JP2000209001A

JP2000209001A - 積層型バンドパスフィルタ

Info

Publication number: JP2000209001A
Application number: JP11007325A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kishimoto; 靖岸本; Masayuki Uchida; 昌幸内田; Tsuyoshi Takeda; 剛志武田; Toshihiko Tanaka; 俊彦田中
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルタ特性が良好で、小型化が可能な積層
型バンドパスフィルタを提供する。【解決手段】共振器のＬ部分は、積層構造の下側に直
線状の電極パターンにより構成され、かつ第１と第２の
共振器用の電極パターンが並んで配置され、共振器のＣ
部分は、積層構造の上側に、グランド電極と対向して容
量を構成するコンデンサ電極により構成され、第１と第
２の共振器用の電極パターンが並んで配置され、かつ第
１と第２の共振器用のコンデンサ電極パターン間にグラ
ンド電極が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの通
信機器に使用されるバンドパスフィルタに関し、特に小
型の積層型バンドパスフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、マイクロ波通信機器などに使
用される積層型バンドパスフィルタについては、種々の
構成が提案されている。例えば、特開平８−３１６０３
５号公報の図９に示されるものがある。この従来例を図
５に示す。この従来例は、３つの誘電体層２ａ、２ｂ、
２ｃ上に、それぞれグランド電極３ａ、３ｂ、３ｃが形
成され、２つのグランド電極３ａ、３ｂの間に、コンデ
ンサ電極４ａ、４ｂおよびコンデンサ電極５ａ、５ｂ
と、共通電極６が形成されている。さらに、２つのアー
ス電極３ｂ、３ｃの間に、２つのインダクタンス電極７
ａ、７ｂが形成されている。この従来例は、図６に示す
等価回路を有し、インダクタンスとキャパシタンスとか
らなる２つの共振器が、別のキャパシタンスを介して結
合していると説明されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本願発明の積層型バン
ドパスフィルタは、例えば、携帯電話などに使用され
る。この携帯電話においては、常に小型、軽量化の検討
が進められ、使用される部品に対しても、小型、軽量化
の要求が強い。もちろん、この部品に対する小型、軽量
化の要求は、携帯電話に限られたものではない。

【０００４】図５に示した従来の構造においては、イン
ダクタンス電極７ａ、７ｂが約１ターンのコイル状とな
っている。このようなコイル形状を維持するためには、
一定のスペースが必要であり、小型化には不適当であ
る。また、上記のとおり、コイル状のインダクタンス電
極７ａ、７ｂを隣接して形成していることから、共振器
が強く磁気結合し、このためフィルタ特性においても、
通過帯域外の減衰量が比較的小さいという欠点を有す
る。かかるフィルタ特性を改善するため、インダクタン
ス電極の間には、シールド電極を形成した構成となって
いる。この点についても小型化に逆行する構造となって
いる。

【０００５】本発明は、フィルタ特性も良好で、小型化
が可能な積層型バンドパスフィルタを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
ＬＣ共振回路により構成される第１と第２の共振器、前
記第１の共振器と入力端との間に結合容量、前記第２の
共振器と出力端との間に結合容量、前記入力端と前記出
力端との間に静電容量を有し、それらを誘電体層と電極
パターンの積層構造で構成した積層型バンドパスフィル
タであって、前記共振器のＬ部分は、積層構造の下側に
配置され、直線状の電極パターンにより構成され、かつ
前記第１の共振器用と第２の共振器用の電極パターンと
が並んで配置され、前記共振器のＣ部分は、積層構造の
上側に配置され、グランド電極と対向して容量を構成す
るコンデンサ電極により構成され、前記第１の共振器用
と第２の共振器用の電極パターンが並んで配置され、か
つ前記第１の共振器用と第２の共振器用のコンデンサ電
極パターン間にグランド電極が配置され、前記結合容量
及び前記入出力間の静電容量は、前記共振器のＣ部分を
構成する誘電体層の下側に配置され、前記容量用の電極
と前記Ｌ部分用の電極パターンとは十分に離れて配置さ
れ、かつ前記Ｌ部分用の電極パターンと前記Ｃ部分の電
極パターンとはスルーホールにより接続されていること
を特徴とする積層型バンドパスフィルタである。

【０００７】本発明の第２の発明は、前記Ｌ部分の電極
パターンは、誘電体層の一側面でグランド接続され、該
誘電体層の長手方向に延びており、互いにM結合してい
ることを特徴とする積層型バンドパスフィルタである。

【０００８】本発明において、積層構造の上下にはグラ
ンド電極が配置されていることが好ましい。また、前記
容量用の電極と前記Ｌ部分用の電極パターンとは十分に
離れて配置されており、この間隔は３００μｍ以上であ
ることが好ましく、更に好ましくは４００μｍ以上であ
る。また、Ｌ部分用の電極パターンとグランド電極と
は、無用な結合を避けるため、その間隔は、１００μｍ
以上であることが好ましく、更に好ましくは１５０μｍ
以上あり、更には２００μｍ以上である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明によれば、ＬＣ共振器のイ
ンダクタンスＬを直線状のラインで構成した。また、小
型に構成するため、このインダクタンスＬはあまり大き
な値とはならない。このため、Ｃ部分をある程度大きく
する必要がある。この大きなＣ部分を構成するため、共
振器用のＣ部分を構成するコンデンサ電極パターンを、
それぞれ２層に形成し、それを並列に接続して、大容量
化していいる。

【００１０】また本発明は、並んで形成されたＬ部がＭ
結合している。このＭ結合によっても、バンドパスフィ
ルタとして十分な特性を有する小型の積層型バンドパス
フィルタを構成出来た。このＭ結合は、その要求特性に
より強めたり、弱めたりすることが必要であり、本願発
明では、隣り合うＬ部の間隔により、Ｍ結合の強さを調
整している。

【００１１】本発明に係る一実施例の積層型バンドパス
フィルタの内部電極パターンを図１に、斜視図を図２
に、等価回路図を図３に示す。図１、２において斜線を
施した部分は導体部分である。また、各内部電極パター
ン間の厚さは適宜設定され、その間に電極パターンの形
成されない無地の誘電体層を挿入することができる。こ
のため、図１は厚さの間隔を示すものではない。

【００１２】この実施例は、９００℃以下の低温焼成が
可能な誘電体材料を用い、この誘電体材料をドクターブ
レードでシート状に成形し、そのシート上に、適宜Ａｇ
からなる導電体をスクリーン印刷法で電極パターンやグ
ランド電極を形成し、それらを積層し、圧着した後、切
断し、焼成した。焼成後、外部端子電極を印刷焼付し、
さらにメッキを施して積層型バンドパスフィルタを構成
した。尚、本実施例では、誘電率が約８の誘電体材料を
用いたが、本発明において誘電率は、５０程度以下であ
れば実施可能である。また本発明は、上記製造工程に限
定されるものではない。

【００１３】実施例の積層構造について説明する。積層
の下層から説明する。まず、シート状の誘電体層１１に
は、グランド電極２２が形成されている。次に所定厚と
なる誘電体層１２が積層され、次の誘電体層１３に、Ｌ
Ｃ共振器（ＬＣ共振回路により構成される共振器）用の
Ｌ部分の電極パターン３１ａ、３１ｂが形成されてい
る。このＬ部分用の電極パターン３１ａ、３１ｂは、直
線状に形成され、一端面側で共通電極２３となってお
り、他端面には独立した電極２４が形成されている。

【００１４】この共通電極２３及び独立した電極２４
は、いずれも接地電極となる。また、この構造により、
積層ずれ等が生じても、電極長及びグランド電極との距
離が変わらない構造となっている。また、Ｌ部分の電極
パターン３１ａ、３１ｂの端部は、スルーホールと接続
される。このため、幅広部を形成している。

【００１５】次に所定厚となる誘電体層１４が積層され
る。この誘電体層１４には、２つのスルーホール電極４
０が形成される。次の誘電体層１５には、図３のＣ３を
形成するためのコンデンサ電極３２と、２つのスルーホ
ール電極４０が形成されている。次の誘電体層１６に
は、図３のＣ１を形成するためのコンデンサ電極３３
ａ、３３ｂと、２つのスルーホール電極４０が形成され
ている。

【００１６】次の誘電体層１７には、ＬＣ共振器（ＬＣ
共振回路により構成される共振器）用のＣ部分のコンデ
ンサ電極パターン３４ａ、３４ｂが形成されている。こ
のコンデンサ電極パターン３４ａ、３４ｂには、それぞ
れスルーホール電極４０が形成されている。また、この
コンデンサ電極パターン３４ａ、３４ｂの間には、両端
部に露出するグランド電極２５が形成されている。

【００１７】次の誘電体層１８には、グランド電極２６
が形成されている。また、２つのスルーホール電極４０
が形成されている。もちろん、スルーホール電極４０部
分では、グランド電極２６に切り欠け部が形成されてい
る。

【００１８】次の誘電体層１９には、誘電体層１７と同
様にＬＣ共振器用のＣ部分のコンデンサ電極パターン３
５ａ、３５ｂが形成されている。このコンデンサ電極パ
ターン３５ａ、３５ｂには、それぞれスルーホール電極
４０が形成されている。また、このコンデンサ電極パタ
ーン３５ａ、３５ｂの間には、両端部に露出するグラン
ド電極２７が形成されている。

【００１９】次の誘電体層２０には、グランド電極２８
が形成されている。そして、その上に保護層となる誘電
体層２１が積層されている。また、この誘電体層２１に
は、方向性を示すマークが形成される場合がある。

【００２０】この各誘電体層が積層され、一体焼成され
る。そして、図２に示した積層型バンドパスフィルタを
構成した。この図２のＩＮは入力端子、ＯＵＴは出力端
子、ＧＮＤはグランド端子である。この実施例におい
て、ＬＣ共振器用のＬ部分の電極パターン３１ａ、３１
ｂとグランド電極２２との間は、２５０μｍとし、ＬＣ
共振器用のＬ部分の電極パターン３１ａ、３１ｂとコン
デンサ電極３２との間は、４５０μｍとしている。また
外形寸法は、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．２ｍｍ（高
さ）と、極めて小型に構成されている。

【００２１】また、この実施例の減衰特性を図４に示
す。この実施例によれば、中心周波数ｆ０が１９００Ｍ
Ｈｚで、挿入損失が２．１ｄＢ、ｆ０±２４０ＭＨｚで
の減衰量が３０ｄＢの良好なフィルタ特性が得られた。
この小型、薄型化を達成した上に、十分な特性を有して
いる。携帯電話の段間用の誘電体フィルタとして優れた
特性を得ることができた。

【００２２】この実施例では、誘電体層１７、１９に
は、互いに同形状のコンデンサ電極パターンが形成され
ている。そして、グランド電極２６、２８の形成された
誘電体層１８、２０と交互に配置されている。この誘電
体層１７のコンデンサ電極３４ａ、３４ｂは、グランド
電極２６と対向して図３のＣ２を構成し、誘電体層１９
のコンデンサ電極３５ａ、３５ｂは、グランド電極２６
と対向し、又グランド電極２８と対向し、図３のＣ２を
構成している。これにより、Ｃ２は、これらの容量が並
列接続されて構成され、所望の値を得ている。

【００２３】誘電体層１６のコンデンサ電極パターン３
３ａ、３３ｂは、それぞれコンデンサ電極パターン３４
ａ、３４ｂと対向し、図３のＣ１を構成し、また、外部
端子電極ＩＮ、ＯＵＴとそれぞれ接続される。

【００２４】誘電体層１５のコンデンサ電極パターン３
２は、コンデンサ電極パターン３３ａ、３３ｂと対向
し、図３のＣ３を構成している。

【００２５】本実施例の電極パターンは、誘電体層の中
心線（図中の左右方向に平行な線）に対して対称な形状
となっている。これにより、一方側が１つの共振器を構
成し、他方側が他方の共振器を構成している。

【００２６】また、本実施例では、ＬＣ共振器用のＬ部
分の電極パターン３１ａ、３１ｂは、直線状に、かつ並
行に形成され、互いにＭ結合している。しかしながら、
小型に形成するため、Ｌとして大きな値は形成が困難で
ある。このため、ＬＣ共振器用のコンデンサ電極パター
ンを複数設け、その容量を並列に接続して構成すること
により、大きな容量を構成し、所望の共振器を構成して
いる。

【００２７】また、ＬＣ共振器用のＬ部分の電極パター
ンとコンデンサ電極パターンとを積層構造の下側と上側
に分けて構成し、不要な結合を無くしている。

【００２８】また本実施例では、ＬＣ共振器用のコンデ
ンサ電極パターン間にグランド電極を形成している。す
なわち、コンデンサ電極３４ａ、３４ｂ間にグランド電
極２５、又コンデンサ電極３５ａ、３５ｂ間にグランド
電極２７である。これにより、コンデンサ電極パターン
間の干渉を低減でき、通過帯域内でのリップル幅の減
少、帯域外減衰量の減衰レベルの改善が可能となる。

【００２９】また本発明によれば、積層型バンドパスフ
ィルタの特性は、各パターンの寸法、又は誘電体層の厚
さ（パターン間の間隔）、誘電体の誘電率等を変更する
ことにより調整可能である。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、挿入損失が良好で、し
かも阻止すべき周波数での減衰量も充分であり良好なフ
ィルタ特性が得られ、しかも極めて小型である積層型バ
ンドパスフィルタを構成することができる。従って、携
帯電話など通信機器の小型化に寄与するものである。

【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を示す内部
電極パターン図である。

【図２】本発明に係る一実施例の斜視図である。

【図３】本発明に係る一実施例の等価回路図である。

【図４】本発明に係る一実施例の減衰特性を示す図で
ある。

【図５】従来例の積層構造図である。

【図６】従来例の等価回路図である。

【符号の説明】

１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１
９、２０、２１誘電体層２２、２５、２６、２７、２８グランド電極３１ａ、３１ｂＬ部電極パターン３２、３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５
ｂコンデンサ電極４０スルーホール電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中俊彦鳥取県鳥取市南栄町70番地２号日立金属株式会社鳥取工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＬＣ共振回路により構成される第１と第
２の共振器、前記第１の共振器と入力端との間に結合容
量、前記第２の共振器と出力端との間に結合容量、前記
入力端と前記出力端との間に静電容量を有し、それらを
誘電体層と電極パターンの積層構造で構成した積層型バ
ンドパスフィルタであって、前記共振器のＬ部分は、積
層構造の下側に配置され、直線状の電極パターンにより
構成され、かつ前記第１の共振器用と第２の共振器用の
電極パターンとが並んで配置され、前記共振器のＣ部分
は、積層構造の上側に配置され、グランド電極と対向し
て容量を構成するコンデンサ電極により構成され、前記
第１の共振器用と第２の共振器用の電極パターンが並ん
で配置され、かつ前記第１の共振器用と第２の共振器用
のコンデンサ電極パターン間にグランド電極が配置さ
れ、前記結合容量及び前記入出力間の静電容量は、前記
共振器のＣ部分を構成する誘電体層の下側に配置され、
前記容量用の電極と前記Ｌ部分用の電極パターンとは十
分に離れて配置され、かつ前記共振器用のＬ部分用の電
極パターンとＣ部分のコンデンサ電極パターンとはスル
ーホールにより接続されていることを特徴とする積層型
バンドパスフィルタ。
【請求項２】前記Ｌ部分の電極パターンは、誘電体層
の一側面でグランド接続され、該誘電体層の長手方向に
延びており、互いにM結合していることを特徴とする請
求項１記載の積層型バンドパスフィルタ。