JP2002076809A - 積層型lc複合部品及び積層型lc複合部品の周波数特性調整方法 - Google Patents

積層型lc複合部品及び積層型lc複合部品の周波数特性調整方法

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JP2002076809A
JP2002076809A JP2000265655A JP2000265655A JP2002076809A JP 2002076809 A JP2002076809 A JP 2002076809A JP 2000265655 A JP2000265655 A JP 2000265655A JP 2000265655 A JP2000265655 A JP 2000265655A JP 2002076809 A JP2002076809 A JP 2002076809A
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inductor
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capacitor
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Naoto Yamaguchi
直人 山口
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/40Structural combinations of fixed capacitors with other electric elements, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations

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  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中心周波数の高域側にある減衰極を自由に設
計することができる積層型LC複合部品及びその周波数
特性調整方法を提供する。 【解決方法】 インダクタ用ビアホール70a〜70
c,71a〜71c,72a〜72cは、それぞれ絶縁
体シート62〜64の積み重ね方向に連接して柱状イン
ダクタL1,L2,L3を構成する。そして、入出力引
き出しパターン75,76を、インダクタL1,L3の
軸方向において、インダクタL1,L3の途中に電気的
に接続させている。つまり、入出力引き出しパターン7
5,76がインダクタL1,L3に電気的に接続する位
置とグランドパターン26との間の距離d2を、インダ
クタL1,L3の長さd1より短くしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型LC複合部
品、特に、携帯電話等の移動体通信機器などに使用され
る積層型LC複合部品及び積層型LC複合部品の周波数
特性調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の積層型LC複合部品として、従
来より、図5に示す構造の積層型LCフィルタ1が知ら
れている。この積層型LCフィルタ1は、インダクタ用
ビアホール10a,10b、11a,11b、12a,
12b、コンデンサパターン13〜15、共振用コンデ
ンサパターン16a,16b,17a,17b,18
a,18b、結合用コンデンサパターン19〜21、グ
ランド側コンデンサパターン22〜24、グランドパタ
ーン25,26、入出力引き出しパターン27,28を
それぞれ設けたセラミックシート2〜9等にて構成され
ている。
【0003】セラミックシート2〜9は積み重ねられ、
さらにこの上下に保護用セラミックシートを重ねた後、
一体的に焼成されることにより、図6に示す積層体50
とされる。積層体50には、入力端子51、出力端子5
2およびグランド端子G1,G2が形成されている。入
力端子51には入出力引き出しパターン27が接続さ
れ、出力端子52には入出力引き出しパターン28が接
続されている。グランド端子G1,G2には、グランド
パターン25,26およびグランド側コンデンサパター
ン22〜24が接続されている。
【0004】以上のLCフィルタ1は、インダクタ用ビ
アホール10a,10b、11a,11b,12a,1
2bがそれぞれセラミックシート2〜9の積み重ね方向
に連接して長さd1の柱状インダクタL1,L2,L3
を構成する。共振用コンデンサパターン16a,16
b、17a,17b、18a,18bは、それぞれセラ
ミックシート2〜4を挟んでグランドパターン25およ
びグランド側コンデンサパターン22〜24に対向する
ことにより、共振用コンデンサC1,C2,C3を形成
する。コンデンサパターン13〜15は、結合用コンデ
ンサパターン19〜21に対向することにより、結合コ
ンデンサCs1,Cs2,Cs3を形成する。なお、4
1a〜41d、42a〜42d,43a〜43dは、そ
れぞれ共振用コンデンサパターン16a,16b、17
a,17b、18a,18bをインダクタL1,L2,
L3に電気的に接続するための接続用ビアホールであ
る。
【0005】図7はこうして得られたLCフィルタ1の
電気等価回路図である。柱状インダクタL1と共振用コ
ンデンサC1とでLC共振器Q1が構成され、柱状イン
ダクタL2と共振用コンデンサC2とでLC共振器Q2
が構成され、柱状インダクタL3と共振用コンデンサC
3とでLC共振器Q3が構成されている。LC共振器Q
1〜Q3は結合コンデンサCs1〜Cs3を介して相互
に電気的に接続され、3段のバンドパスフィルタを構成
している。さらに、柱状インダクタL1〜L3相互間に
生ずる相互インダクタンスMと結合コンデンサCs1〜
Cs3とで、並列トラップを構成して中心周波数の高域
側に減衰極を形成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上の構成
を有するLCフィルタ1において、インダクタL1〜L
3の一端は、コンデンサパターン13〜15に電気的に
接続され、共振器Q1〜Q3の開放端とされるととも
に、他端がグランドパターン26に電気的に接続され、
共振器Q1〜Q3の短絡端とされている。そして、入出
力引き出しパターン27,28は、常に、柱状インダク
タL1,L3の一端(共振器Q1,Q3の開放端)から
引き出されていた。従って、従来のLCフィルタは、中
心周波数の高域側にある減衰極を自由に設計することが
できず、中心周波数近傍の減衰極を調整することができ
なかった。
【0007】そこで、本発明の目的は、中心周波数の高
域側にある減衰極を自由に設計することができる積層型
LC複合部品及び積層型LC複合部品の周波数特性調整
方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明に係る積層型LC複合部品は、絶縁体層を積
み重ねて構成した積層体内に複数のインダクタと複数の
コンデンサを形成し、該インダクタとコンデンサとによ
り複数のLC共振器を形成した積層型LC複合部品であ
って、前記複数のインダクタが、前記絶縁体層の積み重
ね方向に連接されたビアホールにより構成され、それぞ
れの前記インダクタの一端が前記LC共振器のコンデン
サの一方のコンデンサパターンに電気的に接続されると
ともに、それぞれの前記インダクタの他端が前記絶縁体
層の表面に設けられたグランドパターンに電気的に接続
され、前記絶縁体層の表面に設けられた入出力引き出し
パターンが前記絶縁体層の積み重ね方向において、前記
インダクタの途中に電気的に接続している。
【0009】より具体的には、グランド側コンデンサパ
ターンを設けた第1の絶縁体層と前記グランド側コンデ
ンサパターンに対向して前記LC共振器のコンデンサを
形成するホット側コンデンサパターンを設けた第2の絶
縁体層と、入出力引き出しパターンと該入出力引き出し
パターンに接続されたインダクタ用ビアホールとを設け
た第3の絶縁体層と、インダクタ用ビアホールを設けた
第4の絶縁体層と、グランドパターンを設けた第5の絶
縁体層とを少なくとも備え、前記第1から第5の絶縁体
層を積み重ねて、前記インダクタ用ビアホールを前記絶
縁体層の積み重ね方向に連接してインダクタを構成し、
前記インダクタの一端が前記LC共振器のコンデンサの
ホット側コンデンサパターンに電気的に接続されるとと
もに、前記インダクタの他端が前記第5の絶縁体層に設
けられたグランドパターンに電気的に接続され、前記第
3の絶縁体層に設けられた入出力引き出しパターンが前
記絶縁体層の積み重ね方向において、前記インダクタの
途中に電気的に接続している。
【0010】そして、絶縁体層の積み重ね方向におい
て、入出力引き出しパターンとインダクタとの接続位置
は、グランドパターンから200〜700μm離れてい
ることが好ましい。このような構成により、所望の入出
力インピーダンス(例えば、50Ω,70Ω,75Ω)
を確保することができる。
【0011】また、本発明に係る積層型LC複合部品の
周波数特性調整方法は、複数のインダクタが絶縁体層の
積み重ね方向に連接されたビアホールにより構成され、
それぞれのインダクタの一端がLC共振器のコンデンサ
の一方のコンデンサパターンに電気的に接続されるとと
もに、他端が絶縁体層の表面に設けられたグランドパタ
ーンに電気的に接続されており、絶縁体層の積み重ね方
向において、絶縁体層の表面に設けられた入出力引き出
しパターンがインダクタに接続する位置を変えることに
より、周波数特性を調整することを特徴とする。
【0012】
【作用】入出力引き出しパターンを、絶縁体層の積み重
ね方向において、インダクタの途中に電気的に接続させ
ることにより、中心周波数の高域側の減衰極が中心周波
数寄りに移動する。つまり、入出力引き出しパターンが
インダクタに電気的に接続する位置とグランドパターン
との間の距離を短くすることにより、並列トラップのイ
ンダクタンスが増加して減衰極が中心周波数に近づく。
これにより、積層型LC複合部品の周波数特性が調整さ
れる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る積層型LC複
合部品及び積層型LC複合部品の周波数特性調整方法の
実施形態について添付図面を参照して説明する。本実施
形態は、図5に示した従来の積層型LCフィルタ1に本
発明を適用したものである。
【0014】図1に積層型LCフィルタ61の構成を示
し、図2および図3にそれぞれLCフィルタ61の外観
斜視図および電気等価回路図を示す。このLCフィルタ
61は、インダクタ用ビアホール70a〜70c,71
a〜71c,72a〜72c、コンデンサパターン13
〜15、共振用ホット側コンデンサパターン16a,1
6b,17a,17b,18a,18b、結合用コンデ
ンサパターン19〜21、グランド側コンデンサパター
ン22〜24、グランドパターン25,26、入出力用
コンデンサパターン65,66、入出力引き出しパター
ン75,76をそれぞれ設けた絶縁体シート2〜6,
9,62〜64等にて構成されている。
【0015】絶縁体シート2〜6,9,62〜64は、
誘電体セラミック粉末や磁性体粉末を結合剤等と一緒に
混練したものをシート状にしたものである。パターン1
3〜26,65,66,75,76は、Ag,Pd,C
u,Ni,Au,Ag−Pd等からなり、印刷やスパッ
タリング等の方法により形成される。インダクタ用ビア
ホール70a〜72cおよび接続用ビアホール41a〜
43dは、絶縁体シート3〜6,62〜64に金型、レ
ーザ等で所望の形状の穴を明け、Ag,Pd,Cu,A
g−Pd等の導電体材料をこの穴に充填することにより
形成される。
【0016】インダクタ用ビアホール70a〜70c,
71a〜71c,72a〜72cは、それぞれ絶縁体シ
ート62〜64の積み重ね方向に連接して長さd1の柱
状インダクタL1,L2,L3を構成する。インダクタ
L1〜L3の軸方向はシート62〜64の表面に対して
垂直である。インダクタL1〜L3のそれぞれの一端
(ビアホール70c,71c,72c)はグランドパタ
ーン26に接続されている。グランドパターン25,2
6はそれぞれ、シート2,9の手前側の辺及び奥側の辺
に露出している。
【0017】共振用コンデンサパターン16a,16
b、17a,17b、18a,18bは、それぞれ絶縁
体シート2,3,4を挟んでグランドパターン25及び
グランド側コンデンサパターン22,23,24に対向
し、共振用コンデンサC1,C2,C3を形成する。共
振用コンデンサパターン16a,16bは接続用ビアホ
ール41a〜41dを介してインダクタL1の端部(ビ
アホール70a)に接続し、インダクタL1とコンデン
サC1とでLC共振器Q1を形成する。共振用コンデン
サパターン17a,17bは接続用ビアホール42a〜
42dを介してインダクタL2の端部(ビアホール71
a)に接続し、インダクタL2とコンデンサC2とでL
C共振器Q2を形成する。共振用コンデンサパターン1
8a,18bは接続用ビアホール43a〜43dを介し
てインダクタL3の端部(ビアホール72a)に接続
し、インダクタL3とコンデンサC3とでLC共振器Q
3を形成する。
【0018】絶縁体シート62上のコンデンサパターン
13〜15は、それぞれ、シート62の手前側の辺から
奥側の辺に向かう方向に対して平行に延在している。こ
れらコンデンサパターン13,14,15は、それぞれ
インダクタL1,L2,L3を構成しているビアホール
70a,71a,72aに直接に接続している。
【0019】コンデンサパターン13,14はシート6
を挟んで結合用コンデンサパターン19に対向してお
り、LC共振器Q1とQ2間を結合するための結合コン
デンサCs1を形成する。コンデンサパターン14,1
5はシート6を挟んで結合用コンデンサパターン20に
対向しており、LC共振器Q2とQ3間を結合するため
の結合コンデンサCs2を形成する。
【0020】絶縁体シート63上の入出力用コンデンサ
パターン65,66は、それぞれシート63の手前側の
辺から奥側の辺に向かう方向に対して平行に延在してい
る。これら入出力用コンデンサパターン65,66は、
それぞれインダクタL1,L3を構成しているインダク
タ用ビアホール70b,72bに直接に接続している。
さらに、入出力用コンデンサパターン65,66は、そ
れぞれ入出力引き出しパターン75,76に接続してい
る。入力引き出しパターン75はシート63の左辺に露
出し、出力引き出しパターン76はシート63の右辺に
露出している。
【0021】また、結合コンデンサパターン21は、シ
ート63を挟んで入力用コンデンサパターン65と出力
用コンデンサパターン66に対向しており、入力側LC
共振器Q1と出力側LC共振器Q3間を結合するための
結合コンデンサCs3を形成する。
【0022】以上の各シート2〜6,9,62〜64は
図1に示すように順に積み重ねられ、一体的に焼成され
ることにより、図2に示す積層体80(長さが3.2m
m、幅が2.5mm、厚さが1.4mm)とされる。積
層体80の左右の端面にはそれぞれ入力端子81,出力
端子82が形成され、手前側および奥側の側面にはそれ
ぞれグランド端子G1,G2が形成されている。入力端
子81には入力引き出しパターン75が接続され、出力
端子82には出力引き出しパターン76が接続され、グ
ランド端子G1,G2にはグランドパターン25,26
およびグランド側コンデンサ22〜24が接続されてい
る。
【0023】図3はこうして得られた積層型LCフィル
タ61の電気等価回路図である。共振器Q1〜Q3は結
合コンデンサCs1〜Cs3を介して相互に電気的に接
続され、チェビシェフ形3段フィルタを構成している。
共振器Q1〜Q3のインダクタL1〜L3の一方の端部
(ビアホール70a〜72a)は、それぞれコンデンサ
C1〜C3の一端に接続されている。一方、インダクタ
L1〜L3の他端(ビアホール70c〜72c)はそれ
ぞれグランドパターン26に電気的に接続している。
【0024】そして、入出力引き出しパターン75,7
6を、インダクタL1,L3の軸方向において、インダ
クタL1,L3の途中に電気的に接続させている。つま
り、入出力引き出しパターン75,76がインダクタL
1,L3に電気的に接続する位置とグランドパターン2
6との間の距離d2(図1参照)を、インダクタL1,
L3の長さd1より短くしている。これにより、インダ
クタL1〜L3相互間に生ずる相互インダクタンスMと
結合コンデンサCs1〜Cs3とで構成される並列トラ
ップに、インダクタL1,L3の一部L1a,L3a
(図3参照)が形成するインダクタンスが加わって、中
心周波数の高域側の減衰極が中心周波数に近づく。
【0025】このとき、インピーダンスの整合を考慮し
て、比d2/d1を0.19≦d2/d1<1の範囲に
設定することが好ましい。例えば、長さd1が776μ
mの場合、d2は150μm以上に設定される(150
/776≒0.193)。
【0026】この結果、中心周波数の高域側にある減衰
極を調整することができる積層型LCフィルタ61を得
ることができる。図4は、長さd1が776μmで、径
が0.2mmのインダクタL1〜L3を備えた積層型L
Cフィルタ61において、距離d2を種々変えて周波数
特性を調整したときのグラフである。実線91はd2=
200μmとしたときの特性であり、一点鎖線92はd
2=400μmとしたときの特性であり、二点鎖線93
はd2=500μmとしたときの特性であり、点線94
はd2=700μmとしたときの特性である。比較のた
めに、図5に示した従来のLCフィルタ1の特性も併せ
て記載している(点線95参照)。図4から、距離d2
が小さくなるにつれて、中心周波数の高域側にある減衰
極が中心周波数に近づいてくることがわかる。
【0027】従って、広帯域のフィルタとして用いる場
合には、d1とd2の値はできるだけ近い方がよい。言
い換えると、比d2/d1が1に近い方がよい。一方、
狭帯域のフィルタとして用いる場合には、d1とd2の
値はできるだけ離れている方がよい。言い換えると、d
2が0に近い方がよい。
【0028】なお、本発明に係る積層型LC複合部品及
び積層型LC複合部品の周波数特性調整方法は、前記実
施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種
々に変更することができる。
【0029】LC複合部品としては、バンドパスフィル
タ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等がある。さ
らに、LC複合部品としては、バンドパスフィルタを組
み合わせて構成したデュプレクサ、ローパスフィルタ、
ハイパスフィルタおよびトラップ回路、あるいは、これ
ら異なる種類の回路を組み合わせたデュプレクサであっ
てもよい。さらに、デュプレクサ以外に、トリプレク
サ、マルチプレクサ等のように、一つの積層体内に複数
個のフィルタが内蔵されたものを含む。
【0030】さらに、前記実施形態は、それぞれ導体パ
ターンやビアホールが形成された絶縁体シートを積み重
ねた後、一体的に焼成するものであるが、必ずしもこれ
に限定されない。絶縁体シートは予め焼成されたものを
用いてもよい。また、以下に説明する製法によってLC
複合部品を製造してもよい。印刷等の方法によりペース
ト状の絶縁材料にて絶縁体層を形成した後、その絶縁体
層の表面にペースト状の導電性材料を塗布して導体パタ
ーンやビアホールを形成する。次にペースト状の絶縁材
料を上から塗布して絶縁体層とする。同様にして、順に
重ね塗りすることにより積層構造を有するLC複合部品
が得られる。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、入出力引き出しパターンを、絶縁体層の積み
重ね方向において、インダクタの途中に電気的に接続さ
せることにより、中心周波数の高域側の減衰極を中心周
波数寄りに移動させることができる。この結果、積層型
LC複合部品の周波数特性を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る積層型LC複合部品の一実施形態
を示す分解斜視図。
【図2】図1に示した積層型LC複合部品の外観斜視
図。
【図3】図2に示した積層型LC複合部品の電気等価回
路図。
【図4】図2に示した積層型LC複合部品の周波数特性
を示すグラフ。
【図5】従来の積層型LC複合部品の分解斜視図。
【図6】図5に示した積層型LC複合部品の外観斜視
図。
【図7】図6に示した積層型LC複合部品の電気等価回
路図。
【符号の説明】
61…積層型LCフィルタ 2〜6,9,62〜64…絶縁体シート 16a,16b,17a,17b,18a,18b…共
振用コンデンサパターン 22,23,24…グランド側コンデンサパターン 25,26…グランドパターン 70a〜70c,71a〜71c,72a〜72c…イ
ンダクタ用ビアホール L1〜L3…インダクタ C1〜C3…コンデンサ Q1〜Q3…LC共振器 d1…長さ d2…距離
フロントページの続き Fターム(参考) 5E070 AA05 AB03 AB05 AB10 BA12 CB13 CB20 CC10 DB08 EB03 5E082 AA01 AB03 BB01 BC40 DD09 EE23 EE26 EE35 EE37 FF05 FG06 5J024 AA01 BA10 CA04 CA06 DA04 DA29 DA35

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁体層を積み重ねて構成した積層体内
    に複数のインダクタと複数のコンデンサを形成し、該イ
    ンダクタとコンデンサとにより複数のLC共振器を形成
    した積層型LC複合部品において、 前記複数のインダクタが、前記絶縁体層の積み重ね方向
    に連接されたビアホールにより構成され、それぞれの前
    記インダクタの一端が前記LC共振器のコンデンサの一
    方のコンデンサパターンに電気的に接続されるととも
    に、それぞれの前記インダクタの他端が前記絶縁体層の
    表面に設けられたグランドパターンに電気的に接続さ
    れ、前記絶縁体層の表面に設けられた入出力引き出しパ
    ターンが前記絶縁体層の積み重ね方向において、前記イ
    ンダクタの途中に電気的に接続していることを特徴とす
    る積層型LC複合部品。
  2. 【請求項2】 絶縁体層を積み重ねて構成した積層体内
    に複数のインダクタと複数のコンデンサを形成し、該イ
    ンダクタとコンデンサとにより複数のLC共振器を形成
    した積層型LC複合部品において、 グランド側コンデンサパターンを設けた第1の絶縁体層
    と、 前記グランド側コンデンサパターンに対向して前記LC
    共振器のコンデンサを形成するホット側コンデンサパタ
    ーンを設けた第2の絶縁体層と、 入出力引き出しパターンと該入出力引き出しパターンに
    接続されたインダクタ用ビアホールとを設けた第3の絶
    縁体層と、 インダクタ用ビアホールを設けた第4の絶縁体層と、 グランドパターンを設けた第5の絶縁体層とを少なくと
    も備え、 前記第1から第5の絶縁体層を積み重ねて、前記インダ
    クタ用ビアホールを前記絶縁体層の積み重ね方向に連接
    してインダクタを構成し、前記インダクタの一端が前記
    LC共振器のコンデンサのホット側コンデンサパターン
    に電気的に接続されるとともに、前記インダクタの他端
    が前記第5の絶縁体層に設けられたグランドパターンに
    電気的に接続され、前記第3の絶縁体層に設けられた入
    出力引き出しパターンが前記絶縁体層の積み重ね方向に
    おいて、前記インダクタの途中に電気的に接続している
    ことを特徴とする積層型LC複合部品。
  3. 【請求項3】 前記絶縁体層の積み重ね方向において、
    前記入出力引き出しパターンと前記インダクタとの接続
    位置が前記グランドパターンから200〜700μm離
    れていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
    積層型LC複合部品。
  4. 【請求項4】 絶縁体層を積み重ねて構成した積層体内
    に複数のインダクタと複数のコンデンサを形成し、該イ
    ンダクタとコンデンサとにより複数のLC共振器を形成
    した積層型LC複合部品の周波数特性調整方法におい
    て、 前記複数のインダクタが、前記絶縁体層の積み重ね方向
    に連接されたビアホールにより構成され、それぞれの前
    記インダクタの一端が前記LC共振器のコンデンサの一
    方のコンデンサパターンに電気的に接続されるととも
    に、他端が前記絶縁体層の表面に設けられたグランドパ
    ターンに電気的に接続されており、前記絶縁体層の積み
    重ね方向において、前記絶縁体層の表面に設けられた入
    出力引き出しパターンが前記インダクタに接続する位置
    を変えることにより、周波数特性を調整することを特徴
    とする積層型LC複合部品の周波数特性調整方法。
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