JPH08237060A - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 挿入回路が高周波化されても、安定した減衰
特性が得られるノイズフィルタを提供する。 【構成】本発明は、複数のセラミック層１ａ〜１ｈｅ積
層して成る積層体１の各層間に互いに対向しあいキャパ
シタンス成分を発生する信号側のコイル及びグランド側
のコイルを配置して成るノイズフィルタであり、前記信
号側のコイルの導体抵抗を、グランド側のコイルの導体
抵抗に比較して大きくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はノイズフィルタに関し、
特に高周波動作の回路に適したノイズフィルタに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のノイズフィルタは、複数のセラミ
ック層を積層して成る積層体内に、各セラミック層間に
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
イルパターンとを配置されていた。

【０００３】具体的には、所定セラミック層間に第１の
信号ライン導体コイルパターンと第２のグランドライン
導体コイルパターンを配置し、所定セラミック層間に隣
接するセラミック層間に、第１の信号ライン導体コイル
パターンと対向してその間でキャパシタンス成分を発生
させるための第２のグランドライン導体コイルパターン
と第１のグランドライン導体コイルパターンと対向して
その間でキャパシタンス成分を発生させるための第２の
信号ライン導体コイルパターンとが配置されていた。そ
して、各第１及び第２の信号ライン導体コイルパターン
どうしは、らせん状に接続されて信号側のコイルを形成
し、また、各第１及び第２のグランドライン導体コイル
パターンどうしは、らせん状に接続されてグランド側の
コイルを形成していた。

【０００４】製造方法としては、セラミック層となるグ
リーンシート上に、概略Ｃ字状の信号ライン導体コイル
パターンとなる導体膜と概略Ｃ字状のグランドライン導
体コイルパターンとなる導体膜とを、その導体膜の互い
にその開口部が対向しあうように夫々導電性ペーストに
よって形成し、これらのグリーンシートを積層一体化し
て、一体焼成して形成していた。

【０００５】尚、グリーンシートは、信号ライン導体コ
イルパターン及びグランドライン導体コイルパターンと
が対象位置となった２種類のグリーンシートが用いられ
ている。第１のグリーンシートに形成した第１の信号ラ
イン導体コイルパターンの一端が第２のグリーンシート
に形成した第２の信号ライン導体コイルパターンターン
の他端にビアホール導体を介して接続するとともに、第
１のグランドライン導体コイルパターンの一端が第２の
グリーンシートに形成した第２のグランドライン導体コ
イルパターンの他端にビアホール導体を介して接続する
ように、さらに、第１のリーンシートに形成した第１の
信号ライン導体コイルパターンと第２のグリーンシート
に形成した第２のグランドライン導体コイルパターンと
対向し、第１のグリーンシートに形成した第１のグラン
ドライン導体コイルパターンと第２のグリーンシートと
第２の信号ライン導体コイルパターンと対向するように
積層される。

【０００６】このように１枚のグリーンシート上に形成
された各々信号ライン導体コイルパターン、グランドラ
イン導体コイルパターンが、例えば低抵抗材料のＡｇ系
（Ａｇ単体やＡｇ合金）導体、Ｃｕ系導体などを主成分
とする導電性ペーストで、互いに実質的に同一形状で形
成されていたため、信号側のコイルとグランド側のコイ
ルは、比較的低いインピーダンスとなっていた。

【０００７】そして、上述のノイズフィルタは、信号側
のコイル、グランド側のコイルによって発生するインダ
タンス成分及び両コイル間の相互インダクタンス成分、
さらに、両コイル間に発生する高いキャパシタンス成分
によって構成され、所定減衰特性が得られる。

【０００８】一般に、ノイズフィルタは、除去したい周
波数帯域において、外部回路（挿入回路）のインピーダ
ンス（入力インピーダンス）とノイズフィルタのインピ
ーダンスの絶対値の差を大きくするように設定してい
る。

【０００９】現在、多用されている分布定数型のノイズ
フィルタのインピーダンスが１０Ω程度である。これに
対して、挿入回路側の入力インピーダンスは約５００Ω
となっている。従って、両インピーダンス間では大きな
差があり、充分な減衰特性を導出することができてい
た。

【００１０】

【課題を解決するための課題】しかし、挿入回路の動作
周波数が例えば５０ＭＨｚであっても、所定帯域よりも
高周波側に高調波成分が発生する。そして、図６の実線
Ａに示すように挿入回路の入力インピーダンスは、周波
数５０〜２００ＭＨｚにかけて大きく低下して、例え
ば、１００ＭＨｚでは２５０Ω、２００ＭＨｚでは１０
０Ω、４００ＭＨｚでは５０Ωにまで低下する。また、
約２００ＭＨｚから約６００ＭＨｚの帯域では、入力イ
ンピーダンスが１００Ω以下となる。

【００１１】従って、挿入回路の周波数が例えば５０Ｍ
Ｈｚでは入力インピーダンス約５００Ωであり、ノイズ
フィルタのインピーダンスとの差が充分に大きく減衰効
果があったとしても、例えば、高い周波数領域では、挿
入回路の入力インピーダンスとノイズフィルタのインピ
ーダンスとの絶対値の差が相対的に減少してしまい、そ
の結果、高周波帯域での減衰効果が劣化してしまうとい
う問題点があった。尚、図６中、点線は、上述のノイズ
フィルタのインピーダンスを示す。

【００１２】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、挿入回路の入力インピーダン
スが低下しても、ノイズ減衰効果を充分に導出すること
ができるノイズフィルタを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のセラミ
ック層を積層して成る積層体の層間に第１の信号ライン
導体コイルパターンと第１のグランドライン導体コイル
パターンを、隣接する層間に前記第１のグランドライン
導体コイルパターンと対向する第２の信号ライン導体コ
イルパターンと前記第１の信号ライン導体コイルパター
ンと対向する第２のグランドライン導体コイルパターン
とを夫々配置するとともに、前記第１及び第２の信号ラ
イン導体コイルパターンを互いに接続して信号側のコイ
ルを、前記第１及び第２のグランドライン導体コイルパ
ターンを互いに接続してグランド側コイルを夫々形成し
て成るノイズフィルタにおいて、前記信号側のコイルの
導体抵抗が、前記グランド側コイルの導体抵抗に比較し
て大きいノイズフィルタである。

【００１４】

【作用】本発明によれば、信号側のコイルの導体抵抗を
大きくすることによって、等価回路的には信号側のコイ
ル側においてはインダクタンス成分と抵抗成分とが互い
に直列接続されることになる。これにより、従来の信号
側のコイルのインピーダンスを約５０〜２００Ω程度、
高インピーダンス化できる。

【００１５】ここで挿入回路の周波数が比較的低い（例
えば５０ＭＨｚ）では、入力インピーダンスが例えば５
００Ωと非常に大きいため、高インピーダンス化した本
発明においても、充分なインピーダンスの差が発生する
ことになり、従来同様に充分な減衰特性を維持できる。

【００１６】しかも、高周波領域（例えば２００〜６０
０ＭＨｚ）において、挿入回路の入力インピーダンスが
大きく低下した場合においても、挿入回路の入力インピ
ーダンスとノイズフィルタのインピーダンスの差を従来
に比較して、大きくできるため、充分な減衰特性が達成
できる。

【００１７】しかも、信号側のコイルを構成する信号ラ
イン導体コイルパターンの導体抵抗が大きくなっている
ため、このために、導体損失によってより有効に作用す
ることになる。

【００１８】さらに、信号側のコイルのインピーダンス
とグランド側コイルのインピーダンスの差により、グラ
ンド側コイルにノイズ成分を還流させる効果が顕著とな
り、より高い減衰特性を得ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明のノイズフィルタを図面に基づ
いて詳説する。

【００２０】図１は本発明のノイズフィルタの外観斜視
図であり、図２はその断面図であり、図３は各コイルパ
ターンの接続状態を示す図であり、図４（ａ）（ｂ）は
夫々、セラミック層となる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。

【００２１】本発明のノイズフィルタは、例えば５層の
セラミック層１ａ〜１ｅ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信号ライン側の入力
の端子電極６、７とグランド側の端子電極８とから主に
構成されている。

【００２２】積層体１は、アルミナ、ＢａＴｉＯ₃ 、Ｔ
ｉＯ₂ 、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚｎなどのセラミック、ま
たはこのようなセラミックと結晶化ガラス成分との混合
物などで構成されたセラミック層１ａ〜１ｅとから成
る。

【００２３】この積層体１の各セラミック層１ａと１ｂ
との間、１ｂと１ｃの間、１ｃと１ｄとの間には、信号
ライン導体コイルパターン２ｂ〜２ｄとグランドライン
導体コイルパターン３ｂ〜３ｄが並設されている。

【００２４】ここで、図４（ａ）に示すセラミック層１
ａと１ｂとの間、１ｃと１ｄとの間に配置された信号ラ
イン導体コイルパターンを第１の信号ライン導体コイル
パターン２ｂ、２ｄといい、グランドライン導体コイル
パターンを第１のグランドライン導体コイルパターン３
ｂ、３ｄという。尚、図４（ａ）は、セラミック層１ｃ
と１ｄとの間（セラミック層１ｄ上）の第１の信号ライ
ン導体コイルパターン２ｄ、第１のグランドライン導体
コイルパターン３ｄを示している。

【００２５】また、図４（ｂ）に示すセラミック層１ｂ
と１ｃとの間に配置された信号ライン導体コイルパター
ンを第２の信号ライン導体コイルパターン２ｃといい、
グランドライン導体コイルパターンを第２のグランドラ
イン導体コイルパターン３ｃという。尚、図４（ｂ）は
セラミック層１ｂと１ｃとの間、即ちセラミック層１ｃ
上の各導体コイルパターン２ｃ、３ｃを示している。

【００２６】尚、セラミック層１ｄと１ｅとの間には、
第１の信号ライン導体コイルパターン２ｄの他端と信号
ライン側の入力の端子電極６と接続するための引き出し
導体パターン２ｅが、第１のグランドライン導体コイル
パターン３ｄの他端とグランド側の端子電極８と接続す
るための引き出し導体パターン３ｅが形成されている。

【００２７】また、セラミック層１ｂの厚みには、セラ
ミック層１ａと１ｂとの間の第１の信号ライン導体コイ
ルパターン２ｂの他端部と、セラミック層１ａと１ｂと
の間の第２の信号ライン導体コイルパターン２ｃとを接
続するためビアホール導体４ｂが、第１のグランドライ
ン導体コイルパターン３ｂの他端部と第２のグランドラ
イン導体コイルパターン３ｃとを接続するためビアホー
ル導体５ｂが夫々形成されている。同様にして、図４
（ｂ）に示すようにセラミック層１ｃの厚みにも、セラ
ミック層１ｂと１ｃとの間の第２の信号ライン導体コイ
ルパターン２ｃの他端部と、セラミック層１ｃと１ｄと
の間の第１の信号ライン導体コイルパターン２ｄとを接
続するためビアホール導体４ｃが、第２のグランドライ
ン導体コイルパターン３ｃの他端部と第１のグランドラ
イン導体コイルパターン３ｄとを接続するためビアホー
ル導体５ｃが夫々形成されている。また、図４（ａ）に
示すようにセラミック層１ｄの厚みにも、セラミック層
１ｃと１ｄとの間の第１の信号ライン導体コイルパター
ン２ｄの他端部と、セラミック層１ｄと１ｅとの間の引
き出し導体パターン２ｅの一端とを接続するためビアホ
ール導体４ｄが、第２のグランドライン導体コイルパタ
ーン３ｄの他端部と引き出し導体パターン３ｅの一端と
を接続するためビアホール導体５ｄが夫々形成されてい
る。

【００２８】これにより、積層体１には、第１の信号ラ
イン導体コイルパターン２ｂ、第２の信号ライン導体コ
イルパターン２ｃ、第１の信号ライン導体コイルパター
ン２ｄから成る約１．５ターンの信号側のコイルが形成
されるとともに、第１のグランドライン導体コイルパタ
ーン３ｂ、第２のグランドライン導体コイルパターン３
ｃ、第１のグランドライン導体コイルパターン３ｄから
成る約１．５ターンのグランド側のコイルが形成される
ことになり、両コイル間には、夫々キャパシタンス成分
が発生する。

【００２９】端子電極６、７、８は、Ａｇ系導体膜から
なり、必要に応じてその導体膜上に、Ｎｉメッキ、半田
メッキなどのメッキ層が被着形成されている。

【００３０】信号側出力端子電極７は、第１の信号ライ
ン導体コイルパターン２ｂの一端が延出する積層体１の
端面部分に形成され、信号側入力端子電極６は、第１の
信号ライン導体コイルパターン２ｄと接続する引き出し
導体パターン２ｅの他端が延出する積層体１の端面部分
に形成されている。即ち、信号側端子電極６、７は、積
層体１の互いに対向する１対の端面に形成されている。

【００３１】グランド側端子電極８は、信号側端子電極
６、７を形成した積層体１の一対の端面と異なるもう一
対の端面に夫々形成されており、第１のグランドライン
導体コイルパターン３ｄと接続する引き出し導体パター
ン３ｅの他端が延出する積層体１の端面部分に形成され
ている。尚、各端子電極６、７、８はいずれも積層体１
の端面部分に形成されているが、積層体１の表面及び又
は裏面を利用して導体膜によって互いに接続しても構わ
ない。

【００３２】以上の構成によって、信号側の入出力側端
子電極６、７を外部回路（挿入回路）に接続し、グラン
ド側端子電極８をグランド電位に接続することにより、
信号側及びグランド側のコイルの各インダクタンス成
分、相互インダクタンス成分、両コイルの間に発生する
高キャパシタンス成分によって、所定周波数での減衰極
が発生し、所定減衰量の減衰特性を得ることができる。

【００３３】ここで、本発明の特徴的なことは、前記信
号側のコイルの導体抵抗が、前記グランド側コイルの導
体抵抗に比較して大きくなっていることであり、これに
より、信号側のコイルのインピーダンスが高くなってい
る。

【００３４】このように、信号ライン導体コイルパター
ン２ｂ、２ｃ、２ｄから成る信号側のコイルの導体抵抗
を大きくするための方法として、信号ライン導体コイル
パターン２ｂ、２ｃ、２ｄを構成する金属材料にシート
抵抗が比較的高い材料を用いたり、また、信号ライン導
体コイルパターン２ｂ、２ｃ、２ｄの導体幅を狭くし
て、物理的に抵抗を高くすることができる。

【００３５】例えば、信号ライン導体コイルパターン２
ｂ、２ｃ、２ｄの導体材料によって制御する場合には、
信号ライン導体コイルパターン２ｂ、２ｃ、２ｄの一部
又は全部に、シート抵抗５０ｍΩ／□以上の高抵抗金属
材料、例えばＲｕＯ₂ やＡｇ−ｐｄ合金などを用いる。
尚、グランドライン導体コイルパターン２ｂ、３ｃ、３
ｄに、従来のようにＡｇ系、Ｃｕ系系などの低抵抗金属
材料を主成分とする導体を用いる。

【００３６】これにより、信号側の入出力端子電極６、
７の間の導体抵抗を２〜２００Ωの範囲で、例えば５０
Ωに設定することができ、信号側のコイルのインピーダ
ンスを従来の信号側のコイルのインピーダンスに比較し
て、さらに５０〜１００Ω程度高くできる。

【００３７】尚、グランド側コイルは、基本的には従来
と同様であり、グランド側のコイルの両端の導体抵抗２
Ω以下、例えば０．５Ωとすることができ、インピーダ
ンスは約１０Ωである。

【００３８】この状態を等価回路で示すと、図５に示す
ように、各信号ライン導体コイルパターン２ｂ、２ｃ、
２ｄ自体に抵抗成分が付加されることになるため、信号
側のコイルを構成する各信号ライン導体コイルパターン
２ｂ、２ｃ、２ｄを示すＬ₁〜Ｌ₃ の間に抵抗成分Ｒ₁
〜Ｒ₃ が直列的に接続されることになる。尚、図５にお
いて、ＬＧ₁ 〜ＬＧ₃ はグランドライン導体コイルパタ
ーン３ｂ〜３ｄのインダクタンス成分を示し、また、Ｃ
₁ 〜Ｃ₂ は信号ライン導体コイルパターン２ｂ〜２ｄと
グランドライン導体コイルパターン３ｂ〜３ｄが対向し
あうことによって発生する合成キャパシタンス成分を示
す。

【００３９】尚、信号ライン導体コイルパターン２ｂ、
２ｃ、２ｄの導体幅によって制御する場合、信号ライン
導体コイルパターン２ｂ、２ｃ、２ｄの導体幅を信号側
のコイルの入出力端子電極６、７間の導体抵抗が２０〜
２００Ωとなるように減少させるようにすればよく、同
様にグランドライン導体コイルパターン３ｂ、３ｃ、３
ｄの導体幅をグランド側のコイルの両端の導体抵抗が２
Ω以下となるように調整すればよい。しかし、導体幅を
変えることは、キャパシタンス成分の変動を伴うために
は、その調整には注意を要する。

【００４０】このようにすれば、例えば、挿入回路の動
作周波数が約５０ＭＨｚでは、従来と同様に、挿入回路
の入出インピーダンスとノイズフィルタの信号側のコイ
ルのインピーダンスとの差が大きいため、充分な減衰特
性を得ることができる。

【００４１】また、減衰帯域よりも高周波側、例えば２
００〜６００ＭＨｚでの挿入回路の入力インピーダンス
が例えば１００Ω以下となったとしても、従来に比較し
て、信号側のコイルのインピーダンスが高インピーダン
ス化しているために、挿入回路の入力インピーダンスと
の差が従来に比較して大きくすることができるため、減
衰効果を充分に発揮することができる。

【００４２】さらに、信号側のコイルを構成する信号ラ
イン導体コイルパターン２ｂ、２ｃ、２ｄの導体抵抗が
高くなっているため、通過が阻止される傾向に作用す
る。

【００４３】しかも、ノイズフィルタ単独で見ても、実
質的にグランド側のコイルのインピーダンスが変化せ
ず、信号側のコイルのみが高インピーダンスとなるた
め、キャパシタンス成分を介して信号側のコイルからグ
ランド側のコイルへのノイズ成分の還流作用が増加し
て、これによっても減衰効果が助長されることになる。

【００４４】本発明者が信号側のコイルの入出力端子
（全パターン長が約１０ｍｍ、幅が０．２〜０．３ｍ
ｍ）間の導体抵抗を５０Ωとし（信号側のコイルのイン
ピーダンス６０Ω）た本発明品のノイズフィルタと、コ
イルの入出力端子間の導体抵抗を０．５Ωとした（イン
ピーダンスが１０．０Ω）の従来のノイズフィルタとを
作成して、周波数の１ＭＨｚ〜１ＧＨｚで、減衰量を測
定した。

【００４５】尚、本発明品において、グランド側のコイ
ルのコイルの導体抵抗を０．５Ω（インピーダンスが１
０．０Ω）である。

【００４６】その結果、本発明のノイズフィルタでは、
５０ＭＨｚで減衰量７０ｄＢμＶ、３００ＭＨｚで減衰
量４５ｄＢμＶ、７００ＭＨｚで減衰量３５ｄＢμＶで
あったのに対して、従来品のノイズフィルタでは、５０
ＭＨｚで減衰量７０ｄＢμＶ、３００ＭＨｚで減衰量６
２ｄＢμＶ、７００ＭＨｚで減衰量４０ｄＢμＶであ
り、本発明品が総じて良好な減衰特性が得られ、特に２
５０〜６００ＭＨｚの帯域で高い減衰特性が得られた。

【００４７】次に、周波数による挿入回路の入力インピ
ーダンスとノイズフィルタのインピーダンスとの差につ
いて図６も用いて考察すると、高周波数側で挿入回路の
入力インピーダスが大きく低下して、従来のノイズフィ
ルタのインピーダンスとの差が減少していくが、実線Ｂ
の上述の本発明のノイズフィルタでは、周波数２５０〜
６００ＭＨｚ間では、従来のノイズフィルタ（図中の点
線）に比較して、両インピーダンスの絶対値の差を非常
に大きくすることができ、優れた減衰特性を得ることが
できる。

【００４８】また、実線Ｃは、信号側のコイルの入出力
端子間の導体抵抗をさらに高くして２００Ω（インピー
ダンス約２５０Ω）とした場合には、周波数２００ＭＨ
ｚ以上の高周波領域で、従来のノイズフィルタ（図中の
点線）に比較して、両インピーダンスの絶対値の差を非
常に大きくすることができる。

【００４９】即ち、本発明では、優れた減衰特性を得る
所望高周波領域に対応して、信号側のコイルのインピー
ダンスを所定値にするように、信号側のコイルの導体抵
抗を制御すれば、簡単に高周波動作対応のノイズフィル
タが得られることになる。

【００５０】尚、上述の実施例では、積層構造、積層数
等は任意に変更することができ、また、信号側のコイル
を構成する一部、即ち１つの信号ライン導体コイルパタ
ーンのみに上述の操作を加えて、高抵抗化してもよい。
また、各グランドライン導体コイルパターンの一部を直
接積層体の端面に延出して、その延出部分に２つのグラ
ンド側端子電極を設けても構わない。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、セラミック層の層間に
配置された信号側のコイル及びグランド側のコイルのう
ち、信号側のコイルの導体抵抗を高く設定して、高イン
ピーダンス化したため、挿入回路の高周波化にらって入
力インピーダンスが低くなっても、ノイズフィルタのイ
ンピーダンスの差を充分に確保することができるため、
優れた減衰特性が得られるノイズフィルタとなる。

【００５２】また、信号側のコイルとグランド側のコイ
ルとの間のインピーダンス差によって、キャパシタンス
成分によるノイズの還流作用が助長され、これによって
も、一層減衰特性が優れたノイズフィルタとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノイズフィルタの外観斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線の断面構造図である。

【図３】本発明のノイズフィルタの実体的な各導体コイ
ルパターンの接続状態を示す概略図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は夫々シートの各導体コイルパ
ターンを示す概略平面図である。

【図５】本発明のノイズフィルタの等価的な回路図であ
る。

【図６】ＩＣ動作の挿入回路の周波数と入力インピーダ
ンス及びノイズフィルタのインピーダンスとの関係を示
す特性図である。

【符号の説明】

１・・・積層体 １ａ〜１ｅ・・・セラミック層 ２ｂ〜２ｄ・・・・信号ライン導体コイルパターン ３ｂ〜３ｄ・・・・グランドライン導体コイルパターン ４ｂ〜４ｄ、５ｂ〜５ｄ・・・・ビアホール導体 ６、７・・信号側の入出力端子電極 ８・・・・グランド側の端子電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセラミック層を積層して成る積層
   体の層間に第１の信号ライン導体コイルパターンと第１
   のグランドライン導体コイルパターンを、 隣接する層間に前記第１のグランドライン導体コイルパ
   ターンと対向する第２の信号ライン導体コイルパターン
   と前記第１の信号ライン導体コイルパターンと対向する
   第２のグランドライン導体コイルパターンとを夫々配置
   するとともに、 前記第１及び第２の信号ライン導体コイルパターンを互
   いに接続して信号側のコイルを、前記第１及び第２のグ
   ランドライン導体コイルパターンを互いに接続してグラ
   ンド側コイルを夫々形成して成るノイズフィルタにおい
   て、 前記信号側のコイルの導体抵抗が、前記グランド側コイ
   ルの導体抵抗に比較して大きいことを特徴とするノイズ
   フィルタ。