JPH1050525A - インピーダンス素子及びその製造方法 - Google Patents

インピーダンス素子及びその製造方法

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JPH1050525A
JPH1050525A JP8215342A JP21534296A JPH1050525A JP H1050525 A JPH1050525 A JP H1050525A JP 8215342 A JP8215342 A JP 8215342A JP 21534296 A JP21534296 A JP 21534296A JP H1050525 A JPH1050525 A JP H1050525A
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JP
Japan
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bobbin
resistance
impedance
circuit
inductance
Prior art date
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Pending
Application number
JP8215342A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Tamura
光男 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Publication of JPH1050525A publication Critical patent/JPH1050525A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定の高周波領域でインピーダンスの値を目
的の値に容易に制御できるインピーダンス素子及びその
製造方法を提供すること。 【解決手段】 非磁性セラミックスを成形、焼成された
ボビン1に導線3を施したインダクタンス素子のボビン
の表面に抵抗素子を形成し、前記導線3と並列に前記抵
抗素子を半田4によって結線する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号回路内のノイ
ズ吸収を目的にし、信号波の歪みや遅延の少ない積層型
インピーダンス素子及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器のEMI対策の手法とし
て、信号系にインピーダンス素子を直列に挿入しノイズ
を遮断することが一般的に行われている。
【0003】また、パワーアンプ等の電源ライン系に対
しても、インピーダンス素子を直列に挿入してアクチブ
素子から信号系のノイズが電源ラインに漏洩することを
抑制することも行われている。
【0004】しかしながら、インピーダンス素子による
EMI対策は、リアクタンス成分が信号波形に歪みを与
えたり、位相の遅れを生じさせるマイナスの効果も認め
られる。
【0005】インピーダンス素子のインピーダンスZa
は、実数部の抵抗成分Raと虚数部のリアクタンス成分
Xaの合成であり、Ra+jXaの式で表される。ノイズ
吸収に有効で、歪みや位相遅れを生じさせない理想的な
インピーダンス素子は、ノイズ成分を有する特定の高周
波領域で実数部の抵抗成分Raと虚数部のリアクタンス
成分Xaは、小さな値を示す周波数特性を有するもので
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ノイズ吸収に作用する
高周波領域での抵抗値は、また使用される回路によって
特定の値が要求される。今日、この目的で用いられてい
る素子は、所望の周波数特性に近づける手段としては、
磁性材料の持つ固有の損失の周波数特性及び形成される
スパイラルコイルの巻数の調整等によって実現されてい
るが、フェライトのような材料の持つ損失特性は自由度
が低く、また、これらの部品は、今日、殆どがSMD部
品化されており、形状寸法に関する制約が多いため、目
的の周波数特性が必ずしも得られないことが問題となっ
ている。
【0007】本発明の課題は、特定の高周波領域でイン
ピーダンスの値を目的の値に容易に制御できるインピー
ダンス素子及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性セラミ
ックスを成形、焼成してなるボビンに巻線を施してなる
インダクタンス素子において、前記ボビンの表面に形成
された導電性物質からなる皮膜と、前記巻線の両端と並
列に結線したことを特徴とするインピーダンス素子であ
る。
【0009】又、本発明は、上記皮膜の形成手段として
ボビンの表面を部分的に還元させて所定の導電率を有す
る層を形成することを特徴とするインピーダンス素子の
製造方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。
【0011】図1は、インダクタンスLと抵抗Rの並列
回路を示している。この回路の端子間のインピーダンス
は、式で与えられる。
【0012】 Z=(ω22R+jωLR)/(R2+ω22)・・・・・・・
【0013】本発明のインピーダンス素子では、非磁性
セラミックを成形、焼成したボビンに巻線を施したイン
ダクタンス素子を形成し、前記ボビンの表面に抵抗素子
を形成して、前記巻線の両端と抵抗素子とを並列に結線
して複合素子とすることにより、目的の周波数特性を得
ることができる。
【0014】前記回路のインダクタンスLの値を1μ
H、または2μHとし、前記回路の抵抗Rを500Ωと
した場合、両端子間のインピーダンスZ1及びその実数
部の抵抗成分R1、虚数部のリアクタンス成分X1の周波
数特性を各々順にA1,B1,C1,D1,E1,F1の曲線
として図2に示す。
【0015】A1は、回路の抵抗Rが500Ωで、回路
のインダクタンスLが1μHの時のインピーダンスZ1
の周波数特性を示す。B1は、回路の抵抗Rが500Ω
で、回路のインダクタンスLが1μHの時の実数部の抵
抗成分R1の周波数特性を示す。C1は、回路の抵抗Rが
500Ωで、回路のインダクタンスLが1μHの時の虚
数部のリアクタンス成分X1の周波数特性を示す。D1
は、回路の抵抗Rが500Ωで、回路のインダクタンス
Lが2μHの時のインピーダンスZ1の周波数特性を示
す。E1は、回路の抵抗Rが500Ωで、回路のインダ
クタンスLが2μHの時の実数部の抵抗成分R1の周波
数特性を示す。F1は、回路の抵抗Rが500Ωで、回
路のインダクタンスLが2μHの時の虚数部のリアクタ
ンス成分X1の周波数特性を示す。
【0016】前記回路のインダクタンスLの値を1μ
H、または2μHとし、前記回路の抵抗Rの値を300
Ωにした時を、同様に順に、両端子間のインピーダンス
Z2,実数部の抵抗成分R2,虚数部のリアクタンス成分
X2の周波数特性を各々順にA2,B2,C2,D2,E2,
F2の曲線として図3に示す。
【0017】A2は、回路の抵抗Rが300Ωで、回路
のインダクタンスLが1μHの時のインピーダンスZ2
の周波数特性を示す。B2は、回路の抵抗Rが300Ω
で、インダクタンスLが1μHの時の実数部の抵抗成分
R2の周波数特性を示す。C2は、回路の抵抗Rが300
Ωで、回路のインダクタンスLが1μHの時の虚数部の
リアクタンス成分X2の周波数特性を示す。D2は、回路
の抵抗Rが300Ωで、回路のインダクタンスLが2μ
Hの時のインピーダンスZ2の周波数特性を示す。E2
は、回路の抵抗Rが300Ωで、回路のインダクタンス
Lが2μHの時の実数部の抵抗成分R2の周波数特性を
示す。F2は、回路の抵抗Rが300Ωで、回路のイン
ダクタンスLが2μHの時の虚数部のリアクタンス成分
X2の周波数特性を示す。
【0018】図2及び図3から明らかなように、低周波
領域では、インピーダンス値の低いコイル部分のインピ
ーダンス値が支配的となり、2端子間のインピーダンス
値を決めるが、高周波領域になり、インダクタンスのイ
ンピーダンス値が回路の抵抗を越えるようになってくる
と、2端子間のインピーダンス値は実数部の抵抗成分が
支配的となり、実数部の抵抗成分の値に収束してしま
う。
【0019】また、インダクタンス値によって、インピ
ーダンス値の周波数特性で、インピーダンス値の立ち上
がりに変化を与えることも可能である。
【0020】ところで、インピーダンス素子をフェライ
トのような磁性材料をコアに用いて作製すると、周波数
の上昇に伴いリアクタンス成分は減少し、同時に損失が
増大する。
【0021】結果として、インピーダンス値の周波数特
性は、前述の純インダクタンスLと抵抗Rの並列回路の
周波数特性に似た変化を示す。ところが、所望の周波数
特性を得る場合、周波数特性を制御するものは、材料の
損失特性が主で、他はスパイラルコイルの巻数、形状調
整によるインダクタンス値程度で自由度が少なく、必ず
しも目的の周波数特性が得られる訳ではない。
【0022】しかしながら、このインダクタンス素子と
して磁性材料を用いない、いわゆる空芯のインダクタン
スと並列に抵抗を結線した場合、高周波領域でのインピ
ーダンスの実数部の成分は、抵抗と並列に接続すること
による効果を示し、インピーダンスの実数部の成分を制
御することが可能で、高周波領域の抵抗値はきわめて容
易にコントロールすることが可能になる。
【0023】しかし、抵抗素子を新たに付加すること
は、部品の小型化や表面実装作業の場合、工数増加の点
で好ましくない。インダクタンス素子のボビンの表面に
抵抗素子を形成することが可能であれば、きわめて実用
性に富むインピーダンス素子の提供が可能になる。
【0024】
【実施例】本発明の実施例について説明する。
【0025】セラミック粉末として、チタニア系の粉末
を用意した。この粉末にポリビニルアルコール系のバイ
ンダを配合し、スプレードライヤーで造粒し、プレス成
型用の粉末を作製した。
【0026】図4に示すように、これを機械式プレスで
断面がI型のセラミックのボビン1を成形し、この成形
体を1350℃、2時間の大気中焼成を行った。この焼
結体の両端に銀ペーストを塗布し、500℃、30分の
焼き付けを大気中で行い、銀焼き付けの端子2を形成し
た。次に、このボビン1に50μm径の被覆導線3を1
00ターン巻き、導線3の両端を端子2に半田4を施し
たものを試料Aとした。
【0027】次に、ボビンの表面にタンタルの皮膜をス
パッタリングし導電性を持たせたものについて端子間の
電気抵抗を測定したところ、端子間で平均300Ωの抵
抗を示した。このボビンに試料Aと同様の巻線を施した
ものを試料Bとした。
【0028】更に、銀焼き付け上がりのボビンを環状炉
内で窒素と数%の水素の混合ガスを数リットル/分の流
量で流しながら、800℃で、30分と120分、熱処
理を行った。
【0029】それぞれの両端の電気抵抗を測定したとこ
ろ、平均値が780Ωと510Ωの抵抗値をそれぞれ示
した。これらについても、試料Aと同様に、巻線を施
し、試料CおよびDとした。
【0030】各々について、インピーダンスブリッヂで
100kHzのインダクタンスを測定したところ、ほぼ
同様に、0.9〜1.2μHの値を示した。
【0031】上記のようにして作製した積層インダクタ
ーのインピーダンスの周波数特性を、YHP製インピー
ダンスアナライザーHP4191Aを用いて評価した。
試料A、試料B、試料C、試料Dの結果をそれぞれ図
5、図6、図7、および図8に示す。
【0032】図5に示すように、ZAは、抵抗素子を付
加しない時の試料AのインピーダンスZAの周波数特性
を示す。RAは、抵抗素子を付加しない時の試料Aの実
数部の抵抗成分RAの周波数特性を示す。XAは、抵抗素
子を付加しない時の試料Aの虚数部のリアクタンス成分
XAの周波数特性を示す。
【0033】図6に示すよに、ZBは、試料Bのインピ
ーダンスZBの周波数特性を示す。RBは、試料Bの実数
部の抵抗成分RBの周波数特性を示す。XBは、試料Bの
虚数部のリアクタンス成分XBの周波数特性を示す。
【0034】図7に示すよに、ZCは、試料Cのインピ
ーダンスZCの周波数特性を示す。RCは、試料Cの実数
部の抵抗成分RCの周波数特性を示す。XCは、試料Cの
虚数部のリアクタンス成分XCの周波数特性を示す。
【0035】又、図8に示すよに、ZDは、試料Dのイ
ンピーダンスZDの周波数特性を示す。RDは、試料Dの
実数部の抵抗成分RDの周波数特性を示す。XDは、試料
Dの虚数部リアクタンス成分XDの周波数特性を示す。
【0036】図5において、抵抗素子を付加しないこと
に相当する試料Aの高周波数領域(>50MHz)での
インピーダンス値は、リアクタンス成分の比率が高く、
ノイズ吸収特性の面では好ましい周波数特性を示してい
ない。
【0037】一方、図6、図7、図8に示す試料B、試
料C、および試料Dの場合、高周波数領域でのインピー
ダンス値は、ほぼ付加した抵抗素子の値に収束し、これ
らの値によって制御されている。
【0038】また、インピーダンスの虚数部成分は、高
周波領域で著しく減衰し、ほぼ実数部の成分のみとな
り、ノイズ吸収及び信号への位相遅れまたは歪みの発生
に対して好ましい周波数特性を示している。
【0039】このことから、作製上きわめて容易に高周
波領域でのインピーダンス値の周波数特性を制御できる
ことが証明された。更に、試料C、試料Dから還元雰囲
気中の熱処理によって素子表面に導電層が形成され、こ
れが抵抗素子として利用できること、更に熱処理の条件
によって抵抗値が制御できることも確認できた。
【0040】
【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明によれ
ば、形状寸法に関して制約の多いSMD部品であるイン
ピーダンス素子及びその製造方法について、特定の高周
波領域でインピーダンス値を目的の値に容易に制御でき
る素子及びその製造方法を提供することが可能になっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】インダクタンスLと抵抗Rからなる並列回路を
示す図。
【図2】回路のインダクタンスLの値を1μH、又は2
μHとし、回路の抵抗Rの値を500Ωとした場合、そ
の各々の両端子間のインピーダンスZ1、及びその実数
部の抵抗成分R1、虚数部のリアクタンス成分X1の周波
数特性を示す図。
【図3】回路のインダクタンスLの値を1μH、または
2μHとし、回路の抵抗Rの値を300Ωとした場合、
その各々の両端子間のインピーダンスZ2、その実数部
の抵抗成分R2、虚数部のリアクタンス成分X2の周波数
特性を示す図。
【図4】試料Aを示す斜視図。
【図5】試料Aの周波数特性を示す図。
【図6】試料Bの周波数特性を示す図。
【図7】試料Cの周波数特性を示す図。
【図8】試料Dの周波数特性を示す図。
【符号の説明】
1 ボビン 2 端子 3 導線 4 半田

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性セラミックスを成形、焼成してな
    るボビンに巻線を施してなるインダクタンス素子におい
    て、前記ボビンの表面に形成された導電性物質からなる
    皮膜と、前記巻線の両端と並列に結線したことを特徴と
    するインピーダンス素子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の皮膜の形成手段としてボ
    ビンの表面を部分的に還元させて、所定の導電率を有す
    る層を形成することを特徴とするインピーダンス素子の
    製造方法。
JP8215342A 1996-07-26 1996-07-26 インピーダンス素子及びその製造方法 Pending JPH1050525A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0962946A3 (de) * 1998-06-04 2000-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Österreich Spule zur stehenden Montage auf Schaltungsträgern
JP2018057211A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 北川工業株式会社 出力ノイズ低減装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0962946A3 (de) * 1998-06-04 2000-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Österreich Spule zur stehenden Montage auf Schaltungsträgern
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