JP2002111317A - 複数のフィルタを有する多層配線基板 - Google Patents
複数のフィルタを有する多層配線基板Info
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Abstract
する多層配線基板、特に分波器と各周波数帯のフィルタ
とを備えた多層配線基板を提供する。 【解決手段】複数の誘電体層1a〜1iが積層された誘
電体ブロック1と、電子部品13を搭載するために誘電
体ブロックの主面側の一部から誘電体層の積層方向に形
成されたキャビティ12とを有する多層配線基板におい
て、キャビティを形成しない誘電体層の層間であってキ
ャビティの下部誘電体層間に、相対的に長いストリップ
ライン31と、一方の電極がその長いストリップライン
に接続され他方の電極が前記下部誘電体層間を介してア
ース電位に接続された容量成分とを含むローパスフィル
タ17を形成し、キャビティを形成する誘電体層の層間
であってキャビティに隣接する隣接誘電体層間の箇所
に、相対的に短いストリップライン34と、一方の電極
がその短いストリップラインに接続され他方の電極が前
記隣接誘電体層間を介して入力回路に接続された容量成
分とを含むハイパスフィルタ18を形成したことを特徴
とする。
Description
を有する多層配線基板、特にトリプレート構造積層フィ
ルタと弾性表面波フィルタとの複合フィルタを有する多
層配線基板に属する。
波数帯が準マイクロ波の領域へ上がっており、例えば米
国の「PCS」、欧州の「DCS」などのシステムで
は、従来の800MHz帯と準マイクロ波の1.8〜
1.9GHz帯のデュアルバンドで使用されつつある。
は各周波数帯域のフィルタとは別に2つの周波数帯域を
分波する分波器が用いられている。分波器としては積層
型誘電体フィルタを組み合わせたものが一般的である。
一方、各周波数帯域のフィルタには誘電体フィルタの
他、弾性表面波フィルタ(以下、SAWフィルタとい
う)も用いられている。
成を示すブロック図であり、分波器21の後に800M
Hz帯のフィルタ22a、22b、1.8〜1.9GH
z帯のフィルタ23a、23bが各別体の部品として配
置されている。各周波数帯のフィルタは、積層型誘電体
フィルタ、又は積層型誘電体フィルタとSAWフィルタ
との複合フィルタである。
3bの配置例を斜視図として図9に示す。図9には、エ
ポキシ樹脂等からなるプリント基板100上に図8の分
波器21に対応する分波器115と誘電体ブロック10
1が搭載されている。分波器115は、その一つの端子
121が図略のアンテナに接続され、他の一つの端子1
23bが誘電体ブロック101内でフィルタ23aとな
る積層型誘電体フィルタの端子123aに接続され、残
る端子122が図略の別のフィルタ(図8の22)に接
続されている。
を積層し、層間にストリップライン、内部配線、内部電
極などを形成し、主面及び端面のほぼ全体にアース電極
102、103を形成し、所定の箇所にキャビティ11
2を設けたものである。図8との関係では、誘電体ブロ
ック101の内部の入出力電極109、110と結合電
極108との間に複数(図示は5つ)のストリップライ
ン105が並べて形成され、図8のフィルタ23aに対
応する積層型誘電体フィルタとし、キャビティ112の
底面に図8のフィルタ23bとなるSAWフィルタ11
3が搭載されている。入出力端子124、125は、図
略の受信回路に接続されている。
記のように分波器と各周波数帯のフィルタとが各別の部
品であって、プリント基板上で接続されていた。このた
め、それぞれの接続部分でインピーダンスの不整合によ
る反射が発生し、分波器及びフィルタのトータルとして
の伝送損失が大きくなるという問題があった。又、デュ
アルバンドになることでフィルタ数が多くなり、フィル
タの占有面積の増大にともなって通信機全体を阻害して
いた。
失、高減衰量の複数のフィルタを有する多層配線基板、
特に分波器と各周波数帯のフィルタとを備えた多層配線
基板を提供することにある。
に、この発明は、複数の誘電体層が積層された誘電体ブ
ロックと、電子部品を搭載するために誘電体ブロックの
主面側の一部から誘電体層の積層方向に形成されたキャ
ビティとを有する多層配線基板において、キャビティを
形成しない誘電体層の層間であってキャビティの下部誘
電体層間に、相対的に長いストリップラインと、一方の
電極がその長いストリップラインに接続され他方の電極
が前記下部誘電体層間を介してアース電位に接続された
容量成分とを含むローパスフィルタを形成し、キャビテ
ィを形成する誘電体層の層間であってキャビティに隣接
する隣接誘電体層間の箇所に、相対的に短いストリップ
ラインと、一方の電極がその短いストリップラインに接
続され他方の電極が前記隣接誘電体層間を介して入力回
路に接続された容量成分とを含むハイパスフィルタを形
成したことを特徴とする。
キャビティに隣接する箇所は、従来はキャビティを形成
するために存在するデッドスペースであった。一方、フ
ィルタを構成するストリップラインの導体長は、周波数
帯によって異なる。そこで、この発明によれば、比較的
広い面積を確保できるキャビティ下部に長いストリップ
ラインと所定の容量成分を必要とするローパスフィル
タ、面積の狭いキャビティ隣接箇所に短いストリップラ
インと所定の容量成分で構成できるハイパスフィルタを
形成して、デッドスペースの有効利用を図った。従っ
て、フィルタ数が増えることに伴う通信機器全体の大型
化を避けることができる。
ャビティの底面を含む面のうち、平面視で前記ローパス
フィルタとハイパスフィルタとが重なる領域のほぼ全面
に接地導体を形成したものは、好ましい一つの構成であ
る。
重なり領域の余地全体に電子部品に必要な接地導体を形
成することで、上下のフィルタを分離して相互干渉を無
くするシールド構造を兼ねることができる。更に又、電
子部品をキャビティに配置することで、その破損を防止
することもできる。
であって平面視で前記2種のローパスフィルタとハイパ
スフィルタのいずれとも重ならない位置に、積層型誘電
体フィルタとなる複数のストリップラインを形成したも
のである。これにより、分波器に接続される各周波数帯
のフィルタと分波器との接続間距離が短くなり、伝送損
失が著しく減少するからである。
及び各周波数帯のフィルタに適用した実施形態を図面と
共に説明する。図1は、ローパスフィルタ17及びハイ
パスフィルタ18からなる分波器21と各周波数帯のフ
ィルタ22a、22b、23a、23bの構成を示した
ブロック図である。フィルタ22a、22bは800M
Hz帯のフィルタであり、フィルタ23は1.8〜1.
9GHz帯のフィルタであり、従来と異なり、いずれも
分波器21と一体の部品である。
23a、23bの部分を示す斜視図、図3は同じく平面
図、図4は図3のAA’断面図、図5は同じくBB’断
面図である。分波器21及びフィルタ23aは、以下に
詳述するように単一の誘電体ブロック1の中で構成さ
れ、フィルタ23bは誘電体ブロック1の一方の側の主
面に設けたキャビティ12内にSAWフィルタ13とし
て収納されている。
形成した9つの誘電体層1a〜1iを積層したもので、
所定の層間であってキャビティ12の一方の側に隣接す
る広い面積部分には各々共振器となり全体でフィルタ2
3aとなる5本のストリップライン5a、5b・・5e
が並べて形成されている。尚、ストリップライン5a〜
5e全てと対面する誘電体ブロックの両主面の領域に
は、図示しないがアース電極が形成されており、ストリ
ップライン5a〜5bの一端がアース電極に短絡し、他
端が開放されている。
トリップライン5aの上方にはそれらストリップライン
と捻れの配置で入出力電極9aが形成されて誘電体ブロ
ック1の端面にまで延びている。又、キャビティ12側
の端に位置するストリップラインeの上方には同じく捻
れの配置で内部配線10が形成され、後述の接続点27
を介してハイパスフィルタ18と接続している。他方、
5本のストリップライン5a〜5eの下方には共振器間
結合電極8がそれらストリップラインと垂直方向に形成
されている。そして、誘電体ブロック1の端子部分を除
くほぼ全部の主面及び端面にそれぞれアース電極2及び
アース電極3が形成され、ストリップライン5a〜5e
の一端はアース電極3と短絡している。但し、ストリッ
プライン5a〜5eの一端は、アース電極3との短絡に
代えて図示しないビアホール導体を介してアース電極2
と短絡させても良い。
及びキャビティ12の別の側に隣接する狭い面積部分に
は、図6に分解斜視図、図7に等価回路図として示すロ
ーパスフィルタ17及びハイパスフィルタ18が配置し
ている。ローパスフィルタ17は800MHz帯、ハイ
パスフィルタ18は1.8〜1.9GHz帯を通過させ
るように設計されている。
fを打ち抜かれた方形の貫通孔と誘電体層1gとで囲ま
れる空間であり、キャビティ12に隣接する部分のう
ち、誘電体層1a、1b間に容量電極33a、誘電体層
1b、1c間に容量電極33b、誘電体層1c、1d間
に一端がアース電極3に接続し比較的短く鉤状に折れ曲
がったストリップライン34、誘電体層1d、1e間に
容量電極35a、誘電体層1e、1f間に容量電極35
bが各々形成されている。
フィルタ18のインダクタ成分となり、容量電極33
a、33bとこれら電極によって挟まれる誘電体層1b
により、所定の容量成分が発生し、ハイパスフィルタ1
8内でストリップライン34の開放端とアンテナ接続端
子25との結合コンデンサ33となる。また、容量電極
35a、35bとこれら電極によって挟まれる誘電体層
1eとが、同様にストリップライン34の開放端とフィ
ルタ接続端子27との結合コンデンサ35となる。そし
て、容量電極33b、ストリップライン34及び容量電
極35aは、ストリップライン34の開放端に近い位置
のビアホール導体36を介して接続している。
1gの主面には、SAWフィルタ13の接続電極14、
15及びこれら電極形成部分を除くほぼ全面にアース電
極16が形成されている。従って、SAWフィルタ13
の図略の入出力端子が接続電極14、15に接続され、
アース端子がアース電極16に接続されている。
続端子25からフィルタ接続端子27に至るまで比較的
に長く蛇行したストリップライン31、誘電体層1h、
1i間には容量電極32aが各々形成され、ストリップ
ライン31はローパスフィルタ17のインダクタ成分と
なり、容量電極32a及び誘電体層1i裏面にあるアー
ス電極2と誘電体層1iにより、結合コンデンサ32と
なる容量成分が発生する。ストリップライン31と容量
電極32aとはフィルタ接続端子26に近い位置のビア
ホール導体37を介して接続している。
的に狭い部分にハイパスフィルタ18、キャビティ12
の下部の相対的に広い部分にローパスフィルタ17を形
成したのは、次の理由による。ローパスフィルタ17
は、図7で示すようにインダクタ成分となるストリップ
ライン31及びコンデンサ32からなっており、周波数
が低いため、インダクタ成分及び容量成分をいずれも大
きくしなければならず、広い面積を必要とする。一方、
ハイパスフィルタ18は、コンデンサ33、35及びス
トリップライン34からなり、周波数が高いため、高周
波の技術を用いる場合は、インダクタ成分及び容量成分
が小さくてすみ、狭い面積で足りるからである。
では示していないが、これらはいずれも積層型誘電体フ
ィルタを用いることができるので、フィルタ23aと同
様に誘電体ブロック1内に収めることができる。
材料と低温焼成を可能とする酸化物や低融点ガラス材料
とからなる。誘電体セラミック材料の例としては、Ba
O−TiO2系、Ca−TiO2系、MgO−TiO2系
等があり、低温焼成を可能とするための酸化物の例とし
ては、BiVO4、CuO、Li2O、B2O3等がある。
誘電体層1a〜1iは、1層あたり50〜300μm程
度の厚みを有する。
ール導体、層間のアース電極は、誘電体層1a〜1iと
なる各グリーンシートにAg、Ag−Pd、Cuなどを
主成分とする導体材料を所定形状にスクリーン印刷し、
誘電体層と同時に焼成することにより形成される。又、
アース電極2及びアース電極3は、その焼成体にAg、
Cuなどを主成分とする導体材料(Ag単体もしくはA
g−Pd、Ag−PtなどのAg合金、又はCu単体も
しくはCu合金)を所定形状にスクリーン印刷し、再度
焼成することにより形成される。尚、これらの導体材料
には、金属成分の他に必要に応じてガラス成分が添加さ
れる。
23a(積層型誘電体フィルタ)及びフィルタ23b
(SAWフィルタ)が単一の誘電体ブロック1に収めら
れているので、各周波数帯のフィルタと別体の分波器を
使用した従来の構成に比べて小型化することができる。
特に、SAWフィルタ13を配置するために設けられた
キャビティ12の下部及び隣接位置のデッドスペースを
分波器21のローパスフィルタ17及びハイパスフィル
タ18として活用しているので、誘電体ブロック1の体
積をほとんど変える必要がない。
続距離が短いので、プリント基板上で分波器と各周波数
帯のフィルタとをストリップラインを介して接続する従
来構成に比べて反射損失が少なく、全体として性能の良
い複合フィルタが得られる。更に、SAWフィルタ13
に必要なアース電極16でローパスフィルタ17とハイ
パスフィルタ18とを完全に分離できるので、フィルタ
間の相互干渉がなく性能の良い分波器を形成できること
となる。
おいては、デッドスペースとされていたキャビティの下
部及び隣接位置の各々に各周波数帯のフィルタを形成し
たので、別部品としてのフィルタ数を減らして全体を小
型化することができ、且つ反射損失の少ない性能の良い
複合フィルタを提供することができる。
ブロック図である。
フィルタ17及びハイパスフィルタ18の部分を示す分
解斜視図である。
斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】複数の誘電体層が積層された誘電体ブロッ
クと、電子部品を搭載するために誘電体ブロックの主面
側の一部から誘電体層の積層方向に形成されたキャビテ
ィとを有する多層配線基板において、 キャビティを形成しない誘電体層の層間であってキャビ
ティの下部誘電体層間に、相対的に長いストリップライ
ンと、一方の電極がその長いストリップラインに接続さ
れ他方の電極が前記下部誘電体層間を介してアース電位
に接続された容量成分とを含むローパスフィルタを形成
し、 キャビティを形成する誘電体層の層間であってキャビテ
ィに隣接する隣接誘電体層間の箇所に、相対的に短いス
トリップラインと、一方の電極がその短いストリップラ
インに接続され他方の電極が前記隣接誘電体層間を介し
て入力回路に接続された容量成分とを含むハイパスフィ
ルタを形成したことを特徴とする多層配線基板。 - 【請求項2】前記キャビティの底面を含む面のうち、平
面視で前記ローパスフィルタとハイパスフィルタとが重
なる領域のほぼ全面に接地導体を形成した請求項1に記
載の多層配線基板。 - 【請求項3】前記誘電体層の層間であって平面視で前記
2種のローパスフィルタとハイパスフィルタのいずれと
も重ならない位置に、積層型誘電体フィルタとなる複数
のストリップラインを形成した請求項1又は2に記載の
多層配線基板。
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