JP2001127503A

JP2001127503A - 積層フィルタ

Info

Publication number: JP2001127503A
Application number: JP30781199A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kuroki; 博黒木; Koichi Maruta; 幸一丸田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】トリミング調整が容易で量産性が良く、低損
失、高減衰量を備えた積層フィルタを提供することにあ
る。【解決手段】複数の誘電体層１ａ〜１ｈを積層して成る
積層体ブロック１の両主面にアース電極２を形成すると
共に、誘電体層１ｂ〜１ｄの層間にアース電極２に対向
する複数のストリップライン５とストリップライン５が
誘電体層１ｂを介して容量的に結合させる結合電極６
と、外部入出力電極８とを形成してなり、ストリップラ
イン５の間に挟んで結合電極６と、外部入出力用電極８
を上下に形成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の誘電体層を積
層した誘電体ブロック内にストリップラインを形成した
積層フィルタに関し、特にストリップラインフィルタと
弾性表面波フィルタとを備えた積層フィルタに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、移動体通信機などなどのアン
テナ受信回路には、所定周波数の受信信号を抽出するバ
ンドパスフィルタとして機能するストリップラインフィ
ルタ、が用いられていた。このストリップラインフィル
タは高いＱ値を持つ誘電体材料で構成され、低損失で、
非常に無負荷Ｑ値が高く、温度依存性の少ないフィルタ
として知られている。一方、弾性表面波フィルタ（以
下、ＳＡＷフィルタと呼ぶ）は、低損失で急峻な減衰特
性が得られ、群遅延時間が平坦なフィルタとして知られ
ている。

【０００３】従って、ストリップラインフィルタとＳＡ
Ｗフィルタとを合わせた複合の積層フィルタでは、共振
器段数の増加による群遅延時間特性の劣化してしまうス
トリップラインに、群遅延時間が平坦な弾性表面波フィ
ルタを用いることで両者の長所を引き出して通過帯域付
近での減衰特性が優れたフィルタを形成する事ができる
ものである。

【０００４】図５は、従来のストリップラインフィルタ
とＳＡＷフィルタを合わせた複合の積層フィルタ（以
下、「複合フィルタ」という）の分解斜視図であり、図
６はＢ−Ｂ線断面図である。図で示すように、複合フィ
ルタ１００は、誘電体層１００ａ〜１００ｉで積層され
た誘電体ブロック１０１からなり、ストリップライン１
０５，１０６、内部配線１０９、１１０、外側の面には
上面アース電極１０２，側面アース電極１０３でストリ
ップラインフィルタが形成されている。また、誘電体ブ
ロック１０１の上面の略中央には、キャビティ１１２が
誘電体層１００ａ〜１００ｄに至るまで設けられ、この
キャビティ１１２によりＳＡＷフィルタ１１３が誘電体
層１００ｅ上面に配設するように構成されていた。

【０００５】また、複合フィルタ１００の内部配線のパ
ターンとしては、誘電体層１００ｅにストリップライン
１０５，１０６の結合電極１０７，１０８や外部端子１
１２ａ，１１２ｂ、ＳＡＷフィルタ１１３のランドパタ
ーンである入出力電極１０９，１１０、アース電極１１
１、アンテナ端子ＡＴが集中して形成されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな複合フィルタ１００の場合、ストリップラインフィ
ルタとＳＡＷフィルタのトータルの周波数特性にばらつ
きがあり、複合フィルタ１００の周波数特性のばらつき
を微調整する必要があった。従来は、ストリップライン
フィルタを構成している共振器の周波数を複合フィルタ
１００の上面又は下面に形成したアース電極１０２の一
部をトリミングすることで、ストリップラインフィルタ
の周波数のみで複合フィルタ１００の周波数調整がおこ
なわれていた。例えば、図５では下面のストリップライ
ン１０５，１０６に対向するアース電極１０２の一部を
トリミングすることで周波数を調整していた。

【０００７】しかしながら、ストリップライン１０５，
１０６の直下のアース電極１０２をトリミングすること
でアース電極から結合電極１０７，１０８間の容量成分
を調整しているが、周波数特性のばらつきには、周波数
の調整のみならず、帯域幅や入出力容量のバラツキによ
り生じるリップルや反射特性などを考慮する必要があ
り、誘電体層１００ｅに結合電極１０７，１０８が形成
されているだけでなく、外部端子１１２ａ，１１２ｂも
同一面に形成されている従来の複合フィルタ１００の構
造では、複合フィルタ１０の通過帯域のみを調整したい
ときでも結合電極１０７，１０８の容量やリップルや反
射特性が同時に変化してしまうという問題点を有してい
た。

【０００８】従って、従来のように結合電極１０７，１
０８と外部端子１１２ａ，１１２ｂが混在するアース電
極面１０２をトリミング調整するようでは同時に複合フ
ィルタの複数の特性が変化するという不具合があり、性
能を全て満足できるような調整は出来なかった。

【０００９】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、積層フィルタにおいて、トリミング調整が
容易で量産性が良く、低損失、高減衰量を備えた複合フ
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】上述の問題を解決するた
めに本発明は、複数の誘電体層を積層して成る積層体ブ
ロックの両主面にアース電極を形成すると共に、前記誘
電体層の層間に前記アース電極に対向する複数のストリ
ップラインと、該ストリップラインが前記誘電体層を介
して容量的に結合する結合電極と、外部入出力電極とを
形成した積層フィルタにおいて、前記ストリップライン
を間に挟んで前記結合電極と、前記外部入出力用電極を
を上下に形成した構成とする。

【００１１】本発明の構成によれば、前記ストリップラ
インを間に挟んで前記結合電極と、前記外部入出力用電
極をを上下に形成したために、誘電体ブロックの一方側
主面に形成したアース電極をトリミング調整することで
積層フィルタの帯域幅、減衰極が、同様に他方側主面の
アース電極を調整することでフィルタの帯域内のリップ
ルが調整でき、これにより、周波数、周波数帯域、減衰
極、リップル、反射特性等の異なる所望特性を１つの複
合フィルタで微調整することができる。その結果、周波
数特性の調整がしやすく歩留まりがよいフィルタを量産
することができる。

【００１２】また、誘電体ブロックの厚み方向にキャビ
ティを形成すると共に、該キャビティ内に弾性表面波フ
ィルタを収納した積層フィルタのうちの複合フィルタを
形成しても良い。これにより、ストリップラインフィル
タとＳＡＷフィルタが混在した複合フィルタの周波数調
整が簡単に行えることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明のストリップラインフィル
タとＳＡＷフィルタを備えた積層フィルタ（以下、「複
合フィルタ」という）の層毎の分解図であり、図２は複
合フィルタのＡ−Ａ線断面図である。本発明の複合フィ
ルタ１０は、例えば、図１に示すように複数の誘電体層
１ａから１ｈが積層してなる誘電体ブロック１が形成さ
れ、誘電体ブロック１の両主面にアース電極２と側面に
アース電極３を形成してなる。

【００１４】また、誘電体ブロック１の内部にストリッ
プライン５が、また、誘電体ブロック１の主面側の一部
から厚み方向に開口を有したＳＡＷフィルタ４０装着用
のキャビティ４が形成されている。

【００１５】誘電体ブロック１は、例えば、１層あたり
５０〜３００μｍ程度の厚みの誘電体層１ａ〜１ｈを積
層してなり、誘電体層の材料としては誘電体セラミック
材料と低温焼成化を可能とする酸化物や低融点ガラス材
料とから構成されている。その誘電体セラミック材料と
しては、例えば、ＢａＯ−ＴｉＯ₂系、Ｃａ−ＴｉＯ
₂系、ＭｇＯ−ＴｉＯ₂系等が用いられ、低温焼成化する
ための酸化物としては、ＢｉＶＯ₄、ＣｕＯ、Ｌｉ₂Ｏ、
Ｂ₂Ｏ₃等が含有されている。

【００１６】ストリップライン５は、送信側のストリッ
プライン５ａ〜５ｄと受信側のストリップライン５ｅ〜
５ｆで構成されている。ストリップライン５が複数形成
されていることでフィルタが形成される。例えば、図１
の複合フィルタ１０では送信側のストリップライン５ａ
〜５ｄが４個形成されて送信側に４素子のフィルタが配
設され、また、受信側のストリップライン５ｅ，５ｆが
２個形成されて受信側に２素子のフィルタが配設されて
なる。

【００１７】また、各ストリップライン５は誘電体ブロ
ック１の中央部幅方向に形成されており、Ｑ値を向上さ
せるために誘電体層１ｃの厚み方向に貫通した誘電体層
１層分の厚みを有し断面を矩形状に形成してなる。この
ようにストリップラインは誘電体層１ｃの略１層分の厚
みを有したがこれに限定されることはなく、導体膜で形
成しても良く、また、２層以上の厚みを有しても良い。

【００１８】また、ストリップライン５における接続と
しては、例えば、図１に示すようにストリップライン５
の一方端は開放端とし、他方端を誘電体ブロック１の端
面まで延出させ、その端面に形成した平面アース電極３
に接続しても良いし、また、不図示であるがビアホール
を介して短絡させても良い。なお、このストリップライ
ン５がアース電極３と接続された短絡端とすることによ
り１／４波長の共振器が構成されている。

【００１９】ストリップライン５を形成した誘電体層１
ｃよりも一方側に積層された誘電体層１ｂの主面にスト
リップライン５ｂ，５ｃ又はストリップライン５ｅ，５
ｆ間を誘電体層１ｂの層厚を介して容量的に結合する結
合電極６が形成されている。この結合電極６はストリッ
プライン５ｂ，５ｃ間、ストリップライン５ｅ，５ｆ間
を容量結合することにより複合フィルタの帯域幅を決定
する機能を有する。

【００２０】ＳＡＷフィルタ４０は図３に示すように周
知の櫛歯状電極がラダー状に形成されたＳＡＷ素子（不
図示、以下同じ）が入ったパッケージ４０１の下面に、
ＳＡＷ素子のグランド側から導出されたグランド接続電
極４１が４隅に形成され、また、底面の長さ方向端部中
央であって、互いに対向する位置にＳＡＷ素子の入出力
側から導出された入出力接続電極４２が形成されてい
る。

【００２１】一方、キャビティ４は誘電体ブロック１の
最上段に積層された誘電体層１ａから誘電体層１ｃまで
に形成されており、その底面、即ち、誘電体層１ｃの表
面側にはＳＡＷフィルタ４０の積載するランド７が形成
されている。このランド７を形成する位置は１層分の厚
みのストリップライン５が形成された直下の誘電体層１
ｄの表面には他の内部電極を形成することができない
が、送信側のストリップライン５ａ〜５ｄと受信側のス
トリップライン５ｅ，５ｆ間のデッドスペースとなって
いる個所を利用してなる。このランド７にはＳＡＷフィ
ルタ４０のグランド接続電極４１と接続する平面ベタ状
にグランド電極７ａが形成されている。

【００２２】なお、７ｂはビアホール用接続電極であ
り、ＳＡＷフィルタ４０を収納した際に入出力接続電極
４２に対面して接続されている。また、ビアホール用接
続電極７ｂは誘電体層１ｄの厚み方向に貫通したボアホ
ール導体７ｃにより誘電体層１ｅ表面に引き回された入
出力電極８に接続されている。なお、９は誘電体層１ｅ
の主面から側面にかけて形成した入出力端子部、ＡＴは
アンテナ端子部である。

【００２３】このように入出力電極８は誘電体層１ｄの
厚みを介してグランド電極７ａの下側に形成されてい
る。この理由は、ストリップライン５からくる不要な電
磁波が直接入出力電極８に及ぼすのを防止するためであ
り、ベタ状に形成したグランド電極７ａによりストリッ
プライン５からの不要な電磁波をカットするようになっ
ている。従って、ベタ状のグランド電極７ａの大きさは
ＳＡＷフィルタ４０の長さ方向と同じで、かつ、幅方向
全体に形成するとよい。また、誘電体層１ｄの下側の誘
電体層１ｅに入出力電極８を設けたために、入出力電極
８とグランド電極７ａを１面に形成するのに比べて入出
力電極８の配線の自由度が増し、これにより複合フィル
タ１０の平面における面積を小さくすることができるま
た、ストリップライン５が形成された誘電体層１ｃを基
準として結合電極６が一方側の誘電体層１ｂに、また、
入出力電極８が他方側の誘電体層１ｅに形成されてい
る。このように結合電極６と入出力端子８を別の誘電体
層で形成し、ストリップライン５を挟んで反対側に配置
したことで、ストリップライン５とアース電極２により
形成される複合フィルタ１０の調整を行う際、一方側の
結合電極６上におけるアース電極２をトリミングするこ
とで周波数帯域、減衰極を調整することができ、他方側
の入出力電極８直上におけるアース電極２をトリミング
することで周波数帯域内のリップル、反射特性等を調整
することできる。即ち、周波数、周波数帯域、減衰極、
リップル、反射特性等の異なる所望特性を１つの複合フ
ィルタ１０で微調整を行うことができる。なお、周波数
調整はこれらの結合電極６と対向していない部分のアー
ス電極２をトリミングすることで調整可能である。

【００２４】以上のような構成の複合フィルタ１０の電
気的接続構造としては、図４に示す等価回路で示され
る。なお、図中、ストリップライン５ａ〜５ｃは周知の
ようにＬ−Ｃ共振器を構成している。また、m.n.wは送
信側Ｔ_Xと受信側Ｒ_Xの整合をとって位相を合わせるため
のものであり、Matching Networkと呼ばれストリップラ
インが利用される。

【００２５】なお、本発明の実施の形態においては、ス
トトリップライン５とＳＡＷフィルタ４０でなる複合フ
ィルタ１０の例を示したがこれに限定されず、ストリッ
プライン５のみで構成されたストリップライン共振器等
の積層フィルタにも応用できる。

【００２６】かくして、本発明の積層フィルタ１０は、
複数の誘電体層１ａ〜１ｈを積層して成る積層体ブロッ
ク１の両主面にアース電極２を形成すると共に、誘電体
層１ｂ〜１ｄの層間にアース電極２に対向する複数のス
トリップライン５と、ストリップライン５が誘電体層を
介して容量的に結合する結合電極６と、外部入出力電極
８とを形成してなり、ストリップライン５を間に挟んで
結合電極６と外部入出力用電極８とを上下に形成したた
めに、誘電体ブロック１の一方側に形成したアース電極
２をトリミング調整することでフィルタの帯域幅、減衰
極が、同様に他方側のアース電極２を調整することでフ
ィルタの帯域内のリップルが調整でき、これにより、異
なる所望特性を同時に調整することができる。その結
果、周波数特性の調整がしやすく歩留まりがよい積層フ
ィルタ１０を量産することができる。

【００２７】また、１つの積層フィルタ１０で異なる特
性の周波数帯域・減衰極と周波数帯域内のリップルや反
射特性の調整を確実に行うことができるので、低損失、
高減衰量を備えた複合フィルタを提供することができ
る。

【００２８】従って、誘電体ブロック１の厚み方向にキ
ャビティ４を形成すると共に、該キャビティ４内に弾性
表面波フィルタを収納した複合フィルタ１０であっても
微調整が簡単におこなえ、調整の困難性も緩和すること
ができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の構成によれば、ストリップライ
ンを間に挟んで一方側に結合電極を、他方側に外部入出
力用電極を形成したために、誘電体ブロックの一方側に
形成したアース電極をトリミング調整することでフィル
タの帯域幅、減衰極が、同様に他方側のアース電極を調
整することでフィルタの帯域内のリップルが調整でき、
これにより、周波数、周波数帯域、減衰極、周波数帯域
内のリップル、反射特性等の異なる所望特性を１つの複
合フィルタで微調整することができる。その結果、調整
がしやすく歩留まりが良い量産性に富んだ積層フィルタ
を提供することができる。

【００３０】また、周波数帯域、減衰極、リップル、反
射特性等の異なる特性を確実に行うことができるので、
低損失、高減衰量を備えた積層フィルタを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のストリップラインフィルタとＳＡＷフ
ィルタを備えた積層フィルタの層毎の分解斜視図であ
る。

【図２】本発明の積層フィルタのＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図３】本発明に用いるＳＡＷフィルタの電極構造を示
す斜視図である。

【図４】本発明の積層フィルタの等価回路を示す図であ
る。

【図５】従来の積層フィルタにおける層毎の分解斜視図
である。

【図６】従来の積層フィルタのＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１・・・誘電体ブロック１０・・積層フィルタ（複合フィルタ）２・・・アース電極３・・・アース電極４・・・キャビティ４０・・ＳＡＷフィルタ４１・・グランド接続電極４２・・入出力接続電極５・・・ストリップライン６・・・結合電極７・・・ランド７ａ・・・グランド電極７ｂ・・・ビアホール用接続電極７ｃ・・・ビアホール導体８・・・・入出力電極９・・・・入出力端子ＡＴ・・・アンテナ端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０３Ｈ 9/64 Ｈ０３Ｈ 9/64 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の誘電体層を積層して成る積層体ブ
ロックの両主面にアース電極を形成すると共に、前記誘
電体層の層間に前記アース電極に対向する複数のストリ
ップラインと、該ストリップラインが前記誘電体層を介
して容量的に結合する結合電極と、外部入出力電極とを
形成した積層フィルタにおいて、前記ストリップラインを間に挟んで前記結合電極と、前
記外部入出力用電極をを上下に形成したことを特徴とす
る積層フィルタ。
【請求項２】前記誘電体ブロックの厚み方向にキャビ
ティを形成すると共に、該キャビティ内に弾性表面波フ
ィルタを収納したことを特徴とする請求項１記載の積層
フィルタ。