，其特征在于，該絕緣性材料為一 塑脂、環(huán)氧樹(shù)脂或凡立水。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的濾波組件，其特征在于，是應(yīng)用于一扼 流線圈、 一電源供應(yīng)器、 一電感器或一產(chǎn)生噪聲的電子裝置。
18. —種濾波組件的制造方法，其步驟包括 提供一共模濾波件，其具有一鐵芯，用以消除一共模噪聲； 提供一磁性外殼，完整包覆該共模濾波件，該磁性外殼用以消除一差模噪聲；以及提供至少一繞線，環(huán)繞于該共模濾波件與該磁性外殼外部； 其中該鐵芯與該^磁性外殼分別具相異的初導(dǎo)磁率值in 。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造方法，其特征在于，該磁性外殼的初 導(dǎo)磁率值小于該鐵芯的初導(dǎo)磁率值。
全文摘要
一種濾波組件及其制造方法，濾波組件可以同時(shí)具有濾除共模噪聲與差模噪聲的功能，且濾波組件包括一共模濾波件、一磁性外殼以及至少一繞線。共模濾波件具有一鐵芯且共模濾波件用以消除一共模噪聲。磁性外殼完整包覆共模濾波件，且磁性外殼用以消除一差模噪聲。繞線則環(huán)繞于共模濾波件與磁性外殼外部，其中鐵芯與磁性外殼分別具相異的初導(dǎo)磁率值(μ)。
文檔編號(hào)H01F27/24GK101123138SQ20061011010
公開(kāi)日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2006年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月8日
發(fā)明者李政鴻, 薛煜霖, 黃逸鴻 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司