JP2002217667A - 積層ｌｃフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型軽量で高周波域まで優れた減衰特性を有
する積層ＬＣフィルタを提供する。 【解決手段】 積層基板体１５にインダクタ部１６と、
第１、第２のキャパシタンスパターン２３、２５を有す
るコンデンサ部２６とを有し、インダクタ部１６の一方
端部に第１の信号電極３３を接続し、第１のキャパシタ
ンスパターン２３にインダクタ部１６の他方端部及び第
２の信号電極３５を接続し、第２のキャパシタンスパタ
ーン２５にグランド電極３７を接続してあり、第１、第
２の信号電極３３、３５は積層基板体１５の第１、第２
の側面３２、３４に、グランド電極３７は第３の側面３
６に設けられ、第１の信号電極３３と第１のキャパシタ
ンスパターン２３との間に寄生キャパシタンスが形成さ
れ、第２のキャパシタンスパターン２５とグランド電極
３７により寄生インダクタンスが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の誘電体基板
からなる積層基板体を備え、積層基板体の中にインダク
タンス（Ｌ）とキャパシタンス（Ｃ）とが形成された積
層ＬＣフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の誘電体基板からなる積層基
板体の中にインダクタンス（Ｌ）とキャパシタンス
（Ｃ）とが形成された積層ＬＣフィルタは、例えば特開
平０３−２１１８１０号公報に開示されているように、
複数の誘電体基板に所定の巻き数を有するスパイラル状
に形成した２系統のコイルを設けている。この２系統の
コイルの間には誘電体基板が設けられているので、誘電
体基板両面に、分布的にキャパシタンス（Ｃ）を持った
コンデンサが形成され、コイルが持っているインダクタ
ンス（Ｌ）とキャパシタンス（Ｃ）とによって共振点が
生じた減衰特性（インサーションロス特性）を有する積
層ＬＣフィルタを形成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の積層ＬＣフィルタでは、所望の容量値（キャパシタ
ンス（Ｃ））を有するコンデンサを形成するために、コ
イルを形成する細長いコイルパターンを表裏に対向させ
て形成した多数の誘電体基板を必要とするので、積層Ｌ
Ｃフィルタの高さが高くなり、要求されるフィルタの薄
型化に対応できないと共に、コンデンサの容量値のバラ
ツキが大きくなるという問題があった。また、コイルパ
ターンによって形成されるコンデンサとその電極に用い
るコイルパターン自体が共振を起こし、高周波域で十分
な減衰特性が得られないという問題もあった。本発明は
このような事情に鑑みてなされたもので、小型軽量で高
周波域まで優れた減衰特性を有する積層ＬＣフィルタを
提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る積層ＬＣフィルタは、複数の誘電体基板を積層して
形成した積層基板体を備え、誘電体基板間にコイルパタ
ーンを有するインダクタ部と、高誘電率層を挟んで形成
された第１、第２のキャパシタンスパターンを有するコ
ンデンサ部とを有し、インダクタ部の一方端部に第１の
信号電極を接続し、コンデンサ部の第１のキャパシタン
スパターンにインダクタ部の他方端部及び第２の信号電
極を接続し、コンデンサ部の第２のキャパシタンスパタ
ーンにグランド電極を接続した積層ＬＣフィルタであっ
て、第１、第２の信号電極は積層基板体の互いに対向す
る第１、第２の側面にそれぞれ設けられ、グランド電極
は第１、第２の側面に直交する第３の側面に設けられ、
第１の信号電極と第１のキャパシタンスパターンとの間
に寄生キャパシタンスが形成され、第２のキャパシタン
スパターンとグランド電極により寄生インダクタンスが
形成されている。

【０００５】これにより、第１の信号電極とコンデンサ
部との間に形成された寄生キャパシタンスとインダクタ
部とによって並列回路（タンク回路）が形成されて共振
回路を構成し、高周波域での共振ピークが形成される。
また、第２のキャパシタンスパターンとグランド電極に
より形成された寄生インダクタンスとコンデンサ部とに
よって低周波域での共振ピークが形成される。したがっ
て、従来のようにインダクタ部によって形成されるキャ
パシタンスに頼ることなく、第１の信号電極とコンデン
サ部との間に形成された寄生キャパシタンスとインダク
タ部による高周波域での共振ピークの形成によって、減
衰領域の幅を広くして高周波領域を安定して減衰させる
優れた減衰特性を形成することができる。しかも、イン
ダクタ部の層数を増やす必要がなくなり、積層厚みの薄
い小型軽量の積層ＬＣフィルタを容易に形成することが
可能となる。

【０００６】本発明に係る積層ＬＣフィルタにおいて、
第１のキャパシタンスパターンが設けられた誘電体基板
上に、第１の信号電極に接続され、しかも第１のキャパ
シタンスパターンとの間に所定間隔を開けて配置された
補助電極パターンを設けてもよい。この場合、寄生キャ
パシタンスの値は、第１の信号電極に接続された補助電
極パターンと第１のキャパシタンスパターンとの間の間
隔によって決められるが、補助電極パターンと第１のキ
ャパシタンスパターンは同一平面上に形成されるのでそ
の位置を正確に決めることができる。したがって、寄生
キャパシタンスの値が安定し、共振ピークの周波数を安
定させることができる。

【０００７】また、本発明に係る積層ＬＣフィルタにお
いて、第１のキャパシタンスパターンが設けられた誘電
体基板に隣接して積層された誘電体基板上に、第１の信
号電極に接続され、しかも第１のキャパシタンスパター
ンに対向する補助電極パターンを設けてもよい。この場
合、第１のキャパシタンスパターンが設けられた誘電体
基板とは別の誘電体基板に補助電極パターンを設けるの
で、補助電極パターンの第１のキャパシタンスパターン
と対向する面積を比較的自由に選択でき、寄生キャパシ
タンスの最適値を設定することが容易となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれ
ぞれ本発明の一実施の形態に係る積層ＬＣフィルタの模
式的斜視図、模式的分解斜視図、図２は同積層ＬＣフィ
ルタの等価回路図、図３は同積層ＬＣフィルタの減衰特
性の説明図、図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同積層ＬＣ
フィルタの寄生キャパシタンスを除いたときの等価回路
図、同減衰特性の説明図、図５は同積層ＬＣフィルタの
構造解析結果の説明図、図６は同積層ＬＣフィルタの第
３の基板の変形例を示す模式的斜視図、図７は同積層Ｌ
Ｃフィルタの第３の基板の他の変形例を示す模式的斜視
図である。

【０００９】図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明
の一実施の形態に係る積層ＬＣフィルタ１０は、下か
ら、例えばセラミックス等からなる厚みが０．１〜０．
２ｍｍ程度、縦横の大きさがそれぞれ１．５〜５ｍｍ程
度の誘電体基板の第１の基板１１、第２の基板１２、第
３の基板１３、第４の基板１４及び第５の基板１４Ａが
積層されて積層基板体１５を形成している。第１の基板
１１の上面にはインダクタ部１６の一部を構成する導電
体からなる第１のコイルパターン１７が設けられ、第１
のコイルパターン１７は、外側から内側に向かって反時
計回りのスパイラル状に巻いた、例えば銀ペースト等を
印刷することによって形成して低温焼成される。インダ
クタ部１６の一方端部、すなわち第１のコイルパターン
１７の外側端部１８は第１の基板１１の側面まで延ばさ
れている。第２の基板１２の上面にはインダクタ部１６
の一部を構成する導電体からなる第２のコイルパターン
１９が設けられ、第２のコイルパターン１９は、第１の
コイルパターン１７と同様の方法により内側から外側に
向かって反時計回りのスパイラル状に形成されている。
第２のコイルパターン１９の内側端部２０と第１のコイ
ルパターン１７の内側端部２１は第２の基板１２に設け
られたスルーホール２２によって接続されて、第１の基
板１１と第２の基板１２との間、及び第２の基板１２と
第３の基板１３との間にインダクタ部１６が形成されて
いる。

【００１０】第３の基板１３の上面には第１のコイルパ
ターン１７と同様の方法により形成された平板状の導電
体からなる第１のキャパシタンスパターン２３が設けら
れている。第１のキャパシタンスパターン２３の上面に
は、例えば厚みが２０〜５０μｍ程度で比誘電率が３０
０程度の高誘電率層２４を設け、高誘電率層２４の上面
には平板状の導電体からなる第２のキャパシタンスパタ
ーン２５を設けて、第３の基板１３と第４の基板１４と
の間で高誘電率層２４を挟んだ第１のキャパシタンスパ
ターン２３と第２のキャパシタンスパターン２５によっ
てコンデンサ部２６を形成している。インダクタ部１６
の他方端部である第２のコイルパターン１９の外側端部
２７と第１のキャパシタンスパターン２３の内部信号電
極２８とは第３の基板１３に設けたスルーホール２９に
よって接続されている。第４の基板１４の上面には接続
パターン３０が設けられ、第４の基板１４に設けたスル
ーホール３１によって第２のキャパシタンスパターン２
５に接続されている。

【００１１】第１のコイルパターン１７の外側端部１８
が延ばされている積層基板体１５の第１の側面３２には
第１の信号電極３３が設けられて外側端部１８に接続さ
れている。第１の側面３２に対向する積層基板体１５の
第２の側面３４には第２の信号電極３５が設けられ、第
２の信号電極３５は第１のキャパシタンスパターン２３
に接続されている。第１、第２の側面３２、３４に直交
する第３、第４の側面３６、３６Ａにはそれぞれグラン
ド電極３７が設けられ、第４の基板１４の上面に設けら
れた接続パターン３０に接続されている。したがって、
積層ＬＣフィルタ１０には図２に等価回路で示すよう
に、インダクタ部１６（Ｌｃ）に並列に、第１の信号電
極３３とコンデンサ部２６（Ｃ１）の第１のキャパシタ
ンスパターン２３との間に寄生キャパシタンスＣ２が形
成され、第２のキャパシタンスパターン２５とグランド
電極３７により寄生インダクタンスＬｇが形成される。
また、第１のキャパシタンスパターン２３と第２の信号
電極３５によって寄生インダクタンスＬｓが形成され
る。

【００１２】これにより、図３に示す減衰特性のよう
に、寄生インダクタンスＬｇとコンデンサ部２６（Ｃ
１）とによって低周波域での共振ピーク（共振点）ｆ１
が形成され、寄生キャパシタンスＣ２とインダクタ部１
６とによって並列回路（タンク回路）が形成されて共振
回路を構成し、高周波域での共振ピーク（共振点）ｆ２
が形成される。この二つの共振ピークｆ１、ｆ２によっ
て広い減衰領域が形成され、低周波域と高周波域の通過
領域の周波数とを峻別することができる。なお、寄生キ
ャパシタンスＣ２が形成されないときは、図４（Ａ）に
示すような等価回路となり、図４（Ｂ）に示すような減
衰特性を示し、共振ピークｆ１から急速に減衰が小さく
なり、減衰域が狭くなる。

【００１３】

【実施例】ここで、本発明の実施の形態に係る積層ＬＣ
フィルタ１０について、図３に示す等価回路にしたがっ
て構造解析を行い、減衰特性の確認を行った。なお、解
析条件は次の通りである。 解析周波数：１０ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、誘電体基板の比誘
電率：ε＝７．７、 高誘電率層の比誘電率：ε＝３３０、 コンデンサ部２６のキャパシタンス：Ｃ１＝１９０ｐ
Ｆ、 インダクタ部１６のインダクタンス：Ｌｃ＝３０ｎＨ、 寄生キャパシタンス：Ｃ２＝０．８ｐＦ、 寄生インダクタンス：Ｌｇ＝１ｎＨ、 寄生インダクタンス：Ｌｓ＝０．５ｎＨ

【００１４】解析の結果は図５に示す通りであり、共振
ピークｆ１、ｆ２が得られ、従来の積層ＬＣフィルタに
比べて減衰域が拡がることが確認された。この結果か
ら、低周波側の共振点はコンデンサ部（Ｃ１）の容量値
（キャパシタンス）とグランド電極の持つ寄生インダク
タンス（Ｌｇ）による直列共振周波数と一致する。ま
た、インダクタ部（Ｌｃ）は寄生キャパシタンス（Ｃ
２）と並列共振を起こし、高周波側での減衰域を拡げる
働きがある。したがって、積層基板体１５の第１の側面
３２に第１の信号電極３３を設けて、第１の信号電極３
３と第１のキャパシタンスパターン２３との間に寄生キ
ャパシタンス（Ｃ２）を形成することにより、高周波側
での減衰域を拡げる効果があることがわかった。

【００１５】図６は前記実施の形態に係る積層ＬＣフィ
ルタの変形例を示すもので、第１のキャパシタンスパタ
ーン２３Ａが設けられた誘電体基板である第３の基板１
３Ａ上に、その側面に形成された第１の信号電極３３に
接続され、しかも第１のキャパシタンスパターン２３Ａ
の、例えば内部信号電極２８Ａとの間に所定間隔を開け
て配置された補助電極パターン２３Ｂを設けている。こ
れにより、第１の信号電極３３に接続された補助電極パ
ターン２３Ｂと第１のキャパシタンスパターン２３Ａと
の間の間隔を正確に決めることができるので、寄生キャ
パシタンス（Ｃ２）の値を安定させることができる。

【００１６】図７は前記実施の形態に係る積層ＬＣフィ
ルタの他の変形例を示すもので、第１のキャパシタンス
パターン２３が設けられた第３の基板１３に隣接して積
層され、スルーホール３１によって第２のキャパシタン
スパターン２５（図１参照）に接続される接続パターン
３０Ａが設けられた第４の基板１４Ｂ上に、第１の信号
電極３３に接続され、しかも第１のキャパシタンスパタ
ーン２３の、例えば内部信号電極２８に対向する補助電
極パターン２３Ｃを設けている。これにより、第１のキ
ャパシタンスパターン２３が設けられた第３の基板１３
とは別の第４の基板１４Ｂに補助電極パターン２３Ｃを
設けるので、補助電極パターン２３Ｃの第１のキャパシ
タンスパターン２３と対向する面積を比較的自由に選択
でき、寄生キャパシタンス（Ｃ２）の最適値を設定する
ことが容易となる。

【００１７】以上、本発明を一実施の形態に係る積層Ｌ
Ｃフィルタについて説明してきたが、本発明は、何ら前
記実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、
特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えら
れるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例
えば、前記実施の形態ではインダクタ部（Ｌｃ）を第
１、第２の基板に設けた第１、第２のコイルパターンに
よって形成した例について説明したが、一つの誘電体基
板に巻き数を増やした一つのコイルパターンを設けてイ
ンダクタ部（Ｌｃ）を形成してもよい。この場合、更に
厚みの薄い積層ＬＣフィルタを形成することができる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１〜３記載の積層ＬＣフィルタに
おいては、複数の誘電体基板を積層して形成した積層基
板体にインダクタ部と、コンデンサ部とを有し、インダ
クタ部の一方端部に第１の信号電極を接続し、コンデン
サ部の第１のキャパシタンスパターンにインダクタ部の
他方端部及び第２の信号電極を接続し、コンデンサ部の
第２のキャパシタンスパターンにグランド電極を接続
し、第１、第２の信号電極は積層基板体の対向する側面
にそれぞれ設けられ、グランド電極は第１、第２の側面
に直交する第３の側面に設けられているので、第１の信
号電極と第１のキャパシタンスパターンとの間に形成さ
れた寄生キャパシタンスとインダクタ部とによって並列
共振を起こして高周波域での共振ピークを形成する。そ
の結果、減衰領域の幅を広くして高周波域を安定して減
衰させる優れた減衰特性を形成し、高周波域まで優れた
減衰特性を有する積層ＬＣフィルタを提供することがで
きる。しかも、インダクタ部の層数を増やす必要がなく
なると共に、コンデンサの容量値のバラツキが小さくな
り、積層厚みの薄い小型軽量の積層ＬＣフィルタが容易
に形成することが可能となる。

【００１９】特に、請求項２記載の積層ＬＣフィルタに
おいては、第１のキャパシタンスパターンが設けられた
誘電体基板上に、第１の信号電極に接続され、しかも第
１のキャパシタンスパターンとの間に所定間隔を開けて
配置された補助電極パターンを設けているので、寄生キ
ャパシタンスの値が安定し、共振ピークの周波数を安定
させることができる。また、請求項３記載の積層ＬＣフ
ィルタにおいては、第１のキャパシタンスパターンが設
けられた誘電体基板に隣接して積層された誘電体基板上
に、第１の信号電極に接続され、しかも第１のキャパシ
タンスパターンに対向する補助電極パターンを設けてい
るので、補助電極パターンの第１のキャパシタンスパタ
ーンと対向する面積を比較的自由に選択でき、寄生キャ
パシタンスの最適値を設定することが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形
態に係る積層ＬＣフィルタの斜視図、模式的分解斜視図
である。

【図２】同積層ＬＣフィルタの等価回路図である。

【図３】同積層ＬＣフィルタの減衰特性の説明図であ
る。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同積層ＬＣフィルタ
の寄生キャパシタンスを除いたときの等価回路図、同減
衰特性の説明図である。

【図５】同積層ＬＣフィルタの構造解析結果の説明図で
ある。

【図６】同積層ＬＣフィルタの第３の基板の変形例を示
す模式的斜視図である。

【図７】同積層ＬＣフィルタの第３の基板の他の変形例
を示す模式的斜視図である。

【符号の説明】

１０：積層ＬＣフィルタ、１１：第１の基板、１２：第
２の基板、１３：第３の基板、１３Ａ：第３の基板、１
４：第４の基板、１４Ａ：第５の基板、１４Ｂ：第４の
基板、１５：積層基板体、１６：インダクタ部、１７：
第１のコイルパターン、１８：外側端部、１９：第２の
コイルパターン、２０、２１：内側端部、２２：スルー
ホール、２３：第１のキャパシタンスパターン、２３
Ａ：第１のキャパシタンスパターン、２３Ｂ、２３Ｃ：
補助電極パターン、２４：高誘電率層、２５：第２のキ
ャパシタンスパターン、２６：コンデンサ部、２７：外
側端部、２８：内部信号電極、２８Ａ：内部信号電極、
２９：スルーホール、３０、３０Ａ：接続パターン、３
１：スルーホール、３２：第１の側面、３３：第１の信
号電極、３４：第２の側面、３５：第２の信号電極、３
６：第３の側面、３６Ａ：第４の側面、３７：グランド
電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の誘電体基板を積層して形成した積
   層基板体を備え、前記誘電体基板間にコイルパターンを
   有するインダクタ部と、高誘電率層を挟んで形成された
   第１、第２のキャパシタンスパターンを有するコンデン
   サ部とを有し、前記インダクタ部の一方端部に第１の信
   号電極を接続し、前記コンデンサ部の第１のキャパシタ
   ンスパターンに前記インダクタ部の他方端部及び第２の
   信号電極を接続し、前記コンデンサ部の第２のキャパシ
   タンスパターンにグランド電極を接続した積層ＬＣフィ
   ルタであって、前記第１、第２の信号電極は前記積層基
   板体の互いに対向する第１、第２の側面にそれぞれ設け
   られ、前記グランド電極は前記第１、第２の側面に直交
   する第３の側面に設けられ、前記第１の信号電極と前記
   第１のキャパシタンスパターンとの間に寄生キャパシタ
   ンスが形成され、前記第２のキャパシタンスパターンと
   前記グランド電極により寄生インダクタンスが形成され
   たことを特徴とする積層ＬＣフィルタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の積層ＬＣフィルタにおい
   て、前記第１のキャパシタンスパターンが設けられた前
   記誘電体基板上に、前記第１の信号電極に接続され、し
   かも前記第１のキャパシタンスパターンとの間に所定間
   隔を開けて配置された補助電極パターンが設けられてい
   ることを特徴とする積層ＬＣフィルタ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の積層ＬＣフィルタにおい
   て、前記第１のキャパシタンスパターンが設けられた誘
   電体基板に隣接して積層された誘電体基板上に、前記第
   １の信号電極に接続され、しかも前記第１のキャパシタ
   ンスパターンに対向する補助電極パターンが設けられて
   いることを特徴とする積層ＬＣフィルタ。