JPH06204780A

JPH06204780A - ノイズ・フィルタ

Info

Publication number: JPH06204780A
Application number: JP35871992A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ikeda; 毅池田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22

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、シリコン酸化膜(Ｓi０₂膜)２を介して第１の凹凸状
の屈曲電極3aを形成し、この第１の凹凸状の屈曲電極3a
上および絶縁基板１上にシリコン酸化膜を形成し、この
シリコン酸化膜上に、第１の凹凸状の屈曲電極3aに少な
くとも一部分が重なるように第２の凹凸状の屈曲電極6d
を形成したものであり、一方の凹凸状の屈曲電極3aの少
なくとも１つの端部3cを交流的に接地し、他方の凹凸状
の屈曲電極6dの両端6b，6c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
凹凸状の屈曲電極3a、6d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
１２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１３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の凹凸状の屈曲電極を形成
し、この第１の凹凸状の屈曲電極上に誘電体層を介して
第２の凹凸状の屈曲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の凹凸状の屈曲電極を形成し、この第１
の凹凸状の屈曲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の凹凸状の屈曲電極に一
部分が重なるように第２の凹凸状の屈曲電極を形成する
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】

【作用】各凹凸状の屈曲電極が有するインダクタンス
と、２つの凹凸状の屈曲電極間に存在する静電容量とに
より擬似的な分布定数を形成して、広い周波数帯域にわ
たってノイズを抑制することができる。

【００１０】

【実施例】（第１実施例）図１１(ａ)の等価回路に示
し、図２の組立図に示すノイズ・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。

【００１１】(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、凹凸状に屈曲したフォトレジスト
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の凹凸状に屈曲した金属電極3aを形成
したのち、フォトレジスト４を洗い落とす。

【００１２】(6) 第１の凹凸状に屈曲した金属電極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。

【００１３】(8) アルミニューム膜６上において、第１
の凹凸状に屈曲した金属電極3aの上に凹凸状に屈曲した
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
6b、6cを有する第２の凹凸状に屈曲したアルミニューム
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。

【００１４】(10) 第１の凹凸状に屈曲した金属電極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ることにより、端子
電極3cを形成する。

【００１５】そして、シリコン・ウエハ１を素子単位に
分割して、２つの凹凸状に屈曲した金属電極3a、6dの端
子電極3c、6b、6cにそれぞれボンディングしてパッケー
ジに収める。

【００１６】図３の平面図に示すように、凹凸状に屈曲
した電極6dに通電したとき、丸印の中に「・」および
「×」で示す方向の磁束が発生して、あたかも１／２タ
ーンのコイルが直列に接続された状態になるので、凹凸
状に屈曲した電極はインダクタンスを具備することにな
る。凹凸状に屈曲した電極とスパイラル電極とを比較し
たとき、電極の幅および隣接する電極の間隔を同一にし
たとき、同じ面積に形成し得る電極の長さは、凹凸状に
屈曲した電極の方がスパイラル電極よりも長くなり、イ
ンダクタンスの値にあまり差がないことが確認された。

【００１７】そして、スパイラル電極によると、電極の
両端部の内、一端が中心部に位置し、他端が周辺部に位
置するのに対し、凹凸状に屈曲した電極によると、電極
の両端部が周辺部に位置するので、端子を設けたり、他
の回路素子と接続する際に好都合である。

【００１８】（第２実施例）図４に示す第２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。

【００１９】(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(ＣＶＤ)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、凹凸状に屈曲したフォトレジスト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
の凹凸状に屈曲した金属電極3aを形成したのち、フォト
レジスト４を洗い落とす。

【００２０】(6) 第１の凹凸状に屈曲した金属電極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。

【００２１】(8) アルミニューム膜６上において、隣接
する第１の凹凸状に屈曲した金属電極3a間の中心線に沿
って、電極間の間隔よりも広い幅の凹凸状に屈曲したフ
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、端部に端子電極を有する第２
の凹凸状に屈曲した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。

【００２２】(10) 第１実施例と同様に、第１の凹凸状
に屈曲した金属電極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。

【００２３】そして、シリコン・ウエハ１を素子単位に
分割して、２つの凹凸状に屈曲した金属電極3a、6dの端
子電極にそれぞれボンディングしてパッケージに収め
る。

【００２４】（第３実施例）以上で説明した第２実施例
においては、第１の凹凸状に屈曲した電極3aの隣接する
両電極上に跨がって第２の凹凸状に屈曲した電極6aの両
側部が重なるように形成しているが、図５の断面図に示
すように、第２の凹凸状に屈曲した電極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つの凹凸状に屈曲した電極3a、6a間の結合状態を
変えてもよいのである。

【００２５】（第４実施例）第２の凹凸状に屈曲した電
極が有するインダクタンスと、第１の凹凸状に屈曲した
電極3aとの間に形成される静電容量とを所望の値に設定
して、図１１(ｂ)の等価回路に示すように、擬似的な分
布定数回路と集中定数回路よりなるハイブリッド回路を
形成する手法として、図６の組立図に示すように、第１
の凹凸状に屈曲した電極3aの長さを短くして、擬似的な
分布定数回路6eの長さを短くし、インダクタンスよりな
る集中定数回路6fを形成する。

【００２６】（第５実施例）図７の組立図に示すよう
に、第１の凹凸状に屈曲した電極3aの長さを短くすると
ともにその幅を広げて、静電容量の大きい擬似的な分布
定数回路6eと、インダクタンスとよりなる集中定数回路
6fとを形成する。

【００２７】（第６実施例）また、図１１(ｃ)の等価回
路に示し、図８の組立図に示すように、第１の平面電極
3gと、この第１の平面電極3gに対向した第２の平面電極
6gおよび凹凸状に屈曲した電極6fとを形成して、静電容
量とインダクタンスとの集中定数回路よりなるノイズ・
フィルタを得ることができる。

【００２８】第１〜第６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９
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。

【００２９】（第７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。

【００３０】図１０(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４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。

【００３１】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。

【００３２】以上で説明した第１〜第７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つの凹凸状に屈曲した金属電極
のうち、第１の凹凸状に屈曲した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の凹凸状の屈曲金
属電極を伝送信号通過回路に直列に挿入すると、第２の
凹凸状に屈曲した金属電極は、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。

【００３３】また、第１〜第３実施例の工程によって製
造されたノイズ・フィルタをコモンモードで動作させる
際には、２つの凹凸状に屈曲した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。

【００３４】凹凸状に屈曲した各金属電極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。

【００３５】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、凹凸状の屈曲の金属電極の長さ、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。

【００３６】（その他の実施例）以上で説明した各実施
例においては、２つの凹凸状に屈曲した金属電極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。

【００３７】凹凸状に屈曲した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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】２つの凹凸状に屈曲した金属電極間の誘電
体層の静電気による破壊を防止するためには、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。

【００４２】２つの凹凸状に屈曲した金属電極間に存在
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。

【００４３】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、凹凸状に屈曲し
た金属電極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。

【００４４】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。

【００４５】

【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の工程で製造するノイズ・フィルタの組立
図、

【図３】この発明のノイズ・フィルタの原理を説明する
ための平面図、

【図４】この発明のノイズ・フィルタの第２実施例を製
造工程順に示した断面図、

【図５】この発明のノイズ・フィルタの第３実施例の断
面図、

【図６】この発明のノイズ・フィルタの第４実施例の組
立図、

【図７】この発明のノイズ・フィルタの第５実施例の組
立図、

【図８】この発明のノイズ・フィルタの第６実施例の組
立図、

【図９】第１〜第６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１０】この発明のノイズ・フィルタの第７実施例の
断面図、

【図１１】この発明のノイズ・フィルタのの等価回路
図、

【図１２】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１３】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 凹凸状に屈曲した金属電極 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の凹凸状の屈曲状電極
を形成し、該第１の凹凸状の屈曲電極上に誘電体層を介
して第２の凹凸状の屈曲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の凹凸状の屈曲電極を
形成し、該第１の凹凸状の屈曲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の凹凸
状の屈曲電極に少なくとも一部分が重なるように第２の
凹凸状の屈曲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】絶縁基板に、第１の凹凸状の屈曲電極を
形成し、該第１の凹凸状の屈曲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の凹凸
状の屈曲電極の各隣接する電極に跨がって重なるように
第２の凹凸状の屈曲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４】２つの凹凸状の屈曲電極の長さを相違さ
せたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のノ
イズ・フィルタ。
【請求項５】一方の凹凸状の屈曲電極の少なくとも１
つの端部を接地し、他方の凹凸状の屈曲電極の両端を伝
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乃至請求項３に記載の
ノイズ・フィルタ。
【請求項６】両凹凸状の屈曲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乃至請求項３に記載のノイズ・
フィルタ。
【請求項７】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６に記載のノ
イズ・フィルタ。
【請求項８】絶縁基板としてガラス基板を用いたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項６に記載のノイズ・フ
ィルタ。
【請求項９】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６に記載のノイズ・フィルタ。
【請求項１０】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乃至請求項７に記載
のノイズ・フィルタ。