JPH0745476A

JPH0745476A - Ｌｃフィルタおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0745476A
Application number: JP5204513A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Waga; 聡和賀; Kazunari Takita; 一成瀧田; Kiyoshi Shinoi; 潔篠井; Yoshinobu Kakihara; 良亘柿原; Takehiro Takojima; 武広蛸島; Isao Nakamura; 功中村
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】薄型で且つカットオフ周波数を低域にできる
ＬＣフィルタを得る。【構成】磁性体で且つ絶縁性を有する基板２２の表面
に、導電体の膜がスパッタ形成されこの導電体膜がエッ
チングされてコイル２３が形成される。このコイル２３
の端子部２４，２５および磁性体接続部分２２ａを除く
領域が誘電体膜２６と、さらに導電体膜２７により覆わ
れ、導電体膜２７の一部が端子部２８となる。そして導
電体膜２７が層間絶縁膜２９により覆われさらに磁性体
膜３０により覆われ、磁性体接続部分２２ａにて基板２
２と磁性体膜３０とが接合される。このＬＣフィルタ２
１は、ディジタル回路内にて、例えば前記端子部２４が
入力側に接続され、端子部２５が出力側に接続され、端
子部２８がグランド接続されてノイズフィルタとして使
用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル回路のノイ
ズフィルタなどに使用されるＬＣフィルタに係り、薄型
に構成された分布定数型のフィルタとなり、さらにカッ
トオフ周波数を低くすることも可能なフィルタ、および
薄膜成形技術を使用できるＬＣフィルタの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来のピンタイプのＬＣフィルタ
を示す斜視図、図１０は図９の分解斜視図、図１１は従
来のチップタイプのＬＣフィルタを示す斜視図、図１２
は図１１の部分分解斜視図である。図９と図１０に示す
ＬＣフィルタは、第１のリード１と第３のリード３が両
端に接続された導電性箔４と、第２のリード２が一方の
端部に接続された導電性箔５と、絶縁性フィルム６，７
を有し、導電性箔４とフィルム６と導電性箔５と縁製フ
ィルム７とが交互に重ね合わされて、円柱状に巻回され
たものである。

【０００３】図１１と図１２に示すＬＣフィルタは、コ
字状の導電体１１が形成された誘電体基板１２と、ほぼ
コ字状の導電体１３が形成された絶縁体基板１４とを有
し、前記基板１２と基板１４とが重ね合わされ、前記導
電体１１と導電体１３が誘電体基板１２を介して対向す
るように数段重ね合わされたものである。この種のＬＣ
フィルタは、いわゆる分布定数型のＬＣフィルタであ
り、集中定数型のものに比べ、ノイズ減衰率に関して優
れた特性を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
図９，図１０に示した従来のピンタイプのＬＣフィルタ
は、４枚の箔及びフィルムを巻回する構造であるため小
さな形状には形成しにくく、小型化に限界がある。ま
た、図１１と図１２に示すチップタイプのものは、２枚
の基板１２，１４を重ねる構造なので比較的小型化しや
すいが、その反面、基板１２と基板１４を多層積層する
構造のため製造工程が多く、複雑な構成になる。また、
カットオフ周波数も３０ＭＨｚと比較的大きく、それ以
下の周波数を除去することができなかった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、薄型で且つカットオフ周波数を低周波
数領域に設定することも可能なＬＣフィルタおよびその
製造方法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるＬＣフィル
タは、基板と、この基板上に絶縁されて平面状に巻き形
成されたコイル部材と、このコイル部材上に積層された
誘電体層と、前記コイル部材の複数箇所と前記誘電体層
とにそれぞれ電気的に導通可能な端子部とを有すること
を特徴とするものである。

【０００７】また好ましくは、基板が磁性体により形成
され、且つ誘電体層の上に、端子部を除いて磁性体層が
設けられているものである。

【０００８】また本発明によるＬＣフィルタの製造方法
は、基板上にこの基板と絶縁された導電体層を形成する
工程と、この導電体層の不要部分を除去加工して平面形
状に巻かれたコイル部材を形成する工程と、コイル部材
上に端子部を残して誘電体層を積層する工程とを有する
ことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】上記手段では、平面形状に巻き形成されたコイ
ル部材が誘電体層に覆われているため、薄型の分布定数
型のＬＣフィルタを得ることができる。

【００１０】また磁性体の基板を使用し、さらに誘電体
層の上に磁性体を積層することによりインダクタンスを
大きくでき、カットオフ周波数を従来のものよりも低く
できる。

【００１１】さらに前記ＬＣフィルタの製造方法では、
薄膜積層技術を用いて、導電体による平面形状のコイル
部材および誘電体層などを形成できるため、安定した品
質のＬＣフィルタとなり、また、例えば４インチ角の大
型基板上に数千個単位で同一ＬＣフィルタを形成でき大
量生産が可能になる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明のＬＣフィルタの実施例を示す
拡大断面図、図２は図１に示したＬＣフィルタの等価回
路図、図３ないし図７は図１に示したＬＣフィルタの製
造工程を順に示すものであり、図８は上記実施例のＬＣ
フィルタと従来例との挿入損失を比較した線図である。
図１に示すＬＣフィルタ２１は、磁性体で且つ少なくと
も表面絶縁性の基板２２と、この基板２２上に平面的に
スパイラル状に形成されたコイル２３と、このコイル２
３の端子部２４，２５および前記基板２２の磁性体接続
部分２２ａを除く部分に形成された誘電体膜２６と、前
記磁性体接続部分２２ａと前記端子部２５を除いた誘電
体膜２６上に形成された導電体膜２７と、前記磁性体接
続部分２２ａと前記端子部２５、および導電体膜２７に
形成された端子部２８を除いた導電体膜２７上に形成さ
れた層間絶縁膜２９と、前記端子部２５および端子部２
８を除く部分に設けられた磁性体膜３０とから構成され
ている。この磁性体膜３０は、前記磁性体接続部分２２
ａにて基板２２と接続されている。

【００１３】図２に示すように、上記構成のＬＣフィル
タ２１は、ディジタル回路内にて、例えば前記端子部２
４が入力側に接続され、端子部２５が出力側に接続さ
れ、端子部２８がグランド接続されて使用される。この
フィルタは磁性体で覆われた分布定数型となり、入力信
号のノイズを除去するためなどに使用される。次に、上
記構成のＬＣフィルタの製造方法について図３ないし図
７を参照して説明する。

【００１４】（基板）図３に基板２２を示している。こ
の基板２２は大基板の一部であり、大基板上に数千個単
位の多数のＬＣフィルタが同時に形成され、後に個々の
基板２２に分離される。ただし図３以下では１個のＬＣ
フィルタとして説明する。大基板は例えば４インチ角寸
法の磁性体で且つ絶縁性のＮｉ−Ｚｎフェライト基板で
あり、体積抵抗率ρが１０⁴Ω・cm、飽和磁束密度Ｂｓが
３０００ガウス、保磁力Ｈｃが０.５（Ｏｅ）である。
このフェライト基板を平均表面粗さＲａが１００オング
ストロームになるまで鏡面研磨し、この基板を有機溶剤
（アセトン、イソプロピルアルコール）を用いて洗浄す
る。

【００１５】（コイルの形成）前記洗浄後の基板をスパ
ッタ装置に設置して、コイル材料となるＣｒを５００オ
ングストローム、Ｃｕを２０００オングストロームの厚
さに連続成膜する。次に、回転塗布装置を用いて、上記
Ｃｒ／Ｃｕ金属膜上に厚さ１１μｍのフォトレジスト膜
を形成する。フォトレジストとしては、ヘキスト社製Ａ
Ｚ４６２０（商品名）を使用した。

【００１６】これをクリーンオーブン内で９０℃で３０
分間プレベークした後、フォトマスクを使用して密着露
光を行う。フォトマスクは５インチ角の寸法であり、こ
のフォトマスクには、４インチ角の前記大基板内に配置
できる６０００個のコイルパターンと、その後に使用さ
れる他のフォトマスクとの位置合わせを行うためのアラ
イメントマークが形成されたものであり、コイルパター
ンとアライメントマークの部分で光を透過し、それ以外
の部分で光を透過しないものである。また密着露光に
は、キャノン販売株式会社製のＰＬＡ-５０１（商品
名）を用いた。密着露光した後の基板を現像液で現像す
ると、露光されたコイル形状の部分およびアライメント
マーク部分のレジストが除去され、それ以外の部分でレ
ジストが残る。この基板をクリーンオーブン内で、１２
０℃で３０分間ポストベークする。

【００１７】次に、この基板を硫化銅と硫酸の混合メッ
キ液中に入れ、レジストが除去された部分のＣｒ／Ｃｕ
金属膜の表面に銅を１０μｍの厚さに電解メッキする。
そして、この基板をアセトンに浸し、同時に超音波を印
加して、金属膜上に残ったレジストを除去する。レジス
トを除去した後、硫酸第２セリウムアンモニウム＋過塩
素酸の水溶液を用いて、レジストを除去した部分すなわ
ち銅メッキ以外の部分のＣｒ／Ｃｕ金属膜をエッチング
除去する。この結果、コイルパターンおよびアライメン
トマーク部分にてＣｒ／Ｃｕ金属膜が残り、図３に示す
コイル２３の形成が完了する。図３に示すように、この
実施例でのコイル２３のスパイラル形状の大きさは、外
形寸法（Ａ×Ｂ）が７００μｍ×１５００μｍで、導電
体幅（Ｗ）が５０μｍ、コイル間スペース（δ）が５０
μｍ、また巻数は２．５回である。

【００１８】（誘電体膜の形成）次に、前記と同様の方
法で、基板２２の表面およびコイル２３の表面にフォト
レジストを回転塗布し、プレベークした後にフォトマス
クを使用して密着露光する。この密着露光は図４に示す
ように誘電体膜２６のスパッタ領域以外をレジストにて
覆うためのものである。すなわち、フォトマスクのパタ
ーンは、コイル２３の端子部２５と基板２２の磁性体接
続部分２２ａを形成するための矩形領域、および端子部
２４を含む外周領域にて光が透過せず、これ以外のコイ
ルを覆う領域で光が透過する形状である。そして、レジ
ストを現像し、光が透過した部分のレジストを除去する
と、基板上には誘電体膜２６が形成される領域にてレジ
ストが無く、それ以外の領域にレジストが残る。この基
板をスパッタ装置に設置して、誘電体膜の材料であるＴ
ａ₂Ｏ₅を７００オングストロームの厚さにて成膜する。
その後、基板をアセトンに浸し超音波を印加して、基板
上に残ったレジストをその上に成膜されたＴａ₂Ｏ₅と共
に除去する。これにより図４に示すように、端子部２５
および磁性体接続部分２２ａが開口し、且つ端子部２４
を含む外周領域を除いた部分にてコイル２３を覆う誘電
体膜（Ｔａ₂Ｏ₅）２６が形成される。なお、この誘電体
膜２６の比誘電率εrは２５であった。

【００１９】（導電体膜の形成）次に、この基板をスパ
ッタ装置に設置し、Ｃrが５００オングストロームの厚
さ、Ｃｕが２０００オングストロームの厚さとなるよう
に連続成膜する。その後、フォトレジストを回転塗布
し、プレベークした後に、フォトマスクを使用して密着
露光する。このときのフォトマスクは、図５に示す導電
体膜２７の形成領域で光が透過し、それ以外の領域で光
が透過しないようなパターンを有するものを使用する。
これを現像すると導電体膜２７の形成領域のレジストが
除去され、それ以外の領域にレジストが残る。これをポ
ストベークする。この基板を、コイル形成工程と同様に
硫化銅と硫酸の混合メッキ液中に入れ、レジストが除去
された部分のＣｒ／Ｃｕ金属膜表面にＣｕを１０μｍの
厚さにメッキし、その後、アセトンに浸し、超音波を印
加して、残ったレジストを除去する。この基板をエッチ
ング液でエッチングして、銅メッキされていない部分の
Ｃｕ／Ｃr金属膜を除去する。これにより図５に示すよ
うに、誘電体膜２６を覆う導電体膜２７が形成される。

【００２０】（層間絶縁膜の形成）次に、この基板上に
感光性ポリイミドパイメル（旭化成工業株式会社の商品
名）を５μｍの厚さに回転塗布した後、フォトマスクを
用いて密着露光する。このフォトマスクのパターンは、
図６に示す層間絶縁膜２９の形成領域にて光が透過し、
それ以外の領域では光が透過しない形状である。なおこ
の層間絶縁膜２９の形成領域は、磁性体接続部分２２ａ
と端子部２５の他にさらに端子部２８の部分が矩形状に
抜けた領域となる。密着露光後に、プレベークして現像
すると前記形成領域以外の感光性ポリイミドパイメルが
除去される。これを４５０℃でポストベークすることに
より、図６に示す層間絶縁膜２９が形成される。

【００２１】（磁性体膜の形成）次に、この基板をスパ
ッタ装置に設置し、基板を水冷しながらＦｅ₇₈Ｔａ₁₀Ｃ
₁₂の組成のターゲットを用いて、５μｍの厚さにて成膜
する。この後、前記と同様にフォトレジストを回転塗布
し、プレベークし、図７に示す磁性体膜３０の形成領域
でパターンで光が透過せず、それ以外の領域で光が透過
するパターンを有するフォトマスクを用いて密着露光し
現像する。これにより磁性体膜３０の形成領域以外のレ
ジストが除去される。そして、ポストベークを行なう。
この基板を、イオンエッチング装置に設置して、Ｆｅ₇₈
Ｔａ₁₀Ｃ₁₂膜が露出した領域すなわち前記形成領域以外
の領域をエッチングする。その後、レジストを除去する
と、図７に示す形状の磁性体膜３０が形成される。な
お、この磁性体膜３０は前記磁性体接続部分２２ａ内に
て基板２２と接続されている（図１参照）。その後、こ
の基板を真空中で３００（Ｏｅ）中の磁場の中で回転さ
せながら、４５０℃で６０分間アニールする。これによ
りに、磁束密度Ｂｓが１６０００ガウス、保磁力Ｈｃが
０.１（Ｏｅ）の優れた磁気特性を有する磁性体膜３０
が得られる。上記製造方法で形成されたＬＣフィルタ
は、図３に示す等価回路のように、分布定数型で且つ磁
性体で覆われたものとなる。

【００２２】次に上記構成のフィルタの特性を、図８に
示す線図により説明する。図８は、横軸を周波数（ＭＨ
ｚ）、縦軸を挿入損失（ｄＢ）として、上記実施例のＬ
Ｃフィルタと図１１に示した従来のＬＣフィルタとの特
性を比較したものである。図８に示すように、前記実施
例によるＬＣフィルタではカットオフ周波数（挿入損失
が３ｄＢとなる周波数）が１ＭＨｚであり、また１０Ｍ
Ｈｚの周波数での挿入損失は２４ｄＢであった。一方従
来例では、カットオフ周波数が３０ＭＨｚ以上である。
このように上記実施例のＬＣフィルタでは、低域にてノ
イズ除去できる優れた特性のものであることが解る。

【００２３】また、前記実施例では、基板２２として磁
性体で且つ全体が絶縁性の材料を使用しているが、この
基板として絶縁性の無い磁性体を使用しその表面に絶縁
膜を形成したものを使用することもできる。または基板
２２として非磁性体の表面に磁性体膜を形成し、この磁
性体膜の表面に絶縁膜を形成したものを使用することも
できる。例えば非磁性のセラミックであるデビトロンＬ
Ｐ−８６１（石塚硝子株式会社の商品名）を使用し、こ
の基板上に磁性体膜としてＦｅ₇₈Ｔａ₁₀Ｃ₁₂を５μｍの
厚さ成膜し、さらにこのＦｅ₇₈Ｔａ₁₀Ｃ₁₂膜の上に絶縁
膜としてＳｉＯ₂を１μｍの厚さにて成膜した基板を使
用することが可能である。この基板を使用して前記のコ
イル、誘電体膜、導電体膜、層間絶縁膜、磁性体膜を成
膜して、前記実施例と同等のＬＣフィルタを形成するこ
とができる。また、前記実施例のように、このＬＣフィ
ルタは、４インチ角の大基板から６０００個、また６イ
ンチ丸の大基板から１２０００個同時に製造することが
でき、大量生産によるコスト低減にも寄与することがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、平面形状に巻
き形成されたコイル部材を誘電体層により覆うことによ
り、薄型の分布定数型のＬＣフィルタを得ることができ
る。

【００２５】請求項２記載の発明では、磁性体の基板を
使用し、さらに誘電体層の上に磁性体を積層することに
よりインダクタンスを大きくでき、カットオフ周波数を
従来のものよりも低くできる。

【００２６】請求項３記載の発明では、薄膜積層技術を
用いて、導電体による平面形状のコイル部材および誘電
体層などを形成でき、安定した品質のＬＣフィルタを量
産できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＬＣフィルタの実施例を示す拡大断面
図である。

【図２】図１に示したＬＣフィルタの等価回路図であ
る。

【図３】上記実施例のＬＣフィルタの製造工程を示すも
のであり、基板にコイルが形成された状態を示す斜視図
である。

【図４】コイルの上に誘電体膜が形成された状態を示す
斜視図である。

【図５】誘電体膜上に導電体膜が形成された状態を示す
斜視図である。

【図６】層間絶縁膜が形成された状態を示す斜視図であ
る。

【図７】磁性体膜が形成された状態を示す斜視図であ
る。

【図８】上記実施例と従来例のＬＣフィルタの挿入損出
特性を示す線図である。

【図９】従来のピンタイプのＬＣフィルタを示す斜視図
である。

【図１０】図９に示した従来のピンタイプのＬＣフィル
タの分解斜視図である。

【図１１】従来のチップタイプのＬＣフィルタを示す斜
視図である。

【図１２】図１１に示した従来のチップタイプのＬＣフ
ィルタの部分分解斜視図である。

【符号の説明】

２１ＬＣフィルタ２２基板２２ａ磁性体接続部分２３コイル２４端子部２５端子部２６誘電体膜２７導電体膜２８端子部２９層間絶縁膜３０磁性体膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柿原良亘東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者蛸島武広東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者中村功東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板上に絶縁されて平面状
に巻き形成されたコイル部材と、このコイル部材上に積
層された誘電体層と、前記コイル部材の複数箇所と前記
誘電体層とにそれぞれ電気的に導通可能な端子部とを有
することを特徴とするＬＣフィルタ。
【請求項２】基板は磁性体により形成され、且つ誘電
体層の上に、端子部を除いて磁性体層が設けられている
請求項１記載のＬＣフィルタ。
【請求項３】基板上にこの基板と絶縁された導電体層
を形成する工程と、この導電体層の不要部分を除去加工
して平面形状に巻かれたコイル部材を形成する工程と、
コイル部材上に端子部を残して誘電体層を積層する工程
とを有することを特徴とするＬＣフィルタの製造方法。