JP4485333B2 - 低域通過フィルタアレイ - Google Patents

Description

この発明は低域通過フィルタアレイに関し、特に、信号側コイルとグランド側コイルを含むフィルタ回路を複数備えた低域通過フィルタアレイに関する。さらに詳しくは、２本の伝送線路を互いに近接させて平行に配置し、一方の伝送線路の一方端に入力端子を設けるとともにその他方端に出力端子を設け、他方の伝送線路の一方端を接地するとともにその他方端を開放した構成を基本とし、この基本構成を螺旋状に配置した低域通過フィルタアレイに関する。

従来より、高周波信号からノイズを除去する低域通過フィルタ回路として分布定数型フィルタ回路が知られている。

分布定数型フィルタ回路は、図１３に示すように、２本の伝送線路３０，３１を互いに近接させて平行に配置し、一方の伝送線路３０の一方端に入力端子ＴＩを設けるとともにその他方端に出力端子ＴＯを設け、他方の伝送線路３１の一方端を接地するとともにその他方端を開放したものである。入力端子ＴＩに入力された所定周波数の高周波信号は伝送線路３０を通過して出力端子ＴＯに出力される。入力端子ＴＩに流入した、高周波信号よりも周波数の高いノイズの大部分は、伝送線路３０，３１を介して接地電圧ＧＮＤのラインに流出し、出力端子ＴＯに到達しない。

しかし、このフィルタ回路では、伝送線路３０，３１の長さが４分の１波長となる周波数に最初の減衰ピークが現れるので、高周波信号の周波数が比較的低い場合は伝送線路３０，３１が長大になり、回路が大型化するという問題がある。

フィルタ回路を小型化する方法としては、伝送線路３０，３１の各々をコイル形状にする方法がある。この方法では、信号側コイルとグランド側コイルの各々が複数のコイルパターンに分解され、複数の誘電体層に分散配置される。

また、近年における電子部品実装の高密度化の要求に従い、複数のフィルタ回路を含む低域通過フィルタアレイが開発されている。このフィルタアレイでは、フィルタ回路の信号コイル同士が電磁結合し、フィルタ回路間でクロストークが発生するという問題がある。

フィルタ回路間のクロストークを抑制する方法としては、複数の誘電体層の厚み方向に複数のフィルタ回路を配列し、上下に隣接する２つのフィルタ回路の間にシールド層を設けるとともに、上下に隣接する２つの信号側コイルの中心軸をずらす方法がある（たとえば特許文献１参照）。この方法によれば、信号コイル間の電磁結合を弱めてフィルタ回路間のクロストークを小さくすることができる。
特開２００４−２２９２６８号公報

しかし、従来の方法では、複数の誘電体層の横方向に隣接したフィルタ回路間のクロストークを抑制することはできなかった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、フィルタ回路間のクロストークが小さな低域通過フィルタアレイを提供することである。

この発明に係る低域通過フィルタアレイは、積層された複数の第１の誘電体層を含む積層体、積層体の端面に形成された第１および第２の入力端子と第１および第２の出力端子とグランド端子、それぞれ複数の第１の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第１の信号側コイルパターンを含み、第１の入力端子と第１の出力端子との間に接続された第１の信号側コイルと、それぞれ複数の第１の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第１のグランド側コイルパターンを含み、第１の信号側コイルと誘導結合および／または容量結合されてグランド端子に接続された第１のグランド側コイルとを含む第１のフィルタ回路、およびそれぞれ複数の第１の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第２の信号側コイルパターンを含み、第２の入力端子と第２の出力端子との間に接続された第２の信号側コイルと、それぞれ複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第２のグランド側コイルパターンを含み、第２の信号側コイルと誘導結合および／または容量結合されてグランド端子に接続された第２のグランド側コイルとを含む第２のフィルタ回路を備えたものである。第１および第２のグランド側コイルの中心軸は、第１および第２の信号側コイルの中心軸の間に設けられている。第１の信号側コイル、第１のグランド側コイル、第２の信号側コイル、および第２のグランド側コイルの各々は、複数の第１の誘電体層のうちの１つの第１の誘電体層から他の第１の誘電体層にかけてその中心軸の周りを所定ターン数だけ連続的に周回するように形成されている。第１の信号側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第１の信号側コイルパターンによって構成され、第１のグランド側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第１のグランド側コイルパターンによって構成され、第２の信号側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第２の信号側コイルパターンによって構成され、第２のグランド側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第２のグランド側コイルパターンによって構成されている。

好ましくは、第１および第２の信号側コイルは互いに面対称に形成され、第１および第２のグランド側コイルは互いに面対称に形成されている。

また好ましくは、積層体は、さらに、積層された複数の第２の誘電体層と、複数の第１の誘電体層と複数の第２の誘電体層との間に設けられ、グランド端子に接続されたシールド層とを含む。低域通過フィルタアレイは、さらに、積層体の端面に形成された第３および第４の入力端子と第３および第４の出力端子、それぞれ複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第３の信号側コイルパターンを含み、第３の入力端子と第３の出力端子との間に接続された第３の信号側コイルと、それぞれ複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第３のグランド側コイルパターンを含み、第３の信号側コイルと誘導結合および／または容量結合されてグランド端子に接続された第３のグランド側コイルとを含む第３のフィルタ回路、およびそれぞれ複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第４の信号側コイルパターンを含み、第４の入力端子と第４の出力端子との間に接続された第４の信号側コイルと、それぞれ複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第４のグランド側コイルパターンを含み、第４の信号側コイルと誘導結合および／または容量結合されてグランド端子に接続された第４のグランド側コイルとを含む第４のフィルタ回路を備え、第３および第４のグランド側コイルの中心軸は、第３および第４の信号側コイルの中心軸の間に設けられている。第３の信号側コイル、第３のグランド側コイル、第４の信号側コイル、および第４のグランド側コイルの各々は、複数の第２の誘電体層のうちの１つの第２の誘電体層から他の第２の誘電体層にかけてその中心軸の周りを所定ターン数だけ連続的に周回するように形成されている。第３の信号側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第３の信号側コイルパターンによって構成され、第３のグランド側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第３のグランド側コイルパターンによって構成され、第４の信号側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第４の信号側コイルパターンによって構成され、第４のグランド側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第４のグランド側コイルパターンによって構成されている。

また好ましくは、第３および第４の信号側コイルは互いに面対称に形成され、第３および第４のグランド側コイルは互いに面対称に形成されている。

この発明に係る低域通過フィルタアレイでは、第１の信号側コイルおよび第１のグランド側コイルを含む第１のフィルタ回路と、第２の信号側コイルおよび第２のグランド側コイルを含む第２のフィルタ回路とを横方向に配列し、第１および第２のグランド側コイルの中心軸を第１および第２の信号側コイルの中心軸の間に設けるので、第１および第２の信号側コイル間の距離を大きくするとともに、第１および第２の信号側コイルを第１および第２のグランド側コイルでシールドすることができる。したがって、第１および第２の信号側コイル間の電磁結合を弱くすることができ、第１および第２のフィルタ回路間のクロストークを小さく抑制することができる。

[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１による低域通過フィルタアレイの外観を示す斜視図であり、図２は、その構成を示す回路ブロック図である。図１および図２において、この低域通過フィルタアレイは、直方体状の積層体１と、積層体１の端面に形成された入力端子ＴＩ１，ＴＩ２、出力端子ＴＯ１，ＴＯ２およびグランド端子ＴＧ１，ＴＧ２を備え、２つのフィルタ回路Ｆ１，Ｆ２を内蔵している。フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２の各々は、所定周波数の高周波信号を通過させ、高周波信号よりも高い周波数のノイズを除去する低域通過フィルタである。

入力端子ＴＩ１と出力端子ＴＯ１は一方のフィルタ回路Ｆ１に接続され、入力端子ＴＩ２と出力端子ＴＯ２は他方のフィルタ回路Ｆ２に接続され、グランド端子ＴＧ１，ＴＧ２は互いに接続されるとともに２つのフィルタ回路Ｆ１，Ｆ２に接続されている。グランド端子ＴＧ１，ＴＧ２は接地電圧ＧＮＤのラインに接続される。

入力端子ＴＩ１に入力された所定周波数の高周波信号は、フィルタ回路Ｆ１を通過して出力端子ＴＯ１に出力される。入力端子ＴＩ１に流入した、高周波信号よりも周波数の高いノイズの大部分は、フィルタ回路Ｆ１およびグランド端子ＴＧ１，ＴＧ２を介して接地電圧ＧＮＤのラインに流出し、出力端子ＴＯ１に到達しない。入力端子ＴＩ２に入力された所定周波数の高周波信号は、フィルタ回路Ｆ２を通過して出力端子ＴＯ２に出力される。入力端子ＴＩ２に流入した、高周波信号よりも周波数の高いノイズの大部分は、フィルタ回路Ｆ２およびグランド端子ＴＧ１，ＴＧ２を介して接地電圧ＧＮＤのラインに流出し、出力端子ＴＯ２に到達しない。

図３は、積層体１の内部を示す組立て分解図である。図３において、積層体１は、複数（図では７つ）の長方形の誘電体層Ｌ１〜Ｌ７を含む。長方形の長辺の方向をＸ方向とし、短辺の方向をＹ方向とし、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の厚み方向をＺ方向とする。

最下層の誘電体層Ｌ１の表面には、グランド配線ＧＬが形成されている。グランド配線ＧＬは、Ｘ方向に延在し、誘電体層Ｌ１の中央を横断している。グランド配線ＧＬの一方端は図１のグランド端子ＴＧ１に接続され、その他方端は図１のグランド端子ＴＧ２に接続される。

誘電体層Ｌ１の上方に順次積層された誘電体層Ｌ２〜Ｌ７には、フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２が分解されて分散配置されている。フィルタ回路Ｆ１は誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の図中左側の領域に配置され、フィルタ回路Ｆ２は誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の図中右側の領域に配置される。

フィルタ回路Ｆ１は互いに近接して配置された信号側コイル２とグランド側コイル３を含み、フィルタ回路Ｆ２は互いに近接して配置された信号側コイル４とグランド側コイル５を含む。信号側コイル２と４は、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央を通るＹＺ平面を中心として面対称に形成されている。グランド側コイル３と５は、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央を通るＹＺ平面を中心として面対称に形成されている。グランド側コイル３，５の中心軸は誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央側に寄せて配置され、信号側コイル２，４の中心軸は誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の外側に寄せて配置されている。

このフィルタアレイでは、グランド側コイル３，５の中心軸は信号側コイル２，４の中心軸の内側に配置されているので、信号側コイル２，４間の距離が比較的大きくされるとともに、信号側コイル２，４間がグランド側コイル３，５によってシールドされる。したがって、信号側コイル２，４間の電磁結合が弱くなり、クロストークが小さくなる。

詳しく説明すると、信号側コイル２は、６つの信号側コイルパターン２ａ〜２ｆに分解され、信号側コイルパターン２ａ〜２ｆは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の表面に形成される。信号側コイルパターン２ａは、１／４ターン分の略Ｌ字型の金属配線で構成される。信号側コイルパターン２ａの一方端は、誘電体層Ｌ２の紙面手前側に引き出されて図１の入力端子ＴＩ１に接続される。信号側コイルパターン２ｂは、１／２ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その長辺部を誘電体層Ｌ３の長辺部に沿わせて、誘電体層Ｌ３の紙面奥側左隅に配置される。信号側コイルパターン２ｂの一方端は誘電体層Ｌ３を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン２ａの他方端に接続される。

信号側コイルパターン２ｃは、１／２ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その長辺部を誘電体層Ｌ４の長辺部に沿わせて、誘電体層Ｌ４の紙面手前側左隅に配置される。信号側コイルパターン２ｃの一方端は誘電体層Ｌ４を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン２ｂの他方端に接続される。信号側コイルパターン２ｄは、１／２ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その長辺部を誘電体層Ｌ５の長辺部に沿わせて、誘電体層Ｌ５の紙面奥側左隅に配置される。信号側コイルパターン２ｄの一方端は誘電体層Ｌ５を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン２ｃの他方端に接続される。

信号側コイルパターン２ｅは、１／２ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その長辺部を誘電体層Ｌ６の長辺部に沿わせて、誘電体層Ｌ６の紙面手前側左隅に配置される。信号側コイルパターン２ｅの一方端は誘電体層Ｌ６を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン２ｄの他方端に接続される。信号側コイルパターン２ｆは、１／４ターン分の略Ｌ字型の金属配線で構成される。信号側コイルパターン２ｆの一方端は誘電体層Ｌ７を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン２ｅの他方端に接続され、その他方端は誘電体層Ｌ７の紙面奥側に引き出されて図１の出力端子ＴＯ１に接続される。このように、信号側コイルパターン２ａ〜２ｆは、誘電体層Ｌ３〜Ｌ７を貫通する５つのスルーホールを介して直列接続されて、信号側コイル２を構成する。

グランド側コイル３は、５つのグランド側コイルパターン３ａ〜３ｅに分解され、グランド側コイルパターン３ａ〜３ｅは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ６の表面に形成される。グランド側コイルパターン３ａは、１／２ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その長辺部を誘電体層Ｌ２の長辺部に沿わせるとともにその一方の短辺部を誘電体層Ｌ２のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ２の紙面奥左側に配置される。グランド側コイルパターン３ａの一方端は、信号側コイルパターン２ａの他方端の図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン３ａの一方端は誘電体層Ｌ２を貫通するスルーホールを介してグランド配線ＧＬに接続される。

グランド側コイルパターン３ｂは、１／２ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その長辺部を誘電体層Ｌ３の長辺部に沿わせるとともにその一方の短辺部を誘電体層Ｌ３のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ３の紙面手前左側に配置される。グランド側コイルパターン３ｂの両端は、信号側コイルパターン２ｂの両端の図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン３ｂの一方端は誘電体層Ｌ３を貫通するスルーホールを介してグランド側コイルパターン３ａの他方端に接続される。

グランド側コイルパターン３ｃは、１／２ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その長辺部を誘電体層Ｌ４の長辺部に沿わせるとともにその一方の短辺部を誘電体層Ｌ４のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ４の紙面奥左側に配置される。グランド側コイルパターン３ｃの両端は、信号側コイルパターン２ｃの両端の図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン３ｃの一方端は誘電体層Ｌ４を貫通するスルーホールを介してグランド側コイルパターン３ｂの他方端に接続される。

グランド側コイルパターン３ｄは、１／２ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その長辺部を誘電体層Ｌ５の長辺部に沿わせるとともにその一方の短辺部を誘電体層Ｌ５のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ５の紙面手前左側に配置される。グランド側コイルパターン３ｄの両端は、信号側コイルパターン２ｄの両端の図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン３ｄの一方端は誘電体層Ｌ５を貫通するスルーホールを介してグランド側コイルパターン３ｃの他方端に接続される。

グランド側コイルパターン３ｅは、１／２ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その長辺部を誘電体層Ｌ６の長辺部に沿わせるとともにその一方の短辺部を誘電体層Ｌ６のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ６の紙面奥左側に配置される。グランド側コイルパターン３ｅの両端は、信号側コイルパターン２ｅの両端の図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン３ｅの一方端は誘電体層Ｌ６を貫通するスルーホールを介してグランド側コイルパターン３ｄの他方端に接続される。このように、グランド側コイルパターン３ａ〜３ｅは、誘電体層Ｌ３〜Ｌ６を貫通する４つのスルーホールを介して直列接続されて、グランド側コイル３を構成する。

図４は、フィルタ回路Ｆ１の等価回路を示す回路図である。信号側コイル２とグランド側コイル３は、近接して配置されているので、互いに誘導結合および／または容量結合されている。入力端子ＴＩ１に入力された所定周波数の高周波信号は、信号側コイル２を通過して出力端子ＴＯ１に出力される。入力端子ＴＩ１に流入した、高周波信号よりも高い周波数のノイズの大部分は、コイル２，３間のコンデンサを介してグランド端子ＴＧ１に流出し、出力端子ＴＯ１に到達しない。

図３に戻って、フィルタ回路Ｆ２の信号側コイル４は、６つの信号側コイルパターン４ａ〜４ｆに分解され、信号側コイルパターン４ａ〜４ｆは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の表面に形成される。信号側コイルパターン４ａ〜４ｆは、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央を
通るＹＺ平面を中心として、信号側コイルパターン２ａ〜２ｆと面対称に形成される。信号側コイルパターン４ａの一方端は図１の入力端子ＴＩ２に接続され、信号側コイルパターン４ｆの一方端は図１の出力端子ＴＯ２に接続される。信号側コイルパターン４ａ〜４ｆは、誘電体層Ｌ３〜Ｌ７を貫通する５つのスルーホールを介して直列接続されて、信号側コイル４を構成する。

グランド側コイル５は、５つのグランド側コイルパターン５ａ〜５ｅに分解され、グランド側コイルパターン５ａ〜５ｅは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ６の表面に形成される。グランド側コイルパターン５ａの一方端は誘電体層Ｌ２を貫通するスルーホールを介してグランド配線ＧＬに接続される。グランド側コイルパターン５ａ〜５ｅは、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央を通るＹＺ平面を中心として、グランド側コイルパターン３ａ〜３ｅと面対称に形成される。グランド側コイルパターン５ａ〜５ｅは、誘電体層Ｌ３〜Ｌ６を貫通する４つのスルーホールを介して直列接続されて、グランド側コイル５を構成する。

信号側コイル４とグランド側コイル５は、近接して配置されているので互いに容量結合されており、図４に示したフィルタ回路Ｆ１と同じ機能を有するフィルタ回路Ｆ２を構成する。このフィルタアレイでは、グランド側コイル３，５の中心軸は信号側コイル２，４の中心軸の内側に配置されている。

図５は、この実施の形態１の比較例を示す図である。この比較例は、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の左右の領域に同じ構成の信号側コイル４およびグランド側コイル５を設けたものである。この比較例では、信号側コイル４とグランド側コイル５が交互に配置されているので、図３の構成と比較して２つの信号側コイル４間の距離が短くなり、また、２つの信号コイル４間が２つのグランド側コイル３，５によってシールドされない。したがって、２つの信号側コイル４間の電磁結合が強くなり、２つのフィルタ回路Ｆ１，Ｆ２間のクロストークが大きくなる。

[実施の形態２]
図６は、この発明の実施の形態２による低域通過フィルタアレイの要部を示す組立て分解図であって、図３と対比される図である。フィルタアレイの外観および回路構成は図１および図２で示した通りであり、フィルタ回路の構成も図４で示した通りである。図６において、積層体１は、複数（図では７つ）の長方形の誘電体層Ｌ１〜Ｌ７を含む。長方形の長辺の方向をＸ方向とし、短辺の方向をＹ方向とし、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の厚み方向をＺ方向とする。

最下層の誘電体層Ｌ１の表面には、グランド配線ＧＬが形成されている。グランド配線ＧＬは、Ｘ方向に延在し、誘電体層Ｌ１の中央を横断している。グランド配線ＧＬの一方端は図１で示したグランド端子ＴＧ１に接続され、その他方端は図１で示したグランド端子ＴＧ２に接続される。

誘電体層Ｌ１の上方に順次積層された誘電体層Ｌ２〜Ｌ７には、フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２が分解されて分散配置されている。フィルタ回路Ｆ１は誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の図中左側の領域に配置され、フィルタ回路Ｆ２は誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の図中右側の領域に配置される。

フィルタ回路Ｆ１は互いに近接して配置された信号側コイル６とグランド側コイル７を含み、フィルタ回路Ｆ２は互いに近接して配置された信号側コイル８とグランド側コイル９を含む。信号側コイル６と８は、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央を通るＹＺ平面を中心として面対称に形成されている。グランド側コイル７と９は、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央を通るＹＺ平面を中心として面対称に形成されている。グランド側コイル７，９の中心軸は誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央側に寄せて配置され、信号側コイル６，８の中心軸は誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の外側に寄せて配置されている。

このフィルタアレイでは、グランド側コイル７，９の中心軸は信号側コイル６，８の中心軸の内側に配置されているので、信号側コイル６，８間の距離が比較的大きくされるとともに、信号側コイル６，８間がグランド側コイル７，９によってシールドされる。したがって、信号側コイル６，８間の電磁結合が弱くなり、クロストークが小さくなる。

詳しく説明すると、信号側コイル６は、６つの信号側コイルパターン６ａ〜６ｆに分解され、信号側コイルパターン６ａ〜６ｆは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の表面に形成される。信号側コイルパターン６ａは、５／８ターン分の略Ｌ字型の金属配線で構成され、その一方の一片を誘電体層Ｌ２の長辺部に沿わせるとともに他方の一片を誘電体層Ｌ２のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ２の紙面奥側左隅に配置される。信号側コイルパターン６ａの一方端は、誘電体層Ｌ２の紙面手前側に引き出されて図１で示した入力端子ＴＩ１に接続される。信号側コイルパターン６ｂは、１／４ターン分のＩ字型の金属配線で構成され、誘電体層Ｌ３の左側短辺部に沿わせて、誘電体層Ｌ４の左隅に配置される。信号側コイルパターン６ｂの一方端は誘電体層Ｌ３を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン６ａの他方端に接続される。

信号側コイルパターン６ｃは、３／４ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その２つの端部を誘電体層Ｌ４の左側短辺部に沿わせて、誘電体層Ｌ４の左隅に配置される。信号側コイルパターン６ｃの一方端は誘電体層Ｌ４を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン６ｂの他方端に接続される。信号側コイルパターン６ｄは、１／４ターン分のＩ字型の金属配線で構成され、誘電体層Ｌ５の左側短辺部に沿わせて、誘電体層Ｌ５の左隅に配置される。信号側コイルパターン６ｄの一方端は誘電体層Ｌ５を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン６ｃの他方端に接続される。

信号側コイルパターン６ｅは、５／８ターン分の略Ｌ字型の金属配線で構成され、その一方の一片を誘電体層Ｌ６の長辺部に沿わせるとともに他方の一片を誘電体層Ｌ６のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ６の紙面手前側左隅に配置される。信号側コイルパターン６ｅの一方端は誘電体層Ｌ６を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン６ｄの他方端に接続される。信号側コイルパターン６ｆは、Ｉ字型の金属配線で構成される。信号側コイルパターン６ｆの一方端は誘電体層Ｌ７を貫通するスルーホールを介して信号側コイルパターン６ｅの他方端に接続され、その他方端は誘電体層Ｌ７の紙面奥側に引き出されて図１で示した出力端子ＴＯ１に接続される。このように、信号側コイルパターン６ａ〜６ｆは、誘電体層Ｌ３〜Ｌ７を貫通する５つのスルーホールを介して直列接続されて、信号側コイル６を構成する。

グランド側コイル７は、５つのグランド側コイルパターン７ａ〜７ｅに分解され、グランド側コイルパターン７ａ〜７ｅは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ６の表面に形成される。グランド側コイルパターン７ａは、１／８ターン分のＩ字型の金属配線で構成され、誘電体層Ｌ２のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ２の紙面奥左側に配置される。グランド側コイルパターン７ａは、信号側コイルパターン６ａの図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン７ａの一方端は誘電体層Ｌ２を貫通するスルーホールを介してグランド配線ＧＬに接続される。

グランド側コイルパターン７ｂは、３／４ターン分のコの字型の金属配線で構成され、
その２つの端部を誘電体層Ｌ３のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ４の左側領域に配置される。グランド側コイルパターン７ｂは、信号側コイルパターン６ｂの図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン７ｂの一方端は誘電体層Ｌ３を貫通するスルーホールを介してグランド側コイルパターン７ａの他方端に接続される。

グランド側コイルパターン７ｃは、１／４ターン分のＩ字型の金属配線で構成され、誘電体層Ｌ４のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ４の左側領域に配置される。グランド側コイルパターン７ｃは、信号側コイルパターン６ｃの図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン７ｃの一方端は誘電体層Ｌ４を貫通するスルーホールを介してグランド側コイルパターン７ｂの他方端に接続される。

グランド側コイルパターン７ｄは、３／４ターン分のコの字型の金属配線で構成され、その２つの端部を誘電体層Ｌ５のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ５の左側領域に配置される。グランド側コイルパターン７ｄは、信号側コイルパターン６ｄの図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン７ｄの一方端は誘電体層Ｌ５を貫通するスルーホールを介してグランド側コイルパターン７ｃの他方端に接続される。

グランド側コイルパターン７ｅは、１／４ターン分のＩ字型の金属配線で構成され、誘電体層Ｌ６のＹ方向に延在する中心線に沿わせて、誘電体層Ｌ４の左側領域に配置される。グランド側コイルパターン７ｅは、信号側コイルパターン６ｅの図中右側に隣接している。グランド側コイルパターン７ｅの一方端は誘電体層Ｌ６を貫通するスルーホールを介してグランド側コイルパターン７ｄの他方端に接続される。このように、グランド側コイルパターン７ａ〜７ｅは、誘電体層Ｌ３〜Ｌ６を貫通する４つのスルーホールを介して直列接続されて、グランド側コイル７を構成する。信号側コイル６とグランド側コイル７は、近接して配置されているので互いに誘導結合および／または容量結合されており、図４で示したフィルタ回路Ｆ１を構成する。

フィルタ回路Ｆ２の信号側コイル８は、６つの信号側コイルパターン８ａ〜８ｆに分解され、信号側コイルパターン８ａ〜８ｆは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の表面に形成される。信号側コイルパターン８ａ〜８ｆは、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央を通るＹＺ平面を中心として、信号側コイルパターン６ａ〜６ｆと面対称に形成される。信号側コイルパターン８ａの一方端は図１で示した入力端子ＴＩ２に接続され、信号側コイルパターン８ｆの一方端は図１で示した出力端子ＴＯ２に接続される。信号側コイルパターン８ａ〜８ｆは、誘電体層Ｌ３〜Ｌ７を貫通する５つのスルーホールを介して直列接続されて、信号側コイル８を構成する。

グランド側コイル９は、５つのグランド側コイルパターン９ａ〜９ｅに分解され、グランド側コイルパターン９ａ〜９ｅは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ６の表面に形成される。グランド側コイルパターン９ａの一方端は誘電体層Ｌ２を貫通するスルーホールを介してグランド配線ＧＬに接続される。グランド側コイルパターン９ａ〜９ｅは、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の中央を通るＹＺ平面を中心として、グランド側コイルパターン７ａ〜７ｅと面対称に形成される。グランド側コイルパターン９ａ〜９ｅは、誘電体層Ｌ３〜Ｌ６を貫通する４つのスルーホールを介して直列接続されて、グランド側コイル９を構成する。

信号側コイル８とグランド側コイル９は、近接して配置されているので互いに容量結合されており、図４に示したフィルタ回路Ｆ１と同じ機能を有するフィルタ回路Ｆ２を構成する。このフィルタアレイでは、グランド側コイル７，９の中心軸は信号側コイル６，８の中心軸の内側に配置されている。この実施の形態２でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。

図７は、この実施の形態２の比較例を示す図である。この比較例は、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７の左右の領域に同じ構成の信号側コイル８およびグランド側コイル９を設けたものである。この比較例では、信号側コイル８とグランド側コイル９が交互に配置されているので、図６の構成と比較して２つの信号側コイル８間の距離が短くなり、また、２つの信号コイル８間が２つのグランド側コイル７，９によってシールドされない。したがって、２つの信号側コイル８間の電磁結合が強くなり、２つのフィルタ回路Ｆ１，Ｆ２間のクロストークが大きくなる。

また、図６で示したフィルタアレイと図７で示したフィルタアレイとを試作した。誘電体層Ｌ１〜Ｌ７は、誘電率７５の誘電体セラミックで形成した。層間は、約３０μｍとした。コイルパターン６ａ〜６ｆ，７ａ〜７ｅ，８ａ〜８ｆ，９ａ〜９ｅは、銀で形成し、各々の膜厚は約５μｍとした。積層体１のサイズは、２．０ｍｍ×１．２５ｍｍとした。カットオフ周波数は、約３００ＭＨｚとした。図６で示したフィルタアレイの試作品と図７で示したフィルタアレイの試作品の特性を比較した。

図８は、図６で示したフィルタアレイのフィルタ回路Ｆ１の減衰特性（実線）と、図７で示した比較例のフィルタ回路Ｆ１の減衰特性（点線）を比較する図である。図８から分かるように、２つの減衰特性曲線は完全に重なっており、本願のフィルタ回路Ｆ１と比較例のフィルタ回路Ｆ１では、減衰特性に差が無かった。

図９は、図６で示した本願のフィルタアレイの端子ＴＩ１，ＴＯ２間のクロストーク（実線）と、図７で示した比較例の端子ＴＩ１，ＴＯ２間のクロストーク（点線）を比較する図である。図９から分かるように、本願のフィルタアレイの方が比較例よりも１０ｄＢ程度クロストークが小さかった。

[実施の形態３]
図１０は、この発明の実施の形態３による低域通過フィルタアレイの外観を示す斜視図であり、図１１は、その構成を示す回路ブロック図である。図１０および図１１において、この低域通過フィルタアレイは、直方体状の積層体１０と、積層体１０の端面に形成された入力端子ＴＩ１〜ＴＩ４、出力端子ＴＯ１〜ＴＯ４およびグランド端子ＴＧ１，ＴＧ２を備え、４つのフィルタ回路Ｆ１〜Ｆ４を内蔵している。フィルタ回路Ｆ１〜Ｆ４の各々は、所定周波数の高周波信号を通過させ、高周波信号よりも高い周波数のノイズを除去する低域通過フィルタである。

入力端子ＴＩ１と出力端子ＴＯ１はフィルタ回路Ｆ１に接続され、入力端子ＴＩ２と出力端子ＴＯ２はフィルタ回路Ｆ２に接続され、入力端子ＴＩ３と出力端子ＴＯ３はフィルタ回路Ｆ３に接続され、入力端子ＴＩ４と出力端子ＴＯ４はフィルタ回路Ｆ４に接続されている。フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２とフィルタ回路Ｆ３，Ｆ４の間にはシールド層ＳＬが配置されている。グランド端子ＴＧ１，ＴＧ２は、互いに接続されるとともに、フィルタ回路Ｆ１〜Ｆ４およびシールド層ＳＬの各々に接続されている。グランド端子ＴＧ１，ＴＧ２は接地電圧ＧＮＤのラインに接続される。

入力端子ＴＩ１に入力された所定周波数の高周波信号は、フィルタ回路Ｆ１を通過して出力端子ＴＯ１に出力される。入力端子ＴＩ１に流入した、高周波信号よりも周波数の高いノイズの大部分は、フィルタ回路Ｆ１およびグランド端子ＴＧ１，ＴＧ２を介して接地電圧ＧＮＤのラインに流出し、出力端子ＴＯ１に到達しない。他のフィルタ回路Ｆ２〜Ｆ４の各々も、フィルタ回路Ｆ１と同じ機能を有する。

図１２は、積層体１０の内部を示す組立て分解図である。図１２において、積層体１０は、複数（図では１３枚）の長方形の誘電体層Ｌ１〜Ｌ７，Ｌ１２〜Ｌ１７を含む。長方形の長辺の方向をＸ方向とし、短辺の方向をＹ方向とし、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７，Ｌ１２〜Ｌ１７の厚み方向をＺ方向とする。

中央の誘電体層Ｌ１の表面には、金属製のシールド層ＳＬが形成されている。シールド層ＳＬは、誘電体層Ｌ１の表面の略全域に形成されている。シールド層ＳＬの一方端は図１０で示したグランド端子ＴＧ１に接続され、その他方端は図１０で示したグランド端子ＴＧ２に接続される。

誘電体層Ｌ１の上方に順次積層された誘電体層Ｌ２〜Ｌ７には、フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２が分解されて分散配置されている。フィルタ回路Ｆ１は誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の図中左側の領域に配置され、フィルタ回路Ｆ２は誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の図中右側の領域に配置される。

フィルタ回路Ｆ１は互いに近接して配置された信号側コイル６とグランド側コイル７を含み、フィルタ回路Ｆ２は互いに近接して配置された信号側コイル８とグランド側コイル９を含む。信号側コイル６は、６つの信号側コイルパターン６ａ〜６ｆに分解され、信号側コイルパターン６ａ〜６ｆは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の表面に形成される。グランド側コイル７は、５つのグランド側コイルパターン７ａ〜７ｅに分解され、グランド側コイルパターン７ａ〜７ｅは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ６の表面に形成される。

フィルタ回路Ｆ２の信号側コイル８は、６つの信号側コイルパターン８ａ〜８ｆに分解され、信号側コイルパターン８ａ〜８ｆは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ７の表面に形成される。グランド側コイル９は、５つのグランド側コイルパターン９ａ〜９ｅに分解され、グランド側コイルパターン９ａ〜９ｅは、それぞれ誘電体層Ｌ２〜Ｌ６の表面に形成される。コイルパターン６ａ〜６ｆ，７ａ〜７ｅ，８ａ〜８ｆ，９ａ〜９ｅの形状および接続関係は、図６と同様であるので、その説明は繰り返さない。ただし、グランド側コイル７，９の一方端は、グランド配線ＧＬの代わりにシールド層ＳＬに接続される。

また、誘電体層Ｌ１の下方に順次積層された誘電体層Ｌ１２〜Ｌ１７には、フィルタ回路Ｆ３，Ｆ４が分解されて分散配置されている。フィルタ回路Ｆ３は誘電体層Ｌ１２〜Ｌ１７の図中左側の領域に配置され、フィルタ回路Ｆ４は誘電体層Ｌ１２〜Ｌ１７の図中右側の領域に配置される。

フィルタ回路Ｆ３は互いに近接して配置された信号側コイル６とグランド側コイル７を含み、フィルタ回路Ｆ４は互いに近接して配置された信号側コイル８とグランド側コイル９を含む。信号側コイル６は、６つの信号側コイルパターン６ａ〜６ｆに分解され、信号側コイルパターン６ａ〜６ｆは、それぞれ誘電体層Ｌ１２〜Ｌ１７の表面に形成される。グランド側コイル７は、５つのグランド側コイルパターン７ａ〜７ｅに分解され、グランド側コイルパターン７ａ〜７ｅは、それぞれ誘電体層Ｌ１２〜Ｌ１６の表面に形成される。

フィルタ回路Ｆ４の信号側コイル８は、６つの信号側コイルパターン８ａ〜８ｆに分解され、信号側コイルパターン８ａ〜８ｆは、それぞれ誘電体層Ｌ１２〜Ｌ１７の表面に形成される。グランド側コイル９は、５つのグランド側コイルパターン９ａ〜９ｅに分解され、グランド側コイルパターン９ａ〜９ｅは、それぞれ誘電体層Ｌ１２〜Ｌ１６の表面に形成される。コイルパターン６ａ〜６ｆ，７ａ〜７ｅ，８ａ〜８ｆ，９ａ〜９ｅの形状および接続関係は、図６と同様であるので、その説明は繰り返さない。ただし、グランド側コイル７，９の一方端は、グランド配線ＧＬの代わりにシールド層ＳＬに接続される。

シールド層ＳＬの上下において、信号側コイル６と８は、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７，Ｌ１２〜Ｌ１７の中央を通るＹＺ平面を中心として面対称に形成されている。グランド側コイル７と９は、誘電体層Ｌ１〜Ｌ７，Ｌ１２〜Ｌ１７の中央を通る平面を中心として面対称に形成されている。グランド側コイル７，９の中心軸は誘電体層Ｌ１〜Ｌ７，Ｌ１２〜Ｌ１７の中央側に寄せて配置され、信号側コイル６，８の中心軸は誘電体層Ｌ１〜Ｌ７，Ｌ１２〜Ｌ１７の外側に寄せて配置されている。

このフィルタアレイでは、フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２とフィルタ回路Ｆ３，Ｆ４の間にシールド層ＳＬを設けたので、フィルタ回路Ｆ１，Ｆ２とフィルタ回路Ｆ３，Ｆ４の間の電磁結合を弱めてクロストークを小さくすることができる。

また、シールド層ＳＬの上下のそれぞれにおいて、グランド側コイル７，９の中心軸は信号側コイル６，８の中心軸の内側に配置されているので、信号側コイル６，８間の距離が比較的大きくされるとともに、信号側コイル６，８間がグランド側コイル７，９によってシールドされる。したがって、信号側コイル６，８間の電磁結合が弱くなり、クロストークが小さくなる。

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。

この発明の実施の形態１による低域通過フィルタアレイの外観を示す斜視図である。 図１に示した低域通過フィルタアレイの構成を示す回路ブロック図である。 図１に示した積層体の内部を示す組立て分解図である。 図３で示したフィルタ回路の等価回路を示す図である。 実施の形態１の比較例を示す図である。 この発明の実施の形態２による低域通過フィルタアレイの要部を示す組立て分解図である。 実施の形態２の比較例を示す図である。 図６および図７に示した分布定数型フィルタ回路の減衰特性を比較する図である。 図６および図７に示した分布定数型フィルタ回路のクロストークを比較する図である。 この発明の実施の形態３による低域通過フィルタアレイの外観を示す斜視図である。 図１０に示した低域通過フィルタアレイの構成を示す回路ブロック図である。 図１０に示した積層体の内部を示す組立て分解図である。 従来の分布定数型フィルタの構成を示す図である。

符号の説明

１，１０ 積層体、ＴＩ，ＴＩ１〜ＴＩ４ 入力端子、ＴＯ，ＴＯ１〜ＴＯ４ 出力端子、ＴＧ１，ＴＧ２ グランド端子、Ｆ１〜Ｆ４ フィルタ回路、Ｌ１〜Ｌ７，Ｌ１２〜Ｌ１７ 誘電体層、２，４，６，８ 信号側コイル、２ａ〜２ｆ，４ａ〜４ｆ，６ａ〜６ｆ，８ａ〜８ｆ 信号側コイルパターン、３，５，７，９ グランド側コイル、３ａ〜３ｅ，５ａ〜５ｅ，７ａ〜７ｅ，９ａ〜９ｅ グランド側コイルパターン、ＧＬ グランド配線、ＳＬ シールド層、３０，３１ 伝送線路。

Claims (4)

1. 低域通過フィルタアレイであって、
   積層された複数の第１の誘電体層を含む積層体、
   前記積層体の端面に形成された第１および第２の入力端子と第１および第２の出力端子とグランド端子、
   それぞれ前記複数の第１の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第１の信号側コイルパターンを含み、前記第１の入力端子と前記第１の出力端子との間に接続された第１の信号側コイルと、それぞれ前記複数の第１の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第１のグランド側コイルパターンを含み、前記第１の信号側コイルと誘導結合および／または容量結合されて前記グランド端子に接続された第１のグランド側コイルとを含む第１のフィルタ回路、および
   それぞれ前記複数の第１の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第２の信号側コイルパターンを含み、前記第２の入力端子と前記第２の出力端子との間に接続された第２の信号側コイルと、それぞれ前記複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第２のグランド側コイルパターンを含み、前記第２の信号側コイルと誘導結合および／または容量結合されて前記グランド端子に接続された第２のグランド側コイルとを含む第２のフィルタ回路を備え、
   前記第１および第２のグランド側コイルの中心軸は、前記第１および第２の信号側コイルの中心軸の間に設けられ、
   前記第１の信号側コイル、前記第１のグランド側コイル、前記第２の信号側コイル、および前記第２のグランド側コイルの各々は、前記複数の第１の誘電体層のうちの１つの第１の誘電体層から他の第１の誘電体層にかけてその中心軸の周りを所定ターン数だけ連続的に周回するように形成され、
   前記第１の信号側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第１の信号側コイルパターンによって構成され、
   前記第１のグランド側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第１のグランド側コイルパターンによって構成され、
   前記第２の信号側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第２の信号側コイルパターンによって構成され、
   前記第２のグランド側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第２のグランド側コイルパターンによって構成されていることを特徴とする、低域通過フィルタアレイ。
2. 前記第１および第２の信号側コイルは互いに面対称に形成され、前記第１および第２のグランド側コイルは互いに面対称に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の低域通過フィルタアレイ。
3. 前記積層体は、さらに、積層された複数の第２の誘電体層と、前記複数の第１の誘電体層と前記複数の第２の誘電体層との間に設けられ、前記グランド端子に接続されたシールド層とを含み、
   前記低域通過フィルタアレイは、
   さらに、前記積層体の端面に形成された第３および第４の入力端子と第３および第４の出力端子、
   それぞれ前記複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第３の信号側コイルパターンを含み、前記第３の入力端子と前記第３の出力端子との間に接続された第３の信号側コイルと、それぞれ前記複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第３のグランド側コイルパターンを含み、前記第３の信号側コイルと誘導結合および／または容量結合されて前記グランド端子に接続された第３のグランド側コイルとを含む第３のフィルタ回路、および
   それぞれ前記複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第４の信号側コイルパターンを含み、前記第４の入力端子と前記第４の出力端子との間に接続された第４の信号側コイルと、それぞれ前記複数の第２の誘電体層に形成されて直列接続された複数の第４のグランド側コイルパターンを含み、前記第４の信号側コイルと誘導結合および／または容量結合されて前記グランド端子に接続された第４のグランド側コイルとを含む第４のフィルタ回路を備え、
   前記第３および第４のグランド側コイルの中心軸は、前記第３および第４の信号側コイルの中心軸の間に設けられ、
   前記第３の信号側コイル、前記第３のグランド側コイル、前記第４の信号側コイル、および前記第４のグランド側コイルの各々は、前記複数の第２の誘電体層のうちの１つの第２の誘電体層から他の第２の誘電体層にかけてその中心軸の周りを所定ターン数だけ連続的に周回するように形成され、
   前記第３の信号側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第３の信号側コイルパターンによって構成され、
   前記第３のグランド側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第３のグランド側コイルパターンによって構成され、
   前記第４の信号側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第４の信号側コイルパターンによって構成され、
   前記第４のグランド側コイルの１ターンは積層方向に隣接する２つの第４のグランド側コイルパターンによって構成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の低域通過フィルタアレイ。
4. 前記第３および第４の信号側コイルは互いに面対称に形成され、前記第３および第４のグランド側コイルは互いに面対称に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の低域通過フィルタアレイ。

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