JP2012049696A - 電子部品 - Google Patents

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Hiroshi Masuda
博志 増田
Takahiro Mori
隆浩 森
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Abstract

【課題】アイソレーション特性を向上させることができる電子部品を提供することである。
【解決手段】主線路ML及び副線路SLは、積層体12内に設けられており、互いに電磁気結合することにより方向性結合器を構成している。主線路MLは、積層体12の下面に設けられている外部電極14a,14b間にビアホール導体を介して接続されている。副線路SLは、積層体12の下面に設けられている外部電極14c,14d間にビアホール導体を介して接続されている。主線路MLと副線路SLとは、同じ形状をなしており、かつ、z軸方向から平面視したときに、互いに平行な直線をなしている。
【選択図】図2

Description

本発明は、電子部品に関し、より特定的には、方向性結合器を内蔵している電子部品に関する。
従来の電子部品としては、例えば、特許文献1に記載のカプラが知られている。以下に、図面を参照しながら特許文献1に記載のカプラについて説明する。図4は、特許文献1に記載のカプラ500の透視図である。
カプラ500は、誘電体基体502、第1の導体線路504、第2の導体線路506、ビアホール導体B1〜B4及び第1の端子508ないし第4の端子514を備えている。
誘電体基体502は、長方形状の複数の誘電体層が積層されることにより構成されている。第1の導体線路504及び第2の導体線路506は、誘電体層上に設けられている線状導体であり、互いに電磁気的に結合している。第1の端子508ないし第4の端子514は、誘電体基体の底面に設けられている外部電極である。ビアホール導体B1〜B4は、誘電体層を積層方向に貫通している。ビアホール導体B1,B2はそれぞれ、第1の導体線路504の両端と第1の端子508及び第2の端子510とを接続し、ビアホール導体B3,B4はそれぞれ、第2の導体線路506の両端と第3の端子512及び第4の端子514とを接続している。
特許文献1に記載のカプラ500では、以下に説明するように、素子の小型化を図ることができる。一般的なカプラでは、第1の端子ないし第4の端子は、誘電体基体の側面に設けられている。この場合には、第1の導体線路の両端と第1の端子及び第2の端子とを電気的に接続するための引き出し導体、及び、第2の導体線路の両端と第3の端子と第4の端子とを電気的に接続するための引き出し導体が必要となる。引き出し導体は、第1の導体線路の両端及び第2の導体線路の両端から誘電体層の外縁に向かって延在する。そのため、引き出し導体を設けるための領域を誘電体層に確保するために、該誘電体層を大きくする必要がある。その結果、カプラが大型化していた。
一方、特許文献1に記載のカプラ500では、第1の導体線路504の両端と第1の端子508及び第2の端子510とはビアホール導体B1,B2により接続されている。同様に、第2の導体線路506の両端と第3の端子512及び第4の端子514とはビアホール導体B3,B4により接続されている。ビアホール導体B1〜B4は、積層方向に延在している。そのため、カプラ500では、ビアホール導体B1〜B4を設けるための領域を誘電体層に確保するために、誘電体層を大きくする必要がない。その結果、特許文献1に記載のカプラ500では、素子の小型化を図ることが可能である。
しかしながら、特許文献1に記載のカプラ500は、以下に説明するように、アイソレーション特性が悪いという問題を有している。より詳細には、カプラ500では、第1の端子508が入力ポートとして用いられ、第2の端子510がメイン出力ポートとして用いられ、第3の端子512がモニタ出力ポートとして用いられ、第4の端子514が50Ω終端ポートとして用いられる。そして、第1の端子508に信号が入力すると、第2の端子510から信号が出力すると共に、第3の端子512からも信号が出力する。
ここで、特許文献1に記載のカプラ500では、第2の導体線路506は、積層方向から平面視したときに、第1の導体線路504と重なっている。そのため、第2の導体線路506は、ビアホール導体B3,B4から第1の導体線路504と重なる位置まで、第1の導体線路504が延在している第1の方向に対して直交する第2の方向に延在している。第2の導体線路506が第2の方向に延在している部分は、第1の導体線路504に対して直交しているので、第1の導体線路504に対して殆ど電磁気結合していない。そのため、第2の線路導体506が第2の方向に延在している部分のインピーダンスは、第2の線路導体506が第1の方向に延在している部分のインピーダンスよりも小さくなる。よって、これらの部分の間において、インピーダンス整合がとられなくなり、信号の反射が発生する。その結果、第3の端子512(モニタ出力ポート)から出力されるべき信号の一部が、第2の線路導体506内で反射して、第4の端子514(50Ω終端ポート)から出力されるようになる。アイソレーション特性は、第1の端子508(入力ポート)に入力される信号電力で第4の端子514(50Ω終端ポート)から出力される信号電力を割った値であり、デシベル表示時にはできるだけ小さい値に近いことが望ましい。よって、第4の端子514(50Ω終端ポート)から出力される信号電力が大きくなると、カプラ500のアイソレーション特性が悪くなってしまう。
特開2005−12559号公報
そこで、本発明の目的は、方向性結合器を内蔵した電子部品においてアイソレーション特性を向上させることである。
本発明の一形態に係る電子部品は、複数の絶縁体層が積層されて構成されている積層体と、前記積層体内に設けられている主線路であって、前記絶縁体層に設けられている第1の線路導体及び前記絶縁体層を積層方向に貫通している第1のビアホール導体を含んでいる主線路と、前記積層体内に設けられ、かつ、前記主線路と電磁気的に結合することにより該主線路と共に方向性結合器を構成している副線路であって、前記絶縁体層に設けられている第2の線路導体及び前記絶縁体層を積層方向に貫通している第2のビアホール導体を含んでいる副線路と、前記積層体の下面に設けられ、かつ、前記主線路の両端のそれぞれに前記第1のビアホール導体を介して接続されている第1の外部電極及び第2の外部電極と、前記積層体の下面に設けられ、かつ、前記副線路の両端のそれぞれに前記第2のビアホール導体を介して接続されている第3の外部電極及び第4の外部電極と、を備えており、前記主線路と前記副線路とは、同じ形状をなしており、かつ、積層方向から平面視したときに、互いに平行な直線をなしていること、を特徴とする。
本発明によれば、アイソレーション特性を向上させることができる。
実施形態に係る電子部品の外観斜視図である。 実施形態に係る電子部品の分解斜視図である。 変形例に係る電子部品の分解斜視図である。 特許文献1に記載のカプラの透視図である。
以下に、本発明の実施形態に係る電子部品について説明する。
(電子部品の構成)
以下に、本発明の実施形態に係る電子部品の構成について図面を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係る電子部品10の外観斜視図である。図2は、実施形態に係る電子部品10の分解斜視図である。以下、電子部品10の積層方向をz軸方向と定義し、z軸方向から平面視したときに、電子部品10の短辺に沿った方向をx軸方向と定義し、電子部品10の長辺に沿った方向をy軸方向と定義する。x軸、y軸及びz軸は互いに直交している。なお、図2では、電子部品10は、z軸方向を反転した状態で記載されている。
電子部品10は、図1及び図2に示すように、積層体12、外部電極14(14a〜14d)、主線路ML(図2参照)及び副線路SL(図2参照)を備えている。
積層体12は、図1に示すように、直方体状をなしている。積層体12のz軸方向の正方向側の面を上面S1と定義し、積層体12のz軸方向の負方向側の面を下面S2と定義する。下面S2は、実装面であり、電子部品10が回路基板に実装される際に、回路基板と対向する。
積層体12は、図2に示すように、絶縁体層16(16a〜16f)がz軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように積層されることにより構成されている。絶縁体層16はそれぞれ、長方形状をなしており、誘電体材料により作製されている。以下では、絶縁体層16のz軸方向の負方向側の面を表面と称し、絶縁体層16のz軸方向の正方向側の面を裏面と称す。
外部電極14はそれぞれ、導電性材料により構成されており、図1及び図2に示すように、積層体12の下面S2上(すなわち、絶縁体層16aの表面上)に設けられており、長方形状をなしている。外部電極14aは、下面S2上において、x軸方向の正方向側であってかつy軸方向の負方向側の角に設けられている。外部電極14bは、下面S2上において、x軸方向の正方向側であってかつy軸方向の正方向側の角に設けられている。外部電極14cは、下面S2上において、x軸方向の負方向側であってかつy軸方向の負方向側の角に設けられている。外部電極14dは、下面S2上において、x軸方向の負方向側であってかつy軸方向の正方向側の角に設けられている。なお、外部電極14は、下面S2からはみ出しておらず、積層体12の側面には設けられていない。
主線路MLは、積層体12内に設けられており、図2に示すように、外部電極14a,14b間に接続されている。すなわち、主線路MLの両端はそれぞれ、外部電極14a,14bに接続されている。主線路MLは、図2に示すように、線路導体18及びビアホール導体b1〜b8を含んでいる。
線路導体18は、導電性材料により構成されており、絶縁体層16eの表面上に設けられており、y軸方向に延在する直線状の線状導体である。
ビアホール導体b1〜b4はそれぞれ、導電性材料により構成されており、図2に示すように、絶縁体層16a〜16dをz軸方向に貫通しており、互いに接続されて1本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体b1のz軸方向の負方向側の端部は、外部電極14aに接続されている。すなわち、主線路MLの一端は、ビアホール導体b1を介して外部電極14aに接続されている。ビアホール導体b4のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体18のy軸方向の負方向側の端部に接続されている。
ビアホール導体b5,b6,b7,b8はそれぞれ、導電性材料により構成されており、図2に示すように、絶縁体層16d,16c,16b,16aをz軸方向に貫通しており、互いに接続されて1本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体b8のz軸方向の負方向側の端部は、外部電極14bに接続されている。すなわち、主線路MLの他端は、ビアホール導体b8を介して外部電極14bに接続されている。ビアホール導体b5のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体18のy軸方向の正方向側の端部に接続されている。
以上のように構成された主線路MLは、図2に示すように、z軸方向から平面視したときに、y軸方向に延在する直線をなしている。
副線路SLは、積層体12内に設けられており、図2に示すように、外部電極14c,14d間に接続されている。すなわち、副線路SLの両端はそれぞれ、外部電極14c,14dに接続されている。副線路SLは、図2に示すように、線路導体20及びビアホール導体b9〜b16を含んでいる。
線路導体20は、導電性材料により構成されており、絶縁体層16eの表面上に設けられており、y軸方向に延在する直線状の線状導体である。すなわち、線路導体20は、線路導体18と同じ絶縁体層16eの表面上に設けられており、線路導体18と平行である。線路導体20は、線路導体18よりもx軸方向の負方向側に設けられている。更に、線路導体20の両端は、線路導体18の両端とy軸方向において一致している。これにより、線路導体18と線路導体20とは、一定の距離Dを保ってy軸方向に延在している。
ビアホール導体b9〜b12はそれぞれ、導電性材料により構成されており、図2に示すように、絶縁体層16a〜16dをz軸方向に貫通しており、互いに接続されて1本のビアホール導体を構成している。すなわち、ビアホール導体b1〜b4とビアホール導体b9〜b12とは同じ絶縁体層16a〜16dに設けられている。そして、ビアホール導体b1〜b4とビアホール導体b9〜b12とは、一定の距離Dを保ってz軸方向に延在している。ビアホール導体b9のz軸方向の負方向側の端部は、外部電極14cに接続されている。すなわち、副線路SLの一端は、ビアホール導体b9を介して外部電極14cに接続されている。ビアホール導体b12のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体20のy軸方向の負方向側の端部に接続されている。
ビアホール導体b13,b14,b15,b16はそれぞれ、導電性材料により構成されており、図2に示すように、絶縁体層16d,16c,16b,16aをz軸方向に貫通しており、互いに接続されて1本のビアホール導体を構成している。すなわち、ビアホール導体b5〜b8とビアホール導体b13〜b16とは同じ絶縁体層16d,16c,16b,16aに設けられている。そして、ビアホール導体b5〜b8とビアホール導体b13〜b16とは、一定の距離Dを保ってz軸方向に延在している。ビアホール導体b16のz軸方向の負方向側の端部は、外部電極14dに接続されている。すなわち、副線路SLの一端は、ビアホール導体b16を介して外部電極14dに接続されている。ビアホール導体b13のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体20のy軸方向の正方向側の端部に接続されている。
以上のように構成された副線路SLは、図2に示すように、z軸方向から平面視したときに、y軸方向に延在する直線をなしている。すなわち、主線路ML及び副線路SLは、z軸方向から平面視したときに、互いに平行な直線をなしている。更に、z軸方向から平面視したときに、主線路MLの両端及び副線路SLの両端は、y軸方向において一致している。
更に、主線路MLと副線路SLとは、図2に示すように、同じ形状をなしている。より詳細には、線路導体18及び線路導体20は、同じ長さを有し、かつ、互いに平行である。また、ビアホール導体b1〜b4及びビアホール導体b9〜b12はそれぞれ、同じ長さを有し、線路導体18,20の一端に接続されている。ビアホール導体b5〜b8及びビアホール導体b13〜b16はそれぞれ、同じ長さを有し、線路導体18,20の他端に接続されている。よって、主線路MLと副線路SLとは、同じ形状をなしている。
以上のように構成された電子部品10では、主線路ML及び副線路SLはそれぞれ、互いに距離Dだけ離れた状態で配置されている。そのため、主線路ML全体と副線路SL全体にわたって電磁気結合している。これにより、主線路MLと副線路SLとは、方向性結合器を構成している。そして、外部電極14aが入力ポートとして用いられ、外部電極14bがメイン出力ポートとして用いられ、外部電極14cがモニタ出力ポートとして用いられ、外部電極14dが50Ω終端ポートとして用いられる。そして、外部電極14aに信号が入力すると、外部電極14bから信号が出力すると共に、外部電極14cからも信号が出力する。
(電子部品の製造方法)
次に、電子部品10の製造方法について図1及び図2を参照しながら説明する。
まず、絶縁体層16となるべきセラミックグリーンシートを準備する。次に、絶縁体層16となるべきセラミックグリーンシートのそれぞれに、ビアホール導体b1〜b16を形成する。ビアホール導体b1〜b16の形成時には、絶縁体層16となるべきセラミックグリーンシートにレーザビームを照射してビアホールを形成する。次に、このビアホールに対して、Ag,Pd,Cu,Auやこれらの合金などの導電性ペーストを印刷塗布などの方法により充填する。
次に、絶縁体層16a,16eとなるべきセラミックグリーンシートの表面上に、Ag,Pd,Cu,Auやこれらの合金などを主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法などの方法で塗布することにより、外部電極14及び線路導体18,20を形成する。なお、外部電極14の形成の際に、ビアホールに対する導電性ペーストの充填を行ってもよい。
次に、各セラミックグリーンシートを積層する。具体的には、絶縁体層16a〜16fとなるべきセラミックグリーンシートをz軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように1枚ずつ積層及び圧着する。以上の工程により、マザー積層体が形成される。このマザー積層体に静水圧プレスなどにより本圧着を施す。
次に、マザー積層体をカット刃によりカットして所定寸法の積層体12を得る。この後、未焼成の積層体12に脱バインダー処理及び焼成を施す。
以上の工程により、焼成された積層体12を得る。積層体12には、バレル加工を施して、面取りを行う。
最後に、外部電極14の表面に、Niめっき/Snめっきを施す。以上の工程を経て、図1に示すような電子部品10が完成する。
(効果)
以上のように構成された電子部品10では、アイソレーション特性を向上させることができる。より詳細には、電子部品10では、主線路MLと副線路SLとは、同じ形状をなしており、かつ、z軸方向から平面視したときに、互いに平行な直線をなしている。これにより、主線路ML及び副線路SLは、一定の距離Dを保つように設けられるようになる。そのため、主線路ML全体及び副線路SL全体は、等しい結合度で結合するようになり、均一なインピーダンスを有するようになる。よって、主線路ML及び副線路SL内においてインピーダンス整合が崩れる部分が生じにくくなる。その結果、主線路ML及び副線路SL内において信号の反射が発生することが抑制されるようになり、電子部品10のアイソレーション特性が向上する。
また、電子部品10では、主線路MLの両端及び副線路SLの両端が接続される外部電極14が積層体12の下面S2に設けられ、更に、主線路ML及び副線路SLの両端はビアホール導体b1,b8,b9,b16により構成されている。すなわち、主線路ML及び副線路SLは、積層体12の側面には引き出されていない。そのため、積層体12では、主線路ML及び副線路SLを積層体12の側面に引き出すための引き出し導体が不要となるので、絶縁体層16に引き出し導体を設けるための領域も不要となる。その結果、電子部品10の小型化が図られる。
(変形例)
以下に、変形例に係る電子部品10aについて図面を参照しながら説明する。図3は、変形例に係る電子部品10aの分解斜視図である。なお、変形例に係る電子部品10aの外観斜視図は、図1を援用する。
電子部品10aは、図1及び図3に示すように、積層体12、外部電極14(14a〜14d)、主線路ML(図3参照)及び副線路SL(図3参照)を備えている。電子部品10aの積層体12及び外部電極14の構成は、電子部品10の積層体12及び外部電極14の構成と同じであるので説明を省略する。
主線路MLは、積層体12内に設けられており、図3に示すように、外部電極14a,14b間に接続されている。すなわち、主線路MLの両端はそれぞれ、外部電極14a,14bに接続されている。主線路MLは、図3に示すように、線路導体18a〜18c及びビアホール導体b1〜b8を含んでいる。
線路導体18a〜18cはそれぞれ、導電性材料により構成されており、絶縁体層16e,16d,16cの表面上に設けられており、y軸方向に延在する直線状の線状導体である。電子部品10aのビアホール導体b1〜b4及び線路導体18aは、電子部品10のビアホール導体b1〜b4及び線路導体18と同じであるので説明を省略する。
ビアホール導体b5は、導電性材料により構成されており、図3に示すように、絶縁体層16dをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b5のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体18aのy軸方向の正方向側の端部に接続されている。ビアホール導体b5のz軸方向の負方向側の端部は、線路導体18bのy軸方向の正方向側の端部に接続されている。
ビアホール導体b6は、導電性材料により構成されており、図3に示すように、絶縁体層16cをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b6のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体18bのy軸方向の負方向側の端部に接続されている。ビアホール導体b6のz軸方向の負方向側の端部は、線路導体18cのy軸方向の負方向側の端部に接続されている。
ビアホール導体b7,b8はそれぞれ、導電性材料により構成されており、図3に示すように、絶縁体層16b,16aをz軸方向に貫通しており、互いに接続されて1本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体b8のz軸方向の負方向側の端部は、外部電極14bに接続されている。すなわち、主線路MLの他端は、ビアホール導体b8を介して外部電極14bに接続されている。ビアホール導体b7のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体18cのy軸方向の正方向側の端部に接続されている。
副線路SLは、積層体12内に設けられており、図3に示すように、外部電極14c,14d間に接続されている。すなわち、副線路SLの両端はそれぞれ、外部電極14c,14dに接続されている。副線路SLは、図3に示すように、線路導体20a〜20c及びビアホール導体b9〜b16を含んでいる。
線路導体20a〜20cはそれぞれ、導電性材料により構成されており、絶縁体層16e,16d,16cの表面上に設けられており、y軸方向に延在する直線状の線状導体である。電子部品10aのビアホール導体b9〜b12及び線路導体20aは、電子部品10のビアホール導体b9〜b12及び線路導体20と同じであるので説明を省略する。
ビアホール導体b13は、導電性材料により構成されており、図3に示すように、絶縁体層16dをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b13のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体20aのy軸方向の正方向側の端部に接続されている。ビアホール導体b13のz軸方向の負方向側の端部は、線路導体20bのy軸方向の正方向側の端部に接続されている。
ビアホール導体b14は、導電性材料により構成されており、図3に示すように、絶縁体層16cをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b14のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体20bのy軸方向の負方向側の端部に接続されている。ビアホール導体b14のz軸方向の負方向側の端部は、線路導体20cのy軸方向の負方向側の端部に接続されている。
ビアホール導体b15,b16はそれぞれ、導電性材料により構成されており、図3に示すように、絶縁体層16b,16aをz軸方向に貫通しており、互いに接続されて1本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体b16のz軸方向の負方向側の端部は、外部電極14dに接続されている。すなわち、副線路SLの他端は、ビアホール導体b16を介して外部電極14dに接続されている。ビアホール導体b15のz軸方向の正方向側の端部は、線路導体20cのy軸方向の正方向側の端部に接続されている。
以上のように構成された副線路SLは、図3に示すように、z軸方向から平面視したときに、y軸方向に延在する直線をなしている。更に、主線路MLと副線路SLとは、図3に示すように、同じ形状をなしている。また、電子部品10aでは、主線路ML及び副線路SLはそれぞれ、互いに距離Dだけ離れた状態で配置されている。
以上のように構成された電子部品10aは、電子部品10と同様に、アイソレーション特性を向上させることが可能である。更に、電子部品10aの主線路ML及び副線路SLは、電子部品10の主線路ML及び副線路SLよりも長い。よって、電子部品10aにおける主線路MLと副線路SLとの結合度は、電子部品10における主線路MLと副線路SLとの結合度よりも大きい。このように、主線路MLの長さ及び副線路SLの長さを調整することにより、主線路MLと副線路SLとの結合度を調整することが可能である。
なお、主線路ML及び副線路SLの形状は、電子部品10,10aに示したものに限らない。
以上のように、本発明は、電子部品に有用であり、特に、アイソレーション特性を向上させることができる点において優れている。
ML 主線路
S1 上面
S2 下面
SL 副線路
b1〜b16 ビアホール導体
10 電子部品
12 積層体
14a〜14d 外部電極
16a〜16f 絶縁体層
18,18a〜18c,20,20a〜20c 線路導体

Claims (3)

  1. 複数の絶縁体層が積層されて構成されている積層体と、
    前記積層体内に設けられている主線路であって、前記絶縁体層に設けられている第1の線路導体及び前記絶縁体層を積層方向に貫通している第1のビアホール導体を含んでいる主線路と、
    前記積層体内に設けられ、かつ、前記主線路と電磁気的に結合することにより該主線路と共に方向性結合器を構成している副線路であって、前記絶縁体層に設けられている第2の線路導体及び前記絶縁体層を積層方向に貫通している第2のビアホール導体を含んでいる副線路と、
    前記積層体の下面に設けられ、かつ、前記主線路の両端のそれぞれに前記第1のビアホール導体を介して接続されている第1の外部電極及び第2の外部電極と、
    前記積層体の下面に設けられ、かつ、前記副線路の両端のそれぞれに前記第2のビアホール導体を介して接続されている第3の外部電極及び第4の外部電極と、
    を備えており、
    前記主線路と前記副線路とは、同じ形状をなしており、かつ、積層方向から平面視したときに、互いに平行な直線をなしていること、
    を特徴とする電子部品。
  2. 積層方向から平面視したときに、前記主線路の両端と前記副線路の両端とは、該主線路及び該副線路が延在している方向において一致していること、
    を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記第1の線路導体及び前記第2の線路導体は、同じ前記絶縁体層に設けられており、
    前記第1のビアホール導体及び前記第2のビアホール導体は、同じ前記絶縁体層に設けられていること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の電子部品。
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