JPH06188665A

JPH06188665A - ノイズ・フィルタ

Info

Publication number: JPH06188665A
Application number: JP4317972A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ikeda; 毅池田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-10-19
Filing date: 1992-11-04
Publication date: 1994-07-08
Anticipated expiration: 2015-04-10
Also published as: TW237579B; JP3029929B2

Abstract

(57)【要約】【目的】極めて小型で優れたノイズ阻止特性を有する
ノイズ・フィルタを得ること。【構成】高純度のシリコン・ウエハなどの絶縁基板１
に、第１のスパイラル状金属電極3aを形成し、この第１
のスパイラル状金属電極3a上および絶縁基板１上にシリ
コン酸化膜(Ｓi０₂膜)を形成し、このシリコン酸化膜上
に、第１のスパイラル状金属電極3aに少なくとも一部分
が重なるように第２のスパイラル状金属電極6aを形成し
たものであり、一方のスパイラル状電極6aの少なくとも
１つの端部を交流的に接地し、他方のスパイラル状電極
3aの両端3b，3cを伝送信号通過回路に直列に接続して、
ノーマルモードで動作させる。あるいは、各スパイラル
状金属電極3a、6aの両端部を伝送信号通過回路に直列に
接続して、コモンモードで動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子機器における信
号通過回路または電源回路などに使用してノイズの伝搬
を阻止するノイズ・フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどのディジタル信号を扱
う電子機器においては、信号通過回路または電源回路な
どにノイズ・フィルタが使用されている。

【０００３】従来のノイズ・フィルタの一例として、図
７に示すように、誘電体20を介して１対のスパイラル電
極21、22を対向配置し、一方のスパイラル電極21の両端
子23、24を伝送信号通過回路に直列に挿入し、他方のス
パイラル電極22の任意の一端25を接地する。そして、図
８の等価回路に示すように、１対のスパイラル電極21、
22の間に分布容量を形成させるとともに、信号通過回路
となるスパイラル電極21が有するインダクタンスにより
シャープ・カットオフのローパス・フィルタを得てい
る。

【０００４】このような従来のフィルタにおいては、誘
電体20としてセラミック、プラスチック、ガラス、マイ
カなどの材料を使用し、印刷工程により誘電体20の両面
に対向配置したスパイラル電極を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、携帯電話、携帯
用パソコンなどのディジタル信号を扱う携帯用の電子機
器が普及するにつれて、ノイズ・フィルタも小型化が要
求されている。しかし、このような従来のフィルタにお
いては、誘電体を薄くして分布容量を増すこと、印刷工
程により長いスパイラル電極を形成することには限度が
あり、著しい小型化は困難であった。

【０００６】そこで、この発明は、大量生産に適し、極
めて小型で、優れたノイズ阻止特性を有するノイズ・フ
ィルタを得るために考えられたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のノイズ・フィ
ルタは、絶縁基板に、第１のスパイラル状電極を形成
し、この第１のスパイラル状電極上に誘電体層を介して
第２のスパイラル状電極を形成したものである。

【０００８】また、この発明のノイズ・フィルタは、絶
縁基板に、第１のスパイラル状電極を形成し、この第１
のスパイラル状電極上および絶縁基板上に誘電体層を形
成し、この誘電体層上に、第１のスパイラル状電極に一
部分が重なるように第２のスパイラル状電極を形成する
こともできる。そして、絶縁基板として高純度でバルク
抵抗が大きい半導体基板を用いることができる。

【０００９】

【実施例】（第１実施例）この発明のノイズ・フィルタ
の第１実施例を製造工程順に説明すると、図１の断面図
に示すように、 (1) まず、ガラス、合成樹脂、高純度のシリコン・ウエ
ハなどの絶縁基板１を用意する。特に、絶縁基板１に
は、バルク抵抗が大きい高純度のシリコン・ウエハが適
している。

【００１０】(2) このシリコン・ウエハ１の上に、化学
気相法(ＣＶＤ)により第１のシリコン酸化膜(Ｓi０₂膜)
２を形成したのち、 (3) このシリコン・ウエハ１のシリコン酸化膜２上に、
次の化学気相法の工程に耐え得る金属、例えば、金、タ
ングステン、モリブデン、タンタル、ニオブなどの金属
膜３を蒸着し、 (4) 写真蝕刻法により、金属膜３上に、スパイラル状の
フォトレジスト４のパターンを形成し、 (5) このフォトレジスト４をマスクにして、第１のスパ
イラル状金属電極3aを形成したのち、フォトレジスト４
を洗い落とす。

【００１１】(6) 第１のスパイラル状金属電極3aおよび
露出している第１のシリコン酸化膜２の上に化学気相法
により第２のシリコン酸化膜５を形成したのち、 (7) この第２のシリコン酸化膜５上にアルミニューム膜
６を蒸着する。

【００１２】(8) アルミニューム膜６上において、隣接
する第１のスパイラル状金属電極3a間の中心線に沿っ
て、電極間の間隔よりも広い幅のスパイラル状のフォト
レジスト７のパターンを形成し、 (9) このフォトレジスト７をマスクにして、端部に端子
電極6bを有する第２のスパイラル状アルミニューム電極
6aを形成した後、フォトレジスト７のパターンを洗い落
とす。 (10) 第１のスパイラル状金属電極3aの両端部または一
端部表面の第１のシリコン酸化膜５をエッチングにより
除去して露出させ、端子電極3b、3cを形成する。

【００１３】このような一連の工程を経て、絶縁基板と
なるシリコン・ウエハ１上に形成されたノイズ・フィル
タ素子の平面形状は、図２(ａ)の平面図に示すとおりで
あり、この平面図のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面は、
図２(ｂ)の断面図に示すとおりである。シリコン・ウエ
ハ１を分割して、２つのスパイラル状金属電極3a、6aの
端子電極3b、3c、6bにボンディングしてパッケージに収
める。

【００１４】（第２実施例）以上で説明した第１実施例
においては、第１のスパイラル状金属電極3aの隣接する
両電極上に第２のスパイラル状金属電極6aの両側部が重
なるように形成しているが、図３の断面図に示すよう
に、第２のスパイラル状金属電極6aの片側部だけ、すな
わち、少なくとも一部分が重なるように形成して、２つ
のスパイラル状金属電極3a、6a間の結合状態を変えても
よいのである。

【００１５】（第３実施例）この発明のノイズ・フィル
タの第３実施例の製造工程のうち、工程(1)〜(7)は、図
１によって説明した第１実施例と同じである。

【００１６】(1) まず、高純度のシリコン・ウエハ１な
どの絶縁基板を用意し、 (2) このシリコン・ウエハ１の上に、化学気相法(ＣＶ
Ｄ)により第１のシリコン酸化膜２を形成したのち、 (3) このシリコン・ウエハ１のシリコン酸化膜２上に、
次の化学気相法の工程に耐え得る金属膜３を蒸着し、 (4) 写真蝕刻法により、金属膜３上に、スパイラル状の
フォトレジスト４のパターンを形成し、 (5) このフォトレジスト４をマスクにして、第１のスパ
イラル状金属電極3aを形成したのち、フォトレジスト４
を洗い落とす。

【００１７】(6) 第１のスパイラル状金属電極3aおよび
露出している第１のシリコン酸化膜２の上に化学気相法
により第２のシリコン酸化膜５を形成したのち、 (7) この第２のシリコン酸化膜５上にアルミニューム膜
６を蒸着する。

【００１８】(8) アルミニューム膜６上において、第１
のスパイラル状金属電極3aの上にスパイラル状のフォト
レジスト7aのパターンを形成し、 (9) このフォトレジスト7aのパターンをマスクにして、
端部に端子電極を有する第２のスパイラル状アルミニュ
ーム電極6dを形成した後、フォトレジスト7aのパターン
を洗い落とす。 (10) 第１のスパイラル状金属電極3aの両端部または一
端部表面の第１のシリコン酸化膜５をエッチングにより
除去して露出させ、端子電極を形成する。

【００１９】シリコン・ウエハ１を分割して、２つのス
パイラル状金属電極3a、6dの端子電極にボンディングし
てパッケージに収める。

【００２０】第１実施例〜第３実施例の工程によって製
造したノイズ・フィルタのパッケージングの方法とし
て、図５に示すように、分割されたシリコン・ウエハの
チップ12の全表面に、化学液相法によりシリコン酸化膜
13を形成し、エッチングによって端子電極上のシリコン
酸化膜13を除去して孔をあけ、その孔をハンダ14で表面
に盛り上がる程度に封じると、突出したハンダ14を印刷
配線基板のランドと直接接触させることができるので、
表面実装に際して好都合である。なお、チップ12表面の
保護膜に、合成樹脂などの他の絶縁材料を使用してもよ
く、保護膜の穿孔に、レーザー光線を利用してもよいの
である。

【００２１】（第４実施例）既に集積回路を形成したシ
リコン・ウエハの表面上に、ノイズ・フィルタを立体的
に形成する実施例について説明する。

【００２２】図６(ａ)，(ｂ)，(ｃ)の各断面図に示すよ
うに、既に集積回路11を形成したシリコン・ウエハ10の
上に、化学気相法によりシリコン酸化膜２を形成し、こ
のシリコン酸化膜２の上に、第１〜第３実施例で説明し
た工程を経て、ノイズ・フィルタを形成する。

【００２３】このように、ノイズ・フィルタを立体的に
形成すると、シリコン・ウエハの面積を有効利用するこ
とができる。

【００２４】以上の第１〜第４実施例の工程によって製
造されたノイズ・フィルタをノーマルモードで動作させ
る場合には、２つのスパイラル状金属電極のうち、第１
のスパイラル状金属電極の端部を基準電位点に接続、例
えば接地して、第２のスパイラル状金属電極を伝送信号
通過回路に直列に挿入すると、第２のスパイラル状金属
電極は、交流的に接地された第１の金属電極の存在によ
り、分布定数的な回路を形成して、高い周波数のノイズ
の伝搬を阻止することができる。

【００２５】また、このノイズ・フィルタをコモンモー
ドで動作させる場合には、２つのスパイラル状金属電極
を伝送信号通過回路に直列に挿入すればよいのである。

【００２６】スパイラル状の各金属電極3a、6a、6dは、
膜厚および幅に応じた抵抗を有しており、その厚みおよ
び／または幅を変えて抵抗を調整することにより、分布
定数的な回路のＱを調整することができる。

【００２７】Ｑが高い場合には、減衰特性において、特
定の周波数で急峻な減衰または共振点をもつが、Ｑが低
い場合には、広い周波数帯域にわたって一様な減衰特性
を得ることができるので、絶縁基板となるシリコン・ウ
エハのバルク抵抗、スパイラル状の金属電極の長さ、厚
み、幅および絶縁性酸化皮膜となるシリコン酸化膜の厚
みなどを選択することにより、所望の減衰特性のノイズ
・フィルタを得ることができる。

【００２８】また、２つのスパイラル状金属電極間の容
量が大き過ぎる場合および／または一方のスパイラル状
電極のインダクタンスが不足する場合には、一方のスパ
イラル状電極の長さを、他方のものより長くすればよい
のである。

【００２９】（その他の実施例）以上で説明した各実施
例においては、２つのスパイラル状金属電極3a、6aまた
は3a、6dは、それぞれ１層づつ形成されているが、シリ
コン酸化膜を介在させ、その層間で接続して複数層形成
することにより、インダクタンスおよび／または静電容
量を増加することができる。

【００３０】スパイラル状金属電極のインダクタンスを
増加させたい場合には、絶縁基板としてフェライトのよ
うな磁性絶縁体を使用すればよいのである。

【００３１】この発明のノイズ・フィルタは、単一の素
子をケースに収めて１つの部品として使用することもで
きるが、印刷配線基板やＩＣカードなどの絶縁基板上に
形成される他の回路の一部としてノイズ・フィルタを形
成し、電源回路や伝送信号通過回路に接続して使用する
ことができる。

【００３２】また、絶縁基板に複数個のノイズ・フィル
タを形成して、一体化することにより、単一部品とし
て、複数ビットの伝送信号より発生するノイズの伝搬を
阻止することができる。

【００３３】この発明のノイズ・フィルタは、単一の素
子をケースに収めて１つの部品として使用することもで
きるが、印刷配線基板やＩＣカードなどの絶縁基板上に
形成される他の回路の一部としてノイズ・フィルタを形
成し、電源回路や伝送信号通過回路に接続して使用する
ことができる。

【００３４】また、絶縁基板に複数個のノイズ・フィル
タを形成し、単一のパッケージに収めることにより、単
一部品によって、複数ビットの伝送信号より発生するノ
イズの伝搬を阻止することができる。

【００３５】２つのスパイラル状金属電極間の誘電体層
の静電気による破壊を防止するために、電極間に放電ギ
ャップを設けたり、複数の直列接続されたダイオードを
接続してその順方向の閾値電圧以下で動作させたり、ツ
ェナー・ダイオードを接続すればよいのである。

【００３６】２つのスパイラル状金属電極間に存在する
誘電体層として、シリコン酸化膜に代えて誘電率が比較
的大きいシリコン窒化膜(Ｓi₃Ｎ₄膜)を使用してもよい
のである。

【００３７】高純度の半導体基板、例えば、高純度のシ
リコン・ウエハは、そのバルク抵抗がスパイラル状金属
電極3a、6a、6dなどの金属導電体に比して極めて高く、
絶縁基板として充分使用することができる。

【００３８】この発明のノイズ・フィルタをシリコン・
ウエハを絶縁基板として構成すると、従来から使用され
ている集積回路の製造装置によって製造し、検査し、パ
ッケージングすることが可能になり、新たな設備を設け
る必要はないのである。

【００３９】

【発明の効果】以上の実施例に基づく説明から明らかな
ように、この発明のノイズ・フィルタによると、集積回
路の製造技術と類似な技術によって製造することができ
るので、小型化が容易であり、新たな設備投資を要する
ことなく、大量生産に適し、廉価に製造することが可能
であり、また、種々の減衰特性を有する素子を得ること
が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のノイズ・フィルタの第１実施例を製
造工程順に示した断面図、

【図２】図１の工程で製造したノイズ・フィルタの平面
図(ａ)および断面図(ｂ)、

【図３】この発明のノイズ・フィルタの第２実施例を示
す断面図、

【図４】この発明のノイズ・フィルタの第３実施例を製
造工程順に示した断面図、

【図５】第１実施例〜第３実施例の工程により製造した
ノイズ・フィルタをパッケージングした状態の一例を示
す断面図、

【図６】この発明のノイズ・フィルタの第４実施例の断
面図、

【図７】従来のノイズ・フィルタの一例を示す表面図
(ａ)、側面図(ｂ)、裏面図(ｃ)、

【図８】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シリコン・ウエハ（絶縁基板）２、５シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜（誘電体
層） 3a、6a、6d スパイラル状金属電極 3b、3c、6b 端子電極４、７、7a フォトレジスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板に、第１のスパイラル状電極を
形成し、該第１のスパイラル状電極上に誘電体層を介し
て第２のスパイラル状電極を形成したことを特徴とする
ノイズ・フィルタ。
【請求項２】絶縁基板に、第１のスパイラル状電極を
形成し、該第１のスパイラル状電極上および絶縁基板上
に誘電体層を形成し、該誘電体層上に、上記第１のスパ
イラル状電極に少なくとも一部分が重なるように第２の
スパイラル状電極を形成したことを特徴とするノイズ・
フィルタ。
【請求項３】一方のスパイラル状電極の少なくとも１
つの端部を接地し、他方のスパイラル状電極の両端を伝
送信号通過回路に直列に接続して、ノーマルモードで動
作することを特徴とする請求項１または請求項２に記載
のノイズ・フィルタ。
【請求項４】両スパイラル状電極の両端部を伝送信号
通過回路に直列に接続して、コモンモードで動作するこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載のノイズ
・フィルタ。
【請求項５】絶縁基板として高純度の半導体基板を用
いたことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のノ
イズ・フィルタ。
【請求項６】絶縁基板として磁性絶縁体基板を用いた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のノイズ
・フィルタ。
【請求項７】絶縁基板に複数個のノイズ・フィルタを
形成して、一体化したことを特徴とする請求項１乃至請
求項４に記載のノイズ・フィルタ。
【請求項８】集積回路が形成されている基板の上に形
成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
のノイズ・フィルタ。