JP2000196391A

JP2000196391A - フィルタ

Info

Publication number: JP2000196391A
Application number: JP10366590A
Authority: JP
Inventors: Koji Yagio; 幸二柳尾; Naoto Kitahara; 直人北原
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】通過させたい信号が、除去対象の周波数帯域に
近い周波数成分を有する場合であっても、その周波数成
分が減衰されにくいフィルタを提供する。【解決手段】磁性体仮焼粉と誘電体仮焼粉とを、磁性体
仮焼粉が３０ｗｔ％以上含まれるように混合し、分散
剤、バインダー、可塑剤、溶剤等を添加して複合磁器材
料ペーストを作製し、また、Ａｇを９０ｗｔ％以上含む
導体ペーストを作製し、この複合磁器材料ペーストと導
体ペーストとを交互にスクリーン印刷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インダクタに等価
的に接続された残留キャパシタとによりフイルタ回路が
構成されてなるフイルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ノイズを除去するフィルタと
して、インダクタと、そのインダクタに等価的に接続さ
れた残留キャパシタとを利用したフイルタが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このフィルタは、イン
ダクタの他に、残留キャパシタを利用することにより、
ノッチフィルタ（バンドカットフィルタ）の特性を有す
る。このため、除去対象の周波数帯域の信号を減衰させ
ることができるが、一方、除去対象の周波数帯域のみを
減衰させることが難しく、フィルタを通過させたい信号
であっても、その信号の、除去対象の周波数帯域に近い
周波数成分が減衰してしまうという問題がある。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、通過させたい
信号が、除去対象の周波数帯域に近い周波数成分を有す
る場合であっても、その周波数成分が減衰されにくいフ
ィルタを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のフィルタは、誘電体材料と磁性体材料との双方の材
料を含有する複合磁器材料からなる基体、および、その
基体内部に形成されたインダクタを備え、そのインダク
タと、そのインダクタに等価的に接続された残留キャパ
シタとによりフイルタ回路が構成されてなるフイルタに
おいて、上記複合磁器材料は、上記磁性体材料を３０重
量％以上含む材料であり、上記インダクタが、スパイラ
ル構造であって、かつ、銀を９０重量％以上含む導電性
材料からなるものであることを特徴とする。

【０００６】インダクタと、そのインダクタに等価的に
接続された残留キャパシタとによりフイルタ回路が構成
されてなるフィルタを作製することにより、バンドカッ
トフィルタが得られるが、そのフィルタの通過帯域にお
いて、除去対象の周波数帯域（カットしたい周波数帯
域）に近い周波数成分の減衰を抑制するためには、磁性
体材料を基体内部全体に渡って連続して存在させ、さら
に、その基体内部に形成されるインダクタをスパイラル
構造とし、そのインダクタを成す材料として抵抗率の小
さい材料を用いる必要がある。本発明のフィルタが備え
ている基体を成す複合磁器材料は磁性体材料を３０ｗｔ
％以上含む材料であり、その基体内部に形成されたイン
ダクタはスパイラル構造を有し、そのインダクタを成す
材料は、銀を９０重量％以上含む導電性材料である。こ
のように、磁性体材料を３０重量％以上含ませることに
より、磁性体材料を基体内部全体に渡って連続して存在
させることができるとともに、銀を９０重量％以上含む
導電性材料でスパイラル構造のインダクタを構成するこ
とにより、そのインダクタの抵抗率を小さくすることが
できる。従って、本発明のフィルタを用いることによ
り、通過帯域において、除去対象の周波数帯域に近い周
波数成分の減衰を抑制することができる。

【０００７】また、本発明のフィルタが備えている基体
は、その内部にインダクタが形成されているが、この内
部にインダクタが形成された基体は、例えば、磁性体材
料と誘電体材料とを含む複合磁器材料を有する基体用ペ
ーストと、銀を９０重量％以上含む導電性材料からなる
インダクタ用ペーストとを交互にスクリーン印刷するこ
とにより、内部にインダクタのパターンが印刷された積
層体を作製し、その積層体を焼成することにより作製さ
れる。このように、基体用ペーストに磁性体材料を含ま
せることにより、その基体用ペーストに含まれる誘電体
材料に、インダクタ用ペーストの融点より高い融点を持
つ誘電体材料（例えば、高誘電性の誘電体材料）を用い
ても、積層体を一体焼成することができる。これによ
り、磁性だけでなく誘電性をもつフィルタを簡単に作製
することができ、バンドカットフィルタの特性を有する
のに必要な残留キャパシタを基体内部に容易に形成する
ことができる。また、磁性体材料を３０重量％以上含ま
せることにより、フィルタ自体に十分な機械的強度をも
たせることができる。

【０００８】また、除去対象の周波数成分を効率よく除
去するためには、除去対象の周波数成分の減衰量を大き
くすればよいが、従来では、除去対象の周波数成分の減
衰量を大きくすると、それに伴って、通過帯域の減衰量
も大きくなるという問題があったが、本発明では、フィ
ルタの基体を成す材料は、誘電体材料と磁性体材料との
双方の材料を含む複合磁器材料であり、この複合磁器材
料を用いることにより、通過帯域の減衰量を大きくする
ことなく、除去対象の周波数成分の減衰量を大きくする
ことができる。

【０００９】さらに、基体を構成する複合磁器材料の誘
電体材料・磁性体材料の混合割合を、磁性体材料が少な
くとも３０ｗｔ％含まれる範囲内で変更すると、その変
更に伴って、基体の物理定数を変更させることができ、
除去対象の周波数帯域幅の調整を容易に行うことができ
る。

【００１０】ここで、本発明のフィルタは、上記フィル
タの損失の周波数特性が、損失の最小値が−２０ｄＢよ
り小さく、かつ、−３ｄＢ減衰帯域幅の両端それぞれに
対応した周波数それぞれを１０^V、１０^W（ｖ＜ｗ）、−
２０ｄＢ減衰帯域幅の両端それぞれに対応した周波数そ
れぞれを１０^X、１０^Y（ｘ＜ｙ）とし、ｗ−ｖ＝Ｂ３、
ｙ−ｘ＝Ｂ２０としたとき、Ｂ２０＋２．５≧Ｂ３≧Ｂ２０を満足する特性であることが好ましい。

【００１１】この特性を満足することにより、通過帯域
の減衰量を抑制したまま、より効果的に除去対象の周波
数成分を効率よく除去することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１３】図１は、本発明のフィルタの一実施形態
の、基体を透視して示す斜視図である。

【００１４】この実施形態のＬＣフィルタは、誘電体材
料と磁性体材料とを含む複合磁器材料からなる５つの層
１０，２０，３０，４０，５０が積層された構造の基体
６０を備えている。層１０，２０，３０，４０それぞれ
の表面には、斜線で示す第１，２，３，４層目の導体膜
１１，２１，３１，４１それぞれが形成されている。ま
た、層２０，３０，４０それぞれの内部には、導体が充
填されたスルーホール２２，３２，４２が形成されてい
る。スルーホール２２により導体膜１１，２１が電気的
に接続され、スルーホール３２により導体膜２１，３１
が電気的に接続され、さらに、スルーホール４２により
導体膜３１，４１が電気的に接続されている。

【００１５】また、第１層の導体膜１１、および第４層
の導体膜４１は基体６０の側面から露出している。この
基体６０の、互いに反対方向を向く側面それぞれには、
層１０，２０，３０，４０，５０に渡って延在する長方
形状の端子電極６１，６２が形成されている。これら端
子電極６１，６２のうちの一方の端子電極６１は、第１
層の導体膜１１に接続され、もう一方の端子電極６２は
第４層の導体膜４１に接続されている。

【００１６】図２は、図１に示すフィルタの等価回路
図、図３は、そのフィルタが有するキャパシタ成分を模
式的に示す図である。尚、図３において、基体６０およ
び端子電極６２は、図示省略されている。

【００１７】図１に示すように、基体６０内に形成され
た導体膜１１，２１，３１，４１、およびスルーホール
２２，３２，４２により、スパイラル構造の導体膜が形
成されており、このスパイラル構造の導体膜は、図２に
おけるインダクタ１００を形成する。また、図１に示す
構造のフィルタに形成される残留キャパシタは基体６０
内のいろいろな場所に形成されるが、一般的には、基体
６０内に形成される残留キャパシタとして、図３に示す
ように、端子電極６１と、第２，３，４層目の導体膜２
１，３１，４１それぞれとの間に形成される残留キャパ
シタ７１，７２，７３、および、導体膜２１と導体膜１
１，３１それぞれとの間に形成される残留キャパシタ７
４，７５が考えられる。これら残留キャパシタ７１，７
２，７３，７４，７５は、全体として、図２に示すキャ
パシタ２００を形成する。図１に示すフィルタは、スパ
イラル構造の導体膜、および、残留キャパシタ７１，７
２，７３，７４，７５により、図２の等価回路に示すＬ
Ｃフィルタ回路を備えている。図１に示すフィルタは、
図２に示すＬＣフィルタ回路を備えており、これによ
り、バンドカットフィルタを構成している。

【００１８】以下に、上記の構造を備えたＬＣフィルタ
の製造方法について説明する。

【００１９】先ず、基体６０を構成する、磁性体材料と
誘電体材料とを含有する複合磁器材料を作製する。ここ
では、磁性体材料として、Ｎｉ−Ｚｎフェライトを主成
分とする材料を用い、誘電体材料として、チタン酸鉛を
主成分とする材料を作製する。Ｎｉ−Ｚｎフェライトを
主成分とする磁性体材料を作製するために、Ｎｉ−Ｚｎ
フェライトの出発原料である、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、Ｚｎ
Ｏ等を混合、仮焼し、適切な粒径となるように粉砕す
る。これにより、所望の粒径の磁性体材料仮焼粉が得ら
れる。また、チタン酸亜鉛を主成分とする誘電体材料を
作製するために、チタン酸亜鉛の出発原料であるＰｂ
Ｏ、ＴｉＯ₂等を混合、仮焼し、適切な粒径となるよう
に粉砕する。これにより、所望の粒径の誘電体材料仮焼
粉が得られる。

【００２０】この磁性体仮焼粉と誘電体仮焼粉とを、磁
性体仮焼粉が３０ｗｔ％以上含まれるように混合し、分
散剤、バインダー、可塑剤、溶剤等を添加して複合磁器
材料ペーストを作製する。また、Ａｇを９０ｗｔ％以上
含む導体ペーストを作製する。その後、複合磁器材料ペ
ーストを用いてスクリーン印刷して層１０を形成し、そ
の層１０上に、導電ペーストを用いて、第１層目の導体
膜１１のパターンをスクリーン印刷する。さらにその上
に、複合磁器材料ペーストを用いて、スルーホール２２
（図１参照）が形成されるように印刷して層２０を形成
し、導電ペーストを用いて、第２層目の導体膜２１のパ
ターンをスクリーン印刷する。このとき、スルーホール
２２内に導電ペーストが充填され、第１層の導体膜１１
との電気的な接続がなされる。さらにその上に、複合磁
器材料ペーストと導電ペーストとを交互に順次スクリー
ン印刷する。これにより、第３，４層目の導体膜３１，
４１のパターンを内部に有する層３０，４０，５０が積
層される。

【００２１】このような積層体を形成した後、この積層
体に脱バインダー処理を施し、さらに１０００℃で焼成
して焼成体を形成し、この焼成体外面に端子電極６１，
６２を形成する。

【００２２】このような製造工程を経ることにより、図
２に示すように、インダクタ１００と、そのインダクタ
１００に並列に接続されたキャパシタ２００とを有する
バンドカット型のフィルタが作製される。

【００２３】このフィルタが備えている基体６０を成す
複合磁器材料は磁性体材料を３０ｗｔ％以上含む材料で
あり、スパイラル構造のインダクタを形成する導体膜１
１，２１，３１，４１を成す材料は、銀を９０重量％以
上含む導電性材料である。フィルタの通過帯域におい
て、除去対象の周波数帯域に近い周波数成分の減衰を抑
制するためには、磁性体材料を基体６０内部全体に渡っ
て連続して存在させ、さらに、導体膜１１，２１，３
１，４１を成す材料として抵抗率の小さい材料を用いる
必要があるが、上記のように、磁性体材料を３０重量％
以上含ませることにより、磁性体材料を基体６０内部全
体に渡って連続して存在させることができるとともに、
銀を９０重量％以上含む導電性材料で導体膜１１，２
１，３１，４１を構成することにより、抵抗率の小さい
スパイラル構造のインダクタを形成することができ、通
過帯域において、除去対象の周波数帯域に近い周波数成
分の減衰を抑制することができる。

【００２４】また、このフィルタが備えている基体６０
は、磁性体材料と誘電体材料とを含む複合磁器材料ペー
ストと、銀を９０重量％以上含む導電性材料ペーストと
を交互にスクリーン印刷して積層体を作製し、その積層
体を焼成することにより作製されている。このように、
磁性体材料を含む複合磁器材料ペーストを用いることに
より、その複合磁器材料ペーストに含まれる誘電体材料
に、導電性材料ペーストの融点より高い融点を持つ誘電
体材料（例えば、高誘電性の誘電体材料）を用いても、
積層体を一体焼成することができる。これにより、磁性
だけでなく誘電性をもつフィルタを簡単に作製すること
ができ、バンドカットフィルタの特性を有するのに必要
な残留キャパシタを基体６０内部に容易に形成すること
ができる。また、磁性体材料を３０重量％以上含ませる
ことにより、フィルタ自体に十分な機械的強度をもたせ
ることができる。

【００２５】また、基体６０を、誘電体材料と磁性体材
料との双方の材料を含む複合磁器材料を用いて構成する
ことにより、通過帯域の減衰量を大きくすることなく、
除去対象の周波数成分の減衰量を大きくすることができ
る。

【００２６】さらに、基体６０を構成する複合磁器材料
の誘電体材料・磁性体材料の混合割合を、磁性体材料が
少なくとも３０ｗｔ％含まれる範囲内で変更すると、そ
の変更に伴って、基体６０の物理定数を変更させること
ができ、除去対象の周波数帯域幅の調整を容易に行うこ
とができる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例について説明する。

【００２８】実施例として、図１に示すフィルタを用
い、比較例として、図１に示すフィルタを製造するにあ
たり用いられた複合磁器材料ペーストの代わりに、誘電
体材料を含まずに磁性体材料を含む磁性体材料ペースト
を用いて作製されたフィルタを用いた。

【００２９】図４は、実施例、比較例のフィルタの損失
の周波数特性を示す図である。

【００３０】実施例では、−３ｄＢ減衰帯域幅の両端そ
れぞれに対応した周波数それぞれは１０^6.60、１０^8.04
であり、−２０ｄＢ減衰帯域幅の両端それぞれに対応し
た周波数それぞれは１０^7.18、１０^7.40である。つま
り、実施例において、−３ｄＢ減衰帯域幅Ｂ３は８．０
４−６．６０＝１．４４であり、−２０ｄＢ減衰帯域幅
Ｂ２０は７．４０−７．１８＝０．２２である。従っ
て、実施例では、Ｂ２０＋２．５≧Ｂ３≧Ｂ２０……
（１）を満足している。一方、比較例では、−３ｄＢ減
衰帯域幅の両端それぞれに対応した周波数それぞれは１
０^6.00、１０^9.40であり、−２０ｄＢ減衰帯域幅の両端
それぞれに対応した周波数それぞれは１０^7.00、１０
^7.85である。つまり、比較例において、−３ｄＢ減衰帯
域幅Ｂ３は９．４０−６．００＝３．４０であり、−２
０ｄＢ減衰帯域幅Ｂ２０は７．８５−７．００＝０．８
５である。従って、比較例では、（１）式において、Ｂ
３≧Ｂ２０は満足するものの、Ｂ２０＋２．５≧Ｂ３は
満足せず、Ｂ３−Ｂ２０＞２．５となる。このことか
ら、実施例は、比較例よりもフィルタの損失特性がシャ
ープであり、通過帯域における損失が抑制されることが
わかる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のフィルタ
によれば、通過させたい信号が、除去対象の周波数帯域
に近い周波数成分を有する場合であっても、その周波数
成分が減衰されにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルタの一実施形態の、基体を透視
して示す斜視図である。

【図２】図１に示すフィルタの等価回路図である。

【図３】フィルタが有するキャパシタ成分を模式的に示
す図である。

【図４】実施例、比較例のフィルタの損失の周波数特性
を示す図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０，５０層１１，２１，３１，４１導体膜２２，３２，４２スルーホール６０基体６１，６２端子電極７１，７２，７３，７４，７５残留キャパシタ１００インダクタ

フロントページの続きＦターム(参考） 5E070 AA05 AA20 AB07 BA12 CB04 CB08 CB13 CB17 CB18 CB20 EA01 EB03 5E082 AA01 AB03 BB02 BC40 DD08 EE04 EE23 EE35 FF05 FG04 FG46 FG54 GG10 MM24 5J024 AA01 BA17 DA21 DA28 DA32 EA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体材料と磁性体材料との双方の材料
を含有する複合磁器材料からなる基体、および、該基体
内部に形成されたインダクタを備え、該インダクタと、
該インダクタに等価的に接続された残留キャパシタとに
よりフイルタ回路が構成されてなるフイルタにおいて、前記複合磁器材料は、前記磁性体材料を３０重量％以上
含む材料であり、前記インダクタが、スパイラル構造であって、かつ、銀
を９０重量％以上含む導電性材料からなるものであるこ
とを特徴とするフィルタ。
【請求項２】前記フィルタの損失の周波数特性が、損失
の最小値が−２０ｄＢより小さく、かつ、−３ｄＢ減衰
帯域幅の両端それぞれに対応した周波数それぞれを１０
^V、１０^W（ｖ＜ｗ）、−２０ｄＢ減衰帯域幅の両端それ
ぞれに対応した周波数それぞれを１０^X、１０^Y（ｘ＜
ｙ）とし、ｗ−ｖ＝Ｂ３、ｙ−ｘ＝Ｂ２０としたとき、Ｂ２０＋２．５≧Ｂ３≧Ｂ２０を満足する特性であることを特徴とする請求項１記載の
フィルタ。