JP2004119891A

JP2004119891A - Noise filter

Info

Publication number: JP2004119891A
Application number: JP2002284374A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Nogi; 野木　貴文
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP4051252B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noise filter easy of the control of its filter characteristic and its manufacture with a good low-frequency band-pass characteristic in a little-crosstalk region. <P>SOLUTION: The noise filter has a dielectric body 1 wherein a plurality of dielectric layers 1x, 1a-1g are laminated, signal-side coils 2 wherein one-end portion and the other end portion thereof are connected, respectively, with signal-side input and output terminals 6,7, and ground-side coils 3 wherein each capacitor component is formed between each of them and each of the signal-side coils 2 and one-end portion thereof is connected with a ground terminal 8. In this noise filter, a ground capacitor component C2 is provided between the one-end portion of the ground-side coils 3 and the ground terminal 8. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノイズフィルタに関し、特に減衰極の制御が簡単な分布定数型のノイズフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ノイズフィルタは、複数の誘電体層から成る積層体内に、各誘電体層の層間に信号ライン導体コイル（以下、単に信号側コイルという）となるコイルパターンとグランドライン導体コイル（以下、単にグランド側コイルという）となるコイルパターンとをそれぞれ形成し、積層体内で信号側コイル、グランド側コイルを形成するとともに、信号側コイル、グランド側コイルを誘電体層を介して容量成分を発生させていた。なお、信号側コイルとなるコイルパターン間の接続はビアホールによって行なわれ、グランド側コイルとなるコイルパターン間の接続はビアホールによって行なわれていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、分布定数型ノイズフィルタのコイルパターンを示す積層体の分解斜視図である。なお、図では端子電極を省略している。また、図６（ｂ）はその分布定数型ノイズフィルタの等価回路図である。
【０００４】
図５において、誘電体積層体の本体は、上部マージン層となる誘電体層５１ｘ、誘電体層５１ａ〜５１ｆとが積層されて構成されていた。そして、例えば、信号側コイルを構成するコイルパターンは、誘電体層５１ｘと５１ａとの層間、誘電体層５１ｂと５１ｃとの層間、誘電体層５１ｄと５１ｅとの層間に配置されていた。そして、各層間の信号側のコイルパターン５２ａ、５２ｃ、５２ｅは、ビアホール導体及び誘電体層５１ａと５１ｂとの層間、誘電体層５１ｃと５１ｄとの層間、誘電体層５１ｅと５１ｆとの層間に配置された接続パターン５４ｂ、５４ｄ、５４ｆを介して互いに接続し、全体として信号側コイルを形成していた。
【０００５】
また、例えば、グランド側コイルを構成するコイルパターンは、誘電体層５１ａと５１ｂとの層間、誘電体層５１ｃと５１ｄとの層間、誘電体層５１ｅと５１ｆとの層間に配置されていた。そして、各層間のグランド側のコイルパターン５３ｂ、５３ｄ、５３ｆは、ビアホール導体及び誘電体層５１ｘと５１ａとの層間、誘電体層５１ｂと５１ｃとの層間、誘電体層５１ｄと５１ｅとの層間に配置された接続パターン５５ａ、５５ｃ、５４ｅを介して互いに接続し、全体としてグランド側コイルを形成していた。
【０００６】
各コイルパターン５２ａ、５３ｂ、５２ｃ、５３ｄ、５２ｅ、５３ｆは、概略Ｈ字状に形成され、例えば、信号側コイルパターン５２ａ、５２ｃ、５２ｅと、グランド側コイルパターン５３ｂ、５３ｄ、５３ｆとが対向して、所定容量成分を形成していた。尚、図５では、各コイルパターン５２ａ、５３ｂ、５２ｃ、５３ｄ、５２ｅ、５３ｆが互いに対向しあい、所定容量成分を形成していた。ここで、容量部は、各コイルパターンの中央領域Ｃ及びビアホール導体が接続しない延出部であり、各コイルパターンの中央領域Ｃ及びビアホール導体に接続する側に延びる延出部がインダクタ部となる。
【０００７】
このような構造において、信号側コイルは、コイルパターン５２ａの一方のインダクタ部の先端から、接続パターン５４ｂを介してコイルパターン５２ｃの他方のインダクタ部の先端に接続し、コイルパターン５２ｃの一方のインダクタ部の先端から、接続パターン５４ｄを介してコイルパターン５２ｅの他方のインダクタ部の先端に接続して構成され、コイルパターン５２ｅの一方のインダクタ部の先端から接続パターン５４ｆに接続されている。これにより、例えば概略３ターンのコイルとなる。
【０００８】
同様に、グランド側コイルは、接続パターン５５ａからコイルコイルパターン５３ｂの一方のインダクタ部に接続し、コイルパターン５３ｂの他方のインダクタ部の先端から、接続パターン５５ｃを介してコイルパターン５３ｄの一方のインダクタ部の先端に接続し、コイルパターン５３ｄの他方のインダクタ部の先端から、接続パターン５５ｅを介してコイルパターン５３ｆの一方のインダクタ部の先端に接続して構成されている。これにより、例えば、概略３ターンのコイルとなる。
【０００９】
結局、等価回路図の図６（ｂ）のよう、信号側コイル（Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃ）、とグランド側コイル（Ｌ２ａ〜Ｌ２ｃ）とが容量成分Ｃ１ａ〜Ｃ１ｃにより結合されている。
【００１０】
これにより、分布定数型ノイズフィルタの減衰周波数は、等価キャパシタンスを不変とした場合、信号側コイルの自己インダクタンス及びグランド側コイルの自己インダクタンスと、信号側コイルとグランド側コイルとの相互インダクタンスによって決定され、周波数特性を任意に制御できるフィルタ特性が得られるものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１９６３９２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノイズフィルタの周波数が高くなるにつれて、フィルタを構成するインダクタ成分を大きくして分布容量成分を小さくする必要がでてきたが、従来技術の構成ではインダクタ成分を大きくすると分布容量成分も大きくなってしまい必要とされる周波数特性が得られなくなってしまう。高周波化するには、容量形成領域のコイルパターンを広げるという手法があるが、これでは製品の寸法が増大してしまい小型化に逆行してしまう。すなわち、更なる小型化を達成し、求められる特性のカットオフ周波数、減衰帯域の高周波化を実現することが困難なものとなっていた。
【００１３】
本発明はこのような問題に鑑みて成されたもので、フィルタを構成するインダクタ成分を最大限にして、分布容量値を低減する事で小型化を達成すると共に周波数特性を高周波化したＬＣノイズフィルタを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の誘電体層が積層され、外表面に信号側入力端子電極、信号側出力端子電極及びグランド端子電極が形成されている誘電体本体に、一端部が信号側入力端子に接続され、他端部が信号側出力端子に接続された信号側コイルと、信号側コイルとの間に容量成分を形成し、且つ一端部がグランド端子に接続されたグランド側コイルとを配置したノイズフィルタにおいて、グランド側コイルは、グランド容量成分を介してグランド端子に接続している。
【００１５】
また、信号側コイル及びグランド側コイルは、複数の誘電体層間に形成されたコイルパターンで構成されるとともに、前記容量成分は、誘電体層を挟んで配置される信号側コイルとなるコイルパターンとグランド側コイルとなるコイルパターンとの間で形成するとともに、グランド容量成分は、前記誘電体層間に形成したグランド導体膜と、該グランド導体膜と該誘電体層を介して対向する前記グランド側コイルとなるコイルパターンとの間で形成した。
【００１６】
【作用】
本発明のノイズフィルタでは、グランド側コイルの一端部とグランド端子との間にグランド容量成分を付加されている。これにより基本的な等価回路は図６（ａ）のようになる。
【００１７】
即ち、図６（ｂ）等価回路に比較して、信号側コイルの自己インダクタンスとグランド側コイルの自己インダクタンスを選択し、そしてグランド側コイルと信号側コイルとの相互インダクタンスを選択することによって、所望のフィルタ特性を比較的簡単に得ることができた。
【００１８】
本発明の構成では、グランド側コイルの一端部とグランド端子の間にグランド容量成分が加えられている。図４（ａ）に本発明のフィルタの代表的な特性を示す。これは図４（ｂ）で示した従来のフィルタ特性に、このグランド容量成分のインピーダンス特性（図４（ｃ）の太線の特性が合成されて達成される。すなわち、低周波での減衰が少なく高周波で急激に減衰して、必要な信号は通過させ不必要な信号はグランドに落とすＬＣローパスフィルタとして動作する。これにより所望のフィルタ特性がより簡単に得ることができる。
【００１９】
また、本発明のノイズフィルタの構成の特徴であるグランド側コイルの一端でグランド容量成分を形成する構造は、グランド側コイルパターンと誘電体層のほぼ全面を覆うようにグランド導体膜によって形成され、内部ではシールド板の役目をもっている。このため、マイコンのバスなどのように複数の配線パターンを形成するにあたり、本発明のノイズフィルタの下部領域を利用しても、クロストークの少ない良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のノイズフィルタを図面に基づいて詳説する。
図１（ａ）は本発明のノイズフィルタの外観斜視図であり、図１（ｂ）は本発明のノイズフィルタの断面図であり、図２は積層体の分解斜視図である。
【００２１】
図１（ａ）において、１は誘電体層が積層してなる誘電体単体（以下、積層体という）であり、９は、グランド導体膜であり、６、７は信号側コイルに接続した信号側入出力端子電極であり、８はグランド導体膜９に接続するグランド側端子電極である。
【００２２】
積層体１は、アルミナ、ＢａＴｉＯ_３、ＴｉＯ_２などのセラミック材料または磁性体材料（本発明で誘電体層に含まれる）と結晶化ガラス材料からなる複数の誘電体層１ｘ、１ａ〜１ｇが積層されて構成されている。尚、図２においては、最上層のマージン層を省略している。
【００２３】
この積層体１には、信号側コイル２、グランド側コイル３及びグランド導体膜９を具備している。この信号側コイル２を構成するコイルパターン、グランド側コイル３を構成するコイルパターン、ビアホール導体、接続パターン、グランド導体膜９は、例えば、銀系材料や銅系材料から形成されている。
【００２４】
次に、信号側コイル２の構成を図２に基づいて説明すると、信号側コイル２は、誘電体層１ｘ上に形成された端子接続パターン、誘電体層１ｘと誘電体層１ａとの間に配置されたコイルバターン２ａ、誘電体層１ａと誘電体層１ｂとの間に配置された接続パターン４ｂ、誘電体層１ｂと誘電体層１ｃとの間に配置されたコイルバターン２ｃ、誘電体層１ｃと誘電体層１ｄとの間に配置された接続パターン４ｄ、誘電体層１ｄと誘電体層１ｅとの間に配置されたコイルバターン２ｅ、誘電体層１ｅと誘電体層１ｆとの間に配置された接続パターン４ｆ、誘電体層１ｆと誘電体層１ｇとの間に配置された端子接続パターンが、図中点線で示すビアホール導体を介して互いに接続されて構成されている。そして、端子接続パターンを介して信号側入出力端子電極６、７に接続している。
【００２５】
また、グランド側コイル３は、誘電体層１ｘと誘電体層１ａとの間に配置された接続バターン５ａ、誘電体層１ａと誘電体層１ｂとの間に配置されたコイルパターン３ｂ、誘電体層１ｂと誘電体層１ｃとの間に配置された接続バターン５ｃ、誘電体層１ｃと誘電体層１ｄとの間に配置されたコイルパターン３ｄ、誘電体層１ｄと誘電体層１ｅとの間に配置された接続バターン５ｅ、誘電体層１ｅと誘電体層１ｆとの間に配置されたコイルパターン３ｆが図中点線で示すビアホール導体を介して互いに接続されて構成されている。そして、誘電体層１ｅと誘電体層１ｆとの間にコイルパターン３ｆは、誘電体層１ｆと誘電体層１ｇとの間に配置されたグランド導体膜９との間にてグランド容量成分を対して、グランド側端子電極８に接続している。
【００２６】
この結果、図６（ａ）に示すように、積層体１の内部には、Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃからなる信号側コイル２と、Ｌ２ａ〜Ｌ２ｃからなるグランド側コイル３とが形成され、且つその間には、Ｃ１ａ〜Ｃ１ｃからなる容量成分により結合し、さらに、グランド側コイル３の一端とグランド端子電極８との間に、グランドグ容量成分Ｃ２が配置される。
【００２７】
このような信号側コイル２を構成するコイルパターン２ｃは、概略矩形状容量形成領域２１と、該容量形成領域２１から一方端側（図では左側）に延びる２つのインダクタ形成部分２２、２３とから構成されている。なお、容量形成領域２１から他方端側（図では右側）に延びる２つの導体２４、２５は容量形成領域の補助部分となる。
【００２８】
また、グランド側コイル３を構成するコイルパターン３ｂは、概略矩形状容量形成領域３１と、該容量形成領域３１から他方端側（図では右側）に延びる２つのインダクタ形成部分３２、３３とから構成されている。なお、該容量形成領域３１から一方端側（図では左側）に延びる２つの導体３４、３５は容量形成領域の補助部分となる。
【００２９】
この両者のコイルパターン３ｂと２ｃにおいて、誘電体層１ｂを介して対向している。即ち、コイルパターン２ｃの容量形成領域２１とコイルパターン３ｂの容量形成領域３１とが対向しあう。また、コイルパターン２ｃのインダクタ部２２、２３とコイルパターン３ｂの導体３４、３５とが、コイルパターン３ｂのインダクタ部３２、３３とコイルパターン２ｃの導体２４、２５とが、互いに対向しあう。
これにより、両コイルパターン３ｂと２ｃとの間は所定容量成分が形成され、両者が容量結合されている。なお、隣接しあう誘電体層の層間に形成された他のコイルパターンも同様である。
【００３０】
また、グランド側コイル３の接続パターン５ａ、５ｃは、隣接する誘電体層間に配置されるグランド側コイルとなるコイルパターン３ｂ、３ｄの２つのインダクタ部３２、３３の先端に跨がるように帯状に形成されている。そして、帯状のグランド側コイルの接続パターン５ａ、５ｃの一端側には、例えば下側に位置する誘電体層１ａ、１ｃの厚みを貫くビアホール導体（点線で示す）が形成され、グランド側コイルとなるコイルパターン３ｂ、３ｄの一端側のインダクタ部３２に接続されている。また、接続パターン５ｃ、５ｅも同様であり、信号側コイル２においても、同様である。
【００３１】
また、グランド導体膜９は、信号側コイル２の端子接続パターンと短絡しないように、誘電体層１ｇ上の略全面に形成されている。このグランド導体膜９とコイルパターン３ｆは、誘電体層１ｆを介して対向している。これによりコイルパターン３ｆとグランド導体膜９との間は所定グランド容量成分Ｃ２が形成され、両者が容量結合されている。そして、グランド導体膜９の長辺の一部から延びて積層体１の外表面に形成されたグランド側端子電極８に接続されている。
【００３２】
なお、図２において信号側コイル２は略３ターンであり、グランド側コイル３も略３ターンで示されており、ターン数（自己インダクタタンス）に大きな差はないが、減衰周波数の制御を行なうためにあえて相違させさてもよい。
【００３３】
このようにすれば、ノイズフィルタの減衰周波数は、等価キャパシタンスを不変とした場合、信号側コイル２の自己インダクタンス及びグランド側コイル３の自己インダクタンス、信号側コイル２とグランド側コイル３の相互インダクタンスを任意に制御でき、周波数特性を任意に制御できるフィルタ特性が得られる。
【００３４】
本実施例の各コイルパターン２ａ、２ｃ、２ｅ、３ｂ、３ｄ、３ｆに形成されたインダクタ部２２、２３、３２、３３がそれぞれの端部側に延びている。または同一延出量だけ延びて、お互い中央部側に容量成形領域を有している。即ち、各コイル全体からみるコイルパターン部分（螺旋形状）は、平面からみると概略矩形状となっている。これにより、信号側コイル２、グランド側コイル３の平面形状を実質的に誘電体層の平面形状に近似させることができ、誘電体層１ａ〜１ｅのコイルパターン２ａ、２ｃ、２ｅ、３ｂ、３ｄ、３ｆ及び接続パターン４ｂ、４ｄ、４ｆ、５ａ、５ｃ５ｅで構成されるコイルの内面積を大きくすることができ、しかもコイル周囲のデッドスペースを極小化することができる。これにより、コイルのインダクタンス成分を極大化し、且つ誘電体層１ａ〜１ｅの形状を小型化することができ、これにより、小型な積層体１が達成できる。
次に、上述の構造の積層体１は、以下のような製造方法で作られる。
まず、積層体１の誘電体層１ｘ、１ａ〜１ｇとなる誘電体シートは、誘電体材料であるＢａＴｉＯ_３、ＴｉＯ_３を少なくとも含むセラミック粉末と有機ビヒクルとを均質混練して、所定厚み（２０μｍ〜１００μｍ）のテープを成型し、所定大きさに裁断する。
【００３５】
次に、その誘電体シートの所定位置（接続パターン４ｂ〜４ｆ、５ａ〜５ｅのいずれか端部となる位置）に、ビアホール導体となる貫通孔（孔径５０μｍ〜２００μｍ）をパンチ加工などで形成する。
【００３６】
次に、上述の貫通孔内に、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｄのようなＡｇ合金）、Ｃｕ系材料の金属粉末と必要に応じて低融点ガラスフリットと有機ビヒクルとを均質混合して得られた導電性ペーストを充填して、ビアホール導体となる導体を形成するとともに、そのシートの表面に信号側コイルとなるコイルパターン２ａ、２ｃ、２ｅとなる導体膜、グランド側コイルとなるコイルパターン３ｂ、３ｄ、３ｆとなる導体膜、接続パターン５ａ、５ｃ、５ｅ、４ｂ、４ｄ、４ｆとなる導体膜を、上述の導電性ペーストのスクリーン印刷によって厚み１μｍ〜２０μｍで形成する。
【００３７】
また、最下層となる誘電体シート上にグランド導体膜９となる導体及び端子接続パターンとなる導体膜を同様に前述の導電性ペーストのスクリーン印刷によって厚み１μｍ〜２０μｍで形成する。尚、誘電体層１ｘとなる誘電体シート上に端子接続パターンとなる導体膜を同様に形成する。
【００３８】
次に、夫々の誘電体シートを図２に示す積層順序を考慮して、選択的に積層し、熱圧着により一体化する。その後必要に応じて焼結収縮を考慮した最終寸法で裁断したり、また、最終工程で分割するための分割溝を形成したりする。
【００３９】
次に、誘電体シートから成る積層体を、所定雰囲気・所定ピーク温度で焼成する。上述の導電性ペーストにＡｇ系導電性ペーストを用いた場合には酸化性雰囲気、中性雰囲気で、Ｃｕ系導電性ペーストを用いた場合には還元性雰囲気、中性雰囲気で処理する。また、ピーク温度は、誘電体シートが焼結反応されるに必要な温度で処理する。
【００４０】
このようにして焼成処理された積層体１に、積層体１の外表面に露出するビアホール導体、導体の露出部分に夫々端子電極６、７、８となる導体膜を、導電性ペーストの焼きつけにより形成し、その後、その導体膜の表面にメッキ処理を施す。
【００４１】
図３（ａ）（ｂ）は、本発明の他のノイズフィルタに用いる２種類の誘電体層１Ｙ、１Ｚの平面図を示す。誘電体層１Ｙには、信号側コイルを構成するコイルパターン２Ｙ及びグランド側コイルを構成する接続パターン５Ｙが形成されている。誘電体層１Ｚには、グランド側コイルを構成するコイルパターン３Ｚ及びグランド側コイルを構成する接続パターン４Ｚが形成されている。図３では、図２に示すコイルパターンの補助容量形成領域である導体２４、２５、３４、３５が形成されていない。即ち、コイルパターンが図２では実質的Ｈ状であったのに対して、図３では実質的にＣ状となっている。このようなコイルパターンは、両コイル間に形成されている容量成分が不要の場合に用いられる。
【００４２】
以上のように、本発明ではグランド側コイル３とグランド端子８との間に、グランド導体膜９とコイルパターン３ｆとの間で、グランド容量成分Ｃ２を形成している。これにより、グランド容量成分を付加することで、周波数の低域のフィルタ特性を改善することができる。
【００４３】
本発明者は、コイルターン数、寸法などを同一の本発明のノイズフィルタと、図５に示すコイルパターンを有するノイズフィルタとで、その特性を測定した。
【００４４】
図４（ａ）は本発明のノイズフィルタの特性であり、図４（ｂ）は従来のノイズフィルタの特性である。図から本発明品の特性は、周波数の低域、例えば５００ＭＨｚぐらいまでの減衰はそれほど大きくなく、それ以上の周波数で急峻に減衰極が形成することでき、広い周波数帯域で十分な減衰量が得られることがわかる。
【００４５】
このことは、本発明において、従来のフィルタ特性をさらに任意に設定できる自由度の高いノイズフィルタであることを示しており、周波数の低域での減衰特性が著しく向上したものであることが言える。この図４（ａ）の結果は、図４（ｃ）の太線で示すように、グランド容量成分Ｃ２のインピーダンス特性が合成されて達成される。
【００４６】
本実施のフィルタ特性は、ノイズフィルタとしての一例でありその特性は用いられる回路構成や箇所によって適宜最適化されるものであって、図６（ａ）に示す等価回路においてもそれぞれのエレメントの値は求められるフィルタ特性、形状によって適宜選択されるものであって、或値またはそれらの値の組み合わせに限定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のノイズフィルタは、フィルタ特性の制御が簡単で、インダクタ成分を最大限に設定し、同時に分散して形成するコンデンサの容量値を調整することで、高周波領域での減衰特性を良好なものにすることができる。また、グランド側コイルとクランド端子電極との間に、グランド容量成分Ｃ２を設けたことにより、このグランド容量成分Ｃ２のインピーダンスとフィルタ特性が合成されて、カットオフ周波数（通過させる周波数の設定）が高周波側まで広げることが可能となる。この結果、通過域以上の周波数では信号が急峻に減衰し、減衰帯域の広いノイズフィルタを実現させることができる。また、グランド側コイルの一端部とグランド容量成分Ｃ２を形成するグランド導体膜をノイズフィルタ内でシールド板として作用し、クロストークのない良好な特性を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明のノイズフィルタの斜視図であり、（ｂ）本発明のノイズフィルタの断面図である。
【図２】本発明のノイズフィルタを構成する積層体部分の分解斜視図である。
【図３】（ａ）は他の信号側コイルとなるコイルパターンを示す概略平面図であり、（ｂ）は他のグランド側コイルとなるコイルパターン概略平面図である。
【図４】本発明のノイズフィルタと従来のノイズフィルタとの特性を比較するための特性図であり、（ａ）は本発明のノイズフィルタの特性、（ｂ）は従来のノイズフィルタの特性を示し、（ｃ）はグランド容量成分Ｃ２のインピーダンス特性との合成を示す。
【図５】従来のノイズフィルタを構成する積層体部分の分解斜視図である。
【図６】ノイズフィルタの等価回路図であり、（ａ）は本発明のノイズフィルタの等価回路図であり、（ｂ）は従来のノイズフィルタの等価回路図である。
【符号の説明】
１・・・積層体
１ｘ、１ａ〜１ｅ・・・・誘電体層
２・・・・信号側コイル
３・・・・グランド側コイル
６、７・・・信号側入出力端子電極
８・・・・グランド側端子電極
９・・・・グランド導体膜
ｃ２・・・・グランド容量成分Ｃ２[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a noise filter, and more particularly to a distributed noise filter in which the attenuation pole can be easily controlled.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a noise filter has a coil pattern and a ground line conductor coil (hereinafter, simply referred to as a signal side coil) which serve as a signal line conductor coil (hereinafter, simply referred to as a signal side coil) between layers of the dielectric layers in a laminate including a plurality of dielectric layers. And a coil pattern to form a signal side coil and a ground side coil within the laminate, and generate a capacitance component through the dielectric layer between the signal side coil and the ground side coil. Was. The connection between the coil patterns serving as the signal side coils is performed by via holes, and the connection between the coil patterns serving as the ground side coils is performed via holes (for example, see Patent Document 1).
[0003]
FIG. 5 is an exploded perspective view of the laminate showing a coil pattern of the distributed constant type noise filter. Note that terminal electrodes are omitted in the figure. FIG. 6B is an equivalent circuit diagram of the distributed noise filter.
[0004]
In FIG. 5, the main body of the dielectric laminate has a configuration in which a dielectric layer 51x serving as an upper margin layer and dielectric layers 51a to 51f are laminated. For example, the coil patterns constituting the signal side coil are arranged between the dielectric layers 51x and 51a, between the dielectric layers 51b and 51c, and between the dielectric layers 51d and 51e. The coil patterns 52a, 52c and 52e on the signal side between the layers are formed between the via-hole conductor and the dielectric layers 51a and 51b, between the dielectric layers 51c and 51d, and between the dielectric layers 51e and 51f. They are connected to each other via the arranged connection patterns 54b, 54d, 54f to form a signal side coil as a whole.
[0005]
Further, for example, the coil patterns constituting the ground-side coil are disposed between the dielectric layers 51a and 51b, between the dielectric layers 51c and 51d, and between the dielectric layers 51e and 51f. The ground-side coil patterns 53b, 53d, 53f between the respective layers are formed between the via-hole conductors and the layers between the dielectric layers 51x and 51a, between the dielectric layers 51b and 51c, and between the dielectric layers 51d and 51e. They were connected to each other via the arranged connection patterns 55a, 55c and 54e to form a ground-side coil as a whole.
[0006]
Each of the coil patterns 52a, 53b, 52c, 53d, 52e, 53f is formed in a substantially H-shape. For example, the signal side coil patterns 52a, 52c, 52e face the ground side coil patterns 53b, 53d, 53f. Thus, a predetermined capacity component was formed. In FIG. 5, the coil patterns 52a, 53b, 52c, 53d, 52e, and 53f face each other to form a predetermined capacitance component. Here, the capacitance portion is an extension portion to which the central region C of each coil pattern and the via hole conductor are not connected, and the extension portion extending to the side connected to the central region C of each coil pattern and the via hole conductor is an inductor portion. .
[0007]
In such a structure, the signal side coil is connected from the tip of one inductor part of the coil pattern 52a to the tip of the other inductor part of the coil pattern 52c via the connection pattern 54b, and is connected to one inductor of the coil pattern 52c. The end of the coil pattern 52e is connected to the end of the other inductor part of the coil pattern 52e via the connection pattern 54d, and is connected to the connection pattern 54f from the end of the one inductor part of the coil pattern 52e. As a result, for example, a three-turn coil is obtained.
[0008]
Similarly, the ground side coil is connected from the connection pattern 55a to one of the inductor portions of the coil coil pattern 53b, and from the tip of the other inductor portion of the coil pattern 53b, the one inductor of the coil pattern 53d is connected via the connection pattern 55c. The coil pattern 53d is configured to be connected to a tip of the other inductor part of the coil pattern 53d and to be connected to a tip of one inductor part of the coil pattern 53f via the connection pattern 55e. Thus, for example, a coil having approximately three turns is obtained.
[0009]
As a result, as shown in FIG. 6B of the equivalent circuit diagram, the signal side coils (L1a to L1c) and the ground side coils (L2a to L2c) are coupled by the capacitance components C1a to C1c.
[0010]
Thus, the attenuation frequency of the distributed noise filter is determined by the self-inductance of the signal-side coil and the self-inductance of the ground-side coil, and the mutual inductance between the signal-side coil and the ground-side coil when the equivalent capacitance is unchanged. Thus, a filter characteristic capable of arbitrarily controlling the frequency characteristic can be obtained.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2000-196392 A
[Problems to be solved by the invention]
However, as the frequency of the noise filter increases, it becomes necessary to increase the inductor component of the filter to reduce the distributed capacitance component. However, in the configuration of the related art, increasing the inductor component increases the distributed capacitance component. As a result, required frequency characteristics cannot be obtained. To increase the frequency, there is a method of expanding the coil pattern in the capacitance forming region. However, this increases the dimensions of the product and goes against miniaturization. In other words, it has been difficult to achieve further miniaturization and achieve higher cutoff frequency and higher attenuation band of required characteristics.
[0013]
The present invention has been made in view of such a problem, and achieves miniaturization by reducing the distributed capacitance value by maximizing an inductor component constituting a filter, and achieving LC noise with a high frequency characteristic. To provide a filter.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a plurality of dielectric layers are stacked, and a signal side input terminal electrode, a signal side output terminal electrode, and a ground terminal electrode are formed on an outer surface, and one end is connected to the signal side input terminal. And a signal side coil having the other end connected to the signal side output terminal; and a noise having a capacitance component formed between the signal side coil and the ground side coil having one end connected to the ground terminal. In the filter, the ground side coil is connected to a ground terminal via a ground capacitance component.
[0015]
In addition, the signal side coil and the ground side coil are configured by a coil pattern formed between a plurality of dielectric layers, and the capacitance component is a coil pattern serving as a signal side coil disposed with the dielectric layer interposed therebetween. The ground capacitance component is formed between a coil pattern serving as a ground side coil, and a ground capacitance component is formed between the ground conductor film formed between the dielectric layers, and the ground side coil facing the ground conductor film via the dielectric layer. And a coil pattern to be formed.
[0016]
[Action]
In the noise filter of the present invention, a ground capacitance component is added between one end of the ground side coil and the ground terminal. Thus, a basic equivalent circuit is as shown in FIG.
[0017]
That is, by selecting the self-inductance of the signal-side coil and the self-inductance of the ground-side coil and selecting the mutual inductance between the ground-side coil and the signal-side coil as compared with the equivalent circuit of FIG. Can be obtained relatively easily.
[0018]
In the configuration of the present invention, a ground capacitance component is added between one end of the ground side coil and the ground terminal. FIG. 4A shows typical characteristics of the filter of the present invention. This is achieved by combining the impedance characteristic of the ground capacitance component (the characteristic of the thick line in FIG. 4C) with the conventional filter characteristic shown in FIG. 4B. In other words, the attenuation at low frequencies is small. It operates as an LC low-pass filter that attenuates abruptly at high frequencies, passes necessary signals, and drops unnecessary signals to the ground, so that desired filter characteristics can be more easily obtained.
[0019]
Further, the structure in which the ground capacitance component is formed at one end of the ground side coil, which is a feature of the configuration of the noise filter of the present invention, is formed by the ground conductor film so as to cover almost the entire surface of the ground side coil pattern and the dielectric layer, Inside it has the role of a shield plate. Therefore, in forming a plurality of wiring patterns such as a bus of a microcomputer, a good filter characteristic with little crosstalk can be obtained even if the lower region of the noise filter of the present invention is used.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the noise filter of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is an external perspective view of the noise filter of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of the noise filter of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the laminate.
[0021]
In FIG. 1A, reference numeral 1 denotes a single dielectric (hereinafter, referred to as a laminate) formed by laminating dielectric layers, 9 denotes a ground conductor film, and 6 and 7 denote signals connected to a signal side coil. Reference numeral 8 denotes a ground-side terminal electrode connected to the ground conductor film 9.
[0022]
Laminate 1, alumina, BaTiO _3, a ceramic material or a magnetic material, such as TiO ₂ of consisting a crystallized glass material (contained in the dielectric layer in the present invention) dielectric layer 1x, 1a to 1g are stacked It is configured. In FIG. 2, the uppermost margin layer is omitted.
[0023]
The laminate 1 includes a signal side coil 2, a ground side coil 3, and a ground conductor film 9. The coil pattern forming the signal side coil 2, the coil pattern forming the ground side coil 3, the via hole conductor, the connection pattern, and the ground conductor film 9 are made of, for example, a silver-based material or a copper-based material.
[0024]
Next, the configuration of the signal-side coil 2 will be described with reference to FIG. 2. The signal-side coil 2 includes a terminal connection pattern formed on the dielectric layer 1x, and a portion between the dielectric layer 1x and the dielectric layer 1a. Coil pattern 2a disposed, connection pattern 4b disposed between dielectric layer 1a and dielectric layer 1b, coil pattern 2c disposed between dielectric layer 1b and dielectric layer 1c, dielectric layer A connection pattern 4d disposed between the dielectric layer 1c and the dielectric layer 1d, a coil pattern 2e disposed between the dielectric layer 1d and the dielectric layer 1e, and between the dielectric layer 1e and the dielectric layer 1f. The arranged connection patterns 4f and the terminal connection patterns arranged between the dielectric layer 1f and the dielectric layer 1g are connected to each other via via-hole conductors indicated by dotted lines in the figure. Then, they are connected to the signal side input / output terminal electrodes 6 and 7 via terminal connection patterns.
[0025]
The ground-side coil 3 includes a connection pattern 5a disposed between the dielectric layer 1x and the dielectric layer 1a, a coil pattern 3b disposed between the dielectric layer 1a and the dielectric layer 1b, A connection pattern 5c disposed between the layer 1b and the dielectric layer 1c, a coil pattern 3d disposed between the dielectric layer 1c and the dielectric layer 1d, and between the dielectric layer 1d and the dielectric layer 1e. And a coil pattern 3f disposed between the dielectric layer 1e and the dielectric layer 1f are connected to each other via a via-hole conductor indicated by a dotted line in the figure. The coil pattern 3f between the dielectric layer 1e and the dielectric layer 1f has a ground capacitance component between the dielectric layer 1f and the ground conductor film 9 disposed between the dielectric layer 1g and the dielectric layer 1g. And is connected to the ground-side terminal electrode 8.
[0026]
As a result, as shown in FIG. 6A, a signal side coil 2 composed of L1a to L1c and a ground side coil 3 composed of L2a to L2c are formed inside the multilayer body 1, and between them. , C1a to C1c, and a grounding capacitance component C2 is disposed between one end of the ground side coil 3 and the ground terminal electrode 8.
[0027]
The coil pattern 2c constituting such a signal side coil 2 is composed of a substantially rectangular capacity forming area 21 and two inductor forming parts 22 and 23 extending from the capacity forming area 21 to one end side (left side in the figure). It is configured. The two conductors 24 and 25 extending from the capacitance forming region 21 to the other end (right side in the figure) serve as auxiliary portions of the capacitance forming region.
[0028]
The coil pattern 3b constituting the ground-side coil 3 includes a substantially rectangular capacity forming area 31 and two inductor forming parts 32 and 33 extending from the capacity forming area 31 to the other end (right side in the figure). Have been. The two conductors 34 and 35 extending from the capacitance forming region 31 to one end (the left side in the figure) serve as auxiliary portions of the capacitance forming region.
[0029]
The two coil patterns 3b and 2c are opposed to each other via the dielectric layer 1b. That is, the capacitance forming area 21 of the coil pattern 2c and the capacitance forming area 31 of the coil pattern 3b face each other. The inductor portions 22 and 23 of the coil pattern 2c and the conductors 34 and 35 of the coil pattern 3b face each other, and the inductor portions 32 and 33 of the coil pattern 3b and the conductors 24 and 25 of the coil pattern 2c face each other.
As a result, a predetermined capacitance component is formed between the two coil patterns 3b and 2c, and both are capacitively coupled. The same applies to other coil patterns formed between adjacent dielectric layers.
[0030]
The connection patterns 5a and 5c of the ground-side coil 3 are band-shaped so as to straddle the tips of the two inductor portions 32 and 33 of the coil patterns 3b and 3d serving as ground-side coils disposed between adjacent dielectric layers. Is formed. A via-hole conductor (indicated by a dotted line) that penetrates through the thicknesses of the dielectric layers 1a and 1c located below, for example, is formed on one end side of the connection patterns 5a and 5c of the strip-shaped ground-side coils. Of the coil patterns 3b and 3d. The same applies to the connection patterns 5c and 5e, and the same applies to the signal side coil 2.
[0031]
The ground conductor film 9 is formed on substantially the entire surface of the dielectric layer 1g so as not to be short-circuited with the terminal connection pattern of the signal side coil 2. The ground conductor film 9 and the coil pattern 3f face each other via the dielectric layer 1f. As a result, a predetermined ground capacitance component C2 is formed between the coil pattern 3f and the ground conductor film 9, and both are capacitively coupled. Then, it extends from a part of the long side of the ground conductor film 9 and is connected to the ground-side terminal electrode 8 formed on the outer surface of the multilayer body 1.
[0032]
In FIG. 2, the signal side coil 2 has approximately three turns, and the ground side coil 3 also has approximately three turns. Although there is no large difference in the number of turns (self-inductance), the attenuation frequency is controlled. For that reason, the difference may be made.
[0033]
In this way, when the equivalent capacitance is unchanged, the attenuation frequency of the noise filter is equal to the self-inductance of the signal-side coil 2 and the self-inductance of the ground-side coil 3, and the mutual inductance of the signal-side coil 2 and the ground-side coil 3. Filter characteristics that can be arbitrarily controlled and frequency characteristics can be arbitrarily controlled are obtained.
[0034]
Inductor portions 22, 23, 32, and 33 formed in the respective coil patterns 2a, 2c, 2e, 3b, 3d, and 3f of this embodiment extend to the respective end portions. Alternatively, they extend by the same amount of extension, and have capacity forming regions on the center side of each other. That is, the coil pattern portion (spiral shape) viewed from the entire coil has a substantially rectangular shape when viewed from a plane. Thereby, the planar shape of the signal side coil 2 and the ground side coil 3 can be substantially approximated to the planar shape of the dielectric layer, and the coil patterns 2a, 2c, 2e, 3b, 3d of the dielectric layers 1a to 1e can be obtained. , 3f and the connection patterns 4b, 4d, 4f, 5a, 5c5e, the internal area of the coil can be increased, and the dead space around the coil can be minimized. Thereby, the inductance component of the coil can be maximized, and the shape of the dielectric layers 1a to 1e can be reduced, whereby a small-sized laminated body 1 can be achieved.
Next, the laminate 1 having the above-described structure is manufactured by the following manufacturing method.
First, a dielectric layer 1x of the laminate 1, and comprising a dielectric sheet 1a to 1g, and the BaTiO _3, TiO ₃ is a dielectric material homogeneously kneading a ceramic powder and an organic vehicle containing at least a predetermined thickness (20 [mu] m 〜100 μm) and cut into a predetermined size.
[0035]
Next, through-holes (hole diameters of 50 μm to 200 μm) serving as via-hole conductors are formed at predetermined positions (positions at any of the connection patterns 4 b to 4 f and 5 a to 5 e) of the dielectric sheet by punching or the like. .
[0036]
Next, in the above-mentioned through-hole, a metal powder of an Ag-based material (Ag alone, an Ag alloy such as Ag-Pd), a Cu-based material, and if necessary, a low melting glass frit and an organic vehicle are homogeneously mixed. The obtained conductive paste is filled to form a conductor serving as a via-hole conductor, and on the surface of the sheet, a conductor film serving as a coil pattern 2a, 2c, or 2e serving as a signal-side coil, and a coil pattern serving as a ground-side coil Conductive films to be 3b, 3d, 3f and conductive films to be connection patterns 5a, 5c, 5e, 4b, 4d, 4f are formed to a thickness of 1 μm to 20 μm by screen printing of the above-mentioned conductive paste.
[0037]
Similarly, a conductor serving as the ground conductor film 9 and a conductor film serving as the terminal connection pattern are formed on the dielectric sheet serving as the lowermost layer in a thickness of 1 μm to 20 μm by screen printing of the above-described conductive paste. Note that a conductor film serving as a terminal connection pattern is similarly formed on a dielectric sheet serving as the dielectric layer 1x.
[0038]
Next, the respective dielectric sheets are selectively laminated in consideration of the lamination order shown in FIG. 2 and integrated by thermocompression bonding. Thereafter, if necessary, the sheet is cut to a final dimension in consideration of sintering shrinkage, or a division groove for division in the final step is formed.
[0039]
Next, the laminate made of the dielectric sheet is fired at a predetermined atmosphere and a predetermined peak temperature. When an Ag-based conductive paste is used as the above-described conductive paste, the treatment is performed in an oxidizing atmosphere or a neutral atmosphere. When a Cu-based conductive paste is used, the treatment is performed in a reducing atmosphere or a neutral atmosphere. Further, the peak temperature is processed at a temperature required for the dielectric sheet to undergo a sintering reaction.
[0040]
The via-hole conductor exposed on the outer surface of the laminate 1 and the conductor films to be the terminal electrodes 6, 7, and 8 on the exposed portions of the conductor are respectively baked on the laminated body 1 thus baked by baking a conductive paste. Then, plating is performed on the surface of the conductive film.
[0041]
FIGS. 3A and 3B are plan views of two types of dielectric layers 1Y and 1Z used for another noise filter of the present invention. On the dielectric layer 1Y, a coil pattern 2Y forming a signal side coil and a connection pattern 5Y forming a ground side coil are formed. On the dielectric layer 1Z, a coil pattern 3Z forming a ground side coil and a connection pattern 4Z forming a ground side coil are formed. In FIG. 3, the conductors 24, 25, 34, and 35 that are the auxiliary capacitance forming regions of the coil pattern shown in FIG. 2 are not formed. That is, while the coil pattern is substantially H-shaped in FIG. 2, it is substantially C-shaped in FIG. Such a coil pattern is used when a capacitance component formed between both coils is unnecessary.
[0042]
As described above, in the present invention, the ground capacitance component C2 is formed between the ground coil 3 and the ground terminal 8 and between the ground conductor film 9 and the coil pattern 3f. Thus, by adding the ground capacitance component, it is possible to improve the filter characteristics in the low frequency range.
[0043]
The inventor measured the characteristics of the noise filter of the present invention having the same number of coil turns and dimensions, and the noise filter having the coil pattern shown in FIG.
[0044]
FIG. 4A shows the characteristics of the noise filter of the present invention, and FIG. 4B shows the characteristics of the conventional noise filter. From the figure, it can be seen that the characteristics of the product of the present invention are such that the attenuation is not so large in a low frequency range, for example, about 500 MHz, and that the attenuation pole can be formed steeply at a frequency higher than that, and sufficient attenuation can be obtained in a wide frequency band. It is understood that it can be done.
[0045]
This indicates that the present invention is a noise filter having a high degree of freedom in which the conventional filter characteristic can be further arbitrarily set, and it can be said that the attenuation characteristic in a low frequency band is significantly improved. . The result of FIG. 4A is achieved by combining the impedance characteristics of the ground capacitance component C2 as shown by the thick line in FIG. 4C.
[0046]
The filter characteristic of the present embodiment is an example of a noise filter, and the characteristic is appropriately optimized depending on the circuit configuration and location used. The value of each element in the equivalent circuit shown in FIG. Is appropriately selected depending on the required filter characteristics and shape, and is not limited to a certain value or a combination of those values.
[0047]
【The invention's effect】
The noise filter of the present invention can easily control the filter characteristic, set the inductor component to the maximum, and simultaneously adjust the capacitance value of the capacitor formed in a dispersed manner, thereby improving the attenuation characteristic in a high frequency region. Can be Further, since the ground capacitance component C2 is provided between the ground side coil and the ground terminal electrode, the impedance of the ground capacitance component C2 and the filter characteristics are combined, and the cutoff frequency (setting of the frequency to be passed) is reduced. It can be extended to the high frequency side. As a result, at frequencies above the passband, the signal is attenuated sharply, and a noise filter with a wide attenuation band can be realized. In addition, one end of the ground side coil and the ground conductor film forming the ground capacitance component C2 act as a shield plate in the noise filter, thereby realizing good characteristics without crosstalk.
[Brief description of the drawings]
1A is a perspective view of a noise filter of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the noise filter of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a laminated body part constituting the noise filter of the present invention.
3A is a schematic plan view showing a coil pattern serving as another signal side coil, and FIG. 3B is a schematic plan view showing a coil pattern serving as another ground side coil.
4A and 4B are characteristic diagrams for comparing characteristics of the noise filter of the present invention and a conventional noise filter, wherein FIG. 4A shows the characteristics of the noise filter of the present invention, and FIG. 4B shows the characteristics of the conventional noise filter. (C) shows the combination of the ground capacitance component C2 with the impedance characteristic.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a laminated body part constituting a conventional noise filter.
6A and 6B are equivalent circuit diagrams of a noise filter, FIG. 6A is an equivalent circuit diagram of a noise filter of the present invention, and FIG. 6B is an equivalent circuit diagram of a conventional noise filter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laminated body 1x, 1a-1e ... Dielectric layer 2 ... Signal side coil 3 ... Ground side coil 6, 7 ... Signal side input / output terminal electrode 8 ... Ground terminal electrode 9 ground conductor film c2 ground capacitance component C2

Claims

A plurality of dielectric layers are laminated, and a dielectric body in which a signal-side input terminal electrode, a signal-side output terminal electrode, and a ground terminal electrode are formed on an outer surface,
One end is connected to the signal-side input terminal electrode, the other end is connected to the signal-side output terminal electrode, and a capacitance component is formed between the signal-side coil and one end is a ground terminal. In a noise filter in which a ground side coil connected to an electrode is arranged,
A noise filter, wherein the ground side coil is connected to a ground terminal electrode via a ground capacitance component.

The signal side coil and the ground side coil are configured by a coil pattern formed between the plurality of dielectric layers, and the capacitance component is a coil serving as the signal side coil arranged with the dielectric layer interposed therebetween. The ground capacitance component is formed between a pattern and a coil pattern serving as the ground-side coil, and the ground capacitance component faces the ground conductor film formed between the dielectric layers via the dielectric layer. The noise filter according to claim 1, wherein the noise filter is formed between a coil pattern serving as the ground-side coil to be formed.