JP2003168945A

JP2003168945A - Ｌｃノイズフィルタおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003168945A
Application number: JP2001369599A
Authority: JP
Inventors: Takumi Satou; 匠海佐藤
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】キャパシタ値およびインダクタ値の変動を抑
えるＬＣノイズフィルタおよびその製造方法を提供す
る。【解決手段】積層構造のＬＣノイズフィルタにおい
て、キャパシタを構成するグランド電極パターン幅をキ
ャパシタ電極幅よりも大きくし、かつ、グランド電極パ
ターンが印刷された絶縁層の端部からグランド電極パタ
ーンの端部までの距離を、その絶縁層の端部からキャパ
シタ電極の端部までの距離よりも短くし、かつ、グラン
ド電極を、コイルの開口部を覆う大きさにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＣノイズフィル
タおよびその製造方法に関し、例えば、高周波電子回路
等に使用する積層型のＬＣノイズフィルタおよびその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年における電子機器の小形軽量化や、
可搬性能、操作性等の向上、とりわけ携帯電話機に代表
される携帯端末機器の筐体容積の最小化要求によって、
これら携帯端末機器に搭載し、使用される電子部品も益
々、小型化される傾向にある。同時に、電子部品として
の精度を維持する必要がある。

【０００３】携帯端末としての携帯電話機を例にとる
と、通常、その高周波回路や信号伝送路には、積層型の
ＬＣノイズフィルタが多数使用されている。この積層型
ノイズフィルタは、例えば、表面にキャパシタ（コンデ
ンサ）電極パターンを設けた複数枚の絶縁性シートを積
層したキャパシタ部と、表面にコイル導体パターンを設
けた絶縁性シートを複数枚積層したインダクタ部とを積
み重ねて一体化したものである。

【０００４】このようなフィルタにおいて、インダクタ
部のインダクタンス値を微調整する方法として、コイル
導体のパターン形状を変えたり、絶縁性シートの透磁率
やシート厚を変える方法が従来より知られており、ま
た、静電容量については、キャパシタ電極パターンの面
積を変えて静電容量値を変える方法がある。

【０００５】しかし、これらの方法では、コイル導体パ
ターンの印刷工程や絶縁性シートの製作工程が複雑にな
ったり、インダクタンス値と静電容量値のバランスがく
ずれて、フィルタとしての特性が劣化する。そこで、コ
イル導体パターンとキャパシタ電極パターンの積み重ね
方向の距離を変えて、フィルタのカットオフ周波数を調
整する提案がある（例えば、特開２００１−５３５７１
号公報）。

【０００６】また、積層部分に形成された２つのコイル
が磁気結合して実質的に１つのコイルとなり、良好な挿
入損失特性（例えば、Ｔ型ＬＣフィルタ回路の特性）が
得られないという問題を解決するため、積層部分に形成
されたコイルの積層方向における配置（重なりあう面
積）を変えるものがある（例えば、特開平１１−１６２
７４０号公報）。

【０００７】同じく、積層型ＬＣ複合部品において、コ
ンデンサ電極が形成されているシートの透磁率を、コイ
ルを構成している導体パターンが形成されたシートの透
磁率よりも小さくし、コンデンサ電極等からグランド電
極へ至る経路の残留インダクタンスを小さくすること
で、挿入損失特性を改善する提案もなされている（例え
ば、特開平１１−１６２７８４号公報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、積層型のＬＣノイズフィルタ等においては、
コイル導体パターンの印刷工程や絶縁性シートの製作工
程が複雑であるため、コイル導体パターンとキャパシタ
電極パターンの構成層に積層ずれや印刷ずれが発生した
場合、それに伴って、フィルタのインダクタンス値と静
電容量値が変動するという問題がある。

【０００９】ここで、従来の積層型ＬＣ複合部品の問題
点を具体的に説明する。図５は、従来の積層型ＬＣノイ
ズフィルタの平面構成図である。このフィルタ１００の
大きさは、例えば、２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ×０．８
ｍｍであり、キャパシタ電極パターンのうちグランドパ
ターン１０１は、１．０ｍｍ×０．９５ｍｍ、インダク
タ１０２の芯面積は０．８ｍｍ²である。

【００１０】インダクタ１０２の長軸の長さが１．３０
ｍｍで、グランドパターン１０１（上記のように、ｘ軸
方向の長さが１．０ｍｍ）が、インダクタ１０２の開口
部よりも小さい場合、このグランドパターン１０１が左
右にずれて形成されると、インダクタ１０２の開口面積
が変化する。よって、このような場合、フィルタには、
グランドパターンのずれにより、インダクタ１０２のイ
ンダクタンス値が変動するという問題が生じる。この問
題は、ｙ軸方向のずれについても同様に発生しうる。

【００１１】また、図６に示す積層型ＬＣノイズフィル
タ２００の場合、キャパシタ電極パターン２０２（１．
４ｍｍ×０．７５ｍｍ）とグランドパターン２０１
（１．０ｍｍ×０．９５ｍｍ）との位置関係が、同図に
示すように、ｘｃ＜ｘｇであり、グランドパターンが左
右にずれると、キャパシタを構成する実効対向面積が変
化して、キャパシタの値が変動する（グランドパターン
とキャパシタパターンのずれにより、キャパシタの値が
変動する）という問題がある。これは、パターンに上下
のずれが生じたときにも同様に発生する問題である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、積
層型のＬＣノイズフィルタにおいて、キャパシタ部およ
びインダクタ部の構成層に積層ずれやパターンの印刷ず
れが生じても、キャパシタ値およびインダクタ値の変動
を抑えるＬＣノイズフィルタおよびその製造方法を提供
することである。

【００１３】また、本発明の他の目的は、キャパシタ値
およびインダクタ値の変動を、個別にではなく同時に解
消するＬＣノイズフィルタおよびその製造方法を提供す
ることである。

【００１４】かかる目的を達成し、上述した課題を解決
する一手段として、例えば、以下の構成を備える。すな
わち、第１の電極パターンと第１の絶縁層を積層して一
体化することでキャパシタを形成し、第２の電極パター
ンと第２の絶縁層を積層して一体化することでコイルを
形成し、上記キャパシタとコイルを一体的に積み重ねる
とともに電気的に接続することで所定のフィルタ回路を
構成するＬＣノイズフィルタであって、上記第１の電極
パターンを構成するグランド電極の幅が上記第１の電極
パターンを構成するキャパシタ電極の幅よりも大きく、
かつ、上記第１の絶縁層の端部から上記グランド電極の
端部までの距離が上記第１の絶縁層の端部から上記キャ
パシタ電極の端部までの距離よりも短く、かつ、上記グ
ランド電極は上記コイルの開口部を覆う大きさを有して
なることを特徴とする。

【００１５】例えば、上記コイルは螺旋の形状を呈し、
上記グランド電極の幅が上記螺旋の短軸の長さより長
く、かつ、上記グランド電極の奥行きが上記螺旋の長軸
よりも長いことを特徴とする。

【００１６】また、例えば、上記第１の電極パターンと
同一形状および同一寸法のパターンを有する２つのキャ
パシタの間に上記コイルが介在し、これらのキャパシタ
とコイルが一体となって積層されていることを特徴とす
る。

【００１７】上記の目的を達成し、上述した課題を解決
する他の手段として、例えば、第１の電極パターンと第
１の絶縁層を積層して一体化することでキャパシタを形
成し、第２の電極パターンと第２の絶縁層を積層して一
体化することでコイルを形成し、上記キャパシタとコイ
ルを一体的に積み重ねるとともに電気的に接続すること
で所定のフィルタ回路を構成するＬＣノイズフィルタの
製造方法であって、上記第１の電極パターンを構成する
グランド電極の幅が上記第１の電極パターンを構成する
キャパシタ電極の幅よりも大きく、かつ、上記第１の絶
縁層の端部から上記グランド電極の端部までの距離が上
記第１の絶縁層の端部から上記キャパシタ電極の端部ま
での距離よりも短く、かつ、上記グランド電極を、上記
コイルの開口部を覆う大きさにすることを特徴とする。

【００１８】また、例えば、上記コイルは螺旋の形状を
呈し、上記グランド電極の幅が上記螺旋の短軸の長さよ
り長く、かつ、上記グランド電極の奥行きが上記螺旋の
長軸よりも長くなるよう上記第１および第２の電極パタ
ーンを配することを特徴とする。

【００１９】さらにまた、上記第１の電極パターンと同
一形状および同一寸法のパターンを有する２つのキャパ
シタの間に上記コイルを介在させ、これらのキャパシタ
とコイルが一体的に積層するよう構成することを特徴と
する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る実施の形態の例を詳細に説明する。図１は、本実施
の形態に係る積層型のＬＣノイズフィルタの分解構造を
示す。同図に示す積層型ＬＣノイズフィルタ１（以下、
単にフィルタともいう）は、２つのキャパシタ部１１，
１３と、１つインダクタ部１２とを積層状に積み重ねて
構成される。インダクタ部１２は、絶縁シート３５〜４
０それぞれの表面に配された（印刷された）コイル導電
パターン３１，３２，３３，８１，８２，８３を、その
パターンの適当な位置に設けたビアホール（不図示）を
介して電気的に直列に接続（図１において、一点鎖線で
示す）することで構成される、螺旋状のインダクタであ
る。

【００２１】キャパシタ部１１を構成する絶縁シート４
５，４６，４７のうち、絶縁シート４６の表面には、キ
ャパシタ電極パターン（ホット側）４２が配され、絶縁
シート４５，４７各々は、その表面にキャパシタ電極パ
ターン（グランド側）４１，４３を有する。同様に、キ
ャパシタ部１３も、その絶縁シート５６の表面にキャパ
シタ電極パターン（ホット側）５２が配され、絶縁シー
ト５５，５７は、その表面にキャパシタ電極パターン
（グランド側）５１，５３を有する。

【００２２】すなわち、ホット側のキャパシタ電極パタ
ーンとグランド側のキャパシタ電極パターンとの間に、
後述する絶縁性の物質からなるシートを介在させること
で、キャパシタ１１，１３を形成している。

【００２３】さらに、キャパシタ部１１の上部、キャパ
シタ部１１とインダクタ部１２の間、インダクタ部１２
とキャパシタ部１３の間、そして、キャパシタ部１３の
下部それぞれには、絶縁シート２１，２２，２３，２４
が配されている。これらのうち、絶縁シート２２，２３
は、厚み調整用の絶縁性シートであり、絶縁シート２
１，２４は、保護用の絶縁性シートである。

【００２４】なお、上述した絶縁性シート２１〜２４，
３５〜４０,４５〜４７，５５〜５７は、誘電体、磁性
体等の材料で構成される。その比誘電率εは、インダク
タＬの入出力間に発生する浮遊容量による、フィルタと
しての挿入損失の高周波特性が劣化せず、キャパシタ部
１１，１３が所定の静電容量値を得ることができる程度
（例えば、ε≦１００）であることが望ましい。また、
電極パターン４１〜４３，５１〜５３には、例えば、銀
−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）、Ａｇ、ニッケル（Ｎ
ｉ）、銅（Ｃｕ）等を使用し、その厚さは、例えば、約
１０μｍである。

【００２５】図１に示すフィルタ１では、コイル導電パ
ターン３１の引出し部３１ａが絶縁シート３５の端部に
露出し、コイル導電パターン８３の引出し部８３ａが絶
縁シート４０の端部に露出している。同様に、キャパシ
タ電極パターン４２の引出し部４２ａは、絶縁シート４
２の端部に露出し、キャパシタ電極パターン５２の引出
し部５２ａは、絶縁シート５６の端部に露出している。

【００２６】一方、グランド側のキャパシタ電極パター
ン４１，４３，５１，５３は、図１に示すように、十字
形のパターンの一部が引出し部として、それぞれ、絶縁
シート４５，４７，５５，５７の端部に露出している。

【００２７】上記の構成要素（パターンを印刷したシー
ト）を積み重ね、それらを一体として焼成することによ
って、ＬＣノイズフィルタ（ローパスフィルタ）を得
る。図２は、このようにして得られたＬＣノイズフィル
タの電気的等価回路である。すなわち、本フィルタは、
コイル６１の両端にキャパシタ６２，６３が並列に配さ
れた構造を有する、π型ＬＣ回路からなるフィルタであ
る。

【００２８】上述した各引出し部には外部電極が配さ
れ、本フィルタ１は、四端子（電気回路的に四端子であ
って、実際のフィルタは、共通のグランド線を有するた
め、図２に示すように三端子（端子７１，７２，７３）
構造である）のＬＣノイズフィルタとして信号の入出力
を行うが、ここでは、簡単のため、それらの電極の図示
を省略する。

【００２９】次に、本実施の形態に係るフィルタの特徴
について、従来のフィルタと比較しながら詳細に説明す
る。本実施の形態に係るフィルタは、キャパシタ部１
１，１３のキャパシタ電極パターン（ホット側、および
グランド側）の寸法と、インダクタ部１２のコイル寸法
とが、以下に示す関係を満たすよう構成される。

【００３０】なお、図３は、本実施の形態に係るフィル
タのインダクタ部１２のコイル導電パターン形状を示し
ている。同図に示すように、インダクタ部１２は、その
コイル部分の形状が楕円になった螺旋状インダクタ（よ
り詳しくは、上述のように、複数の導電パターンを直列
に接続してなる）である。

【００３１】図１に示すグランド側のキャパシタ電極パ
ターンの幅ｘとホット側のキャパシタ電極パターンの幅
ａは、ｘ＞ａの関係を有し、それらの電極パターンの端
部は、次の関係を満たす。すなわち、グランド側のキャ
パシタ電極パターンの端部から、そのパターンが印刷さ
れた絶縁シートの端部までの距離ｚは、ホット側のキャ
パシタ電極パターンの端部から、そのパターンが印刷さ
れた絶縁シートの端部までの距離ｂよりも短い（ｂ＞
ｚ）。

【００３２】一方、キャパシタ電極パターンの大きさ
と、インダクタ部１２のコイル部の大きさは、以下の関
係を有する。グランド側のキャパシタ電極パターンの幅
ｘは、インダクタ部１２のコイル部の短軸の長さｃより
も長く（ｘ＞ｃ）、キャパシタ電極パターンの長さｙ
は、コイル部の長軸の長さｄよりも長く（ｙ＞ｄ）なる
よう構成されている。このことは、キャパシタ電極のグ
ランド側パターンが、コイル部の開口部を完全に覆う大
きさであることを意味している。

【００３３】これに対して、従来のフィルタは、キャパ
シタ電極パターンの幅は、ホット側とグランド側がほぼ
同じ（ｘ≒ａ）であり、キャパシタ電極パターンの端部
と、そのパターンが印刷された絶縁シートの端部との距
離についても、ｂ≒ｚの関係を有している。そして、従
来のフィルタは、グランド側のキャパシタ電極パターン
の幅ｘは、インダクタ部１２のコイル部の短軸の長さｃ
よりも小さい（ｘ＜ｃ）が、キャパシタ電極パターンの
長さｙは、コイル部の長軸の長さｄよりも小さく（ｙ＜
ｄ）設計されていた。

【００３４】つまり、上述のように、従来のフィルタ
は、グランド側のキャパシタ電極パターンは、インダク
タの開口部よりも小さい構成となっていた。

【００３５】ここで、本実施の形態に係るフィルタの電
極パターンの具体的な寸法を例示する。グランド側キャ
パシタ電極パターンの幅ｘ＝１．１ｍｍ、ホット側のキ
ャパシタ電極パターンの幅ａ＝０．９５ｍｍ、絶縁シー
トの端部からグランド側キャパシタ電極パターンの端部
までの距離ｚ＝０．３ｍｍ、絶縁シートの端部からホッ
ト側キャパシタ電極パターンの端部までの距離ｂ＝０．
５ｍｍである。

【００３６】また、キャパシタ電極パターンの長さｙ＝
１．４ｍｍであり、インダクタ部１２のコイル部の短軸
の長さｃ＝０．８ｍｍ、コイル部の長軸の長さｄ＝１．
３ｍｍである。

【００３７】上記の寸法関係を満たす電極パターン等が
配された、本実施の形態に係るフィルタのキャパシタ部
およびインダクタ部に対して、そのグランド側キャパシ
タ電極パターンの“ずれ”に対するキャパシタの値、お
よびインダクタの値の変動をシュミレーションした結果
（実験値）を、図４に示す（なお、測定周波数は、２５
０ＭＨｚである）。

【００３８】図４において、左欄に記載した「ずれの度
合い」のうち、は、グランド側キャパシタ電極パター
ンにずれがない（つまり、センター位置にある）場合の
インダクタ値（ｍＨ）、およびキャパシタ値（ｐＦ）で
ある。また、は、グランド側キャパシタ電極パターン
が、ｘ方向（図５、図６参照）に＋０．２ｍｍずれたと
き、そして、は、グランド側キャパシタ電極パターン
が、ｘ方向（図５、図６参照）に−０．２ｍｍずれたと
きのインダクタ値、およびキャパシタ値である。

【００３９】このシュミレーション結果から明らかなよ
うに、，いずれの場合においても、本願発明に係る
フィルタの方が、従来のフィルタに比べて、グランド側
キャパシタ電極パターンのずれに対するキャパシタ値、
およびインダクタ値の変動が小さい。特に、キャパシタ
値において、その変動を抑制する効果が著しいことが分
かる。

【００４０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、積層構造をとるフィルタの、キャパシタを構成する
グランド電極パターンの幅をキャパシタ電極の幅よりも
大きくし、かつ、グランド電極パターンが印刷された絶
縁層の端部からグランド電極パターンの端部までの距離
を、その絶縁層の端部からキャパシタ電極の端部までの
距離よりも短くし、かつ、グランド電極の大きさを、コ
イルの開口部を覆う大きさとすることで、グランド側キ
ャパシタ電極パターンがずれても、そのずれに対するキ
ャパシタ値、およびインダクタ値の変動を非常に少なく
することができる。

【００４１】すなわち、絶縁性シート上における電極パ
ターンの印刷精度の向上に限界がある等の理由によっ
て、電極パターンの印刷がずれても、フィルタが上記構
造を有するため、印刷ずれがフィルタ特性に与える影響
（キャパシタ値、およびインダクタ値の変動による遮断
周波数の移動、信号減衰量の増減等）を最小に抑えるこ
とができる。

【００４２】また、キャパシタ電極パターンとコイル電
極パターンの相対的な寸法、および、これらの積層時に
おける相対的な位置関係を決めるだけで、キャパシタ
値、およびインダクタ値の変動の同時調整が可能にな
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
グランド側キャパシタ電極パターンの印刷ずれがあって
も、そのずれに対するキャパシタ値、およびインダクタ
値の変動を少なくすることができる。

【００４４】また、本発明によれば、電極パターンの大
きさと配置位置を、所定の大きさ、および位置とするこ
とによって、キャパシタ値、およびインダクタ値の変動
の同時調整が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施の形態としての積層型ＬＣ
ノイズフィルタの分解構造を示す図である。

【図２】ＬＣノイズフィルタの電気的等価回路図であ
る。

【図３】実施の形態に係るフィルタのインダクタ部のコ
イル導電パターン形状を示す図である。

【図４】パターンのずれに対するキャパシタの値および
インダクタの値の変動についてのシュミレーション結果
を示す図である。

【図５】従来の積層型ＬＣノイズフィルタの平面構成
（その１）を示す図である。

【図６】従来の積層型ＬＣノイズフィルタの平面構成
（その２）を示す図である。

【符号の説明】

１…積層型ＬＣノイズフィルタ１１，１３…キャパシタ部１２…インダクタ部２１〜２４，３５〜４０,４５〜４７，５５〜５７…絶
縁シート３１，３２，３３，８１，８２，８３…コイル導電パタ
ーン４１，４３，５１，５３…キャパシタ電極パターン（グ
ランド側）４２，５２…キャパシタ電極パターン（ホット側）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E070 AA05 AB02 BA12 CB03 CB13 CB15 CB18 EA01 5E082 AA01 AB03 BB01 BC11 DD07 EE04 EE35 FF05 MM21 5J024 AA01 BA02 DA05 DA29 DA35 EA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電極パターンと第１の絶縁層を積
層して一体化することでキャパシタを形成し、第２の電
極パターンと第２の絶縁層を積層して一体化することで
コイルを形成し、前記キャパシタとコイルを一体的に積
み重ねるとともに電気的に接続することで所定のフィル
タ回路を構成するＬＣノイズフィルタであって、前記第１の電極パターンを構成するグランド電極の幅が
前記第１の電極パターンを構成するキャパシタ電極の幅
よりも大きく、かつ、前記第１の絶縁層の端部から前記
グランド電極の端部までの距離が前記第１の絶縁層の端
部から前記キャパシタ電極の端部までの距離よりも短
く、かつ、前記グランド電極は前記コイルの開口部を覆
う大きさを有することを特徴とするＬＣノイズフィル
タ。
【請求項２】前記コイルは螺旋の形状を呈し、前記グ
ランド電極の幅が前記螺旋の短軸の長さより長く、か
つ、前記グランド電極の奥行きが前記螺旋の長軸よりも
長いことを特徴とする請求項１記載のＬＣノイズフィル
タ。
【請求項３】前記第１の電極パターンと同一形状およ
び同一寸法のパターンを有する２つのキャパシタの間に
前記コイルが介在し、これらのキャパシタとコイルが一
体となって積層されていることを特徴とする請求項２記
載のＬＣノイズフィルタ。
【請求項４】第１の電極パターンと第１の絶縁層を積
層して一体化することでキャパシタを形成し、第２の電
極パターンと第２の絶縁層を積層して一体化することで
コイルを形成し、前記キャパシタとコイルを一体的に積
み重ねるとともに電気的に接続することで所定のフィル
タ回路を構成するＬＣノイズフィルタの製造方法であっ
て、前記第１の電極パターンを構成するグランド電極の幅が
前記第１の電極パターンを構成するキャパシタ電極の幅
よりも大きく、かつ、前記第１の絶縁層の端部から前記
グランド電極の端部までの距離が前記第１の絶縁層の端
部から前記キャパシタ電極の端部までの距離よりも短
く、かつ、前記グランド電極を、前記コイルの開口部を
覆う大きさにすることを特徴とするＬＣノイズフィルタ
の製造方法。
【請求項５】前記コイルは螺旋の形状を呈し、前記グ
ランド電極の幅が前記螺旋の短軸の長さより長く、か
つ、前記グランド電極の奥行きが前記螺旋の長軸よりも
長くなるよう前記第１および第２の電極パターンを配す
ることを特徴とする請求項４記載のＬＣノイズフィルタ
の製造方法。
【請求項６】前記第１の電極パターンと同一形状およ
び同一寸法のパターンを有する２つのキャパシタの間に
前記コイルを介在させ、これらのキャパシタとコイルが
一体的に積層するよう構成することを特徴とする請求項
５記載のＬＣノイズフィルタの製造方法。