JP2007194947A - Lamination type dielectric resonator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact low-loss lamination type dielectric resonator which costs low and has a high Q value without causing cracking and delamination of an element body after baking. <P>SOLUTION: The lamination type dielectric resonator has a plurality of internal electrode layers laminated across dielectric layers and also has a capacitor part and an inductor part formed by the pattern and lamination structure of those internal electrode layers. At least the inductor part has a center layer 20a which contains a relatively small amount of conductive particles and a relatively large amount of glass components and a coating layer 20b which is formed covering a periphery of the center layer 20a and contains more conductive particles than the center layer 20a. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、バンドパスフィルタなどとして用いられる積層型誘電体共振器に関する。   The present invention relates to a laminated dielectric resonator used as a bandpass filter or the like.

地上波デジタルTV放送、携帯電話、テレビ付き携帯電話などの無線通信システムの多様化に伴い、バンドパスフィルタやデュプレクサなど、数百MHz〜数GHzのマイクロ波帯において共振回路を構成する積層型誘電体共振器に関しては、小型で、低損失な共振器が望まれている。   With the diversification of wireless communication systems such as terrestrial digital TV broadcasting, mobile phones, and mobile phones with televisions, multilayer dielectrics that form resonant circuits in the microwave band of several hundred MHz to several GHz, such as bandpass filters and duplexers As for the body resonator, a small-sized and low-loss resonator is desired.

積層型誘電体共振器の低損失化を実現させるためには、Q値(=1/tanδ)を向上させる必要がある。共振回路のQ値は、主に誘電体基板の誘電体による損失(誘電体損)と共振回路を構成する内部電極による損失(導体損)とによって決まる。一般に、マイクロ波帯以下の低周波帯では、誘電体損よりも導体損の方がQ値に対して支配的である。   In order to reduce the loss of the multilayer dielectric resonator, it is necessary to improve the Q value (= 1 / tan δ). The Q value of the resonance circuit is mainly determined by the loss due to the dielectric of the dielectric substrate (dielectric loss) and the loss due to the internal electrodes constituting the resonance circuit (conductor loss). In general, in a low frequency band below the microwave band, the conductor loss is more dominant than the dielectric loss than the dielectric loss.

したがって、積層型誘電体共振器の低損失化を実現させてQ値を向上させるためには、共振回路を構成する内部電極を形成する導体材料の比抵抗を小さくすることと、内部電極の幅や厚みを大きくすることとが考えられる。   Therefore, in order to realize a reduction in loss of the multilayer dielectric resonator and improve the Q value, it is necessary to reduce the specific resistance of the conductor material forming the internal electrode constituting the resonance circuit, and to reduce the width of the internal electrode. It is conceivable to increase the thickness.

そこで、積層型誘電体共振器のサイズを大きくすることなく、Q値を向上させる手段として、下記の特許文献1および2に示すように、表面に内部電極(長手パターン)がそれぞれ形成された複数枚の誘電体層を多数重ねることが提案されている。   Therefore, as means for improving the Q value without increasing the size of the multilayer dielectric resonator, a plurality of internal electrodes (longitudinal patterns) are formed on the surface as shown in Patent Documents 1 and 2 below. It has been proposed to stack a large number of dielectric layers.

ところが、従来の積層型誘電体共振器では、積層されてインダクタ部となる長手パターンは、外部端子電極の部分でのみ接続され、誘電体層を介しては分離されている構造であり、さらに積層型誘電体共振器を小型化すると、Q値が不十分になると言う課題を有している。   However, the conventional laminated dielectric resonator has a structure in which the longitudinal pattern that is laminated and becomes the inductor portion is connected only at the portion of the external terminal electrode and separated through the dielectric layer. When the type dielectric resonator is downsized, there is a problem that the Q value becomes insufficient.

そこで、Q値を高めるために、導電率が高い銀高純度電極層を多層構造にして厚膜化することが考えられる。しかしながら、銀高純度電極層は、誘電体層との熱膨張係数が大きく異なり、その銀高純度電極層を厚膜に形成することは、焼成後の素子本体にクラックやデラミネーションが生じたりする要因となる。また、銀高純度層を厚膜に形成することは、コスト的にも不利になる。
特開平4−43703号公報 特開2001−237619号公報
Therefore, in order to increase the Q value, it is conceivable to increase the thickness of the silver high-purity electrode layer having a high conductivity by forming a multilayer structure. However, the thermal expansion coefficient of the silver high-purity electrode layer is significantly different from that of the dielectric layer, and forming the silver high-purity electrode layer in a thick film may cause cracks and delamination in the element body after firing. It becomes a factor. Moreover, it is disadvantageous in terms of cost to form the silver high-purity layer in a thick film.
JP-A-4-43703 JP 2001-237619 A

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、焼成後の素子本体にクラックやデラミネーションなどを生じさせることなく、しかも低コストで、Q値が高く、小型で低損失な積層型誘電体共振器を提供することである。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a low-cost, high-Q value, small size and low-loss laminate without causing cracks or delamination in the element body after firing. Type dielectric resonator.

上記目的を達成するために、本発明に係る積層型誘電体共振器は、
誘電体層を介して複数の内部電極層が積層してあり、これらの内部電極層のパターンおよび積層構造により、コンデンサ部とインダクタ部とが形成してある積層型誘電体共振器であって、
前記インダクタ部が、
導電性粒子が比較的に少なくガラス成分が比較的に多く含まれる中心層と、
前記中心層の周囲を覆うように形成してあり、前記中心層よりも導電性粒子が多く含まれる被覆層とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a laminated dielectric resonator according to the present invention includes:
A multilayer dielectric resonator in which a plurality of internal electrode layers are laminated via a dielectric layer, and a capacitor part and an inductor part are formed by a pattern and a laminated structure of these internal electrode layers,
The inductor section is
A central layer containing relatively few conductive particles and a relatively large amount of glass component;
It is formed so that the circumference | surroundings of the said center layer may be covered, and it has a coating layer which contains more electroconductive particles than the said center layer.

本発明者等の実験によれば、特に数百MHz〜数GHzのマイクロ波帯においては、内部電極層を構成する導電層の表層を主として電流が流れることが判明した。そこで、本発明では、インダクタ部を構成する内部電極層の被覆層を、導電性粒子が多く含まれる層で構成することで、大幅に電気抵抗を低下させ、低損失でQ値が高い共振器構造を実現することができる。すなわち、本発明では、従来構造に比較して、より多くの電流を通過させることが可能であり、挿入損失が少ない。そのため、本発明では、サイズを小型化してもQ値が高く、低損失な積層型誘電体共振器を実現することが可能になる。   According to the experiments by the present inventors, it was found that a current mainly flows through the surface layer of the conductive layer constituting the internal electrode layer, particularly in the microwave band of several hundred MHz to several GHz. Therefore, in the present invention, the internal electrode layer covering layer that constitutes the inductor portion is formed of a layer containing a large amount of conductive particles, so that the electrical resistance is greatly reduced, and the resonator has a low loss and a high Q value. A structure can be realized. That is, in the present invention, it is possible to pass a larger amount of current and the insertion loss is smaller than in the conventional structure. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a multilayer dielectric resonator having a high Q value and low loss even when the size is reduced.

しかも本発明では、導電性粒子が多く含まれる層を厚くするのではなく、導電性粒子が多く含まれる層は、被覆層であり、その中心層は、導電性粒子が比較的に少なくガラス成分が比較的に多く含まれる層で構成される。導電性粒子が比較的に少なくガラス成分が比較的に多く含まれる層は、導電性粒子を多く含む層に比較すれば電気抵抗が高いが、誘電体層と熱膨張係数が近く、誘電体層と内部電極層との界面でのクラックやデラミネーションを有効に防止することができる。しかも、マイクロ波帯においては、内部電極層を構成する導電層の表層を主として電流が流れるので、中心層の電気抵抗が比較的に高いことは、それほどQ値を低下させる要因には成らない。   In addition, in the present invention, the layer containing a large amount of conductive particles is not thickened, but the layer containing a large amount of conductive particles is a coating layer, and the central layer has a relatively small amount of conductive particles and a glass component. Is composed of a layer containing a relatively large amount. A layer containing a relatively small amount of conductive particles and a relatively large amount of glass component has a higher electrical resistance than a layer containing a large amount of conductive particles, but has a thermal expansion coefficient close to that of the dielectric layer. It is possible to effectively prevent cracks and delamination at the interface between the electrode and the internal electrode layer. In addition, in the microwave band, current mainly flows through the surface layer of the conductive layer constituting the internal electrode layer. Therefore, the relatively high electric resistance of the center layer does not cause the Q value to decrease so much.

したがって、本発明によれば、焼成後の素子本体にクラックやデラミネーションなどを生じさせることなく、しかも低コストで、Q値が高く、小型で低損失な積層型誘電体共振器を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, there is provided a multilayer dielectric resonator that does not cause cracks or delamination in a fired element body, is low in cost, has a high Q value, is small, and has low loss. Can do.

好ましくは、前記被覆層が、下部導電層と、当該下部導電層の上に形成してある前記中心層の上を被覆する上部導電層とで構成してある。また、好ましくは、前記中心層の横幅は、前記下部導電層および上部導電層の横幅よりも狭い。このような構成の時に、中心層の周囲を被覆層で良好に被覆することができる。なお、本発明では、インダクタ部を構成する内部電極層は、上部導電層と中心層と下部導電層との3層以外に、4層以上の導電層で構成しても良い。   Preferably, the coating layer includes a lower conductive layer and an upper conductive layer that covers the central layer formed on the lower conductive layer. Preferably, the lateral width of the central layer is narrower than the lateral widths of the lower conductive layer and the upper conductive layer. In such a configuration, the periphery of the center layer can be satisfactorily covered with the coating layer. In the present invention, the internal electrode layer constituting the inductor section may be composed of four or more conductive layers in addition to the upper conductive layer, the central layer, and the lower conductive layer.

好ましくは、前記被覆層の厚みが2μm以上である。被覆層の厚みが薄すぎると、Q値を高くすることが困難になる傾向にある。   Preferably, the thickness of the coating layer is 2 μm or more. If the thickness of the coating layer is too thin, it tends to be difficult to increase the Q value.

好ましくは、前記中心層の厚みは、前記被覆層の厚み以上である。中心層の厚みは、素子の小型化の要請に反しない程度で厚くすることができる。   Preferably, the thickness of the center layer is equal to or greater than the thickness of the covering layer. The thickness of the center layer can be increased to such an extent that it does not violate the demand for miniaturization of the element.

好ましくは、前記被覆層に含まれる導電性粒子は、前記被覆層全体100重量%に対して90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上、さらに好ましくは98重量%以上、特に100重量%近く含まれる。被覆層に含まれる導電性粒子の配合量が増すほど、電気抵抗が下がり、Q値を高くすることができる。   Preferably, the conductive particles contained in the coating layer are 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, more preferably 98% by weight or more, particularly close to 100% by weight with respect to 100% by weight of the entire coating layer. included. As the blending amount of the conductive particles contained in the coating layer increases, the electrical resistance decreases and the Q value can be increased.

好ましくは、前記中心層に含まれる導電性粒子は、前記中心層全体100重量%に対して99.8重量%以下含まれる。中心層に含まれる導電性粒子の配合量が多すぎると、内部電極層と誘電体層との界面におけるクラック防止やデラミネーション防止の効果が小さくなる傾向にある。   Preferably, the conductive particles included in the central layer are included in an amount of 99.8% by weight or less based on 100% by weight of the entire central layer. If the amount of the conductive particles contained in the center layer is too large, the effect of preventing cracks and preventing delamination at the interface between the internal electrode layer and the dielectric layer tends to be reduced.

好ましくは、前記中心層に含まれるガラス成分は、前記中心層全体100重量%に対して0.2重量%以上含まれる。ガラス成分の添加量が少なすぎると、内部電極層と誘電体層との界面におけるクラック防止やデラミネーション防止の効果が小さくなる傾向にある。   Preferably, the glass component contained in the center layer is contained in an amount of 0.2% by weight or more based on 100% by weight of the entire center layer. If the added amount of the glass component is too small, the effect of preventing cracks and preventing delamination at the interface between the internal electrode layer and the dielectric layer tends to be reduced.

前記導電性粒子としては、特に限定されず、ニッケル、銅、銀、金、またはこれらの合金などが例示されるが、好ましくは、前記導電性粒子が銀または銀合金である。   The conductive particles are not particularly limited, and examples thereof include nickel, copper, silver, gold, and alloys thereof. Preferably, the conductive particles are silver or a silver alloy.

本発明に係る積層型誘電体共振器は、バンドパスフィルタやデュプレクサなどとして利用できるが、好ましくはバンドパスフィルタとして利用される。   The multilayer dielectric resonator according to the present invention can be used as a band-pass filter or a duplexer, but is preferably used as a band-pass filter.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る積層型バンドパスフィルタ(積層型誘電体共振器)の全体斜視図、
図2は図1に示す積層型バンドパスフィルタの分解斜視図、
図3は図2に示すIII−III線に沿う要部断面図、
図4は図1および図2に示す積層型バンドパスフィルタの等価回路図、
図5および図6は図1に示す積層型バンドパスフィルタの製造過程を示す分解斜視図、
図7は図6に示すVII−VII線に沿う要部断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is an overall perspective view of a multilayer bandpass filter (multilayer dielectric resonator) according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the multilayer bandpass filter shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part along the line III-III shown in FIG.
4 is an equivalent circuit diagram of the multilayer bandpass filter shown in FIG. 1 and FIG.
5 and 6 are exploded perspective views showing a manufacturing process of the multilayer bandpass filter shown in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part taken along line VII-VII shown in FIG.

図1〜図3に示すように、本実施形態に係る積層型誘電体共振器の一例としての積層型バンドパスフィルタ2は、素子本体4を有する。素子本体4の内部には、誘電体層400〜408を介して、複数の内部電極層500〜504が積層してある。これらの内部電極層500〜504のパターンおよび積層構造により、図4に示すコンデンサ部C11〜C16と、インダクタ部Q1、Q2およびQ3とが形成してあり、バンドパスフィルタ回路を構成している。   As shown in FIGS. 1 to 3, the multilayer bandpass filter 2 as an example of the multilayer dielectric resonator according to the present embodiment includes an element body 4. Inside the element body 4, a plurality of internal electrode layers 500 to 504 are laminated via dielectric layers 400 to 408. Capacitor parts C11 to C16 and inductor parts Q1, Q2 and Q3 shown in FIG. 4 are formed by the pattern and laminated structure of these internal electrode layers 500 to 504, and constitute a band-pass filter circuit.

図1に示すように、素子本体4は、直方体形状を有し、その大きさは、特に限定されないが、縦(X軸方向)1.0〜3.0mm、横(Y軸方向)0.5〜2.5mm、高さ(積層方向Zに一致する)0.6〜1.0mm程度である。   As shown in FIG. 1, the element body 4 has a rectangular parallelepiped shape, and the size thereof is not particularly limited, but is vertical (X-axis direction) 1.0 to 3.0 mm, horizontal (Y-axis direction) 0. The height is about 5 to 2.5 mm and the height (corresponding to the stacking direction Z) is about 0.6 to 1.0 mm.

素子本体4のY軸方向に対向する二側面4cおよび4dには、接地用端子電極8および9が形成してあり、X軸方向に対向する二側面4aおよび4bには、入力端子電極6および出力端子電極7が形成してある。これらの端子電極6〜9の材質は、特に限定されないが、たとえばAu、Ag、Cu、及びそれらを主成分とする合金などが用いられる。   Ground terminal electrodes 8 and 9 are formed on the two side surfaces 4c and 4d facing the Y-axis direction of the element body 4, and the input terminal electrode 6 and the two side surfaces 4a and 4b facing the X-axis direction are formed. An output terminal electrode 7 is formed. Although the material of these terminal electrodes 6-9 is not specifically limited, For example, Au, Ag, Cu, the alloy which has them as a main component, etc. are used.

素子本体4には、図2および図3に示すように、積層方向Zの下から上に向けて、誘電体層400〜408を介して、内部電極層500〜504が積層してある。誘電体層400〜408は、たとえば図5〜図7に示す誘電体グリーンシートGS0〜GS8(グリーンシートGS5〜GS8は図示省略)を積層後に焼成して得られる。誘電体層400〜408の材質は、特に限定されず、たとえばBaTiO系、BaZrO系、BaNdTi系、BaSnTi系などの誘電体材料が用いられる。各誘電体層400〜408の厚みは、特に限定されず、10〜200μmである。 As shown in FIGS. 2 and 3, internal electrode layers 500 to 504 are laminated on the element body 4 from below in the lamination direction Z through dielectric layers 400 to 408. The dielectric layers 400 to 408 are obtained, for example, by firing dielectric green sheets GS0 to GS8 (green sheets GS5 to GS8 are not shown) shown in FIGS. The material of the dielectric layers 400 to 408 is not particularly limited, and for example, a dielectric material such as a BaTiO 3 system, a BaZrO 3 system, a BaNdTi system, or a BaSnTi system is used. The thickness of each dielectric layer 400-408 is not specifically limited, It is 10-200 micrometers.

各誘電体層400〜408の上に形成してある内部電極層500〜504は、誘電体層400〜408となる誘電体グリーンシートの表面に印刷法などで形成され、グリーンシートと共に焼成されて内部電極となる。内部電極層500〜504を構成する金属としては、特に限定されず、Au、Ag、Cu、及びそれらを主成分とする合金などが例示される。   The internal electrode layers 500 to 504 formed on the dielectric layers 400 to 408 are formed on the surface of the dielectric green sheet to be the dielectric layers 400 to 408 by a printing method or the like, and are fired together with the green sheets. It becomes an internal electrode. The metal constituting the internal electrode layers 500 to 504 is not particularly limited, and examples thereof include Au, Ag, Cu, and alloys containing them as main components.

なお、内部電極層500および501の間と、内部電極層503および504の間には、内部電極層を構成する電極パターンが形成されていない誘電体層401,405,406が積層してある。   Note that dielectric layers 401, 405, and 406 in which an electrode pattern constituting the internal electrode layer is not formed are laminated between the internal electrode layers 500 and 501 and between the internal electrode layers 503 and 504.

素子本体4の積層方向Z軸の最も下側に位置する内部電極層500は、図2および図5に示すように、Y軸方向に延びる長方形パターンであり、誘電体層400のX軸方向幅よりもすこし狭い幅を有する。この内部電極層500は、Y軸方向に延びる中心線に対して、線対称な電極パターンであり、側面4cおよび4b間を接続するように延び、図1に示す端子電極8および9に対して電気的に接続してある。   The internal electrode layer 500 located on the lowermost side in the stacking direction Z-axis of the element body 4 is a rectangular pattern extending in the Y-axis direction, as shown in FIGS. 2 and 5, and the width of the dielectric layer 400 in the X-axis direction. It has a slightly narrower width. This internal electrode layer 500 is an electrode pattern that is axisymmetric with respect to a center line extending in the Y-axis direction, extends so as to connect the side surfaces 4c and 4b, and is connected to the terminal electrodes 8 and 9 shown in FIG. It is electrically connected.

図5に示すように、誘電体層401および402を介して内部電極層500の上側に位置する内部電極層501は、図4に示すコンデンサ部C11を形成するための一方のコンデンサ電極パターンに形成されている。この内部電極層501は、図5に示すように、いずれの側面4a〜4dにも露出しない孤立パターンとなっており、図4に示すコンデンサ部C11のフローティング電極となる。この内部電極層501は、誘電体層402の表面で、側面4dに近い位置で、X軸方向の中央位置に形成され、平面矢視側から見て、Y軸方向に延びる中心線に対して、線対称な電極パターンである。   As shown in FIG. 5, the internal electrode layer 501 located above the internal electrode layer 500 through the dielectric layers 401 and 402 is formed in one capacitor electrode pattern for forming the capacitor portion C11 shown in FIG. Has been. As shown in FIG. 5, the internal electrode layer 501 has an isolated pattern that is not exposed on any of the side surfaces 4a to 4d, and serves as a floating electrode of the capacitor portion C11 shown in FIG. The internal electrode layer 501 is formed on the surface of the dielectric layer 402 at a central position in the X-axis direction at a position close to the side surface 4d, and with respect to a center line extending in the Y-axis direction when viewed from the plane arrow side. This is a line-symmetric electrode pattern.

誘電体層403を介して内部電極層501の上側に位置する内部電極層502は、図5および図6に示すように、側面4cに露出する共通接地用リードパターン21から3本に枝分かれしてY軸方向に平行に延びる3つのインダクタ用導体パターン20を有する。この実施形態では、インダクタ用導体パターン20は、直線パターン(長手パターンの1種)であり、それぞれ図4に示すインダクタ部Q1〜Q3の一部となる。   As shown in FIGS. 5 and 6, the internal electrode layer 502 located above the internal electrode layer 501 via the dielectric layer 403 is branched into three from the common ground lead pattern 21 exposed on the side surface 4c. Three inductor conductive patterns 20 extending parallel to the Y-axis direction are provided. In this embodiment, the inductor conductive pattern 20 is a linear pattern (one type of longitudinal pattern), and each part of the inductor portions Q1 to Q3 shown in FIG.

各インダクタ用導体パターン20の頭部には、図4に示すコンデンサ部C11〜C16の電極を主として構成するコンデンサ用電極パターン24が各々一体に形成してある。   Capacitor electrode patterns 24 mainly constituting the electrodes of the capacitor portions C11 to C16 shown in FIG. 4 are integrally formed on the heads of the respective conductor patterns 20 for inductors.

X軸方向の両側に位置するコンデンサ用電極パターン24には、Y軸方向の中央部において、X軸方向に延びるリードパターン22および23がそれぞれ一体に形成してある。リードパターン22は、側面4aに露出し、図1に示す入力端子電極6に接続してある。リードパターン23は、側面4bに露出し、図1に示す出力端子電極6に接続してある。図5および図6に示すように、内部電極層502は、平面矢視側から見て、Y軸方向に延びる中心線に対して、線対称な電極パターンである。   The capacitor electrode patterns 24 located on both sides in the X-axis direction are integrally formed with lead patterns 22 and 23 extending in the X-axis direction at the center in the Y-axis direction. The lead pattern 22 is exposed on the side surface 4a and connected to the input terminal electrode 6 shown in FIG. The lead pattern 23 is exposed on the side surface 4b and connected to the output terminal electrode 6 shown in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the internal electrode layer 502 is an electrode pattern that is line-symmetric with respect to a center line extending in the Y-axis direction when viewed from the plane arrow side.

図2および図3に示すように、各インダクタ用導体パターン20は、中心層20aと、その中心層20aを被覆する被覆層20bとを有する。中心層20aは、導電性粒子が比較的に少なくガラス成分が比較的に多く含まれる層で構成される。被覆層20bは、中心層20aよりも導電性粒子が多く含まれる。   As shown in FIGS. 2 and 3, each inductor conductive pattern 20 has a center layer 20a and a covering layer 20b covering the center layer 20a. The center layer 20a is composed of a layer containing relatively few conductive particles and a relatively large amount of glass component. The coating layer 20b contains more conductive particles than the center layer 20a.

被覆層20bに含まれる導電性粒子は、被覆層全体100重量%に対して90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上、さらに好ましくは98重量%以上、特に100重量%近く含まれる。被覆層20bに含まれる導電性粒子の配合量が増すほど、電気抵抗が下がり、Q値を高くすることができる。   The conductive particles contained in the coating layer 20b are contained in an amount of 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, more preferably 98% by weight or more, particularly close to 100% by weight with respect to 100% by weight of the entire coating layer. As the blending amount of the conductive particles contained in the coating layer 20b increases, the electrical resistance decreases and the Q value can be increased.

中心層20aに含まれる導電性粒子は、中心層全体100重量%に対して99.8重量%以下含まれる。中心層20aに含まれる導電性粒子の配合量が多すぎると、導体パターン20と誘電体層403,404との界面におけるクラック防止やデラミネーション防止の効果が小さくなる傾向にある。なお、中心層20aに含まれる導電性粒子の配合量は、仮にゼロであっても、被覆層20bにて電気を流すので問題はないが、好ましくは70〜99.8重量%である。   The conductive particles contained in the center layer 20a are contained in 99.8% by weight or less with respect to 100% by weight of the entire center layer. If the amount of the conductive particles contained in the center layer 20a is too large, the effect of preventing cracks and delamination at the interface between the conductor pattern 20 and the dielectric layers 403 and 404 tends to be reduced. In addition, even if the compounding quantity of the electroconductive particle contained in the center layer 20a is zero, since electricity flows through the coating layer 20b, there is no problem, but it is preferably 70 to 99.8% by weight.

中心層20aに含まれるガラス成分は、前記中心層全体100重量%に対して0.2重量%以上含まれる。ガラス成分の添加量が少なすぎると、内部電極層と誘電体層との界面におけるクラック防止やデラミネーション防止の効果が小さくなる傾向にある。なお、中心層20aは、必ずしも導電性を持たなくても良いので、ガラス成分100重量%の中心層20aや、誘電体層400〜408と同様な成分で構成してある中心層20aもあり得る。ただし、好ましくは、中心層20aに含まれるガラス成分は、中心層全体100重量%に対して0.2〜30重量%である。   The glass component contained in the center layer 20a is contained in an amount of 0.2% by weight or more based on 100% by weight of the entire center layer. If the added amount of the glass component is too small, the effect of preventing cracks and preventing delamination at the interface between the internal electrode layer and the dielectric layer tends to be reduced. Since the center layer 20a does not necessarily have conductivity, there may be a center layer 20a having a glass component of 100% by weight or a center layer 20a composed of the same components as the dielectric layers 400 to 408. . However, the glass component contained in the center layer 20a is preferably 0.2 to 30% by weight with respect to 100% by weight of the entire center layer.

中心層20aおよび被覆層20bに含まれる導電性粒子としては、特に限定されず、ニッケル、銅、銀、金、またはこれらの合金などが例示されるが、好ましくは、導電性粒子が銀または銀合金である。銀または銀合金が好ましいのは、電気的に低抵抗であり、低温で誘電体ガラスセラミックスと同時焼成が可能、大気中で焼成可能などの理由からである。   The conductive particles contained in the center layer 20a and the covering layer 20b are not particularly limited, and examples thereof include nickel, copper, silver, gold, and alloys thereof. Preferably, the conductive particles are silver or silver. It is an alloy. Silver or a silver alloy is preferable because it has a low electrical resistance, can be co-fired with a dielectric glass ceramic at a low temperature, and can be fired in the air.

中心層20aの断面形状は、特に限定されず、図3に示すように、楕円形状、円形状、四角形状、その他の形状が例示されるが、好ましくは楕円形状、円形状である。被覆層20bの形状は、中心層20aの周囲を均一な厚みで覆う形状であることが好ましい。   The cross-sectional shape of the center layer 20a is not particularly limited, and examples thereof include an elliptical shape, a circular shape, a quadrangular shape, and other shapes as shown in FIG. 3, but are preferably an elliptical shape and a circular shape. The shape of the covering layer 20b is preferably a shape that covers the periphery of the center layer 20a with a uniform thickness.

被覆層20bの厚みは2μm以上である。被覆層20bの厚みが薄すぎると、Q値を高くすることが困難になる傾向にある。なお、被覆層20bの厚みの上限は、好ましくは10μm以下である。被覆層20bの厚みが厚すぎると、クラックやデラミネーションを発生させる可能性が増えると共に、導電性粒子の使用量が増えて製造コストが増大する。また、素子の小型化の要請にも反する。   The thickness of the coating layer 20b is 2 μm or more. If the thickness of the coating layer 20b is too thin, it tends to be difficult to increase the Q value. In addition, the upper limit of the thickness of the coating layer 20b is preferably 10 μm or less. If the thickness of the coating layer 20b is too thick, the possibility of generating cracks and delamination increases, and the amount of conductive particles used increases, resulting in an increase in manufacturing cost. Moreover, it is contrary to the demand for miniaturization of the element.

中心層20aの厚み(積層方向Zの最大厚み)は、被覆層20bの厚み以上である。中心層20aの厚みは、素子の小型化の要請に反しない程度で厚くすることができる。中心層20aの厚みの上限は、好ましくは10μm以下である。中心層20aを厚くしすぎると、素子の小型化の要請に反する。   The thickness of the center layer 20a (the maximum thickness in the stacking direction Z) is equal to or greater than the thickness of the coating layer 20b. The thickness of the center layer 20a can be increased to such an extent that it does not violate the demand for device miniaturization. The upper limit of the thickness of the center layer 20a is preferably 10 μm or less. If the center layer 20a is too thick, it is against the demand for smaller elements.

楕円形の中心層20aおよび被覆層20bは、たとえば図7に示すように、焼成前の下部導電層20b1と、下部導電層20b1の上に形成してある焼成前の中心層20a1と、その上を被覆する焼成前の上部導電層20b2とを焼成することにより形成される。この場合において、中心層20a1の横幅W1は、下部導電層20b1および上部導電層20b2の横幅W2よりも狭い。このような構成の時に、図3に示すように、中心層20aの周囲を被覆層20bで良好に被覆することができる。中心層20a1の横幅W1は、特に限定されないが、好ましくは20〜300μmであり、横幅の差(W2−W1)は、好ましくは5〜15μmである。   For example, as shown in FIG. 7, the elliptical center layer 20a and the covering layer 20b are a lower conductive layer 20b1 before firing, a center layer 20a1 before firing formed on the lower conductive layer 20b1, and a top layer thereof. It is formed by baking the upper conductive layer 20b2 before baking to coat. In this case, the lateral width W1 of the center layer 20a1 is narrower than the lateral width W2 of the lower conductive layer 20b1 and the upper conductive layer 20b2. In such a configuration, as shown in FIG. 3, the periphery of the center layer 20a can be satisfactorily covered with the covering layer 20b. The lateral width W1 of the center layer 20a1 is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 μm, and the lateral width difference (W2−W1) is preferably 5 to 15 μm.

なお、本発明では、インダクタ用導体パターン20は、上部導電層20b2と中心層20a1と下部導電層20b1との3層以外に、4層以上の導電層で構成しても良い。また、図示する実施形態では、内部電極層502において、インダクタ用導体パターン20のみを、中心層20aと被覆層20bとで構成したが、本発明では、共通接地用リードパターン21、コンデンサ用電極パターン24、リードパターン22および23を含めて、内部電極層502の全体を、中心層20aと被覆層20bとで構成しても良い。   In the present invention, the inductor conductive pattern 20 may be composed of four or more conductive layers in addition to the upper conductive layer 20b2, the central layer 20a1, and the lower conductive layer 20b1. In the illustrated embodiment, in the internal electrode layer 502, only the inductor conductive pattern 20 is constituted by the center layer 20a and the covering layer 20b. However, in the present invention, the common ground lead pattern 21 and the capacitor electrode pattern are formed. 24, the entire internal electrode layer 502 including the lead patterns 22 and 23 may be composed of the center layer 20a and the covering layer 20b.

図6に示すように、誘電体層404を介して内部電極層502の上側に位置する内部電極層503は、内部電極層502におけるコンデンサ用電極パターン24に対応する位置に、コンデンサ用電極パターン31を有する。各コンデンサ用電極パターン31は、誘電体層404を介して、コンデンサ用電極パターン24と対となり、図4に示すコンデンサ部C12,C14,C16を構成する。   As shown in FIG. 6, the internal electrode layer 503 located above the internal electrode layer 502 via the dielectric layer 404 is located at a position corresponding to the capacitor electrode pattern 24 in the internal electrode layer 502. Have Each capacitor electrode pattern 31 is paired with the capacitor electrode pattern 24 via the dielectric layer 404 to constitute the capacitor portions C12, C14, and C16 shown in FIG.

また、同一平面状で隣接するコンデンサ用電極パターン24,31相互間では、図4に示すコンデンサ部C13およびC15を構成する。3つのコンデンサ用電極パターン31は、素子本体4の側面4dにおいて、共通接地用リードパターン32に接続してある。共通接地用リードパターン32は、側面4dに露出し、図1に示す端子電極9に接続してある。   Further, capacitor portions C13 and C15 shown in FIG. 4 are formed between the capacitor electrode patterns 24 and 31 which are adjacent in the same plane. The three capacitor electrode patterns 31 are connected to the common ground lead pattern 32 on the side surface 4 d of the element body 4. The common ground lead pattern 32 is exposed on the side surface 4d and connected to the terminal electrode 9 shown in FIG.

図2に示すように、誘電体層405,406および407の上側に位置する内部電極層504は、Y軸方向に延びる長方形パターンであり、誘電体層407のX軸方向幅よりもすこし狭い幅を有する。この内部電極層504は、内部電極層500と同じパターンであり、側面4cおよび4b間を接続するように延び、図1に示す端子電極8および9に対して電気的に接続してある。   As shown in FIG. 2, the internal electrode layer 504 located above the dielectric layers 405, 406, and 407 is a rectangular pattern extending in the Y-axis direction and is slightly narrower than the X-axis direction width of the dielectric layer 407. Have The internal electrode layer 504 has the same pattern as the internal electrode layer 500, extends so as to connect the side surfaces 4c and 4b, and is electrically connected to the terminal electrodes 8 and 9 shown in FIG.

本実施形態では、図4に示すインダクタ部Q1〜Q3は、図3に示すように、それぞれ、中心層20aと被覆層20bとで構成してある。本実施形態では、インダクタ部Q1〜Q3を構成するインダクタ用導体パターン20の被覆層20bを、導電性粒子が多く含まれる層で構成することで、大幅に電気抵抗を低下させ、低損失でQ値が高い共振器構造を実現することができる。すなわち、本実施形態では、従来構造に比較して、より多くの電流を通過させることが可能であり、挿入損失が少ない。そのため、本実施形態では、サイズを小型化してもQ値が高く、低損失な積層型誘電体共振器を実現することが可能になる。   In the present embodiment, the inductor portions Q1 to Q3 shown in FIG. 4 are each composed of a center layer 20a and a covering layer 20b as shown in FIG. In the present embodiment, the coating layer 20b of the inductor conductive pattern 20 constituting the inductor portions Q1 to Q3 is formed of a layer containing a large amount of conductive particles, thereby greatly reducing the electrical resistance and reducing the Q loss with a low loss. A resonator structure having a high value can be realized. That is, in this embodiment, it is possible to pass a larger amount of current and the insertion loss is smaller than in the conventional structure. Therefore, in the present embodiment, it is possible to realize a multilayer dielectric resonator having a high Q value and low loss even when the size is reduced.

しかも本実施形態では、導電性粒子が多く含まれる層を厚くするのではなく、導電性粒子が多く含まれる層は、被覆層であり、その中心層は、導電性粒子が比較的に少なくガラス成分が比較的に多く含まれる層で構成される。導電性粒子が比較的に少なくガラス成分が比較的に多く含まれる層は、導電性粒子を多く含む層に比較すれば電気抵抗が高いが、誘電体層と熱膨張係数が近く、誘電体層と内部電極層との界面でのクラックやデラミネーションを有効に防止することができる。しかも、マイクロ波帯においては、内部電極層を構成する導電層の表層を主して電流が流れるので、中心層20aの電気抵抗が比較的に高いことは、それほどQ値を低下させる要因には成らない。   In addition, in this embodiment, the layer containing a large amount of conductive particles is not thickened, but the layer containing a large amount of conductive particles is a coating layer, and the central layer is made of glass with relatively few conductive particles. It is composed of a layer containing a relatively large amount of components. A layer containing a relatively small amount of conductive particles and a relatively large amount of glass component has a higher electrical resistance than a layer containing a large amount of conductive particles, but has a thermal expansion coefficient close to that of the dielectric layer. It is possible to effectively prevent cracks and delamination at the interface between the electrode and the internal electrode layer. In addition, in the microwave band, current mainly flows through the surface layer of the conductive layer constituting the internal electrode layer. Therefore, the relatively high electrical resistance of the center layer 20a is a factor that lowers the Q value so much. It does not become.

したがって、本実施形態によれば、焼成後の素子本体にクラックやデラミネーションなどを生じさせることなく、しかも低コストで、Q値が高く、小型で低損失なバンドパスフィルタ2を提供することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a bandpass filter 2 that is low in cost, high in Q value, small in size and low in loss without causing cracks or delamination in the element body after firing. it can.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

たとえば、本発明に係る積層型誘電体共振器は、バンドパスフィルタのみではなく、その他の用途の共振器としても使用することも可能である。   For example, the multilayer dielectric resonator according to the present invention can be used not only as a band-pass filter but also as a resonator for other purposes.

図1は本発明の一実施形態に係る積層型バンドパスフィルタ(積層型誘電体共振器)の全体斜視図である。FIG. 1 is an overall perspective view of a multilayer bandpass filter (multilayer dielectric resonator) according to an embodiment of the present invention. 図2は図1に示す積層型バンドパスフィルタの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the multilayer bandpass filter shown in FIG. 図3は図2に示すIII−III線に沿う要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part taken along line III-III shown in FIG. 図4は図1および図2に示す積層型バンドパスフィルタの等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the multilayer bandpass filter shown in FIGS. 図5は図1に示す積層型バンドパスフィルタの製造過程を示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a manufacturing process of the multilayer bandpass filter shown in FIG. 図6は図5の続きの工程を示す分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view showing a step subsequent to FIG. 図7は図6に示すVII−VII線に沿う要部断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part taken along line VII-VII shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2… 積層型バンドパスフィルタ
4… 素子本体
6… 入力端子電極
7… 出力端子電極
8,9… 接地用端子電極
20… インダクタ用導体パターン
20a… 中心層
20b… 被覆層
20b1… 下部導電層
20b2… 上部導電層
24… コンデンサ用電極パターン
400〜408… 誘電体層
500〜504… 内部電極層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Laminated band pass filter 4 ... Element main body 6 ... Input terminal electrode 7 ... Output terminal electrode 8, 9 ... Grounding terminal electrode 20 ... Conductor pattern for inductor 20a ... Center layer 20b ... Cover layer 20b1 ... Lower conductive layer 20b2 ... Upper conductive layer 24 ... Capacitor electrode pattern 400-408 ... Dielectric layer 500-504 ... Internal electrode layer

Claims (9)

誘電体層を介して複数の内部電極層が積層してあり、これらの内部電極層のパターンおよび積層構造により、コンデンサ部とインダクタ部とが形成してある積層型誘電体共振器であって、
少なくとも前記インダクタ部が、
導電性粒子が比較的に少なくガラス成分が比較的に多く含まれる中心層と、
前記中心層の周囲を覆うように形成してあり、前記中心層よりも導電性粒子が多く含まれる被覆層とを有することを特徴とする積層型誘電体共振器。
A multilayer dielectric resonator in which a plurality of internal electrode layers are laminated via a dielectric layer, and a capacitor part and an inductor part are formed by a pattern and a laminated structure of these internal electrode layers,
At least the inductor section is
A central layer containing relatively few conductive particles and a relatively large amount of glass component;
A laminated dielectric resonator comprising: a covering layer that is formed so as to cover the periphery of the center layer and contains more conductive particles than the center layer.
前記被覆層が、下部導電層と、当該下部導電層の上に形成してある前記中心層の上を被覆する上部導電層とで構成してある請求項1に記載の積層型誘電体共振器。   2. The multilayer dielectric resonator according to claim 1, wherein the covering layer includes a lower conductive layer and an upper conductive layer covering the central layer formed on the lower conductive layer. . 前記中心層の横幅は、前記下部導電層および上部導電層の横幅よりも狭いことを特徴とする請求項1または2に記載の積層型誘電体共振器。   3. The stacked dielectric resonator according to claim 1, wherein a lateral width of the center layer is narrower than lateral widths of the lower conductive layer and the upper conductive layer. 前記被覆層の厚みが2μm以上である請求項1〜3のいずれかに記載の積層型誘電体共振器。   The multilayer dielectric resonator according to claim 1, wherein the coating layer has a thickness of 2 μm or more. 前記中心層の厚みは、前記被覆層の厚み以上である請求項1〜4のいずれかに記載の積層型誘電体共振器。   The multilayer dielectric resonator according to claim 1, wherein a thickness of the center layer is equal to or greater than a thickness of the covering layer. 前記被覆層に含まれる導電性粒子は、前記被覆層全体100重量%に対して90重量%以上含まれることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の積層型誘電体共振器。   6. The multilayer dielectric resonator according to claim 1, wherein the conductive particles contained in the coating layer are contained in an amount of 90% by weight or more with respect to 100% by weight of the entire coating layer. 前記中心層に含まれる導電性粒子は、前記中心層全体100重量%に対して99.8重量%以下含まれることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の積層型誘電体共振器。   7. The multilayer dielectric resonance according to claim 1, wherein the conductive particles contained in the center layer are contained in an amount of 99.8% by weight or less with respect to 100% by weight of the entire center layer. vessel. 前記中心層に含まれるガラス成分は、前記中心層全体100重量%に対して0.2重量%以上含まれることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の積層型誘電体共振器。   The laminated dielectric resonator according to claim 1, wherein the glass component contained in the center layer is contained in an amount of 0.2% by weight or more based on 100% by weight of the entire center layer. . 前記導電性粒子が銀または銀合金である請求項1〜8のいずれかに記載の積層型誘電体共振器。   The multilayer dielectric resonator according to claim 1, wherein the conductive particles are silver or a silver alloy.
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