CN108063606B - 层叠型滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种层叠型滤波器，该层叠型滤波器(1)具备：素体(2)，通过层叠多个绝缘体层(10)而形成；输入端子(TIN(5))、第一输出端子(TOUT1(9))及接地端子(G(4、8))，配置于素体(2)的外表面，在素体(2)内设有：第一LC谐振电路(RC2)，设置于连接输入端子(TIN(5))和第一输出端子(TOUT1(9))的线路(S1)，包含第一电感(L2)及第一电容(C2)而构成；开放式电感(LOPEN)，一端与接地端子(G)连接，并且另一端开放，开放式电感(LOPEN)与第一输出端子(TOUT1(9))或第一电感(L2)相对而配置。

Description

层叠型滤波器
技术领域
本发明涉及层叠型滤波器。
背景技术
作为现有的层叠型滤波器，例如已知有专利文献1(特开2009－182377号公报)记载的层叠型滤波器。专利文献1记载的层叠型滤波器具备：串联连接地设置于输入端子和输出端子之间的第一电感及第二电感、与第一电感并联连接的第一电容、与第二电感并联连接的第二电容、第三～第五电容、第三～第五电感。第一电感的输出端及输入端经由串联连接的第三电容及第三电感而与地线连接。第一电感的输入端经由串联连接的第四电容及第四电感而与地线连接。第二电感的输出端经由串联连接的第六电容及第六电感而与地线连接。
在现有的层叠型滤波器中，通过设置多个由电感和电容构成的LC谐振电路，可实现衰减区域的扩大。但是，在设置多个LC谐振电路的情况下，结构会复杂化，同时还会大型化。有时会因层叠型滤波器的尺寸而不能确保设置多个LC谐振电路的空间。
发明内容
本发明的一方面的目的在于，提供一种层叠型滤波器，其能够实现小型化，并且能够实现衰减带的扩大。
本发明的一方面的层叠型滤波器具备：素体，通过层叠多个绝缘体层而形成；输入端子、第一输出端子及接地端子，配置于素体的外表面，在素体内设有：第一LC谐振电路，设置于连接输入端子和第一输出端子的线路，并包含第一电感及第一电容而构成；开放式电感，一端与接地端子连接，另一端开放，开放式电感与第一输出端子或第一电感相对而配置。
在本发明的一方面的层叠型滤波器中，在素体内设有一端与接地端子连接，并且另一端开放的开放式电感。开放式电感与第一输出端子或第一电感相对而配置。由此，在开放式电感和第一输出端子或电感之间形成电容。另外，开放式电感自身具有寄生电容。由此，在层叠型滤波器内形成与相对于连接输入端子和第一输出端子的线路而并联连接的LC电路同等的电路。因此，在层叠型滤波器中，即使不设置多个LC谐振器，也能够得到与设有多个LC谐振电路的情况同样的衰减特性。由此，在层叠型滤波器中，既能够实现小型化，又能够实现衰减特性的扩大。
在一实施方式中，开放式电感和第一电感也可以在层叠有多个绝缘体层的方向上彼此相邻。在这种结构中，能够在开放式电感和第一电感之间形成电容。
在一实施方式中，第一电感及开放式电感也可以分别以沿着层叠有多个绝缘体层的方向的方向为轴心而构成为环状，从沿着轴心的方向观察，第一电感的内侧的宽度和开放式电感的内侧的宽度相同。在这种情况下，能够抑制第一电感的磁通受开放式电感阻碍。因此，能够抑制Q值的下降，所以能够抑制特性的下降。
在一实施方式中，第一LC谐振电路也可以选择性地使第一频带内的频率的第一信号和比第一频带高的频带即第二频带内的频率的第二信号中的第一信号通过，在素体内设有第二LC谐振电路，该第二LC谐振电路设置于连接输入端子和第一输出端子的线路，包含第二电感及第二电容而构成，并且选择性地使第二信号通过。这样，在构成多个滤波器的情况下，设有开放式电感的结构特别有效。
在一实施方式中，也可以具备配置于素体的外表面的第二输出端子，在素体内设有第三LC谐振电路，该第三LC谐振电路设置于连接输入端子和第二输出端子的线路，包含第三电感及第三电容而构成。在这种结构中，能够构成双工器。这样，在形成多个滤波器的情况下，设有开放式电感的结构特别有效。
根据本发明的一方面，既能够实现小型化，又能够实现衰减带的扩大。
附图说明
图1是表示一实施方式的层叠型滤波器的等效电路的图；
图2是表示层叠型滤波器的立体图；
图3是素体的分解立体图；
图4是表示素体内的结构的立体图；
图5是从层叠方向看图4所示的素体内的结构所得的图；
图6是表示层叠型滤波器的特性的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。此外，在附图的说明中，在相同或相应元件上附带同一符号，省略重复的说明。
为了对一实施方式的层叠型滤波器的构造进行说明，先对层叠型滤波器的电路结构进行说明。如图1所示，层叠型滤波器1具备：输入信号的输入端子TIN、输出信号的第一输出端子TOUT1、输出信号的第二输出端子TOUT2、设置于连接输入端子TIN和第一输出端子TOUT1的线路S1的第一滤波器F1、设置于连接输入端子TIN和第二输出端子TOUT2的线路S2的第二滤波器F2、开放式电感LOPEN。层叠型滤波器1为双工器。
第一滤波器F1具有：第一LC谐振电路(权利要求书中的第二LC谐振电路)RC1、第二LC谐振电路(权利要求书中的第一LC谐振电路)RC2、开放式电感LOPEN。第一LC谐振电路RC1由电感(第二电感)L1及三个电容(第二电容)C11、C12、C13构成。第一LC谐振电路RC1构成高通滤波器。第一LC谐振电路RC1选择性地使第一频带内的频率的第一信号、和比第一频带高的频带即第二频带内的频率的第二信号中的第二信号通过。
第二LC谐振电路RC2通过电感(第一电感)L2及电容(第一电容)C2并联连接而构成。第二LC谐振电路RC2构成低通滤波器。第二LC谐振电路RC2选择性地使第一信号和第二信号中的第一信号通过。
第二滤波器F2具有：第三LC谐振电路RC3、第四LC谐振电路RC4、电容C。第三LC谐振电路RC3和第四LC谐振电路RC4串联连接。第三LC谐振电路RC3通过电感(第三电感)L3及电容(第三电容)C3并联连接而构成。第四LC谐振电路RC4通过电感(第三电感)L4及电容(第三电感)C4并联连接而构成。第三LC谐振电路RC3及第四LC谐振电路RC4构成低通滤波器。电容C的一端连接于第三LC谐振电路RC3和第四LC谐振电路RC4之间，并且另一端连接于接地端子G。
开放式电感LOPEN的一端与接地端子G连接，并且另一端开放。
接下来，对层叠型滤波器1的构造进行说明。如图2所示，层叠型滤波器1具备：素体2、第一端子电极4、第二端子电极5、第三端子电极6、第四端子电极7、第五端子电极8、第六端子电极9。
素体2呈长方体形状。素体2具有：相互相对的一对端面2a、2b、以连结一对端面2a、2b之间的方式延伸且相互相对的一对主面2c、2d、以连结一对主面2c、2d之间的方式延伸且相互相对的一对侧面2e、2f作为其外表面。主面2d例如在将层叠型滤波器1安装于未图示的其他电子设备(例如，电路基板或电子零件等)时，被规定为与其他电子设备相对的面。
各端面2a、2b的相对方向、各主面2c、2d的相对方向、各侧面2e、2f的相对方向大致相互垂直。此外，长方体形状包含：角部及棱线部被倒角的长方体形状及角部、及棱线部被倒圆的长方体形状。
素体2通过层叠多个绝缘体层10(参照图3)而构成。各绝缘体层10层叠在素体2的各主面2c、2d的相对方向上。即，各绝缘体层10的层叠方向与素体2的各主面2c、2d的相对方向一致。以下，也将各主面2c、2d的相对方向称为“层叠方向”。各绝缘体层10呈大致矩形形状。在实际的素体2中，各绝缘体层10被一体化到不能识别其层间的边界的程度。
各绝缘体层10例如由含有电介质材料(BaTiO3系材料、Ba(Ti、Zr)O3系材料、(Ba、Ca)TiO3系材料、玻璃材料、或氧化铝材料等)的陶瓷生片的烧结体构成。在实际的素体2中，各绝缘体层10被一体化到不能识别层间的边界的程度。
第一端子电极4、第二端子电极5及第三端子电极6配置于素体2的侧面2e侧。第一端子电极4、第二端子电极5及第三端子电极6以沿着素体2的层叠方向覆盖侧面2e的一部分的方式形成，并且形成于主面2c的一部分和主面2d的一部分。第一端子电极4位于端面2b侧，第三端子电极6位于端面2a侧。第二端子电极5位于第一端子电极4和第三端子电极6之间。
第四端子电极7、第五端子电极8及第六端子电极9配置于素体2的侧面2f侧。第四端子电极7、第五端子电极8及第六端子电极9以沿着素体2的层叠方向覆盖侧面2f的一部分的方式形成，并且形成于主面2c的一部分和主面2d的一部分。第四端子电极7位于端面2b侧，第六端子电极9位于端面2a侧。第五端子电极8位于第四端子电极7和第六端子电极9之间。
各端子电极4～9含有导电材料(例如，Ag或Pd等)。各端子电极4～9作为含有导电性材料(例如，Ag粉末或Pd粉末等)的导电性膏的烧结体而构成。在各端子电极4～9的表面上形成有电镀层。电镀层例如通过电镀而形成。电镀层具有由Cu电镀层、Ni电镀层及Sn电镀层构成的层构造、或由Ni电镀层及Sn电镀层构成的层构造等。
在本实施方式中，第一端子电极4构成图1所示的接地端子G。第二端子电极5构成输入端子TIN。第三端子电极6构成接地端子G。第四端子电极7构成第二输出端子TOUT2。第五端子电极8构成接地端子G。第六端子电极9构成第一输出端子TOUT1。
层叠型滤波器1在素体2内具备：第一滤波器F1、第二滤波器F2、开放式电感LOPEN。
如图1所示，第一滤波器F1具有第一LC谐振电路RC1和第二LC谐振电路RC2。第一LC谐振电路RC1由电感L1及三个电容C11、C12、C13构成。电容C12和电容C13串联连接。电容C11和电容C12及电容C13并联连接。第二LC谐振电路RC2由电感L2及电容C2构成。
如图3及图4所示，电感L1由线圈导体12、线圈导体15、线圈导体17构成。电感L1以沿着层叠方向的方向为轴心而构成为环状。线圈导体12的一端与第五端子电极8连接。线圈导体17的一端通过通孔导体而与内部电极28及内部电极31电性连接。线圈导体12及线圈导体17例如含有Ag及Pd中的至少一方作为导电性材料而形成。线圈导体12及线圈导体17作为含有Ag及Pd中的至少一方作为导电性材料的导电膏的烧结体而构成。在以下说明中，线圈导体及内部电极同样地形成。
电容C11由内部电极32和内部电极34构成。内部电极34与第二端子电极5连接。电容C12由内部电极31和内部电极34构成。电容C13由内部电极28和内部电极32构成。
电感L2由线圈导体13、线圈导体16、线圈导体18构成。电感L2以沿着层叠方向的方向为轴心而构成为环状。线圈导体18的一端通过通孔导体而与内部电极32电性连接。电容C2由内部电极32和内部电极35构成。内部电极35与第六端子电极9连接。
第二滤波器F2具有：第三LC谐振电路RC3、第四LC谐振电路RC4、电容C。第三LC谐振电路RC3包含电感L3及电容C3而构成。第四LC谐振电路RC4包含电感L4及电容C4而构成。
电感L3由线圈导体11和线圈导体14构成。电感L3以沿着层叠方向的方向为轴心而构成为环状。线圈导体11的一端与第二端子电极5连接。电容C3由内部电极26和内部电极27构成。内部电极26与第二端子电极5连接。内部电极27通过通孔导体而与线圈导体22电性连接。
电感L4由线圈导体19和线圈导体22构成。电感L4以沿着层叠方向的方向为轴心而构成为环状。线圈导体22的一端通过通孔导体而与线圈导体14的一端电性连接。电容C4由内部电极30、内部电极27及内部电极33构成。内部电极30与第四端子电极7连接。
电容C由内部电极29及内部电极36和内部电极27及内部电极33构成。内部电极29与第一端子电极4连接。内部电极36与第一端子电极4及第五端子电极8连接。
开放式电感LOPEN由线圈导体20、线圈导体23、线圈导体24、线圈导体25构成。开放式电感LOPEN以沿着层叠方向的方向为轴心而构成为环状。线圈导体20的一端与第三端子电极6连接。开放式电感LOPEN配置于与第二LC谐振电路RC2的电感L2相对的位置。即，开放式电感LOPEN和电感L2在层叠方向上彼此相邻。具体地说，开放式电感LOPEN的线圈导体20配置于夹着绝缘体层10而与电感L2的线圈导体18相对(从素体2的层叠方向观察，为重叠)的位置。
如图5所示，从沿着开放式电感LOPEN及电感L2的轴心的方向观察，开放式电感LOPEN的内侧的宽度W1与电感L2的宽度W2同等。具体地说，在素体2的一对端面2a、2b的相对方向上，构成开放式电感LOPEN的线圈导体20、线圈导体23及线圈导体24的内缘之间的距离即宽度W1与构成电感L2的线圈导体13、线圈导体16及线圈导体18的内缘的距离即宽度W2同等。
如上所述，在本实施方式的层叠型滤波器1中，在素体2内设有一端与第三端子电极6(接地端子)连接，并且另一端开放的开放式电感LOPEN。开放式电感LOPEN与电感L2相对而配置。由此，在开放式电感LOPEN和电感L2之间形成电容。另外，开放式电感LOPEN自身具有寄生电容。由此，在层叠型滤波器1上形成与相对于连接第二端子电极5(输入端子)和第六端子电极9(第一输出端子)的线路而并联连接的LC电路同等的电路。因此，在层叠型滤波器1中，即使不设置多个LC谐振器，也如图6中虚线所包围的部分所示，能够得到与设有多个LC谐振电路的情况同样的衰减特性。由此，在层叠型滤波器1中，既能够实现小型化，又能够实现衰减特性的扩大。
在本实施方式的层叠型滤波器1中，电感L2及开放式电感LOPEN分别以沿着层叠方向的方向为轴心而构成为环状。在层叠型滤波器1中，从沿着轴心的方向观察，电感L2的内侧的宽度W2和开放式电感LOPEN的内侧的宽度W1相同。在该结构中，能够抑制电感L2的磁通受开放式电感LOPEN阻碍。因此，能够抑制Q值的下降，所以能够抑制层叠型滤波器1的特性的下降。
在本实施方式的层叠型滤波器1中，在素体2内设有第一LC谐振电路RC1作为第一滤波器F1。第一LC谐振电路RC1为高通滤波器。这样，在构成多个滤波器的情况下，设有开放式电感LOPEN的结构特别有效。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不必局限于上述的实施方式，在不脱离其宗旨的范围内，可进行各种变更。
在上述实施方式中，以层叠型滤波器1为具备第一滤波器F1及第二滤波器F2的双工器的形态为一例进行了说明。但是，层叠型滤波器也可以为仅具备第一滤波器F1的结构。进而，层叠型滤波器也可以为仅具备第一滤波器F1的第二LC谐振电路RC2的结构。
在上述实施方式中，以由开放式电感LOPEN和电感L2形成电容的形态为一例进行了说明。但是，也可以由开放式电感LOPEN和第六端子电极9形成电容。在这种情况下，只要开放式电感LOPEN和第六端子电极9相对配置即可。
在上述实施方式中，以从沿着开放式电感LOPEN及电感L2的轴心的方向观察，开放式电感LOPEN的内侧的宽度W1与电感L2的宽度W2同等的形态为一例进行了说明。
在上述实施方式中，以各端子电极4～6配置于侧面2e及主面2c、2d，且各端子电极7～9配置于侧面2f及主面2c、2d的形态为一例进行了说明。但是，各端子电极4～9的形状(配置形态)不局限于此。

Claims (5)

1.一种层叠型滤波器，其特征在于，
具备：
通过层叠多个绝缘体层而形成的素体；以及
配置于所述素体的外表面的输入端子、第一输出端子及接地端子，
在所述素体内设有：
第一LC谐振电路，设置于连接所述输入端子和所述第一输出端子的线路，并包含第一电感及第一电容而构成；以及
开放式电感，一端与所述接地端子连接，且另一端开放，
所述开放式电感与所述第一输出端子或所述第一电感相对而配置，
所述开放式电感和所述电感在层叠多个所述绝缘体层的方向上彼此相邻。
2.根据权利要求1所述的层叠型滤波器，其中，
所述第一电感及所述开放式电感分别以沿着层叠多个所述绝缘体层的方向的方向为轴心而构成为环状，
从沿着所述轴心的方向观察，所述第一电感的内侧的宽度和所述开放式电感的内侧的宽度相同。
3.根据权利要求1或2所述的层叠型滤波器，其中，
所述第一LC谐振电路选择性地使第一频带内的频率的第一信号和作为比所述第一频带高的频带的第二频带内的频率的第二信号中的所述第一信号通过，
在所述素体内设有第二LC谐振电路，该第二LC谐振电路设置于连接所述输入端子和所述第一输出端子的所述线路，并包含第二电感及第二电容而构成，并且选择性地使所述第二信号通过。
4.根据权利要求1或2所述的层叠型滤波器，其中，
具备配置于所述素体的所述外表面的第二输出端子，
在所述素体内设有第三LC谐振电路，该第三LC谐振电路设置于连接所述输入端子和所述第二输出端子的线路，并包含第三电感及第三电容而构成。
5.根据权利要求3所述的层叠型滤波器，其中，
具备配置于所述素体的所述外表面的第二输出端子，
在所述素体内设有第三LC谐振电路，该第三LC谐振电路设置于连接所述输入端子和所述第二输出端子的线路，并包含第三电感及第三电容而构成。
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