JP2011166635A

JP2011166635A - 分布定数型ノイズフィルタ

Info

Publication number: JP2011166635A
Application number: JP2010029613A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yoshinari; 哲也吉成
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-15
Also published as: JP5384395B2

Abstract

【課題】広い周波数領域においてノイズ吸収能力が優れ、かつ、従来の分布定数型ノイズフィルタに比べて電荷供給能力の優れた分布定数型ノイズフィルタを提供すること。
【解決手段】ＤＣ電源に接続される第１の電極部４０と電子部品に接続される第２の電極部４１とを端部に有する金属板６と、金属板６の一部と誘電体７を挟んで対向配置され、固定電位に接続される金属膜９とを備え、金属板６と金属膜９が対向配置された領域に形成された、伝送線路構造を有する分布定数回路形成部２を備え、第１の電極部４０から入力された電気信号が前記伝送線路構造を通過して第２の電極部４１に出力するように構成され、第１の電極部４０は前記伝送線路構造に互いに対向する方向から電気信号が入力するように配置された２つの部分電極１１、１２からなり、第２の電極部４１も２つの部分電極１３、１４からなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は複数の陽極端子を有し伝送線路構造を有するコンデンサ形式の分布定数型ノイズフィルタに関し、特に電荷供給能力に優れた分布定数型ノイズフィルタに関する。

デジタル技術はＩＴ（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）産業を支える重要な技術である。最近ではコンピュータや通信関連機器だけではなく、家庭電化製品や車載用機器にもＬＳＩ等を用いたデジタル回路技術が使用されている。

多くのデジタル機器においては、クロックが供給されるＬＳＩの動作に伴い発生する電流や電圧の高周波的な変化が供給電源系に対してノイズの発生源となる。ＬＳＩで発生した上記の電源ノイズは、ＬＳＩ近傍にとどまらず、プリント回路基板等の実装回路基板内の広い範囲に伝達し、信号配線やグランド配線に誘導結合し、場合によってはプリント回路基板や信号ケーブルから電磁波として漏洩する。最近のデジタル回路に搭載されているＬＳＩは動作周波数が高速化しており、更に、消費電流も増加傾向にある。一方で、ＬＳＩの高集積化によりその駆動電圧は低下傾向にある。このため、上記のような電源ノイズが引き起こす電磁干渉問題が深刻になってきている。

この対策には電源ノイズの発生源であるＬＳＩを供給電源系から高周波的に分離すること、すなわち電源デカップリングの手法が有効である。電源デカップリングを行うためには２つの機能が求められる。

１つ目はクロック動作に伴うＬＳＩに印加される電源電圧の変動を抑制する機能である。ＬＳＩの電源電圧の変動は、ＬＳＩがスイッチング動作を行う際に、電源ピンとグランドピンの間に流れる高周波電流と配線インダクタンスにより誘導される。配線インダクタンスは電源ピンおよびグランドピンから離れるほど大きくなるため、その抑制にはＬＳＩの近くに電荷供給能力を持つコンデンサにより電源ラインをバイパスする方法が一般的に用いられる。従来から、このような電源電圧の変動の抑制のためのコンデンサとしては、ＬＳＩの近傍に配置できる小型のセラミックコンデンサが使用されてきた。

２つ目の機能はＬＳＩのスイッチング動作で発生した電圧変動を供給電源系へ伝達するのを抑制する機能、すなわちノイズを吸収する機能である。上記のバイパスに用いるコンデンサもノイズ吸収効果があるが、インダクタンスもノイズ吸収効果があるため、一般的にはコンデンサだけでなく、フェライトビーズ等のインダクタンス素子とコンデンサを組み合わせて使われる。従来のノイズフィルタにおいては、広帯域の周波数の電源ノイズを除去するためには複数のコンデンサ素子とインダクタンス素子を組み合わせる必要があったが、近年では特許文献１等の分布定数型ノイズフィルタが提案されている。分布定数型ノイズフィルタは伝送線路構造を有する３端子コンデンサ形式のノイズフィルタであって、１つの素子でコンデンサやインダクタンス素子などの複数の素子を用いたノイズフィルタと同等以上のノイズ吸収能力を有する素子である。

図５は特許文献１に記載の従来の分布定数型ノイズフィルタの構成を示す図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢＢ断面図である。図５（ａ）において、分布定数型ノイズフィルタ５１は、直方体形状の分布定数回路形成部５２の長辺方向に突出した一対の電極部５３ａ、５３ｂを備えた３端子コンデンサ構造を有する。図５（ｂ）に示すように、分布定数回路形成部５２は略平板形状の金属板５４を誘電体層５５を介在させて対向金属層５６で挟んだストリップ線路と呼ばれる伝送線路構造となっている。金属板５４の分布定数回路形成部５２の両端から突出した部分が電極部５３ａ、５３ｂである。このような構成の分布定数型ノイズフィルタ素子は、電極部５３ａ、５３ｂがそれぞれ電極端子５７および５８を介して電源および負荷回路にそれぞれに接続されるとともに、対向金属層５６が陰極端子５９を介して接地電位等の固定電位に接続されることにより、周波数帯域の広いノイズフィルタとして機能する。

特開２００２−１６４７６０号公報

しかしながら、従来の３端子コンデンサ形式の分布定数型ノイズフィルタはノイズ吸収特性に優れているものの、誘電体から突出している電極部の構造が従来の２端子型コンデンサと同じであるため、ノイズフィルタ単体の電荷供給能力は従来の２端子型コンデンサと同程度であった。分布定数型ノイズフィルタは、分布定数回路部を形成する物理的な寸法が必要なため、通常のセラミックコンデンサに比べ製品サイズが大きくなる。そのため、電源配線パターンによってはＬＳＩから離して配置する必要がある。そこで、従来の分布定数型ノイズフィルタは、ノイズ吸収に関しては十分な効果を発揮するものの、電荷供給能力は十分ではないため、ＬＳＩに十分な電荷を供給するためには従来と同様に複数の小型セラミックコンデンサによりバイパスする必要があり、電源デカップリング回路全体のコストが高くなるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、広い周波数領域においてノイズ吸収能力が優れ、かつ、従来の分布定数型ノイズフィルタに比べて電荷供給能力の優れた分布定数型ノイズフィルタを提供することにある。

上記課題を達成するため、本発明の分布定数型ノイズフィルタは、電源に接続される第１の電極部と電子部品に接続される第２の電極部とを端部に有する第１の導電体と、該第１の導電体の一部と誘電体を挟んで対向配置され、固定電位に接続される第２の導電体とを備え、前記第１の導電体と前記第２の導電体が対向配置された領域に形成された、伝送線路構造を有する分布定数回路形成部を備え、前記第１の電極部または前記第２の電極部から入力された電気信号が前記伝送線路構造を通過して前記第２の電極部または前記第１の電極部に出力するように構成された分布定数型のイズフィルタにおいて、前記第１の電極部または前記第２の電極部の少なくとも一方の電極部は、前記伝送線路構造に互いに異なる方向から電気信号が入力するように配置された少なくとも２つの部分電極からなることを特徴とする。

ここで、前記第１の電極部を構成する部分電極の少なくとも１つと前記第２の電極部を構成する部分電極の少なくとも１つが互いに隣接して配置され、該隣接して配置された２つの部分電極の間に前記分布定数回路形成部の一部が配置されていてもよい。

この場合、前記第１の電極部を構成する２つの部分電極が前記分布定数回路形成部を挟んで両側に対峙して配置され、前記第２の電極部を構成する２つの部分電極が前記分布定数回路形成部を挟んで両側に対峙して配置され、かつ、前記第１の電極部を構成する２つの部分電極と前記第２の電極部を構成する２つの部分電極が互いに隣接して配置され、前記分布定数回路形成部の一部が前記隣接して配置された前記第１の電極部の部分電極と前記第２の電極部の部分電極との間に配置され、前記分布定数回路形成部の平面形状が十字状であってもよい。

また、前記第１の電極部または前記第２の電極部から入力された電気信号が前記第２の電極部または前記第１の電極部に出力する経路の少なくとも一部において、該経路を構成する伝送線路構造を有する分布定数回路形成部の幅が前後の経路部分よりも狭い部分を有していてもよい。

この場合、前記第１の電極部および前記第２の電極部はそれぞれ２つの部分電極を有し、前記第１の電極部または前記第２の電極部から入力された電気信号が前記第２の電極部または前記第１の電極部に出力する経路の中央部分の前記電気信号の伝搬方向をＸ方向とするとき、前記第１の電極部および前記第２の電極部を構成する部分電極のＸ方向の長さは、互いに隣接する前記第１の電極部の部分電極と前記第２の電極部の部分電極との間のＸ方向の間隔よりも大きくてもよい。

具体的には、本発明による分布定数型ノイズフィルタは、陽極となる一つの金属板を誘電体が覆い、更にその外側に陰極となる金属膜が覆った分布定数回路形成部と上記の金属板の一部が分布定数回路形成部の端部方向に誘電体から突出して構成される入力および出力側の陽極となる電極部から構成され、その電極部となる突出部分を入力側または出力側の少なくとも一方の電極部において少なくとも２つ以上設け、この複数の突出部を部分電極としている。これらの複数の部分電極は複数の陽極端子にそれぞれ接続され、金属膜は陰極端子に接続される。

なお、本発明の分布定数型ノイズフィルタにおいても、従来と同様に、分布定数回路形成部の平面形状および分布定数回路形成部の実効厚さは分布定数回路形成部の誘電率に基づいて設計される。

以上のように、本発明によれば伝送線路構造を有する多端子のコンデンサ形式の分布定数型ノイズフィルタが得られる。すなわち、分布定数型ノイズフィルタにおいて電極取り出し部を複数設けることにより電荷供給能力の優れた分布定数型ノイズフィルタが得られ、バイパスコンデンサの数量を削減でき、結果的にデカップリング回路のコスト低減ができる。

すなわち、上記のように部分電極、すなわち陽極電極を複数設けることにより分布定数回路形成部に流入する電流経路が増えるため、分布定数回路形成部に電源電圧・電流、ＬＳＩの入出力電圧・電流などの電気信号を入出力する際のインピーダンス、すなわちインプットインピーダンスを下げることができる。更に分布定数回路を形成しているため、広帯域に渡って第１および第２の電極部間に電力を伝達する際のインピーダンス、すなわち伝達インピーダンスを低くすることができる。これにより、電荷供給能力が優れた分布定数型ノイズフィルタを提供することができる。

但し、本発明においては、従来の分布定数型ノイズフィルタに比べ、電気信号が第１の電極部から第２の電極部に到る間に通過する分布定数回路形成部の距離が短くなり、分布定数回路形成部を介さず第１と第２の電極部間で直接伝達する電力が僅かに増えるためノイズ吸収能力は若干低下するが、従来の２端子型コンデンサに比べると十分なノイズ吸収能力を有する。

また、本発明による分布定数型ノイズフィルタの構成の１つでは、隣接して配置された２つの部分電極の間に前記分布定数回路形成部の一部が配置される。例えば、分布定数回路形成部の形状を十字型に設定し、その一部を挟んで部分電極を配置することにより、部分電極間にもコンデンサを形成できるため、容量が大きく電荷供給時能力の大きな分布定数型ノイズフィルタを提供できる。

本発明の他の構成では、分布定数型ノイズフィルタにおいて、突出した電極幅を大きくして分布定数回路形成部への電荷供給能力を大きくし、この場合でも電気信号が伝搬する分布定数回路形成部の伝送路の長さが短くならないように、伝送路の途中にその幅が狭いくびれ部分を設けている。このような構成にすることにより、分布定数回路形成部の長さを短くすることなく電流経路を太くすることができるため、インプットインピーダンスを更に下げた分布定数型ノイズフィルタを提供することができる。

以上のように、本発明によれば、広い周波数領域においてノイズ吸収能力が優れ、かつ、従来の分布定数型ノイズフィルタに比べて電荷供給能力の優れた分布定数型ノイズフィルタが得られる。

本発明の第１の実施の形態における分布定数型ノイズフィルタの構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は電源およびＬＳＩとの接続状態を示す平面図、図１（ｃ）は底面図、図１（ｄ）は図１（ｂ）のＡＡ断面の分布定数回路形成部の部分を示す図。本発明の第２の実施の形態の分布定数型ノイズフィルタの構成を示す斜視図。本発明の第３の実施の形態の分布定数型ノイズフィルタの構成を示す斜視図。比較例１に係る３端子型の分布定数型ノイズフィルタの斜視図。従来の分布定数型ノイズフィルタの構成を示す図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢＢ断面図。

本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における分布定数型ノイズフィルタの構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は電源およびＬＳＩとの接続状態を示す平面図、図１（ｃ）は底面図である。また、図１（ｄ）は図１（ｂ）のＡＡ断面の分布定数回路形成部の部分を示す図である。本実施の形態の分布定数型ノイズフィルタは、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｄ）に示すように、ＤＣ電源に接続される第１の電極部４０と電子部品に接続される第２の電極部４１とを端部に有する第１の導電体である金属板６と、金属板６の一部と誘電体７を挟んで対向配置され、固定電位に接続される第２の導電体である金属膜９とを備え、金属板６と金属膜９が対向配置された領域に形成された、伝送線路構造を有する分布定数回路形成部２を備え、第１の電極部４０または第２の電極部４１から入力された電気信号が前記伝送線路構造を通過して第２の電極部４１または第１の電極部４０に出力するように構成されている。ここで、第１の電極部４０は、前記伝送線路構造に互いに対向する方向から電気信号が入力するように配置された２つの部分電極１１、１２からなり、第２の電極部４１も、前記伝送線路構造に互いに対向する方向から電気信号が入力するように配置された２つの部分電極１３、１４からなっている。

本実施の形態においては、分布定数回路形成部２は直方体形状を有し、部分電極１１と１２、および部分電極１３と１４は分布定数回路形成部２の互いに対向する短辺方向に突出した金属板６の端部に形成されている。すなわち、本実施の形態の分布定数型ノイズフィルタは４つの部分電極１１、１２、１３、１４を備えた５端子コンデンサ素子構造を有している。

また、本実施の形態の分布定数型ノイズフィルタは、４つの部分電極１１、１２、１３、１４がそれぞれ接続されるリードフレーム３、および陽極端子５と陰極端子１５を有するプリント配線板４を備えている。図１（ｃ）に示すように、プリント配線板４の４隅の陽極端子５同士は電気的に絶縁されている。陰極端子１５には金属膜９が接続される。分布定数回路形成部２は、部分電極１１、１２、１３、１４が接続されていない部分においては、図１（ｄ）に示すように、金属板６を誘電体７が覆い、更にその外側を導電性高分子層８および金属膜９で覆った同軸線路構造をしている。このような構成のノイズフィルタは第１の電極部４０と第２の電極部４１との間を伝達するノイズに対して高いノイズ吸収効果がある。

本実施の形態の分布定数型ノイズフィルタは、電源および電子部品に接続される実装基板に設置される。すなわち、分布定数型ノイズフィルタの部分電極１１、１２は実装基板上でＤＣ電源に接続され、部分電極１３、１４はＬＳＩにそれぞれ接続される。この時部分電極１１と１２および部分電極１３と１４は実装基板上で等電位となるように接続する。一方、陰極端子１５はグランドに接続される。このように配置することにより本実施の形態の分布定数型ノイズフィルタは電荷供給能力に優れ、広い周波数帯域で高いノイズ吸収能力を有する。

図２は本発明の第２の実施の形態における分布定数型ノイズフィルタの構成を示す斜視図である。図２に示すように、本実施の形態の分布定数型ノイズフィルタは、分布定数回路形成部の形状以外の基本的な構成は第１の実施の形態と同じであるが、分布定数回路形成部２１を挟んで両側に対峙して配置された第１の電極部２２の部分電極２２ａ、２２ｂと第２の電極部２３の部分電極２３ａ、２３ｂとの間に分布定数回路形成部２１の一部が配置され、分布定数回路形成部２１の平面形状が十字状となっている。

本実施の形態に係る分布定数型ノイズフィルタは、第１の実施の形態と同様なプリント配線板を実装基板として設置されるが、第１の実施の形態ではデッドスペースとなっている部分電極の間の領域１０の部分にまで分布定数回路形成部、すなわちコンデンサとして機能する部分を形成しているため、容量性の高い分布定数型ノイズフィルタが実現できる。

図３は本発明の第３の実施の形態における分布定数型ノイズフィルタの構成を示す斜視図である。本実施の形態の分布定数型ノイズフィルタは、分布定数回路形成部の形状と部分電極の形状以外の基本的な構成は第１の実施の形態と同じである。図３に示すように、第１の電極部３５から入力された電気信号が第２の電極部３６に出力する経路の中央部分において、その経路を構成する分布定数回路形成部の幅がその前後の経路部分よりも狭いくびれ部分３３を有している。

また、第１の電極部３５から入力され第２の電極部３６に出力する電気信号のくびれ部分３３での伝搬方向をＸ方向とするとき、それぞれ第１および第２の電極部を構成する部分電極３５ａ、３５ｂおよび３６ａ、３６ｂのＸ方向の電極幅３１は、互いに隣接する部分電極３５ａ、３６ａ間および３５ｂ、３６ｂ間の間隔よりも大きい。

すなわち、本実施の形態では、分布定数回路形成部への電荷供給能力を大きくするため部分電極の電極幅３１を大きくし、その際に電気信号が伝搬する分布定数回路形成部の伝送路の長さが短くならないように、くびれ部分３３を設けている。本実施の形態に係る分布定数型ノイズフィルタは、第１の実施の形態と同様なプリント配線板を実装基板として設置されるが、第１の実施の形態にくらべ電極幅３１を大きく設計できる。これにより、分布定数型ノイズフィルタに入力される電流経路が太くなるためインプットインピーダンスを更に小さくすることができる。

以下に、上述した本発明の実施の形態の分布定数型ノイズフィルタの具体的な実施例について、固体アルミ電解コンデンサを使用した場合を例として説明する。

（実施例１）
図１に示す本発明の分布定数型ノイズフィルタを作製して、その特性を評価した。先ず、母材を作製するために、両面が拡面化された箔状のアルミニウム（アルミ箔）を用意し、その両面に陽極酸化により誘電体を形成した。このアルミ箔はアルミ電解コンデンサの電極用途として市販されているもので、公称化成電圧が５Ｖ、厚みが１００μｍである。このアルミ箔を、図１の部分電極と分布定数回路形成部の形状となるようなＨ型状に切断して母材とした。ここで各部分電極となる陽極電極の突出部の１つの幅は１．２ｍｍとした。次いで作製したＨ型状の母材の陽極電極の突出部の先端から所定の部分、すなわち部分電極となる部分を残して分布定数回路形成部２までの間の母材を覆うように計４箇所の絶縁部４２を形成した。この絶縁部はエポキシ樹脂を主成分とする絶縁樹脂を母材の両面（表裏）に線状に塗布し、１２０℃で乾燥・硬化させることにより形成したものである。

ここで両側を絶縁部で囲まれた母材の中央部の外側が陰極領域となるが、この領域の母材の両面に先ず導電性高分子であるポリピロールからなる導電性高分子層を塗布し、次いでその面上にグラファイト層、銀ペースト層をそれぞれ順に塗布した後、一定温度、時間の乾燥・固化を行い、同軸線路構造を有する分布定数回路形成部２を形成した。ここで分布定数回路形成部２の短辺の長さは２．２ｍｍ、分布定数回路形成部２の長辺の長さから２つの部分電極の幅を引いた長さを２．０ｍｍとした。一方、絶縁部４２の外側の部分電極となる領域では、母材両表面のうち片側の誘電体層および拡面化層をＹＡＧレーザで除去し、得られた母材金属の露出面に陽極リードとして銅箔を超音波溶接によって接続した。銅箔の厚みは、陰極を形成している導電性高分子層およびグラファイト層、銀ペースト層の総厚みと同程度の厚みとした。以上の方法により５端子コンデンサ素子を得た。

次に厚さ１００μｍのＦＲ−４からなるコア材と厚さ２０μｍの銅層からなる両面銅張板を用意し、通常のプリント配線板と同じ製法でケミカルエッチングを施し、素子搭載面と実装面にそれぞれ陽極端子および陰極端子を形成し、両面の端子間をスルーホールで電気的に接続することにより、外部端子である幅５．７２ｍｍ、長さ５．０ｍｍのプリント配線板４を作製した。

次いで、プリント配線板４の素子搭載面の陽極端子および陰極端子に銀ペーストを塗布し上記の５端子コンデンサ素子を接着した。その後、一定温度・時間で乾燥硬化した後、素子を覆うように外装樹脂による樹脂モールドを行い５端子型の分布定数型ノイズフィルタを得た。

なお、製品サイズとなるプリント配線板の外形サイズは後述の実施例２および３においても共通とした。

（実施例２）
図２に示す本発明の分布定数型ノイズフィルタを作製して、その特性を評価した。作製した分布定数型ノイズフィルタの素子部、すなわち５端子コンデンサ素子の基本構成は実施例１の場合と同様であり、プリント配線板の構成も同一である。実施例１との違いは分布定数回路形成部の形状である。すなわち、実施例１では分布定数回路形成部が直方体であるのに対し、実施例２では図２のように、直方体の中央部の両側に陽極電極の突出部と同じ寸法の凸部を設け、平面形状が十字状となるようにしている。なお、陽極電極の突出部と中央の分布定数回路形成部の突出部との間の間隔は０．５ｍｍとし、分布定数回路形成部の突出部の幅を１．０ｍｍとした。以上の構成により実施例１と同様に実施例２の５端子型の分布定数型ノイズフィルタを得た。

（実施例３）
図３に示す本発明の分布定数型ノイズフィルタを作製して、その特性を評価した。作製した分布定数型ノイズフィルタの素子部、すなわち５端子コンデンサ素子の基本構成は実施例１および２の場合と同様であり、プリント配線板の構成も同一である。実施例１および２との違いは図３のような分布定数回路形成部の形状と部分電極の形状である。実施例３では陽極電極の突出部の幅、すなわち部分電極の電極幅３１を１．８ｍｍとし、電気信号が通過する部分であるくびれ部分３３の分布定数回路形成部の形状を、長さ３４が２．０ｍｍ、幅３２が０．８ｍｍの矩形状となるようにした。以上の構成により実施例１および２と同様に実施例３の５端子型の分布定数型ノイズフィルタを得た。

（比較例１）
本発明の効果を確認するため、従来の構造を有する３端子型の分布定数型ノイズフィルタを作製し評価した。図４は比較例１に係る３端子型の分布定数型ノイズフィルタの斜視図である。コンデンサ素子の基本構造、製法は実施例１〜３の場合と同様である。アルミ箔の形状を幅２．２ｍｍ、長さ４．４ｍｍ、厚み１００μｍの直方体として３端子コンデンサ素子を作製した。なお、比較例１では長手方向の両側を絶縁部４６で囲まれた母材の中央部が分布定数回路形成部４５となるが、その形状は幅２．２ｍｍ、長さ１．８５ｍｍとした。また、３端子コンデンサ素子の外形と外部端子となるプリント配線板の外形との間のマージン部分は外装樹脂との接着面となるが、このマージン部分の幅が実施例１〜３と同じとなるようにプリント配線板の外形サイズを設定した。この時のプリント配線板の外形寸法は幅２．８ｍｍ、長さ５．０ｍｍである。以上の設計に基づき比較例１の３端子型の分布定数型ノイズフィルタを作製した。

（比較例２）
比較例２では従来の２端子型のアルミ固体電解コンデンサを作製して、その特性を評価した。コンデンサ素子の基本構造、製法およびプリント配線板の製法は実施例１〜３と同様である。ただし、比較例２ではコンデンサ素子の形状を従来の２端子コンデンサ素子と同様とした。母材となるアルミ箔の形状は幅２．２ｍｍ、長さ３．８ｍｍ、厚み１００μｍの直方体であり、また母材から一端の陽極電極と絶縁部を除いた陰極領域は幅２．２ｍｍ、長さ２．６ｍｍとした。また、素子外形から外部端子となるプリント配線板の外形までのマージン部分は、比較例１と同様に実施例１〜３と同じになるようにプリント配線板の外形サイズを設定した。この時のプリント配線板の外形寸法は幅２．８ｍｍ、長さ４．４５ｍｍである。以上の設計に基づき比較例２の２端子型の固体電界コンデンサを作製した。

以上の方法にて作製した実施例１〜３および比較例１の分布定数型ノイズフィルタおよび比較例２の２端子型固体電界コンデンサに関して電気特性として高周波領域におけるインプットインピーダンスおよび伝達インピーダンスを測定し、各インピーダンスの２００ＭＨｚのリアクタンス値からＥＳＬ（等価直列インダクタンス）を換算した。各インピーダンス特性は、高周波プローブおよびネットワークアナライザを用いて測定し、分布定数型ノイズフィルタについては、一端を終端接続した際の２ポートのＳパラメータから算出した。また、今回の実施例１〜３、比較例１、２の試作品は高さが同一であるため、１２０Ｈｚにおける容量を素子面積、すなわちプリント配線板の面積で割った値を容量密度とし、各実施例および比較例でその値を比較した。容量はＬＣＲメータを用いて測定した。

５端子型の分布定数型ノイズフィルタである実施例１〜３および３端子型分布定数型ノイズフィルタである比較例１の高周波領域（２００ＭＨｚ）におけるインプットインピーダンスのＥＳＬ、伝達インピーダンスのＥＳＬおよび容量密度を表１に示す。但しＥＳＬの値は比較例２を１００％とした相対値であり、容量密度は比較例２を１とした場合の相対値である。

表１の結果より、本発明における実施例の５端子型の分布定数型ノイズフィルタは比較例１の従来の３端子型の分布定数型ノイズの場合に比べインプットインピーダンスのＥＳＬが３０％〜４０％程度改善されており、電荷供給能力が向上している事がわかる。また、実施例１と２を比較すると、実施例２の方が容量密度が向上しており、同じ素子面積で容量が１０％程度向上することがわかる。さらに実施例１と実施例３を比較するとインプットインピーダンスのＥＳＬが１０％下がっており、電荷供給能力がさらに向上していることがわかる。実施例１〜３の伝達インピーダンスのＥＳＬに関しては、比較例１に比べ若干大きくなるが、比較例２の従来の２端子型コンデンサに比べ大幅に低減しており、広い周波数領域においてノイズ吸収能力が優れ、ノイズフィルタとして十分効果があることがわかる。

以上説明したように、本発明による分布定数型ノイズフィルタにより、広い周波数領域においてノイズ吸収能力が優れ、従来の分布定数型ノイズフィルタより電荷供給能力の優れたデバイスが得られる。すなわち、本発明をデカップリング回路に適用すれば、ＬＳＩ等に使用する電荷供給用のバイパスコンデンサの数量を削減し、回路全体のコストを削減することができる。

なお、本発明は上記の実施の形態や実施例に限定されるものではないことはいうまでもなく、目的や用途に応じて分布定数回路形成部や部分電極の構造、形状などを設計可能である。例えば、第１および第２の電極部を構成する部分電極の数は３以上であってもよく、一方の電極部だけ２以上の部分電極を有していてもよい。また、部分電極の分布定数回路形成部に対する配置場所も任意に設計可能である。また、分布定数回路形成部の平面形状も矩形以外の円、楕円、多角形などの形状も可能である。

２、２１、４５、５２分布定数回路形成部
３リードフレーム
４プリント配線板
５陽極端子
６、５４金属板
７誘電体
８導電性高分子層
９金属膜
１０領域
１１、１２、１３、１４、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂ部分電極
１５、５９陰極端子
２２、３５、４０第１の電極部
２３、３６、４１第２の電極部
３１電極幅
３２幅
３３くびれ部分
３４長さ
４２、４６絶縁部
５１分布定数型ノイズフィルタ
５３ａ、５３ｂ電極部
５５誘電体層
５６対向金属層
５７、５８電極端子

Claims

電源に接続される第１の電極部と電子部品に接続される第２の電極部とを端部に有する第１の導電体と、該第１の導電体の一部と誘電体を挟んで対向配置され、固定電位に接続される第２の導電体とを備え、前記第１の導電体と前記第２の導電体が対向配置された領域に形成された、伝送線路構造を有する分布定数回路形成部を備え、前記第１の電極部または前記第２の電極部から入力された電気信号が前記伝送線路構造を通過して前記第２の電極部または前記第１の電極部に出力するように構成された分布定数型ノイズフィルタにおいて、前記第１の電極部または前記第２の電極部の少なくとも一方の電極部は、前記伝送線路構造に互いに異なる方向から電気信号が入力するように配置された少なくとも２つの部分電極からなることを特徴とする分布定数型ノイズフィルタ。
前記第１の電極部を構成する部分電極の少なくとも１つと前記第２の電極部を構成する部分電極の少なくとも１つが互いに隣接して配置され、該隣接して配置された２つの部分電極の間に前記分布定数回路形成部の一部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の分布定数型ノイズフィルタ。
前記第１の電極部を構成する２つの部分電極が前記分布定数回路形成部を挟んで両側に対峙して配置され、前記第２の電極部を構成する２つの部分電極が前記分布定数回路形成部を挟んで両側に対峙して配置され、かつ、前記第１の電極部を構成する２つの部分電極と前記第２の電極部を構成する２つの部分電極が互いに隣接して配置され、前記分布定数回路形成部の一部が前記隣接して配置された前記第１の電極部の部分電極と前記第２の電極部の部分電極との間に配置され、前記分布定数回路形成部の平面形状が十字状であることを特徴とする請求項２に記載の分布定数型ノイズフィルタ。
前記第１の電極部または前記第２の電極部から入力された電気信号が前記第２の電極部または前記第１の電極部に出力する経路の少なくとも一部において、該経路を構成する伝送線路構造を有する分布定数回路形成部の幅が前後の経路部分よりも狭い部分を有することを特徴とする請求項１に記載の分布定数型ノイズフィルタ。
前記第１の電極部および前記第２の電極部はそれぞれ２つの部分電極を有し、前記第１の電極部または前記第２の電極部から入力された電気信号が前記第２の電極部または第１の電極部に出力する経路の中央部分の前記電気信号の伝搬方向をＸ方向とするとき、前記第１の電極部および前記第２の電極部を構成する部分電極のＸ方向の長さは、互いに隣接する前記第１の電極部の部分電極と前記第２の電極部の部分電極との間のＸ方向の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の分布定数型ノイズフィルタ。