JPH07131179A - コネクタ用フィルタ基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波ノイズの外部への伝搬あるいは侵入
を防止するコネクタを提供するのに使用されるコネクタ
用フィルタ基板及びその製造方法に関し、インダクタン
スとキャパシタンスを基板と一体に形成した、製造効率
のよいものにすることを目的とする。 【構成】 コネクタピンが貫通する基板１の貫通孔２の
内壁部にフェライト層３を基板１と一体化して形成し、
更に必要に応じ厚膜印刷による貫通コンデンサを基板上
に形成したフィルタ基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器が発生する高
周波ノイズの外部への伝搬、あるいは逆にそのようなノ
イズの電子機器への侵入を防止するコネクタを提供する
のに使用されるコネクタ用フィルタ基板及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータなどの電子機器から
発生する高周波ノイズによる電磁波障害は大きな問題と
なっている。この障害を防止する方法の一つとして、電
子機器の外部との電源、信号などの接続部に高周波ノイ
ズを低減する対策を施したコネクタを使用することがあ
る。

【０００３】このようなコクネタの代表例として、イン
ダクタンス（Ｌ）および／またはキャパシタンス（Ｃ）
を組み込んだ、いわゆるＬＣタイプのノイズフィルタコ
ネクタが挙げられる。例えば、特開昭５５−９５２８１
号、特開昭５６−４５５８０号、実開昭５７−１５２７
８２号、あるいは特開昭５９−１８４４７８号にはＬと
Ｃとを内蔵したノイズ遮断コネクタの例が示されてい
る。

【０００４】これらの例は何れも、高周波ノイズの伝搬
路でもあるコネクタピンに、予じめ成形された、インダ
クタンス要素であるフェライト製強磁性体のスリーブあ
るいは穴開けビーズが挿入され、更にコネクタピンには
キャパシタンス要素である貫通コンデンサが接続されて
いる。上記のようなコネクタは、通常１０本以上のコン
タクトピンを有するため、構造は概して微細で複雑であ
る。そのため、上記のようなコンタクトピン毎にフェラ
イト製強磁性体と貫通コンデンサを設けた複雑な構成に
するには、組立てに相当の手間を要することになる。そ
のため、その製造コストを小さくするのは容易でなく、
低価格の電子機器に使用するのは難しいのが現状であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来技術
によるＬＣフィルタ内蔵のコネクタの製造コストを低く
するのは難しいが、その大きな理由の一つにインダクタ
ンス要素の組込みの複雑さがある。従来のコネクタにお
いては、インダクタンス要素の組込みは、予じめ成形、
焼成されたフェライト製のスリーブあるいはビーズをコ
ネクタピン一本宛に挿入し固定するが、このような組み
立て作業は複雑で、多くの作業工程を必要とするため、
製造コストが高くなっていた。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、インダクタンス要素の組込みをより簡便容易に
なし得るようにしたコネクタ用フィルタ基板及びその製
造方法の実現を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のコネクタ用フィ
ルタ基板は、ノイズ低減のためにコネクタに内装される
ものであり、コネクタピンが貫通する貫通孔を備えてお
り、この貫通孔の内壁部に基板と一体化して形成された
フェライト層を備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明のコネクタ用フィルタ基板は、インダク
タンス要素であるフェライト層を貫通孔の穴数の多少に
拘らず一括して形成せしめることができるので、製造が
容易であってコストも低く、またコネクタへの組込みも
簡単であって、組立てのコストも低くし得る。

【０００９】フィルタ基板上にフェライト層を形成する
場合、十分なインダクタンス量を確保するためにはフェ
ライト層の厚さをある程度厚くする必要があり、フェラ
イトの材料コストが増加する上、フェライト層の分だけ
コネクタが厚くなり、コネクタを小型化するのが難しく
なるという問題がある。また、基板上のフェライト層の
形成は、スクリーン印刷等により行われるが、１回のス
クリーン印刷では十分な厚さのフェライト層を形成する
のが難しい。インダクタンス量は、フェライト層の厚
さ、すなわちコンタクトピン方向の長さに大きく依存す
るため、十分なインダクタンス量を確保するためにはフ
ェライト層を複数回に分けて形成する必要があり、製造
コストが高くなるという問題がある。

【００１０】これに対して、本発明のフィルタ基板は、
フェライト層が基板の貫通孔の内壁に形成されるため、
フィルタ基板の厚さは基板の厚さのみであり、薄くする
ことが可能である上、フェライト層自体のコンタクトピ
ン方向の長さも１回の工程で基板の厚さに等しくできる
ので、十分なインダクタンス量が容易に確保できる。

【００１１】

【実施例】本発明の内容を図面によって説明する。図１
は本発明のフェライト層を形成した基板の例である。
（ａ）は全体の斜視図を表わし、（ｂ）は貫通孔を通る
断面図である。図中の符号１は基板、２は貫通孔、およ
び３はフェライト層である。なお、図面において、同一
の機能部分については同一の参照符号を付して表すこと
とする。

【００１２】図１のフィルタ基板にコネクタピンが挿入
されると、各ピンはフェライト層に囲まれ、フィルタ効
果を受ける。このフィルタ基板の製造について具体的に
述べる。基板は電気絶縁体でなければならない。またフ
ェライト層を形成するため８００〜１，３００℃といっ
た高温焼結の工程を経るので、この高温にも耐えること
が要求される。従って基板材質としてはセラミック系が
好ましい。特に酸化物系セラミック、すなわち、アルミ
ナ、ステアタイト、フォルステライト、ムライト、コー
ジェライトなどが好適に使用できる。またガラスセラミ
ックと呼ばれるガラス質と酸化物の複合物も使用し得
る。

【００１３】貫通孔は基板の焼成前に加工しておくこと
が望ましい。焼成済の基板の穴加工は困難であり、従っ
て高コストとなる。貫通孔の内径は当然のことながら、
フェライト層の形成後にコネクタピンを通し得る大きさ
でなければならない。基板の厚さは、基板自体が実用に
耐える強度を有し、且つ所望のフェライト層の長さが得
られるものとする。しかしながらフェライト層の必要長
さに応じて基板の厚さを増加させると、必然的に基板の
重量は増加し、また製造コストも上昇するので好ましい
ことではない。このような場合には貫通孔の形状に工夫
をする必要がある。図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、
これらの工夫の数例を示す図であり、いずれも貫通孔２
の部分のみ基板１の厚さを厚くしたものであり、このよ
うにすることで、基板１の重量は増加させることなしに
フェライト層３の長さを長くできる。また、図２の
（ｃ）に示す例では、貫通孔２に段差を設け、フェライ
ト層の厚さを厚くできるようにしている。

【００１４】貫通孔内壁へのフェライト層の形成は、フ
ェライト粉末を含有するペーストを使用する。フェライ
トペーストとは、フェライト粉末を主成分とし、これに
焼結助剤を加えた無機質粉末を、有機質ベヒクルと有機
溶剤とでペースト状としたものであり、このようなフェ
ライトペーストは例えば市販されているものとして米国
ＥＳＬ社製ＥＸ−２０００等がある。また常法に従って
調製もし得る。

【００１５】フェライトペーストは貫通孔内壁に塗布さ
れ、溶剤を乾燥後焼成されることにより基板と一体化す
る。フェライトペーストの貫通孔内壁への塗布は、ピン
方式あるいは厚膜印刷でのスルーホール印刷方式が適し
ている。図３はフェライト層の形成方法を説明するため
の図であり、（ａ）はピン方式を、（ｂ）はスクリーン
印刷方式を示す。これまでフェライトペーストが開発さ
れていなかったため、フェライト層をこのような方法で
形成することは行われていなかったが、形成方法自体は
従来行われていた方法である。

【００１６】図３の（ａ）において、１１は基板１の貫
通孔２に対応する形でピンを配列したピンボードであ
り、各ピンは基板１の貫通孔にフェライト層を形成した
時の内径程度の外径を有する。２２はフェライトペース
トであり、ペーストパン２２に保持されている。フェラ
イト層の形成は、基板１を図示のような状態に保持した
上で、ピンが基板１の貫通孔２を通過するようにしてピ
ンボード１１を下降させ、ピン１２の先端部がペースト
パン２２内のフェライトペースト２１内に入るようにす
る。これにより、ピン１２の先端部にはフェライトペー
スト２１が付着する。この状態でピンボード１１を上昇
させると、ピン１２が貫通孔を通過する時にピン１２の
先端部に付着したフェライトペースト２１が貫通孔の内
壁に転着され、フェライト層が形成される。

【００１７】図３の（ｂ）において、３１は孔明板ある
いはスクリーン印刷版であり、基板１の貫通孔に対応し
て開口部３２を有する。３３はフェライトペースト２１
をスクリーン３１に押しつけながら移動させるスキージ
である。３４は基板１を保持する部材であり、基板１の
貫通孔に対応して穴を有し、穴の部分は下側から減圧さ
れる。スクリーン３１を開口部３２が貫通孔に一致する
ように位置決めした上でスキージ３３を移動させると、
フェライトペースト２１は開口部３２に刷り込まれる。
刷り込まれたフェライトペースト２１は下側にしみだ
し、開口部３２が減圧されているため、しみだしたフェ
ライトペースト２１は貫通孔の内壁に沿って展着され、
フェライト層が形成される。

【００１８】ペーストは貫通孔内壁のみならず、孔口部
周辺表面にも塗布されてよい。以上、フェライト層の形
成方法について簡単に説明したが、上記のようにこれら
の方法自体は従来から行われており、これ以上の詳しい
説明は省略する。このようにしてフェライト層を形成し
たフィルタ基板は、そのままコネクタに組込んでノイズ
対策コネクタを構成し得るが、更に有効とするには貫通
コンデンサと組合せることが望ましい。この場合個別貫
通コンデンサをコネクタピンに接続する方法や、このフ
ィルタ基板上に厚膜印刷による貫通コンデンサを形成し
て、コネクタピンと接続させる方法が採用できる。

【００１９】特に後者の方法は、フェライト層と同様に
基板と一体化した貫通コンデンサを一括して形成できる
ので、信頼性が高く、コネクタ構造を簡単にし、また低
コスト化を可能にするなど利点が多く、重要なものであ
る。厚膜印刷貫通コンデンサをフィルタ基板上にどのよ
うな形態で形成するかについては特に制限はなく、代表
的な例を図４に示す。

【００２０】図４はフェライト層と厚膜印刷貫通コンデ
ンサとを一体化して形成した本発明のフィルタ基板の実
施例を示す。図４（ａ）は貫通孔部の斜視図であり、
（ｂ）は貫通孔を含む断面図である。図中の符号１は基
板、２は貫通孔、３はフェライト層である。また４〜７
は貫通コンデンサを構成するものであって、４は下部電
極、５は誘電体、６は上部電極、および７は保護絶縁膜
である。

【００２１】下部電極４は接地接続のための電極露出部
４′を有しており、また上部電極６はコネクタピンとの
接続のための電極露出部６′を有している。この貫通コ
ンデンサは、通常の厚膜印刷の技術と材料を用いて形成
することができる。材料については種々のものが市販さ
れており、それらの中で、電極としては銀あるいは銀／
パラジウムペースト、誘電体としてはチタン酸バリウ
ム、チタン酸鉛等のペロブスカイト化合物粉末を主成分
とするペースト、保護絶縁膜としてはガラス粉末ペース
トの使用が好適である。

【００２２】このようにして作成したフィルタ基板のコ
ネクタへの組込みは図５に示した方法で行なわれる。図
５に示される如く、コネクタピン８は６′と、９で示さ
れる半田あるいは導電性接着剤などで接続される。また
下部電極４は接地された金属性ハウジング１０と４′に
おいて、同じく半田あるいは導電性接着剤などで９′で
接続される。

【００２３】このようなフィルタ基板は単品でも製造さ
れるが、単品のサイズは概して小さいものであるので、
製造工程中は単品が複数個集合した、いわゆる多数ヶ取
基板の形態で進め、フィルタ基板としての工程が終了し
た段階で単品に分割する方法をとれば生産効率が高めら
れ、コストダウンの有力手段となる。分割する方法とし
ては、集合基板にあらかじめ分割すべき線に添って溝加
工をしておく方法が好適である。あるいは分割時にレー
ザービームで切断あるいは分割用溝加工を行なう方法も
有効である。

【００２４】続いて本発明によるフィルタ基板を実際に
制作し、得られたフィルタ効果の特性の実例について述
べる。Ｄ型サブコネクタと呼ばれるコネクタに組込む１
５ピン用フィルタ基板を製造した。基板は９６％アルミ
ナ製を使用した。その特性を図６に示す。図６のグラフ
の横軸は周波数であり、縦軸は挿入損失を示す。

【００２５】第１の例では、厚さ１．０mmの基板の貫通
孔内壁にフェライトペーストをスルーホール印刷し、乾
燥後９００℃で焼成した。このフィルタ基板を、コネク
タに内装される場合と同じ条件下でノイズの減衰効果を
測定したところ図６にＩで示すような特性が得られた。
本フィルタ基板は周波数１０〜１００MHz の領域で減衰
効果３〜１０dBを示している。

【００２６】第２の例では図４に示すように上記フィル
タ基板に厚膜印刷によって貫通コンデンサを形成した。
その特性を図６にIIで示す。このフィルタ基板を、コネ
クタに内装される場合と同じ条件下でノイズの減衰効果
を測定したところ図６にIIで示すような特性が得られ
た。本フィルタ基板は周波数１０〜１，０００MHz の領
域で減衰効果１２〜３９dBを示している。

【００２７】図７には上記例の等価回路図を示した。

【００２８】

【発明の効果】以上の如く本発明のフィルタ基板は、Ｌ
および必要に応じＣが基板と一体化して形成されるもの
で低コスト化が可能であり、またコネクタへの組込みが
簡単で、信頼性も高く、ノイズ対策コネクタ用として広
く実用に供され得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフェライト層を形成したフィルタ基板
の例を示し、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は貫通孔を
通る断面図である。

【図２】本発明のフェライト層を形成する場合の貫通孔
の工夫の例を示す。

【図３】フェライト層を形成する方法を示す図であり、
（ａ）はピン方式を、（ｂ）はスクリーン印刷方式を示
す。

【図４】本発明のフェライト層と厚膜印刷貫通コンデン
サとを一体化して形成したフィルタ基板の例を示し、
（ａ）は貫通孔部の斜視図、（ｂ）は貫通孔を含む断面
図である。

【図５】本発明のフィルタ基板をコネクタに組み込む方
法を示す。

【図６】本発明のフィルタ基板のノイズ減衰効果を示
し、曲線Ｉは実例１の効果、曲線IIは実例２の効果を示
す。

【図７】本発明のフィルタ基板の等価回路を示す。

【符号の説明】

１…基板 ２…貫通孔 ３…フェライト層 ４…下部電極 ４′…下部電極露出部 ５…誘電体 ６…上部電極 ６′…上部電極露出部 ７…保護絶縁膜 ８…コネクタピン ９…半田あるいは導電性接着剤 １０…金属性ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 1/02 Ｐ 1/16 Ｄ 6921−4Ｅ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノイズ低減のためにコネクタに内装さ
   れ、コネクタピンが貫通する貫通孔を備えるコネクタ用
   フィルタ基板であって、該貫通孔の内壁部に基板と一体
   化して形成されたフェライト層を備えることを特徴とす
   るコネクタ用フィルタ基板。
2. 【請求項２】 厚膜印刷により、基板上に基板と一体化
   して形成された貫通コンデンサを備えることを特徴とす
   る請求項１のコネクタ用フィルタ基板。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のコネクタ用フィルタ基
   板の製造方法であって、複数個の前記コネクタ用フィル
   タ基板を１枚の集合基板として製造し、完成後に前記集
   合基板を分割して単品の前記コネクタ用フィルタ基板を
   得ることを特徴とするコネクタ用フィルタ基板の製造方
   法。