JPH0738367A - ノイズ・フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大量生産に適し、極めて小型で、優れたノイ
ズ阻止特性を有するノイズ・フィルタを得ること。 【構成】 絶縁基板１の表面に、外側コイルの下半ター
ンの金属電極21を形成し、この外側コイルの下半ターン
の金属電極21の表面を酸化または窒化させた誘電体層22
を介して内側コイルの下半ターンの金属電極31を形成
し、この内側コイルの下半ターンの金属電極31の表面を
酸化または窒化させた誘電体層32を介して内側コイルの
上半ターンの金属電極41を形成し、この内側コイルの上
半ターンの金属電極41の表面を酸化または窒化させた誘
電体層42を介して外側コイルの上半ターンの金属電極51
を形成したものであり、２つの偏平なコイルが有するイ
ンダクタンスおよび両コイル間に存在する静電容量とよ
りなる疑似的な分布定数回路を形成して、広い周波数帯
域にわたるノイズを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子機器における信
号通過回路または電源回路などに使用してノイズの伝搬
を阻止するノイズ・フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどのディジタル信号を扱
う電子機器においては、信号通過回路または電源回路な
どにノイズ・フィルタが使用されている。

【０００３】従来のノイズ・フィルタの一例として、図
５に示すように、誘電体90を介して１対のスパイラル電
極91、92を対向配置し、一方のスパイラル電極91の両端
子93、94を伝送信号通過回路に直列に挿入し、他方のス
パイラル電極92の任意の一端95を接地する。そして、図
６の等価回路に示すように、１対のスパイラル電極91、
92の間に分布容量を形成させるとともに、信号通過回路
となるスパイラル電極91が有するインダクタンスにより
シャープ・カットオフのローパス・フィルタを得てい
る。

【０００４】このような従来のフィルタにおいては、誘
電体90としてセラミック、プラスチック、ガラス、マイ
カなどの材料を使用し、プリント工程によりスパイラル
電極を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、携帯電話、携帯
用パソコンなどのディジタル信号を扱う携帯用の電子機
器が普及するにつれて、ノイズ・フィルタも小型化が要
求されている。しかし、このような従来のフィルタにお
いては、誘電体を薄くして分布容量を増すこと、プリン
ト工程により長いスパイラル電極を形成することには限
度があり、著しい小型化は困難であった。

【０００６】そこで、この発明は、極めて小型で、優れ
たノイズ阻止特性を有するノイズ・フィルタを得るため
に考えられたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のノイズ・フィ
ルタは、絶縁基板表面に、外側コイルの下半ターンの金
属電極を形成し、この外側コイルの下半ターンの金属電
極表面を酸化または窒化させた誘電体層を介して内側コ
イルの下半ターンの金属電極を形成し、この内側コイル
の下半ターンの金属電極表面を酸化または窒化させた誘
電体層を介して内側コイルの上半ターンの金属電極を形
成し、この内側コイルの上半ターンの金属電極表面を酸
化または窒化させた誘電体層を介して外側コイルの上半
ターンの金属電極を形成したものである。

【０００８】また、絶縁基板の表面に、第１コイルの下
半ターンと第２コイルの下半ターンとの金属電極を交互
に形成し、これら第１および第２コイルの下半ターンの
金属電極表面を酸化または窒化させた誘電体層を介し
て、第１コイルの上半ターンと第２コイルの上半ターン
との金属電極を交互にを形成して、これら第１コイルお
よび第２コイルをバイファイラ巻に形成することができ
る。

【０００９】

【作用】２つの偏平なコイルが有するインダクタンスお
よび両コイル間に存在する静電容量とよりなる疑似的な
分布定数回路を形成して、広い周波数帯域にわたるノイ
ズを抑制することができる。

【００１０】

【実施例】この発明のノイズ・フィルタを製造工程順に
説明すると、図１の断面図に示すように、 (1) ガラス、合成樹脂などの絶縁基板１を用意し、 (2) この絶縁基板１の上に第１層のアルミニューム膜２
を蒸着やスパッタリングによって形成し、 (3) 写真蝕刻法により、第１層のアルミニューム膜２を
蝕刻して、図２(１)に示すように、両端部が右下がりに
半ピッチずれた複数条の平行な外側コイルの下半ターン
に当たる第１のアルミニューム電極21と、端子電極23を
形成する。

【００１１】(4) 外側コイルの下半ターンのアルミニュ
ーム電極21の端部をレジストによってマスクした後、陽
極酸化して、外側コイルの下半ターンのアルミニューム
電極21の残余の表面に絶縁性酸化皮膜22を形成して第１
の誘電体層とする。

【００１２】(5) 再度、表面上に第２層のアルミニュー
ム膜３を形成し、 (6) 写真蝕刻法により、第２層のアルミニューム膜３を
蝕刻して、図２(２)に示すように、第１のアルミニュー
ム電極2aの表面上に、両端部が右下がりに半ピッチずれ
た複数条の平行な内側コイルの下半ターンに当たる第２
のアルミニューム電極31を形成する。

【００１３】(7) 外側コイルの下半ターンのアルミニュ
ーム電極21の両端部および内側コイルの下半ターンに当
たる第２のアルミニューム電極31の両端部をレジストに
よってマスクした後、陽極酸化して、内側コイルの下半
ターンのアルミニューム電極31の残余の表面に絶縁性酸
化皮膜32を形成して第２の誘電体層とする。

【００１４】(8) 再び、表面上に第３層のアルミニュー
ム膜４を形成し、 (9) 写真蝕刻法により、第３層のアルミニューム膜４を
蝕刻して、図２(３)に示すように、隣接する第２のアル
ミニューム電極31を跨がるように、その表面上に、両端
部が左下がりに半ピッチずれた複数条の平行な内側コイ
ルの上半ターンに当たる第３のアルミニューム電極41
と、端子電極43、44を形成する。このとき、第２のアル
ミニューム電極31の下半ターン分と第３のアルミニュー
ム電極41の上半ターン分とにより偏平な内側コイルが形
成される。

【００１５】(10) 外側コイルの下半ターンのアルミニ
ューム電極21の端部および内側コイルの上半ターンに当
たる第３のアルミニューム電極41の端子電極43、44をレ
ジストによってマスクした後、陽極酸化して、内側コイ
ルの上半ターンのアルミニューム電極41の表面に絶縁性
酸化皮膜42を形成して第３の誘電体層とする。 (11) その表面上に第４層のアルミニューム膜５を形成
し、 (12) 写真蝕刻法により、第４層のアルミニューム膜５
を蝕刻して、図２(４)に示すように、第３のアルミニュ
ーム電極41の表面上に、両端部が左下がりに半ピッチず
れた複数条の平行な外側コイルの上半ターンに当たる第
４のアルミニューム電極51と、外側コイルの端子電極☆
とを形成する。このとき、第１のアルミニューム電極21
の下半ターン分と第４のアルミニューム電極51の上半タ
ーン分とにより偏平な外側コイルが形成され、外側コイ
ルの両端は、外側コイルの端子電極23、52となる。

【００１６】このような一連の工程を経て、絶縁基板１
上に、コイルのピッチが重なり合った第３の誘電体層を
巻芯とする偏平な内側コイルおよび外側コイルよりなる
ノイズ・フィルタを形成することができる。そして、露
出した両コイルの両端部を端子電極とする。

【００１７】各コイルのアルミニューム電極21、31、4
1、51は、膜厚および幅に応じた抵抗を有しており、各
アルミニューム電極21、31、41、51の厚みおよび／また
は幅を変えて抵抗を調整することにより、疑似的な分布
定数回路のＱを調整することができる。

【００１８】Ｑが高い場合には、減衰特性において特定
周波数に急峻な減衰または共振点をもつが、Ｑが低い場
合には、広い周波数帯域にわたって一様な減衰特定を得
ることができるので、アルミニューム電極の長さ、厚
み、幅および誘電体層（絶縁性酸化皮膜）の厚みなどを
選択することにより、所望の減衰特定のノイズ・フィル
タを得ることができる。

【００１９】２つのコイルのアルミニューム電極間の容
量が大き過ぎる場合には、いずれか一方のアルミニュー
ム電極の長さを、他方のものより短くするか、幅を狭く
すればよいのである。

【００２０】最後に、絶縁基板１を素子単位に分割し
て、各端子電極にボンディングしてコーティングするか
パッケージに収める。

【００２１】このように構成されたノイズ・フィルタ素
子を使用する際には、端子電極を介して、内側のコイル
の１端を基準電位点に接続、例えば接地し、外側のコイ
ルを伝送信号通過回路に直列に挿入すると、外側のコイ
ルは、交流的に接地された内側のコイルの存在により、
分布定数的な回路を形成して、高い周波数のノイズの伝
搬を阻止することができる。

【００２２】（第２実施例）内側のコイルおよび外側の
コイルの幅を部分的に広げて対向させ、いずれか一方の
コイル短くし、他方のコイルを細長く形成して、幅を広
げた部分で形成される静電容量の大きい疑似的な分布定
数回路と、細長いコイルのインダクタンスの集中定数回
路との直列回路よりなるハイブリッド回路を形成する。

【００２３】（第３実施例）図３の平面図に示すよう
に、内側のコイルＡと外側のコイルＢとの重なり状態を
ずらせて、内側のコイルＡの隣接する電極を跨がるよう
に外側のコイルＢの両側部を重ね合わせ、端子電極43、
23、52を形成する。

【００２４】（第４実施例）以上で説明した第３実施例
においては、内側のコイルＡの隣接する両電極上に跨が
って外側のコイルＢの両側部が重なるように形成してい
るが、外側のコイルＢの電極の片側部だけ、すなわち、
少なくとも一部分が重なるように形成して、２つのコイ
ルＡ、Ｂの電極間の結合状態を変えてもよいのである。

【００２５】（第５実施例）第３実施例においては、内
側のコイルＡの隣接する両電極上に跨がって外側のコイ
ルＢの両側部が重なるように形成しているが、図４の平
面図に示すように、第１のコイルＡの隣接する電極の間
に第２のコイルＢを形成し、端子電極23、52、43、44を
設けて、２つのコイルＡ、Ｂをバイファイラ巻に構成し
てもよいのである。この場合、２つのコイル間の静電容
量を小さくすることができる。

【００２６】（第６実施例）既に集積回路を形成したシ
リコン・ウエハの表面上に、ノイズ・フィルタを立体的
に形成する際には、既に集積回路を形成したシリコン・
ウエハの上に、化学気相法によりシリコン酸化膜を形成
し、このシリコン酸化膜の上に、上記各実施例で説明し
た工程を経て、ノイズ・フィルタを形成する。

【００２７】このように、ノイズ・フィルタを立体的に
形成すると、シリコン・ウエハの面積を有効利用するこ
とができる。

【００２８】（第７実施例）以上で説明した各実施例に
おいては、２つのコイルを形成する金属電極21，51また
は31、41は、それぞれ１層づつ形成されているが、シリ
コン酸化膜などの絶縁層を介在させ、その層間で接続し
て複数層形成することにより、インダクタンスおよび／
または静電容量を増加することができる。

【００２９】（その他の実施例）この発明のノイズ・フ
ィルタは、単一の素子をケースに収めて１つの部品とし
て使用することもできるが、印刷配線基板やＩＣカード
などの絶縁基板上に形成される他の回路の一部としてノ
イズ・フィルタを形成し、電源回路や伝送信号通過回路
に接続して使用することができる。

【００３０】また、絶縁基板に複数個のノイズ・フィル
タを形成し、単一のケースに収めることにより、単一部
品によって、複数ビットの伝送信号より発生するノイズ
の伝搬を阻止することができる。

【００３１】２つのコイルの間に介在する誘電体層42の
静電気による破壊を防止するためには、金属電極間に放
電ギャップを設けたり、複数の直列接続されたダイオー
ドを接続してその順方向の閾値電圧以下で動作させた
り、ツェナー・ダイオードを接続すればよいのである。

【００３２】以上の実施例においては、両コイルの電極
としてアルミニュームを使用しているが、他の導電性材
料を使用してもよく、また、アルミニュームの酸化膜を
誘電体として使用しているが、窒化膜を誘電体材料を使
用してもよいのである。

【００３３】高純度の半導体基板、例えば、高純度のシ
リコン・ウエハは、そのバルク抵抗が、コイルを形成す
る金属電極21、31、41、51などの金属導電体に比して極
めて高く、絶縁基板として充分使用することができる。
なお、シリコン・ウエハの表面にＳiＯ₂などの絶縁皮膜
を形成してから、絶縁基板として使用してもよい。

【００３４】この発明のノイズ・フィルタは、シリコン
・ウエハを絶縁基板として構成すると、従来から使用さ
れている集積回路の製造装置によって製造し、検査し、
パッケージングすることが可能になり、新たな設備を設
ける必要はないのである。

【００３５】

【発明の効果】以上の実施例に基づく説明から明らかな
ように、この発明のノイズ・フィルタによると、集積回
路の製造技術と類似な技術によって製造することができ
るので、小型化が容易であり、大量生産に適し、廉価に
製造することが可能であり、また、所望の減衰特性を得
ることが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のノイズ・フィルタの一実施例を製造
工程順に示した断面図、

【図２】図１に示すノイズ・フィルタの製造工程順の平
面図、

【図３】この発明のノイズ・フィルタの他の実施例を示
す平面図、

【図４】この発明のノイズ・フィルタのさらに他の実施
例を示す平面図、

【図５】従来のノイズ・フィルタの一例を示す(ａ)表面
図、(ｂ)側面図、(ｃ)裏面図、

【図６】従来のノイズ・フィルタの等価回路図である。

【符号の説明】

１ 絶縁基板 22、32、41 絶縁酸化皮膜 21、51 外側のコイル電極 31、41 内側のコイル電極 23、52 外側のコイル電極の端子電極 43、44 外側のコイル電極の端子電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板表面に、外側コイルの下半ター
   ンの金属電極を形成し、 上記外側コイルの下半ターンの金属電極表面を酸化また
   は窒化させた誘電体層を介して内側コイルの下半ターン
   の金属電極を形成し、 上記内側コイルの下半ターンの金属電極表面を酸化また
   は窒化させた誘電体層を介して内側コイルの上半ターン
   の金属電極を形成し、 内側コイルの上半ターンの金属電極表面を酸化または窒
   化させた誘電体層を介して外側コイルの上半ターンの金
   属電極を形成したことを特徴とするノイズ・フィルタ。
2. 【請求項２】 絶縁基板の表面に、第１コイルの下半タ
   ーンと第２コイルの下半ターンとの金属電極を交互に形
   成し、 上記第１および第２コイルの下半ターンの金属電極表面
   を酸化または窒化させた誘電体層を介して、第１コイル
   の上半ターンと第２コイルの上半ターンとの金属電極を
   交互にを形成し、 上記第１コイルおよび第２コイルをバイファイラ巻に形
   成したことを特徴とするノイズ・フィルタ。