JP2004297415A

JP2004297415A - フィルタおよびフィルタを含むモジュール装置

Info

Publication number: JP2004297415A
Application number: JP2003086487A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hachiman; 和宏八幡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】トリミングのためのパターン作成の工程を必要とせず容易に、フィルタ特性の調整が可能なフィルタ及びフィルタを含むモジュール部品を提供する。
【解決手段】積層構造を有する基板が、接地面を少なくとも２層以上有し、前期接地面にはさまれストリップライン共振器を含む共振器層を少なくとも１層以上有し、前記共振器が基板端面に設けられた半円状スルーホールにて、接地面と接続する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調整可能なフィルタおよびそのようなフィルタを含むモジュール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルタ、特にセラミック、樹脂等の積層構造を有するフィルタにおいては、パターン精度、層間膜圧精度等の製造上のばらつきにより、フィルタ特性（カットオフ周波数、所望減衰量等）がばらつき、一般的に製造工程終了の後、フィルタの一部をレーザやリュータ等により削り、フィルタ特性の調整を行うことが多い。
【０００３】
特許文献１に開示されている例を従来例として図６と図７を用いて説明する。図６は、従来の積層構造を有する基板を示しており、図７は従来の回路図を示している。
この従来のものは、積層構造を有する基板の外装面にトリミング電極を形成しその電極をトリミングすることによりフィルタ特性の調整を行うものである。図６のＣ２Ｘ，Ｃ４Ｘに対応するトリミング電極を、共振器の外装面に形成し、その電極を垂直方向から、レーザ、リューター等によりトリミングすることにより行う。
【０００４】
【特許文献１】
特許番号第２７２５４３９号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法によるトリミングは、外装面にトリミング電極を形成する必要があり、そのトリミング電極は遮蔽されていないため、外部電磁界、ＧＮＤの近接等の影響を受けやすいという問題がある。
特に積層基板の表層、裏層には部品を実装して電気回路を構成したモジュール部品の基板内層に、フィルターパターンを形成してフィルタを構成するような場合には、表層、裏層には実装部品及び電気回路パターンが存在するため、トリミング電極を形成するためのスペースを設けることは極めて困難であり、また、電気回路パターンがより近接しているためより、外部からの電磁界及びＧＮＤの影響を受けやすくなるといった問題がある。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決すべくなされたものであり、トリミング電極を設けることなく、外部電磁界の影響を受けにくく、目的とする周波数に調整することができるフィルタ及びフィルタを含むモジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のフィルタは、積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層有し、前記２層の接地電極の間に、ストリップライン共振器を含む共振器電極を少なくとも１層以上有し、前記共振器電極の接地側電極部分が基板側面まで引き出されるとともに、基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、接地電極と接続されていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係るフィルタは、積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層以上有し、前記２層の接地電極の間に、インダクタ電極およびキャパシタ電極との組合せから構成される共振器層を少なくとも１層以上有し、前記インダクタ電極および前記キャパシタ電極の接地側電極部分が基板側面まで引き出されるとともに、基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、接地面と接続されていることを特徴としている。
【０００９】
ここで、前記ストリップライン共振器、前記インダクタ電極および前記キャパシタ電極それぞれの接地側電極部分と接地電極を接続するための半円状スルーホールは、前記ストリップライン共振器、インダクタ電極およびキャパシタ電極ごとに設けることができる。
また、上記目的を解決するため、本発明は、積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層有し、前記２層の接地電極の間に、ストリップライン共振器を含む共振器電極を少なくとも１層有してなり、前記一方の接地電極は、主電極部分と副電極部分に分割され、副電極部分が、基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、他方の接地電極と接続されていることを特徴としている。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明は、積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層有し、前記２層の接地電極の間に、インダクタ電極およびキャパシタ電極の組合せによって構成される共振器層を少なくとも１層有してなり、前記一方の接地電極が、主電極部分と副電極部分とに分割され、副電極部分が基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、他方の接地電極と接続されていることを特徴としている。
【００１１】
さらに、本発明は、前記フィルタを含み、前記積層構造を有する絶縁基板の表面もしくは裏面もしくは両面に受動部品、能動部品の実装がなされ、電気回路が形成されているモジュール装置とすることが出来る。
【００１２】
【発明の実施形態】
図１は本発明のフィルタを含むモジュール部品の分解斜視図、図２は集合基板の説明図である。
図１に示すようにモジュール部品は、第１層から第８層までの誘電体層１〜８を積層し、第１層の表面に電子部品（能動部品及び受動部品）９・・・を実装し、第８層の裏面に導電性ボール１０…を突設した構成である。各誘電体層１〜８は、誘電体表面に配線パターン、前面電極などが形成されている。即ち、第１層と第３層、第８層は誘電体層の表面に配線パターンが形成されている（配線パターンは図示省略する）。
【００１３】
第１層の配線パターンには電子部品９…が搭載される。第３層の配線層は、ビアホール（図外）を介して第１層の配線パターンと接続され、電子部品とともに所定の回路（例えば、後述するフィルタと接続されて受信チューナ等）を構成する。
第２層と第４層、第７層は、全面にアース電極１１、１２、１３が形成されている。第５層と第６層には、フィルタ電極１４、１５、１６が形成されている。第６層のフィルタ電極１５、１６は、ストリップライン型のステップインピーダンス共振器を構成している。両電極１５、１６のアース側１５ａ、１６ａは、基板一側面に形成された半円形の窪み１７、１８位置まで引き出されている。両電極１５、１６のホット端側は、図示はしていないが、基板側面の所定箇所（外部接続端子形成位置）まで引き出されている。
【００１４】
第５層のフィルタ電極１４は、前記ステップインピーダンス共振器の電極１５、１６と対抗する電極部分を通じて同共振器と容量結合する。したがって２つのアース電極１２、１３とフィルタ電極１４、１５、１６とによって、等価的に図４に示すフィルタ回路を形成している。
第８層の配線層の裏面には、半田ボール１０…と電子部品１９…が固定搭載される。この配線層と第１層、第３層の配線層とは、図示しないビアホールを介して接続されている。この場合、ビアホールは、フィルタ電極１４、１５、１６の近辺を避け、基板縁寄りに設けられる。なお、ビアホールに代えて、基板外面に電極を形成し、該電極により行なうこともできる。
【００１５】
前記アース電極１２、１３は、図１に細線２０…で示す部分が削除され、一部領域１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを主電極領域（１２、１３）から分離している。以下、一部領域１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを副電極領域という。
基板の側面には、図１に見られるように上下方向に延びた複数の半円形の窪み１７、１８、２１、２２、２３、２４が形成されている。各窪み内には図２、図３に示すように電極２５…が充填され、スルーホール構造とされている。以下、これらの窪みを半円形状のスルーホールという。
【００１６】
前記フィルタ電極１５のアース側１５ａは、半円形上のスルーホール１７を通じてアース電極１１、１２，１３と接続され、フィルタ電極１６のアース側１６ａは、半円形上のスルーホール１８を通じてアース電極１１、１２、１３と接続されている。
また、上述した副電極領域１２ａは、スルーホール２２を通じて他のアース電極１１、１３と、副電極領域１２ｂは、スルーホール２３を通じてアース電極１１、１３と、副電極領域１３ａは、スルーホール２１を通じて他のアース電極１１、１２と、副電極領域１３ｂは、スルーホール２４を通じて他のアース電極１１、１２とそれぞれ接続されている。
【００１７】
上記の構成において、組み立て後にフィルタ特性の調整を行なうには、基板側面をリュ−ター等で削ることによって行なう。例えば、スルーホール１７を、図２（ｂ）の削除前の状態から（ｃ）に示すところまで削ると、スルーホール内の電極がその分細くなる。フィルタ電極１５のアース側１５ａからアース電極１１、１２、１３間での長さは、切削前後で変らないが、太さが細くなると、線断面と線長の関数で与えられるインダクタンス値が増大する。この結果、等価的には図４の共振器３０１とアースとの間３０３にインダクタが挿入された形となり、フィルタ特性が変更される。このフィルタ特性は、スルーホールの切削量の大小に応じて漸次変化するので、測定機器を監視しながら切削量を調整することになる。同様に、スルーホール１８を切削してもフィルタ特性の調整を行なうことが出来る。通常の切削作業においては、両方のスルーホール１７、１８を同時に切削することになると予想されるので、切削量に応じて幅広くフィルタ特性が調整できる。なお、切削形態としては、上記のようにスルーホールを全体的に細く削る形態の他に、スルーホールの電極の一部に小孔を形成するといった、一部だけを削る形態で実施することも出来る。
【００１８】
次に、基板の他側面に形成されているスルーホール２１〜２４（図３参照）のいずれかを切削すると、例えば、スルーホール２２を切削すると（この場合は、スルーホールが完全に無くなるまで切削する）、それまでスルーホール２２を通じてアース電極１１、１３と接続されていた副電極領域１２ａが、切り離されることになる。この結果、第４層のアース電極面積は実質上、主電極領域１２と１の副電極領域１２ｂとの和になり、副電極領域１２ａの面積分だけアース領域が減少する。その分フィルタ電極１４、１５との対抗面積が減少し、フィルタの対地容量が減少する。この結果、フィルタ特性が調整されることになる。
【００１９】
更に、他のスルーホール２３を削除すると、第４層のアース領域の面積が更に減少し、フィルタ特性葉より変更される。このように、スルーホール２１〜２４については、いくつのスルーホールを削除するかによりフィルタ特性を階段的に変更して調整できる。
なお、上記のようにスルーホールを完全に取り去らなくても、除去量を調整すると、電極の残量に応じてフィルタ特性を変更することが出来る。
【００２０】
スルーホール１７、１８の切削、スルーホール２１〜２４の削除は、組み合わせて行なうことが出来る。これによって、より広範にフィルタ特性の調整を行なうことが出来る。そして、その場合、何れのスルーホールの削除、切削においても、主たるフィルタ電極１４、１５、１６は、２層のアース電極１２、１３に囲まれているので、調整後においても外部電磁界等の影響を受けることはないものである。
【００２１】
加えて、上記実施例では、接地端子、信号端子を半田ボール１０…によって構成しているので、実装したとき、積層基板が二次実装基板に直接接しなくなるため、二次実装時の精度に依存しないフィルターが構成できる。
図５（ａ）（ｂ）は、上記構成の半円形上のスルーホールを有したモジュール部品を作成する例を示している。即ち、各誘電体層に、既定のパターンを行方向、列方向に繰り返して形成し、それらの誘電体層を積層して後、各モジュール部品に分割する線上２０１…に沿い、適数箇所円形のホール２０２…を形成する（図５（ａ）参照）。しかる後、分割線２０１…に沿い分割する（図５（ｂ）参照）。
【００２２】
なお、上記実施例においては、共振器はストリップライン型を用いているが、本発明はこれに限定されるものでは無い。インダクタ電極とキャパシタ電極とを個別に形成し、相互に接続して構成したＬＣ共振器を用いることも出来る。図４（ｂ）は、そのようにして構成されたフィルタの等価回路を示している。この他の構成としては、例えば従来技術で説明したような共振器を２層のアース電極の間に設ける構成が該当する。
【００２３】
また、上記実施例では、基板は誘電体基板としているが、特段誘電体に限るものではなく、絶縁性のある基板であれば使用できる。
さらに、半円形上のスルーホールは、真円の半分の形状に限定的に解釈されるものではなく、楕円の半分でも、或いは極端ではあるが、Ｖ字型溝であっても構わない。要するに切削量に応じて電極断面積（電極幅）が漸減する形状であれば、実施することが出来る。
【００２４】
また、実施例では、第８層の裏面に電子部品を搭載しているが、搭載しない構成で実施してもいいことは勿論である。
さらに、第１層〜第３層までが存在しないフィルタ単体の構成で実施することも本発明に含まれるものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るフィルタ若しくはモジュール部品は、積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層有し、前記２層の接地電極の間に、ストリップライン共振器を含む共振器電極を少なくとも１層以上有し、前記共振器電極の接地側電極部分が基板側面まで引き出されるとともに、基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、接地電極と接続されていることを特徴としている。
【００２６】
この構成によれば、基板外側面からリュ−ターなどを適用して、半円状スルーホールを切削することにより、等価的にインダクタンスを変更することが出来、周波数特性の調整が出来る。この結果、調整前後において、共振器は２層の接地電極に挟まれているので、外部電磁界の影響を受けにくい状態で、調整作業を実施することができるし、調整後においてもその状態が保持される。
【００２７】
ストリップライン型共振器に代えてインダクタ電極、キャパシタ電極の組合せで構成する共振器を用いた場合においても、効果は同じである。
また、本発明に係るフィルタは、積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層有し、前記２層の接地電極の間に、ストリップライン共振器を含む共振器電極を少なくとも１層有してなり、前記一方の接地電極は、主電極部分と副電極部分に分割され、副電極部分が、基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、他方の接地電極と接続されている構成としているので、基板外側面からリュ−ターなどを適用して、半円状スルーホールを切削すれば、副電極部分が他の接地電極と接続を断たれ、結果的に接地電極面積を減少させて、周波数特性を変更することが出来る。この場合にも、外部電磁界の影響を受けにくい状態で調整作業を行なうことが出来る。
【００２８】
また、上記フィルタを含むモジュール部品においても、外部電磁界の影響を受けにくい効果は同一である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるモジュール部品の分解斜視図
【図２】（ａ）は前記モジュール部品の斜視図、（ｂ）は要部詳細図、（ｃ）は、切削加工後の状態を示す図、
【図３】モジュール部品の斜視図であって、図２と反対方向の基板側面を正面側とした図、
【図４】本発明のフィルター及びフィルタを含むモジュール部品のフィルター部の等価回路で、図（ａ）は、ストリップライン型共振器、図（ｂ）は、ＬＣ電極からなる共振器を用いたもの、
【図５】本発明のモジュール部品の製作方法を説明する図
【図６】従来例の構成を示す図、
【図７】従来例の等価回路を示す図。
【符号の説明】
１第１層配線層
２第２層ＧＮＤ層
３第３層配線層
４第４層ＧＮＤ層
５第５層フィルタ層
６第６層フィルタ層
７第７層ＧＮＤ層
８第８層配線層
９第１層に実装される電子部品
１０第８層に実装されるボール
１１、１２、１３アース電極（主電極）
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ副電極（領域）
１４、１５、１６フィルタ電極
１５ａ、１６ａアース側引出し部
１７、１８半円形状のスルーホール
１９電子部品
２１、２２、２３、２４半円形状のスルーホール
２０１分割線
２０２円形のホール
３０１ストリップライン共振器
３０２ストリップライン共振器
３０３ストリップライン共振器のＧＮＤ接続部分
３０４ストリップライン共振器のＧＮＤ接続部分
３０５ストリップライン共振器の結合容量
３０６ストリップライン共振器の結合容量
３０７ストリップライン共振結合容量の浮遊容量
３１１ＬＣ共振器
３１２ＬＣ共振器
３１３ＬＣ共振器のＧＮＤ接続部分
３１４ＬＣ共振器のＧＮＤ接続部分
３１５ＬＣ共振器の結合容量
３１６ＬＣ共振器の結合容量
３１７ＬＣ共振結合容量の浮遊容量

Claims

積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層有し、前記２層の接地電極の間に、ストリップライン共振器を含む共振器電極を少なくとも１層以上有し、前記共振器電極の接地側電極部分が基板側面まで引き出されるとともに、基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、接地電極と接続されていることを特徴とするフィルタ
積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層以上有し、前記２層の接地電極の間に、インダクタ電極およびキャパシタ電極との組合せから構成される共振器層を少なくとも１層以上有し、前記インダクタ電極および前記キャパシタ電極の接地側電極部分が基板側面まで引き出されるとともに、基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、接地電極と接続されていることを特徴とするフィルタ。
前記ストリップライン共振器、前記インダクタ電極および前記キャパシタ電極それぞれの接地側電極部分と接地電極を接続するための半円状スルーホールが前記ストリップライン共振器、インダクタ電極およびキャパシタ電極ごとに設けられていることを特徴とする請求項１および２に記載のフィルタ。
積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層有し、前記２層の接地電極の間に、ストリップライン共振器を含む共振器電極を少なくとも１層有してなり、前記一方の接地電極は、主電極部分と副電極部分に分割され、副電極部分が、基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、他方の接地電極と接続されていることを特徴とするフィルタ。
積層構造を有する絶縁基板が、接地電極を少なくとも２層有し、前記２層の接地電極の間に、インダクタ電極およびキャパシタ電極の組合せによって構成される共振器層を少なくとも１層有してなり、前記一方の接地電極が、主電極部分と副電極部分とに分割され、副電極部分が基板側面に刻設された半円状スルーホールにて、他方の接地電極と接続されていることを特徴とするフィルタ。
前請求１，２，３，４，５のいずれかに記載のフィルタを含み、前記積層構造を有する絶縁基板の表面もしくは裏面もしくは両面に受動部品、能動部品の実装がなされ、電気回路が形成されていることを特徴とするモジュール装置。
外部接続用の信号端子、接地端子が、絶縁基板の表面に突設したボールであることを特徴とする請求項６記載のモジュール装置。