JPH09153752A

JPH09153752A - フィルタ

Info

Publication number: JPH09153752A
Application number: JP31253595A
Authority: JP
Inventors: Akira Iwashita; 晃岩下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、カットオフ周波数付近で、急峻な
減衰特性を有し、周波数の高い領域で、広域で安定した
減衰特性を有する３端子型のフィルタを提供する。【解決手段】複数の誘電体層が積層する積層体の層間
に、両端部が信号側端子電極２、３に接続した第１の導
体パターン２１、一端部が信号側端子電極２に接続した
スパイラル状の信号側の第２の導体パターン２２、一端
部が接地側端子電極４に接続し、第２の導体パターン２
２とその一部が対向するスパイラル状の接地側の第３の
導体パターン２３を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、デジタル回路など
に発生する高周波ノイズを除去するフィルタに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、先に絶縁体層が複数積層さ
れて成る積層体内に、平面的に広がった第１の導体膜、
第２の導体膜を配置して構成されていた積層型コンデン
サにおいて、第１の導体膜、第２の導体膜にパターンの
変更により、インダクタンス成分を持たせ、これによっ
て高周波ノイズを除去するフィルタを提案した（特願平
７−２８２０９１号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の構造の
コンデンサにおいては２端子素子であり、現在主流とな
っている３端子型ノイズフィルタ素子（４端子型ノイズ
フィルタ素子）と互換性がない。

【０００４】また、特性の減衰特性がカットオフ周波数
の近傍から急峻に減衰されていたが、さらに、この減衰
特性を急峻にすることによって、周波数の選択性を高め
るることが希求されている。

【０００５】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は簡単な構成でかつ実質的に３端
子型素子とすることができるフィルタを提供することに
ある。

【０００６】また、別の目的は、従来に比較して、一層
減衰特性を急峻にすることかできる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】本発明によれば、複数の
絶縁体層を積層して形成される直方体形状の積層体と、
前記積層体の絶縁体層間に配置され、積層体の一対の端
面に、その両端部が延出する第１の導体パターンと、前
記積層体の絶縁体層間に配置され、積層体の一対の端面
に、その一方端部が延出するスパイラル状の第２の導体
パターンと、前記積層体の絶縁体層間に、その一部が間
に絶縁体層を挟んで前記第２の導体パターンと対向する
ように配置され、前記積層体のもう一方の一対の端面に
一方端部が延出するスパイラル状の第３の導体パターン
と、前記積層体の一対の端面に形成され、前記第１の導
体パターンの両端部及び第２の導体パターンの一端部と
接続する信号側端子電極と、前記積層体のもう一対の端
面に形成され、前記第３の導体パターンの一端部と接続
する接地側端子電極とから成るフィルタである。

【０００８】

【作用】以上の構成により、絶縁体層を介して対向しあ
う第２の導体パターンと第３の導体パターンとがスパイ
ラル状となっているので、Ｌ成分とＣ成分とが分布定数
的に発生することになる。従って、Ｌ成分とＣ成分とが
有効に作用しあい、急峻な減衰特性を得ることができ、
しかも、高周波領域では複数の直列共振により、周波数
の広い帯域で減衰を得ることができる。尚、第３の導体
パターンは、積層体のもう一方の一対の端面に形成され
た接地側端子電極に接続されて、接地電位となる。

【０００９】このＬ成分とＣ成分とが有効に作用しあう
ＬＣ回路素子に対して、第１の導体パターンが並列的に
接続されている。この第１の導体パターンと第２の導体
パターンとは、積層体の一方の一対の端面に形成した一
方の信号側の端子電極を介して接続されていることにな
る。

【００１０】従って、第２の導体パターンは信号側端子
電極、第３の導体パターンは接地側電位となる。

【００１１】同時に、第１の導体パターンは、ＬＣ回路
素子の信号電位側に接続され、例えば導体パターンの形
状、抵抗値によって、ジャンパー素子、抵抗素子、イン
ダクタンス素子となる。

【００１２】従って、第１の導体パターンが電気長が無
視でき、しかも抵抗が非常に小さい場合には、ジャンパ
ー素子として作用し、実質的に２端子型の素子であって
も、外観上３端子型素子となることができ、従来の実質
的に３端子素子と完全に互換性が現れる。

【００１３】また、第１の導体パターンにインダクタ成
分をもたせる場合や所定抵抗値を持たせる場合は、ＬＣ
回路素子に対して、ＬやＲを接続することになるため、
ＬＣのフィルター回路の特性において、従来に比較して
一層カットオフ周波数の近傍で急峻に減衰させることが
でき、フィルタの周波数選択性が大きく向上することに
なる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のフィルタを図面に
基づいて詳説する。図１は本発明のフィルタの外観斜視
図であり、図２は、フィルタの積層体部分を分解した斜
視図である。

【００１５】図１において、１は複数の絶縁体層１ａ、
１ｂ、１ｃ・・・が積層一体化して成る積層体であり、
２は積層体１の対向する一対の端面の一方に形成された
一方の信号側端子電極であり、３は積層体１の対向する
一対の端面の他方に形成された他方の信号側端子電極で
あり、４は、積層体１の対向するもう一対の端面の形成
された接地側端子電極である。尚、５は、４端子型素子
となるために、積層体１の内部又は裏面を介して接地側
端子電極４に接続する第２の接地側端子電極である。

【００１６】複数の絶縁体層１ａ、１ｂ、１ｃ・・・
は、その表面側に全く導体パターンの形成されていな絶
縁体層、例えば図２において１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｅ、
１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｋ、１ｌ、１ｍなどのマージン層
として作用する絶縁体層と、ジャンパー素子、抵抗素
子、インダクタンス素子を構成する第１の導体パターン
２１が表面に形成された絶縁体層１ｄ、ＬＣ回路素子を
構成する一方の第２の導体パターン２２が表面に形成さ
れた絶縁体層１ｉ、ＬＣ回路素子を構成する他方の第３
の導体パターン２３が表面に形成された絶縁体層１ｊな
どから構成されている。

【００１７】このような第１〜第３の導体パターン２１
〜２３は、絶縁体層１ｄ、１ｉ、１ｊとなるグリーンシ
ート上に所定形状の導体膜を形成しておき、絶縁体１ａ
〜１ｍとなるグリーンシートを積層し、一体的に焼成す
ることによって形成されることになる。

【００１８】積層体１を構成する絶縁体層１ａ〜１ｍ
は、例えば、アルミナ、ガラス−セラミックなどから絶
縁性を示す材料、ＴｉＯ₂を主成分とした誘電体セラミ
ックなどからなる誘電体材料、磁性体成分を含む磁性体
材料などが例示でき、積層体１の全体を同一の材料とす
ることもできるし、特定の絶縁体層を誘電体材料、磁性
体材料に置換して構成することもできる。尚、実施例で
は、絶縁体層１ａ〜１ｍとして、ＴｉＯ₂を主成分とし
た誘電体セラミック材料を用いているため、以下、絶縁
体層を誘電体層として説明する。

【００１９】この誘電体層１ａ〜１ｍとなるグリーンシ
ートは上述の材料のスラリーをドクターブレード法によ
ってテープ成型を行い、所定形状に切断して形成され
る。

【００２０】第１の導体パターン２１は、パターン形
状、導体材料などによって、ジャンパー素子、抵抗素
子、インダクタンス素子とすることができるものであ
り、誘電体層１ｄ上（誘電体層１ｃと１ｄとの層間）
に、積層体１の一対の端面に、その両端部が延出するよ
うに形成されている。これにより、第１の導体パターン
２１の両端は、端子電極２、３に夫々接続することにな
る。

【００２１】第２の導体パターン２２は、スパイラル状
に形成され、第３の導体パターン２３とともに分布定数
的にＬＣ回路素子を構成するものであり、誘電体層１ｉ
上（誘電体層１ｈと１ｉとの層間）に、積層体１の一対
の端面の一方端面に、その一端部が延出するように形成
されている。これにより、第２の導体パターン２２の一
端部は、端子電極２に接続することになる。

【００２２】第３の導体パターン２３は、スパイラル状
に形成され、第２の導体パターン２２とともに分布定数
的にＬＣ回路素子を構成するものであり、誘電体層１ｉ
を介して、第２の導体パターン２２とその一部が対向す
るように、誘電体層１ｊ上（誘電体層１ｉと１ｊとの層
間）に形成されている。また、第３の導体パターン２３
の一端部は、積層体１のもう一方の一対の端面の一方端
面に、その一端部が延出するように形成され、これによ
り、第３の導体パターン２２の一端部は、端子電極４に
接続することになる。

【００２３】図において、第２の導体パターン２２は、
約１．５ターンの平面的な巻線構造であり、第３の導体
パターン２３は、約１ターンの平面的な巻線構造であ
り、その結果、第２及び第３の導体パターン２２、２３
は、誘電体層１ｉを介して互いに約１ターン分だけ対向
していることになる。

【００２４】尚、この第２及び第３の導体パターン２
２、２３の長さ、幅は、インダクタンス値（Ｌ成分）に
大きく起因し、第２及び第３導体パターン２２、２３の
対向面積は、誘電体層１ｊの誘電体率、厚みにもよる
が、容量値（Ｃ成分）に大きく起因する。

【００２５】例えば、第２の導体パターン２２の長さは
７．５ｍｍであり、第３の導体導体パターン２３の長さ
は５．５ｍｍであり、第２及び第３の導体パターン２
２、２３の幅は、０．２ｍｍであり、第２及び第３の導
体パターン２２、２３の対向面積は、１．０６ｍｍ²で
ある。

【００２６】このような、導体パターン２２、２３は、
例えば、誘電体層１ｉ、１ｊとなる誘電体グリーンシー
ト上に、Ａｇ（Ａｇ合金）、Ｃｕ（Ｃｕ合金）を主成分
となる導電性ペーストをスクリーン印刷を行い、所定導
体膜を形成し、グリーンシートとともに、積層工程後に
一体的に焼成することによって形成される。

【００２７】第１の導体パターン２１は、積層体１の一
対の両端面の長さに相当する直線状に形成されている。

【００２８】第１の導体パターン２１をジャンパー素子
として用いる場合には、導体幅を比較的大きく、且つ導
体の抵抗を小さくすることによって達成され、具体的に
は例えば、誘電体層１ｄとなる誘電体グリーンシート上
に、Ａｇ（Ａｇ合金低抵抗材料であるＡｇ）、Ｃｕなど
を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷を行
い、比較的導体幅を広くするように所定導体膜を形成す
ることによって達成される。これによって、構成される
フィルタの等価回路図を図３（ａ）に示す。

【００２９】第１の導体パターン２１を抵抗素子として
用いる場合には、電気長を無視できるように、例えば導
体幅を比較的大きく、且つ導体の抵抗を比較的大きな材
料を用いることによって達成され、具体的には例えば、
誘電体層１ｄとなる誘電体グリーンシート上に、Ａｇ、
無機物フィラーなどを主成分とする導電性（抵抗）ペー
スト、酸化ルテニウムなどの金属酸化物を主成分とする
導電性（抵抗）ペーストをスクリーン印刷を行うことに
よって達成される。これによって、構成されるフィルタ
の等価回路図を図３（ｂ）に示す。

【００３０】第１の導体パターン２１をインダクタ素子
として用いる場合には、電気長を所定長さに設定するよ
うに必要に応じて蛇行状に形成し、また、第１の導体パ
ターン２１を挟持する誘電体層１ｃや１ｄに磁性体材料
の層を用いることによって達成される。これによって、
構成されるフィルタの等価回路図を図３（ｃ）に示す。

【００３１】端子電極２、３、４、５は、積層体１の２
つの一対の端面に形成され、例えば、積層体１の１対の
端面の一方端面の端子電極２は、第１の導体パターン２
１、第２の導体パターン２２に電気的に接続され、積層
体１の１対の端面の他方端面の端子電極３は、第１の導
体パターン２１に電気的に接続され、積層体１のもう１
対の端面の一方端面の端子電極４は、第３の導体パター
ン２３に電気的に接続されている。

【００３２】尚、端子電極２、３は信号側であり、入力
信号側端子電極、出力信号側端子電極は何れであっても
構わない。また、端子電極４は接地側であり、積層体１
の内部または外部を介して端子電極５と接続している。

【００３３】この端子電極２、３、４、５は、Ａｇ（Ａ
ｇ合金）からなる下地厚膜導体層と、その表面に形成さ
れたメッキ層とから構成されている。具体的には、下地
厚膜導体層は、焼成処理された積層体１の対向する端面
に、浸漬・塗布などによる厚膜技法によって導体が付着
された後、焼きつけ処理し、さらに、無電解メッキなど
によってＮｉや半田などのメッキ層を形成する。、この
ように、構成されたフィルタでは、第２の導体パターン
２２と第３の導体パターン２３との間の誘電体層１ｉ
で、例えば第２及び第３の導体パターン２、３の対向面
積に対応したＣ成分が発生するとともに、第２及び第３
導体パターン２２、２３は、所定長さを有しているた
め、夫々にＬ成分が形成することになる。即ち、図３
（ａ）〜（ｃ）の等価回路図に示すように、分布定数的
にＬ成分とＣ成分とでＬＣフィルタ素子が構成されるこ
とになる。

【００３４】また、図３（ａ）のように、第１の導体パ
ターン２１をジャンパー素子として用いると、従来２端
子型素子であったのに対して、３端子型とすることがで
きるため、従来のフィルタと互換性が発生することにな
る。そして、このフィルタは、動作的には、所定周波数
（共振周波数＝カットオフ周波数）で極を有するフィル
タとして動作することになる。具体的には、周波数の
低い領域（例えば５０ＭＨｚ以下）では、Ｌ成分の影響
が小さいので、Ｃ成分が主に有効に使われていることに
なる。そして、周波数がある領域（所定周波数、例えば
１００ＭＨｚ））以上になると、Ｌ成分が作用するよう
になり、急峻な減衰特性が見られるようになる。

【００３５】また、周波数の高い領域（例えば６００Ｍ
Ｈｚ以上）では、図３に示した等価回路図の端子電極４
に遠い部分（導体パターン２の他端寄り）では、インピ
ーダンスが大きくなり、電流が流れにくくなり、端子電
極４に近い部分（導体パターン２の一端寄り）では、対
向している接地電位の第３の導体パターン２３に電流が
還流されるようになるので、集中定数型の直列共振回路
と違い、高い周波数領域でも安定した減衰特性が維持で
きる。即ち、所定周波数より高い周波数の広帯域で良好
な減衰特性が得られる。

【００３６】このため、デジタル回路や高周波回路の直
流バイアス線などに用いられる高周波ノイズ成分を除去
のためのコンデンサと用いる際には、形状的（１つのチ
ップ部品で対応）簡略化に対応でき、また、特性的にも
適したものとなる。

【００３７】また、図３（ｂ）（ｃ）のように、第１の
導体パターン２１を抵抗素子、インダクタンス素子とし
て用いると、３端子型素子とすることができ、しかも、
所定周波数（共振周波数＝カットオフ周波数）で極を有
するフィルタとして動作することになる。具体的には、
周波数の低い領域（例えば５０ＭＨｚ以下）では、Ｌ成
分の影響が小さいので、Ｃ成分が主に有効に使われてい
ることになる。そして、周波数がある領域（所定周波
数、例えば１００ＭＨｚ））以上になると、第１の導体
パターン２１によるインピーダンス成分により、図３
（ａ）に比較して高いＬ成分が作用するようになり、一
層の急峻な減衰特性が見られるようになり、周波数の選
択性が大きく向上する。

【００３８】尚、上述の実施例においては、最も簡単な
構成として、第２の導体パターン２２と第３の導体パタ
ーン２３とが夫々一層づつが対向しているが、誘電体層
１ｉ、１ｊに対応する誘電体層を複数介在させて、第２
の導体パターンと第３の導体パターンとの対向数を複数
設けても構わない。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、第２の導体パターンと第
３の導体パターンとがＣ成分とＬ成分を分布定数的に構
成されている。このため、所定周波数よりも低い領域で
Ｃ成分のみを作用させ、所定周波数でＣ成分及びＬ成分
との作用により、急峻な減衰勾配が得られ、さらに、所
定周波数よりも高い領域では、広い周波数領域で安定し
た減衰特性を示すことができる。

【００４０】さらに、第１の導体パターンを信号側に設
けたため、３端子型素子とすることができ、これによ
り、従来多様されていた３端子フィルタとの互換性が高
まることになる。

【００４１】また、第１の導体パターンに抵抗成分、イ
ンダクタンス成分を付加することにより、ＬＣ回路の減
衰特性を、特に、カットオフ周波数付近で一層急峻に減
衰させることができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルタの外観斜視図である

【図２】本発明のフィルタの積層体部分の分解斜視図で
ある。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明のフィルタの等価回路
図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・積層体１ａ〜１ｍ・・・誘電体層２１・・・・・・第１の導体パターン２２・・・・・・第２の導体パターン２３・・・・・第３の導体パターン２、３・・・・・信号側端子電極４、５・・・・・接地側端子電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の絶縁体層を積層して形成される直
方体形状の積層体と、前記積層体の絶縁体層間に配置され、積層体の一対の端
面に、その両端部が延出する第１の導体パターンと、前記積層体の絶縁体層間に配置され、積層体の一対の端
面に、その一方端部が延出するスパイラル状の第２の導
体パターンと、前記積層体の絶縁体層間に、その一部が間に絶縁体層を
挟んで前記第２の導体パターンと対向するように配置さ
れ、前記積層体のもう一方の一対の端面に一方端部が延
出するスパイラル状の第３の導体パターンと、前記積層体の一対の端面に形成され、前記第１の導体パ
ターンの両端部及び第２の導体パターンの一端部と接続
する信号側端子電極と前記積層体のもう一対の端面に形成され、前記第３の導
体パターンの一端部と接続する接地側端子電極とから成
るフィルタ。