JP3988101B2 - 積層小型ローパスフィルタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信機器に使用される積層型ローパスフィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来例の積層型ローパスフィルタの内部構造図を図4に、斜視図を図6に示す。また、従来例の等価回路図を図5に示す。この従来例は、π型回路のローパスフィルタであり、インダクタ21、22とコンデンサ23、23、25とから構成され、二つの入出力端子26、27間にインダクタ21、22が直列接続され、これらのインダクタ21、22の両端のそれぞれがコンデンサ23〜25によって接地されている。
【0003】
この従来例のローパスフィルタは、誘電体層31A〜31Eが積層されて形成されており、最上位置の誘電体層31Eを除く各誘電体層31A〜31D上には所定形状の電極が形成されている。
【0004】
最下層の誘電体層31A上にはアース電極32が形成され、誘電体層31B上にはアース電極32と対向するように三つのコンデンサ電極33a、33b、33cが形成されている。これらのコンデンサ電極33a〜33cとアース電極32との間にコンデンサ23〜25を構成する静電容量が形成される。
【0005】
また、誘電体層31c上には二つのコイル電極34a、34bが形成されている。これらのコイル電極34a、34bは蛇行するようにまた互いに対象となるように形成されている。
【0006】
さらに、誘電体層31D上にはシールド電極35が形成され、この上に最上層の誘電体層31Eが積層されている。
【0007】
この従来例のローパスフィルタ20の側面には図3に示すように複数の外部電極が形成され、これらの外部電極によって各層に形成された電極の接続が行われ、前述したπ型のローパスフィルタ20が形成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の積層型ローパスフィルタでは、3.2mm×1.6mm×1.2mm(高さ)といった形状で作成されていたが、更に小型化の要求が強い。しかし、従来構造の積層型ローパスフィルタを単に相似形で小型化しても、必要とされるインダクタや、キャパシタの回路定数を得ることは困難であった。
【0009】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、良好な特性が得られる小型の積層型ローパスフィルタを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、誘電体層と電極パターンを適宜積層し、一体化してなる積層型ローパスフィルタにおいて、前記電極パターンによりインダクタとコンデンサが形成内蔵され、第一のインダクタと、該第一のインダクタと並列に接続された第一のコンデンサと、前記並列回路の両端に、一方が該並列回路に接続されて他方が接地される二つの第二のコンデンサとを備え、前記第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と前記第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極の少なくとも一つが同一の電極である。
【0011】
また本発明は、誘電体層と電極パターンを適宜積層し、一体化してなる積層型ローパスフィルタにおいて、前記電極パターンによりインダクタとコンデンサが形成内蔵され、第一のインダクタと、該第一のインダクタと並列に接続される第一のコンデンサと、前記第一のインダクタと第一のコンデンサとの並列回路の両端に、一方が該並列回路に接続されて他方が接地される二つの第二のコンデンサとを備え、前記積層体は、少なくとも3つのアース電極層を有し、第1のアース電極層と第2のアース電極層の間に第一のインダクタが形成され、該第一のインダクタと第1のアース電極との間、及び第一のインダクタと第2のアース電極との間には、第二のコンデンサ用の電極が配置され、第2のアース電極層と第3のアース電極層の間に、第一のコンデンサ用の電極と第二のコンデンサ用の電極が配置されている積層小型ローパスフィルタである。
【0012】
また本発明は、前記インダクタが、電極パターンを積層方向に接続して形成されて、1ターン以上巻回された構造となっており、前記インダクタを構成するインダクタ用電極パターンは、前記第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極及び前記第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と異なる層に形成されたことを特徴とする積層小型ローパスフィルタである。
【0013】
また本発明は、誘電体層と電極パターンを適宜積層し、一体化してなる積層型ローパスフィルタにおいて、前記電極パターンによりインダクタとコンデンサが形成内蔵され、第一のインダクタと、該第一のインダクタと並列に接続される第一のコンデンサと、前記第一のインダクタと第一のコンデンサとの並列回路の両端に、一方が該並列回路に接続されて他方が接地される二つの第二のコンデンサとを備え、前記第一のインダクタを前記二つの第二のコンデンサで挟む構造であり、前記第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と前記第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極の少なくとも一つが同一の電極であることを特徴とする積層小型ローパスフィルタである。
【0014】
また本発明は、前記第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と前記第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極をそれぞれ積層方向の上下に分割して形成したことを特徴とする積層小型ローパスフィルタである。
【0015】
また本発明は、前記インダクタと前記コンデンサ用電極とは、少なくとも150μm以上離れていることを特徴とする積層小型ローパスフィルタである。
【0016】
また本発明は、前記インダクタとアース電極との間に配置された第二のコンデンサ用の電極は、前記インダクタの巻径以上の面積を有することを特徴とする積層小型ローパスフィルタである。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明は、誘電体層と電極パターンを適宜積層し、一体化してなる積層型ローパスフィルタにおいて、前記電極パターンによりインダクタとコンデンサが形成内蔵され、第一のインダクタと、該第一のインダクタと並列に接続された第一のコンデンサと、前記並列回路の両端に、一方が該並列回路に接続されて他方が接地される二つの第二のコンデンサとを具え、前記第一のインダクタを前記二つの第二のコンデンサで挟む構造としている。また、前記第一のインダクタの上下には、第1と第2のアース電極が配置され、該アース電極と前記第一のインダクタとの間には、前記第二のコンデンサ用の電極が配置されている。また第2と第3のアース電極との間には、第二と第一のコンデンサ用の電極が配置されている。これにより、積層構造で、小型のローパスフィルタを得ている。この第一のインダクタを挟む二つの第二のコンデンサは、上側と下側は、それぞれ別の第二のコンデンサが配置されていることが好ましい。
【0018】
本発明のインダクタは、電極パターンを積層方向に接続して形成され、1ターン以上巻回された構造となっていることが好ましい。これにより、小面積で大きなインダクタンスを得ることができる。また、本発明の第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極の少なくとも一つが同一の電極とすることにより、積層構造を効率良く構成できる。また、前記第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と前記第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極をそれぞれ積層方向の上下に分割して形成することにより、大きな容量を得ることができる。
【0019】
本発明のインダクタと、そのインダクタの上下に配置されるコンデンサ用電極とは、少なくとも150μm以上離れていることが好ましい。これよりも近いと不要な干渉を生じ、特性が劣化する。
【0020】
本発明のインダクタの上下には、アース電極が配置されている。このアース電極は、外部との干渉を抑えることと、アース接続される第二のコンデンサ用の電極を対向配置させるために配置されている。また、小型に構成するために、各電極パターンが近づき易くなるが、アース電極とインダクタ電極が、直接的に近接すると、素子の損失が大きくなるため、インダクタとアース電極の間には、コンデンサ電極が配置されている。また、この効果をより有効とするために、このコンデンサ電極は、インダクタの巻径以上の面積を有することが好ましい。
【0021】
以下図面によって本発明の実施形態の一例を説明する。本発明に係る一実施例の積層構造の説明図を図1に、外観図を図2に、等価回路図を図3に示す。本実施例は、π型回路のローパスフィルタ40であり、インダクタ41とコンデンサ42〜44とから構成され、二つの入出力端子45、46間にインダクタ41とコンデンサ42が並列接続され、この並列回路の両端がコンデンサ43、44によって接地されている。
【0022】
最下層の誘電体層51A上にアース電極52が形成され、誘電体層51B上にコンデンサ電極52a、52bが形成されている。
【0023】
また、誘電体層51C上にコンデンサ電極53が形成され、誘電体層51D上にコンデンサ電極54a、54bが形成されている。
【0024】
また、誘電体層51E上にアース電極55が形成され、誘電体層51F上にコンデンサ電極56が形成されている。
【0025】
また、誘電体層51G上にライン電極57が形成され、誘電体層51H上にライン電極58が形成され、誘電体層51I上にライン電極59が形成されている。ライン電極57とライン電極58、およびライン電極58とライン電極59はスルーホールで接続されている。
【0026】
誘電体層51J上にコンデンサ電極60が形成され、誘電体層51K上にアース電極61が形成され、さらに最上層に誘電体層51Lが形成されている。
【0027】
上記誘電体層51A〜51Lを積層し、焼成一体化して、積層小型ローパスフィルタを構成した。この誘電体層には、誘電率約8のセラミック材料を用い、電極パターンには銀ペーストを用い、スクリーン印刷にて形成し、約900℃で焼成した。
【0028】
前述の構成において、ライン電極57、58、59及びそれぞれを接続するスルーホールによってインダクタ41が構成される。
【0029】
また、コンデンサ電極52bとアース電極52との間のキャパシタンス、及びコンデンサ電極54bとアース電極55との間のキャパシタンス、及びコンデンサ電極60とアース電極61との間のキャパシタンスによってコンデンサ43が構成される。
【0030】
また、コンデンサ電極52aとアース電極52との間のキャパシタンス、及びコンデンサ電極54aとアース電極55との間のキャパシタンス、及びコンデンサ電極56とアース電極55との間のキャパシタンスによってコンデンサ44が構成される。
【0031】
また、コンデンサ電極52aとコンデンサ電極53との間のキャパシタンス、及びコンデンサ電極52bとコンデンサ電極53との間のキャパシタンス、及びコンデンサ電極54aとコンデンサ電極53との間のキャパシタンス、及びコンデンサ電極54bとコンデンサ電極53との間のキャパシタンスによってコンデンサ42が構成される。
【0032】
ここで、コンデンサ電極52bと54bはコンデンサ43のコンデンサ電極として働くとともにコンデンサ電極42のコンデンサ電極としても働く。また、コンデンサ電極52aと54aもコンデンサ44のコンデンサ電極として働くとともにコンデンサ42のコンデンサ電極としても働いている。
【0033】
この実施例の積層小型ローパスフィルタ40の側面には図2に示すように複数の外部電極が形成され、これらの外部電極によって各層に形成された電極の接続が行われ、ローパスフィルタが形成される。
【0034】
図7に本実施例による900MHz用のローパスフィルタの挿入損失特性を、図8に減衰量特性を示す。尚、本実施例は、全体の寸法が、2.0mm×1.25mm×1.0mm(高さ)といった小型に構成されている。この実施例の大きさは、従来例に対し、面積比約50%、体積比約40%に小型化されている。また、ライン電極57とコンデンサ電極56との間、及びライン電極59とコンデンサ電極60との間は、200μmとした。この図7、8に示すとおり、本実施例は、小型であるとともに、優れた特性を示している。
【0035】
なお、本実施例のコイル電極、コンデンサ電極の大きさを変化させることにより、移動体通信で使用される800MHzから2400MHzの周波数に対応可能である。
【0036】
以上説明したように、前述の構成によればコイル電極57、58、59をコンデンサ電極56、60で挟むことによってコイル電極とアース電極の近接による挿入損失の増大を防ぐとともに、コイル電極を巻回することによって、限られたスペースで高いインダクタンス値を得ている。また、コンデンサ電極を上下に分割して配置するとともに、電極の共用化を図ることで製品を小型化している。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、小型で高性能な積層型ローパスフィルタを得ることができ、例えば、携帯電話のようなマイクロ波通信機器の小型化に役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る一実施例の積層構造の説明図である。
【図2】 本発明に係る一実施例の外観図である。
【図3】 本発明に係る一実施例の等価回路図である。
【図4】 従来例の内部構造図である。
【図5】 従来例の等価回路図である。
【図6】 従来例の斜視図である。
【図7】 本発明の実施例の挿入損失特性である。
【図8】 本発明の実施例の減衰量特性である。
【符号の説明】
51A、51B、51C、51D、51E、51F、51G、51H、51I、51J、51K、51L 誘電体層
52、55、61 アース電極
52a、52b、53、54a、54b、56、60 コンデンサ電極
57、58、59 インダクタ用ライン電極
Claims (7)
- 誘電体層と電極パターンを適宜積層し、一体化してなる積層型ローパスフィルタにおいて、前記電極パターンによりインダクタとコンデンサが形成内蔵され、第一のインダクタと、該第一のインダクタと並列に接続される第一のコンデンサと、前記第一のインダクタと第一のコンデンサとの並列回路の両端に、一方が該並列回路に接続されて他方が接地される二つの第二のコンデンサとを備え、
前記第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と前記第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極の少なくとも一つが同一の電極であることを特徴とする積層小型ローパスフィルタ。 - 誘電体層と電極パターンを適宜積層し、一体化してなる積層型ローパスフィルタにおいて、前記電極パターンによりインダクタとコンデンサが形成内蔵され、第一のインダクタと、該第一のインダクタと並列に接続される第一のコンデンサと、前記第一のインダクタと第一のコンデンサとの並列回路の両端に、一方が該並列回路に接続されて他方が接地される二つの第二のコンデンサとを備え、
前記積層体は、少なくとも3つのアース電極層を有し、第1のアース電極層と第2のアース電極層の間に第一のインダクタが形成され、該第一のインダクタと第1のアース電極との間、及び第一のインダクタと第2のアース電極との間には、第二のコンデンサ用の電極が配置され、第2のアース電極層と第3のアース電極層の間に、第一のコンデンサ用の電極と第二のコンデンサ用の電極が配置されていることを特徴とする積層小型ローパスフィルタ。 - 前記インダクタは、電極パターンを積層方向に接続して形成され、1ターン以上巻回された構造となっており、
前記インダクタを構成するインダクタ用電極パターンは、前記第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極及び前記第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と異なる層に形成されたことを特徴とする請求項1又は2記載の積層小型ローパスフィルタ。 - 誘電体層と電極パターンを適宜積層し、一体化してなる積層型ローパスフィルタにおいて、前記電極パターンによりインダクタとコンデンサが形成内蔵され、第一のインダクタと、該第一のインダクタと並列に接続される第一のコンデンサと、前記第一のインダクタと第一のコンデンサとの並列回路の両端に、一方が該並列回路に接続されて他方が接地される二つの第二のコンデンサとを備え、
前記第一のインダクタを前記二つの第二のコンデンサで挟む構造であり、
前記第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と前記第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極の少なくとも一つが同一の電極であることを特徴とする積層小型ローパスフィルタ。 - 前記第一のコンデンサを構成するコンデンサ用電極と前記第二のコンデンサを構成するコンデンサ用電極をそれぞれ積層方向の上下に分割して形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の積層小型ローパスフィルタ。
- 前記インダクタと前記コンデンサ用電極とは、少なくとも150μm以上離れていることを特徴とする請求項1又は2記載の積層型ローパスフィルタ。
- 前記第一のインダクタと第1のアース電極との間、及び第一のインダクタと第2のアース電極との間に配置された第二のコンデンサ用の電極は、前記第一のインダクタの巻径以上の面積を有することを特徴とする請求項2記載の積層型ローパスフィルタ。
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