JP2002171104A - チップ型フィルターとその製造方法 - Google Patents

チップ型フィルターとその製造方法

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JP2002171104A
JP2002171104A JP2000365621A JP2000365621A JP2002171104A JP 2002171104 A JP2002171104 A JP 2002171104A JP 2000365621 A JP2000365621 A JP 2000365621A JP 2000365621 A JP2000365621 A JP 2000365621A JP 2002171104 A JP2002171104 A JP 2002171104A
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signal line
type filter
line
powder
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Naoki Fuse
直紀 布施
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックス誘電体に代えて電磁波吸収性能
のある誘電体を使用した、新規なチップ型フィルター
を、射出成形によるか、またはシートの成形に既知の回
路パターン形成技術を組み合わせた製造技術により提供
すること。 【解決手段】 長方形の誘電体(1)の表面に密着した状
態で、導体からなる1本の信号ライン(2)とそれに平行
な1本のGNDライン(3)とが、一つの表面に平行して
走る構造を有し、誘電体として、軟磁性物質の粉末を合
成樹脂のマトリクス中に分散させてなる電磁波吸収性材
料を使用したチップ型フィルター(図2)。構造は、長
方形の誘電体(1)の表面に密着した状態で、導体からな
る1本の信号ライン(2)とそれを挟んで平行な2本のG
NDライン(3A,3B)とが、一つの表面に平行して走る
「コプレーナーライン型」(図3)であってもよいし、
長方形の誘電体(1)の表面に密着した状態で、1本の信
号ライン(2)が表面を走り、これに相対して、GNDラ
イン(3C)が裏面のほぼ全域を覆って存在する「マイクロ
ストリップライン型」(図4)でもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップ型の高周波
フィルター、詳しくは特定の周波数より低い周波数領域
の電流を通すローパスフィルタに関し、その製造方法に
も関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば携帯電話のような電子機器の回
路を形成する部品として、基板上にハンダ付けして使用
する、ごく小型のチップ型フィルターが製造されてい
る。この種のフィルターは、図1に示ようなL1,L2
よびCからなる等価回路を形成し、高い周波数をカット
し低い周波数を通過させる、ローパスフィルターとして
作用する。
【0003】従来のチップ型フィルターは、誘電体とし
てセラミックス物質を使用したものであり、その製造
は、セラミックスのグリーンを形成した段階で、これに
回路部材、および回路部材とコンデンサを形成する電極
部材とを配置し、焼結により一体化することにより行な
われている(たとえば特開平5−55045号)。最近
の例としては、積層LC複合π型ノイズフィルタ(特開
2000−21640号)がある。しかし、こうした製
造方法は加工費が高くつき、部品単価を抑えることが困
難である。
【0004】100MHz以上の高周波領域で使用可能
なチップ型インピーダンス素子として、フェライト磁性
粉とエポキシ樹脂のスラリーをガラスクロスに含浸し乾
燥して得たプレプリグを基板とし、その表面に銅箔層を
設けたものが提案されているが(特開平11−2511
42号)、量産の手法に課題が残っている。
【0005】これもすでに開示された積層型高周波イン
ダクタ(特開平10−106839号)では、磁性体層
として、扁平状に加工された磁性体粉末を有機結合剤、
たとえばポリウレタン樹脂で結合したものを使用する。
【0006】発明者らは、電磁波吸収性能のある材料と
して近年広く使用されるようになった、軟磁性物質の粉
末をゴムまたはプラスチックのマトリクス中に分散させ
た複合材料が、キャパシターあるいはインダクターを形
成する誘電体として使用可能であろうと考え、これをチ
ップ型フィルターの材料として利用することを着想し
た。試験の結果、着想は正しかったことが確認された。
この知見に基づき、発明者は、共同研究者とともに、射
出成形によって多数を一時に製造することができるチッ
プ型フィルターを開発し、すでに開示した(特願200
0−127101号)。
【0007】このチップ型フィルターを製造するには、
回路部分をあらかじめ精密鋳造で用意しなければならな
い。そこで、もっと簡易な、したがって低コストな製造
方法が採用できるチップ型フィルターの開発が要望され
ていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の要望に応え、同じく射出成形によるか、またはより簡
単なシートの成形に既知の回路パターン形成技術を組み
合わせてなる、新規なチップ型フィルターを提供するこ
と、およびその有利な製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のチップ型フィル
ターは、図2に示す基本的な態様のほか、図3に示すよ
うな態様と、図4に示すような態様とがある。
【0010】図2の基本的態様は、長方形の誘電体
(1)の表面に密着した状態で、導体からなる1本の信
号ライン(2)とそれに平行な1本のGNDライン
(3)とが、一つの表面に平行して走る構造を有し、誘
電体として、軟磁性物質の粉末を合成樹脂のマトリクス
中に分散させてなる電磁波吸収性材料を使用したことを
特徴とする。
【0011】図3に示す態様はコプレーナーライン型と
呼ばれるタイプであって、長方形の誘電体(1)の表面
に密着した状態で、導体からなる1本の信号ライン
(2)とそれを挟んで平行な2本のGNDライン(3
A,3B)とが、一つの表面に平行して走る構造を有
し、誘電体として、軟磁性物質の粉末を合成樹脂のマト
リクス中に分散させてなる電磁波吸収性材料を使用した
ことを特徴とする。
【0012】図4に示す態様はマイクロストリップライ
ン型と呼ばれるタイプであって、長方形の誘電体(1)
の表面に密着した状態で、1本の信号ライン(2)が表
面を走り、これに相対して、GNDライン(3C)が裏
面のほぼ全域を覆って存在する構造を有し、誘電体とし
て、軟磁性物質の粉末を合成樹脂のマトリクス中に分散
させてなる電磁波吸収性材料を使用したことを特徴とす
る。
【0013】
【発明の実施形態】上記のチップ型フィルターを製造す
る本発明の方法は、下記のようにさまざまな手法が採用
できる。まず、図1および図2の態様のチップ型フィル
ターは、さきに開示したチップ型フィルターの製造方法
と同様に、射出成形によることができる。すなわち、転
写台紙上に、1本の信号ライン(2)と、これに平行な
1本のGNDライン(3)またはこれを挟んで平行な2
本のGNDライン(3A,3B)とを配列したものを、
長方形の板状のキャビティを多数有する射出成形金型内
の一方の面に配置し、キャビティ内に、軟磁性物質の粉
末を合成樹脂のマトリクス中に分散させてなる誘電体を
射出成形する。図1または図2の態様のチップ型フィル
ターが多数連結した成形品が得られるから、成形品を金
型から取り出して個々のチップ型フィルターに切り離せ
ばよい。
【0014】図2および図3の態様のチップ型フィルタ
ーを製造する別の方法は、さまざまな手法を包含する。
それらの手法は、軟磁性物質の粉末を合成樹脂のマトリ
クス中に分散させてなる誘電体をシートに成形し、その
一方の面に、圧延銅箔の接着とそれに続くエッチング、
導電性インキのパターン印刷、またはニッケルの無電解
パターンメッキとそれに続く金の電解メッキとを行なっ
て、信号ライン(2)およびGNDライン(3,3A,
3B)を多数形成する。それにより図2または図3のチ
ップ型フィルターが多数連結した中間製品が得られる。
それらを個々のチップ型フィルターに切り離せばよいこ
とは、上記と同じである。
【0015】いま述べた種々の手法は、図4のチップ型
フィルターの製造にも適用可能である。すなわち、軟磁
性物質の粉末を合成樹脂のマトリクス中に分散させてな
る誘電体をシートに成形し、その一方の面に、圧延銅箔
の接着とそれに続くエッチング、導電性インキのパター
ン印刷、またはニッケルの無電解パターンメッキとそれ
に続く金の電解メッキとを行なって信号ライン(2)を
多数形成し、他方の面に、圧延銅箔の接着、または導電
性インキのベタ印刷を行なって全面を覆うGNDライン
(3C)を形成する。それにより、図4のチップ型フィ
ルターが多数連結した中間製品が得られるから、これを
個々のチップ型フィルターに切り離すことは、同様であ
る。
【0016】電磁波吸収性能のある誘電体を形成する軟
磁性物質の粉末は、フェライト、センダスト、Fe、F
e−Si合金、Fe−Ni合金、Fe−Co合金および
Fe−Cr−Al合金の粉末から選ぶとよい。粉末化
は、水またはガスを用いたアトマイズ法によることがで
きる。軟磁性金属の粉末は扁平なものが好ましいことが
多く、扁平な粉末を得るには、アトマイズに続いてアト
ライター処理を行なうとよい。それにより、高いアスペ
クト比をもった粉末を得ることができる。
【0017】誘電体の中で、軟磁性物質の粉末に対する
マトリクスとして働く合成樹脂は、ポリフェニレンサル
ファイド、エポキシ樹脂および液晶ポリマー(LCP)
から選ぶことが推奨される。そのほかの、射出成形や押
出成形が可能な、広い範囲の熱可塑性または熱硬化性の
合成樹脂が使用できる。それらの例は、ナイロン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、フェノール樹脂などであ
る。
【0018】図1に示した等価回路を形成する本発明の
フィルターにおいて、その特性インピーダンスが、コン
ダクタンスCおよびリアクタンスL1,L2によって決定
されることはいうまでもない。Cは、信号ラインとGN
Dラインとを隔てる距離および面積、そして誘電体の誘
電率によって左右され、L1およびL2は、電磁波吸収能
のある誘電体に使用した軟磁性物質の粉末の種類、およ
びマトリクス中の充填率によって左右される。これらの
因子を選択することにより、所望の特性をもったローパ
スフィルターが形成できる。
【0019】
【実施例】液晶ポリマーをマトリクス材料として使用
し、これにFe−Cr−Al合金の粉末(粒径20μm
以下、ほぼ球状の粉末)を50容積%添加して、均一な
混合物とした。これをダイスから押出成形して、厚さ1
mmのシートとした。このシートの一方の面には、ライン
幅0.3mmの信号ラインが3mmピッチで平行に並ぶマス
クをかぶせ、他方の面にはマスクをせずに、Niイオン
を含む還元性の液に浸漬し、厚さ2μmの無電解メッキ
層を形成した。ついで、Auイオンを含む電解液に移
し、電解メッキを行なって、Ni層の上に厚さ2μmの
Au電解メッキ層を形成した。
【0020】この中間製品を、一方の面にストライプ状
に形成された信号ラインが中央に位置するよう、長さ5
mm×幅3mmに切断して、図4に示した形状のチップ型フ
ィルター製品を得た。このフィルターの挿入ロスを、
「ネットワークアナライザー」(日本HP社製)を使用
して45MHz−50GHz領域の周波数で測定し、図
5に示す結果を得た。約1GHz以上の信号を通過させ
ないローパスフィルターが得られた。
【0021】
【発明の効果】本発明のチップ型フィルターは、上記し
たようにローパスフィルターであるから、電子機器内で
回路を流れる動作電流の周波数に対する高調波をカット
し、信号だけを通過させるフィルターとして有用であ
る。カットされた高調波は、電磁波吸収性能のある誘電
体により吸収されて外部に出ないから、電子機器の放射
ノイズのレベルを、低く抑えることができる。
【0022】このチップ型フィルターの製造は、セラミ
ックスの焼結のように手数のかかる作業ではなく、プラ
スチックの射出成形により、または押出成形と、接着お
よびエッチングの組み合わせや、導電性インキの印刷、
無電解メッキおよび電解メッキの組み合わせなど、生産
性を高め得る手法で行なうことができる。したがって製
造コストが安く、量産に適する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 チップ型フィルターの等価回路。
【図2】 本発明のチップ型フィルターの基本的な態様
について、その形状を拡大して示す図であって、Aは平
面図、BはAのI−I方向断面図。
【図3】 本発明のチップ型フィルターの別な態様につ
いて、その形状を拡大して示す図であって、Aは平面
図、BはAのII−II方向断面図。
【図4】 本発明のチップ型フィルターのさらに別な態
様について、その形状を拡大して示す図であって、Aは
平面図、BはAのIII−III方向断面図。
【図5】 本発明の実施例のデータであって、信号周波
数と挿入ロスとの関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1 誘電体 2 信号ライン 3,3A,3B,3C GNDライン

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長方形の誘電体(1)の表面に密着した
    状態で、導体からなる1本の信号ライン(2)と、それ
    に平行な1本のGNDライン(3)またはそれを挟んで
    平行な2本のGNDライン(3A,3B)とが一つの表
    面に平行して走る構造を有し、誘電体として、軟磁性物
    質の粉末を合成樹脂のマトリクス中に分散させてなる電
    磁波吸収性材料を使用したチップ型フィルター。
  2. 【請求項2】 長方形の誘電体(1)の表面に密着した
    状態で、1本の信号ライン(2)が表面を走り、これに
    相対して、GNDライン(3C)が裏面のほぼ全域を覆
    って存在する構造を有し、誘電体として、軟磁性物質の
    粉末を合成樹脂のマトリクス中に分散させてなる電磁波
    吸収性材料を使用したチップ型フィルター。
  3. 【請求項3】 信号ラインおよびGNDラインが、導電
    性インキのスクリーン印刷、接着された圧延銅箔のエッ
    チング、またはNiメッキ層とAuメッキ層との重ね合
    わせのいずれかからなる請求項1または2のチップ型フ
    ィルター。
  4. 【請求項4】 合成樹脂のマトリクス中に分散させる軟
    磁性物質の粉末として、フェライト、センダスト、F
    e、Fe−Si合金、Fe−Ni合金、Fe−Co合金
    およびFe−Cr−Al合金から選んだ軟磁性物質の粉
    末を使用した請求項1または2のチップ型フィルター。
  5. 【請求項5】 マトリクスとする合成樹脂として、ポリ
    フェニレンサルファイド、エポキシ樹脂および液晶ポリ
    マー(LCP)から選んだものを使用した請求項1また
    は2のチップ型フィルター。
  6. 【請求項6】 転写台紙上に、1本の信号ライン(2)
    とこれに平行な1本のGNDライン(3)またはこれを
    挟んで平行な2本のGNDライン(3A,3B)とを配
    列したものを、長方形の板状のキャビティを多数有する
    射出成形金型内の一方の面に配置し、キャビティ内に、
    軟磁性物質の粉末を合成樹脂のマトリクス中に分散させ
    てなる誘電体を射出成形して、請求項1に記載のチップ
    型フィルターが多数連結した成形品を得、成形品を金型
    から取り出して個々のチップ型フィルターに切り離すこ
    とからなるチップ型フィルターの製造方法。
  7. 【請求項7】 軟磁性物質の粉末を合成樹脂のマトリク
    ス中に分散させてなる誘電体をシートに成形し、その一
    方の面に、圧延銅箔の接着とそれに続くエッチング、導
    電性インキのパターン印刷、またはニッケルの無電解パ
    ターンメッキとそれに続く金の電解メッキとを行なっ
    て、信号ライン(2)およびGNDライン(3,3A,
    3B)を多数形成することにより、請求項1に記載のチ
    ップ型フィルターが多数連結した中間製品を得、これを
    個々のチップ型フィルターに切り離すことからなるチッ
    プ型フィルターの製造方法。
  8. 【請求項8】 軟磁性物質の粉末を合成樹脂のマトリク
    ス中に分散させてなる誘電体をシートに成形し、その一
    方の面に、圧延銅箔の接着とそれに続くエッチング、導
    電性インキのパターン印刷、またはニッケルの無電解パ
    ターンメッキとそれに続く金の電解メッキとを行なって
    信号ライン(2)を多数形成し、他方の面に、圧延銅箔
    の接着、または導電性インキのベタ印刷を行なって全面
    を覆うGNDライン(3C)を形成しすることにより、
    請求項2に記載のチップ型フィルターが多数連結した中
    間製品を得、これを個々のチップ型フィルターに切り離
    すことからなるチップ型フィルターの製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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