JPH04369910A - Lcフィルタ - Google Patents

Lcフィルタ

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JPH04369910A
JPH04369910A JP17305991A JP17305991A JPH04369910A JP H04369910 A JPH04369910 A JP H04369910A JP 17305991 A JP17305991 A JP 17305991A JP 17305991 A JP17305991 A JP 17305991A JP H04369910 A JPH04369910 A JP H04369910A
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JP
Japan
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filter
holes
electrode
pair
capacitor array
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JP17305991A
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Yasushi Kojima
靖 小島
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンデンサとインダクタ
を複合したLCフィルタに関する。更に詳しくは回路基
板に直接実装するためのLCフィルタに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】集積回路などの半導体素子を用いたデジ
タル機器は、機器外部から電源線、信号線を通じて、或
いは空中を伝播して侵入するノイズにより誤動作したり
、内部回路素子が破壊される弱点を持っている。一方、
デジタル機器は処理速度の高速化の趨勢にあり、クロッ
ク周波数はより高周波に移行される傾向のため、従来問
題にならなかった数100MHzにも及ぶ高周波ノイズ
が影響するようになってきている。こうした問題点を解
消し、一般的に広帯域にわたり大きなノイズ除去効果を
得るために、各々の信号経路毎に回路基板上でコンデン
サとインダクタを組合わせてLCローパスフィルタ回路
を構成する方法や、それらを予め組合わせてローパスフ
ィルタを形成したものを実装する方法が採られている。
【0003】しかし、公知のコンデンサやLCフィルタ
はアースに対する残留インダクタンスが大きく、しかも
回路基板の配線の引き回しによる残留インダクタンスの
増加等の影響により高周波でのノイズ除去効果が得られ
ない場合がある。この場合には複数の信号経路に各々ア
ース端子を接続しなければならず、回路基板の配線設計
が複雑化し、部品点数の増加によって基板面積が拡大す
る問題点があった。一方、残留インダクタンスが極めて
小さい貫通コンデンサとインダクタと組合わせたLCフ
ィルタが実用化されているが、個々の貫通コンデンサ素
子を金具等にはんだ付けにより固定しなければならず、
組立てが煩雑で多くの工数を要し、貫通コンデンサの大
きさや取得できる静電容量値の制約から、小型で高性能
のLCフィルタを得ることが困難な問題点があった。
【0004】また、数100kHzから数100MHz
の広帯域にわたって大きなノイズ除去効果を得るために
公知のディスクリート部品を組合わせても、残留インダ
クタンスの影響で目的の性能が得られない場合が多い。 更に、残留インダクタンスの極めて小さな貫通コンデン
サとフェライトコア等を組合わせてLCフィルタを構成
する場合、個々の貫通コンデンサの組込みが煩雑となる
ほか、コンデンサの形状や特性的な制約があるため、製
品化できるフィルタ特性が限定される問題点があった。
【0005】従来、これらの問題点を解決するものとし
て、1個のコネクタピンに関連してコンデンサ及びイン
ダクタが形成されるコネクタ内蔵用のLCフィルタが提
案されている(特開平1−189216)。このLCフ
ィルタは、セラミック積層体に形成された貫通孔にコネ
クタピンを挿通し、このコネクタピンをセラミック積層
体の露出面上に形成された一方電極に導電接続し、他方
電極をアース電極としてセラミック積層体の別の面に一
方電極と対向してかつセラミック積層体の外面に引出し
て構成され、これにより高周波における挿入損失を大き
くとることができ、より大きなノイズ除去効果を期待で
きる特長がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記LCフィ
ルタでは、コンデンサの一方電極が露出面上のコネクタ
ピンの周囲領域にしか形成されず、他方電極との対向面
積が僅かであるため、静電容量を大きくできない不具合
があった。また上記LCフィルタは、1個のコネクタピ
ンに関連してコンデンサ及びインダクタが形成される貫
通型フィルタであるため、コネクタに内蔵したり、シー
ルドケースにアース側電極を接続する貫通型フィルタと
して利用する場合には好適であるが、回路基板上に実装
するオンボードフィルタとして利用する場合にはセラミ
ック積層体の外面に引き出された他方電極をアース電極
としても基板上のアース端子との接続において、依然と
して残留インダクタンスを極めて小さくすることは難し
い問題であった。更に、磁性体部分をコネクタピンが貫
通する部分においてのみインダクタ成分を得ているため
、巻き線によるインダクタのような大きなインダクタン
スを得ることは構造的に不可能であった。
【0007】本発明の目的は、簡単な構造でLとCを多
段にできるとともに、コンデンサ素子とアース間に発生
する残留インダクタンスを極めて小さく抑えることがで
き、更に、巻き線インダクタや抵抗素子との組み合わせ
により、数100kHzから数100MHzの広帯域に
わたり大きなノイズ除去効果が得られるLCフィルタを
提供することにある。本発明の別の目的は、複数の信号
経路に一括して回路基板に直接実装できるLCフィルタ
を提供することにある。また本発明の更に別の目的は、
薄くて小さな形状で大きな静電容量を有し、かつ安定し
た温度特性が得られる高性能のLCフィルタを提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、図1に示すように本発明のLCフィルタは、複数の
誘電体層が積層され層毎に互いに電気的に独立した第1
、第2及び第3内部電極16a,16b,16cを有す
るセラミック積層体16に少なくとも一対の貫通孔13
,14が設けられ、第1内部電極16aが貫通孔の一方
13に臨み、第2内部電極16bが貫通孔の他方14に
臨み、第3内部電極16cが第1及び第2内部電極16
a,16bに対向しかつ一対の貫通孔13,14の周囲
領域を除いてセラミック積層体16の外面に引出され、
貫通孔の一方13の内面に第1内部電極16aに導電接
続する第1外部電極17が形成され、貫通孔の他方14
の内面に第2内部電極16bに導電接続する第2外部電
極18が形成され、セラミック積層体16の外面に第3
内部電極16cに導電接続する第3外部電極19が形成
された積層貫通コンデンサアレイ10と;  一対のリ
ード端子20,21が一対の貫通孔13,14に挿通し
て第1及び第2外部電極17,18に導電接続されたイ
ンダクタ素子11又は抵抗素子と;  リード端子20
,21が貫通孔13,14に挿着されたインダクタ素子
11又は抵抗素子と積層貫通コンデンサアレイ10とを
リード端子20,21が突出した状態で収容し、第3外
部電極19に導電接続するアース端子26,27がケー
ス端部に一体的に形成された金属ケース12とを備えた
ものである。
【0009】
【作用】積層貫通コンデンサアレイ10の一対の貫通孔
13,14に挿着された一対のリード端子20,21と
金属ケース12のアース端子26,27との間でコンデ
ンサが形成され、LC複合のパイ形回路LCフィルタと
して機能する。一対のリード端子20,21が接続する
第1及び第2内部電極17,18に対向する第3内部電
極19が金属ケース12に形成されたアース端子26,
27に接続されるため、回路基板30にリード端子20
,21及びアース端子26,27をはんだ付けにより接
続すると、回路基板に実装した後のアース側に発生する
残留インダクタンスを極めて小さく抑えられ、高周波ノ
イズを確実に除去することができる。更に、積層貫通コ
ンデンサアレイの貫通孔の数を増加することにより、複
数の信号経路に生じるノイズを一括して除去することが
できる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図1〜図4に示すように、本実施例のLC
フィルタは、積層貫通コンデンサアレイ10とインダク
タ素子11と金属ケース12とを備える。積層貫通コン
デンサアレイ10は複数の鉛ペロブスカイト系、チタン
酸バリウム系、酸化チタン系等の誘電体層が積層されか
つ一対の貫通孔13,14が穿設された四角板状のセラ
ミック積層体16により構成される。このセラミック積
層体16は層毎に互いに対向しかつ電気的に独立した第
1内部電極16a、第2内部電極16b及び第3内部電
極16cを有する。この例では第1及び第2内部電極1
6a,16bはそれぞれ一層、第3内部電極16cはこ
れらを挟むようにこれらに対向して二層設けられる。酸
化チタン系等の温度特性が安定した温度保証用誘電体材
料を積層させ、内部電極を複数対向させることにより、
大きな静電容量を有するのと同時に安定した温度特性が
得られる。
【0011】図1及び図5に示すように、第1内部電極
16aは一方の貫通孔13に臨み、第2内部電極16b
は他方の貫通孔14に臨み、第3内部電極16cは一対
の貫通孔13,14の周囲領域を除いてセラミック積層
体16の外面に引出されてそれぞれ形成される。一方の
貫通孔13の内面には第1内部電極16aに導電接続す
る第1外部電極17が形成され、他方の貫通孔14の内
面には第2内部電極16bに導電接続する第2外部電極
18が形成され、セラミック積層体16の外面には引出
された第3内部電極16cに導電接続する第3外部電極
19が形成される。この第3外部電極19は第1及び第
2外部電極17,18の共通のアース電極として図2に
示すようにセラミック積層体16の4つの側面に形成さ
れる。外部電極17〜19はセラミック積層体16の上
面及び下面をマスクした状態で無電解めっき処理するこ
とにより、或いは導電性ペーストを貫通孔13,14内
に導入しかつセラミック積層体16の外面に塗布して焼
付けることにより、形成される。
【0012】図1及び図3に示すように、この例ではイ
ンダクタ素子11はフェライト等からなる磁性体22と
この磁性体の一対の透孔23,24に挿通されたU字状
の導線25からなり、この導線の両端部にリード端子2
0,21が形成される。一対の透孔23,24はセラミ
ック積層体16の一対の貫通孔13,14に相応する位
置に設けられる。また磁性体22はセラミック積層体1
6に積重ね可能な四角板状をなし、セラミック積層体1
6と同一投影面積を有する。磁性体22をセラミック積
層体16に積重ねた後、リード端子20,21を透孔2
3,24及び貫通孔13、14に挿通する。この状態で
リード端子20,21をはんだ付けにより第1及び第2
外部電極17,18に導電接続してインダクタ素子11
と積層貫通コンデンサアレイ10とを一体化する。
【0013】図1及び図4に示すように、この例では金
属ケース12は一体化したインダクタ素子11と積層貫
通コンデンサアレイ10とをリード端子20,21が突
出した状態で収容する。この金属ケース12ははんだ付
け可能に表面処理された金属からなり、例えばFe−S
n合金,Cu−Zn合金(真鍮)等が挙げられる。また
金属ケース12は磁性体22とセラミック積層体16の
外形とほぼ同一の内部形状をなし、リード端子20,2
1が突出するその開放端部に一対のアース端子26,2
7が突出して一体的に形成される。積層貫通コンデンサ
アレイ10を収容した後、その外面を金属ケース12に
はんだ付けすることにより、第3外部電極19がアース
端子26,27に導電接続される。この金属ケース12
に収容された積層貫通コンデンサアレイ10の露出面は
、LCフィルタの耐湿性、耐塵埃性等の耐環境特性を向
上させるために、リード端子20,21を残して封止材
28により封止される。封止材28としてはエポキシ系
、シリコーン系の合成樹脂が用いられる。
【0014】上記構造のLCフィルタは、図6に示され
るパイ形LCローパスフィルタの等価回路を構成し、そ
のリード端子20,21及びアース端子26,27を回
路基板30に設けられた所定のスルーホール(図示せず
)に挿入してはんだ付けすると、積層貫通コンデンサア
レイ10の第3外部電極19があたかも基板30に直接
導電接続されたと同じ状態になるため、回路基板に実装
した後のアース側に発生する残留インダクタンスを極め
て小さく抑えられ、高周波ノイズを確実に除去すること
ができる。
【0015】なお、上記例では導線25を四角板状の磁
性体22に挿通してリード端子20,21を設けたイン
ダクタ素子11を示したが、本発明はこれに限らず、一
対のリード端子を有するものであれば、図7に示すよう
に単体のビーズコア磁性体31,32にそれぞれ導線2
5を挿通してリード端子20,21を設けたインダクタ
素子33や、図8に示すようにドラムコア磁性体34に
導線25を巻回してリード端子20,21を設けたイン
ダクタ素子36や、図9に示すように円柱形コア磁性体
37に導線25を巻回してリード端子20,21を設け
たインダクタ素子38を用いることができる。またイン
ダクタ素子の代わりに抵抗素子を用いてもよい。
【0016】また、第1及び第2内部電極16a,16
bがそれぞれ一層、第3内部電極16cがこれらを挟む
ようにこれらに対向して二層設けた例を示したが、これ
らの内部電極の層数は要求される静電容量に応じて適宜
増加することができる。また、図10及び図11に示す
ように、積層貫通コンデンサアレイのセラミック積層体
16の貫通孔及びインダクタ素子の磁性体22の透孔の
数は一対に限らず、信号経路が6経路ある場合には、そ
の数に応じて貫通孔及び透孔を6対ずつ穿設し、前記実
施例と同様に積層貫通コンデンサアレイ10とインダク
タ素子11を一体化して金属ケースに組込んだ後、積層
貫通コンデンサアレイ10の第3外部電極19と金属ケ
ースを導電接続してもよい。これにより、このLCフィ
ルタは6個のフィルタ回路が一括して形成され、パイ形
回路構成のローパスフィルタアレイとなり、図12に示
されるLCフィルタの等価回路を構成する。この貫通孔
及び透孔の数及び配列は必要に応じて適宜変更すること
ができ、上記例に限られるものではない。
【0017】図13は本発明の別の実施例のLCフィル
タを示す。この例の特徴ある構成は、それぞれ同一投影
面積を有する2枚の磁性体22,22と2枚のセラミッ
ク積層体16,16とが交互に積重ねられ、U字状に成
形した導線25のリード端子20,21を透孔23,2
4及び貫通孔13,14に挿通したことにある。リード
端子20,21は貫通孔13,14の第1及び第2外部
電極17,18と導電接続され、前記実施例と同様に積
層貫通コンデンサアレイ10とインダクタ素子11を一
体化して金属ケース12に組込まれる。また開放端に近
い積層貫通コンデンサアレイ10の露出面は封止材28
で封止される。このように構成されたLCフィルタは図
14の等価回路に示すようにLとCを多段で連結した高
性能のフィルタとなる。なお、積層貫通コンデンサアレ
イとインダクタ素子の積重ね数や積重ね順序は本実施例
に限らず、必要に応じて変更することができる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば次の
効果を奏する。■  残留インダクタンスが極めて小さ
い積層貫通コンデンサアレイをアース端子付きの金属ケ
ースに直接はんだ付け等で接続することにより、構造が
簡単である上、回路基板に実装後にコンデンサ素子とア
ース間に発生する残留インダクタンスを極めて小さく抑
えることができ、集積回路などの半導体素子を用いたデ
ジタル機器の処理速度の向上に障害となった数100M
Hzにもおよぶ高周波ノイズを容易に除去することがで
きる。また、巻き線を施したインダクタ素子や抵抗素子
との組み合わせにより数100kHzから数100MH
zの広帯域にわたり大きなノイズ除去効果が得られる。 ■  用途に合せて積層貫通コンデンサアレイの貫通孔
の数、ピッチ、配列を変更して複数の高性能LCフィル
タを一体化し、アース側の電極を内部で共通化すること
により、回路基板の複数の信号経路に一括して接続でき
るようになり、回路パターンの設計を簡素化できるとと
もに取付工数の低減並びに機器の小型化が可能となる。 ■  積層貫通コンデンサアレイを用いることにより、
内部の誘電体層の層数、内部電極の重ね合わせ枚数、誘
電体の誘電率等の変更により、薄くて小さな形状で大き
な静電容量を有し、かつ安定した温度特性を具備した高
性能で信頼性の高いLCフィルタが得られる。■  積
層貫通コンデンサアレイと磁性体を交互に複数積重ねて
LC回路を多段で構成すれば、高機能LCフィルタが小
型で簡単に作製でき、従来複数の部品で構成していた回
路の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例LCフィルタの断面図。
【図2】図1の積層貫通コンデンサアレイの斜視図。
【図3】図2の積層貫通コンデンサアレイに対応したイ
ンダクタ素子の斜視図。
【図4】図2の積層貫通コンデンサアレイ及び図3のイ
ンダクタ素子を収容する金属ケースの斜視図。
【図5】図2の要部を破断した図。
【図6】図1のLCフィルタの等価回路。
【図7】別のインダクタ素子の斜視図。
【図8】別のインダクタ素子の斜視図。
【図9】別のインダクタ素子の斜視図。
【図10】本発明の別の実施例LCフィルタを構成する
積層貫通コンデンサアレイの斜視図。
【図11】図10の積層貫通コンデンサアレイに対応し
たインダクタ素子の斜視図。
【図12】図10の積層貫通コンデンサアレイと図11
のインダクタ素子により構成されるLCフィルタの等価
回路。
【図13】本発明の更に別の実施例LCフィルタの断面
図。
【図14】図13のLCフィルタの等価回路。 10  積層貫通コンデンサアレイ 11,33,36,38  インダクタ素子12  金
属ケース 13,14  一対の貫通孔 16  セラミック積層体 16a  第1内部電極 16b  第2内部電極 16c  第3内部電極 17  第1外部電極 18  第2外部電極 19  第3外部電極 20,21  一対のリード端子 22  磁性体 23,24  一対の透孔 25  導線 26,27  アース端子 28  封止材 30  回路基板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  複数の誘電体層が積層され層毎に互い
    に電気的に独立した第1、第2及び第3内部電極(16
    a,16b,16c)を有するセラミック積層体(16
    )に少なくとも一対の貫通孔(13,14)が設けられ
    、前記第1内部電極(16a)が前記貫通孔の一方(1
    3)に臨み、前記第2内部電極(16b)が前記貫通孔
    の他方(14)に臨み、前記第3内部電極(16c)が
    前記第1及び第2内部電極(16a,16b)に対向し
    かつ前記一対の貫通孔(13,14)の周囲領域を除い
    て前記セラミック積層体(16)の外面に引出され、前
    記貫通孔の一方(13)の内面に前記第1内部電極(1
    6a)に導電接続する第1外部電極(17)が形成され
    、前記貫通孔の他方(14)の内面に前記第2内部電極
    (16b)に導電接続する第2外部電極(18)が形成
    され、前記セラミック積層体(16)の外面に前記第3
    内部電極(16c)に導電接続する第3外部電極(19
    )が形成された積層貫通コンデンサアレイ(10)と、
    一対のリード端子(20,21)が前記一対の貫通孔(
    13,14)に挿通して前記第1及び第2外部電極(1
    7,18)に導電接続されたインダクタ素子(11)又
    は抵抗素子と、前記リード端子(20,21)が前記貫
    通孔(13,14)に挿着されたインダクタ素子(11
    )又は抵抗素子と前記積層貫通コンデンサアレイ(10
    )とを前記リード端子(20,21)が突出した状態で
    収容し、前記第3外部電極(19)に導電接続するアー
    ス端子(26,27)がケース端部に一体的に形成され
    た金属ケース(12)とを備えたLCフィルタ。
  2. 【請求項2】  インダクタ素子(11)が磁性体(2
    2)とこの磁性体に挿通又は巻回された導線(25)か
    らなり、前記導線の両端部にリード端子(20,21)
    が形成された請求項1記載のLCフィルタ。
  3. 【請求項3】  磁性体(22)がセラミック積層体(
    16)と同一の投影面積を有し、かつ前記セラミック積
    層体の一対の貫通孔(13,14)に相応する位置に一
    対のリード端子(20,21)が挿通可能な透孔(23
    ,24)が設けられた請求項2記載のLCフィルタ。
  4. 【請求項4】  磁性体(22)とセラミック積層体(
    16)とが交互に積重ねられ、一対のリード端子(20
    ,21)が透孔(23,24)及び貫通孔(13,14
    )に挿通して第1及び第2外部電極(17,18)に導
    電接続された請求項3記載のLCフィルタ。
  5. 【請求項5】  金属ケース(12)に収容された積層
    貫通コンデンサアレイ(10)がその露出面を一対のリ
    ード端子(20,21)を残して封止材(28)により
    封止された請求項1記載のLCフィルタ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006070722A1 (ja) * 2004-12-28 2006-07-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. ノイズフィルタ

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