JP2010268120A - 積層型フィルタアレイ - Google Patents

Abstract

【課題】高速伝送に対応し且つ高周波帯域での減衰特性の劣化を抑制することが可能な積層型フィルタアレイを提供すること。
【解決手段】積層型フィルタアレイは、複数のコイルを含むコイル部１０と複数のコンデンサを含むコンデンサ部２０とを備える。コイルは、導体パターン１１ａ〜１６ａが形成された絶縁体１１〜１６が積層されることによって構成される。コンデンサは、コンデンサ電極が形成された絶縁体２１，２２が積層されることによって構成される。コンデンサ部２０は、コンデンサ電極として、各コイルに対応するように個別に配置された複数の信号用コンデンサ電極２１ａと、複数の信号用コンデンサ電極２１ａに対向するように信号用コンデンサ電極２１ａ毎に配置された複数の接地用コンデンサ電極２２ａと、を有する。接地用コンデンサ電極２２ａそれぞれにインダクタンス調整用導体Ｌａが接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、積層型フィルタアレイに関する。

積層型フィルタアレイとして、複数の導体パターンがそれぞれ形成された複数の絶縁体が積層されることによって構成される複数のコイルを含むコイル部と、前記各コイルに対応するコンデンサ電極が形成された複数の絶縁体が積層されることによって構成される複数のコンデンサを含むコンデンサ部と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−０６４２６７号公報

ところで、近年、携帯電話等の通信機器においても、高速伝送化の要求が高まっており、高速伝送に対応した積層型フィルタアレイが求められている。積層型フィルタアレイを高速伝送回路に用いる場合、積層型フィルタアレイの静電容量は、高速で伝送される信号の品質を低下させないようにするために、できる限り小さい（例えば、１０ｐＦ以下）ことが好ましい。しかしながら、積層型フィルタアレイにおいて、静電容量が小さい場合、高周波帯域での減衰特性が劣化することとなる。

本発明は、高速伝送に対応し且つ高周波帯域での減衰特性の劣化を抑制することが可能な積層型フィルタアレイを提供することを目的とする。

本発明は、複数の導体パターンがそれぞれ形成された複数の絶縁体が積層されることによって構成される複数のコイルを含むコイル部と、各コイルに対応するコンデンサ電極が形成された複数の絶縁体が積層されることによって構成される複数のコンデンサを含むコンデンサ部と、を備えた積層型フィルタアレイであって、コンデンサ部は、コンデンサ電極として、各コイルに対応するように個別に配置された複数の信号用コンデンサ電極と、複数の信号用コンデンサ電極に対向するように信号用コンデンサ電極毎に配置された複数の接地用コンデンサ電極と、を有し、複数の接地用コンデンサ電極それぞれにインダクタンス調整用導体が接続されていることを特徴とする。

本発明では、複数の信号用コンデンサ電極に対向するように信号用コンデンサ電極毎に配置された複数の接地用コンデンサ電極それぞれにインダクタンス調整用導体が接続されているので、コンデンサ部における複数のコンデンサ夫々にインダクタンス調整用導体が直列接続されることとなる。このため、高周波帯域での減衰特性の劣化を抑制することができる。

本発明によれば、高速伝送に対応し且つ高周波帯域での減衰特性の劣化を抑制することが可能な積層型フィルタアレイを提供することができる。

本実施形態に係る積層型フィルタアレイを示す斜視図である。 本実施形態に係る積層型フィルタアレイを示す分解斜視図である。 本実施形態に係る積層型フィルタアレイの等価回路を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係る積層型フィルタアレイを示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る積層型フィルタアレイを示す分解斜視図である。図３は、本実施形態に係る積層型フィルタアレイの等価回路を説明するための図である。本実施形態は、本発明をＬ型の積層型３端子フィルタアレイに適用したものである。

積層型フィルタアレイＦは、図１に示されるように、素体１の一方の側面側に配置された複数（本実施形態においては、４つ）の入出力端子電極３と、素体１の他方の側面側に配置された複数（本実施形態においては、４つ）の入出力端子電極５と、素体１の長手方向の両端部に配置された一対のグランド端子電極７と、を備えている。入出力端子電極３，５及びグランド端子電極７は、例えば、導電性金属粉末及びガラスフリットを含む導電性ペーストを素体１の対応する外表面の付与し、焼き付けることによって形成される。必要に応じて、焼き付けられた電極の上にめっき層が形成されることもある。

積層型フィルタアレイＦは、図２及び図３に示されるように、複数のコイルＬを含むコイル部１０、及び、複数のコンデンサＣを含むコンデンサ部２０を備えている。これらコイル部１０及びコンデンサ部２０が積層されることにより直方体形状の素体（積層体）１が構成されることとなる。

各コイルＬは、複数（本実施形態においては、４つ）の導体パターン１１ａ〜１１ａ，…，１６ａ〜１６ａがそれぞれ形成された複数の絶縁体層１１〜１６が積層されることにより構成される。各導体パターン１１ａは、互いに所定の間隔を有した状態で、素体１の長手方向に併置されている。導体パターン１１ａ同士は、電気的に絶縁されている。各導体パターン１２ａ〜１５ａは、導体パターン１１ａと同じく、互いに所定の間隔を有した状態で、素体１の長手方向に併置されている。導体パターン１２ａ〜１５ａ同士は、電気的に絶縁されている。各導体パターン１６ａは、導体パターン１１ａ〜１５ａと同じく互いに所定の間隔を有した状態で、素体１の長手方向に併置されている。導体パターン１６ａ同士は、電気的に絶縁されている。各導体パターン１１ａ〜１６ａは、貫通電極１１ｂ〜１５ｂによって相互に電気的に接続されることで、各コイルＬを構成する。本実施形態では、コイル部１０内に、４個のコイルＬが併置されることとなる。

導体パターン１１ａは、コイルＬの一方の端部に位置することとなる。コイルＬの一方の端部（導体パターン１１ａ）は、素体１の縁部まで引き出されており、一方の入出力端子電極３に電気的に接続される。導体パターン１６ａは、コイルＬの他方の端部に位置することとなる。コイルＬの他方の端部（導体パターン１６ａ）は、素体１の縁部まで引き出されており、他方の入出力端子電極５に電気的に接続される。

コンデンサＣは、図２に示されるように、各コイルＬに対応するコンデンサを構成する複数（本実施形態においては、４つ）の信号用コンデンサ電極２１ａが形成された絶縁体層２１、４つの信号用コンデンサ電極２１ａに積層方向で対向する複数（本実施形態においては、４つ）の接地用コンデンサ電極２２ａが形成された絶縁体層２２、複数の導体パターン２３ａ，２４ａが形成された絶縁体層２３、２４、及び、４つの接地用コンデンサ電極２２ａに積層方向で対向する１つの対向電極２５ａが形成された絶縁体層２５が積層されることにより構成される。

各信号用コンデンサ電極２１ａは、略短冊状を呈しており、各コイルＬに対応するように個別に配置されている。各信号用コンデンサ電極２１ａは、素体１の側面を構成する絶縁体層２１の端面に露出する導出部２１ｂを含んでおり、互いに所定の間隔を有した状態で、素体１の長手方向に併置されている。信号用コンデンサ電極２１ａの導出部２１ｂは、一方の入出力端子電極３に電気的に接続される。これにより、信号用コンデンサ電極２１ａは、対応するコイルＬの一方の端部に電気的に接続されることとなる。

各接地用コンデンサ電極２２ａは、略短冊状を呈しており、対応する信号用コンデンサ電極２１ａに対向するように信号用コンデンサ電極２１ａ毎に配置されている。各接地用コンデンサ電極２２ａは、絶縁体層２２の端面に露出することなく、互いに所定の間隔を有した状態で、素体１の長手方向に併置されている。

対向電極２５ａは、略矩形状を呈しており、各接地用コンデンサ電極２２ａに共通に対向するように配置されている。対向電極２５ａは、絶縁体層２５の端面にそれぞれ露出する一対の導出部２５ｂを含んでおり、絶縁体層２５上で略矩形状に形成されている。対向電極２５ａの導出部２５ｂは、グランド端子電極７に電気的に接続される。

４つの信号用コンデンサ電極２１ａ、４つの接地用コンデンサ電極２２ａ、及び、これらの間に位置する絶縁体層２１が、各４個のコンデンサＣを構成する。本実施形態では、コンデンサ部２０内に、４個のコンデンサＣが積層方向に垂直な方向に併置されることとなる。

各導体パターン２３ａは、互いに所定の間隔を有した状態で、素体１の長手方向に併置されている。導体パターン２３ａ同士は、絶縁体層２３上において電気的に絶縁されている。各導体パターン２４ａは、導体パターン２３ａと同じく互いに所定の間隔を有した状態で、素体１の長手方向に併置されている。導体パターン２４ａ同士は、絶縁体層２４上において電気的に絶縁されている。

各導体パターン２３ａと各導体パターン２４ａとは、貫通電極２３ｂによって相互に電気的に接続されることで、それぞれインダクタンス調整用導体Ｌａを構成する。すなわち、各インダクタンス調整用導体Ｌａは、対応する導体パターン２３ａ，２４ａが形成された絶縁体層２３，２４が積層されることによって構成されたコイル状を呈している。導体パターン２３ａと導体パターン２４ａとにより構成される各インダクタンス調整用導体Ｌａは、接地用コンデンサ電極２２ａと対向電極２５ａとの間に配置されることとなる。

各導体パターン２３ａは、貫通電極２２ｂによって、対応する接地用コンデンサ電極２２ａと電気的に接続されている。各導体パターン２４ａは、貫通電極２４ｂによって、対向電極２５ａと電気的に接続されている。これにより、各インダクタンス調整用導体Ｌａは、その一端が対応する接地用コンデンサ電極２２ａに接続され、その他端が対向電極２５ａに接続されることとなる。すなわち、各接地用コンデンサ電極２２ａは、貫通電極２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ、導体パターン２３ａ，２４ａ、及び、対向電極２５ａを通して、グランド端子電極７に電気的に接続される。

各絶縁体層１１〜１６，２１〜２５は、例えばグリーンシートの焼結体から構成される。実際の積層型フィルタアレイＦでは、絶縁体層１１〜１６，２１〜２５は、その間の境界が視認できない程度に一体化されている。絶縁体層１１〜１６となるグリーンシートは、非磁性体グリーンシートであって、例えばＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ及びＣｕＯの混合粉を原料としたスラリーをフィルム上にドクターブレード法により塗布して形成したものを用いることができる。絶縁体層２１〜２５となるグリーンシートは、誘電体セラミックグリーンシートであって、例えばＴｉＯ_２、ＣｕＯ及びＮｉＯの混合粉を原料としたスラリーをフィルム上にドクターブレード法により塗布して形成したものを用いることができる。グリーンシートの厚みは、例えば１８μｍ程度である。本実施形態において、絶縁体層２１〜２５となる誘電体セラミックグリーンシートは、非磁性体である。

各導体パターン１１ａ〜１６ａ，２３ａ，２４ａ、各コンデンサ電極２１ａ，２２ａ、及び対向電極２５ａは、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料（例えば、Ａｇ等）からなる。各導体パターン１１ａ〜１６ａ，２３ａ，２４ａ、各コンデンサ電極２１ａ，２２ａ、及び対向電極２５ａは、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。

素体１は、導体パターン１１ａ〜１６ａとなる導電性ペーストが印刷された非磁性体グリーンシートと、コンデンサ電極２１ａ，２２ａ、導体パターン２３ａ，２４ａ、及び対向電極２５ａとなる導電性ペーストが印刷された誘電体セラミックグリーンシートと、絶縁体層４０，４１，４２となるグリーンシート（非磁性体グリーンシート）を、所望の順序にて積層して圧着し、チップ単位に切断した後に所定温度（例えば、８００〜９００℃）にて焼成することにより、得られる。素体１は、例えば、焼成後における長手方向の長さが１．０ｍｍ程度、幅と高さが０．５ｍｍ程度となるようにする。

入出力端子電極３，５及びグランド端子電極７は、上述するように得られた素体１の外面に銀を主成分とする電極ペーストを転写した後に所定温度（例えば、７００℃程度）にて焼き付け、更に電気めっきを施すことにより、形成される。電気めっきには、Ｃｕ／Ｎｉ／Ｓｎ、Ｎｉ／Ｓｎ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｇ、又は、Ｎｉ／Ａｇ等を用いることができる。

導体パターン１１ａ〜１６ａ，２３ａ，２４ａの幅は、例えば７０μｍ程度に設定される。導体パターン１１ａ〜１６ａ，２３ａ，２４ａの焼成後における厚みは、例えば１２μｍ程度に設定される。コンデンサ電極２１ａ，２２ａ及び対向電極２５ａの厚みは、例えば６μｍ程度に設定される。

上述した構成の積層型フィルタアレイＦにおいては、図３に示されるように、各コイルＬと、当該各コイルＬに対応する各コンデンサＣとでＬ型回路を構成している。このとき、コンデンサＣ毎にインダクタンス調整用導体Ｌａ（導体パターン２３ａ，２４ａ）によるインダクタンスが発生する。インダクタンス調整用導体Ｌａによるインダクタンスは、コンデンサＣにそれぞれ直列接続されている。

以上のように、本実施形態では、接地用コンデンサ電極２２ａそれぞれにインダクタンス調整用導体Ｌａ（導体パターン２３ａ，２４ａ）が接続されているので、コンデンサ部２０におけるコンデンサＣ毎にインダクタンス調整用導体Ｌａが直列接続されることとなる。このため、積層型フィルタアレイＦの減衰特性は、コンデンサＣのキャパシタンスとコイルＬのインダクタンスとで決まる共振周波数において減衰ピークを有すると共に、コンデンサＣとコイルＬ及びインダクタンス調整用導体Ｌａの合成インダクタンスとで決まる共振周波数において減衰ピークを有することとなる。この結果、減衰帯域幅が広がり、広帯域にわたりフィルタ効果を得ることができる。したがって、積層型フィルタアレイＦでは、高速伝送に対応すべく、コンデンサＣのキャパシタンスを小さくした場合でも、高周波帯域での減衰特性の劣化を抑制することができる。

本実施形態においては、絶縁体層が非磁性体からなっている。これにより、コンデンサＣのキャパシタンスとコイルＬのインダクタンスとで決まる共振周波数、及び、コンデンサＣとコイルＬ及びインダクタンス調整用導体Ｌａの合成インダクタンスとで決まる共振周波数をより高周波側に設定することが可能となり、より高帯域のノイズを除去することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。本実施形態においては、本発明をＬ型の積層型３端子フィルタアレイに適用しているが、これに限られることなく、本発明をＴ型、π型、又はダブルπ型の積層型３端子フィルタアレイに適用してもよい。

本実施形態では、インダクタンス調整用導体Ｌａはコイル状を呈しているが、必ずしもコイル状を呈している必要は無く、所望のインダクタンスを有していればよい。また、インダクタンス調整用導体Ｌａのインダクタンスは、導体パターン２３ａ，２４ａの幅や積層数等によっても調整可能であり、上述した実施形態に限られるものではない。

１…素体、３，５…入出力端子電極、７…グランド端子電極、１０…コイル部、１１〜１６…絶縁体層、１１ａ〜１６ａ…導体パターン、２０…コンデンサ部、２１〜２５…絶縁体層、２１ａ…信号用コンデンサ電極、２２ａ…接地用コンデンサ電極、２３ａ，２４ａ…導体パターン、２５ａ…対向電極、Ｃ…コンデンサ、Ｆ…積層型フィルタアレイ、Ｌ…コイル、Ｌａ…インダクタンス調整用導体。

Claims (3)

1. 複数の導体パターンがそれぞれ形成された複数の絶縁体が積層されることによって構成される複数のコイルを含むコイル部と、前記各コイルに対応するコンデンサ電極が形成された複数の絶縁体が積層されることによって構成される複数のコンデンサを含むコンデンサ部と、を備えた積層型フィルタアレイであって、
   前記コンデンサ部は、前記コンデンサ電極として、前記各コイルに対応するように個別に配置された複数の信号用コンデンサ電極と、前記複数の信号用コンデンサ電極に対向するように前記信号用コンデンサ電極毎に配置された複数の接地用コンデンサ電極と、を有し、
   前記複数の接地用コンデンサ電極それぞれにインダクタンス調整用導体が接続されていることを特徴とする積層型フィルタアレイ。
2. 前記コンデンサ部は、前記複数の接地用コンデンサ電極に共通に対向するように配置された一つの対向電極を更に有し、
   各前記インダクタンス調整用導体は、前記複数の接地用コンデンサ電極と前記対向電極との間に配置されており、一端が前記接地用コンデンサ電極に接続され、他端が前記対向電極に接続されていることを特徴する請求項１に記載の積層型フィルタアレイ。
3. 前記インダクタンス調整用導体は、複数の導体パターンがそれぞれ形成された複数の絶縁体が積層されることによって構成されたコイル状を呈していることを特徴する請求項１又は２に記載の積層型フィルタアレイ。
   

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