(57)【要約】【課題】  バリスタ電圧を越える高い電圧のノイズが入力に印加された際に、バリスタ効果によって急激に流れた電流がノイズとなって通過するのを防止することができる積層型フィルタを提供する。【解決手段】  積層型フィルタは、積層体２内にインダクタ部１０及びバリスタ部２０を備えており、インダクタ部１０は、４Ω〜１００Ωの直流抵抗を有している。これにより、バリスタ電圧を越える高い電圧のノイズが入力に印加された際に、バリスタ効果によって急激に流れた電流がノイズとなって通過するのを阻止することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁体層が積層されてなる第１の積層部、及び複数のバリスタ層が積層されてなる第２の積層部を有する積層体と、
前記積層体に形成された第１の端子電極、第２の端子電極及び第３の端子電極と、
前記第１の積層部内に形成された複数の導体部が電気的に接続されることにより構成され、一端が前記第１の端子電極と電気的に接続されると共に、他端が前記第２の端子電極と電気的に接続されたインダクタ部と、
前記第１の端子電極又は前記第２の端子電極と電気的に接続された第１のバリスタ電極、及び前記第３の端子電極と電気的に接続された第２のバリスタ電極が前記バリスタ層を挟んで前記第２の積層部内に形成されることにより構成されたバリスタ部と、を備え、
前記インダクタ部は、４Ω〜１００Ωの直流抵抗を有することを特徴とする積層型フィルタ。
【請求項２】
前記導体部は、銀及びパラジウムを含む材料により形成されていることを特徴とする請求項１記載の積層型フィルタ。
【請求項３】
前記第１の積層部と前記第２の積層部との間には、前記絶縁体層の熱膨張率と前記バリスタ層の熱膨張率との間の熱膨張率を有する中間層が積層されていることを特徴とする請求項１又は２記載の積層型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層型フィルタとして、インダクタ部及びバリスタ部を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような積層型フィルタにおいては、バリスタ電圧を越える高い電圧のノイズが入力に印加されると、急激に電流が流れることでバリスタ効果が発揮される。
【特許文献１】特許第２７１６０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような積層型フィルタにあっては、バリスタ効果によって急激に流れた電流がノイズとなって積層型フィルタを通過してしまう場合がある。本来、バリスタ部は、ある程度の静電容量をもっているため、急激に流れた電流がノイズとならないノイズの除去作用を有しているが、例えば積層型フィルタの小型化によってバリスタ部の静電容量が小さくなると、ノイズの除去作用が低下し、急激に流れた電流がノイズとなって積層型フィルタを通過してしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バリスタ電圧を越える高い電圧のノイズが入力に印加された際に、バリスタ効果によって急激に流れた電流がノイズとなって通過するのを防止することができる積層型フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る積層型フィルタは、複数の絶縁体層が積層されてなる第１の積層部、及び複数のバリスタ層が積層されてなる第２の積層部を有する積層体と、積層体に形成された第１の端子電極、第２の端子電極及び第３の端子電極と、第１の積層部内に形成された複数の導体部が電気的に接続されることにより構成され、一端が第１の端子電極と電気的に接続されると共に、他端が第２の端子電極と電気的に接続されたインダクタ部と、第１の端子電極又は第２の端子電極と電気的に接続された第１のバリスタ電極、及び第３の端子電極と電気的に接続された第２のバリスタ電極がバリスタ層を挟んで第２の積層部内に形成されることにより構成されたバリスタ部と、を備え、インダクタ部は、４Ω〜１００Ωの直流抵抗を有することを特徴とする。
【０００６】
この積層型フィルタは、インダクタ部及びバリスタ部を備えており、インダクタ部は、４Ω〜１００Ωの直流抵抗を有している。これにより、バリスタ電圧を越える高い電圧のノイズが入力に印加された際に、バリスタ効果によって急激に流れた電流がノイズとなって通過するのを阻止する効果（いわゆる、ダンピング効果）が奏されることになる。
【０００７】
本発明に係る積層型フィルタにおいては、導体部は、銀（Ａｇ）及びパラジウム（Ｐｄ）を含む材料により形成されていることが好ましい。これにより、例えばＡｇを主成分とする材料により導体部が形成されている場合に比べて、インダクタ部の直流抵抗を確実に高くすることができる。更に、例えばＡｇを主成分とする材料により導体部が形成されている場合に比べて、導体部の融点を確実に上げることができるため、積層型フィルタの製造過程において積層体を焼成する際に、一般的に第１の積層部の焼成温度より高い第２の積層部の焼成温度で、積層体を一体的に焼成することが可能になる。
【０００８】
本発明に係る積層型フィルタにおいては、第１の積層部と第２の積層部との間には、絶縁体層の熱膨張率とバリスタ層の熱膨張率との間の熱膨張率を有する中間層が積層されていることが好ましい。これにより、絶縁体層の熱膨張率とバリスタ層の熱膨張率との差によって積層体にクラックやデラミネーションが発生するのを防止することができる。更に、絶縁体層からバリスタ層への成分の拡散、及びバリスタ層から絶縁体層への成分の拡散を防止することができ、絶縁体層の特性及びバリスタ層の特性のそれぞれを所定の特性に維持することが可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バリスタ電圧を越える高い電圧のノイズが入力に印加された際に、バリスタ効果によって急激に流れた電流がノイズとなって通過するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る積層型フィルタの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１の実施形態］
【００１１】
図１に示されるように、積層型フィルタ１は、直方体状の積層体２を備えている。積層体２において、その長手方向における両端部には、入力端子電極（第１の端子電極）３及び出力端子電極（第２の端子電極）４が形成されており、その長手方向と直交する方向における両端面には、一対のグランド端子電極（第３の端子電極）５が形成されている。
【００１２】
積層体２は、図２に示されるように、複数の絶縁体層６１〜６９が積層されてなる積層部（第１の積層部）７、複数のバリスタ層８１〜８４が積層されてなる積層部（第２の積層部）９、及び積層部７と積層部９との間に位置する複数の中間層１１１〜１１３が積層部７，９の積層方向に積層されることで構成されている。
【００１３】
絶縁体層６１〜６９は、電気的絶縁性を有する材料により長方形薄板状に形成されており、入力端子電極３が形成される縁部から時計回りに縁部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを有している。また、バリスタ層８１〜８４は、電圧非直線性を有する材料により長方形薄板状に形成されており、入力端子電極３が形成される縁部から時計回りに縁部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを有している。更に、中間層１１１〜１１３は、絶縁体層６１〜６９の熱膨張率とバリスタ層８１〜８４の熱膨張率との間の熱膨張率を有する材料により長方形薄板状に形成されている。
【００１４】
積層部７において、絶縁体層６３，６７上のそれぞれには、縁部６ｂ、縁部６ｃ及び縁部６ｄに沿って延在する導体部１２１，１２２が形成されており、絶縁体層６５上には、縁部６ｄ、縁部６ａ及び縁部６ｂに沿って延在する導体部１２３が形成されている。また、絶縁体層６４，６８上のそれぞれには、縁部６ａ、縁部６ｂ及び縁部６ｃに沿って延在する導体部１２４，１２５が形成されており、絶縁体層６６上には、縁部６ｃ、縁部６ｄ及び縁部６ａに沿って延在する導体部１２６が形成されている。更に、絶縁体層６２上には、入力端子電極３と接続された導体部１２７が形成されており、絶縁体層６９上には、出力端子電極４と接続された導体部１２８が形成されている。
【００１５】
そして、導体部１２１の縁部６ｄ側且つ縁部６ａ側の端部と導体部１２４の縁部６ｄ側且つ縁部６ａ側の端部とは、絶縁体層６３に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されている。また、導体部１２４の縁部６ｃ側且つ縁部６ｄ側の端部と導体部１２３の縁部６ｃ側且つ縁部６ｄ側の端部とは、絶縁体層６４に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されており、導体部１２３の縁部６ｂ側且つ縁部６ｃ側の端部と導体部１２６の縁部６ｂ側且つ縁部６ｃ側の端部とは、絶縁体層６５に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されている。更に、導体部１２６の縁部６ａ側且つ縁部６ｂ側の端部と導体部１２２の縁部６ａ側且つ縁部６ｂ側の端部とは、絶縁体層６６に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されており、導体部１２２の縁部６ｄ側且つ縁部６ａ側の端部と導体部１２５の縁部６ｄ側且つ縁部６ａ側の端部とは、絶縁体層６７に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されている。
【００１６】
また、導体部１２７と導体部１２１の縁部６ａ側且つ縁部６ｂ側の端部とは、絶縁体層６２に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されており、導体部１２８と導体部１２５の縁部６ｃ側且つ縁部６ｄ側の端部とは、絶縁体層６８に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されている。
【００１７】
以上により、積層型フィルタ１は、積層部７内に形成された複数の導体部１２１〜１２８が電気的に接続されることにより構成されたインダクタ部１０を備え、インダクタ部１０は、一端が入力端子電極３と電気的に接続されると共に、他端が出力端子電極４と電気的に接続されることになる。なお、導体部１２１〜１２８は、Ａｇ及びＰｄを含む材料により形成されており、インダクタ部１０は、その両端で４Ω〜１００Ωの直流抵抗を有している。
【００１８】
積層部９において、バリスタ層８３上には、その中央部を縁部８ｂに沿って延在し、一端が縁部８ｃに到達して出力端子電極４と電気的に接続されたホット電極（第１のバリスタ電極）１６が形成されている。また、バリスタ層８２上には、その中央部を縁部８ａに沿って延在し、両端が縁部８ｂ及び縁部８ｄに到達してグランド端子電極５と電気的に接続されたグランド電極（第２のバリスタ電極）１７が形成されている。
【００１９】
これにより、積層型フィルタ１は、出力端子電極４と電気的に接続されたホット電極１６、及びグランド端子電極５と電気的に接続されたグランド電極１７がバリスタ層８２を挟んで積層部９内に形成されることにより構成されたバリスタ部２０を備えることになる。なお、ホット電極１６及びグランド電極１７は、Ａｇ及びＰｄを含む材料により形成されている。
【００２０】
次に、上述した積層型フィルタ１の製造方法について説明する。
【００２１】
まず、絶縁体層６１〜６９となるグリーンシートを用意する。このグリーンシートは、例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ−Ｍｇ系フェライト或いはＮｉ−Ｃｕ系フェライト等を原料としたスラリーをドクターブレード法によりフィルム上に塗布することで、例えば、厚さが２０μｍ程度となるように形成される。
【００２２】
また、バリスタ層８１〜８４となるグリーンシートを用意する。このグリーンシートは、例えば、ＺｎＯ、Ｐｒ６Ｏ１１、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ｋ２ＣＯ３及びＡｌ２Ｏ３の混合粉を原料としたスラリーをドクターブレード法によりフィルム上に塗布することで、例えば、厚さが３０μｍ程度となるように形成される。
【００２３】
更に、中間層１１１〜１１３となるグリーンシートを用意する。このグリーンシートは、例えば、ＺｎＯ及びＦｅ２Ｏ３を主成分とする混合粉を原料としたスラリーをドクターブレード法によりフィルム上に塗布することで、例えば、厚さが２０μｍ程度となるように形成される。
【００２４】
続いて、絶縁体層６２〜６８となるグリーンシートの所定の位置（すなわち、導体部１２１〜１２７に対してスルーホールを形成すべき位置）に、レーザ加工等によってスルーホールを形成する。
【００２５】
続いて、絶縁体層６２〜６９となるグリーンシート上に、導体部１２１〜１２８に対応する導体パターンを形成する。この導体パターンは、Ａｇ及びＰｄを主成分とする導体ペーストをグリーンシート上にスクリーン印刷することで、例えば、焼成後の厚さが７μｍ程度となるように形成される。なお、絶縁体層６２〜６８となるグリーンシートに形成されたスルーホール内には、グリーンシート上への導体ペーストのスクリーン印刷によって、導体ペーストが充填される。
【００２６】
また、バリスタ層８２，８３となるグリーンシート上に、ホット電極１６及びグランド電極１７に対応する導体パターンを形成する。この導体パターンは、Ａｇ及びＰｄを主成分とする導体ペーストをグリーンシート上にスクリーン印刷することで、例えば、焼成後の厚さが１．５μｍ程度となるように形成される。
【００２７】
続いて、絶縁体層６１〜６９となるグリーンシート、バリスタ層８１〜８４となるグリーンシート、及び中間層１１１〜１１３となるグリーンシートを所定の順序で積層して圧着し、チップ単位に切断する。その後、所定の温度（例えば、１２００℃程度の温度）で焼成して、積層体２を得る。
【００２８】
続いて、積層体２の外表面に、入力端子電極３、出力端子電極４及びグランド端子電極５を形成して、積層型フィルタ１を完成させる。各端子電極３〜５は、積層体２の外表面に、Ａｇを主成分とする導体ペーストを転写して所定の温度（例えば、７００℃〜８００℃の温度）で焼付けを行い、更に、Ｎｉ／Ｓｎ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ｓｎ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、又はＮｉ／Ａｇを用いた電気めっきを施すことで、形成される。
【００２９】
以上説明したように、積層型フィルタ１は、図３に示されるように、インダクタ部１０及びバリスタ部２０によってＬ型の回路を構成し、インダクタ部１０は、４Ω〜１００Ωの直流抵抗を有することになる。これにより、バリスタ電圧を越える高い電圧のノイズが入力に印加された際に、バリスタ効果によって急激に流れた電流がノイズとなって通過するのを阻止することができる。
【００３０】
また、導体部１２１〜１２８は、Ａｇ及びＰｄを含む材料により形成されている。これにより、例えばＡｇを主成分とする材料により導体部１２１〜１２８が形成されている場合に比べて、インダクタ部１０の直流抵抗を確実に高くすることができる。更に、例えばＡｇを主成分とする材料により導体部１２１〜１２８が形成されている場合に比べて、導体部１２１〜１２８の融点を確実に上げることができるため、積層型フィルタ１の製造過程において積層体２を焼成する際に、一般的に積層部７の焼成温度（例えば、８７０℃程度の温度）より高い積層部９の焼成温度（例えば、１２００℃程度の温度）で、積層体２を一体的に焼成することが可能になる。
【００３１】
また、積層部７と積層部９との間には、絶縁体層６１〜６９の熱膨張率とバリスタ層８１〜８４の熱膨張率との間の熱膨張率を有する中間層１１１〜１１３が積層されている。これにより、絶縁体層６１〜６９の熱膨張率とバリスタ層８１〜８４の熱膨張率との差によって積層体２にクラックやデラミネーションが発生するのを防止することができる。更に、絶縁体層６９等からバリスタ層８１等への成分の拡散、及びバリスタ層８１等から絶縁体層６９等への成分の拡散を防止することができ、絶縁体層６９等の特性及びバリスタ層８１等の特性のそれぞれを所定の特性に維持することが可能になる。なお、インダクタ部１０の導体部１２８とバリスタ部２０のグランド電極１７との「積層部７，９の積層方向に沿っての距離」は、１００μｍ以上に設定されることが好ましい。
［第２の実施形態］
【００３２】
第２の実施形態に係る積層型フィルタ１は、積層部９の構成において第１の実施形態に係る積層型フィルタ１と相違している。
【００３３】
すなわち、図４に示されるように、積層部９は、複数のバリスタ層８１〜８６が積層されて構成されている。バリスタ層８３上には、その中央部を縁部８ｂに沿って延在し、一端が縁部８ｃに到達して出力端子電極４と電気的に接続されたホット電極１６１が形成されており、バリスタ層８５上には、その中央部を縁部８ｂに沿って延在し、一端が縁部８ａに到達して入力端子電極３と電気的に接続されたホット電極１６２が形成されている。また、バリスタ層８２，８４上のそれぞれには、その中央部を縁部８ａに沿って延在し、両端が縁部８ｂ及び縁部８ｄに到達してグランド端子電極５と電気的に接続されたグランド電極１７が形成されている。
【００３４】
これにより、積層型フィルタ１は、出力端子電極４と電気的に接続されたホット電極１６１、及びグランド端子電極５と電気的に接続されたグランド電極１７がバリスタ層８２を挟んで積層部９内に形成されることにより構成されたバリスタ部２０１と、入力端子電極３と電気的に接続されたホット電極１６２、及びグランド端子電極５と電気的に接続されたグランド電極１７がバリスタ層８４を挟んで積層部９内に形成されることにより構成されたバリスタ部２０２とを備えることになる。
【００３５】
以上のように構成された積層型フィルタ１は、図５に示されるように、インダクタ部１０及びバリスタ部２０１，２０２によってπ型の回路を構成し、インダクタ部１０は、４Ω〜１００Ωの直流抵抗を有することになる。これにより、バリスタ電圧を越える高い電圧のノイズが入力に印加された際に、バリスタ効果によって急激に流れた電流がノイズとなって通過するのを阻止することができる。
［第３の実施形態］
【００３６】
第３の実施形態に係る積層型フィルタ１は、アレイ状に構成されている点で第１の実施形態に係る積層型フィルタ１と相違している。
【００３７】
すなわち、図６に示されるように、積層体２において、その長手方向と直交する方向における両端面には、４対のグランド端子電極５が並設されている。そして、図７に示されるように、積層部７内には、４組のインダクタ部１０が並設されており、積層部９内には、４組のバリスタ部２０が並設されている。
【００３８】
以上のように構成された積層型フィルタ１は、図８に示されるように、インダクタ部１０及びバリスタ部２０によって４組のＬ型の回路を構成することになる。このようにアレイ状に構成された積層型フィルタ１によっても、ダンピング効果が奏される。
［第４の実施形態］
【００３９】
第４の実施形態に係る積層型フィルタ１は、アレイ状に構成されている点で第２の実施形態に係る積層型フィルタ１と相違している。
【００４０】
すなわち、図９に示されるように、積層部７内には、４組のインダクタ部１０が並設されており、積層部９内には、４組のバリスタ部２０１及び４組のバリスタ部２０２が並設されている。
【００４１】
以上のように構成された積層型フィルタ１は、図１０に示されるように、インダクタ部１０及びバリスタ部２０１，２０２によって４組のπ型の回路を構成することになる。このようにアレイ状に構成された積層型フィルタ１によっても、ダンピング効果が奏される。
【００４２】
下記の表１は、導体部１２１〜１２８に含まれるＡｇ及びＰｄの比率（重量パーセント）と、インダクタ部１０の直流抵抗との関係を示すものである。この表１から、Ｐｄの比率を増加させると直流抵抗が高くなる傾向があり、また、Ａｇ及びＰｄの比率を変化させることで直流抵抗を容易に調整し得ることが分かる。なお、表１のデータは、完成寸法が２０１０（長さ２．０ｍｍ、幅１．０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）であり、且つインダクタ部のターン数が１０．５Ｔである４連アレイ状の積層型フィルタについてのものである。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
本発明は、上述した第１〜第４の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態に係る積層型フィルタ１においては、積層部７と積層部９との間に複数の中間層１１１〜１１３が積層されていたが、本発明に係る積層型フィルタにおいては、中間層は存在しなくてもよい。この場合、インダクタ部を形成する絶縁層には、ＺｎＯ、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｃｒ２Ｏ３、ＣａＣＯ３、ＳｉＯ２及びＫ２ＣＯ３の混合粉を原料としたスラリーをドクターブレード法によりフィルム上に塗布することで形成されたグリーンシートを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施形態に係る積層型フィルタの斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る積層型フィルタの積層体の分解斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る積層型フィルタの等価回路図である。
【図４】第２の実施形態に係る積層型フィルタの積層体の分解斜視図である。
【図５】第２の実施形態に係る積層型フィルタの等価回路図である。
【図６】第３の実施形態に係る積層型フィルタの斜視図である。
【図７】第３の実施形態に係る積層型フィルタの積層体の分解斜視図である。
【図８】第３の実施形態に係る積層型フィルタの等価回路図である。
【図９】第４の実施形態に係る積層型フィルタの積層体の分解斜視図である。
【図１０】第４の実施形態に係る積層型フィルタの等価回路図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…積層型フィルタ、２…積層体、３…入力端子電極（第１の端子電極）、４…出力端子電極（第２の端子電極）、５…グランド端子電極（第３の端子電極）、６１〜６９…絶縁体層、７…積層部（第１の積層部）、８１〜８６…バリスタ層、９…積層部（第２の積層部）、１０…インダクタ部、１１１〜１１３…中間層、１２１〜１２８…導体部、１６，１６１，１６２…ホット電極（第１のバリスタ電極）、１７…グランド電極（第２のバリスタ電極）、２０，２０１，２０２…バリスタ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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