DE4008507C2

DE4008507C2 - Laminiertes LC-Filter

Info

Publication number: DE4008507C2
Application number: DE4008507A
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Naito; Takeshi Azumi; Hiroshi Morii; Yoshiaki Kohno
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-03-23
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2010-03-17
Also published as: JPH02250409A; JPH0693589B2; DE4008507A1; US5051712A

Description

Die Erfindung betrifft ein laminiertes LC-Filter, insbesondere Entstörfilter, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Üblicherweise ist ein Entstörfilter so aufgebaut, daß die Induktivität L und Kapazitäten C in Form eines L, Pi oder T verschaltet sind, um die Impedanz für Stör- oder Rauschkomponenten zu erhöhen oder sie gegen Masse kurzzuschließen.

Es sind zwei verschiedene Typen von LC-Filtern bekannt: Zum einen kann das Filter aus diskreten Induktivitäten und Kapazitäten aufgebaut werden und zum anderen besteht die Möglichkeit der Verwendung eines laminierten, als Chip aufgebauten LC-Filters.

Der Grundkörper eines laminierten Chip-LC-Filters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise in der JP 62-28 891 offenbart ist, wird durch Sintern eines aus zunächst ungebrannten magnetischen und dielektrischen Schichten aufgebauten Rohlings hergestellt. Dieser Grundkörper weist an beiden Seiten äußere Anschlußelektroden und an der Ober- und/oder Unterseite eine Masse-Elektrode auf. Im Inneren des oben beschriebenen magnetischen Materials befindet sich eine leitende Schicht, die mit den beiden äußeren Anschlußelektroden verbunden ist. Im Inneren des Dielektrikums befinden sich innere Elektroden, die an ihrem einen Ende mit den äußeren Anschlußelektroden verbunden sind und gegenüber der oben beschriebenen Masse-Elektrode angeordnet sind.

Nachteilig bei dem bekannten, aus diskreten Induktivitäten und Kapazitäten aufgebauten LC-Filtern, wie beispielsweise in der JP 60-28 112 beschrieben, ist deren Baugröße, die daraus resultierende geringe Bauteiledichte bei der Montage auf einem gedruckten Schichtträger und der für den Zusammenbau erforderliche Zeitaufwand.

Darüber hinaus treten Probleme auf, falls die Anschlußdrähte an Masse länger als nötig sind. In diesem Fall verschlechtert sich die Rauschunterdrückung aufgrund der Leitungsinduktivität beträchtlich.

Mit einem laminierten LC-Filter lassen sich diese Probleme lösen. Bisher wurde das Hochfrequenzverhalten eines derartigen Filters jedoch durch Streukapazitäten zwischen den beiden Anschlußelektroden beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein LC-Filter für den Bau elektronischer Komponenten zu schaffen, das die oben beschriebene LC-Schaltung in einem Chip enthält, die Schaltung auf diese Weise miniaturisiert und Leitungsinduktivitäten von Anschlußleitungen und insbesondere Streukapazitäten vermeidet, um eine Verschlechterung der Hochfrequenzeigenschaften zu verhindern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Bei dem LC-Filter nach der Erfindung wird die Induktivität von der aus magnetischem Material bestehenden Schicht und die Kapazitäten von den aus dielektrischem Material bestehenden Schichten gebildet.

Das Filter weist an den gegenüberliegenden Stirnseiten der magnetischen und dielektrischen Schichten äußere Anschlußelektroden auf, die mit der Signalleitung verbunden werden und eine äußere mit Masse verbundene Zwischenelektrode, die an den beiden Seitenflächen in deren mittleren Bereichen ausgebildet ist. Auf diese Weise wird ein Entstörfilter in Pi-Schaltung gebildet.

Die inneren Anschlußelektroden, die sich in der unteren und oberen dielektrischen Schicht und am Rand der magnetischen Schicht befinden, sind in diesem Fall mit Masse verbunden, so daß keine Streukapazität zwischen den beiden in der oberen und unteren dielektrischen Schicht ausgebildeten inneren Elektroden auftritt, die weiter von der magnetischen Schicht entfernt liegen. Demzufolge tritt auch zwischen den beiden Anschlüssen des Chips keine Streukapazität auf.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch das laminierte LC-Filter einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das gleiche Filter;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Filters in Durchsicht;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des fertiggestellten LC-Fil ters;

Fig. 5 das Ersatzschaltbild des LC-Filters;

Fig. 6 eine perspektivische Explosionsansicht der Einzelschich ten vor dem Sintervorgang;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungs beispiels und die Fig. 8 und 9 Längsschnitte durch nicht-erfindungsgemäße lami nierte LC-Filter.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 die aus magnetischem Material be stehende Schicht und mit 2 und 3 die obere und untere dielek trische Schicht bezeichnet.

In der Mitte der magnetischen Schicht 1 befindet sich der die Induktivität bildende Abschnitt 4, der aus 3 Lagen von Leiter schichten besteht, die sich bis an beide Stirnseiten der magne tischen Schicht erstrecken. Die Größe der Induktivität des LC- Filters ist durch die Querschnittsfläche und die Länge der Lei ter sowie durch die Permeabilität des magnetischen Materials des Abschnitts 4 bestimmt.

In der oberen dielektrischen Schicht 2 ist eine der magnetischen Schicht 1 gegenüberliegende innere Elektrode 5 ausgebildet, die sich bis zur linken Stirnfläche erstreckt und eine zweite, zwi schen dem mittleren Teil der Elektrode 5 und der magnetischen Schicht 1 liegende innere Elektrode 6, die sich nicht bis an die Stirnflächen der dielektrischen Schicht 2, jedoch bis an deren Seitenflächen erstreckt. Analog dazu ist in der unteren dielek trischen Schicht 3 eine der magnetischen Schicht 1 gegenüberlie gende innere Elektrode 7 ausgebildet, die sich bis zur rechten Stirnfläche erstreckt und eine weitere, zwischen dem mittleren Teil der Elektrode 7 und der magnetischen Schicht 1 liegende in nere Elektrode 8, die sich nicht bis an die Stirnflächen der di elektrischen Schicht 3, jedoch bis an deren Seitenflächen er streckt.

Die Kapazität des LC-Filters hängt von der Permittivität der di elektrischen Schichten 2, 3 und den gegenüberliegenden Flächen der inneren Elektroden 5, 6 und 7, 8 ab.

Weiterhin sind an den Stirnflächen der magnetischen Schicht 1 und der dielektrischen Schichten 2, 3 äußere Anschlußelektroden 10, 11 ausgebildet, wobei die innere Elektrode 5 an ihrer linken Seite mit der linken äußeren Anschlußelektrode 10 und die innere Elektrode 7 an ihrer rechten Seite mit der rechten Anschlußelektrode 11 verbunden ist.

Der oben beschriebene, die Induktivität bildende Abschnitt 4, um faßt beispielsweise 3 Leiter 13, die sich bis zu beiden Stirn seiten der magnetischen Schicht 1 erstrecken und dort mit den äußeren Anschlußelektroden 10, 11 Verbunden sind.

Der Grundkörper A besteht aus der magnetischen Schicht 1 und den dielektrischen Schichten 2, 3 und weist im mittleren Bereich der Seitenflächen äußere Anschlußelektroden 15 auf, die, wie in Fig. 4 dargestellt, mit den inneren Elektroden 6, 8 verbunden sind.

Auf diese Weise entsteht ein LC-Filter dessen Ersatzschaltbild in Fig. 5 dargestellt ist.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der nicht gesinterten Einzelschichten der oben beschriebenen Ausführungs form, wobei mit 21 magnetische Schichten mit der Zusammensetzung 0,17 NiO + 0,30 ZnO + 0,50 CuO + 0,48 Fe₂O₃ bezeichnet sind.

Auf die Oberfläche einiger Schichten 21 ist mit Ag-Pd Paste die Struktur der Leiter 13 aufgedruckt.

Die nicht gesinterten dielektrischen Einzelschichten bestehen aus 0,5 Pb(Mg 1/3 Nb 2/3)O₃ + 0,5 Pd(Mg 1/2 W 1/2)O₃. Auf die Oberfläche einiger Schichten 22 ist mit Ag-Pd Paste die Struktur der inne ren Elektroden 5, 6 und 7, 8 aufgedruckt.

Anschließend wird ein Stapel aus mehreren Schichten 21 gebildet, so daß mehrere Schichten 21 mit Leitern 13 zwischen jeweils meh reren Schichten 21 ohne Leiter liegen. Auf der Ober- und Unter seite dieses Stapels werden mehrere Schichten 22 mit den inneren Elektroden 5, 6 und 7, 8 zusammen mit Schichten 22 ohne Leiter aufgeschichtet. Der gesamte Grundkörper wird dann unter einem Druck von 1 t/cm² gepreßt, auf die erforderliche Größe geschnit ten und 2 Stunden bei einer Temperatur von 1000° C gesintert.

Zum Aufbringen der äußeren Anschlußelektroden 10, 11 wird das Tauchverfahren und zum Aufbringen der Zwischenelektroden 15 das Offsetdruck-Verfahren verwendet. Anschließend wird der Körper nochmals für 20 Minuten bei 800°C gebacken.

Der Aufbau des in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiels ist im wesentlichen der gleiche wie der des oben beschriebenen, in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Beispiels mit dem Unterschied, daß die Leiter 13 in Form einer Spule ausgebildet sind.

Zur Verdeutlichung der Wirkung der Erfindung werden nachfolgend zwei nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiele beschrieben.

Fig. 8 zeigt ein erstes Vergleichsbeispiel, bei dem die inneren Elektroden 5, 7 der dielektrischen Schichten 2, 3 der magneti schen Schicht 1 gegenüberstehen und die inneren Elektroden 6, 8 an der Außenseite liegen.

Fig. 9 zeigt ein zweites Vergleichsbeispiel bei dem nur eine di elektrische Schicht 23 auf der Unterseite der magnetischen Schicht 1 ausgebildet ist, welche mit den magnetischen Schichten der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele identisch ist, wobei in der dielektrischen Schicht innere Elektroden 26, 27 ausgebil det sind, die mit den äußeren Anschlußelektroden 24, 25 verbun den sind und eine innere Elektrode 29, die mit der äußeren Zwi schenelektrode 28 verbunden ist.

Die nachstehende Tabelle zeigt Meßergebnisse für die Einfüge dämpfung des LC-Filters in dB, das an den äußeren Anschlußelek troden mit einem Signal beaufschlagt wurde und dessen seitliche Zwischenelektroden mit Masse verbunden wurden. Die Messungen wurden für das beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel und für beide nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele durchgeführt.

Wie aus dieser Tabelle ersichtlich, besitzt das erfindungsgemäße LC-Filter im Vergleich zu den Filtern der Vergleichsbeispiele 1 und 2 wesentlich verbesserte Eigenschaften im Bereich hoher Fre quenzen.

Dieses Resultat wird durch die deutliche Reduzierung der Streu kapazität zwischen den beiden inneren, mit den äußeren Anschluß elektroden an den Stirnflächen Verbundenen Elektroden, erreicht, dadurch, daß die beiden näher an der magnetischen Schicht lie genden inneren Elektroden über die Zwischenelektroden auf Masse gelegt werden. Dadurch wird ein LC-Filter geschaffen, das sich hervorragend als Entstörfilter und dergleichen eignet.

Claims

1. Laminiertes LC-Filter, insbesondere Entstörfilter, mit einem Grundkörper aus stapelförmig übereinanderlaminierten Schichten aus dielek trischem und magnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen zwei dielektrischen Schichten (2, 3) eine magnetische Schicht (1) ausgebildet ist, in der mittels elektrischer Lei ter (13) ein die Induktivität bildender Abschnitt (4) ausge prägt ist, daß
an den Stirnseiten des Grundkörpers äußere Anschlußelektroden (10, 11) vorgesehen sind, die mit den die Induktivität bil denden Leitern (13) verbunden sind, daß
in der oberen und unteren dielektrischen Schicht (2, 3) je weils mindestens zwei parallele innere Elektroden (5, 6, 7, 8) ausgebildet sind, daß
an den Seitenflächen des Grundkörpers in deren mittleren Be reichen äußere Zwischenelektroden (15) vorhanden sind, daß
die in den dielektrischen Schichten ausgebildeten inneren Elektroden (6, 8), die näher an der magnetischen Schicht (1) liegen, mit den äußeren Zwischenelektroden (15) verbunden sind und daß
die in den dielektrischen Schichten ausgebildeten inneren Elektroden (5, 7), die weiter von der magnetischen Schicht (1) entfernt liegen, mit den äußeren Anschlußelektroden (10, 11) verbunden sind.

2. Laminiertes LC-Filter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrischen Leiter (13), welche den die Induktivität bildenden Abschnitt (4) bilden, in Form einer Spule ausge prägt sind.