JPH0341809A

JPH0341809A - ノイズフイルタ

Info

Publication number: JPH0341809A
Application number: JP1176370A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Nakamura; 和敬中村; Yasunobu Yoneda; 康信米田; Yukio Sakabe; 行雄坂部; Yukio Sakamoto; 幸夫坂本; Hidetoshi Yamamoto; 秀俊山本; Seiji Sakai; 坂井　清司
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1991-02-22
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JP2663300B2; DE4021634C2; US5159300A; DE4021634A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は、バリスタ特性を有する複数枚のセラミックグ
リーンシートを電極を介在させて積層し一体焼成してな
る焼結体を利用したノイズフィルタに関する。

〔従来の技術〕

近年、マイクロコンピュータの発達により、産業用機器
、家電製品及び通信ａ器等のあらゆる装置にマイクロコ
ンピュータが搭載されている。

マイクロコンピュータが搭載された機器ではデジタル制
御処理が行われており、ノイズによる破壊あるいは誤動
作のおそれがあり、実際に、ノイズに起因する事故等も
生じている。ノイズの機器への侵入経路は、電源部分及
び信号配線部分であることが多く、従って、入出力部分
に用いられるノイズフィルタの役割が重要視されている
。

ＥＭＩノイズの問題を解消するためには、ノイズを機器
から出さず、かつ機器に侵入させないことが必要である
。ノイズの出入は電線を経由するのが普通であり、従っ
て機器入出力部近傍において電線にノイズフィルタを接
続する方法が多用されている。

従来から、用いられているノイズフィルタとしては、（
ａ）コンデンサ素子を用いたもの、（ｂ）コンデンサー
インダクタ複合系のもの、（Ｃ）インダクタ素子を用い
たもの及び（ｄ）バリスタ素子を用いたものがある。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕（ａ）のコンデ
ンサを用いたものは、微小ノイズを除去するという点に
おいて優れているが、コンデンサのみでは静電気のよう
な高電圧パルスを吸収することができず、高電圧パルス
ノイズに基づく装置の破壊や誤動作を防止することがで
きなかった。

（ｂ）のコンデンサーインダクタ複合系ノイズフィルタ
は、ホワイトノイズ等を吸収するのに適している。また
、（ｄ）のバリスタ素子を用いたものはトランジェント
・ノイズを吸収するのに適している。

しかしながら、信号ラインにおけるノイズ吸収は信号の
周波数と密接な関係がある。また、最近では、デジタル
化が進んでいるため、波形に大きな歪みが生してはなら
ない。よって、静電容量が大き過ぎると信号ライン用ノ
イズフィルタとして用いることができず、またＩＣの耐
電圧はは６゜〜７０Ｖ程度であるため、これ以下にノイ
ズ成分を抑える必要がある。

コンデンサーインダクタ系ノイズフィルタは、静電容量
の点では問題はないが、共振周波数帯のトランジェント
・ノイズをそのまま通過させてしまい、回路保護ができ
ないという問題がある。また、高電圧のノイズの場合に
は、波形を変えることは可能であるが、波高値を大きく
抑えることができない。

他方、バリスタ素子を用いたものでは、静電容量が５０
０ｐＦ以上あり、信号ラインのような数１００ＫＨｚ〜
数１０ＭＨｚの信号を扱う場合には、信号までも吸収あ
るいは変形させることがあった。従って、現在のところ
、バリスタは信号ラインのノイズ除去用素子としては余
り用いられていない。

本発明の目的は、トランジェント・ノイズの吸収に優れ
たバリスタ素子の特徴を活かしつつ、静電容量が低減さ
れており、従って信号の吸収や変形を生しさせ難いノイ
ズフィルタを提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明は、バリスタの誘電体特性に着目し、これを有効
に利用することにより、コンデンサーインダクタ系フィ
ルタよりも信号ライン用ノイズフィルタとして優れたも
のを提供するものである。

本発明のノイズフィルタは、バリスタ特性を有する複数
枚のセラごツタグリーンシートを電極を介在させて積層
し一体焼成することにより得られた焼結体を利用して構
成されている。すなわち、バリスタ特性を有する焼結体
の側面の第１の部分から第２の部分に向かって延びるよ
うに焼結体内に共通電極が形成されている。そして、共
通電極と厚み方向において焼結体層を介して隔てられた
高さ位置に、少なくとも一本のスルー電極が焼結体側面
の第３の部分から第４の部分に向かって延ぴるように、
かつ上記共通電極と交差するように形成されている。

〔作用〕

共通電極とスルー電極とが焼結体内で交差するように配
置されているため、バリスタ特性部分における電極量な
り面積が低減されており、従って静電容量が小さくされ
ている。

また、バリスタ特性部分が分布型で形成されているため
、不要インダクタンスが低減され、バリスタ応答性が高
められる。

さらに、バリスタ特性を有する焼結体の誘電体としての
性質をも利用することにより、コンデンサとしてのノイ
ズ吸収性能と、バリスタとしてのノイズ吸収性能の双方
を併せ持つため、種々のノイズを効果的に吸収すること
が可能とされている。

また、積層タイプであるため、バリスタ動作電圧を低減
することができ、回路保護効果を高めることが可能とさ
れている。

〔実施例の説明〕

ＺｎＯを９７．５モル％、Ｂｉ、０３を０．５モル％、
Ｃｏ、０３を０．５モル％、ＭｎＯを０゜５モル％、並
びにｓｂ、ｏ３を０．５モル％含む組成となるように原
料を配合し、それに水を加え、ボールミルにより粉砕し
た。

上記のようにして得られたスラリーを脱水し、乾燥した
後、７８０°Ｃの温度で２時間仮焼した。

仮焼された原料を粉砕し、有機バインダを加え、さらに
溶媒としてエチルアルコールを加えてスラリー状にした
。このスラリーを用いて、ドクターブレード法により膜
厚６０μｍのグリーンシートを得た。

得ら、れたグリーンシートを所定の大きさ及び形状とな
るように打ちぬき、第１図に示すセラミックグリーンシ
ート１〜４を得た。

セラミックグリーンシート２．３の上面には、Ａｇ　：
　Ｐｄ＝７　：　３の重量比となるようにＡｇ及びＰｄ
を含有する導電ペーストを塗布し、スルー電極部５ａ〜
５ｃ及び共通電極部６を形成した。

なお、以下においては、焼結後に形成された共通電極及
びスルー電極も、共通電極部及びスルー電極部と同一参
照番号を付与して説明する。

セラミックグリーンシート１〜４、並びにセラミックグ
リーンシート１．４の上下に、さらに同一のセラミック
グリーンシートを各３枚積層し、２トン／　ｃ４の圧力
を付加して圧着した。

得られた積層体チップを、１１００’Ｃの温度で２時間
焼成し、第２図に示す焼結体７を得た。

焼結体７では、互いに対向する第１の側面７ａと第２の
側面７ｂとの間に、共通Ｔ１極６が形成されている。同
様に、第３の側面７ｃと第４の側面７ｄとの間に延ぴる
ように、かつ共通電極６と交差するように３本のスルー
電極５ａ、５ｂ、５ｃが形成されている。

次に、上記スルー電極５ａ〜５ｃ及び共通電極６の焼結
体側面に露出している部分に、Ａｇ及びＰｄをＡ、ｇ　
：　Ｐｄ＝７　：　３の重量比で含有する導電性ペース
トを印刷し、１０００　’Ｃの温度で３０分間焼付ける
ことにより外部電極を形成した。外部電極が形成された
状態を第３図に示す。

第３図において、スルー電極５ａ〜５ｃ（第２図）の両
端は、それぞれ、外部電極８ａ、８ｂ９ａ、９ｂ、１０
ａ、１０ｂに電気的に接続されており、共通電極６（第
２図）の両端は外部電極１１ａ、ｌｌｂに電気的に接続
されている。

なお、スルー電極５ａ〜５ｃの幅は０．７ｍｍ。

共通電極６の幅は１．　０ｍｍ、スルー電極５ａ〜５Ｃ
間の間隔は１．２ｍｍとした。

得られたノイズフィルタの回路構成を第４図に示す。

また、上記のようにして得られた本実施例のノイズフィ
ルタの特性を下記の第１表示す。なお、第１表において
、共通電極−スルー電極間の項の下方に記載されている
電極８ａ−電極１０ａは、それぞれ、共通電極６に電気
的に接続された外部電極１１ａと、外部電極８ａ、９ａ
または１０ａとの間の特性であることを示す。また、ス
ルー電極間の項における８ａ−９ａ及び９ａ−１０ａは
、それぞれ、スルー電極５ａ〜５ｃに接続された外部電
極８８−外部電極９ａ間及び外部電極９ａ１０ａ間の特
性であることを示す。

第表なお、バリスタ電圧は、０．１ｍＡの′ｇｊ、ｉｊ！を
流した時の出力電圧であり、電圧非直線係数αは０゜１
ｍＡ及び１ｍＡのｔ流をそれぞれ流した場合の出力電圧
をｖｏ、１及びｖｌとした場合、ａ−１／　１０　ｇ　
（Ｖ＋　／　Ｖ６．ｌ　）　テ計算される。

第５図に示す測定回路を用い、試料として上記ノイズフ
ィルタを挿入し、ノイズフィルタの外部電極１０ｂ−１
１ａ間にＩＫＶのパルスを印加し、その時の波形の変化
を観測した。比較のために、通常の誘電体チップからな
るコンデンサ・フィルタ、及びディスク型２０Ｖバリス
タに同様のパルスを印加して波形を観測した。実施例及
び比較例のフィルタにおける波形変化を第６図に示す。

第６図から、本実施例のノイズフィルタでは、パルス状
のノイズが効果的に抑制されることがわかる。

なお、上述した実施例では、スルー電極部５ａ〜５ｃと
して、３本のスルー電極を形成したが、第７図に示すよ
うに、共通電極部６の下方に一本のスルー電極部５ｂの
みを配置した構造としてもよい。すなわち、本発明にお
いては、スルー電極の数は任意である。

第８図は、本発明の第３の実施例のノイズフィルタに用
いられるセラミックグリーンシート及び電極形状を説明
するための分解斜視図である。バリスタ特性を示すセラ
ミック材料を主体とするセラミックグリーンシート２１
〜２３が用意される。

ここでは、共通電極２６が中央のセラミックグリーンシ
ート２２上に該セラミックグリーンシート２２の長辺に
平行に形成されている。他方、セラミックグリーンシー
ト２１．２３の上面には、それぞれ、スルー電極２５ａ
、２５ｃ、２５ｂ、２５ｄが、各セラミックグリーンシ
ート２１．，２３の短辺に平行に形成されている。なお
、スルー電極２５ｂは、上方のスルー電極２５ａ、２５
ｃ間の中央に位置するように、またスルー電極２５ｃは
、下方のスルー電極２５ｂ、２５ｄ間の中央に位置する
ように形成されている。

上記セラミックグリーンシート２１〜２３を図示の向き
に積層し、さらに上方に電極の形成されていないセラミ
ンクグリーンシートを積層し、坑底することにより、第
９図に示す焼結体２７が得られる。この焼結体２７の側
面に、外部電極２８ａ　〜３１ａ　　２８ｂ　〜３１ｂ
、３２ａ　　３２ｂがそれぞれ形成されている。本実施
例のノイズフィルタでは、外部電極２８ａ〜３１ａと外
部電極２８ｂ〜３１ｂとの間において、それぞれ、ノイ
ズフィルタが構成されている。

しかも、本実施例では、横方向に隣合うスルー電極、例
えばスルー電極２５ａと２５ｂとが焼結体内において異
なる高さ位置に形成されているため、隣合うノイズフィ
ルタ・ユニット間のクロストークが効果的に抑制されて
いる。

なお、各ノイズフィルタ・ユニットを構成するスルー電
極は、第１０図に示すように、焼結体層を介して重なり
合う２枚のスルー電極２５ａ、２５ａ’　、２５ｂ、　
２５ｂ’　、２５ｃ、　２５ｃ’及び２５ｄ、２５ｄ’
で構成されていてもよい。

さらに、第１１図に示すように、共通電極２６は、スル
ー電極２５ａ〜２５ｄが形成されている高さ位置よりも
下方に配置してもよい。もっとも、好ましくは、第８図
及び第９図に示したように、隣合うスルー電極、例えば
スルー電極２５ａと２５ｂとが、共通電極２６を介して
反対側に配置される方が好ましい。隣合うスルー電極間
において、間にアース電位に接続される共通型ｉ２６を
配することにより、相互干渉をより効果的に防止するこ
とができるからである。

また、隣接するノイズフィルタ・ユニットを構成するス
ルー電極を異なる高さ位置に配するには、第８図に示し
た実施例のように、２枚のセラミンクグリーンシートの
上面に一つおきにスルー電極２５ａ〜２５ｄを形成する
必要は必ずしもない。

例えば、第１２図（ａ）、（Ｃ）及び（ｅ）に示すセラ
ミンクグリーンシート４１．４３．４５のように、３枚
のセラミ・ンクグリーンシートに隣合うスルー電ｆＭ２
５ａ〜２５ｄを分散して形成し、それによって隣合うス
ルー電極間の高さ位置を異ならせてもよい。

また、第１２図の例では、セラミンクグリーンシート４
１．４３．４５間のそれぞれの間に、第１２図（ｂ）及
び（ｄ）に示すように、共通電極２６の形成されたセラ
珈ツクグリーンシート４２゜４４が挿入される。このよ
うに、焼結体内に複数枚の共通電極を形成してもよい。

さらに、共通電極は、１枚のセラミックグリーンシート
上に複数本形成してもよい。

以上のように、本発明におけるスルー電極は、共通電極
と焼結体層を介して隔てられており、かつ共通電極と交
差するように形成されている限り、複数本のスルー電極
が異なる高さ位置に形成されていでもよい。

また、共通電極及びスルーホールは、図示例のように焼
結体の異なる側面間に延びるように形成される必要も必
ずしもなく、焼結体の外周側面の任意の２つの部分間に
延びるように形成され得るものである。すなわち、焼結
体の−の側面に共通電極またはスルー電極の両端が露出
されていてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、バリスタ特性を有する
セラごツタグリーンシートを電極を介在さセて・積層し
一体焼成することにより得られた焼結体を利用してノイ
ズフィルタがＪＭＪｆｆｌされている。

従って、積層型であるため、バリスタ電圧を低めること
ができ、回路保護効果を高めることができる。また、ス
ルー電極が共通電極と交差するように形成されているの
で、バリスタ特性部分における電極面積を小さくするこ
とができ、静電容量を低めることができる。のみならず
、バリスタ特性部分が分布型で形成されているため、不
良インダクタンスの発生も低減され、バリスタ特性が改
善される。

よって、静電容量が小さく、かつコンデンサとしてのノ
イズ吸収性能及びバリスタとしてのノイズ吸収性能の双
方を併せ持つノイズフィルタが実現されるため、ホワイ
トノイズやトランジェントノイズ等幅広い形態のノイズ
を効果的に吸収することが可能となり、機器の誤動作や
破壊を効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を得るのに用いられるセ
ラミックグリーンシート及び形成される電極形状を説明
するための分解斜視図、第２図は本発明の第１の実施例
において得られる焼結体を示す斜視図、第３図は本発明
の第１の実施例のノイズフィルタの外観斜視図、第４図
は本発明の第１の実施例のノイズフィルタの回路図、第
５図はノイズフィルタを測定するのに用いた回路を示す
図、第６図は本発明の第１の実施例のノイズフィルタ及
び比較例のノイズフィルタのノイズ吸収特性を説明する
ための図、第７図は本発明の第２の実施例において用い
られるセラミックグリーンシート及びその上に形成され
る電極形状を説明するための分解斜視図、第８図は本発
明の第３の実施例において用いられるセラミックグリー
ンシート及びその上に形成される電極形状を説明するた
めの分解斜視図、第９図は本発明の第３の実施例のノイ
ズフィルタの斜視図、第１０図は第３の実施例のノイズ
フィルタの変形例を示す斜視図、第１１図は共通電極が
スルー電極の下方に配置された変形例を説明するための
斜視図、第１２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の第４の実施
例に用いられるセラミックグリーンシート及びその上に
形成される電極形状を説明するための各平面図である。図において、１〜４はセラごツクグリーンソート、５ａ
〜５Ｃはスルー電極、６は共通電極、７は焼結体、７ａ
、７ｂは第１．第２の側面、７ｃ、７ｄは第３．第４の
側面を示す。

Claims

【特許請求の範囲】バリスタ特性を有する複数枚のセラミックグリーンシー
トを電極を介在させて積層し一体焼成して得られた焼結
体を利用したノイズフイルタであって、バリスタ特性を有する焼結体と、該焼結体の側面の第１の部分から第２の部分に向かって
延びるように焼結体内に形成された共通電極と、前記共通電極と厚み方向において焼結体層を介して隔て
られた高さ位置において、前記焼結体の側面の第３の部
分から第４の部分に向かって延ぴるように、かつ前記共
通電極と交差するように形成された少なくとも一本のス
ルー電極とを備える、ノイズフイルタ。