JP3473893B2 - 高周波積層型回路部品 - Google Patents

高周波積層型回路部品

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JP3473893B2
JP3473893B2 JP4902998A JP4902998A JP3473893B2 JP 3473893 B2 JP3473893 B2 JP 3473893B2 JP 4902998 A JP4902998 A JP 4902998A JP 4902998 A JP4902998 A JP 4902998A JP 3473893 B2 JP3473893 B2 JP 3473893B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は積層型ストリップラ
イン共振器、複数のストリップライン共振器を含む積層
フィルタ(誘電体フィルタ)等の高周波積層型回路部品
に関する。 【0002】 【従来の技術】誘電体にストリップライン導体層が埋設
された構成の高周波積層フィルタは、携帯電話等に使用
されている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところで、共振回路の
Q特性の向上が要求されている。共振回路の無負荷Qは
主にストリップラインの導体損失、基体の誘電体損失、
及び輻射損失により決定されるが、導体損失が支配的に
影響する。導体損失を低減するためにストリップライン
を厚くして抵抗値を下げることが考えられるが、マイク
ロ波帯等の高い周波数領域では表皮効果のためにストリ
ップラインを厚く形成してもQ特性の向上を目的通りに
達成することができない。また、積層部品においてスト
リップライン導体層を十分に厚く形成することは製造上
困難である。 【0004】そこで、本発明の目的はQ特性の向上を容
易に達成することができるストリップラインを含む高周
波積層型回路部品を提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、誘電体の中に少なくと
も1つのストリップライン主導体層とストリップライン
付加導体層とが埋設され、前記ストリップライン主導体
層と前記ストリップライン付加導体層とは誘電体層を介
して互いに対向する部分を有するように前記誘電体の異
なる厚み方向位置に配置され、前記ストリップライン主
導体層と前記ストリップライン付加導体層とを相互に接
続するための接続導体が前記誘電体に埋設され、 前記
ストリップライン主導体層及び前記ストリップライン付
加導体層に対して誘電体層を介して対向する少なくとも
1つのグランド導体層が前記誘電体の内部又は外周面に
設けられ、前記ストリップライン主導体層及び前記スト
リップライン付加導体層の一端が前記グランド導体層に
接続され、前記ストリップライン付加導体層は前記スト
リップライン主導体層よりも短く形成されていることを
特徴とする高周波積層型回路部品に係るものである。 【0006】 【発明の効果】発明によれば、ストリップライン主導
体層とストリップライン付加導体層(補強導体層)とが
誘電体層を介して対向し、且つ接続導体によって相互に
接続されているので、ストリップライン主導体層とスト
リップライン付加導体層との組み合せ体の表面積の増大
効果が生じ、Q特性を向上させることができる。なお、
ストリップラインの表面積が増大すると、表皮効果にか
かわらず抵抗値低減効果が得られ、Q特性が向上する。
また、厚いストリップライン導体層を形成するのではな
く、ストリップライン主導体層とストリップライン付加
導体層との組み合せとするので、層間剥離等を防いで主
導体層及び付加導体層を容易に形成することができる。 【0007】 【実施形態及び実施例】次に、図面を参照して本発明の
実施形態及び実施例を説明する。 【0008】 【第1の実施例】図1〜図9に示す第1の実施例のスト
リップライン共振器は、四角形の平面形状を有する6面
体に形成された磁器誘電体1を有し、ここにはストリッ
プライン主導体層2、ストリップライン付加導体層3、
接続導体4、第1及び第2の入出力結合容量導体層5、
6、第1及び第2のグランド導体層7、8、波長短縮効
果用導体層9が埋設されている。誘電体1の外周面に
は、第1及び第2の入出力端子導体層10、11と第1
及び第2のグランド端子導体層12、13とが設けられ
ている。なお、図1において導体層10〜13は厚みを
省いて示され、各導体層には他の領域と区別するための
点々が付されている。 【0009】誘電体1は直方体に形成されており、この
外周面として互いに対向する第1及び第2の主面14、
15と、第1、第2、第3及び第4の側面16、17、
18、19とを有する。なお、第1及び第2の側面1
6、17は互いに対向し、第3及び第4の側面18、1
9も互いに対向している。誘電体1は磁器生シート(グ
リーンシート)を積層して焼成したものであり、焼成後
は一体の焼結体となるが、ここでは説明の都合上、第
1、第2、第3、第4及び第5の誘電体層1a、1b、
1c、1d、1eに分けられている。 【0010】誘電体1に埋設されているストリップライ
ン主導体層2は第1の主面14側から平面的に見て帯状
に延びるように第4の誘電体層1dの上に形成され、こ
の一端は第1のグランド端子導体層12に接続され、こ
の他端は開放されている。ストリップライン付加導体層
3は、平面的に見てストリップライン主導体層2に重な
るように第3の誘電体層1cの上に形成され、この一端
が第1のグランド端子導体層12に接続され、他端が開
放されている。ストリップライン付加導体層3の誘電体
1の第3の側面18側から第4の側面19側への長さ
は、ストリップライン主導体層2のこの方向の長さより
も短いが、両者を同じ長さにすることもできる。第3の
誘電体層1cのストリップライン付加導体層3の両側面
近傍領域の下には複数のヴィアホール即ち貫通孔4aが
設けられており、図4に示すようにこの中に接続導体4
が充填されている。上述のストリップライン主導体層2
とストリップライン付加導体層3と接続導体4との組み
合せがストリップライン導体として機能する。入出力結
合導体層としての第1及び第2の入出力結合容量導体層
5、6は図8に示すように第3の誘電体層1cの上に配
置され、これ等の一端は第1及び第2の側面16、17
に露出して第1及び第2の入出力端子導体層12、13
に接続されている。この共振器は左右対称に形成されて
いるので、2つの端子導体層12、13のいずれか一方
を入力端子、他方を出力端子として使用することができ
る。しかし、一方を入力端子導体層、他方を出力端子導
体層と特定しても差し支えない。 【0011】第1及び第2のグランド導体層7、8は、
第2及び第5の誘電体層1b、1eの上に形成され、誘
電体層を介してストリップライン主導体層2及び、スト
リップライン付加導体層3に対向するように配置され、
第1及び第2のグランド端子導体層12、13に接続さ
れている。 【0012】波長短縮効果用導体層9は第3の誘電体層
1cの上に配置され、その一端部がストリップライン主
導体層2に対向し、その他端部が第2のグランド端子導
体層13に接続されている。 【0013】第1及び第2の端子導体層10、11は主
として第1及び第2の側面16、17に設けられ、第1
及び第2のグランド端子導体層12、13は主として第
3及び第4の側面18、19に設けられている。 【0014】このストリップライン共振器を製作する時
には、ストリップライン主導体層2、ストリップライン
付加導体層3、接続導体4、入出力結合容量導体層5、
6、第1及び第2のグランド導体層7、8、波長短縮効
果用導体層9を得ることができるように導電性ペースト
(例えば銀ペースト)がそれぞれ印刷された複数枚のグ
リーンシート(磁器生シート)と、導電性ペーストが印
刷されないカバーシート、スペーサシートとを積層す
る。なお、グリーンシート積層体はこの1枚から多数の
積層フィルタチップを得るように構成する。従って、グ
リーンシート積層体を所定寸法に切断し、しかる後、焼
成する。これにより、図1〜図6の誘電体1の外周面か
ら端子導体層10、11、12、13を省いたものが完
成する。しかる後、焼結後の誘電体1の外周面上に、導
電性ペーストの印刷及び焼付けによって端子導体層1
0、11、12、13を形成する。なお、焼成前の生チ
ップの外周面上に端子導体層10、11、12、13の
ための導電性ペ−ストを印刷し、これを誘電体と共に焼
成し、しかる後、金属メッキ層を形成して端子導体層1
0〜13を完成させることもできる。 【0015】図10は図1〜図9に示した共振器の等価
回路を示す。この等価回路の入出力結合コンデンサC1
、C2 はストリップライン主導体層2及びストリップ
ライン付加導体層3と第1及び第2の入出力結合容量導
体層5、6との間の容量に相当する。L1 はストリップ
ライン主導体層2及びストリップライン付加導体層3に
基づく共振器を示し、等価的にコンデンサCとインダク
タンスLの並列回路で示されている。波長短縮効果用コ
ンデンサCg1は波長短縮用導体層9とストリップライン
主導体層2との間の容量に相当している。この波長短縮
効果用コンデンサCg1は共振器L1 のコンデンサCに並
列に接続されるので、共振周波数を低くするように作用
する。従って、ある共振周波数を得る場合に、コンデン
サCg1を設けない場合に比べてストリップライン主導体
層2の長さを短くして小型化を図ることができる。第1
及び第2の入出力端子T1 、T2 は第1及び第2の入出
力端子導体層10、11に対応し、グランドはグランド
端子導体層12、13に対応している。なお、第1及び
第2の入出力端子T1 、T2 とグランドとの間に寄生容
量があるが図10では省略されている。 【0016】本実施例によれば、ストリップライン主導
体層2とストリップライン付加導体層3とが垂直方向に
延びる接続導体4で接続され、ストリップライン導体の
表面積が増大する。従って、導体損失が低減し、無負荷
Qが向上する。 【0017】接続導体4の効果を確認するために、図1
1に示すように接続導体4を設けない他は実施例と同一
に構成した共振器A、図12に示すようにストリップラ
イン付加導体層3の先端の両側に2個の接続導体4を設
けた他は実施例と同一に構成した共振器B、図13に示
すようにストリップライン付加導体層3の両側に沿って
それぞれ6個、合計12個の接続導体4を設けた他は実
施例と同一に構成した共振器C、図14に示すようにス
トリップライン付加導体層3の両側に沿ってそれぞれ3
個、中央に3個、合計9個の接続導体4を設けた他は実
施例と同一に構成した共振器Dを作り、特性を測定した
ところ、次の様な結果が得られた。なお、接続導体4が
充填されている貫通孔の径はそれぞれ0.12mmであ
る。 これから明らかなように垂直方向に延びる接続導体4を
設けることによって無負荷QとしてのQL 値が4〜7
(3〜5%)向上する。また、共振器Cの構造がより優
れていることが判る。また、本実施例では垂直方向に延
びる接続導体4がストリップライン導体の厚みを増大し
たと等価な効果を有する。ストリップライン導体層を導
電性ペーストの印刷によって厚く形成することが困難で
あることに比べ、本実施例では等価的に厚いストリップ
ライン導体を容易に得ることができる。 【0018】 【第2の実施例】次に、図15〜図21を参照して第2
の実施例の積層フィルタを説明する。但し、図15〜図
21及び後述する図22〜図33において図1〜図9と
実質的に同一の部分には同一の符号を付してその説明を
省略する。第2の実施例の積層フィルタは、第1の実施
例に示したストリッブライン共振器のストリップライン
導体と同一の構成のストリップライン導体を2個設け、
相互に結合させたものに相当する。即ち、図15〜図2
0の積層フィルタは、図1〜図9の共振器に第2のスト
リップライン主導体層20と第2のストリップライン付
加導体層21と、第2の接続導体22と、共振器容量結
合導体層23と、第2の波長短縮効果用導体層24を付
加した他は図1〜図9と実質的に同一に構成されてい
る。 【0019】第2のストリップライン共振器L2 を構成
するための第2のストリップライン主導体層20、第2
のストリップライン付加導体層21、第2の接続導体2
2の構造は、第1のストリップライン共振器L1 を構成
するための第1のストリップライン主導体層2、第1の
ストリップライン付加導体層3、第1の接続導体4と同
一である。第1及び第2のストリップライン主導体層
2、20は平面的に見て互いに並置され、図18に示す
ように第1及び第2のグランド導体層7、8間に配置さ
れている。図17から明らかなように、第1の入出力結
合容量導体層5は誘電体層を介して第1のストリップラ
イン主導体層2に対向し、ここに容量結合され、また第
2の入出力結合容量導体層6は第2のストリップライン
主導体層20に誘電体層を介して対向し、ここに容量結
合されている。共振器容量結合導体層23は第1及び第
2のストリップライン主導体層2、20の両方に誘電体
層を介して対向するように配置されている。第2の波長
短縮効果用導体層24は第2のストリップライン主導体
層20の開放端側部分に対向し、第2のグランド端子導
体層13に接続されている。 【0020】図21は図15〜図20の積層フィルタの
等価回路を示す。この等価回路は、図10の等価回路に
第2のストリップライン共振器L2 と第2の波長短縮効
果用コンデンサCg2と、共振器結合コンデンサCk1、C
k2を追加したものに相当する。第1及び第2のストリッ
プライン共振器L1 、L2 はMで示すように誘導結合さ
れていると共に、コンデンサCk1、Ck2で容量結合され
ている。容量結合コンデンサCk1、Ck2は容量結合導体
層23と第1及び第2のストリップライン主導体層2、
20との間の容量に相当する。 【0021】第2実施例の積層フィルタにおける第1及
び第2のストリップライン共振器L1 、L2 のストリッ
プライン導体は第1の実施例のストリップライン導体と
同一構成であるので、第1の実施例と同一の効果を得る
ことができる。 【0022】 【第3の実施例】図22〜図25に示す第3の実施例
は、第1の実施例のストリップライン共振器のストリッ
プライン導体の製造方法を変更したものであり、この他
は第1の実施例と同一である。 【0023】この第3の実施例では、第1の実施例の第
4の誘電体層1dに相当するものを得るための図22に
示すグリーンシート1d′上に周知の導電性ペースト
(銀ペースト)を所定パターンに印刷し、第1の導電性
ペースト印刷層2′を形成する。次に、第1の実施例の
第3の誘電体層1cに相当するものを得るために図23
及び図25に示すようにグリーンシート1d′及び第1
の導電性ペースト印刷層2′上に誘電体ペーストを所定
パターンに印刷して誘電体ペースト印刷層1c′を形成
する。なお、この誘電体ペースト印刷層1c′には第1
の導電性ペースト印刷層2′の両側領域を帯状に露出さ
せるための一対の溝4a′を設ける。次に、第1の実施
例の図8に示す第2のストリップライン付加導体層3、
第1及び第2の入出力結合容量導体層5、6及び波長短
縮効果用導体層9に相当するものを得るために図24に
示すようにそれぞれに対応する導電性ペースト印刷層
3′、5′、6′、9′を印刷によって形成する。な
お、この時溝4a′に導体4のための導電性ペースト
4′を充填する。次に、図25に示す印刷層を伴なった
グリーンシート1d′を別のグリーンシート(図示せ
ず)と積層し、焼成し、しかる後、第1の実施例の第1
及び第2の入出力端子導体層10、11、第1及び第2
のグランド端子導体層12、13に相当するものを形成
し、第1の実施例と本質的に同一構成のストリップライ
ン共振器を完成させる。 【0024】第3の実施例は、第1の実施例と同一の効
果を有する他に、ストリップライン主導体層を得るため
の導電性ペースト印刷層2′とストリップライン付加導
体層を得るための導電性ペースト印刷層3′との間の誘
電体層を印刷によって形成するので、第1の実施例のグ
リーンシートに貫通孔4aを設ける工程が不要になると
いう効果も有する。 【0025】 【第4の実施例】図26に示す第4の実施例のストリッ
プライン共振器及びその製造方法は、第3の実施例のグ
リーンシート1d′の上に第2の誘電体ペースト印刷層
30と第3の導電性ペースト印刷層31とを追加した他
は、第3の実施例と実質的に同一である。但し、第4の
実施例では第1、第2及び第3の導電性ペースト印刷層
2′、3′、31が接続用導電性ペースト4′、32に
よって折り重ね状に接続されている。図26の構造を得
る時には、グリーンシート1d′上に、印刷によって第
1の導電性ペースト印刷層2′、第1の誘電体ペースト
印刷層1c′、第2の導電性ペースト印刷層3′、第2
の誘電体ペースト印刷層30、及び第3の導電性ペース
ト印刷層31を順次に形成する。なお、第1及び第2の
誘電体ペースト印刷層1c′、30の溝4a′、32a
にも導電性ペースト4′、32を充填させる。図26に
示すものは、図示されていない別のグリーンシートと積
層され、その後に焼成される。これにより、第1の導電
性ペースト印刷層2´は第1の実施例のストリップライ
ン主導体層2に相当するものになり、第2及び第3の導
電性ペースト印刷層3′、31は第1の実施例のストリ
ップライン付加導体層3に相当するものになる。この第
4の実施例によっても第1及び第3の実施例と同様な効
果を得ることができる。また、更にストリップライン導
体の表面積の増大を図ることができ、Q特性が向上す
る。 【0026】 【第5の実施例】図27に示す第5の実施例のストリッ
プライン共振器は、第1の実施例のストリップライン共
振器に第2のストリップライン付加導体層33と第2の
接続導体34を追加した他は第1の実施例と同一に構成
したものである。即ち、図27の共振器では、誘電体1
が第1〜第6の誘電体層1a〜1fから成り、ストリッ
プライン主導体層2を中心にして第1及び第2のストリ
ップライン付加導体層3、33が対称に配置され、第1
及び第2のストリップライン付加導体層3、33は第1
及び第2の接続導体4、34によってストリップライン
主導体層2に接続されている。この様に構成するとスト
リップライン導体の表面積が更に増大し、Q特性が向上
する。 【0027】 【第6の実施例】図28〜図31に示す第6の実施例の
積層フィルタは3段に構成した他は第2の実施例の積層
フィルタと同一に構成されている。即ち、図28〜図3
1に示す積層フィルタは、図15〜図18に示す第2の
実施例の2段の積層フィルタに第3のストリップライン
主導体層40と、第3のストリップライン付加導体層4
1と接続導体42とを追加した他は、第2の実施例と実
質的に同一に構成したものである。なお、共振器容量結
合導体層23は第2及び第3のストリップライン主導体
層2、40も相互に容量結合するように形成されてい
る。また、第1、第2及び第3のストリップライン導体
層2、3、40に対向させて、第1、第2及び第3の波
長短縮効果用導体層(図示せず)が設けられている。ま
た、第2の入出力結合容量導体層6は第3のストリップ
ライン主導体層40に対向している。 【0028】図31は図28〜図30に示した第6の実
施例の積層フィルタの等価回路図であり、図21の回路
に第3の共振器L3 と、共振器容量結合コンデンサCk
3、Ck4と、第3の波長短縮効果用コンデンサCg3とを
付加したものに相当する。第3の共振器L3 は第3のス
トリップライン導体層40に基づくものであり、共振器
容量結合コンデンサCk3、Ck4は共振器容量結合導体層
23と第2及び第3のストリップライン主導体層2、4
0との間の容量に相当し、第3の波長短縮効果用コンデ
ンサCg3は第3の波長短縮効果用導体層と第3のストリ
ップライン主導体層40との間の容量に相当する。この
第6の実施例の3段の積層フィルタも第2の実施例と同
一の効果を有する。 【0029】 【第7の実施例】第7の実施例の積層フィルタは図32
に示すように第1及び第2のストリップライン導体層
2、20に対してタップとしての第1及び第2の入出力
端子結合導体層5a、6aの一端を接続し、これ等の他
端を第1及び第2の入出力端子導体層10、11に接続
したものである。即ち、第7の実施例の積層フィルタ
は、第2の実施例の図17に示す第1及び第2の入出力
結合容量導体層5、6の代りに第1及び第2の入出力端
子結合導体層5a、6aを設け、この他は第2の実施例
と同一に構成したものである。従って、第7の実施例の
積層フィルタの等価回路は図33に示す通りであり、図
21からコンデンサC1 、C2 を省略したものに相当す
る。この第7の実施例でも第2の実施例と同一の効果を
得ることができる。 【0030】 【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 第2、第6及び第7の実施例において、ストリ
ップライン容量結合導体層23を省くことができる。 (2) 第1〜第7の実施例において、波長短縮効果用
導体層9、24を省くことができる。 (3) 第1、第3〜第6の実施例においても、図32
と同様に第1及び第2の入出力端子結合導体層5a、6
aを設け、これを第1及び第2のストリップライン主導
体層2、20又は第1及び第3のストリップライン主導
体層2、40に接続することができる。 (4) ストリップライン主導体層を4個以上にするこ
と即ち4段以上のフィルタにすることができる。 (5) 第2、第6及び第7の実施例においても、第3
及び第4の実施例に示すようにストリップライン導体を
構成することができる。 (6) 各実施例においてストリップライン付加導体層
3、21、41の長さ及び幅を変えることができる。例
えば、ストリップライン付加導体層3、21、41をス
トリップライン主導体層2、20、40と同一形状にす
ることができる。また、ストリップライン主導体層2、
20、40とストリップライン付加導体層3、21、4
1との間隔を種々調整することができる。 (7) ストリップライン主導体層2、20、40とス
トリップライン付加導体層3、21、41との間に入出
力結合容量導体層5、6、波長短縮効果用導体層9、共
振器容量結合導体層23の内の一部又は全部を配置する
ことができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施例のストリップライン共振
器を示す斜視図である。 【図2】図1のストリップライン共振器をこの内部の導
体パターンを伴って示す平面図である。 【図3】図2のA−A線断面図である。 【図4】図2のB−B線断面図である。 【図5】図2のC−C線断面図である。 【図6】図2のD−D線断面図である。 【図7】図3の第2の誘電体層とこの上の導体層とを示
す平面図である。 【図8】図3の第3の誘電体層とこの上の導体層とを示
す平面図である。 【図9】図3の第4の誘電体層とこの上の導体層とを示
す平面図である。 【図10】図1のストリップライン共振器の等価回路図
である。 【図11】比較例の共振器の一部を示す平面図である。 【図12】本発明に従う接続導体を2個とした共振器の
一部を示す図である。 【図13】本発明に従う接続導体を12個とした共振器
の一部を示す平面図である。 【図14】本発明に従う接続導体を9個とした共振器の
一部を示す平面図である。 【図15】第2の実施例の積層フィルタを示す斜視図で
ある。 【図16】図15の積層フィルタの平面図である。 【図17】図16のE−E線断面図である。 【図18】図16のF−F線断面図である。 【図19】図18のG−G線断面図である。 【図20】図18のH−H線断面図である。 【図21】図15の積層フィルタの等価回路図である。 【図22】第3の実施例のストリップライン共振器のた
めのグリーンシートとその上の導電性ペースト印刷層と
を示す平面図である。 【図23】図22のグリーンシートの上に誘電体ぺ−ス
ト印刷層を設けたものを示す平面図である。 【図24】図23の誘電体ペースト印刷層の上に導電性
ペースト印刷層を設けたものを示す平面図である。 【図25】図24のI−I線断面図である。 【図26】第4の実施例のストリップライン共振器を説
明するためのものであって、図25と同様な部分を示す
断面図である。 【図27】第5の実施例のストリップライン共振器を図
5と同様な部分を示す断面図である。 【図28】第6の実施例の3段の積層フィルタを図19
と同様な切断面で示す断面図である。 【図29】第6の実施例の3段の積層フィルタを図20
と同様な切断面で示す断面図である。 【図30】図28のJ−J線断面図である。 【図31】第6の実施例の積層フィルタの等価回路図で
ある。 【図32】第7の実施例の積層フィルタを図19と同様
な切断面で示す断面図である。 【図33】図32の積層フィルタの等価回路図である。 【符号の説明】 1 誘電体 2 ストリップライン主導体層 3 ストリップライン付加導体層 4接続導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 1/20 - 1/219 H01P 7/00 - 7/10

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】誘電体の中に少なくとも1つのストリップ
    ライン主導体層とストリップライン付加導体層とが埋設
    され、 前記ストリップライン主導体層と前記ストリップライン
    付加導体層とは誘電体層を介して互いに対向する部分を
    有するように前記誘電体の異なる厚み方向位置に配置さ
    れ、 前記ストリップライン主導体層と前記ストリップライン
    付加導体層とを相互に接続するための接続導体が前記誘
    電体に埋設され、 前記ストリップライン主導体層及び前記ストリップライ
    ン付加導体層に対して誘電体層を介して対向する少なく
    とも1つのグランド導体層が前記誘電体の内部又は外周
    面に設けられ、 前記ストリップライン主導体層及び前記ストリップライ
    ン付加導体層の一端が前記グランド導体層に接続され、 前記ストリップライン付加導体層は前記ストリップライ
    ン主導体層よりも短く形成されていることを特徴とする
    高周波積層型回路部品。
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