JP2019075686A - 積層フィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】積層フィルタの大型化を抑制しながら、所望の周波数特性を実現する。【解決手段】第2誘電体層127は、第1誘電体層128と第3誘電体層124との間に配置されている。第1線路導体パターン144は、第1誘電体層128においてX軸方向に延在する第1部分を含む。第2線路導体パターン142は、第2誘電体層127においてX軸方向に延在する第2部分を含む。第3線路導体パターン140は、第3誘電体層124においてX軸方向に延在する第3部分を含む。Z軸方向から平面視したとき、第1ビア導体パターン159と第2ビア導体パターン157との間に位置する線路導体パターン142の第2部分は、第1線路導体パターン144の第1部分および第3線路導体パターン140の第3部分と重なっている。【選択図】図5
Description
本発明は、積層フィルタに関する。
従来、積層フィルタが知られている。たとえば、国際公開第2011/114851号(特許文献1)には、複数の絶縁体層が積層方向に積層された積層体であって、或る絶縁体層に形成された線路電極と、当該線路電極の両端部から積層体の底面へ向かって伸びる2つのビアホールとにより形成された、ループ状のインダクタを含む積層型高周波フィルタが開示されている。
積層フィルタに含まれるインダクタのインダクタンスを大きくすることにより、所望の周波数特性を実現することができる場合がある。特許文献1に開示されているようなループ状のインダクタにおいては、線路電極および2つのビアホールに囲まれる空芯部の面積を大きくすることにより、当該インダクタのインダクタンスを大きくすることができる。しかし、空芯部の面積を大きくするためには、線路電極の長さ、あるいはビアホールの積層方向の長さを長くする必要がある。そのため、空芯部の面積を大きくするとインダクタが大型化する。その結果、積層フィルタが大型化し得る。
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は積層フィルタの大型化を抑制しながら、所望の周波数特性を実現することである。
本発明に係る積層フィルタの一態様においては、第1〜第3誘電体層を含む複数の誘電体層が積層方向に積層されている。第2誘電体層は、第1誘電体層と第3誘電体層との間に配置されている。積層フィルタは、第1〜第3線路導体パターンと、第1および第2ビア導体パターンとを備える。第1線路導体パターンは、第1誘電体層において特定方向に延在する第1部分を含む。第2線路導体パターンは、第2誘電体層において特定方向に延在する第2部分を含む。第3線路導体パターンは、第3誘電体層において特定方向に延在する第3部分を含む。第1ビア導体パターンは、第1線路導体パターンと第2線路導体パターンとを接続している。第2ビア導体パターンは、第2線路導体パターンと第3線路導体パターンとを接続している。積層方向から平面視したとき、第1ビア導体パターンと第2ビア導体パターンとの間に位置する第2部分は、第1部分および第3部分と重なっている。
本発明に係る積層フィルタによれば、積層方向から平面視したとき、第1ビア導体パターンと第2ビア導体パターンとの間に位置する第2部分が第1部分および第3部分と重なっていることにより、積層フィルタの大型化を抑制しながら、所望の周波数特性を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に係る積層フィルタの一例であるハイパスフィルタ1の等価回路図である。図1に示されように、ハイパスフィルタ1は、端子P10,P16と、LC直列共振器11〜14と、キャパシタC15とを備える。ハイパスフィルタ1は、5次のハイパスフィルタである。
図1は、実施の形態1に係る積層フィルタの一例であるハイパスフィルタ1の等価回路図である。図1に示されように、ハイパスフィルタ1は、端子P10,P16と、LC直列共振器11〜14と、キャパシタC15とを備える。ハイパスフィルタ1は、5次のハイパスフィルタである。
LC直列共振器11は、端子P10とキャパシタC15との間に接続されている。LC直列共振器11は、インダクタL111と、キャパシタC112とを含む。インダクタL111は、端子P10に接続されている。キャパシタC112は、キャパシタC15に接続されている。
LC直列共振器12は、端子P16とキャパシタC15との間に接続されている。LC直列共振器12は、インダクタL117とキャパシタC118とを含む。インダクタL117は、端子P16に接続されている。キャパシタC118は、キャパシタC15に接続されている。
LC直列共振器13は、キャパシタC112とキャパシタC15との間の接続点N101と接地点GNDとの間に接続されている。LC直列共振器13は、インダクタL113と、キャパシタC114とを含む。インダクタL113は、接続点N101に接続されている。キャパシタC114は、接地点GNDに接続されている。
LC直列共振器14は、キャパシタC15とキャパシタC118との間の接続点N102と接地点GNDとの間に接続されている。LC直列共振器14は、インダクタL115と、キャパシタC116とを含む。インダクタL115は、接続点N102に接続されている。キャパシタC116は、接地点GNDに接続されている。
図2は、図1のハイパスフィルタ1の外観斜視図である。図2に示されるように、ハイパスフィルタ1は、たとえば直方体状である。Z軸方向(積層方向)に垂直なハイパスフィルタ1の最外層の面を上面UFおよび底面BFとする。座標軸に関して、X軸およびY軸は直交し、Z軸はX軸およびY軸に直交している。図3〜図5,図7,図8,図10,図13に示される座標軸についても同様である。
上面UFには、方向識別マークDMが配置されている。底面BFには、端子P10,P16、および接地端子133〜136が形成されている。接地端子133〜136は、接地点GNDを形成している。端子P10,P16、および接地端子133〜136は、たとえば平面電極が規則的に配置されたLGA(Land Grid Array)端子である。底面BFは、不図示の回路基板に接続される。
ハイパスフィルタ1に含まれるインダクタのインダクタンスを大きくすることにより、所望の周波数特性を実現することができる場合がある。スパイラル型のインダクタあるいはヘリカル型のインダクタのように、空芯部が形成されるインダクタにおいては、空芯部の面積を大きくすることにより当該インダクタのインダクタンスを大きくすることができる。しかし、空芯部の面積を大きくするとインダクタが大型化するため、ハイパスフィルタ1が大型化し得る。
そこで、実施の形態1においては、積層構造を有する積層フィルタに、複数の誘電体層に亘るミアンダ形状の信号路を有するインダクタを形成する。当該インダクタには空芯部が形成されないため、限られた設計空間を効率的に活用しながら、当該インダクタのインダクタンスを大きくすることができる。その結果、ハイパスフィルタの大型化を抑制しながら所望の周波数特性を実現することができる。
図3は、図1のハイパスフィルタ1の積層構造の一例を示す分解斜視図である。図3に示されるように、ハイパスフィルタ1は、複数の誘電体層121〜132がZ軸方向に積層された積層体である。
誘電体層121には、キャパシタ導体パターン137が形成されている。キャパシタ導体パターン137は、ビア導体パターン151〜154によって接地端子133〜136にそれぞれ接続されている。言い換えれば、キャパシタ導体パターン137は、積層体の内部に形成された接地導体パターンである。
誘電体層122には、キャパシタ導体パターン138,139が形成されている。キャパシタ導体パターン138と137とは、キャパシタC114を形成している。キャパシタ導体パターン139と137とは、キャパシタC116を形成している。
誘電体層124には、線路導体パターン140,141が形成されている。線路導体パターン140および141の各々は、X軸方向に延在している。線路導体パターン140および141は、Y軸方向に並んでいる。線路導体パターン140は、ビア導体パターン155によってキャパシタ導体パターン138に接続されている。線路導体パターン141は、ビア導体パターン156によってキャパシタ導体パターン139に接続されている。
誘電体層127には、線路導体パターン142,143が形成されている。線路導体パターン142および143の各々は、X軸方向に延在している。線路導体パターン142および143は、Y軸方向に並んでいる。線路導体パターン142は、ビア導体パターン157によって線路導体パターン140に接続されている。線路導体パターン143は、ビア導体パターン158によって線路導体パターン141に接続されている。
誘電体層128には、線路導体パターン144,145が形成されている。線路導体パターン144および145の各々は、X軸方向に延在している。線路導体パターン144および145は、Y軸方向に並んでいる。線路導体パターン144は、ビア導体パターン159によって線路導体パターン142に接続されている。線路導体パターン145は、ビア導体パターン160によって線路導体パターン143に接続されている。
線路導体パターン144、ビア導体パターン159、線路導体パターン142、ビア導体パターン157、および線路導体パターン140は、インダクタL113を形成している。線路導体パターン142は、線路導体パターン144と対向している。線路導体パターン140は、線路導体パターン142と対向している。Z軸方向から平面視したとき、ビア導体パターン159と157との間に位置する線路導体パターン142の部分は、線路導体パターン144および140と重なっている。
線路導体パターン145、ビア導体パターン160、線路導体パターン143、ビア導体パターン158、および線路導体パターン141は、インダクタL115を形成している。線路導体パターン143は、線路導体パターン145と対向している。線路導体パターン141は、線路導体パターン143と対向している。Z軸方向から平面視したとき、ビア導体パターン160と158との間に位置する線路導体パターン143の部分は、線路導体パターン145および141と重なっている。
誘電体層129には、キャパシタ導体パターン146,147が形成されている。キャパシタ導体パターン146は、ビア導体パターン163によって端子P10に接続されている。ビア導体パターン163は、インダクタL111を形成している。キャパシタ導体パターン147は、ビア導体パターン164によって端子P16に接続されている。ビア導体パターン164は、インダクタL117を形成している。
誘電体層130には、キャパシタ導体パターン148,149,1481,1491が形成されている。キャパシタ導体パターン148は、ビア導体パターン161によって線路導体パターン144に接続されている。キャパシタ導体パターン149は、ビア導体パターン162によって線路導体パターン145に接続されている。キャパシタ導体パターン1481は、キャパシタ導体パターン148に接続されている。キャパシタ導体パターン1491は、キャパシタ導体パターン149に接続されている。
キャパシタ導体パターン148と146とは、キャパシタC112を形成している。キャパシタ導体パターン149と147とは、キャパシタC118を形成している。
誘電体層131には、キャパシタ導体パターン150が形成されている。キャパシタ導体パターン150,1481,1491は、キャパシタC15を形成している。
図4は、図3のインダクタL113,L115が形成されている誘電体層124,127,128を積層方向から平面視した図である。図4に示されるように、線路導体パターン142および144が対向しているとともに、線路導体パターン140および142とが対向しているため、積層方向から平面視したとき、インダクタL113には空芯部が形成されていない。同様に、線路導体パターン143および145が対向しているとともに、線路導体パターン141および143とが対向しているため、積層方向から平面視したとき、インダクタL115には空芯部が形成されていない。その結果、インダクタL113,L115の各々において、Y軸方向の幅が抑制されている。
線路導体パターン144は、X軸方向に延在する部分がビア導体パターン159に接続しているとともに、Y軸方向に延在する部分がビア導体パターン161に接続している。同様に、線路導体パターン145は、X軸方向に延在する部分がビア導体パターン160に接続しているとともに、Y軸方向に延在する部分がビア導体パターン162に接続している。
図5は、図3のインダクタL113,L115が形成されている誘電体層124,127,128をY軸方向から平面視した図である。図5において、距離DstXは、誘電体層124と127との距離である。距離DstYは、誘電体層127と128との距離である。
図5に示されるように、線路導体パターン140と141とは重なっている。線路導体パターン142と143とは重なっている。線路導体パターン144と145とは重なっている。ビア導体パターン155と156とは重なっている。ビア導体パターン157と158とは重なっている。ビア導体パターン159と160とは重なっている。ビア導体パターン161と162とは重なっている。
ビア導体パターン159は、線路導体パターン144の一方端と線路導体パターン142の一方端とを接続している。ビア導体パターン157は、線路導体パターン142の他方端と線路導体パターン140の一方端とを接続している。インダクタL113においては、対向する線路導体パターンの端部同士をビア導体パターンが接続している。そのため、限られた設計空間の中で、所望のインダクタンスを実現することができる程度に当該信号路の長さを長くすることができる。
接続部分J171は、ビア導体パターン161と線路導体パターン144との接続部分である。接続部分J172は、ビア導体パターン155と線路導体パターン140との接続部分である。接続部分J173は、ビア導体パターン159と線路導体パターン144との接続部分である。接続部分J174は、ビア導体パターン159と線路導体パターン142との接続部分である。接続部分J175は、ビア導体パターン157と線路導体パターン142との接続部分である。接続部分J176は、ビア導体パターン157と線路導体パターン140との接続部分である。
接続部分J171からJ173への方向と、接続部分J174から接続部分J175への方向とは逆である。接続部分J174から接続部分J175への方向と、接続部分J176からJ172への方向とは逆である。接続部分J171からJ172への信号路は、蛇行している。すなわち、インダクタL113は、ミアンダ形状の信号路を含む。
ビア導体パターン160は、線路導体パターン145の一方端と線路導体パターン143の一方端とを接続している。ビア導体パターン158は、線路導体パターン143の他方端と線路導体パターン141の一方端とを接続している。インダクタL115においても、対向する線路導体パターンの端部同士をビア導体パターンが接続している。そのため、限られた設計空間の中で、所望のインダクタンスを実現することができる程度に当該信号路の長さを長くすることができる。
接続部分J181は、ビア導体パターン162と線路導体パターン145との接続部分である。接続部分J182は、ビア導体パターン156と線路導体パターン141との接続部分である。接続部分J183は、ビア導体パターン160と線路導体パターン145との接続部分である。接続部分J184は、ビア導体パターン160と線路導体パターン143との接続部分である。接続部分J185は、ビア導体パターン158と線路導体パターン143との接続部分である。接続部分J186は、ビア導体パターン158と線路導体パターン141との接続部分である。
接続部分J181からJ183への方向と、接続部分J184から接続部分J185への方向とは逆である。接続部分J184から接続部分J185への方向と、接続部分J186からJ182への方向とは逆である。接続部分J181からJ182への信号路は、蛇行している。すなわち、インダクタL115は、ミアンダ形状の信号路を含む。
図6は、図3のハイパスフィルタ1の挿入損失IL41,IL42を併せて示す図である。図6において縦軸の減衰量(dB)はマイナスの値として示されている。減衰量の絶対値が大きいほど挿入損失は大きい。挿入損失とは、電子部品の或る端子に入力された信号のうち、電子部品の他の端子に伝達された信号の割合を示す指標である。挿入損失が大きい程、電子部品に入力された信号のうち当該電子部品の内部で失われた信号の割合が大きいことを意味する。図10においても同様である。
挿入損失IL41,IL42は、端子P10に入力された信号のうち、端子P16に伝達された信号の割合を示している。挿入損失IL41とIL42とでは、ミアンダ形状の信号路を有するインダクタが形成されている誘電体層間の距離が異なる。挿入損失IL42の場合の距離DstX(図6参照)は、挿入損失IL41の場合の距離DstXよりも小さい。挿入損失IL42の場合の距離DstYは、挿入損失IL41の場合の距離DstYと同じである。
図6に示されるように、ハイパスフィルタ1の通過帯域は、周波数f50以上の周波数の信号である。挿入損失IL41においては、周波数f50よりも低い周波数帯において周波数f51,f52(>f51)に減衰極が生じている。挿入損失IL42においても、周波数f50よりも低い周波数帯において周波数f53,f54(>f53)に減衰極が生じている。
減衰極が発生している周波数に関して挿入損失IL41とIL42とを比較すると、周波数f54はf52より大きく、周波数f53はf51よりも小さい。周波数f54はf52より大きいことに着目すると、挿入損失IL42においては、挿入損失IL41において周波数f52で発生している減衰極が高周波側に移動して周波数f54で減衰極が発生しているといえる。その結果、周波数帯f54〜f50の減衰量の変化の態様に関して、挿入損失IL41よりも挿入損失IL42の方が急峻になっている。
ミアンダ形状の信号路を含むインダクタが形成されている誘電体層間の距離を変化させると、当該信号路の長さが変化するため、当該インダクタのインダクタンスが変化する。また、対向する線路導体パターン間の距離が変化するため、対向する線路導体パターン間に形成される電磁界結合状態が変化する。その結果、積層フィルタの周波数特性が変化する。実施の形態に係る積層フィルタにおいては、設計の自由度が比較的高い誘電体層間の距離を変化させることにより、周波数特性を容易に変化させることができる。
[実施の形態1の変形例]
実施の形態1においては、ミアンダ形状の信号路を含むインダクタにおいて、対向する線路導体パターンの端部同士をビア導体パターンが接続している場合について説明した。ビア導体パターンは、対向する線路導体パターンの端部同士を接続している必要はなく、積層フィルタに求められる周波数特性に応じて適宜配置されてもよい。また、各線路導体パターンは、他の線路導体パターンと対向しない部分を有していてもよい。
実施の形態1においては、ミアンダ形状の信号路を含むインダクタにおいて、対向する線路導体パターンの端部同士をビア導体パターンが接続している場合について説明した。ビア導体パターンは、対向する線路導体パターンの端部同士を接続している必要はなく、積層フィルタに求められる周波数特性に応じて適宜配置されてもよい。また、各線路導体パターンは、他の線路導体パターンと対向しない部分を有していてもよい。
図7は、実施の形態1の変形例に係るハイパスフィルタにおいて、インダクタL113A,L115が形成されている誘電体層124,127,128をY軸方向から平面視した図である。図7と図4との違いは、ビア導体パターン157の配置である。それ以外の構成は同様であるため説明を繰り返さない。図7に示されるように、ビア導体パターン157は、図4に示される配置よりもビア導体パターン159へ寄せて配置されている。
図8は、図7のインダクタL113A,L115が形成されている誘電体層124,127,128をY軸方向から平面視した図である。図8と図5との違いは、ビア導体パターン157の配置である。それ以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。
図8に示されるように、ビア導体パターン157と線路導体パターン142との接続部分J175Aは、線路導体パターン142の端部から距離DstZだけずれている。同様に、ビア導体パターン157と線路導体パターン140との接続部分J176Aも線路導体パターン140の端部から距離DstZだけずれている。そのため、インダクタL113Aのミアンダ形状の信号路の長さは、インダクタL115のミアンダ形状の信号路の長さよりも2・DstZだけ短い。インダクタL113Aのインダクタンスが小さくなるため、ハイパスフィルタの周波数特性が変化する。
このように、線路導体パターン同士を接続するビア導体パターンの配置を線路導体パターンの端部からずらすことによって、ハイパスフィルタの周波数特性を変化させることができる。
以上、実施の形態1および変形例に係る積層フィルタによれば、積層フィルタの大型化を抑制しながら所望の周波数特性を実現することができる。
実施の形態1においては積層フィルタの次数が5である場合について説明した。実施の形態に係る積層フィルタの次数は、5に限定されるものではなく、4以下、あるいは6以上であってもよい。実施の形態に係る積層フィルタによれば、たとえば、積層フィルタに求められる周波数特性、あるいは積層フィルタの製造コストに応じて、適宜次数を選択することができる。以下では、積層フィルタの次数が9である場合を実施の形態2において説明し、積層フィルタの次数が3である場合を実施の形態3において説明する。
[実施の形態2]
図9は、実施の形態2に係る積層フィルタの一例であるハイパスフィルタ2の等価回路図である。図9に示されるように、ハイパスフィルタ2は、端子P20,P201と、LC直列共振器21〜26と、キャパシタC27〜C29とを備える。
図9は、実施の形態2に係る積層フィルタの一例であるハイパスフィルタ2の等価回路図である。図9に示されるように、ハイパスフィルタ2は、端子P20,P201と、LC直列共振器21〜26と、キャパシタC27〜C29とを備える。
LC直列共振器21は、端子P20とキャパシタC27との間に接続されている。LC直列共振器21は、インダクタL211と、キャパシタC212とを含む。インダクタL211は、端子P20に接続されている。キャパシタC212は、キャパシタC27に接続されている。
LC直列共振器22は、端子P205とキャパシタC29との間に接続されている。LC直列共振器22は、インダクタL221と、キャパシタC222とを含む。インダクタL221は、端子P205に接続されている。キャパシタC222は、キャパシタC29に接続されている。キャパシタC28は、キャパシタC27とC29との間に接続されている。
LC直列共振器23は、キャパシタC212およびC27の間の接続点N201と接地点GNDとの間に接続されている。LC直列共振器23は、インダクタL213と、キャパシタC214とを含む。インダクタL213は、接続点N201に接続されている。キャパシタC214は、接地点GNDに接続されている。
LC直列共振器24は、キャパシタC27およびC28の間の接続点N202と接地点GNDとの間に接続されている。LC直列共振器24は、インダクタL215と、キャパシタC216とを含む。インダクタL215は、接続点N202に接続されている。キャパシタC216は、接地点GNDに接続されている。
LC直列共振器25は、キャパシタC28およびC29の間の接続点N203と接地点GNDとの間に接続されている。LC直列共振器25は、インダクタL217と、キャパシタC218とを含む。インダクタL217は、接続点N203に接続されている。キャパシタC218は、接地点GNDに接続されている。
LC直列共振器26は、キャパシタC29およびC222の間の接続点N204と接地点GNDとの間に接続されている。LC直列共振器26は、インダクタL219と、キャパシタC220とを含む。インダクタL219は、接続点N204に接続されている。キャパシタC220は、接地点GNDに接続されている。
図10は、図9のハイパスフィルタ2の積層構造の一例を示す分解斜視図である。図10に示されるように、ハイパスフィルタ2は、複数の誘電体層231〜242がZ軸方向に積層された積層体である。
底面BFには、端子P20,P205と、接地端子243〜246とが形成されている。接地端子243〜246は、接地点GNDを形成している。端子P20,P205、および接地端子243〜246は、たとえば平面電極が規則的に配置されたLGA(Land Grid Array)端子である。
誘電体層231には、キャパシタ導体パターン247が形成されている。キャパシタ導体パターン247は、ビア導体パターン273〜276によって、接地端子243〜246にそれぞれ接続されている。
誘電体層232には、キャパシタ導体パターン248〜251が形成されている。キャパシタ導体パターン248と247とは、キャパシタC214を形成している。キャパシタ導体パターン249と247とは、キャパシタC216を形成している。キャパシタ導体パターン250と247とは、キャパシタC218を形成している。キャパシタ導体パターン251と247とは、キャパシタC220を形成している。
誘電体層233には、線路導体パターン252と253とが形成されている。線路導体パターン252および253の各々は、X軸方向に延在している。線路導体パターン252および253は、Y軸方向に並んでいる。線路導体パターン252は、ビア導体パターン277によってキャパシタ導体パターン249に接続されている。線路導体パターン253は、ビア導体パターン278によってキャパシタ導体パターン250に接続されている。
誘電体層234には、線路導体パターン254〜257が形成されている。線路導体パターン254〜257の各々は、X軸方向に延在している。線路導体パターン254〜257は、Y軸方向に並んでいる。線路導体パターン254は、ビア導体パターン279によってキャパシタ導体パターン248に接続されている。線路導体パターン255は、ビア導体パターン280によって線路導体パターン252に接続されている。線路導体パターン256は、ビア導体パターン281によって線路導体パターン253に接続されている。線路導体パターン257は、ビア導体パターン282によってキャパシタ導体パターン251に接続されている。
誘電体層237には、線路導体パターン258〜261が形成されている。線路導体パターン258〜261の各々は、X軸方向に延在している。線路導体パターン258〜261は、Y軸方向に並んでいる。線路導体パターン258は、ビア導体パターン283によって線路導体パターン254に接続されている。線路導体パターン259は、ビア導体パターン284によって線路導体パターン255に接続されている。線路導体パターン260は、ビア導体パターン285によって線路導体パターン256に接続されている。線路導体パターン261は、ビア導体パターン286によって線路導体パターン257に接続されている。
誘電体層238には、線路導体パターン262〜265が形成されている。線路導体パターン262〜265の各々は、X軸方向に延在している。線路導体パターン262〜265は、Y軸方向に並んでいる。線路導体パターン262は、ビア導体パターン287によって線路導体パターン258に接続されている。線路導体パターン263は、ビア導体パターン288によって線路導体パターン259に接続されている。線路導体パターン264は、ビア導体パターン289によって線路導体パターン260に接続されている。線路導体パターン265は、ビア導体パターン290によって線路導体パターン261に接続されている。
線路導体パターン262、ビア導体パターン287、線路導体パターン258、ビア導体パターン283、および線路導体パターン254は、インダクタL213を形成している。線路導体パターン258は、線路導体パターン262と対向している。線路導体パターン254は、線路導体パターン258と対向している。Z軸方向から平面視したとき、ビア導体パターン287と283との間に位置する線路導体パターン258の部分は、線路導体パターン262および254と重なっている。
線路導体パターン263、ビア導体パターン288、線路導体パターン259、ビア導体パターン284、線路導体パターン255、ビア導体パターン280、および線路導体パターン252は、インダクタL215を形成している。線路導体パターン259は、線路導体パターン263と対向している。線路導体パターン255は、線路導体パターン259と対向している。Z軸方向から平面視したとき、ビア導体パターン288と284との間に位置する線路導体パターン259の部分は、線路導体パターン263および255と重なっている。Z軸方向から平面視したとき、ビア導体パターン284と280との間に位置する線路導体パターン255の部分は、線路導体パターン252に重なっている。
線路導体パターン264、ビア導体パターン289、線路導体パターン260、ビア導体パターン285、線路導体パターン256、ビア導体パターン281、および線路導体パターン253は、インダクタL217を形成している。線路導体パターン260は、線路導体パターン264と対向している。線路導体パターン256は、線路導体パターン260と対向している。Z軸方向から平面視したとき、ビア導体パターン289と285との間に位置する線路導体パターン260の部分は、線路導体パターン264および256と重なっている。Z軸方向から平面視したとき、ビア導体パターン285と281との間に位置する線路導体パターン256の部分は、線路導体パターン253に重なっている。
線路導体パターン265、ビア導体パターン290、線路導体パターン261、ビア導体パターン286、および線路導体パターン257は、インダクタL219を形成している。線路導体パターン261は、線路導体パターン265と対向している。線路導体パターン257は、線路導体パターン261と対向している。Z軸方向から平面視したとき、ビア導体パターン290と286との間に位置する線路導体パターン261の部分は、線路導体パターン265および257と重なっている。
誘電体層239には、キャパシタ導体パターン266および267が形成されている。キャパシタ導体パターン266は、ビア導体パターン291によって端子P20に接続されている。ビア導体パターン291は、インダクタL211を形成している。キャパシタ導体パターン267は、ビア導体パターン292によって端子P205に接続されている。ビア導体パターン292は、インダクタL221を形成している。
誘電体層240には、キャパシタ導体パターン268,269,270,2681,2701が形成されている。キャパシタ導体パターン268は、ビア導体パターン293によって線路導体パターン262に接続されている。キャパシタ導体パターン2681は、キャパシタ導体パターン268に接続されている。キャパシタ導体パターン270は、ビア導体パターン294によって線路導体パターン265に接続されている。キャパシタ導体パターン2701は、キャパシタ導体パターン270に接続されている。キャパシタ導体パターン268と266とは、キャパシタC212を形成している。キャパシタ導体パターン270と267とは、キャパシタC222を形成している。
誘電体層241には、キャパシタ導体パターン271,272、および線路導体パターン2711,2721が形成されている。線路導体パターン2711は、キャパシタ導体パターン271に接続されている。線路導体パターン2711は、ビア導体パターン295によって線路導体パターン263に接続されている。線路導体パターン2721は、キャパシタ導体パターン272に接続されている。線路導体パターン2721は、ビア導体パターン296によって線路導体パターン264に接続されている。
キャパシタ導体パターン271および2681は、キャパシタC27を形成している。キャパシタ導体パターン269,271,272は、キャパシタC28を形成している。キャパシタ導体パターン272および2701は、キャパシタC29を形成している。
ハイパスフィルタ2の積層構造は、図3のハイパスフィルタ1の積層構造におけるインダクタL113とL115との空間に、インダクタL215,L217、およびキャパシタC216,C28,C218が挿入された積層構造である。インダクタL213,L219は、図3のインダクタL113,L115にそれぞれ対応する。端子P20,P205,接地端子243〜246は、図3の端子P10,P16,接地端子133〜136にそれぞれ対応する。誘電体層231〜242は、図3の誘電体層121〜132にそれぞれ対応する。
図10の9次のハイパスフィルタ2の複数の誘電体層の数は、図3の5次のハイパスフィルタ1の複数の誘電体層の数と同じである。すなわち、ハイパスフィルタ2のサイズは、ハイパスフィルタ1のサイズとほとんど同じである。
実施の形態に係る積層フィルタによれば、ミアンダ形状の信号路を有するインダクタを積層方向に直交する方向に並んで配置することが可能であるため、限られた設計空間を有効に活用しながら、ハイパスフィルタの次数を増加させることができる。すなわち、積層フィルタの大型化を抑制しながらハイパスフィルタの次数を高くすることができる。
図11は、図6の挿入損失IL42と図10のハイパスフィルタ2の挿入損失IL91とを併せて示す図である。挿入損失IL42となる場合の図3の誘電体層124と127との距離は、図10の誘電体層234と237との距離に等しい。挿入損失IL42となる場合の図3の誘電体層127と128との距離は、図10の誘電体層237と238との距離に等しい。
図11に示されるように、挿入損失IL91と42とを比較すると、通過帯域よりも低い周波数帯において、周波数f50付近における減衰量の変化の態様に関して、挿入損失IL91の方がIL42よりも急峻である。9次のハイパスフィルタ2の方が、5次のハイパスフィルタよりも、通過可能な信号の周波数を或る周波数以上に限定するというハイパスフィルタの機能が改善されている。
以上、実施の形態2に係る積層フィルタによれば、積層フィルタの大型化を抑制しながら所望の周波数特性を実現することができる。
[実施の形態3]
図12は、実施の形態3に係る積層フィルタの一例であるハイパスフィルタ3の等価回路図である。図12に示されるように、ハイパスフィルタ3は、端子P30,P34と、LC直列共振器31〜33とを含む。
図12は、実施の形態3に係る積層フィルタの一例であるハイパスフィルタ3の等価回路図である。図12に示されるように、ハイパスフィルタ3は、端子P30,P34と、LC直列共振器31〜33とを含む。
LC直列共振器31と33とは、端子P30とP34との間で直列に接続されている。LC直列共振器31は、端子P30に接続されている。LC直列共振器33は、端子P34に接続されている。
LC直列共振器31は、インダクタL311とキャパシタC312とを含む。LC直列共振器33は、インダクタL315と、キャパシタC316とを含む。インダクタL311は、端子P30に接続されている。キャパシタC312は、キャパシタC316に接続されている。インダクタL315は、端子P34に接続されている。
LC直列共振器32は、LC直列共振器31と32との間の接続点N301と接地点GNDとの間に接続されている。L直列共振器32は、インダクタL313と、キャパシタC314とを含む。インダクタL313は、接続点N301に接続されている。キャパシタC314は、接地点GNDに接続されている。
図13は、図12のハイパスフィルタ3の積層構造の一例を示す分解斜視図である。図13に示されるように、ハイパスフィルタ3は、複数の誘電体層321〜331がZ軸方向に積層された積層体である。
底面BFには、端子P30,P34と、接地端子332〜335とが形成されている。接地端子332〜335は、接地点GNDを形成している。端子P30,P34、および接地端子332〜335は、たとえば平面電極が規則的に配置されたLGA(Land Grid Array)端子である。
誘電体層321には、キャパシタ導体パターン336が形成されている。キャパシタ導体パターン336は、ビア導体パターン351〜354によって、接地端子332〜335にそれぞれ接続されている。
誘電体層322には、キャパシタ導体パターン337が形成されている。キャパシタ導体パターン337と336とは、キャパシタC314を形成している。
誘電体層324には、線路導体パターン338が形成されている。線路導体パターン338は、X軸方向に延在している。線路導体パターン338は、ビア導体パターン355によってキャパシタ導体パターン337に接続されている。
誘電体層327には、線路導体パターン339が形成されている。線路導体パターン339は、X軸方向に延在している。線路導体パターン339は、ビア導体パターン356によって線路導体パターン338に接続されている。
誘電体層328には、線路導体パターン340が形成されている。線路導体パターン340は、X軸方向に延在している。線路導体パターン340は、ビア導体パターン357によって線路導体パターン339に接続されている。
線路導体パターン340、ビア導体パターン357、線路導体パターン339、ビア導体パターン356、および線路導体パターン338は、インダクタL313を形成している。線路導体パターン339は、線路導体パターン340と対向している。線路導体パターン338は、線路導体パターン339と対向している。Z軸方向から平面視したとき、ビア導体パターン357と356との間に位置する線路導体パターン339の部分は、線路導体パターン340および338と重なっている。
誘電体層329には、キャパシタ導体パターン341,342が形成されている。キャパシタ導体パターン341は、ビア導体パターン358によって端子P30に接続されている。ビア導体パターン358は、インダクタL311を形成している。キャパシタ導体パターン342は、ビア導体パターン359によって端子P34に接続されている。ビア導体パターン359は、インダクタL315を形成している。
誘電体層330には、キャパシタ導体パターン343,344と、線路導体パターン345,346とが形成されている。キャパシタ導体パターン343と344とは、線路導体パターン345によって接続されている。線路導体パターン346は、線路導体パターン345に接続されている。線路導体パターン346は、ビア導体パターン360によって線路導体パターン340に接続されている。
キャパシタ導体パターン341と343とは、キャパシタC312を形成している。キャパシタ導体パターン342と344とは、キャパシタC316を形成している。
以上、実施の形態3に係る積層フィルタによれば、積層フィルタの大型化を抑制しながら所望の周波数特性を実現することができる。
今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わされて実施されることも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1,2,3 ハイパスフィルタ、P10,P16,P20,P30,P34,P205 端子、11〜14,21〜26,31〜33 LC直列共振器、121〜132,231〜242,321〜331 誘電体層、133〜136,243〜246,332〜335 接地端子、137〜139,146〜150,247〜251,266〜272,336,337,341〜344,1481,1491,2681,2701 キャパシタ導体パターン、140〜145,252〜265,338〜340,345,346,2711,2721 線路導体パターン、151〜164,273〜296,351〜360 ビア導体パターン、C15,C27〜C29,C112,C114,C116,C118,C212,C214,C216,C218,C220,C222,C312,C314,C316 キャパシタ、DM 方向識別マーク、L111,L113A,L113,L115,L117,L211,L213,L215,L217,L219,L221,L311,L313,L315 インダクタ。
Claims (4)
- 第1〜第3誘電体層を含む複数の誘電体層が積層方向に積層され、前記第2誘電体層が前記第1誘電体層と前記第3誘電体層との間に配置された積層フィルタであって、
前記第1誘電体層において特定方向に延在する第1部分を含む、第1線路導体パターンと、
前記第2誘電体層において前記特定方向に延在する第2部分を含む、第2線路導体パターンと、
前記第3誘電体層において前記特定方向に延在する第3部分を含む、第3線路導体パターンと、
前記第1線路導体パターンと前記第2線路導体パターンとを接続する第1ビア導体パターンと、
前記第2線路導体パターンと前記第3線路導体パターンとを接続する第2ビア導体パターンとを備え、
前記積層方向から平面視したとき、前記第1ビア導体パターンと前記第2ビア導体パターンとの間に位置する前記第2部分は、前記第1部分および前記第3部分と重なっている、積層フィルタ。 - 前記第1誘電体層と前記第2誘電体層との距離は、前記第2誘電体層と前記第3誘電体層との距離と異なる、請求項1に記載の積層フィルタ。
- 前記第1ビア導体パターンは、前記第1線路導体パターンの一方端と前記第2線路導体パターンの一方端とを接続し、
前記第2ビア導体パターンは、前記第2線路導体パターンに他方端と前記第3線路導体パターンの一方端とを接続する、請求項1または2に記載の積層フィルタ。 - 前記第1誘電体層において前記特定方向に延在する第4部分を含む、第4線路導体パターンと、
前記第2誘電体層において前記特定方向に延在する第5部分を含む、第5線路導体パターンと、
前記第3誘電体層において前記特定方向に延在する第6部分を含む、第6線路導体パターンと、
前記第4線路導体パターンと前記第5線路導体パターンとを接続する第3ビア導体パターンと、
前記第5線路導体パターンと前記第6線路導体パターンとを接続する第4ビア導体パターンとを備え、
前記積層方向から平面視したとき、前記第3ビア導体パターンと前記第4ビア導体パターンとの間に位置する前記第5部分は、前記第4部分および前記第6部分と重なっており、
前記第1部分と前記第4部分とは、前記特定方向に直交する方向に並んでいる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層フィルタ。
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