JP2001285024A

JP2001285024A - 高周波フィルタ

Info

Publication number: JP2001285024A
Application number: JP2000095464A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Furuhashi; 和雅古橋
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、周波数温度特性に優れたＳＡＷ素子
を有する高周波フィルタを提供する。【解決手段】積層誘電体基板１内に、ストリップライン
導体膜と、誘電体層を介して対向するグランド導体膜と
から成る第1及び第2のラインフィルタＬＦ１、ＬＦ２を
形成するとともに、前記第1のラインフィルタＬＦ１と
接続するＳＡＷ素子Ｓが実装されてなる高周波フィルタ
において、前記第1のラインフィルタＬＦ１は、ＳＡＷ
素子Ｓの周波数温度特性を補正する正の傾きを有する周
波数温度特性を有するとともに、前記第２のラインフィ
ルタＬＦ２は、第１のラインフィルタＬＦ１の周波数温
度特性の傾きに比較して平坦とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＡＷフィルタな
どのＳＡＷ素子及び積層誘電体基板内に第１のラインフ
ィルタ、第２のラインフィルを具備したＳＡＷ素子を有
する高周波フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘電体磁器基板は、マイクロ波や
ミリ波等の高周波領域において共振器、ＭＩＣ用誘電体
基板や導波路等に広く利用されている。そして、近年に
おいては、携帯電話をはじめとする移動体通信等の発達
および普及に伴い、これらの誘電体磁器基板の需要が増
大しつつある。

【０００３】誘電体磁器基板において、誘電体セラミッ
クスと内部導体を同時焼成するに際しては、従来の誘電
体セラミックスの焼成温度が１１００℃以上という高温
であったため、導体材料としては、比較的高融点である
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ等が使用されていた。

【０００４】これら高融点の導体材料は導通抵抗が大き
いため、従来の高周波回路基板において、共振回路やイ
ンダクタンスのＱ値が小さくなってしまい、導体線路の
伝送損失が大きくなる等の問題があった。

【０００５】そこで、このような問題点を解決すべく、
導通抵抗の小さいＡｇ、Ｃｕ等と同時焼成可能な低温焼
成の誘電体セラミックスが提案されている。例えば、本
出願人が先に出願した特開平８−２０８３３０号公報に
開示された誘電体磁器組成物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｔｉ
Ｏ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｌｉ₂ＣＯ₃から成るものであり、９００
〜１０５０℃の比較的低温でＡｇ、Ｃｕ等の内部導体と
同時に焼成でき、誘電体磁器の比誘電率εｒが１８以
上、測定周波数７ＧＨｚでのＱ値が２０００以上、かつ
共振周波数の温度係数τｆが±４０ｐｐｍ／℃以内の優
れた特性を有し、高周波電子部品の小型化と高性能化を
実現できるものであった。

【０００６】しかしながら、特開平８−２０８３３０号
公報に開示された誘電体磁器組成物では、焼結温度がま
だ高く、さらに、焼結における収縮開始温度が８４５〜
９６０℃と高温であるため、導体材料との収縮挙動のマ
ッチングが悪く、焼成された基板や電子部品が反る、歪
む等の問題があった。

【０００７】即ち、導体としては、Ａｇおよび／または
Ｃｕを主成分とするもの、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、あるい
はＡｇ、Ｃｕに対してガラス成分やセラミック成分、Ｐ
ｔ、Ｐｄ等の金属を添加したものがあるが、これらの導
体は、焼成時における収縮開始温度が高くとも６５０℃
程度であるため、上記誘電体磁器組成物の収縮開始温度
との差が大きく、これにより、基板等が変形する等の問
題があった。

【０００８】そこで、添加物としてＢ含有化合物をＢ₂
Ｏ₃換算で３〜２０重量部、アルカリ金属含有化合物を
アルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０重量部、Ｓｉ含有化
合物をＳｉＯ₂換算で０．０１〜５重量部、さらにアル
カリ土類金属含有化合物をアルカリ土類金属酸化物換算
で０．１〜５重量部含有させることにより、焼成温度を
さらに低下させることができ、収縮開始温度を低くし
て、導体の収縮開始温度に近づけることができ、Ａｇや
Ｃｕを主成分とする導体と同時焼成した場合でも反りや
歪みのない磁器を得ることができる誘電体磁器組成物お
よび積層体を提供することができた。

【０００９】しかし、前記材料を用いて誘電体基板に、
例えばＳＡＷ素子（弾性表面波フィルタなど）を含むフ
ィルタを形成した高周波回路基板において、フィルタの
特性を充分に満足できない場合がある。たとえば、携帯
電話のＰＣＳ方式のアンテナフィルタとして用いた場
合、アンテナの入力側減衰を実現しようすると、２０Ｍ
Ｈｚの狭い周波数範囲で４８ｄＢ程度の減衰が必要であ
るが、従来の材料を用いた高周波回路基板では、携帯電
話に使用する実用的な大きさでは実現困難であり、ＳＡ
Ｗフィルタと前記積層型フィルタやＤＦフィルタと組み
合わせて複合フィルタとして作成することが提案されて
いる（特開平７−２２８０８）。

【００１０】また、同方式の狭い周波数範囲での減衰を
実現するためには、常温での周波数特性の実現すると共
に、温度による周波数の変動が少なくなければい。２０
ＭＨｚの狭い周波数範囲で減衰を実現するためには使用
温度範囲であるー４０〜８０℃における周波数変動は２
ＭＨｚ以下である必要がある。約２ＧＨｚの周波数にお
いて変動を２ＭＨｚ以下にするためにはフィルタの温度
特性は０±１５ｐｐｍ／℃以内にする必要がある。ＳＡ
Ｗフィルタにおいては使用する材料によりフィルタの温
度特性が決まるが、一般に使用されるリチウムタンタレ
ートでは温度特性が−３４ｐｐｍ／℃であり、このまま
では要求を満たすことができない。これを解決するため
にＳＡＷフィルタとの温度特性を相殺する温度特性を持
つ材料によりフィルタを構成した複合フィルタが提案さ
れている（特開平１０−４３３２）。

【００１１】尚、上述のアンテナフィルタは、例えば積
層誘電体基板内のストリップラインからなる複数のライ
ンフィルタが内装され、例えば、アンテナと受信回路と
の間に、第１のラインフィルタとＳＡＷフィルタなどの
ＳＡＷ素子が縦接続さられ構成さられおり、送信回路と
アンテナとの間には、第２のラインフィルタで構成され
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】積層誘電体基板に、Ｓ
ＡＷフィルタなどのＳＡＷ素子を含んで構成される高周
波回路を形成してなるフィルタを形成した場合、ＳＡＷ
素子での温度特性の変動を相殺するために、温度補償型
コンデンサを配置して、ＳＡＷ素子の温度特性をキャン
セル（調整）することが考えられる。しかし、温度補償
型コンデンサをＳＡＷ素子に接続すると、コンデンサに
よる損失が大きく、例えばフィルタの通過特性を大きく
劣化させてしまう。

【００１３】また、ＳＡＷフィルタなどのＳＡＷ素子と
直列接続された第１のラインフィルタの周波数温度特性
を、ＳＡＷフィルタのＳＡＷ素子の周波数温度特性を補
正する特性を持たせるように、誘電体基板の組成を調整
すると、同一積層基板に形成した第２のラインフィルタ
の周波数温度特性が平坦化されず、第２のラインフィル
タを有する例えば送信側のフィルタの特性が劣化してし
まう。

【００１４】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、第１及び第２のラインフィル
タを構成する基板材料を調整し、ＳＡＷ素子と接続しな
いフィルタ部、ＳＡＷ素子と接続するフィルタ部の両者
で、安定した周波数特性が導出できるＳＡＷ素子を有す
るフィルタを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、積層誘電体基
板内に、ストリップライン導体膜と誘電体層を介して対
向するグランド導体膜とから成る第1及び第2のラインフ
ィルタを形成するとともに、該積層誘電体基板に、前記
第1のラインフィルタと接続するＳＡＷ素子が実装され
てなる高周波フィルタにおいて、前記第1のラインフィ
ルタは、ＳＡＷ素子の周波数温度特性を補正する正の傾
きを有する周波数温度特性を有し、前記第２のラインフ
ィルタは、第１のラインフィルタの周波数温度特性の傾
きに比較して平坦である高周波フィルタである。

【００１６】また、好ましくは、前記積層誘電体基板
は、少なくともＭｇ、Ｔｉ及びＣａを含有する複合酸化
物のモル比による組成式を、（１−ｘ）ＭｇＴｉＯ₃・
ｘＣａＴｉＯ₃と表した時、前記ｘが０≦ｘ≦０．３を
満足する複合酸化物１００重量部に対して、Ｂ含有化合
物をＢ₂Ｏ₃換算で３〜２０重量部、アルカリ金属含有化
合物をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０重量部、Ｓｉ
含有化合物をＳｉＯ2換算で０．０１〜５重量部、アル
カリ土類金属含有化合物をアルカリ土類金属酸化物換算
で０．１〜２重量部夫々添加して構成されるとともに、
前記第１のラインフィルタを構成する誘電体層は、主に
前記複合酸化物のｘ値が０．１≦ｘ≦０．３であり、周
波数温度特性を４０±１５ｐｐｍ／℃とし、前記第２の
ラインフィルタを構成する誘電体層は、主に前記複合酸
化物のｘ値が０≦ｘ≦０．２であり、周波数温度特性が
０±１５ｐｐｍ／℃である。

【作用】本発明では、ＳＡＷフィルタなどのＳＡＷ素子
を実装した積層誘電体基板に、ストリップ導体からなる
第１及び第２のラインフィルタを内装した高周波フィル
タであるため、フィルタ全体が小型化する。

【００１７】また、ＳＡＷ素子と直列接続された第１の
ラインフィルタ（ＳＡＷ素子と第１のラインフィルタと
からなるフィルタを第１のフィルタ部）は、第１のライ
ンフィルタの単独の温度特性の係数（傾き）を、前記Ｓ
ＡＷ素子の温度特性の係数（傾き）と逆向きとしてい
る。このため、第１のフィルタ部において、両者の周波
数温度特性が互いに相殺されるため、結果として、安定
した温度特性を導出することができる。

【００１８】また、第２ラインフィルタからなる第２の
フィルタ部は、略平坦な周波数温度特性を有する第２の
ラインフィルタ特性が、そのまま周波数温度特性として
現れる。

【００１９】従って、第１のフィルタ部、第２のフィル
タ部は、ともに略平坦な周波数温度特性が得られ、良好
な高周波フィルタとなる。

【００２０】第２の発明は、実際のＳＡＷ素子の温度特
性（温度−周波数の変化量）の係数、例えば約−３４ｐ
ｐｍ／℃を考慮し、また、ラインフィルタの高周波特性
を考慮して、ストリップライン導体、グランド導体がＡ
ｇやＣｕなどの低融点金属材料がしようできるように考
慮した組成材料が特定されている。

【００２１】これにより、第１及び第２のラインフィル
タを構成する各種導体材料に、ＡｇやＣｕなどの高周波
特性に優れた材料を用いることができる。

【００２２】また、第１のラインフィルタの周波数温度
特性を、４０±１５ｐｐｍ／℃として、ＳＡＷ素子の周
波数温度特性を相殺することができ、しかも、比誘電率
が１８〜２０でＱｆ値が２００００〔ＧＨｚ〕以上とな
ることができる。しかも、焼成温度を８７０〜９２０℃
に、収縮開始温度を７６０〜８３０℃とすることが可能
となる。この焼成温度、収縮開始温度により、ストリッ
プライン導体やグランド導体膜に、ＡｇやＣｕなどを低
融点材料を用いても、誘電体磁器組成物の収縮開始温度
を、例えば、ＡｇやＣｕをの導体の収縮開始温度に近づ
けることができ、高周波基板に反り、歪み等などの発生
を抑制することができる。

【００２３】また、第２のラインフィルタの周波数温度
特性を、０±１５ｐｐｍ／℃とすることができ、第２の
フィルタ部において、安定した周波数温度特性が導出で
きる。尚、高周波特性や焼結挙動は、第１のラインフィ
ルタ側と同様である。

【００２４】従って、本発明の高周波フィルタは、−４
０〜８５℃の使用温度範囲内での温度による変動が２Ｇ
Ｈｚに対して２ＭＨｚと温度依存性の少ないものにする
ことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の高周波フィルタを
図面に基づいて詳説する。

【００２６】図１は、本発明の高周波フィルタの等価回
路図である。図において、例えばＰＣＳ方式のデュプレ
クサを例示している。この場合、図１のアンテナＲと受
信回路ＲＸとの間に、第１のフィルタ部Ｆ１、即ち、第
１のラインフィルタＬＦ１とＳＡＷフィルタＳなどのＳ
ＡＷ素子とが接続されている。また、送信回路ＴＸとア
ンテナＡとの間には、第２のラインフィルタＬＦ２から
なる第２のフィルタ部F2が配置されている。

【００２７】上述の等価回路の構成によれば、ラインフ
ィルタの特徴である高いＱ値、さらに、ＳＡＷフィルタ
の特徴である低損失で急峻な減衰特性を利用したフィル
タとなる。

【００２８】図２は、高周波フィルタの断面構造図を示
し、図３は、ストリップライン及び内部配線を示す概略
図である。尚、図２は、図３中のＸ−Ｘ線部分に断面に
相当する。

【００２９】本発明の高周波フィルタは、例えば、６層
の誘電体層１ａ〜１ｆからなる積層誘電体基板１からな
り、該積層誘電体基板１中に、第１のフィルタ部Ｆ１、
第２のフィルタ部Ｆ２が内蔵されている。この積層誘電
体基板１の所定端面には、３つの端子電極（アンテナ端
子電極Ａ、受信端子電極ＲＸ、送信端子ＴＸ（図２では
３）が形成されており、各端子電極を除いて表面グラン
ド導体膜２が被着形成されている。

【００３０】図２において、フィルタ部Ｆ１は、アンテ
ナ端子電極Ａから、受信側端子電極ＲＸとの間に構成さ
れ、アンテナ側からＳＡＷフィルタなどのＳＡＷ素子２
（図１ではＳ）、第１のラインフィルタＬＦ１の順に接
続されて構成されている。

【００３１】また、フィルタ部Ｆ２は、送信端子電極３
（図１ではＴＸ）とアンテナ端子電極Ａとの間に配置さ
れた第２のラインフィルタＬＦ２で構成されている。

【００３２】ここで、各ラインフィルタＬＦ１、ＬＦ２
は、一端がグランド電位に接続された複数のストリップ
ライン導体膜と該ストリップライン導体膜を誘電体層を
介して挟持するグランド導体膜とから構成され、複数の
ストリップライン導体膜が互いに電磁界結合されて構成
される。このストリップライン導体膜及びグランド導体
膜は、高周波特性を考慮して、ＡｇやＣｕなどの低抵抗
材料（同時に、低融点材料）で形成されている。

【００３３】例えば、図１においては、第１のラインフ
ィルタＬＦ１は、２つのストリップライン導体膜１１、
１２及び積層誘電体基板１の外表面に形成された表面グ
ランド導体膜２、内部グランド導体膜１５に挟持されて
構成されている。

【００３４】また、第２のラインフィルタＬＦ２は、２
つのストリップライン導体膜２１、２２及び積層誘電体
基板１の外表面に形成された表面グランド導体膜２、内
部グランド導体膜２５に挟持されて構成されている。

【００３５】具体的には、積層誘電体基板１には、第１
のフィルタ部Ｆ１は、ＳＡＷ素子２が収容されるキャビ
ティー部２１が形成され、キャビティー部２１内にＳＡ
Ｗ素子２が収容され、電気的な接続がなされている。
尚、ＳＡＷ素子２が主要されたキャビティー部２は、金
属蓋体２２等により機密的に封止されている。

【００３６】そして、このキャビティー部２２を挟ん
で、例えば、右側にはＳＡＷ素子２と接続する第１のラ
インフィルタＦ１が、左側には第２のラインフィルタＦ
２が内蔵されている。

【００３７】ここで、第１のラインフィルタＦ１、ＳＡ
Ｗ素子２、第２のラインフィルタＦ２の接続関係を、図
３を用いて説明する。

【００３８】例えば、誘電体層１ｅと１ｆとの層間に
は、一端がアンテナ端子電極Ａに接続し、他端がストリ
ップライン導体膜１１の開放端側に容量結合する導体パ
ターン１３が形成されている。また、ストリップライン
導体膜１１は、ストリップライン導体膜１２と結合す
る。そして、同じく、誘電体層１ｅと１ｆとの層間に
は、一端がストリップライン導体１２の開放端側に容量
結合し、他端がキャビティー部２１の底面に導出する導
体パターン１４が形成されている。この導体パターン１
４の他端には、バンプ導体を介してＳＡＷ素子２の入力
電極に接続されている。また、キャビティー部２２の底
面となる誘電体層１ｅと１ｆとの層間には、一端がＳＡ
Ｗ素子２の出力電極に接続し、他端が受信端子電ＲＸに
接続する導体パターン１５が形成されている。尚、スト
リップライン導体膜１１、１２は、誘電体層１ｄと１ｅ
との間に互いに並設され、さらに、このストリップライ
ン導体膜１１、１２を厚み方向で挟持するグランド導体
膜２、１６が配置されている。

【００３９】これにより、第１のフィルタ部Ｆ１におい
ては、第１のラインフィルタＬＦ１、ＳＡＷ素子２とが
直列的に接続されることになる。

【００４０】また、誘電体層１ａと１ｂとの層間には、
一端が送信端子電極ＴＸ（３）に接続し、他端がストリ
ップライン導体膜２１の開放端側に容量結合する導体パ
ターン２３が形成されている。また、ストリップライン
導体膜２１は、ストリップライン導体膜２２と結合す
る。そして、同じく、誘電体層１ａと１ｂとの層間に
は、一端がストリップライン導体２２の開放端側に容量
結合し、他端がアンテナ端子電極Ａに接続する導体パタ
ーン２４が形成されている。

【００４１】尚、ストリップライン導体膜２１、２２
は、誘電体層１ｂと１ｃとの間に互いに並設され、さら
に、このストリップライン導体膜２１、２２を厚み方向
で挟持するグランド導体膜２、２５が配置されている。

【００４２】これにより、第２のフィルタ部Ｆ２は、第
２のラインフィルタＬＦ２のみで構成されることにな
る。

【００４３】本発明では、第１のラインフィルタＦ１
は、裏面側のグランド導体膜２と内部のグランド導体膜
１６との間の誘電体層１ｄ〜１ｆ内で形成されている。
そして、誘電体層１ｄ〜１ｆは、第１のラインフィルタ
ＬＦ１の周波数温度特性が、正の傾きを有する（４０±
１５ｐｐｍ／℃）となる誘電体材料が選択されている。

【００４４】また、第２のラインフィルタＦ２は、表面
側のグランド導体膜２と内部グランド導体膜２５との間
の誘電体層１ａ〜１ｃ内で形成されている。そして、誘
電体層１ａ〜１ｃは、第２のラインフィルタＬＦ２の周
波数温度特性が略平坦化（０±１５ｐｐｍ／℃）となる
誘電体材料が選択されている。

【００４５】また、このうように、誘電体層１ａ〜１ｃ
と誘電体層１ｄ〜１ｆとが、材料的には周波数特性が異
なるものの、同一処理工程、例えば焼成処理で処理され
るように、また、高周波特性に優れ、さらに、内部に形
成されるＡｇやＣｕなどの導体材料との焼結挙動が近似
するような材料が選択される。

【００４６】例えば、誘電体層１ａ〜１ｆを構成する誘
電体材料として、少なくともＭｇ、Ｔｉ及びＣａを含有
する複合酸化物のモル比による組成式を、（１−ｘ）Ｍ
ｇＴｉＯ₃・ｘＣａＴｉＯ₃と表した時、前記ｘが０≦ｘ
≦０．３を満足する複合酸化物１００重量部に対して、
Ｂ含有化合物をＢ₂Ｏ₃換算で３〜２０重量部、アルカリ
金属含有化合物をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０重
量部、Ｓｉ含有化合物をＳｉＯ₂換算で０．０１〜５重
量部、アルカリ土類金属含有化合物をアルカリ土類金属
酸化物換算で０．１〜２重量部Ｂ含有化合物、アルカリ
金属含有化合物、Ｓｉ含有化合物、アルカリ土類金属含
有化合物を夫々添加して誘電体材料が用いられる。

【００４７】これは、安定した高周波特性を導出し、第
１及び第２のラインフィルタＬＦ１、ＬＦ２において、
高いＱ値を実現するものである。例えば、比誘電率が１
８〜２０でＱｆ値が２００００〔ＧＨｚ〕以上となるこ
とができる。さらに、ストリップライン導体膜、各導体
パターン、グランド導体膜などの内部導体パタ―ンを形
成した誘電体グリーンシートの積層一体化し、一体的に
焼成処理した時に、内部導体パターンと誘電体グリーン
シートの焼結挙動を近似させ、積層誘電体基板１に反り
などを防止するものである。例えば、焼成温度を８７０
〜９２０℃に、収縮開始温度を７６０〜８３０℃とする
ことが可能となる。この焼成温度、収縮開始温度によ
り、ストリップライン導体やグランド導体膜に、Ａｇや
Ｃｕなどを低融点材料を用いても、誘電体磁器組成物の
収縮開始温度を、例えば、ＡｇやＣｕをの導体の収縮開
始温度に近づけることができ、積層誘電体基板に反り、
歪み等などの発生を抑制することができる。

【００４８】さらに、第１のラインフィルタＬＦ１を構
成する誘電体層１ｄ〜１ｆは、前記複合酸化物のＸ値が
０．１≦ｘ≦０．３に設定されている。これは、ＳＡＷ
素子２と接続する第１のラインフィルタＬＦ１の周波数
温度特性を、意図的に４０±１５ｐｐｍ／℃とするため
である。

【００４９】また、第２のラインフィルタＬＦ２を構成
する誘電体層１ａ〜１ｃは、前記複合酸化物のＸ値が０
≦ｘ≦０．２に設定されている。これは、第２のライン
フィルタＬＦ２の周波数温度特性を０±１５ｐｐｍ／℃
と（略平坦化）するためである。

【００５０】図４は、本発明の高周波フィルタにおける
第１のフィルタ部Ｆ１における周波数温度特性の変化を
示す特性図である。

【００５１】線ｘ〜ｚは、使用温度範囲、−４０℃〜＋
８５℃の間における共振周波数の変化率を示す。線ｘ
は、第１のラインフィルタの周波数温度特性の傾きを示
し、線ｙはＳＡＷ素子２の周波数温度特性を示し、線ｚ
はこれらが合成された後の第１のフィルタ部Ｆ１の周波
数温度特性を示す。

【００５２】図においては、ＳＡＷ素子２の周波数温度
係数（線ｙ）は、弾性表面波基板の材料により、周波数
温度特性は決定され、例えば−３４ｐｐｍ／℃の負の傾
きを有する。これに対して、第１のラインフィルタＬＦ
１の周波数温度特性は、ストリップライン導体膜１１、
１２とグランド導体膜２、１６との間の誘電体材料に依
存する。本発明では、上述のように誘電体層１ｄ〜１ｆ
の組成を特定して、ＳＡＷ素子２単体の周波数温度特性
を相殺する正の傾きで、且つその量が同等な周波数温度
特性を持たせるようにしている（線ｘ）。従って、両者
を接続した状態の第１のフィルタ部Ｆ１では、互いにそ
の傾きが相殺されて、結果として、使用温度範囲（−４
０〜＋８５℃）で非常に平坦化した周波数温度特性、例
えば線ｚのようにすることが容易に行える。

【００５３】具体的に、使用温度範囲内において、（共
振）周波数２ＧＨｚに対して２ＭＨｚ程度の変動範囲と
し、温度依存性の少ないものとなる。

【００５４】尚、第２のラインフィルタＬＦ２側の周波
数温度特性は、図示していないが、第２のラインフィル
タを構成する誘電体層１ａ〜１ｃの組成を制御して、周
波数温度特性を１５ｐｐｍ／℃という非常に平坦な特性
が得られることになる。

【００５５】従って、本発明の高周波フィルタにおいて
は、第１のフィルタ部Ｆ１、第２のフィルタ部Ｆ２の何
れでも、周波数特性に優れた安定した特性の高周波フィ
ルタ基板となる。

【００５６】尚、本発明者の実験によれば、（１−ｘ）
ＭｇＴｉＯ₃・ｘＣａＴｉＯ₃ＭｇＯＴｉＯ₃を主成分と
して前述の比率でＢ、アルカリ金属、Ｓｉ、アルカリ土
類金属を添加することにより焼成温度を低下させた原料
粉末のうち、主として温度特性を変動させるＭｇＴｉＯ
₃とＣａＴｉＯ₃の比率を変化させてそれぞれのフィルタ
に合わせた温度特性を実現する。ｘの値０．１につき２
０ｐｐｍ／℃の周波数の温度依存性を変えることが可能
である。

【００５７】

【実施例】誘電体層１ａ〜１ｆを構成する誘電体材料と
して、原料として純度９９％以上の、ＭｇＴｉＯ₃粉
末、ＣａＴｉＯ₃粉末、Ｂ₂Ｏ₃粉末、アルカリ金属炭酸
塩粉末（Ｌｉ₂ＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ₂ＣＯ₃）、ＳｉＯ
₂粉末、ＭｎＯ₂粉末、さらにアルカリ土類酸化物（Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）を含むガラスフリット
を、表１に示す割合となるように秤量し、純水を媒体と
し、ＺｒＯ₂ボールを用いたボールミルにて２０時間湿
式混合した。次にこの混合物を乾燥（脱水）し、８００
℃で１時間仮焼した。さらに、仮焼物を、粉砕粒径が
１．０μｍ以下になるように粉砕した。

【００５８】この粉末に、メタクリル酸を重合させたバ
インダを粉末に対して１５ｗｔ％、ＤＯＰを可塑剤とし
て４ｗｔ％、溶剤として３メトキシブチルアセテートを
加え、４０時間ボールミルで混合して、スリップ材を作
成し、ドクターブレード法により成形しテープを得た。
スリップ材については、混練終了時の粘度及び３日後の
粘度を測定した。

【００５９】また前記粉砕後の粉末を誘電特性評価用の
試料として直径１０ｍｍ高さ８ｍｍの円柱状に１ｔｏｎ
／ｃｍ²の圧力でプレス成形し、これを表１に示す温度
で２時間焼成し、直径８ｍｍ、高さ６ｍｍの円柱状の試
料を得た。

【００６０】誘電特性の評価は、前記試料を用いて誘電
体円柱共振器法にて周波数８ＧＨｚにおける比誘電率と
Ｑ値を測定した。Ｑ値と測定周波数ｆとの積で表される
Ｑｆ値を表２に記載した。さらに、−４０〜＋８５℃の
温度範囲における共振周波数の温度係数τｆ〔ｐｐｍ／
℃〕を測定した。

【００６１】

【表１】

【００６２】これらの表１から、本発明の積層誘電体基
板１に誘電体層１ａ〜１ｆに適した誘電体磁器組成物
は、比誘電率が１８〜２０、Ｑｆ値が２００００〔ＧＨ
ｚ〕以上、かつ、共振周波数の温度係数τｆが±４０ｐ
ｐｍ／℃以内の優れた誘電特性を有するとともに、７６
０〜８３０℃で焼結収縮が開始し、９２０℃以下で焼成
が可能な優れた焼結性を有していることが判る。

【００６３】尚、表１のアルカリ金属化合物の欄におい
て、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋと記載したが、これはＬｉ₂ＣＯ₃、
Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ₂ＣＯ₃の意味であり、また、アルカリ土
類金属化合物の欄において、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒと
記載したが、これは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ
の意味である。さらに、表１の試料Ｎo.４、５について
は、Ｍｇ／Ｔｉ、Ｃａ／Ｔｉ比がそれぞれ１．１、０．
９の原料粉末を用いた。

【００６４】表１において、資料Ｎｏに「＊」を付した
試料は、本発明の積層誘電体基板１の材料では根本不適
であり、また、温度係数が０〜１５ｐｐｍ／℃の試料に
おいては、第２のラインフィルタＬＦ２を構成する誘電
体層１ａ〜１ｃの誘電体材料に好適であるものの、第１
のラインフィルタＬＦ１を構成する誘電体層１ｄ〜１ｆ
の誘電体材料に不適である。また、温度係数が２５〜５
５ｐｐｍ／℃の試料においては、第１のラインフィルタ
ＬＦ１を構成する誘電体層１ｄ〜１ｆの誘電体材料に好
適であり、第２のラインフィルタＬＦ２を構成する誘電
体層１ａ〜１ｃの誘電体材料に不適である。その間の温
度係数においては、所期の目的が達成できないものであ
る。

【００６５】尚、上述の実施例では、キャビティー部２
１を境界にして、右側に第１のフィルタ部Ｆ１を構成す
る第１のラインフィルタＬＦ１を、左側に第２のフィル
タ部Ｆ２を構成する第２のラインフィルタＬＦ２を夫々
並設しているが、積層誘電体基板に内部グランド導体膜
を介在させて、キャビティー部を含む上部側に、第１の
フィルタ部Ｆ１を構成する第１のラインフィルタＬＦ１
を、下部側に第２のフィルタ部Ｆ２を構成する第２のラ
インフィルタＬＦ２を配置しても構わない。この場合、
第１のフィルタ部Ｆ１を構成する誘電体層は、図２の誘
電体層１ｄ〜１ｆと同等の材料を、第２のフィルタ部Ｆ
２を構成する誘電体層は、図２の誘電体層１ａ〜１ｃと
同等の材料を用いればよい。

【００６６】また、上述の実施例では、第２のフィルタ
部を構成する誘電体層を、全て同種の材料で構成する必
要がなく、例えば、周波数温度特性を制御するために、
例えば、図２の誘電体層１ｃに、誘電体層１ｄ〜1ｆと
同一の材料の誘電体層に置き換えても構わない。これ
は、第２のフィルタ部側のみならず、第１のフィルタ部
側においても、同様である。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、Ｓ
ＡＷフィルタなどのＳＡＷ素子と第１のラインフィルタ
とにより第１のフィルタ部を構成し、第２のラインフィ
ルタからなる第２のフィルタ部とからなる高周波フィル
タである。

【００６８】そして、第1のフィルタにおいては、ＳＡ
Ｗ素子の周波数温度特性を第１のラインフィルタの周波
数温度特性に補正し、フィルタ部全体として、周波数温
度特性を平坦化する。また、第２のフィルタ部は、根本
的に周波数温度特性が平坦化する。

【００６９】これにより、第１のフィルタ部が動作して
も、第２のフィルタ部が動作しても、周波数温度特性
は、非常に安定化することになる。しかも、このように
周波数温度係数が根本的に相違する２つのラインフィル
タを１つの積層誘電体基板に内蔵することができる。従
って、非常に取り扱いが容易な高周波フィルタとなり、
しかも、その内部配線導体などと一体的に形成すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高周波フィルタの等価回路図である。

【図２】本発明の高周波フィルタの断面図である。

【図３】本発明の高周波フィルタのストリップライン導
体膜と導体パターンとの関係を示す概略平面図である。

【図４】本発明を構成する第１のフィルタ部側における
周波数温度特性を示す特性図である。

【符号の説明】

１・・積層誘電体基板２（Ｓ）・・ＳＡＷ素子３（ＴＸ）・・送信側端子電極ＲＸ・・受信側端子電極Ａ・・アンテナ端子電極Ｆ１・・第１のフィルタ部Ｆ２・・第２のフィルタ部ＬＦ１・・第１のラインフィルタＬＦ２・・第２のラインフィルタ１１、１２、２１、２２・・ストリップライン導体膜２、１６、２５・・グランド導体膜１３〜１５、２３〜２４・・導体パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】積層誘電体基板内に、ストリップライン導
体膜と、誘電体層を介して対向するグランド導体膜とか
ら成る第1及び第2のラインフィルタを形成するととも
に、前記積層誘電体基板に、前記第1のラインフィルタ
と接続するＳＡＷ素子が実装されてなる高周波フィルタ
において、前記第1のラインフィルタは、前記ＳＡＷ素子の周波数
温度特性を補正する正の傾きを有する周波数温度特性を
有し、前記第２のラインフィルタの周波数温度特性は、
第１のラインフィルタの周波数温度特性の傾きに比較し
て平坦であることを特徴とする高周波フィルタ。
【請求項２】前記積層誘電体基板は、少なくともＭｇ、
Ｔｉ及びＣａを含有する複合酸化物のモル比による組成
式を、（１−ｘ）ＭｇＴｉＯ₃・ｘＣａＴｉＯ₃と表した
時、前記ｘが０≦ｘ≦０．３を満足する複合酸化物１００重
量部に対して、Ｂ含有化合物をＢ₂Ｏ₃換算で３〜２０重
量部、アルカリ金属含有化合物をアルカリ金属炭酸塩換
算で１〜１０重量部、Ｓｉ含有化合物をＳｉＯ₂換算で
０．０１〜５重量部、アルカリ土類金属含有化合物をア
ルカリ土類金属酸化物換算で０．１〜２重量部を夫々添
加して構成されるとともに、前記第１のラインフィルタを構成する誘電体層は、主に
前記複合酸化物のｘ値が０．１≦ｘ≦０．３であり、周
波数温度特性を４０±１５ｐｐｍ／℃とし、前記第２のラインフィルタを構成する誘電体層は、主に
前記複合酸化物のｘ値が０≦ｘ≦０．２であり、周波数
温度が０±１５ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求
項１記載の高周波フィルタ。