JPH06151245A - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の信号線路に対してクロストークを生じ
ることなく高周波ノイズを除去し小型で高密度に実装で
きる。また実装コストが安価で済む。 【構成】 方形状の誘電体シート１０と２０と３０と４
０の積層体６５であって、シート１０は１つの辺に接続
され残りの３つの辺とは互いに絶縁される間隔をもつ内
部電極１１ａ，１１ｂをシート表面に備える。シート３
０はシート１０と同様に内部電極３１をシート表面に備
える。中間シートとしてのシート２０は内部電極が接続
されるシート１０と３０に対応する一対の辺とは絶縁さ
れ別の一対の辺に接続されるアース電極２３をシート表
面に備え、シート２０又は３０を介して内部電極とアー
ス電極との間でキャパシタンスを形成する。内部電極に
接続する信号用電極５１，５２とアース電極に接続する
接地用電極５３，５４とを積層体の側面に互いに独立し
て形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の信号線路におけ
る高周波ノイズを除去するためのノイズフィルタに関す
る。更に詳しくは複数の信号線路間のクロストークを防
止するに適した積層チップコンデンサからなるノイズフ
ィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ等のデジタル機器では、信
号線路に高周波のノイズが混入すると誤動作を生じ易
く、しかも他の電子機器等に障害をもたらす恐れのある
不要な電磁波を配線から放射する問題点がある。このた
め、信号線路にはコンデンサ素子を用いた高周波ノイズ
を除去するノイズフィルタが多用されている。この種の
ノイズフィルタとしては、単板コンデンサ、２端子型積
層チップコンデンサ、貫通型コンデンサ、貫通型コンデ
ンサアレイ等がある。単板コンデンサ、２端子型積層チ
ップコンデンサ及び貫通型コンデンサはそれぞれ１つの
信号線路に対して１個用いられ、複数のコンデンサを内
蔵した貫通型コンデンサアレイは単品で複数の信号線路
に対して用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記単板コン
デンサ、２端子型積層チップコンデンサ、貫通型コンデ
ンサ、及び貫通型コンデンサアレイには、次に述べる欠
点がある。 単板コンデンサは、１枚のディスク状のコンデンサ
素子の両面に外部電極をそれぞれ設け、そこに一対のリ
ード線を接続している。単板コンデンサはこの構造に起
因して回路基板への高密度の実装が妨げられ、電子機器
を小型化しにくい。また回路基板に実装する時にリード
線を含むことから、図１３に示すようにこの単板コンデ
ンサ１を回路基板の信号線路２とグランド３との間に接
続したときの等価回路はＬＣ直列共振回路に近似して、
ある周波数以上ではノイズフィルタとして機能しなくな
る。 ２端子型積層チップコンデンサは、１つのシート外
周辺まで延びこのシート外周辺と反対側のシート外周辺
とは間隔をあけてシート表面に内部電極が形成された角
形のセラミックシート２枚を一組とし、これら２枚のセ
ラミックシートを内部電極の延びたシート外周辺がそれ
ぞれ反対側になるように重ね合せ、この重ね合せた一組
のセラミックシートを複数組積層し一体化してなる積層
体と、積層体の両側面にそれぞれ露出した内部電極に接
続して形成された一対の外部電極（２つの端子電極）と
を備える。この積層チップコンデンサは、単板コンデン
サと比べて回路基板により高密度に実装できるものの、
コンデンサの内部電極や接地点までの配線の引き回しが
避けられない。このため、このコンデンサを含む回路は
単板コンデンサと同様に図１３に示すＬＣ直列共振回路
に近似して、ある周波数以上ではノイズフィルタとして
機能しなくなる。

【０００４】 貫通型コンデンサは、例えばディスク
状のコンデンサ素子の中央に信号線路が通る貫通孔をあ
け、コンデンサ素子の片面の貫通孔周縁に信号線路に接
続する第１導体を形成し、コンデンサ素子の他面及びそ
の外周面に第１導体と間隔をあけて接地用の第２導体層
を形成し、コンデンサ素子を介して第１導体層と第２導
体層との間でキャパシタンスを形成するように構成され
る。貫通型コンデンサは、単板コンデンサや２端子型積
層チップコンデンサのように回路基板に実装する時にリ
ード線や配線を引き回す必要がなく、図１２に示す理想
の回路に近づけることができる。しかし、貫通型コンデ
ンサはその構造に起因して回路基板への高密度の実装が
妨げられ、電子機器を小型化しにくい。また実装に手間
がかかるため実装コストの上昇を招いている。

【０００５】 貫通型コンデンサアレイは、例えば方
形状のコンデンサ素子にそれぞれ信号線路が通る複数の
貫通孔をあけ、コンデンサ素子の片面の各貫通孔の周縁
に信号線路に接続する第１導体をそれぞれ形成し、コン
デンサ素子の他面及びその外周面に第１導体と間隔をあ
けて接地用の第２導体層を形成し、コンデンサ素子を介
して第１導体層と第２導体層との間でキャパシタンスを
形成するように構成される。貫通型コンデンサアレイ
は、貫通型コンデンサと同様の理由で図１２に示す理想
の回路に近づけることができ、貫通型コンデンサが有す
る欠点、即ち高密度化の困難性と実装コストの上昇の問
題点を解消する。しかし、この貫通型コンデンサアレイ
では隣接して配設された複数の貫通孔のそれぞれにリー
ド線等の導体が通るため、貫通孔の間隔をあまりに狭め
てそれぞれの第１導体の間隔を狭めるとリード線等の信
号線路に高周波信号が流れたときに、隣り合う２つの第
１導体間に存在する浮遊キャパシタンスのために、所定
の周波数以上のノイズが伝搬され、クロストークを生じ
易い。このため、高密度化にはクロストーク防止の観点
から一定の制限があった。

【０００６】本発明の目的は、高周波ノイズを除去で
き、小型で高密度に実装できるノイズフィルタを提供す
ることにある。本発明の別の目的は、実装コストが安価
で済むノイズフィルタを提供することにある。本発明の
更に別の目的は、複数の信号線路に接続する内部電極を
より高密度に設けても各信号線路を流れる信号の他の線
路へのクロストークを確実に防止できるノイズフィルタ
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を図１〜図４に基づいて説明する。な
お、図１、図２及び図４は説明を容易にするためにセラ
ミックシート部分を厚さ方向に拡大して示している。本
発明のノイズフィルタは、方形状の第２誘電体シート２
０を中間シートとして前記シート２０と同形同大の第１
誘電体シート１０と前記シート２０と同形同大の第３誘
電体シート３０を１組として１組又は２組以上積層し、
最上層にシート表面に電極の形成されない第４誘電体シ
ート４０を積層して一体化された積層体６５を含む。第
１誘電体シート１０は、１つの辺に電気的に接続され残
りの３つの辺とは互いに電気的に絶縁される間隔１２，
１３，１４を有する第１内部電極１１ａ，１１ｂをシー
ト表面に備える。また第３誘電体シート３０は、第１内
部電極１１ａ，１１ｂが電気的に接続される第１誘電体
シート１０に対応する１つの辺に対向する１つの辺に電
気的に接続され残りの３つの辺とは電気的に絶縁される
間隔３２，３３，３４を有する第２内部電極３１をシー
ト表面に備える。更に第２誘電体シート２０は、第１及
び第２内部電極１１ａ，１１ｂ，３１が電気的に接続さ
れる第１及び第３誘電体シート１０，３０に対応する一
対の辺とは電気的に絶縁される間隔２１，２２を有しか
つこの一対の辺と別の一対の辺に電気的に接続されるア
ース電極２３をシート表面に備える。第２誘電体シート
２０を介して第１内部電極１１ａ，１１ｂとアース電極
２３との間でかつ第３誘電体シート３０を介して第２内
部電極３１とアース電極２３との間でそれぞれキャパシ
タンスを形成するように構成される。積層体６５の側面
に露出した第１及び第２内部電極１１ａ，１１ｂ，３１
にそれぞれ接続する第１及び第２信号用電極５１，５
１，５２がこの側面に形成され、積層体６５の別の両側
面に露出したアース電極２３に接続する一対の第１及び
第２接地用電極５３，５４がこの両側面に形成される。
なお、図示しないが、接地用電極５３又は５４のいずれ
か一方を積層体の一側面に設けるだけでもよい。

【０００８】

【作用】第１誘電体シート１０上の第１内部電極１１
ａ，１１ｂと第３誘電体シート３０上の第２内部電極３
１の間に、接地用電極５３，５４を介して接地されるア
ース電極２３を配置することにより、隣接した信号線路
間の浮遊キャパシタンスが実質的になくなり、信号やノ
イズの線路間のクロストークを解消できる。また、第２
誘電体シート２０を介して第１内部電極１１ａ，１１ｂ
とアース電極２３との間でかつ第３誘電体シート３０を
介して第２内部電極３１とアース電極２３との間でキャ
パシタンスが形成されるため、通電状態にある内部電極
１１ａ，１１ｂ，３１とアース電極２３との間に電位差
が生じ、コンデンサとして機能し高周波ノイズは吸収さ
れる。

【０００９】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。本発明はこ
れらの実施例に限られるものではない。 ＜実施例１＞実施例１のノイズフィルタを図１〜図５に
基づいて説明する。先ず、同形同大のセラミックグリー
ンシートを４枚用意した。それぞれ１枚ずつを第１セラ
ミックグリーンシート、第２セラミックグリーンシー
ト、第３セラミックグリーンシート、及び第４セラミッ
クグリーンシートとした。これらのグリーンシートはポ
リエステルベースシートの上面に例えばチタン酸バリウ
ム系のＪＩＳ−Ｒ特性を有する誘電体スラリーをドクタ
ーブレード法によりコーティングした後、乾燥して形成
される。

【００１０】次いで第１セラミックグリーンシートと、
第２セラミックグリーンシート及び第３セラミックグリ
ーンシートの各表面にそれぞれ別々のパターンでＰｄを
主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷し、８０
℃で４分間乾燥した。即ち、図３に示すように第１セラ
ミックグリーンシート１０には、１つの辺に電気的に接
続され残りの３つの辺とは電気的にそれぞれ絶縁される
間隔１２，１３，１４を有する第１内部電極１１ａ，１
１ｂが印刷形成される。また、第２セラミックグリーン
シート２０には、積層した後に第１セラミックグリーン
シート１０上に形成された内部電極１１ａ，１１ｂと重
なり部分を有し、一対の辺とは電気的に絶縁される間隔
２１，２２を有しかつこの一対の辺と別の一対の辺に電
気的に接続されるアース電極２３が印刷形成される。更
に、第３セラミックグリーンシート３０には、積層した
後に第２セラミックグリーンシート上に形成されたアー
ス電極２３と重なり部分を有し、かつ第１内部電極１１
ａ，１１ｂが電気的に接続される第１セラミックグリー
ンシート１０に対応する１つの辺に対向する１つの辺に
電気的に接続され、残りの３つの辺とは電気的にそれぞ
れ絶縁される間隔３２，３３，３４を有する第２内部電
極３１が印刷形成される。

【００１１】スクリーン印刷した第１、第２及び第３セ
ラミックグリーンシート１０，２０，３０の３枚のシー
トをこの順に積層し、更に最上層には導電性ペーストを
全く印刷していない第４セラミックグリーンシート４０
を重ね合わせた。これらのグリーンシートはそれぞれ本
発明の誘電体シートになる。図４に示される積層体６５
を熱圧着して一体化した後、１３００℃で約１時間焼成
して厚さ約１ｍｍの焼結体を得た。図４に示すようにこ
の焼結体をバレル研磨して焼結体の周囲側面に第１内部
電極１１ａ，１１ｂ、第２内部電極３１（図４には図示
せず）、及びアース電極２３を露出させた。

【００１２】次に図５に示すように焼結体の周囲側面の
内部電極１１ａ，１１ｂ，３１及びアース電極２３が露
出した部分にＡｇを主成分とする導電性ペーストをそれ
ぞれ塗布し、焼付けてそれぞれ信号用電極５１，５１，
５２及び接地用電極５３，５４を形成した。これにより
第１内部電極１１ａ，１１ｂが第１信号用電極５１に、
第２内部電極３１が第２信号用電極５２に、及びアース
電極２３が第１及び第２接地用電極５３，５４にそれぞ
れ電気的に接続されたノイズフィルタが得られた。図１
０はこのノイズフィルタの等価回路図である。図１０に
おいて図５に示した符号と同一符号は同一構成要素を示
す。

【００１３】このノイズフィルタの特性を調べるため
に、別途用意したプリント基板５５上にこのノイズフィ
ルタを実装した。プリント基板５５の上面には３本の信
号線路５６ａ，５６ｂ及び５７がプリント配線され、こ
れらの両側には接地用電極５８及び５９が形成される。
電極５８及び５９にはそれぞれスルーホール５８ａ及び
５９ａが設けられ、電極５８及び５９はスルーホール５
８ａ及び５９ａを介して基板５５の下面のほぼ全面に形
成された接地用電極５５ａに電気的に接続される。接地
用電極５５ａは接地される。信号線路５６ａ，５６ｂに
信号用電極５１，５１をそれぞれはんだ付けし、信号線
路５７に信号用電極５２をはんだ付けし、接地用電極５
８，５９に接地用電極５３，５４をそれぞれはんだ付け
した。

【００１４】この状態で信号線路５６ａ，５６ｂ及び５
７の各一端から高周波信号を入力し、その他端で出力信
号を測定し、挿入損失を求めた。その結果、周波数が高
くなるに従って、急峻に挿入損失が大きくなり、このノ
イズフィルタは良好なフィルタ特性を有することが判っ
た。また隣接する信号線路５６ａと５７の各他端で、ま
た信号線路５６ｂと５７の各他端で出力信号を測定し
て、クロストークの有無を調べたところ、このクロスト
ークは検出できない程小さく、従来のノイズフィルタの
測定例と比較して非常に改善されていることが確認され
た。

【００１５】＜実施例２＞実施例２のノイズフィルタを
図６〜図９に基づいて説明する。図６〜図９において、
実施例１に対応する構成部品の各符号は実施例１の各符
号に５０を加えている。先ず、実施例１と同様にして、
４枚の同形同大のセラミックグリーンシートを用意し、
それぞれ１枚ずつを第１セラミックグリーンシート、第
２セラミックグリーンシート、第３セラミックグリーン
シート、及び第４セラミックグリーンシートとした。

【００１６】次いで第１セラミックグリーンシートと、
第２セラミックグリーンシート及び第３セラミックグリ
ーンシートの各表面にそれぞれ別々のパターンでＰｄを
主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷し、８０
℃で４分間乾燥した。即ち、図７に示すように第１セラ
ミックグリーンシート６０には、１つの辺に電気的に接
続され残りの３つの辺とは互いに電気的に絶縁される間
隔６２，６３，６４を有する第１内部電極６１が印刷形
成される。また、第２セラミックグリーンシート７０に
は、積層した後に第１セラミックグリーンシート６０上
に形成された第１内部電極６１と重なり部分を有し、一
対の辺とは電気的に絶縁される間隔７１，７２を有しか
つこの一対の辺と別の一対の辺に電気的に接続されるア
ース電極７３が印刷形成される。更に、第３セラミック
グリーンシート８０には、第１内部電極６１が電気的に
接続される第１誘電体シート６０に対応する１つの辺に
対向する１つの辺に電気的に接続され残りの３つの辺と
は電気的に絶縁される間隔８２，８３，８４を有し、か
つ第２セラミックグリーンシート７０のアース電極７３
とは重なり部を有する第２内部電極８１が印刷形成され
る。

【００１７】実施例１と同様にして、スクリーン印刷し
た第１、第２及び第３セラミックグリーンシート６０，
７０，８０の３枚のシートをこの順に積層し、更に最上
層には導電性ペーストを全く印刷していない第４セラミ
ックグリーンシート９０を重ね合わせた。この積層体を
熱圧着して一体化した。図８に示される積層体１１５を
実施例１と同様に焼成し、かつ焼結体をバレル研磨して
焼結体の周囲側面に第１内部電極６１及び第２内部電極
８１（図８には図示せず）、アース電極７３を露出させ
た。

【００１８】次に実施例１と同様にして、図９に示すよ
うに焼結体の周囲側面の内部電極６１，８１、及びアー
ス電極７３が露出した部分にＡｇを主成分とする導電性
ペーストをそれぞれ塗布し、焼付けて信号用電極１０
１，１０２及び接地用電極１０３，１０４を形成した。
これにより第１内部電極６１と第２内部電極８１が第１
及び第２信号用電極１０１，１０２に、及びアース電極
７３が第１及び第２接地用電極１０３，１０４にそれぞ
れ電気的に接続されたノイズフィルタが得られた。図１
１はこのノイズフィルタの等価回路図である。図１１に
おいて図９に示した符号と同一符号は同一構成要素を示
す。

【００１９】このノイズフィルタを別途用意したプリン
ト基板上に実装して、実施例１と同様にその特性を調べ
た。信号用電極１０１又は１０２に接続した図外の信号
線路の一端から高周波信号を入力し、その他端で出力信
号を測定し、挿入損失を求めた。その結果、周波数が高
くなるに従って、急峻に挿入損失が大きくなり、このノ
イズフィルタも良好なフィルタ特性を有することが判っ
た。また信号用電極１０１及び１０２にそれぞれ接続し
た図外の信号線路の各他端で出力信号を測定して、クロ
ストークの有無を調べたところ、このクロストークは検
出できない程小さく、従来のノイズフィルタの測定例と
比較して非常に改善されていることが確認された。

【００２０】なお、実施例１及び実施例２では、第１、
第２、第３セラミックグリーンシートをそれぞれ１枚ず
つ積層したが、本発明の第１セラミックグリーンシート
と第２セラミックグリーンシートと第３セラミックグリ
ーンシートの積層数はこれに限るものではない。この積
層数を適宜増加させることにより、内部電極とアース電
極で形成されるキャパシタンスが変化して挿入損失を変
化させることができる。また、実施例１では２つの第１
内部電極と、１つの第２内部電極を示したが、第１及び
第２内部電極の数はこれに限らず、更に増やすこともで
きる。各シートに複数の内部電極を設ける場合には、隣
接する内部電極間に別のシートの内部電極が位置するよ
うに設けることがクロストークを防止する上で好まし
い。更に、実施例１及び実施例２では焼結体の両側面に
それぞれ接地用電極５３，５４及び１０２，１０４を設
けたが、いずれか一方の接地用電極を焼結体の一側面に
設けるだけでもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、信
号伝達のために用いられる信号線路や信号リードに少な
くとも２個以上の信号用電極を電気的に接続し、接地用
電極を接地することにより、第１誘電体シートの第１内
部電極と第２誘電体シートのアース電極の間でかつ第３
誘電体シートの第２内部電極と第２誘電体シートのアー
ス電極の間でキャパシタンスが形成されるため、信号線
路等に侵入する高周波ノイズを除去することができる。
また、第１内部電極と第２内部電極との間にアース電極
を配置し、このアース電極を接地用電極を介して接地す
ることにより、信号線路に高周波信号が流れてもより確
実に浮遊キャパシタンスを除去し、隣接する信号線路間
相互のクロストークを防止することができる。特に、本
発明のノイズフィルタを従来の２端子型の積層チップコ
ンデンサと異なり、多端子型の積層チップコンデンサで
構成することにより、信号線路毎にノイズフィルタを設
ける必要がなく、複数の信号線路に対して１個のノイズ
フィルタで足りる。この結果、本発明のノイズフィルタ
は小型で高密度に実装でき、しかも実装コストを低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のノイズフィルタの図５のＡ−Ａ
線断面図。

【図２】そのＢ−Ｂ線断面図。

【図３】その積層体の積層前の斜視図。

【図４】その積層体を焼成した焼結体の斜視図。

【図５】プリント基板に実装されたノイズフィルタの斜
視図。

【図６】本発明の別の実施例のノイズフィルタの図９の
Ｃ−Ｃ線断面図。

【図７】その積層体の積層前の斜視図。

【図８】その積層体を焼成した焼結体の斜視図。

【図９】そのノイズフィルタの斜視図。

【図１０】図５に示されるノイズフィルタの等価回路
図。

【図１１】図９に示されるノイズフィルタの等価回路
図。

【図１２】インダクタンス成分を有しない理想的なコン
デンサの等価回路図。

【図１３】ＬＣ直列共振回路に近似したコンデンサの等
価回路図。

【符号の説明】

１０，６０ 第１誘電体シート（第１セラミックグリー
ンシート） １１ａ，１１ｂ，６１ 第１内部電極 １２，１３，１４，６２，６３，６４ 電気的に絶縁さ
れる間隔 ２０，７０ 第２誘電体シート（第２セラミックグリー
ンシート） ２１，２２，７１，７２ 電気的に絶縁される間隔 ２３，７３ アース電極 ３０，８０ 第３誘電体シート（第３セラミックグリー
ンシート） ３１，８１ 第２内部電極 ３２，３３，３４，８２，８３，８４ 電気的に絶縁さ
れる間隔 ４０，９０ 第４誘電体シート（第４セラミックグリー
ンシート） ５１，１０１ 第１信号用電極 ５２，１０２ 第２信号用電極 ５３，１０３ 第１接地用電極 ５４，１０４ 第２接地用電極 ６５，１１５ 積層体

フロントページの続き (72)発明者 池松 陽一 新潟県南魚沼郡大和町浦佐972番地 三菱 マテリアル株式会社セラミックス研究所浦 佐分室内 (72)発明者 内田 彰 新潟県南魚沼郡大和町浦佐972番地 三菱 マテリアル株式会社セラミックス研究所浦 佐分室内 (72)発明者 小島 靖 新潟県南魚沼郡大和町浦佐972番地 三菱 マテリアル株式会社セラミックス研究所浦 佐分室内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 方形状の第２誘電体シート(20,70)を中
   間シートとして前記シート(20,70)と同形同大の第１誘
   電体シート(10,60)と前記シート(20,70)と同形同大の第
   ３誘電体シート(30,80)を１組として１組又は２組以上
   積層し、最上層にシート表面に電極の形成されない第４
   誘電体シート(40,90)を積層して一体化された積層体(6
   5,115)を含み、 前記第１誘電体シート(10,60)は、１つの辺に電気的に
   接続され残りの３つの辺とは互いに電気的に絶縁される
   間隔(12,13,14,62,63,64)を有する第１内部電極(11a,11
   b,61)をシート表面に備え、 前記第３誘電体シート(30,80)は、前記第１内部電極(11
   a,11b,61)が電気的に接続される第１誘電体シート(10,6
   0)に対応する１つの辺に対向する１つの辺に電気的に接
   続され残りの３つの辺とは電気的に絶縁される間隔(32,
   33,34,82,83,84)を有する第２内部電極(31,81)をシート
   表面に備え、 前記第２誘電体シート(20,70)は、前記第１及び第２内
   部電極(11a,11b,31,61,81)が電気的に接続される第１及
   び第３誘電体シート(10,30,60,80)に対応する一対の辺
   とは電気的に絶縁される間隔(21,22,71,72)を有しかつ
   前記一対の辺と別の一対の辺に電気的に接続されるアー
   ス電極(23,73)をシート表面に備え、 前記第２誘電体シート(20,70)を介して前記第１内部電
   極(11a,11b,61)と前記アース電極(23,73)との間でかつ
   前記第３誘電体シート(30,80)を介して前記第２内部電
   極(31,81)と前記アース電極(23,73)との間でそれぞれキ
   ャパシタンスを形成するように構成され、 前記積層体(65,115)の側面に露出した前記第１及び第２
   内部電極(11a,11b,31,61,81)にそれぞれ接続する第１及
   び第２信号用電極(51,51,52,101,102)がこの側面に形成
   され、 前記積層体(65,115)の別の両側面に露出した前記アース
   電極(23,73)に接続する接地用電極(53,54,103,104)がこ
   の両側面又はこの両側面のいずれか一方の側面に形成さ
   れたことを特徴とするノイズフィルタ。