JPH0818376A

JPH0818376A - 分布定数型ノイズフィルタ

Info

Publication number: JPH0818376A
Application number: JP14953094A
Authority: JP
Inventors: Yuji Maruyama; 雄二丸山; Akira Iwashita; 晃岩下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、広帯域で且つ高周波特性に優れた
分布定数型ノイズフィルタを提供する。【構成】本発明は、信号ライン導体コイルパターン２
ｂ〜２ｇとグランドライン導体コイルパターン３ｂ〜３
ｇとを実質的に相対するように絶縁体層１ｂ〜１ｆの介
し、且つ該絶縁体１ｂ〜１ｆを積層して成る分布定数型
ノイズフィルタにおいて、前記信号ライン導体コイルパ
ターン２ｂ〜２ｇとグランドライン導体コイルパターン
３ｂ〜３ｇとの磁気結合係数が０．６以上とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は分布定数型ノイズフィル
タに関し、特に広帯域で任意のフィルタ特性の制御がで
きるノイズフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】分布定数型ノイズフィルタの一例である
特開平４−３７００５号公報には、信号ライン導体コイ
ルパターンとグランドライン導体コイルパターンとを実
質的に相対するように絶縁体層を介し、且つ該絶縁体を
積層して成る分布定数型ノイズフィルタが開示されてお
り、そのフィルタ特性を可変する手段として、等価イン
ダクタンスを変更するために、コイルの積層数やターン
数を、コイル面積の変更を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の分布定
数型ノイズフィルタにおいては、減衰極特性は、等価イ
ンダクタンスや等価キャパシタンスなどにより決定され
るが、分布定数型であるため、例えば減衰極周波数の算
出に基づいて制御をおこなっても、正確な制御を行うこ
とが困難であった。

【０００４】従来のように、等価インダクタンスを変更
するために、コイルの積層数やターン数を、コイル面積
の変更だけでは、一次減衰極、二次減衰極との単独の制
御が困難であり、特に、一次減衰極よりも高い周波数側
の二次減衰極の設定が安定しなかった。

【０００５】一般に減衰極周波数ｆｒ＝ｋ×１／（Ｌ₁
×Ｃ₁）^1/2で表される（ｋは比例定数、Ｌ₁は等価イ
ンダクタンス、Ｃ₁は等価キャパシタンス）。等価イン
ダクタンスＬ₁は信号ライン側コイルの自己インダクタ
ンスとグランドライン側コイルの自己インダクタンス
値、相互インダクタンスＭの和によって与えられ、等価
キャパシタンスＣ₁は、信号ライン側コイルとグランド
ライン側コイルとの間の容量によって与えられる。

【０００６】しかし、本発明者らの種々の実験によれ
ば、信号ライン側コイルの自己インダクタンスＬ_Sとグ
ランドライン側コイルの自己インダクタンスＬ_G、相互
インダクタンスＭによって決定される磁気結合係数によ
って、一次減衰極の変動を少なくして、且つ二次減衰極
の変動のみを制御することができることを知見した。

【０００７】即ち、上述の従来技術では、実際には一次
減衰極の変更しかできず、二次減衰極の制御に対しては
困難であったものの、上述の磁気結合係数を適性に選択
すれば、簡単に任意の特性を有する広帯域のノイズフィ
ルタを達成できるものとなる。

【０００８】本発明は上述の知見に基づいて案出された
ものであり、その目的は、特に、二次減衰極の制御が容
易な広帯域の分布定数型ノイズフィルターを提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の絶縁体
層を積層して成る積層体内に、複数の信号ライン導体コ
イルパターンと複数のグランドライン導体コイルパター
ンとを間に絶縁体層を介して実質的に対向するように配
置させることによって、信号ライン側コイル及びグラン
ドライン側コイルを形成した分布定数型ノイズフィルタ
において、前記信号ライン側コイルとグランドライン側
コイルとの磁気結合係数が０．６以上にした分布定数型
ノイズフィルタである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、信号ライン導体コイルパター
ンとグランドライン導体コイルパターンとを絶縁体層を
介在させて、信号ライン側コイルとグランドライン側コ
イルとを形成した分布定数型ノイズフィルタにおいて、
減衰極周波数は、等価インダクタンスＬ₁、等価キャパ
シタンスＣ₁によって規定されるものの、特に、等価イ
ンダクタンスＬ₁を与える信号ライン側コイルの自己イ
ンダクタンスＬ_S、グランドライン側コイルの自己イン
ダクタンスＬ_G、及び相互インダクタンスＭを夫々適正
に設定すれば、一次減衰極の変動を少なくして、且つ二
次減衰極を高周波側に任意に設定できる。

【００１１】即ち、信号ライン側コイルの自己インダク
タンスＬ_S、グランドライン側コイルの自己インダクタ
ンスＬ_G及び相互インダクタンスＭとに規定される結合
係数を０．６以上にすると、二次減衰極は一次減衰極に
対して相対的に高域にシフトし、広帯域のフィルタ特性
となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳説する。図
１は本発明の分布定数型ノイズフィルタの断面図であ
り、図２（ａ）（ｂ）は夫々、絶縁体層となる絶縁シー
ト上に形成された信号ライン導体コイルパターンとなる
導体膜、グランドライン導体コイルパターンとなる導体
膜の平面図である。

【００１３】本発明の分布定数型ノイズフィルタは、例
えば７層の絶縁体層１ａ〜１ｇが積層して構成された積
層体１と、該積層体１の外表面に形成した入出力端子電
極６、７とグランド端子電極８とから主に構成されてい
る。

【００１４】積層体１は、例えば７層の絶縁体層１ａ〜
１ｇとから成り、夫々の絶縁体層間１ａと１ｂ、１ｂと
１ｃ・・・・１ｆと１ｇには、信号ライン導体コイルパ
ターン２ｂ〜２ｇとグランドライン導体コイルパターン
３ｂ〜３ｇが並設され、また、各絶縁体層１ｂ〜１ｆの
厚み方向には、夫々の信号ライン導体コイルパターン２
ｂ〜２ｆの一端部と厚み方向に隣接する信号ライン導体
コイルパターン２ｃ〜２ｇの他端部とを接続するビアホ
ール導体４ｂ〜４ｆが、また、夫々のグランドライン導
体コイルパターン３ｂ〜３ｆの一端部と厚み方向に隣接
するグランドライン導体コイルパターン３ｃ〜３ｇの他
端部とを接続するビアホール導体５ｂ〜５ｆが形成され
ている。

【００１５】即ち、積層体１は、例えば、図２（ａ）に
示す絶縁体層１ｂ、１ｄ、１ｆとなる絶縁体シートと、
図２（ｂ）に示す絶縁体層１ｃ、１ｅ、１ｇとなる絶縁
体シートとが交互に積層して構成されている。尚、図２
（ａ）には、絶縁体層１ｂとなる絶縁体シート上に形成
された各コイルパターンを示し、図２（ｂ）には、絶縁
体層１ｃとなる絶縁体シート上に形成された各コイルパ
ターンを示す。

【００１６】図２（ａ）において、絶縁体層１ｂとなる
絶縁体シート上に、絶縁体層１ａと１ｂとの層間に配置
される概略コ字状の信号ライン導体コイルパターン２ｂ
及びグランドライン導体コイルパターン３ｂが形成され
ている。また、信号ライン導体コイルパターン２ｂの一
端部には、絶縁体層１ｂの厚みを貫き、且つ図２（ｂ）
に示す絶縁体層１ｂと１ｃとの層間に配置される信号ラ
イン導体コイルパターン２ｃの他端部に接続するための
ビアホール導体４ｂが形成されている。また、グランド
ライン導体コイルパターン３ｂの一端部には、絶縁体層
１ｂの厚みを貫き、且つ図２（ｂ）に示す絶縁体層１ｂ
と１ｃとの層間に配置されるグランドライン導体コイル
パターン３ｃの他端部に接続するためのビアホール導体
５ｂとなる導体が形成されている。

【００１７】また、図２（ｂ）において、絶縁体層１ｃ
となる絶縁体シート上に、絶縁体層１ｂと１ｃとの層間
に配置される概略コ字状の信号ライン導体コイルパター
ン２ｃ及びグランドライン導体コイルパターン３ｃが形
成されている。また、信号ライン導体コイルパターン２
ｃの一端部には、絶縁体層１ｃの厚みを貫き、且つ絶縁
体層１ｃと１ｄとの層間に配置される信号ライン導体コ
イルパターン２ｄの他端部に接続するためのビアホール
導体４ｃが形成されている。また、グランドライン導体
コイルパターン３ｃの一端部には、絶縁体層１ｃの厚み
を貫き、且つ絶縁体層１ｃと１ｄとの層間に配置される
グランドライン導体コイルパターン３ｄの他端部に接続
するためのビアホール導体５ｃとなる導体が形成されて
いる。

【００１８】また、絶縁体層１ａには、信号ライン導体
コイルパターン２ｂの他端部と接続するビアホール導体
４ａが、絶縁体層１ｇには、信号ライン導体コイルパタ
ーン２ｆの一端部と接続するビアホール導体４ｇ、グラ
ンドライン導体コイルパターン３ｆの一端部と接続する
ビアホール導体５ｇが夫々形成されている。

【００１９】また、積層体１の外表面、即ち端面又は両
主面など（図では、両主面）に入出力端子電極６、７と
グランド端子電極８が形成されている。例えば、出力端
子電極７はビアホール導体４ａと接続しており、入力端
子電極６はビアホール導体４ｇと接続しており、グラン
ド端子電極８はビアホール導体５ｇと接続している。

【００２０】以上の構造により、出力端子電極７はビア
ホール導体４ａを介して信号ライン導体コイルパターン
２ｂの他端部に、入力端子電極６はビアホール導体４ｇ
を介して信号ライン導体コイルパターン２ｇの一端部
に、グランド端子電極８はビアホール導体５ｇを介して
グランドライン導体コイルパターン２ｇの一端部と接続
しているため、全体として図３に示すように、入出力端
子電極６、７との間には、ビアホール導体４ａ−信号ラ
イン導体コイルパターン２ｂの他端部−信号ライン導体
コイルパターン２ｂの一端部−ビアホール導体４ｂ−信
号ライン導体コイルパターン２ｃの他端部−信号ライン
導体コイルパターン２ｃの一端部−ビアホール導体４ｃ
−信号ライン導体コイルパターン２ｄの他端部−信号ラ
イン導体コイルパターン２ｄの一端部−ビアホール導体
４ｄ−信号ライン導体コイルパターン２ｅの他端部−信
号ライン導体コイルパターン２ｅの一端部−ビアホール
導体４ｅ−信号ライン導体コイルパターン２ｆの他端部
−信号ライン導体コイルパターン２ｆの一端部−ビアホ
ール導体４ｆ−信号ライン導体コイルパターン２ｇの他
端部−信号ライン導体コイルパターン２ｇの一端部−ビ
アホール導体４ｇと電気的に接続され、所定インダクタ
ンス値を有する一連の信号ライン側コイルが形成される
ことになる。

【００２１】また、グランド電位側では、グランドライ
ン導体コイルパターン３ｂの他端部−グランドライン導
体コイルパターン３ｂの一端部−ビアホール導体５ｂ−
グランドライン導体コイルパターン３ｃの他端部−グラ
ンドライン導体コイルパターン３ｃの一端部−ビアホー
ル導体５ｃ−グランドライン導体コイルパターン３ｄの
他端部−グランドライン導体コイルパターン３ｄの一端
部−ビアホール導体５ｄ−グランドライン導体コイルパ
ターン３ｅの他端部−グランドライン導体コイルパター
ン３ｅの一端部−ビアホール導体５ｅ−グランドライン
導体コイルパターン３ｆの他端部−グランドライン導体
コイルパターン３ｆの一端部−ビアホール導体５ｆ−グ
ランドライン導体コイルパターン３ｇの他端部−グラン
ドライン導体コイルパターン３ｇの一端部−ビアホール
導体５ｇ−グランド端子電極８と電気的に接続され、所
定インダクタンス値を有する一連のグランドライン用コ
イルが形成されることになる。

【００２２】また、信号ライン導体コイルパターン２ｂ
〜２ｇとグランドライン導体コイルパターン３ｂ〜３ｇ
は、各絶縁体層１ｂ〜１ｆを介して、等価キャパシタン
スに相当する容量が発生している。

【００２３】上述の構造の積層体１は、以下のような製
造方法で作られる。

【００２４】まず、積層体１の絶縁体層１ａ〜１ｇとな
る絶縁体シートは、誘電体材料であるＢａＴｉＯ₃、Ｔ
ｉＯ₃を少なくとも含むセラミック粉末と有機ビヒクル
とを均質混練して、所定厚み（２０μｍ〜１００μｍ）
のテープを成型し、所定大きさに裁断した絶縁体層１ａ
〜１ｇとなるシートを作成する。

【００２５】次に、その絶縁体シートの所定位置に、ビ
アホール導体４ａ〜４ｇ、５ｂ〜５ｇとなる貫通孔（孔
径５０μｍ〜２００μｍ）をパンチ加工などで形成す
る。

【００２６】次に、上述の貫通孔内に、Ａｇ系（Ａｇ単
体、Ａｇ−ＰｄのようなＡｇ合金）、Ｃｕ系材料の金属
粉末と必要に応じて低融点ガラスフリットと有機ビヒク
ルとを均質混合して得られた導電性ペーストを充填し
て、ビアホール導体４ａ〜４ｇ、５ｂ〜５ｇとなる導体
を形成するとともに、そのシートの表面に信号ライン導
体コイルパターン２ｂ〜２ｇとなる導体膜、グランドラ
イン導体コイルパターン３ｂ〜３ｇとなる導体膜を、上
述の導電性ペーストのスクリーン印刷によって厚み１μ
ｍ〜２０μｍで形成する。ここで、絶縁体層１ｂ、１
ｄ、１ｆとなる絶縁体シートは、図２（ａ）に示すよう
なパターンを有し、絶縁体層１ｃ、１ｅ、１ｇとなる絶
縁体シートは、図２（ａ）に示すようなパターンを有す
ることになる。尚、絶縁体層１ａとなる絶縁体シートは
図示していないが、基本的にはビアホール導体４ａとな
る導体が充填された平板状のシートとなる。

【００２７】次に、夫々のシートを積層順序を考慮し
て、選択的に積層し、熱圧着により一体化する。その後
必要に応じて焼結収縮を考慮した最終寸法で裁断した
り、また、最終工程で分割するための分割溝を形成した
りする。

【００２８】次に、各絶縁体シートから成る積層体を、
所定雰囲気・所定ピーク温度で焼成する。上述の導電性
ペーストにＡｇ系導電性ペーストを用いた場合には酸化
性囲気、中性雰囲気で、Ｃｕ系導電性ペーストを用いた
場合には還元性囲気、中性雰囲気で処理する。また、ピ
ーク温度は、絶縁体シートが焼結反応されるに必要な温
度で処理するが、この温度に耐ええるように導電性ペー
ストの金属成分を調整する。例えば、導電性ペーストに
Ａｇ単体、Ｃｕ単体を用いた場合には、ピーク温度は１
０５０℃以下であり、これ以上の温度で焼成する場合に
は、Ｐｄなどの合金を用いる。

【００２９】また、約１０００℃の焼成温度に昇温する
過程で、約５００℃前後で、絶縁体シート、導体膜、導
体に含まれる有機ビヒクル成分を焼失する。

【００３０】このようにして焼成処理された積層体１
に、積層体１の外表面に露出するビアホール導体４ａ、
４ｇ、５ｇの露出部分に夫々端子電極６、７、８を、導
電性ペーストの焼きつけにより形成する。尚、この端子
電極６、７、８となる導体膜を積層体１の焼成前に形成
して、積層体と同時に焼成処理しても構わない。

【００３１】このような分布定数型ノイズフィルタは、
図４に示す等価回路の構成となる。

【００３２】ここで、本発明の特徴的なことは、前記信
号ライン導体コイルパターン２ｂ〜２ｇから成る信号ラ
イン側コイルとグランドライン導体コイルパターン３ｂ
〜３ｇから成るグランドライン側コイルとの磁気結合係
数を０．６以上としたことである。

【００３３】本発明者らの種々実験によれば、磁気結合
係数の変更は、前記信号ライン導体コイルパターン２ｂ
〜２ｇとグランドライン導体コイルパターン３ｂ〜３ｇ
との間隔、即ち、絶縁体層１ｂ〜１ｆの厚みによって決
定されることを見出した。

【００３４】さらに、本発明者らは、磁気結合係数が
０．５８と０．８０の２種類の図１に示す構造を有する
分布定数型ノイズフィルタを作成し、入出力５０Ωでネ
ットワークアナライザーで伝送特性を調べた。

【００３５】その結果、磁気結合係数が０．５８の分布
定数型ノイズフィルタ（比較例）では、図５に示すよう
に、一次減衰極が１６０ＭＨｚ付近で、二次減衰極が２
８０ＭＨｚ付近となり、その差が１２０ＭＨｚ程度であ
り、また、二次減衰極よりも高周波側の殆どの範囲で
は、減衰量が−２０ｄＢ以上となり、ノイズフィルタと
しては、狭帯域で減衰量の小さいものとなってしまう。

【００３６】これに対して、磁気結合係数が、０．６以
上、例えば０．８０の分布定数型ノイズフィルタ（本発
明）では、図６に示すように、一次減衰極が１６０ＭＨ
ｚ付近で、二次減衰極が４１０ＭＨｚ付近となり、その
差が２５０ＭＨｚ程度であり、また、二次減衰極よりも
高周波側の殆どの範囲では、減衰量が−２０ｄＢ以下と
なり、ノイズフィルタとしては、広帯域で減衰量の大き
いものとなる。

【００３７】さらに、磁気結合係数の変動による、一次
減衰極と、二次減衰極との関係を調べた。その結果を図
７に示す。図７において、一次減衰極は点線で、二次減
衰極は実線で示した。その結果、磁気結合係数の変動に
よっても、一次減衰極は基本的には変動がないのに対し
て、二次減衰極は、特に、磁気結合係数が０．６以上と
なると大きく高周波側にシフトし、一次減衰極と二次減
衰極との差が大きくなることが判る。従って、分布定数
型ノイズフィルタにおいて、信号ライン導体コイルパタ
ーン２ｂ〜２ｇとグランドライン導体コイルパターン３
ｂ〜３ｇとの間の磁気結合係数を、０．６以上にするこ
とで広帯域のフィルタとなり、また、図６に示すように
高周波側での減衰量を大きくすることができ、優れたフ
ィルタ特性のノイズフィルタとなる。

【００３８】磁気結合係数を、０．６以上とするための
具体的な手段の１つとして、絶縁体層１ｂ〜１ｇの厚み
を調整することにある。例えば、絶縁体層１ｂ〜１ｇの
透磁率にも若干関係するが、一般に絶縁体層の透磁率は
１であり、その透磁率における層厚みを４５μｍ以下に
すれば、結合係数０．６以上が得られ、さらに、層厚を
薄くすれば結合係数は一層小さくなる。

【００３９】図８は、本発明の他の実施例を示す積層体
８１の構造断面図てある。尚、端子電極は省略する。

【００４０】積層体８１は、例えば８層の絶縁体層８１
ａ〜８１ｈからなる。この実施例で特徴的なことは、絶
縁体層８１ａと８１ｂ、８１ｂと８１ｃ、８１ｃと８１
ｄとの間には、信号ライン導体コイルパターン８２ｂ〜
８２ｄのみが形成されており、グランドライン導体コイ
ルパターンは形成されていない。

【００４１】即ち、絶縁体層８１ｂ、８１ｄとなる絶縁
体シートには、図２（ａ）のおける信号ライン導体コイ
ルパターンとなる導体膜のみ形成されており、絶縁体層
８１ｃとなる絶縁体シートには、図２（ｂ）における信
号ライン導体コイルパターンとなる導体膜のみ形成され
ている。

【００４２】また、絶縁体層８１ｄと８１ｅ、８１ｅと
８１ｆ、８１ｆと８１ｇ、８１ｇと８１ｈとの間には、
信号ライン導体コイルパターン８２ｅ〜８２ｈとグラン
ドライン導体コイルパターン８３ｅ〜８３ｈとが形成さ
れている。

【００４３】即ち、絶縁体層８１ｅ、８１ｇとなる絶縁
体シートには、図２（ｂ）に示すように、絶縁体層８１
ｆ、８１ｈとなる絶縁体シートには、図２（ａ）に示す
ようなパターンを形成する。

【００４４】尚、図８の断面図では、信号ライン導体コ
イルパターン８２ｅ、８２ｇ、グランドライン導体コイ
ルパターン８３ｆ、８３ｈは図に現れず省略した。

【００４５】この分布定数型ノイズフィルタの基本回路
は図９に示すように、信号ライン側コイルの自己インダ
クタンスとグランドライン側コイルの自己インダクタン
スが相違することになる。

【００４６】即ち、積層体８１上にさらに、絶縁体層間
に形成された信号ライン導体コイルパターンを重畳する
ことにより、等価キャパシタンスを変動させることな
く、信号ライン側コイルの自己インダクタンスのみを所
定値に設定でき、実際には、結合係数を簡単に制御でき
る。

【００４７】尚、上述の実施例では、積層体１に形成し
た端子電極６、７、８が積層体の両主面に形成されてい
るが、信号ライン導体コイルパターン２ｂ、８２ｂの他
端、信号ライン導体コイルパターン２ｇ、８２ｈの一端
部、グランドライン導体コイルパターン３ｇ、８３ｈの
一端部を、積層体１、８１の端面から導出させて、積層
体１、８１の端面に端子電極６、７、８を形成しても構
わない。

【００４８】また、積層構造、積層数等は任意に変更す
ることが可能である。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、信号ライン導体コイル
パターンから成るコイルとグランドライン導体コイルパ
ターンから成るコイルとの磁気結合係数を０．６以上と
したため、一次減衰極の変動を少なくして、実質的に二
次減衰極のみを高周波側にシフトすることが簡単にで
き、広帯域の分布定数型ノイズフィルタが達成できる。

【００５０】また、二次減衰極よりも高周波側の減衰特
性を大きくすることができ、選択性の高い優れたの分布
定数型ノイズフィルタが簡単に達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分布定数型ノイズフィルタの断面図で
ある。

【図２】（ａ）（ｂ）は夫々絶縁体シートの各コイルパ
ターンを示す概略平面図である。

【図３】図１に示すノイズフィルタの実体的な各コイル
パターンの接続状態を示す概略図である。

【図４】図１示す分布定数型ノイズフィルタ等価的な回
路図である。

【図５】磁気結合係数が０．５８の分布定数型ノイズフ
ィルタの特性図である。

【図６】磁気結合係数が０．８０の分布定数型ノイズフ
ィルタの特性図である。

【図７】磁気結合係数と一次減衰極、二次減衰極との関
係を示す特性図である。

【図８】本発明の他の実施例を示すの断面図である。

【図９】図８示す分布定数型ノイズフィルタ等価的な回
路図である。

【符号の説明】

１・・・積層体１ａ〜１ｇ・・・・絶縁体層２ｂ〜２ｇ・・・・信号ライン導体コイルパターン３ｂ〜３ｇ・・・・グランドライン導体コイルパターン４ａ〜４ｇ、５ｂ〜５ｇ・・・・ビアホール導体６、７・・・入出力端子電極８・・・・グランド側端子電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の絶縁体層を積層して成る積層体内
に、複数の信号ライン導体コイルパターンと複数のグラ
ンドライン導体コイルパターンとを間に絶縁体層を介し
て実質的に対向するよう配置させることによって、信号
ライン側コイル及びグランドライン側コイルを形成した
分布定数型ノイズフィルタにおいて、前記信号ライン側コイルとグランドライン側コイルとの
磁気結合係数が０．６以上にしたことを特徴とする分布
定数型ノイズフィルタ。