JP3781237B2 - 積層型フィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノイズフィルタに係り、特に高周波ノイズを除去する分布定数回路を用いた積層型ＬＣフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９（Ａ）は特開平４−２１０８号公報に開示された積層型フィルタの積層構造を示す図、図９（Ｂ）はその等価回路図である。図９（Ａ）において、６０ａ〜６０ｇは絶縁体層、６１ａ〜６１ｃは図９（Ｂ）の信号ラインとなるコイル６１を構成する導体、６２ａ〜６２ｃは導体６１ａ〜６１ｃに絶縁体層を介して対向する導体であり、図９（Ｂ）のグランドラインとなるコイル６２を構成する。６３、６４はそれぞれ導体６１ａ〜６１ｃどうし、導体６２ａ〜６２ｃどうしをそれぞれ接続する接続用導体、６５はビアホールである。信号ラインとなるコイル６１の両端は、入力端子６６、出力端子６７に接続され、グランドラインとなるコイル６２は両端は端子６８、６９に接続される。これらのコイル６１、６２間にキャパシタ７０が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示す積層型フィルタにおいては、信号ラインとなるコイル６１とグランドラインとなるコイル６２とが対向してキャパシタ７０を構成しており、このような構造では、キャパシタ７０を増加させるには、層数を増やす必要があり、結果としてターン数の増加により、入力端子６６、出力端子６７間のインダクタンスも増加してしまう。このため、入出力端子６６、６７間のインダクタンスだけを増減させることはできなかった。このため、周波数に対する挿入損失の変化を表示する減衰特性曲線において、主としてキャパシタンスによる減衰のピークと、インダクタンスによる減衰のピークとの組み合わせにより減衰の大きい帯域幅を設定しようとする場合、減衰帯域幅のみを任意に調整することが困難であるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑み、減衰帯域幅の調整を任意に行うことができる構成の高周波用の積層型フィルタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層型フィルタは、積層体内に積層方向に隔てて形成された第１の信号ラインと第２の信号ラインとを有し、
第１の信号ラインは複数層からなりかつ各層の信号ラインを直線平板状に形成して隣接する層の信号ラインどうしをスルーホールを介して接続すると共に、隣接する層の信号ラインの間に絶縁層を介してグランドラインを介在させて積層してキャパシタを形成し、
前記グランドラインは隣接する層のグランドラインどうしをスルーホールにより接続し、
第２の信号ラインは複数層からなりかつ各層の信号ラインを周回形状に形成し、隣接する層の信号ライン間にグランドラインを介在させずにスルーホールを介して接続して積層し、
第１の信号ラインと第２の信号ラインとの接続部を積層体外面の一方の信号端子に接続し、
第２の信号ラインの前記接続部の反対側を積層体外面の他方の信号端子に接続し、
前記グランドラインを積層体外面の接地端子に接続したことを特徴とする。
【０００６】
これにより、第２の信号ラインの層数を変化させることによりインダクタンスのみを変化させることが可能となり、インダクタンスによる減衰がピークとなる周波数のみを変化させることが可能となるから、キャパシタンスによる減衰のピークとの組み合わせにより、減衰量が所定レベル以下となる減衰帯域幅を任意に調整することが可能となる。また、第２の信号ラインの層数は増加させず、第１の信号ラインのグランドラインとの対向層数のみを増減することにより、キャパシタンスのみを増減して減衰帯域幅を調整することができる。
【０００７】
また、第１の信号ラインを直線平板状に形成したので、キャパシタンスが得易く、また、第２の信号ラインは周回形状（Ｌ字形、コ字形、一部開口の箱状）に形成したので、インダクタンスが得易くなり、小型化が容易となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による積層型フィルタの一実施の形態を示す積層構造図、図２はその平面図、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれラインの重なりを示す平面図、等価回路図、外観図である。
【０００９】
図１、図２において、１ａ〜１ｐは絶縁体層、２ａ〜２ｆはグランドライン、３ａ〜３ｉは絶縁層１ｂ〜１ｊに設けられ、各層上のグランドライン２ａ〜２ｆの隣接する層のグランドラインどうしを接続するスルーホール、４ａ〜４ｄは第１の信号ライン、５ａ〜５ｆは各絶縁層１ｄ〜１ｉに設けられた第１の信号ライン４ａ〜４ｄの隣接する層の信号ラインどうしを接続するスルーホール、６ａ〜６ｄは第２の信号ライン、５ｉ〜５ｋは各層上の第２の信号ライン６ａ〜６ｄの隣接する層の信号ラインどうしを接続するスルーホール、５ｇ、５ｈは第１の信号ライン４ｄと第２の信号ライン６ａとを接続するスルーホールである。
【００１０】
図３（Ａ）に示すように、第１の信号ライン４ａ〜４ｄは、これらの第１の信号ライン４ａ〜４ｄよりやや広幅のグランドライン２ｂ〜２ｆにそれぞれ絶縁層１ｃ〜１ｊを介して対向する。
【００１１】
前記絶縁体層１ａ〜１ｐは、製造に当たり、例えばアルミナとガラスを含む誘電体グリーンシートまたはスクリーン印刷により膜状に形成される層として実現され、グランドライン２ａ〜２ｆや信号ライン４ａ〜４ｄ、６ａ〜６ｄは絶縁体層１ａ〜１ｐ上に銀、銀−パラジウム等の導体ペーストを層状に印刷することにより実現され、ビアホール３ａ〜３ｉ、５ａ〜５ｋは、その中に前記ペーストを印刷によって充填することにより実現される。なおここでは図示されていないが第２の信号ライン６ｄを覆うように最外層に絶縁層を積層する。これらの導体パターンが多数個分形成されたグリーンシートが積層され、各チップに切断され、焼成した後、図３（Ｃ）に示す両端の入力端子７、出力端子８、両側の接地端子９、９を焼きつけおよびメッキによって設けることにより製造される。
【００１２】
図３（Ｂ）において、前記第１の信号ライン４ａ〜４ｄ、第２の信号ライン６ａ〜６ｄはそれぞれ１つの信号ライン４、６として表示され、グランドライン２ａ〜２ｆは１つのグランドライン２として表示され、グランドライン２と第１の信号ライン４との間にキャパシタ１１が形成される。
【００１３】
図１、図２に示すグランドライン２ａの両端ａ、ｂは図３（Ｃ）に示す前記接地端子９、９に接続され、第１の信号ライン４ｄにスルーホール５ｈ、５ｉを介して接続される第２の信号ライン６ａの端部ｃは一方の信号端子である入力端子７に接続され、第２の信号ライン６の端部ｄは他方の信号端子である出力端子８に接続される。すなわち、図３（Ｂ）に示すように、接地端子９はグランドライン２の一端に接続され、入力端子７は第１の信号ライン４と第２の信号ライン６との接続部ｃに接続され、出力端子８は第２の信号ライン６の他方の端部ｄに接続される。
【００１４】
このように、第２の信号ライン６をグランドライン２と対向させない構成とすれば、第２の信号ライン６の層数を変化させることによりインダクタンスのみを変化させることが可能となり、減衰がピークとなる周波数のみを変化させることが可能となるから、キャパシタンスによる減衰のピークとの組み合わせにより、減衰量が所定レベル以下となる減衰帯域幅を任意に調整することが可能となる。
【００１５】
また、本発明を実施する場合、第１の信号ライン４ａ〜４ｄと第２の信号ライン６ａ〜６ｄは同形のパターンであってもよいが、本実施例のように、第１の信号ライン４ａ〜４ｄの各層を直線平板状に形成しているので、キャパシタンスが得易く、また、第２の信号ライン６ａ〜６ｄは周回形状に形成しているので、インダクタンスが得易くなり、小型化が容易となる。なお、周回形状に代えてＬ字形、コ字形等を採用することができる。
【００１６】
図４は本発明による積層型フィルタにおいて、第２の信号ライン６の層数を変化させた場合の周波数特性の変化を示す図であり、第２の信号ライン６の層数を増やすことにより、フィルタの減衰特性は、図４の実線から点線のように、第２の信号ラインの持つ高域側の減衰極（減衰量のピーク）がＰ１からＰ２へと低周波側に移動し、一方キャパシタ１１側のピークＰ３は殆ど変化しないため、−２０ｄＢ以上の減衰となる周波数範囲が狭まる。このように、第２の信号ライン６の層数の増減により減衰帯域幅を増減することができる。
【００１７】
図５は本発明による積層型フィルタにおいて、第１の信号ライン４とグランドライン２の層数を変化させた場合の周波数特性の変化を示す図であり、互いに対向する第１の信号ライン６とグランドライン２の層数を増やすことにより、フィルタの減衰特性は、図５の実線から点線のように、第１の信号ライン４とグランドライン２の持つ低域側の減衰極（減衰量のピーク）がＰ４からＰ５へと低周波側に移動し、第２の信号ライン９側のピークＰ６は殆ど変化しないため、−２０ｄＢ以上の減衰となる周波数範囲が広くなる。このように、互いに対向する第１の信号ライン４とグランドライン２の層数を増減することにより、減衰帯域幅を増減することができる。
【００１８】
図６は本発明の他の実施の形態を示す積層構造図である。本実施の形態においては、第１の信号ライン４ａ〜４ｄとグランドライン２ｂ〜２ｆとの対向部に介在させる誘電体層１０ａ〜１０ｈの誘電率を、その周囲の絶縁体層１ｃ〜１ｊの誘電率より高くしたものである。具体的には、例えば絶縁体層１ａ〜１ｐを前記アルミナ、ガラスの混合体により誘電率が例えば４〜１１程度のものとする一方、誘電体層１０ａ〜１０ｈにはアルミナ、ガラスに酸化チタンを混合することにより、誘電率を例えば２０〜１００程度に高めたものとする。
【００１９】
このように、第１の信号ライン４ａ〜４ｄとグランドライン２ｂ〜２ｆ間の対向部の誘電体１０ａ〜１０ｈの誘電率を高くすることにより、高い容量値が得られ、また同じ容量値の場合ならば層数を減らすことが可能となり、積層型フィルタを小型化することができる。さらに、各ライン２ａ〜２ｆ、４ａ〜４ｄと端子７〜９間が容量的に結合される度合を軽減することができるので、各層間における本来の容量結合が得やすくなり、本来の減衰特性が得やすくなる。
【００２０】
図７は本発明の他の実施の形態を示す斜視図、図８（Ａ）はその等価回路図である。本実施の形態においては、第１の信号ライン４と第２の信号ライン６の接続部ｃ側のグランドライン２ｇに前記接地端子９の接続部ｅ、ｆを設け、他端側のグランドライン２ｂをオープンとしたものである。このように接地端子９に接続する導電層２ｇは、第１の信号ライン４と第２の信号ライン６との接続部ｃ側に設けてもよい。
【００２１】
また、図８（Ｂ）は第１の信号ライン４の途中の部分に入力端子７を接続した本発明の他の実施の形態であり、また、図８（Ｃ）は第２の信号ライン６の途中の部分を入力端子７に接続した本発明の他の実施の形態である。これらの実施の形態においても、第１の信号ライン４とグランドライン２との対向層数の増減、あるいは第２の信号ライン６の増減によりキャパシタンスまたはインダクタンスを変更し、周波数の減衰帯域幅を調整することができる。
【００２２】
なお、信号端子７、８のうち、８を入力端子、７を出力端子として利用することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、第２の信号ラインの層数を変化させることによりインダクタンスのみを変化させることが可能となり、減衰がピークとなる高域側周波数のみを変化させることが可能となると共に、第１の信号ラインとグランドラインの層数を同時に変化させ、同様にキャパシタンスを変化させることにより、低域側のピーク周波数のみを変化させることができるから、減衰帯域幅を任意に調整することができる。
また、第１の信号ラインを直線平板状に形成したので、キャパシタンスが得易く、また、第２の信号ラインは周回形状に形成したので、インダクタンスが得易くなり、小型化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による積層型フィルタの一実施の形態を示す積層構造図である。
【図２】 図１の積層型フィルタの各層の平面図である。
【図３】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本実施の形態の積層型フィルタのラインの重なりを示す平面図、等価回路図、外観を示す斜視図である。
【図４】 本発明における第２の信号ラインの層数変更による減衰特性の変更を説明する減衰特性図である。
【図５】 本発明における第１の信号ラインおよびグランドラインの層数変更による減衰特性の変更を説明する減衰特性図である。
【図６】 本発明による積層型フィルタの他の実施の形態を示す積層構造図である。
【図７】 本発明による積層型フィルタの他の実施の形態を示す積層構造図である。
【図８】 （Ａ）は図７の等価回路図、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態を示す等価回路図である。
【図９】 （Ａ）は従来の積層型フィルタの一例を示す積層構造図、（Ｂ）はその等価回路図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｐ：絶縁層、２ａ〜２ｇ：グランドライン、３ａ〜３ｊ、５ａ〜５ｍ：スルーホール、４ａ〜４ｄ：第１の信号ライン、６ａ〜６ｄ：第２の信号ライン、７：入力端子、８：出力端子、９：接地端子、１０ａ〜１０ｈ：誘電率の高い誘電体層、１１：キャパシタ

Claims (1)

1. 積層体内に積層方向に隔てて形成された第１の信号ラインと第２の信号ラインとを有し、
   第１の信号ラインは複数層からなりかつ各層の信号ラインを直線平板状に形成して隣接する層の信号ラインどうしをスルーホールを介して接続すると共に、隣接する層の信号ラインの間に絶縁層を介してグランドラインを介在させて積層してキャパシタを形成し、
   前記グランドラインは隣接する層のグランドラインどうしをスルーホールにより接続し、
   第２の信号ラインは複数層からなりかつ各層の信号ラインを周回形状に形成し、隣接する層の信号ライン間にグランドラインを介在させずにスルーホールを介して接続して積層し、
   第１の信号ラインと第２の信号ラインとの接続部を積層体外面の一方の信号端子に接続し、
   第２の信号ラインの前記接続部の反対側を積層体外面の他方の信号端子に接続し、
   前記グランドラインを積層体外面の接地端子に接続したことを特徴とする積層型フィルタ。

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