JPH11163656A - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 その目的は、電圧波形の歪みがなく、減衰極
の制御が容易なノイズフィルタを提供することにある。 【解決手段】 積層体１内に、概略直線状の信号側導体
パターン２、グランド側導体パターン３、該グランド導
体パターン３と概略正の磁気結合する蛇行状導体パター
ン４を配置するとともに、信号側導体パターン２の両端
及び蛇行状導体パターン４の両端部に信号側の端子電極
６、７、グランド側導体パターン３の一部にグランド側
の端子電極７を夫々接続したノイズフィルタである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体層を積層し
た積層体内に、実質的に信号側のインダクタンス成分及
びグランド側インダクタンス成分を有し、この両インダ
クタンス成分に量成分を付加して成るノイズフィルタに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘電体層を複数積層した積層体内
に、信号側インダクタンス成分及びグランド側インダク
タンス成分を有し、この両インダクタンス成分間に容量
成分を配置するように配置したノイズフィルタとして
は、種々提案されている。

【０００３】その典型的なノイズフィルタは、積層体を
構成する各誘電体層間、例えば第１の層間に信号側イン
ダクタンス成分を構成する蛇行状信号側導体パターンを
配置し、第２の層間にグランド側インダクタンス成分を
構成する蛇行状グランド側導体パターンを配置して、し
かも、信号側導体パターンとグランド側導体パターンと
を誘電体層を挟んで対向させて配置していた。

【０００４】そして、積層体の一対の端面に、信号側導
体パターンの両端に接続する端子電極を配置し、積層体
のもう一対の端面に、グランド側導体パターンの一部と
接続する端子電極を配置していた。

【０００５】これにより、信号側インダクタンス成分Ｌ
ｓとグランド側インダクタンス成分Ｌｇとの間に容量成
分が形成され、所定周波数帯域で所定減衰量を有するノ
イズフィルとなる。

【０００６】また、別の例としては、上述の積層体の誘
電体層間のうち、第２の層間に、概略平板状のグランド
側電極パターンを形成することも提案されている（特開
平４−７８１１９号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のノイズ
フィルタでは、信号側インダクタンス成分Ｌｓとグラン
ド側インダクタンス成分Ｌｇとの間で、直接容量成分を
形成していため、減衰極の位置制御のために、例えば、
グランド側インダクタンス成分Ｌｇを所定値に設定する
と、同時に、信号側インダクタンス成分に影響してしま
い、その結果、減衰極の容易な調整ができなかった。

【０００８】しかしも、従来のノイズフィルタでは、蛇
行状の信号側導体パターンで信号側インダクタンス成分
を構成した位置ので、必然的にインダクタンス成分が大
きくなってしまう（例えば２００nH）。これにより、フ
ィルタを用いたデジタル回路でのオーバシュート、アン
ダーシュート等が発生してしまい、電圧波形に歪みを生
じさせ易くなる。これは、信号側コイルＬｓのインダク
タ成分が大きい（一般に信号側コイルパターンの導体長
さがながくなる）と、インピーダンス成分が増加してし
まうことに起因するためである。同時に、電流値が増加
すると、ジュール熱が発生してしまい、誘電体層の比誘
電率などが変動してしまい、その結果、特性の変動の多
いノイズフィルとなってしまう。

【０００９】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、信号側インダクタンス成分
に起因する電圧波形の歪みを防止し、同時に、低周波領
域から高周波領域にわたり、簡単に減衰極の制御が可能
なノイズフィルタを提供することになる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の誘電体
層からなる積層体基板の誘電体層間に、概略直線状の信
号側導体パターン、グランド側導体パターン、及び蛇行
状導体パターンを配置し、該グランド側導体パターンと
蛇行状導体パターンとを概略正の磁気結合させるととも
に、前記信号側導体パターンの両端部及び蛇行状導体パ
ターンの両端部を、積層体の一対の端面に形成した一対
の信号側端子電極に接続し、前記グランド側導体パター
ンの一部を、積層体の端面に形成したグランド側端子電
極に接続して成ることを特徴とするノイズフィルタであ
る。

【００１１】

【作用】本発明によれば、信号側インダクタンス成分
が、概略直線状の信号側導体パターンによって形成され
ている。

【００１２】また、グランド側インダクタンス成分は、
分岐構造のグランド側導体パターン自身のインダクタン
ス成分、及びこのグランド側導体パターンと概ね正の磁
気結合を行う蛇行状導体パターンによって補助されたイ
ンダクタンス成分との合成になる。しかも、容量成分が
この両パターンで形成されることになる。

【００１３】さらに、信号側インダクタンス成分は、積
層体基板内に特性的には独立的に存在しているものの、
積層体の端面に形成された端子電極によって、蛇行状導
体パターンに接続されているため、その結果、全体とし
て、信号側インダクタンス成分、分岐構造のグランド側
導体パターンと蛇行状導体パターンとからなるグランド
側インダクタンス成分、さらに容量成分とでフィルタを
構成されている。

【００１４】信号側インダクタンス成分が概略直線状の
導体パターンによって形成されているため、インダクタ
ンス成分は低く、しかも、インピーダンスを低くするこ
とができる。これにより、電圧波形の歪みを防止でき
る。

【００１５】特に、この信号側インダクタンス成分とは
直接誘電体層を介してグランド側インダクタンス成分と
は対向していないため、その間に直接容量成分が発生し
ないことから、信号側のインダクタンス成分を、信号側
導体パターンの形状のみによって調整できる。

【００１６】また、フィルタ特性の減衰量及び減衰極の
位置制御に大きな影響を与えるグランド側インダクタ成
分及び容量成分については、グランド側導体パターンと
概ね正の磁気結合を行う蛇行状導体パターンとの形状に
よって制御が可能となる。

【００１７】従って、フィルタ特性を信号側インダクタ
ンス成分と切り離して、簡単に制御することができ、そ
の結果、低周波領域から高周波領域にわたり、安定した
減衰量が得られるノイズフィルタを提供することにな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のノイズフィルタを
図面に基づいて詳説する。

【００１９】図１は本発明のフィルタの外観斜視図であ
り、図２はその積層体部分の分解斜視図を示す。

【００２０】ノイズフィルタは、複数の誘電体層が積層
された積層体基板１と、この積層体基板０の端面に形成
した信号側端子電極（信号ライン側端子電極、ホットラ
イン側端子電極）５、６とグランド端子電極７と、積層
体基板１の内部に配置された信号側導体パターン２、グ
ランド側導体パターン３、第３の蛇行状導体パターン４
とから構成されている。

【００２１】積層体基板１は、例えば、１７層の誘電体
層１ａ〜１ｑが積層されて構成され、チタン酸バリウ
ム、チタンジルコン酸バリウムなどの誘電体材料から成
る誘電体層やフェライト材料を含有する磁性体層（本発
明では誘電体層という）が例示できる。

【００２２】積層体基板1 の内部に、Ａｇ、Ａｇ−Ｐ
ｄ、Ｃｕなどから成る各種導体パターン２、３、４が形
成されている。

【００２３】例えば、誘電体層１ｄと１ｅの層間及び１
ｅと１ｆとの層間、例えば誘電体層１ｅ及び１ｆの上面
には、概略直線状の信号側導体パターン２、２が形成さ
れている。また、誘電体層１ｉと１ｊとの層間及び１ｋ
と１ｌとの層間、例えば誘電体層１ｊ及び１ｌの上面に
は、分岐構造を有するグランド側導体パターン３、３が
形成されている。さらに、誘電体層１ｈと１ｉとの層
間、１ｊと１ｋとの層間及び１ｌと１ｍとの層間、例え
ば誘電体層１ｉ、１ｋ及び及び１ｍの上面には、蛇行状
導体パターン４、４、４が形成されている。

【００２４】また、積層体基板１の４つの端面には、端
子電極が形成されている。例えば、図１の積層体基板１
の一対の短辺の両端面には、信号側端子電極５、６が形
成されている。また、積層体の一対の長辺の端面には、
グランド側端子電極７が形成されている。

【００２５】このような構造は、各誘電体層となるグリ
ーンシート上に、積層構造に応じて、信号側導体パター
ン２、グランド側導体パターン３、蛇行状導体パターン
４となる導体膜を、ＡｇやＣｕなどの低抵抗材料を主成
分とする導電性ペーストを用いて印刷形成し、積層構造
に応じて、グリーンシートを積層圧着し、８００〜１０
００℃で同時焼成して積層体基板を得る。その後、バレ
ル研磨処理を行ったのち、端子電極５、６、７を形成す
る。

【００２６】上述の信号側導体パターン２は、その両端
部が積層体基板１の短辺側の両端面部分に延出するよう
に、概略直線状に形成されている。そして、この両端部
分は、端子電極５、６に接続されることになる。

【００２７】グランド側導体パターン３は、図３の直線
で示すように、その一端部が積層体基板１の長辺Ａの中
央部に延出して、短辺Ｂ、長辺Ｃに沿うように延出され
た周回パターン３１と、短辺Ｂの中央部分に相当する周
回パターン３１部分から、短辺Ｄの中央部分に延びる分
岐導体パターン３２とを備えている。そして、グランド
側導体パターン３の一端部は、端子電極７に接続され、
他端である２つの先端部は開放端部となっている。

【００２８】また、第３の蛇行状導体パターン４は、図
３に示すように、その両端部が積層体基板１の短辺側の
両端面部分に延出し、その間に積層体基板１の長手方向
にそって蛇行して形成されている。この蛇行状導体パタ
ーン４は、誘電体層１ｉ〜１ｌを介して対向するグラン
ド側導体パターン３と正の磁気結合している。そして、
蛇行状導体パターン４の両端は端子電極５、６に接続さ
れている。

【００２９】ここで、蛇行状導体パターン４は、信号側
導体パターン２に比較して、インピーダンス成分を充分
に大きくするために、例えば、導体幅を細く、しかも、
導体の長さを長くする必要がある。これは、信号側の端
子電極５、６間の信号側導体パターン３に信号が安定し
て流れるようにするためである。

【００３０】また、蛇行状導体パターン４は、グランド
側導体パターン３と概ね正の電磁界結合しなくてはなら
ない。蛇行状導体パターン４の両端は、信号側端子電極
５、６に接続されており、根本的にグランド端子電極７
に接続されたグランド側導体パターン３よりも高い電位
となっている。従って、蛇行状導体パターン４は両端側
から中央部分に向かって交流的な電流が流れ込むことに
なる。

【００３１】従って、蛇行状導体パターン４とグランド
側導体パターン３との対向部分においては、両導体パタ
ーン３、４の電流の流れ方向を実質的に同じにするよう
に形成する必要がある。図３では、点線に示す蛇行状導
体パターン４と直線で示すグランド側導体パターン３と
が互いに対向しあう部分の電流の流れ方向を考慮して、
特に、グランド側導体パターン３の形状を分岐構造とし
ている。

【００３２】以上のように、構造のノイズフィルタで
は、図４に示すような等価回路図となる。即ち、端子電
極５、６間に、非常に低インピーダンスで、低インダク
タンスの信号側導体パターン２からなる信号側インピー
ダンスＬｓが形成されることになる。また、グランド側
インダクタンス成分Ｌｇとしてはグランド側導体パター
ン３自身が有するインダクタンス成分Ｌ₁ と該インダク
タンス成分Ｌ₁ と正の結合する蛇行状導体パターン４に
よって増加されたインダクタンス成分Ｌ₂ とから構成さ
れて、そのインダクタンス成分Ｌ₁ とＬ₂ との間に所定
容量成分Ｃが発生することになる。

【００３３】本発明によれば、信号側インダクタンス成
分Ｌｓとグランド側インダクタンス成分Ｌｇとが、積層
体基板１の誘電体層１ｆ、１ｇ、１ｈの中間仕切り誘電
体層によって独立して構成されている。

【００３４】特に、信号側インダクタンス成分Ｌｓは、
導体パターン２の形状が概略直線状であること、複数の
誘電体層間に形成されていることから、低インピーダン
ス化及び低インダクタンス化が達成される。

【００３５】従って、デジタル回路の電圧波形でのオー
バシュート、アンダーシュート等を抑制し、電圧波形に
歪みを防止できる。しかも、電流によるジュール熱の発
生が抑制でき、誘電体層１ａ〜１ｑの比誘電率などを変
動させることがなく、信頼の高いノイズフィルタが達成
できる。

【００３６】また、フィルタ特性の減衰量、減衰極の制
御は、主に、グランド側インダクタンス成分及びグラン
ド側導体パターン３と蛇行状導体パターン４との間に発
生する容量成分（信号ラインとグランドライン間で発生
している）で行われる。

【００３７】減衰極を低域側に移動制御するには、グラ
ンド側インダクタンス成分Ｌｇを大きくすればよく、こ
の場合、蛇行状導体パターン４の形状をグランド側導体
パターン３との正の結合部分を長くして、且つ導体幅を
狭くすればよい。即ち、蛇行状導体パターン４を長く
し、導体幅を狭くすることにより、容量成分が実質的に
不変となり、蛇行状導体パターン３とグランド側導体パ
ターン４とによるグランド側インダクタンス成分Ｌｇの
みを大きくできる。

【００３８】また、減衰極を高域側に移動制御するに
は、グランド側インダクタンス成分Ｌｇを小さくすれば
よく、蛇行状導体パターン４の形状をグランド側導体パ
ターン３との正の結合部分を短くして、且つ導体幅を広
くすればよい。即ち、蛇行状導体パターン４を短くし、
導体幅を広くすることにより、容量成分が実質的に不変
となり、蛇行状導体パターン３とグランド側導体パター
ン４とによるグランド側インダクタンス成分Ｌｇのみを
小さくできる。

【００３９】この減衰極の移動制御字には、信号側イン
ダクタンス成分Ｌｓは大きく影響されないため、電圧波
形の歪みの改善は維持できる。

【００４０】次に、信号側導体パターン２のインダクタ
ンス成分Ｌｓによる電圧波形の歪み状態を図５に示す。
図５（ａ）は、ノイズフィル未使用時の電圧波形であ
る。図５（ｂ）は本発明品のフィルタを用いた時の電圧
波形であり、直線状の信号側導体パターン２のインダク
タンス成分は１０ｎＨｄ、インピーダンスは０．５Ωで
ある。これに対して、図５（ｃ）は従来のように蛇行状
の信号側導体パターンのフィルタを用い場合の電圧波形
である。

【００４１】図から明らかなように、本発明では、電圧
波形でのオーバシュート、アンダーシュート等を抑制
し、高調波成分を有効に取り除いた方形に近い電圧波形
が得られることになる。

【００４２】尚、上述の図１では、積層体基板１の４つ
の端面に夫々端子電極が形成されている。これは、例え
ば、長辺側の一方端面に導出されたグランド側端子電極
６を積層体基板１の底面を介して周囲されて、もうの一
方の端面にも形成している。

【００４３】これは、プリント配線基板上にノイズフィ
ルタを安定的に実装させるためである。

【００４４】また、図２では、積層体基板１は１７層の
誘電体層１ａ〜１ｑが積層されて構成されているが、例
えば、信号側導体パターン２によるインピーダンスを低
下させるために、図２では２層の信号側導体パターン２
を配置しているが、３層、４層と形成しても構わない。
また、信号側導体パターン２の積層数を増加させる変わ
りに信号側導体パターン２の導体幅を広くしても構わな
い。この信号側導体パターン２の形状の制御は、信号側
インダクタンス成分の所望値を考慮して決定すればよ
い。

【００４５】また、グランド側導体パターン３と蛇行状
導体パターン４との対向部分は、誘電体層の数で４層と
なっているが、減衰極をどの周波数に形成するかによっ
て、随時変更させればよい。また、グランド側導体パタ
ーンと蛇行状導体パターンとの形状によって制御するこ
ともできる。

【００４６】また、グランド側導体パターン３は図３で
は、分岐構造となっているが、これは、蛇行状導体パタ
ーンとの正の磁気接合を増加させるために行ったもので
あり、正の磁気結合度合いによっては、グランド側導体
パターンは種々変更することができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、信号側インダクタンス
成分と、グランド側インダクタンス成分及び信号ライン
−グランドライン間の容量成分とが、構造的に切り離さ
れて構成されている。

【００４８】従って、信号側インダクタンス成分を制御
して、電圧波形の歪みを抑制でき、ジュール熱の発生を
抑えた安定したノイズフィルタとなる。

【００４９】しかも、減衰極の制御が、グランド側導体
パターンと蛇行状導体パターンとの形状、積層構造で制
御でき、信号側導体パターンに何らの影響を与えるもの
ではない。従って、減衰極の制御が非常に簡単に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノイズフィルタの外観斜視図である。

【図２】本発明のノイズフィルタの積層体の分解斜視図
である。

【図３】グランド側導体パターンと蛇行状導体パターン
との対向関係を示す平面図である。

【図４】本発明のフィルタの等価回路図である。

【図５】デジタル回路の電圧波形の状態図を夫々示し、
（ａ）はノイズフィルタを用いる前の状態の電圧波形で
あり、（ｂ）は本発明のノイズフィルタを用いた時の電
圧波形であり、（ｃ）は従来のノイズフィルタを用いた
時の電圧波形である。

【符号の説明】

１・・・積層体基板 ２・・・信号側導体パターン ３・・・グランド側導体パターン ４・・・蛇行状導体パターン ５、６・・・・・信号側の端子電極 ７・・・・・・・グランド側の端子電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の誘電体層を積層した直方体形状の
   積層体基板の誘電体層の異なる層間に、概略直線状の信
   号側導体パターン、グランド側導体パターン及び蛇行状
   導体パターンを配置し、該グランド側導体パターンと蛇
   行状導体パターンとを概略正の磁気結合させるととも
   に、 前記信号側導体パターンの両端部及び蛇行状導体パター
   ンの両端部を、積層体基板の相対向する一対の端面に形
   成した一対の信号側端子電極に接続し、前記グランド側
   導体パターンの一部を、積層体基板の他の相対向する一
   対の端面に形成したグランド側端子電極に接続したこと
   を特徴とするノイズフィルタ。