KR20080087655A - 적층형 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 1실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)는 인덕터부(7)와 배리스터 적층부(9)가 계면(P)을 형성하도록 배치되어 있는 적층형 필터로, 배리스터층(81 내지 84)은 ZnO를 주성분으로 하고, 첨가물로서, Pr 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종의 원소, Co 및 Al을 함유하고 있고, 인덕터층(61 내지 69)은 ZnO를 주성분으로 하여, Co 및 Al을 실질적으로 함유하고 있지 않고, 인덕터 확산층(6D)은 Li을 함유하고 있고, 인덕터 도체부(121 내지 128)는 계면(P)으로부터 20㎛ 이상 떨어진 위치에 배치되어 있고, 배리스터 도체부(16, 17)는 계면(P)으로부터 40㎛ 이상 떨어진 위치에 배치되어 있다.
인덕터부, 배리스터부, 적층형 필터, 계면, 배리스터 도체부

Description

적층형 필터{Laminating filter}
본 발명은 적층형 필터에 관한 것이다.
최근, 전자기기에서는 고속동작을 위한 전송신호의 고주파화나, 전력의 경제성을 위한 저전압화 등이 진행되고 있다. 이러한 상황하에, 전자기기에서는 우수한 신뢰성을 확보하는 관점에서, 노이즈(noise) 또는 서지(serge) 등을 제거하는 기술이 점점 더 중요하게 되었다. 그래서, 노이즈 및 서지의 양쪽을 하나의 칩으로 제거할 수 있는 소자로서, 배리스터부 및 인덕터부가 적층되어 이루어지는 적층형 필터가 주목을 모으고 있다.
이러한 적층형 필터로서는 반도체 자기와 자성재료 자기를 접합하고, 이것을 일체 소결하여 얻어진 복합 기능소자가 알려져 있다(예를 들면, 일본 공개특허공보 제(평)7-220906호 참조).
그렇지만, 상술한 종래의 적층형 필터에서는 배리스터부와 인덕터부에서 적층체를 구성하고 있는 재료가 다르기 때문에, 소결시에서의 양자의 부피 변화의 정도가 크게 다르고, 이 때문에, 일체 소결시에 양자의 경계에 응력이 발생하기 쉬운 경향이 있었다. 그리고, 이것에 기인하여, 배리스터부와 인덕터부가 박리하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명자 등은 우선, 적층형 필터에 있어서, 배리스터부와 인덕터부의 박리를 저감하기 위해서, 인덕터부를, 배리스터부를 구성하고 있는 적층체와 같은 재료에 의해 형성하는 것을 시도하였다. 그 결과, 일체 소결을 한 경우에도, 배리스터부와 인덕터부의 박리가 극히 생기기 어려워지는 것이 판명되었다.
그런데, 통상 배리스터부의 적층체를 구성하고 있는 재료는 극히 저저항이라는 특성을 갖고 있기 때문에 인덕터의 재료로서는 적합하지 않고, 이러한 적층형 필터는 고주파 용도에 대한 적용이 곤란한 것이었다.
본 발명자 등은 이러한 지견에 기초하여 더욱 연구를 진행한 결과, 인덕터부를 배리스터부의 구성재료와 같은 적층체로 구성하는 동시에, 양 구성재료의 첨가물을 다르게 함으로써, 인덕터부의 적층체의 고저항화를 도모할 수 있는 것을 발견하였다. 그렇지만, 실제로 이러한 적층형 필터를 시험제작(試作)한 바, 고주파 특성이 저하되어 버리는 경우가 있다는 것이 판명되었다.
그래서, 본 발명은 인덕터부와 배리스터부의 박리를 저감하고, 또 고주파 특 성의 저하를 억제하는 것이 가능한 적층형 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적층형 필터는 인덕터층 내에 인덕터 도체부가 형성된 인덕터부와, 배리스터층 내에 배리스터 도체부가 형성된 배리스터부가 계면을 형성하도록 배치되어 있는 적층형 필터로, (a) 배리스터층은 ZnO를 주성분으로 하여, 첨가물로서, Pr 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종의 원소, Co 및 Al을 함유하고 있고, (b) 인덕터층은 ZnO를 주성분으로 하여, Co 및 Al을 실질적으로 함유하고 있지 않고, (c) 인덕터층에서의 계면측에 형성되는 확산층은 Li을 함유하고 있고, (d) 인덕터 도체부는 계면으로부터 20㎛ 이상 떨어진 위치에 배치되어 있고, (e) 배리스터 도체부는 계면으로부터 40㎛ 이상 떨어진 위치에 배치되어 있다.
이 적층형 필터에 의하면, 인덕터층 및 배리스터층이 같은 재료(ZnO)를 주성분으로 하고 있기 때문에, 이들의 층을 일체 소결할 때에, 양층의 사이에 적층체의 부피 변화율의 상위에 근거하는 응력 등이 발생하기 어렵다. 따라서, 인덕터부와 배리스터부의 박리를 대폭적으로 저감할 수 있다.
인덕터층을 구성하고 있는 재료, 즉, 주성분으로서 ZnO를 포함하고, Co 및 Al을 실질적으로 함유하지 않고 있는 재료는 ZnO 단체나, 상기 배리스터층의 구성재료(ZnO에 Pr 또는 Bi, Co 및 Al을 첨가한 것)와 비교하여, 극히 고저항율이고, 저유전율이라는 특성을 갖고 있다. 따라서, 이 적층형 필터에 의하면, 인덕터부가 우수한 인덕터 특성을 갖게 된다.
인덕터부와 배리스터부를 일체 소결할 때, 배리스터층에 함유된 Co 및 Al이 인덕터층으로 확산되면, Co는 유전율을 높게 하도록 작용하고, Al은 저항율을 낮게 하도록 작용하기 때문에, 인덕터층에서의 배리스터층과의 계면측의 확산층에서는 유전율(다시 말하면, 정전용량)이 증가하고, 저항율이 저하되어 버린다. 그 결과, 인덕터부의 인덕터 특성이 저하되고, 적층형 필터의 고주파 특성이 저하되어 버린다. 이 경우, 인덕터부의 인덕터 특성의 저하를 억제하기 위해서는 인덕터 도체부를 계면으로부터 100㎛ 이상 떨어뜨려야만 하는 것을 본 발명자 등의 연구로부터 알 수 있었다.
그렇지만, 이 적층형 필터에 의하면, 인덕터층에서의 확산층에 Li이 함유되어 있기 때문에, 확산층의 유전율의 증가를 억제할 수 있다. 그 결과, 인덕터 도체부를 계면으로부터 20㎛까지 가깝게 하여도, Co 및 Al의 확산에 기인하는 인덕터부의 인덕터 특성의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 이 적층형 필터에 의하면, 고주파 특성의 저하를 억제할 수 있고, 또한 소형화를 실현할 수 있다.
한편, 배리스터층에서의 인덕터층과의 계면측의 확산층에서는 인덕터부와 배리스터부를 일체 소결할 때에 Co 및 Al이 감소하기 때문에, 유전율(다시 말하면, 정전용량)이 저하되어, 배리스터 기능을 실질적으로 발현할 수 없다. 이 적층형 필터에 의하면, 배리스터 도체부를 계면으로부터 40㎛ 이상 떨어뜨리고 있기 때문에, 배리스터층에서의 확산층을 피하여 배리스터 도체부를 배치할 수 있다. 따라서, 배리스터부의 배리스터 특성의 저하를 억제할 수 있고, 적층형 필터의 고주파 특성의 저하를 억제할 수 있다.
상기한 적층형 필터에서는 표면으로부터 인덕터층의 확산층으로 상기 Li을 확산시키기 위해서, 인덕터 도체부에서의 상기 표면으로의 인출 도체부의 두께는 3㎛ 이상인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 인덕터 도체부의 인출 도체부의 두께가 3㎛ 이상으로 두껍기 때문에, 인덕터 도체부의 주위의 틈을 통해서, 표면으로부터 인덕터층의 확산층으로 Li을 적절히 확산시킬 수 있다.
상기한 적층형 필터에서는 인덕터 도체부와 계면의 이격거리는 100㎛ 이하인 것이 바람직하다.
인덕터 도체부와 배리스터 도체부의 사이에서는 전계 결합이 생기고 있다. 이 때문에, 복수의 필터소자가 병렬로 형성되는 어레이형의 적층형 필터에서는 외측의 필터소자와 비교하여 내측의 필터소자일 수록 전계 분포의 분포 폭이 큰 경향이 있다. 그 결과, 기생하는 정전용량의 소자 격차(채널 간 격차)가 증대하고, 고주파 특성의 소자 격차(채널 간 격차)가 증대하여 버린다.
그렇지만, 이 구성에 의하면, 인덕터 도체부와 계면의 이격거리가 100㎛ 이하로 짧기 때문에, 즉, 인덕터 도체부와 배리스터 도체부의 이격거리가 작기 때문에, 특히 내측의 필터소자에서의 전계 분포의 분포 폭의 증가를 저감할 수 있다. 따라서, 기생하는 정전용량치의 소자 격차가 저감되고, 고주파 특성의 소자 격차가 저감된다.
상기한 배리스터 도체부는 인덕터 도체부의 양단에 각각 접속된 1쌍의 핫 전극(hot electrode)과 접지 전극(ground electrode)을 갖고 있고, 1쌍의 핫 전극은 배리스터층 내의 동일 평면상에 100㎛ 이상 이격하여 배치되어 있는 것이 바람직하 다.
이 구성에 의하면, π형의 적층형 필터에서의 배리스터부의 1쌍의 핫 전극이 배리스터층 내의 동일 평면상에 배치되어 있기 때문에, 배리스터부의 층수를 삭감할 수 있다. 따라서, 적층형 필터의 소형화를 더욱 실현할 수 있다.
또한, 1쌍의 핫 전극은 100㎛ 이상 이격하고 있기 때문에, π형의 적층형 필터의 입출력간에 기생하는 정전용량의 증가를 저감할 수 있다. 따라서, 적층형 필터의 고주파 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
상기한 배리스터 도체부는 인덕터 도체부에 접속된 핫 전극과 1쌍의 접지 전극을 갖고 있고, 핫 전극은 인덕터부 및 배리스터부의 적층방향으로 1쌍의 접지 전극과 대향하고, 1쌍의 접지 전극의 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 배리스터부의 핫 전극이 1쌍의 접지 전극의 사이에 배치되어 있기 때문에, 배리스터부의 핫 전극측에 기생하는 정전용량의 증가를 저감할 수 있다. 그 결과, 적층형 필터의 고주파 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 인덕터부와 배리스터부의 박리를 저감하고, 또한 고주파 특성의 저하를 억제하는 것이 가능한 적층형 필터를 얻을 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서 상세하게 설명 한다. 또, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이기로 한다.
[제 1 실시형태]
도 1은 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터를 도시하는 사시도이고, 도 2는 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도이다. 또한, 도 3은 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 중앙 단면을 도시하는 단면도이고, 도 4는 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 회로도이다. 또, 도 3에서의 단면은 적층체(2)의 길이 방향 및 적층방향과 평행한 면이다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 적층형 필터(1)는 직방체형의 적층체(2)를 구비하고 있다. 적층체(2)에 있어서, 그 길이 방향에서의 양 단부에는 입력단자 전극(3) 및 출력단자 전극(4)이 형성되어 있고, 그 길이 방향과 직교하는 방향에서의 양 단면에는 1쌍의 접지단자 전극(5)이 형성되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 적층체(2)는 복수의 인덕터층(61 내지 69)이 적층되어 이루어지는 인덕터 적층부(7; 인덕터부)와, 복수의 배리스터층(81 내지 84)이 적층되어 이루어지는 배리스터 적층부(9; 배리스터부)를 포함한다. 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)는 계면(P)을 형성하도록 배치되어 있다. 적층체(2)에 있어서, 인덕터층(69)과 배리스터층(81)의 사이에 계면(P)이 형성되어 있다.
인덕터층(61 내지 69)은 전기적 절연성을 갖는 재료에 의해 직사각형 얇은 판자형으로 형성되어 있고, 입력단자 전극(3)이 형성되는 가장자리부로부터 시계 방향으로 가장자리부(6a, 6b, 6c, 6d)를 갖고 있다. 인덕터층(61 내지 69)은 ZnO를 주성분으로 하는 세라믹재료로 구성되어 있다.
인덕터층(61 내지 69)을 구성하는 세라믹재료는 ZnO 외에, 첨가물로서 Pr, K, Na, Cs, Rb 등의 금속원소를 함유하고 있어도 좋다. 그 중에서도, Pr를 첨가하면 특히 바람직하다. Pr의 첨가에 의해, 인덕터층(61 내지 69)과 배리스터층(81 내지 84)의 부피 변화율의 차를 용이하게 저감할 수 있다. 또한, 인덕터층(61 내지 69)에는 배리스터 적층부(9)와의 접합성의 향상을 목적으로 하여, Cr, Ca나 Si가 더욱 포함되어 있어도 좋다.
인덕터층(61 내지 69) 중에 포함되는 이들의 금속원소는 금속단체나 산화물 등의 여러가지의 형태로 존재할 수 있다. 인덕터층(61 내지 69)에 포함되는 첨가물의 적절한 함유량은 해당 인덕터층에 포함되는 ZnO의 총량 중, 0.02mol% 이상 2mol% 이하면 바람직하다. 이들의 금속원소의 함유량은 예를 들면, 유도 결합 고주파 플라즈마 발광분석장치(ICP)를 사용하여 측정할 수 있다.
또한, 인덕터층(61 내지 69)은 후술하는 배리스터층(81 내지 84)에 포함되는 Co 및 Al을 실질적으로 함유하지 않은 것이다. 여기에서, 「실질적으로 함유하지 않았다」는 상태는 이들의 원소를, 인덕터층(61 내지 69)을 형성할 때에 원료로서 의도적으로 함유시키지 않은 경우의 상태를 말하는 것으로 한다. 예를 들면, 배리 스터 적층부(9)로부터 인덕터 적층부(7)에 대한 확산 등에 의해서 의도하지 않게 이들의 원소가 포함되는 경우는 「실질적으로 함유하지 않았다」는 상태에 해당한다. 또, 인덕터층(61 내지 69)은 상술한 조건을 만족시키는 한, 특성의 향상 등을 목적으로 하여, 그 밖의 금속원소 등을 더욱 포함하고 있어도 좋다.
배리스터층(81 내지 84)은 직사각형 얇은 판자형으로 형성되어 있고, 입력단자 전극(3)이 형성되는 가장자리부로부터 시계 방향으로 가장자리부(8a, 8b, 8c, 8d)를 갖고 있다. 배리스터층(81 내지 84)은 ZnO를 주성분으로 하는 세라믹재료로 구성되어 있다.
이 세라믹재료 중에는 첨가물로서, Pr 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종의 원소, Co 및 Al이 더욱 포함되어 있다. 여기에서, 배리스터층(81 내지 84)은 Pr에 첨가하여 Co를 포함하기 때문에, 우수한 전압 비직선 특성, 높은 유전율(ε)을 갖게 된다. 또한, Al을 더욱 포함하기 때문에 저저항이 된다.
배리스터층(81 내지 84)의 첨가물로서의 금속원소는 배리스터층(81 내지 84)에 있어서, 금속단체나 산화물 등의 형태로 존재할 수 있다. 또, 배리스터층(81 내지 84)은 더욱 특성의 향상을 목적으로 하여, 첨가물로서 상술한 것 이외의 금속원소 등(예를 들면, Cr, Ca, Si, K 등)을 더욱 함유하고 있어도 좋다.
이와 같이, 인덕터층(61 내지 69)과 배리스터층(81 내지 84)의 구성재료와 같은 구성으로 함으로써, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 박리를 방지할 수 있다. 계속해서, 더욱 상세하게 인덕터층(61 내지 69)과 배리스터층(81 내지 84)에 관해서 설명한다.
인덕터층(61 내지 68)은 Co 및 Al을 첨가하지 않고, Co 및 Al을 함유하지 않도록 형성된다. 따라서, 인덕터층(61 내지 68)은 유전율이 작고, 게다가 저항율이 높기 때문에, 인덕터층의 구성재료로서 극히 적합한 특성을 갖고 있다.
인덕터층(69)은 인덕터층(61 내지 68)과 같이, Co 및 Al을 첨가하지 않고, Co 및 Al을 함유하지 않은 재료로 형성된다. 그러나, 제조공정에서, 인덕터층(69)이 되는 인덕터 그린시트에는, 배리스터층(81)이 되는 배리스터 그린시트에 포함되는 Co 및 Al이 확산된다. 즉, 인덕터층(69)은 계면(P)을 따라 Co 및 Al을 함유하는 인덕터 확산층(6D)을 갖는다.
인덕터 확산층(6D)은 또 Li을 함유하고 있다. 단, 이 Li은 원료로서 이들의 층에 첨가된 것이 아니라, 후술하는 바와 같은 제조방법에 있어서, 인덕터 적층부(7) 및 배리스터 적층부(9)를 구비하는 적층체(2)를 형성한 후에, 이 적층체(2)의 표면에 Li을 포함하는 원료를 부착시키고, 이것이 확산됨으로써 첨가된 것이다.
인덕터 확산층(6D)에서는 Co 및 Al을 함유함으로써, 유전율이 인덕터층(61 내지 68)에서의 유전율보다도 높고, 인덕터 기능이 저해될 수 있게 되지만, 더욱 Li을 함유함으로써, 유전율의 증가가 억제되고, 인덕터 기능의 저해가 억제되게 된 다.
또, Li은 인덕터 적층부(7)에서의 인덕터층(61 내지 69) 전체에 확산되어 있어도 좋다. 이것에 의해서, 인덕터 적층부(7)에서의 인덕터 특성이 향상되게 된다.
한편, 배리스터층(81)은 배리스터층(82 내지 84)과 같은 재료로 작성된다. 그러나, 제조공정에서, 배리스터층(81)이 되는 배리스터 그린시트에서는 함유하는 Co 및 Al이 인덕터층(69)이 되는 인덕터 그린시트로 확산된다. 즉, 배리스터층(81)은 계면(P)을 따라 Co 및 Al의 함유율이 배리스터층(82 내지 84)의 함유율보다도 저하된 배리스터 확산층(8D)을 갖는다.
배리스터 확산층(8D)에서는 Co 및 Al의 함유율이 저하됨으로써, 유전율이 배리스터층(82 내지 84)의 유전율보다도 낮고, 배리스터 기능이 저하되게 된다.
또, 배리스터 적층부(9)에서는 핫 전극(16) 및 접지 전극(17)의 사이에 있는 배리스터층(82)의 영역에는 Li은 될 수 있는 한 포함되지 않는 것이 바람직하다. 그리고, 본 실시형태에서는 상술과 같이 적층체(2)의 표면으로부터 Li을 확산시키고 있기 때문에, 배리스터층(82)의 상기 영역까지 Li이 확산되는 것이 극히 적고, 해당 영역에는 Li이 실질적으로 포함되지 않는 상태로 되어 있다.
인덕터 적층부(7)에 있어서, 인덕터층(63, 67)상의 각각에는 가장자리부(6b), 가장자리부(6c) 및 가장자리부(6d)를 따라 연장하는 인덕터 도체부(121, 122)가 형성되어 있고, 인덕터층(65)상에는 가장자리부(6d), 가장자리부(6a) 및 가장자리부(6b)를 따라 연장하는 인덕터 도체부(123)가 형성되어 있다. 또, 인덕터층(64, 68)상의 각각에는 가장자리부(6a), 가장자리부(6b) 및 가장자리부(6c)를 따라 연장하는 인덕터 도체부(124, 125)가 형성되어 있고, 인덕터층(66)상에는 가장자리부(6c), 가장자리부(6d) 및 가장자리부(6a)를 따라 연장하는 인덕터 도체부(126)가 형성되어 있다. 또, 인덕터층(62)상에는 입력단자 전극(3)과 접속된 인덕터 도체부(127)가 형성되어 있고, 인덕터층(69) 상에는 출력단자 전극(4)과 접속된 인덕터 도체부(128)가 형성되어 있다.
그리고, 인덕터 도체부(121)의 가장자리부(6d)측 또한 가장자리부(6a)측의 단부와 인덕터 도체부(124)의 가장자리부(6d)측 또한 가장자리부(6a)측의 단부는, 인덕터층(63)에 형성된 관통 구멍을 통해서 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 인덕터 도체부(124)의 가장자리부(6c)측 또한 가장자리부(6d)측의 단부와 인덕터 도체부(123)의 가장자리부(6c)측 또한 가장자리부(6d)측의 단부는 인덕터층(64)에 형성된 관통 구멍을 통해서 전기적으로 접속되어 있고, 인덕터 도체부(123)의 가장자리부(6b)측 또한 가장자리부(6c)측의 단부와 인덕터 도체부(126)의 가장자리부(6b)측 또한 가장자리부(6c)측의 단부는 인덕터층(65)에 형성된 관통 구멍을 통해서 전기적 으로 접속되어 있다. 또, 인덕터 도체부(126)의 가장자리부(6a)측 또한 가장자리부(6b)측의 단부와 인덕터 도체부(122)의 가장자리부(6a)측 또한 가장자리부(6b)측의 단부는 인덕터층(66)에 형성된 관통 구멍을 통해서 전기적으로 접속되어 있고, 인덕터 도체부(122)의 가장자리부(6d)측 또한 가장자리부(6a)측의 단부와 인덕터 도체부(125)의 가장자리부(6d)측 또한 가장자리부(6a)측의 단부는 인덕터층(67)에 형성된 관통 구멍을 통해서 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 인덕터 도체부(127)와 인덕터 도체부(121)의 가장자리부(6a)측 또한 가장자리부(6b)측의 단부는 인덕터층(62)에 형성된 관통 구멍을 통해서 전기적으로 접속되어 있고, 인덕터 도체부(128)와 인덕터 도체부(125)의 가장자리부(6c)측 또한 가장자리부(6d)측의 단부는 인덕터층(68)에 형성된 관통 구멍을 통해서 전기적으로 접속되어 있다.
이상으로부터, 적층형 필터(1)는 인덕터 적층부(7) 내에 형성된 복수의 인덕터 도체부(121 내지 128)가 전기적으로 접속됨으로써 구성된 코일을 포함하는 인덕터(10)를 구비한다. 일련의 인덕터 도체부(121 내지 128)는 일단이 입력단자 전극(3)과 전기적으로 접속되는 동시에, 타단이 출력단자 전극(4)과 전기적으로 접속되게 된다. 또, 인덕터 도체부(121 내지 128)는 Ag 및 Pd을 포함하는 재료에 의해 형성되어 있다.
배리스터 적층부(9)에 있어서, 배리스터층(83)상에는 그 중앙부를 가장자리부(8b)를 따라 연장하여, 일단이 가장자리부(8c)에 도달하여 출력단자 전극(4)과 전기적으로 접속된 핫 전극(16; 배리스터 도체부)이 형성되어 있다. 또한, 배리스터층(82)상에는 그 중앙부를 가장자리부(8a)를 따라 연장하여, 양단이 가장자리부(8b) 및 가장자리부(8d)에 도달하여 접지단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(17; 배리스터 도체부)이 형성되어 있다.
이것에 의해, 적층형 필터(1)는 출력단자 전극(4)과 전기적으로 접속된 핫 전극(16), 및 접지단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(17)이 배리스터층(82)을 사이에 두고 배리스터부 내에 형성됨으로써 구성된 1쌍의 배리스터 전극을 포함하는 배리스터(20)를 구비하게 된다. 또, 핫 전극(16) 및 접지 전극(17)은 Ag 및 Pd을 포함하는 재료에 의해 형성되어 있다.
인덕터 도체부(121 내지 128)는 인덕터층(62 내지 69)에 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 20㎛ 이상 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 인덕터 도체부(128)와 배리스터 적층부(9)의 사이에 위치하는 인덕터층(69)의 두께 치수(D1)는 20㎛ 이상이다.
핫 전극(16) 및 접지 전극(17)은 배리스터층(82)을 사이에 두고 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 40㎛ 이상 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 접지 전극(17)과 인덕터 적층부(7)의 사이에 위치하 는 배리스터층(81)의 두께 치수(D2)는 40㎛ 이상이다.
또한, 인덕터 도체부(127)와 인덕터 도체부(128)는 인덕터 도체부(121 내지 128)에 있어서 적층체(2)의 표면으로의 인출 배선부로서 기능하고 있고, 인덕터 도체부(128)의 적층방향의 두께(D3)가 3㎛ 이상이다. 이것에 의해서, 인덕터 도체부(128)의 주위의 틈을 통해, 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터 확산층(6D)으로 Li이 확산되기 쉬워진다. 또, 인덕터 도체부(127)의 적층방향의 두께도 3㎛ 이상이어도 좋다. 이것에 의해서, 인덕터 도체부(127)의 주위의 틈을 통해, 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터층(62 내지 69)으로 Li이 확산되기 쉬워진다.
다음에, 상술한 적층형 필터(1)의 제조방법에 관해서 설명한다.
우선, 인덕터층(61 내지 69)이 되는 인덕터 그린시트를 준비한다. 이 인덕터 그린시트는 예를 들면, ZnO, Pr6O11, Cr2O3, CaCO3, SiO2 및 K2CO3의 혼합분을 원료로 한 슬러리를 닥터블래이드법에 의해 필름형으로 도포하는 것으로 형성된다.
인덕터층(61 내지 68)이 되는 인덕터 그린시트는 예를 들면, 두께가 20㎛ 정도가 되도록 도포하는 것으로 형성된다. 인덕터층(69)이 되는 인덕터 그린시트는 소성 후의 두께 치수(D1)가 20㎛ 이상이 되도록, 두께 20㎛ 정도로 도포하여 형성한 인덕터 그린시트를 적절하게 겹쳐 형성된다.
또한, 배리스터층(81 내지 84)이 되는 배리스터 그린시트를 준비한다. 이 배 리스터 그린시트는 예를 들면, ZnO, Pr6O11, CoO, Cr2O3, CaCO3, SiO2, K2CO3 및 Al2O3의 혼합분을 원료로 한 슬러리를 닥터블래이드법에 의해 필름형으로 도포하는 것으로 형성된다.
배리스터층(82 내지 84)이 되는 배리스터 그린시트는 예를 들면, 두께가 30㎛ 정도가 되도록 도포하는 것으로 형성된다. 배리스터층(81)이 되는 배리스터 그린시트는 소성 후의 두께 치수(D2)가 40㎛ 이상이 되도록, 두께 30㎛ 정도로 도포하여 형성한 배리스터 그린시트를 적절하게 겹쳐 형성된다.
계속해서, 인덕터층(62 내지 68)이 되는 인덕터 그린시트의 소정의 위치(즉, 인덕터 도체부(121 내지 127)에 대하여 관통 구멍을 형성해야 하는 위치)에, 레이저 가공 등에 의해서 관통 구멍을 형성한다.
계속해서, 인덕터층(62 내지 69)이 되는 인덕터 그린시트상에, 인덕터 도체부(121 내지 128)에 대응하는 도체 패턴을 형성한다. 이 도체 패턴은 Ag 및 Pd을 주성분으로 하는 도체 페이스트를 인덕터 그린시트상에 스크린인쇄하는 것으로 형성된다. 인출 배선으로서 기능하는 인덕터 도체부(121, 128)는 소성 후의 두께가 3㎛ 이상이 되도록 형성된다. 그 밖의 인덕터 도체부(122 내지 127)는 예를 들면, 소성 후의 두께가 8㎛ 정도가 되도록 형성된다. 또, 인덕터층(62 내지 68)이 되는 인덕터 그린시트에 형성된 관통 구멍 내에는 인덕터 그린시트상에 대한 도체 페이스트의 스크린인쇄에 의해서, 도체 페이스트가 충전된다.
또한, 배리스터층(82, 83)이 되는 배리스터 그린시트상에, 핫 전극(16) 및 접지 전극(17)에 대응하는 도체 패턴을 형성한다. 이 도체 패턴은 Ag 및 Pd을 주성분으로 하는 도체 페이스트를 배리스터 그린시트상에 스크린인쇄 하는 것으로, 예를 들면, 소성 후의 두께가 1.5㎛ 정도가 되도록 형성된다.
계속해서, 인덕터층(61 내지 69)이 되는 인덕터 그린시트와, 배리스터층(81 내지 84)이 되는 배리스터 그린시트를 소정의 순서로 적층하여 압착하여, 칩 단위로 절단한다. 그 후, 소정의 온도(예를 들면, 1100 내지 1200℃ 정도의 온도)로 소성하여, 적층체(2)를 얻는다.
이 때, 인덕터 그린시트와 인접하여 적층된 배리스터 그린시트로부터 인덕터 그린시트로 Co 및 Al이 확산되어, 인덕터 그린시트 및 배리스터 그린시트의 계면(P) 부근에 각각 확산층이 형성된다. 즉, Co 및 Al을 함유하는 인덕터 확산층(6D)과, Co 및 Al을 함유율이 저하된 배리스터 확산층이 형성되게 된다.
계속해서, 얻어진 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터층(61 내지 69)에, 인덕터 도체부(121, 128)의 주위의 틈을 통해서 Li을 확산시킨다. 특히, 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터 확산층(6D)에, 인덕터 도체(128)의 주위의 틈을 통해서 Li을 확산시킨다. 여기에서는 얻어진 적층체(2)의 표면에 Li 화합물을 부착시킨 후, 열처리 등을 한다. Li 화합물의 부착에는 밀폐 회전 포트를 사용할 수 있다. Li 화합물 로서는 특별히 한정되지 않지만, 열처리함으로써 Li이 적층체(2)의 표면으로부터 그 내부로 확산할 수 있는 화합물로, 예를 들면, Li의 산화물, 수산화물, 염화물, 초산염, 붕산염, 탄산염 및 옥살산염 등을 들 수 있다.
이와 같이 하여, 인덕터 확산층(6D)은 Co 및 Al에 첨가하여 Li을 함유하게 된다. 또한, 인덕터 도체부(121 내지 128)는 계면(P)으로부터 20㎛ 이상 떨어진 위치에 배치되고, 핫 전극(16) 및 접지 전극(17)은 계면(P)으로부터 40㎛ 이상 떨어진 위치에 배치되게 된다.
계속해서, 적층체(2)의 외표면에, 입력단자 전극(3), 출력단자 전극(4) 및 접지단자 전극(5)을 형성하여, 적층형 필터(1)를 완성시킨다. 각 단자 전극(3 내지 5)은 적층체(2)의 외표면에, Ag을 주성분으로 하는 도체 페이스트를 전사하여 소정의 온도(예를 들면, 700℃ 내지 800℃의 온도)로 소결을 하고, 또, Ni/Sn, Cu/Ni/Sn, Ni/Au, Ni/Pd/Au, Ni/Pd/Ag, 또는 Ni/Ag을 사용한 전기도금을 실시하는 것으로 형성된다. 적층형 필터(1)의 완성 치수는 길이 1.0mm, 폭 0.5mm, 두께 0.5mm이다.
이상 설명한 바와 같이, 적층형 필터(1)는 도 4에 도시되는 바와 같이, 인덕터(10) 및 배리스터(20)에 의해서 L형의 회로를 구성하고, 인덕터(10)는 4Ω 내지 100Ω의 직류저항을 갖게 된다. 이것에 의해, 배리스터 전압을 넘는 높은 전압의 노이즈가 입력에 인가되었을 때에, 배리스터 효과에 의해서 급격히 흐른 전류가 노이즈가 되어 통과하는 것을 저지할 수 있다.
이와 같이, 제 1 실시형태의 적층형 필터(1)에 의하면, 인접하는 인덕터 적 층부(7)와 배리스터 적층부(9)가 서로 같은 성분 ZnO를 주성분으로서 함유하기 때문에, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이에 생기는 박리를 방지할 수 있다.
적층체(2)를 일체 소결할 때, 배리스터 확산층(8D)에 함유된 Co 및 Al이 인덕터 확산층(6D)으로 확산되면, Co는 유전율을 높게 하도록 작용하고, Al은 저항율을 낮게 하도록 작용하기 때문에, 인덕터 확산층(6D)에서는 유전율(다시 말하면, 정전용량)이 증가하고, 저항율이 저하되어 버린다. 그 결과, 인덕터 적층부(7)의 인덕터 특성이 저하되고, 적층형 필터(1)의 고주파 특성이 저하되어 버린다. 이 경우, 인덕터 적층부(7)의 인덕터 특성의 저하를 억제하기 위해서는 인덕터 도체부(121 내지 128)를 계면(P)으로부터 100㎛ 이상 떨어뜨려야만 하는 것을 본 발명자 등의 연구로부터 알 수 있었다.
그렇지만, 제 1 실시형태의 적층형 필터(1)에 의하면, 인덕터 확산층(6D)에 Li이 함유되어 있기 때문에, 인덕터 확산층(6D)의 유전율의 증가를 억제할 수 있다. 그 결과, 인덕터 도체부(121 내지 128)를 계면(P)으로부터 20㎛까지 가깝게 하여도, Co 및 Al의 확산에 기인하는 인덕터 적층부(7)의 인덕터 특성의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 이 적층형 필터(1)에 의하면, 고주파 특성의 저하를 억제할 수 있고, 또한 소형화를 실현할 수 있다.
한편, 배리스터 확산층(8D)에서는 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)를 일체 소결할 때에 Co 및 Al이 감소하기 때문에, 유전율(다시 말하면, 정전용량)이 저하되어, 배리스터 기능을 실질적으로 발현할 수 없다. 제 1 실시형태의 적층형 필터(1)에 의하면, 배리스터 도체부(16, 17)를 계면으로부터 40㎛ 이상 떨어뜨리고 있기 때문에, 배리스터 확산층(8D)을 피하여 배리스터 도체부(16, 17)를 배치할 수 있다. 따라서, 배리스터 적층부(9)의 배리스터 특성의 저하를 억제할 수 있고, 적층형 필터(1)의 고주파 특성의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태의 적층형 필터(1)에 의하면, 인출 도체로서 기능하는 인덕터 도체부(128)의 두께가 3㎛ 이상으로 두껍기 때문에, 인덕터 도체부(128)의 주위의 틈을 통해서, 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터 확산층(6D)으로 Li을 적절히 확산시킬 수 있다. 또한, 인덕터 도체부(128)의 폭은 변경하지 않기 때문에, 인덕터 도체부(128)에 기생하는 정전용량, 즉 인덕터 도체부(121 내지 128)에 기생하는 정전용량이 증가하지 않는다. 그 결과, 인덕터 적층부(7)의 인덕터 특성을 저해시키지 않고, 적층형 필터(1)의 고주파 특성을 저해하지 않는다.
상기 실시형태에서는 적층형 필터(1)의 외형 치수가 길이 1.0mm, 폭 0.5mm, 두께 0.5mm라고 하였지만, 이 치수에 한정되지 않는다. 외형 치수가 길이 3.2mm, 폭 1.6mm, 두께 0.85mm의 크기보다 작은 소형의 적층형 필터에서 상기 효과가 유효하다.
[제 2 실시형태]
도 5는 제 2 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도이고, 도 6은 제 2 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 회로도이다. 제 2 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)는 배리스터(20)의 구성에 있어서 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)와 상위하고 있다.
즉, 도 5에 도시되는 바와 같이, 배리스터 적층부(9)는 배리스터층(81)과 배리스터층(84)의 사이에 복수의 배리스터층(83, 82, 85)이 차례로 적층되어 구성되어 있다. 배리스터층(83)상에는 그 중앙부를 가장자리부(8b)를 따라 연장하여, 일단이 가장자리부(8c)에 도달하여 출력단자 전극(4)과 전기적으로 접속된 핫 전극(161)이 형성되어 있고, 배리스터층(85)상에는 그 중앙부를 가장자리부(8b)를 따라 연장하여, 일단이 가장자리부(8a)에 도달하여 입력단자 전극(3)과 전기적으로 접속된 핫 전극(162)이 형성되어 있다. 또한, 배리스터층(82)상에는 그 중앙부를 가장자리부(8a)를 따라 연장하여, 양단이 가장자리부(8b) 및 가장자리부(8d)에 도달하여 접지단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(17)이 형성되어 있다.
이것에 의해, 적층형 필터(1)는 출력단자 전극(4)과 전기적으로 접속된 핫 전극(161), 및 접지단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(17)이 배리스터층(83)을 사이에 두고 배리스터 적층부(9) 내에 형성됨으로써 구성된 배리스터(201)와, 입력단자 전극(3)과 전기적으로 접속된 핫 전극(162), 및 접지단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(17)이 배리스터층(82)을 사이에 두고 배리스터 적층부(9) 내에 형성됨으로써 구성된 배리스터(202)를 구비하게 된다.
또한, 인덕터층(69)에는 계면(P)을 따라 인덕터 확산층(6D)이 형성되어 있고, 인덕터 확산층(6D)은 Li을 함유하고 있다. 또한, 배리스터층(81)에는 계면(P)을 따라 배리스터 확산층(8D)이 형성되어 있다.
인덕터 도체부(121 내지 128)는 제 1 실시형태와 같이, 인덕터층(62 내지 69)에 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 20㎛ 이상 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 인덕터층(69)의 두께 치수(D1)는 20㎛ 이상이다. 또한, 인덕터 도체부(128)의 두께는 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터 확산층(6D)으로 Li이 확산되기 쉽도록 3㎛ 이상이다.
핫 전극(161, 162) 및 접지 전극(17)은 배리스터층(83, 85, 82)에 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 40㎛ 이상 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 배리스터층(81)의 두께 치수(D2)는 40㎛ 이상이다.
이상과 같이 구성된 적층형 필터(1)는 도 6에 도시되는 바와 같이, 인덕터(10) 및 배리스터(201, 202)에 의해서 n형의 회로를 구성한다. 이것에 의해, 배리스터 전압을 넘는 높은 전압의 노이즈가 입력에 인가되었을 때에, 배리스터 효과에 의해서 급격히 흐른 전류가 노이즈가 되어 통과하는 것을 저지할 수 있다.
이 제 2 실시형태의 적층형 필터(1)에서도, 제 1 실시형태의 적층형 필터(1)와 같은 이점을 얻을 수 있다.
[제 3 실시형태]
도 7은 제 3 실시형태에 관계되는 적층형 필터를 도시하는 사시도이고, 도 8은 제 3 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도이다. 또한, 도 9는 제 3 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 회로도이다. 제 3 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)는 어레이형으로 구성되어 있는 점에서 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)와 상위하고 있다.
즉, 도 7에 도시되는 바와 같이, 적층체(2)에 있어서, 그 길이 방향과 직교하는 방향에서의 양 단면에는 4개의 1쌍의 입출력단자 전극(3, 4)이 병설되어 있다. 그리고, 도 8에 도시되는 바와 같이, 인덕터 적층부(7) 내에는 4세트의 인덕터 도체부(121 내지 128)가 병설되어 있고, 배리스터 적층부(9) 내에는 4개의 핫 전극(16)과 1쌍의 접지 전극(171, 172)이 배치되어 있다.
배리스터 적층부(9)는 배리스터층(81)과 배리스터층(84)의 사이에 복수의 배리스터층(82, 83, 85)이 차례로 적층되어 구성되어 있다. 배리스터층(83)상에는 4개의 핫 전극(16)이 병설되어 있다. 배리스터층(82, 85)상에는 각각, 평면형의 접지 전극(171, 172)이 형성되어 있다. 즉, 핫 전극(16)은 적층체(2)의 적층방향으로 1쌍의 접지 전극(171, 172)과 대향하여, 1쌍의 접지 전극(171, 172)의 사이에 두어져 있다.
이로부터, 4개의 배리스터(20)는 각각, 출력단자 전극(4)과 전기적으로 접속된 핫 전극(16)과, 접지단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(171, 172)과, 이들의 전극의 사이에 있는 배리스터층(82, 83)에 의하여 형성되게 된다.
또한, 인덕터층(69)에는 계면(P)을 따라 인덕터 확산층(6D)이 형성되어 있고, 인덕터 확산층(6D)은 Li을 함유하고 있다. 또한, 배리스터층(81)에는 계면(P)을 따라 배리스터 확산층(8D)이 형성되어 있다.
인덕터 도체부(121 내지 128)는 제 1 실시형태와 같이, 인덕터층(62 내지 69)에 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 20㎛ 이상 100㎛ 이하 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 인덕터층(69)의 두께 치수(D1)는 20㎛ 이상 100㎛ 이하이다. 또한, 인덕터 도체부(128)의 두께는 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터 확산층(6D)으로 Li이 확산되기 쉽도록 3㎛ 이상이다.
핫 전극(16) 및 접지 전극(171, 172)은 배리스터층(82, 83, 85)에 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 40㎛ 이상 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 배리스터층(81)의 두께 치수(D2)는 40㎛ 이상이다.
이상과 같이 구성된 적층형 필터(1)는 도 9에 도시되는 바와 같이, 인덕터(10) 및 배리스터(20)에 의해서 4세트의 L형의 회로를 구성하게 된다. 이와 같이 어레이형으로 구성된 적층형 필터(1)에 의해서도, 덤핑 효과를 가진다.
이 제 3 실시형태의 적층형 필터(1)에서도 제 1 실시형태의 적층형 필터(1)와 같은 이점을 얻을 수 있다.
여기에서, 복수의 필터소자가 병렬로 형성되는 어레이형의 적층형 필터에서 는 외측의 필터소자와 비교하여 내측의 필터소자일 수록, 전계 분포의 분포 폭이 큰 경향이 있다. 그 결과, 기생하는 정전용량의 소자 격차(채널 간 격차)가 증대하여, 고주파 특성의 소자 격차(채널 간 격차)가 증대하여 버린다.
그렇지만, 제 3 실시형태의 적층형 필터(1)에 의하면, 인덕터 도체부(121 내지 128)와 계면(P)의 이격거리가 100㎛ 이하로 짧기 때문에, 즉, 인덕터 도체부(121 내지 128)와 배리스터 도체부(171)의 이격거리가 작기 때문에, 특히 내측의 필터소자에서의 전계 분포의 분포 폭의 증가를 저감할 수 있다. 따라서, 기생하는 정전용량치의 소자 격차가 저감되고, 고주파 특성의 소자 격차가 저감된다.
또한, 제 3 실시형태의 적층형 필터(1)에 의하면, 배리스터 적층부(9)의 핫 전극(16)이 1쌍의 접지 전극(171, 172)의 사이에 배치되어 있기 때문에, 배리스터 적층부(9)의 핫 전극(16)측에 기생하는 정전용량의 증가를 저감할 수 있다. 그 결과, 적층형 필터(1)의 고주파 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
[제 4 실시형태]
도 10은 제 4 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도이고, 도 11은 제 4 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 회로도이다. 제 4 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)는 배리스터(20)의 구성에 있어서 제 3 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)와 상위하고 있다.
즉, 도 10에 도시되는 바와 같이, 배리스터 적층부(9)는 배리스터층(81)과 배리스터층(84)의 사이에 복수의 배리스터층(82, 83, 85)이 차례로 적층되어 구성되어 있다. 배리스터층(83)상에는 4개의 1쌍의 핫 전극(161, 162)이 형성되어 있다. 핫 전극(161)은 배리스터층(83)상에서의 길이 방향으로 교차하는 방향의 중앙부로부터 가장자리부(8b)를 따라 연장하여, 일단이 가장자리부(8c)에 도달하여 출력단자 전극(4)과 전기적으로 접속되어 있고, 핫 전극(162)은 배리스터층(83)상에서의 길이 방향으로 교차하는 방향의 중앙부로부터 가장자리부(8b)를 따라 연장하여, 일단이 가장자리부(8a)에 도달하여 입력단자 전극(3)과 전기적으로 접속되어 있다. 핫 전극(161)과 핫 전극(162)은 길이 방향으로 교차하는 방향으로 100㎛ 이상 이격하여 배치되어 있다. 1쌍의 핫 전극(161, 162)은 길이 방향으로 4개 병설되어 있다.
4개의 1쌍의 핫 전극(161, 162)은 접지 전극(171, 172)의 사이에 두어져 있다. 이것에 의해, 출력단자 전극(4)과 전기적으로 접속된 핫 전극(161), 및 접지단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(171, 172)이 배리스터층(82, 83)을 사이에 두고 형성됨으로써 구성된 배리스터(201)가 4개 형성되고, 입력단자 전극(3)과 전기적으로 접속된 핫 전극(162), 및 접지단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(171, 172)이 배리스터층(82, 83)을 사이에 두고 형성됨으로써 구성된 배리스터(202)가 4개 형성되게 된다.
또한, 인덕터층(69)에는 계면(P)을 따라 인덕터 확산층(6D)이 형성되어 있고, 인덕터 확산층(6D)은 Li을 함유하고 있다. 또한, 배리스터층(81)에는 계면(P)을 따라 배리스터 확산층(8D)이 형성되어 있다.
인덕터 도체부(121 내지 128)는 제 1 실시형태와 같이, 인덕터층(62 내지 69)에 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 20㎛ 이상 100㎛ 이하 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 인덕터층(69)의 두께 치수(D1)는 20㎛ 이상 100㎛ 이하이다. 또한, 인덕터 도체부(128)의 두께는 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터 확산층(6D)으로 Li이 확산되기 쉽도록 3㎛ 이상이다.
핫 전극(161, 162) 및 접지 전극(171, 172)은 배리스터층(83, 82, 85)에 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 40㎛ 이상 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 배리스터층(81)의 두께 치수(D2)는 40㎛ 이상이다.
이상과 같이 구성된 적층형 필터(1)는 도 11에 도시되는 바와 같이, 인덕터(10) 및 배리스터(201, 202)에 의해서 4세트의 n형의 회로를 구성하게 된다. 이와 같이 어레이형으로 구성된 적층형 필터(1)에 의해서도, 덤핑 효과를 갖는다.
제 4 실시형태의 적층형 필터(1)에서도, 제 3 실시형태의 적층형 필터(1)와 같은 이점을 얻을 수 있다.
제 4 실시형태의 적층형 필터(1)에 의하면, π형의 적층형 필터에서의 배리 스터 적층부(9)의 1쌍의 핫 전극(161, 162)이 배리스터층(83)상의 동일 평면상에 배치되어 있기 때문에, 배리스터 적층부(9)의 층수를 삭감할 수 있다. 따라서, 적층형 필터(1)의 소형화를 더욱 실현할 수 있다.
또한, 1쌍의 핫 전극(161, 162)은 100㎛ 이상 이격하고 있기 때문에, π형의 적층형 필터의 입출력단자 전극(3, 4)간에 기생하는 정전용량의 증가를 저감할 수 있다. 따라서, 적층형 필터(1)의 고주파 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
[제 5 실시형태]
도 12는 제 5 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도이다. 제 5 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)는 배리스터(20)의 구성에 있어서 제 4 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)와 상위하고 있다. 다시 말하면, 제 5 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)는 어레이형으로 구성되어 있는 점에서 제 2 실시형태에 관계되는 적층형 필터(1)와 상위하고 있다.
즉, 도 12에 도시되는 바와 같이, 배리스터 적층부(9)는 배리스터층(81)과 배리스터층(84)의 사이에 복수의 배리스터층(83, 82, 86)이 차례로 적층되어 구성되어 있다. 배리스터층(83)상에는 4개의 핫 전극(161)이 병설되어 있고, 배리스터층(86)상에는 4개의 핫 전극(162)이 병설되어 있다. 배리스터층(82)상에는 평면형의 접지 전극(17)이 형성되어 있다.
이것에 의해, 출력단자 전극(4)과 전기적으로 접속된 핫 전극(161), 및 접지 단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(17)이 배리스터층(83)을 사이에 두고 형성됨으로써 구성된 배리스터(201)가 4개 형성되고, 입력단자 전극(3)과 전기적으로 접속된 핫 전극(162), 및 접지단자 전극(5)과 전기적으로 접속된 접지 전극(17)이 배리스터층(82)을 사이에 두고 형성됨으로써 구성된 배리스터(202)가 4개 형성되게 된다.
또한, 인덕터층(69)에는 계면(P)을 따라 인덕터 확산층(6D)이 형성되어 있고, 인덕터 확산층(6D)은 Li을 함유하고 있다. 또한, 배리스터층(81)에는 계면(P)을 따라 배리스터 확산층(8D)이 형성되어 있다.
인덕터 도체부(121 내지 128)는 제 1 실시형태와 같이, 인덕터층(62 내지 69)에 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 20㎛ 이상 100㎛ 이하 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 인덕터층(69)의 두께 치수(D1)는 20㎛ 이상 100㎛ 이하이다. 또한, 인덕터 도체부(128)의 두께는 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터 확산층(6D)으로 Li이 확산되기 쉽도록 3㎛ 이상이다.
핫 전극(161, 162) 및 접지 전극(171, 172)은 배리스터층(83, 82, 85)에 형성되고, 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층부(9)의 사이의 계면(P)으로부터 40㎛ 이상 떨어진 위치에 형성되어 있다. 즉, 배리스터층(81)의 두께 치수(D2)는 40㎛ 이상이다.
이상과 같이 구성된 적층형 필터(1)는 도 11에 도시되는 바와 같이, 인덕터(10) 및 배리스터(201, 202)에 의해서 4세트의 n형의 회로를 구성하게 된다. 이와 같이 어레이형으로 구성된 적층형 필터(1)에 의해서도, 덤핑 효과를 갖는다.
제 5 실시형태의 적층형 필터(1)에서도, 제 4 실시형태의 적층형 필터(1)와 같은 이점을 얻을 수 있다.
또, 본 발명은 상기한 본 실시형태에 한정되지 않고 여러가지의 변형이 가능하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
(적층형 필터의 제작)
우선, 상술한 적층형 필터(1)의 제조방법에 따라서, 적층형 필터의 각 샘플을 제조하였다. 우선, ZnO에 Pr6O11, CoO, Cr2O3, CaCO3, SiO2, K2CO3 및 Al2O3을 첨가한 배리스터층 형성용 페이스트를 준비하는 동시에, ZnO에 Pr6O11, Cr2O3, CaCO3, SiO2 및 K2CO3을 첨가한 인덕터층 형성용 페이스트를 준비하였다.
계속해서, 이들의 페이스트를 사용하여, 배리스터 그린시트 및 인덕터 그린시트를 제조하였다. 그 후, 각 시트상에, 각각 도 2에 도시하는 바와 같은 패턴이 되도록, 스크린인쇄법에 의해 핫 전극 및 접지 전극(배리스터 도체부)또는 인덕터 도체(인덕터 도체부) 형성용 도체 페이스트를 도포하였다. 또, 핫 전극, 접지 전극, 및 인덕터 도체 형성용 페이스트로서는 Pd을 주성분으로서 포함하는 것을 사용하였다.
다음에, 도체 페이스트가 도포된 각 시트(배리스터 그린시트 및 인덕터 그린시트)를, 도 2에 도시하는 순서로 적층하여, 압착하여, 소성함으로써 적층체를 형성시켰다. 그 후, 이 적층체의 표면에 Li 화합물을 부착시켜, 열처리를 함으로써, 적층체의 표면으로부터 인덕터 확산층에, 인덕터 도체에서의 인출 도체의 주위의 틈을 통해서 Li을 확산시켰다. 그리고, 이 적층체에, Ag 페이스트를 소성함으로써 입출력 전극 및 접지 전극을 형성하여, 도 1, 2 및 3에 도시하는 구조를 갖는 적층형 필터의 샘플을 얻었다.
또, 이 실시예 1에서는 인덕터 적층부(7) 및 배리스터 적층부(9)에서의 유전율의 특성 평가를 하기 위해서, 평가용 적층형 필터(S1)를 작성하였다. 즉, 각 적층형 필터에서의 인덕터 적층부(7) 및 배리스터 적층부(9) 중에, 적층방향에서 평행하게 배치된 1쌍의 내부 전극을 각각 형성하여 적층형 필터(S1)를 작성하였다. 도 13은 인덕터 적층부 및 배리스터 적층부에 2쌍의 내부 전극이 형성된 상태의 적층형 필터(S1)의 단면 구조를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또, 도 13에서는 인덕터 도체부 및 배리스터 전극쌍을 생략하고 있다.
인덕터 적층부(7) 중에는 1쌍의 내부 전극(31, 32)이 형성되어 있다. 내부 전극(32)이, 배리스터 적층부(9)측에 형성되어 있다. 내부 전극(31)은 입력단자 전극(3)이 형성된 적층체(2)의 면에 노출하도록 형성되고, 내부 전극(31)과 입력단자 전극(3)은 전기적으로 접속되어 있다. 내부 전극(32)은 출력단자 전극(4)이 형성된 적층체(2)의 면에 노출되도록 형성되고, 내부 전극(32)과 출력단자 전극(4)은 전기적으로 접속되어 있다. 내부 전극(31, 32)은 인덕터 도체부와는 접하지 않도록 형성되어 있다.
배리스터 적층부(9) 중에는 1쌍의 내부 전극(33, 34)이 형성되어 있다. 내부 전극(33)이, 인덕터 적층부(7)측에 형성되어 있다. 내부 전극(33)은 입력단자 전극(3)이 형성된 적층체(2)의 면에 노출하도록 형성되고, 내부 전극(33)과 입력단자 전극(3)은 전기적으로 접속되어 있다. 내부 전극(34)은 출력단자 전극(4)이 형성된 적층체(2)의 면에 노출하도록 형성되고, 내부 전극(34)과 출력단자 전극(4)은 전기적으로 접속되어 있다. 내부 전극(33, 34)은 배리스터 전극쌍과는 접하지 않도록 형성되어 있다.
인덕터 적층부(7) 중의 배리스터 적층부(9)측에 형성된 내부 전극(32)과 계면(P)의 사이의 거리(DS1), 및 내부 전극(32)의 두께를 변화시킨 적층형 필터(S1)를 복수 작성하였다. 또한, 배리스터 적층부(9) 중의 인덕터 적층부(7)측의 내부 전극(33)과 계면(P)의 사이의 거리(DS2)를 변화시킨 적층형 필터(S1)를 복수 작성하였다. 각 적층형 필터(S1)에서의, 내부 전극(31)과 내부 전극(32)의 사이의 거리, 및 겹치는 면적과, 내부 전극(33)과 내부 전극(34)의 사이의 거리, 및 겹치는 면적이 같아지도록 형성되어 있다.
(인덕터 적층부 및 배리스터 적층부의 유전율의 평가)
각 적층형 필터(S1)에 형성된 내부 전극에 대한 정전용량을 측정하였다. 임 피던스 애널라이저(4284A, 휴렛패커드사제)를 사용하여, 1MHz, 입력신호 레벨(측정전압) 1Vrms의 조건으로 정전용량을 측정하였다. 각 1쌍의 내부 전극간에서의 비유전율은 ε'=Cd/ε0S의 식에 의해 정전용량 C의 값으로부터 평가할 수 있다. 또, 식 중, ε0는 진공의 유전율, d는 1쌍의 내부 전극간의 거리, S는 1쌍의 내부 전극간이 겹쳐 면적이다.
상기한 측정의 결과를 도 14, 도 15에 도시한다. 도 14는 인덕터 적층부(7)에서의 내부 전극(32)과 계면(P)의 사이의 거리(DS1)와, 내부 전극(32)과 내부 전극(31)의 사이의 인덕터층의 비유전율에 의존하는 정전용량과의 관계를, 내부 전극(32)의 두께(DS3)를 파라미터로서 도시하는 도면이다. 도 15는 배리스터 적층부(9)에서의 내부 전극(33)과 계면(P)의 사이의 거리(DS2)와, 내부 전극(33)과 내부 전극(34)의 사이의 인덕터층의 비유전율에 의존하는 정전용량과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 내부 전극(32)의 두께(DS3)가 1.1㎛로 얇은 경우, 정전용량이 비교적 높고, 거리(DS1)의 값에 대하여 유전율의 변화가 크다. 이로부터, 인덕터 적층부(7)에 있어서, 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터 확산층(6D)으로의 Li의 확산이 적고, 인덕터 확산층(6D)에서의 Li의 함유량이 적기 때문에, 인덕터층의 기능이 실질적으로 저해되었다고 예상된다. 이 경우, 정전용량의 값을 비교적 낮고, 거리(DS1)의 값에 대하여 안정시키기 위해서는 거리(DS1)를 88㎛, 더욱 바람직하게는 97㎛까지 크게 할 필요가 있다. 즉, 인덕터 적층부(7)에서, 계 면(P)으로부터의 거리를 100㎛ 이상으로 할 필요가 있다.
한편, 내부 전극(32)의 두께(DS3)가 1.9㎛, 2.8㎛, 4.4㎛로 두꺼워지면, 정전용량이 비교적 낮아지고, 거리(DS1)의 값에 대하여 유전율의 변화가 작아진다. 두께 DS3=2.8㎛에서는 거리(DS1)를 20㎛까지 작게 하여도 정전용량이 비교적 낮고, 거리(DS1)의 값에 대하여 안정된다. 이로부터, 인덕터 적층부(7)에 있어서, 적층체(2)의 표면으로부터 인덕터 확산층(6D)으로의 Li의 확산이 적절히 행하여지고, 인덕터 확산층(6D)에서의 Li의 함유량이 적절해지기 때문에, 인덕터층의 기능의 저하가 억제되었다고 예상된다. 즉, 인덕터 적층부(7)에 있어서, 인덕터 도체부(121 내지 128)에서의 인출 도체부(128)의 두께가 3㎛ 이상이고, 또한 계면(P)으로부터의 거리가 20㎛ 이상의 인덕터층은 비유전율의 값이 낮고, 계면(P)으로부터의 거리에 대하여 안정되어 있다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 거리(DS2)가 0 내지 27㎛의 범위에서는 정전용량이 비교적 낮아, 배리스터층의 기능을 실질적으로 발현할 수 없다. 또한, 거리(DS2)의 값에 대하여 유전율의 변화가 크다. 거리(DS2)가 40㎛ 이상에서, 정전용량의 값이 비교적 높고, 거리(DS2)의 값에 대하여 안정된다. 즉, 배리스터 적층부(9)에 있어서, 계면(P)으로부터의 거리가 약 40㎛ 이상인 배리스터층은 비유전율의 값이 높고, 계면(P)으로부터의 거리에 대하여 안정되어 있다.
(인덕터 적층부와 배리스터 적층부의 사이의 박리의 평가)
각 적층형 필터(S1)를 관찰한 바, 모두 인덕터 적층부(7)와 배리스터 적층 부(9)의 사이에서의 박리는 인정되지 않았다.
따라서, ZnO를 주성분으로 하여, 첨가물로서 Pr, Co 및 Al을 포함하는 배리스터층과, ZnO를 주성분으로 하여, Co 및 Al을 실질적으로 함유하지 않은 인덕터층을 갖는 적층형 필터에서는 배리스터부와 인덕터부의 박리가 극히 생겨 어려운 것이 확인되었다. 또한, 이 적층형 필터에 있어서 인덕터 도체부가 형성된 인덕터층은 비유전율이 50을 하회하고, 또한, 저항율이 1MΩ를 초과하기 때문에, 인덕터로서 충분히 실용 가능한 것이 확인되었다.
[실시예 2]
(적층형 필터의 제작)
상술한 적층형 필터(1)의 제조방법에 따라서, 실시예 1과 같이, 도 7, 8에 도시하는 어레이형의 구조를 갖는 적층형 필터의 샘플을 작성하였다. 또, 이 실시예 2에서도, 인덕터 적층부(7) 및 배리스터 적층부(9)에서의 유전율의 특성평가를 하기 위해서, 평가용 적층형 필터(S2)를 작성하였다. 즉, 도 13에 도시하는 바와 같이, 인덕터 적층부(7) 및 배리스터 적층부(9) 중에, 2쌍의 내부 전극(31 내지 34)을 4개 병설한 어레이형의 적층형 필터(S2)를 작성하였다. 이 적층형 필터(S2)의 치수는 길이 2.0mm×폭 1.0mm×두께 0.8mm로 하였다. 또한, 적층형 필터(S2)에서의 각 핫 전극의 치수는 0.63mm×0.235mm로 하였다.
인덕터 적층부(7) 중의 배리스터 적층부(9)측에 형성된 내부 전극(32)과 계면(P)의 사이의 거리(DS1)를 변화시킨 적층형 필터(S2)를 복수 작성하였다.
(인덕터 적층부 및 배리스터 적층부의 유전율의 평가)
실시예 1과 같이, 각 적층형 필터(S2)에 형성된 내부 전극에 대한 정전용량을 측정하였다. 이 측정의 결과를 도 16에 도시한다. 도 16은 인덕터 적층부(7)에서의 인덕터 도체부(121 내지 128)와 계면(P)의 사이의 거리(DS1)와, 인덕터 도체부(121 내지 128)와 배리스터 도체부(16, 17)의 사이의 인덕터층의 비유전율에 의존하는 정전용량과의 관계를 채널(어레이형의 필터소자)마다 도시하는 도면이다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 거리(DS1)가 107㎛ 보다 큰 경우에서는 정전용량의 채널 간 격차(소자 격차)가 비교적 크다. 또한, 거리(DS1)가 107㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 86㎛ 이하에서, 정전용량의 채널간 격차(소자 격차)가 비교적 작다. 즉, 인덕터 적층부(7)에 있어서, 인덕터 도체부(121 내지 128)와 계면(P)의 이격거리를 100㎛ 이하로 함으로써, 정전용량의 채널 간 격차(소자 격차)가 비교적 작게 되어 있다.
제 1 실시형태, 제 2 실시형태, 제 5 실시형태에서는 배리스터부의 접지 전극은 1층이지만, 2층이어도 좋다. 또한, 제 3 실시형태, 제 4 실시형태에서는 배리스터부의 접지 전극은 2층이지만, 1층이어도 좋다.
도 1은 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터를 도시하는 사시도.
도 2는 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도.
도 3은 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 중앙 단면을 도시하는 단면도.
도 4는 제 1 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 회로도.
도 5는 제 2 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도.
도 6은 제 2 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 회로도.
도 7은 제 3 실시형태에 관계되는 적층형 필터를 도시하는 사시도.
도 8은 제 3 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도.
도 9는 제 3 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 회로도.
도 10은 제 4 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도.
도 11은 제 4 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 회로도.
도 12는 제 5 실시형태에 관계되는 적층형 필터의 적층체를 분해하여 도시하는 분해 사시도.
도 13은 인덕터 적층부 및 배리스터 적층부에 평가용 2쌍의 내부 전극이 형 성된 상태의 실시예 1에 관계되는 적층형 필터의 단면 구조를 모식적으로 도시하는 도면.
도 14는 실시예 1의 적층형 필터의 정전용량의 평가결과를 도시하는 도면.
도 15는 실시예 1의 적층형 필터의 정전용량의 평가결과를 도시하는 도면.
도 16은 실시예 2의 적층형 필터의 정전용량의 평가결과를 도시하는 도면.

Claims (7)

  1. 인덕터층 내에 인덕터 도체부가 형성된 인덕터부와, 배리스터층 내에 배리스터 도체부가 형성된 배리스터부가 계면을 형성하도록 배치되어 있는 적층형 필터로서,
    상기 배리스터층은 ZnO를 주성분으로 하여, 첨가물로서, Pr 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종의 원소, Co 및 Al을 함유하고 있고,
    상기 인덕터층은 ZnO를 주성분으로 하여, Co 및 Al을 실질적으로 함유하지 않고,
    상기 인덕터층에서의 상기 계면측에 형성되는 확산층은 Li을 함유하고 있고,
    상기 인덕터 도체부는 상기 계면으로부터 20㎛ 이상 떨어진 위치에 배치되어 있고,
    상기 배리스터 도체부는 상기 계면으로부터 40㎛ 이상 떨어진 위치에 배치되어 있는 적층형 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    표면으로부터 상기 인덕터층의 확산층으로 상기 Li을 확산시키기 위해서, 상기 인덕터 도체부에서의 상기 표면으로의 인출 도체부의 두께는 3㎛ 이상인 적층형 필터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인덕터 도체부와 상기 계면의 이격거리는 100㎛ 이하인 적층형 필터.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배리스터 도체부는 상기 인덕터 도체부의 양단에 각각 접속된 1쌍의 핫 전극과 접지 전극을 갖고 있고,
    상기 1쌍의 핫 전극은 상기 배리스터층 내의 동일 평면상에 100㎛ 이상 이격하여 배치되어 있는 적층형 필터.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 배리스터 도체부는 상기 인덕터 도체부의 양단에 각각 접속된 1쌍의 핫 전극과 접지 전극을 갖고 있고,
    상기 1쌍의 핫 전극은 상기 배리스터층 내의 동일 평면상에 100㎛ 이상 이격하여 배치되어 있는 적층형 필터.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배리스터 도체부는 상기 인덕터 도체부에 접속된 핫 전극과 1쌍의 접지 전극을 갖고 있고,
    상기 핫 전극은 상기 인덕터부 및 상기 배리스터부의 적층방향으로 상기 1쌍의 접지 전극과 대향하고, 상기 1쌍의 접지 전극의 사이에 배치되어 있는 적층형 필터.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 배리스터 도체부는 상기 인덕터 도체부에 접속된 핫 전극과 1쌍의 접지 전극을 갖고 있고,
    상기 핫 전극은 상기 인덕터부 및 상기 배리스터부의 적층방향으로 상기 1쌍의 접지 전극과 대향하고, 상기 1쌍의 접지 전극의 사이에 배치되어 있는 적층형 필터.
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