JP5787760B2 - フィルタ - Google Patents

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Description

本発明は、フィルタに関し、より特定的には、積層型のLCフィルタに関する。
従来のフィルタとしては、例えば、特許文献1に記載の積層型誘電体フィルタが知られている。以下に、図面を参照しながら特許文献1に記載の積層型誘電体フィルタについて説明する。図6は、積層型誘電体フィルタ500の分解斜視図である。
積層型誘電体フィルタ500は、積層体502及び外部電極503(503a〜503d)を備えている。積層体502は、直方体状をなしており、長方形状の絶縁体層504(504a〜504j)が積層されてなる。外部電極503はそれぞれ、積層体502の4つの側面に設けられている。外部電極503aは、高周波信号の入力端子である。外部電極503bは、高周波信号の出力端子である。外部電極503c,503dは、接地端子である。
また、積層型誘電体フィルタ500は、共振器505(505a〜505c)を内蔵している。共振器505a〜505cはそれぞれ、共振電極506a〜506cを有している。共振電極506a〜506cは、絶縁体層504fに設けられており、コイルとして機能している。共振電極506aは、外部電極503a,503cに接続されている。共振電極506bは、外部電極503cに接続されている。共振電極506cは、外部電極503b,503cに接続されている。共振電極506bは、共振電極506a,506cに対して磁気的に結合している。なお、共振器505a〜505cは、共振電極506以外にもコンデンサを有しているが、ここでは説明を省略する。
更に、積層型誘電体フィルタ500は、調整電極508を有している。調整電極508は、積層方向から平面視したときに、共振電極506a,506cの一部に重なり、かつ、共振電極506bに重なっていない。
以上のように構成された積層型誘電体フィルタ500では、高周波信号は、外部電極503aより入力し、外部電極503bより出力する。共振電極506aと共振電極506bとは磁気結合しているので、共振電極506bには、外部電極503aから入力した高周波信号が電磁誘導により伝送される。更に、共振電極506bと共振電極506cとは磁気結合しているので、共振電極506cには、電磁誘導により高周波信号が伝送される。そして、共振電極506cを伝送される高周波信号は、外部電極503bから出力する。ここで、共振電極506a〜506cは、共振器505a〜505cを構成している。そのため、該共振電極506a〜506cの伝送中に、通過周波数帯域以外の高周波信号は除去される。よって、外部電極503bからは、通過周波数帯域の高周波信号が出力する。
更に、積層型誘電体フィルタ500では、図6に示すように、調整電極508が設けられている。これにより、積層型誘電体フィルタ500の通過周波数帯域の低周波側を急峻に減衰させることができる。
ところで、積層型誘電体フィルタ500は、通過周波数帯域を狭帯域化しようとすると、大型化してしまうという問題を有している。より詳細には、積層型誘電体フィルタ500において狭帯域化を図る場合には、共振電極506a〜506c間の磁気結合を弱くすればよい。しかしながら、共振電極506a〜506c間の磁気結合を弱くするためには、共振電極506a〜506c間の距離を大きくする必要がある。その結果、積層型誘電体フィルタ500が大型化してしまう。
特開2006−33614号公報
そこで、本発明の目的は、大型化することなく通過周波数帯域の狭帯域化を図ることができるフィルタを提供することである。
本発明の第1の形態に係るフィルタは、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、前記積層体の表面に設けられている入力電極及び出力電極と、前記入力電極に接続され、かつ、第1のコイルを含む第1の共振器と、前記出力電極に接続され、かつ、第2のコイルを含む第2の共振器と、前記第1のコイル及び/又は前記第2のコイルと磁気結合する第3のコイルを含む第3の共振器と、を備え、前記第1のコイル及び前記第2のコイルはそれぞれ、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、積層方向から平面視したときに旋回している第1のコイル導体層及び第2のコイル導体層を含んでおり、前記第3のコイルは、前記絶縁体層を積層方向に貫通している2本のビアホール導体、及び、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、該2本のビアホール導体の積層方向における上端同士又は下端同士を接続する接続導体層を含み、積層方向に直交する方向から平面視したときに旋回していること、を特徴とする。
本発明の第2の形態に係るフィルタは、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、前記積層体の表面に設けられている入力電極及び出力電極と、前記入力電極に接続され、かつ、第1のコイルを含む第1の共振器と、前記出力電極に接続され、かつ、第2のコイルを含む第2の共振器と、前記第1のコイル及び/又は前記第2のコイルと磁気結合する第3のコイルを含む第3の共振器と、を備え、前記第1のコイルは、前記絶縁体層を積層方向に貫通している2本の第1のビアホール導体及び、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、該2本の第1のビアホール導体の積層方向における上端同士又は下端同士を接続する第1の接続導体層を含み、積層方向に直交する方向から平面視したときに旋回しており、前記第2のコイルは、前記絶縁体層を積層方向に貫通している2本の第2のビアホール導体、及び、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、該2本の第2のビアホール導体の積層方向における上端同士又は下端同士を接続する第2の接続導体層を含み、積層方向に直交する方向から平面視したときに旋回しており、前記第3のコイルは、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、積層方向から平面視したとき旋回している第3のコイル導体層を含んでいること、を特徴とする。
本発明によれば、大型化することなく通過周波数帯域の狭帯域化を図ることができる。
本発明の実施形態に係るフィルタの外観斜視図である。 図1のフィルタの分解斜視図である。 図1のフィルタの等価回路図である。 変形例に係るフィルタの分解斜視図である。 変形例に係るフィルタの等価回路図である。 特許文献1に記載の積層型誘電体フィルタの分解斜視図である。
以下に本発明の実施形態に係るフィルタについて説明する。
(電子部品の構成)
以下に、本発明の一実施形態に係るフィルタの構成について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係るフィルタ10の外観斜視図である。図2は、フィルタ10の分解斜視図である。図3は、フィルタ10の等価回路図である。図1及び図2において、z軸方向は、積層方向を示す。また、x軸方向は、z軸方向から平面視したときにおけるフィルタ10の長辺に沿った方向を示す。y軸方向は、z軸方向から平面視したときにおけるフィルタ10の短辺に沿った方向を示す。なお、x軸、y軸、z軸の原点は、フィルタ10の中心である。
フィルタ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)、方向認識マーク15、共振器LC1〜LC3及びコンデンサC4〜C7を備えている。積層体12は、図2に示すように、絶縁体層16(16a〜16h)が積層されることにより構成され、直方体状をなしている。また、積層体12は、共振器LC1〜LC3を内蔵している。
外部電極14aは、図1に示すように、積層体12のx軸方向の負方向側の側面(表面)に設けられており、高周波信号の入力電極として用いられる。外部電極14bは、積層体12のx軸方向の正方向側の側面(表面)に設けられ、高周波信号の出力電極として用いられる。外部電極14cは、積層体12のy軸方向の負方向側の側面(表面)に設けられ、接地電極として用いられる。外部電極14dは、積層体12のy軸方向の正方向側の側面(表面)に設けられ、接地電極として用いられる。
方向認識マーク15は、積層体12のz軸方向の正方向側の上面に設けられ、実装時に、フィルタ10の入力電極と出力電極との方向を識別するために用いられる。
絶縁体層16は、図2に示すように、長方形状をなしており、例えば、セラミック誘電体により構成されている。絶縁体層16a〜16hは、z軸方向において正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように積層されている。
共振器LC1は、図2及び図3に示すように、コイルL1及びコンデンサC1を含み、外部電極14aと外部電極14c,14dとの間に接続されている。具体的には、コイルL1及びコンデンサC1は、外部電極14aと外部電極14c,14dとの間に並列に接続されている。
コイルL1は、図2に示すように、コイル導体層18により構成されている。コイル導体層18は、コイル部18a及び引き出し部18b,18cを含んでおり、絶縁体層16c上に設けられている。コイル部18aは、z軸方向から平面視したときに、絶縁体層16c(xy平面)上において、時計回りに旋廻しながら外部電極14aから外部電極14cへと向かう線状導体である。更に、コイル部18aは、y軸方向に延在する部分を有している。また、引き出し部18bは、コイル部18aの一端に接続され、絶縁体層16cのx軸方向の負方向側の短辺に接している。これにより、コイル導体層18は、外部電極14aに接続されている。同様に、引き出し部18cは、コイル部18aの他端に接続され、絶縁体層16cのy軸方向の負方向側の長辺に接している。これにより、コイル導体層18は、外部電極14cに接続されている。
コンデンサC1は、コンデンサ導体層26及び接地導体層32により構成されている。コンデンサ導体層26は、コンデンサ部26a及び引き出し部26bにより構成され、絶縁体層16f上に設けられている。コンデンサ部26aは、絶縁体層16f上に設けられている矩形状の導体である。引き出し部26bは、コンデンサ部26aに接続され、絶縁体層16fのx軸方向の負方向側の短辺に接している。これにより、コンデンサ導体層26は、外部電極14aに接続されている。また、接地導体層32は、接地部32a及び引き出し部32b〜32gにより構成され、絶縁体層16h上に設けられている。接地部32aは、絶縁体層16hの略全面を覆うように設けられている矩形状の導体である。これにより、コンデンサ導体層26と接地導体層32とは、絶縁体層16f,16gを挟んで対向し、コンデンサC1を構成している。引き出し部32b〜32dは、接地部32aに接続され、絶縁体層16hのy軸方向の負方向側の長辺に接している。引き出し部32e〜32gは、接地部32aに接続され、絶縁体層16hのy軸方向の正方向側の長辺に接している。これにより、接地導体層32は、外部電極14c,14dに接続されている。以上より、コンデンサC1は、外部電極14aと外部電極14c,14dとに接続されている。
共振器LC2は、図2及び図3に示すように、コイルL2及びコンデンサC2を含み、外部電極14bと外部電極14c,14dとに接続されている。具体的には、コイルL2及びコンデンサC2は、外部電極14bと外部電極14c,14dとの間に並列に接続されている。
コイルL2は、図2に示すように、コイル導体層20により構成されている。コイル導体層20は、コイル部20a及び引き出し部20b,20cを含んでおり、絶縁体層16c上に設けられている。コイル部20aは、z軸方向から平面視したときに、絶縁体層16c(xy平面)上において、反時計回りに旋廻しながら外部電極14bから外部電極14cへと向かう線状導体である。更に、コイル部20aは、y軸方向に延在する部分を有している。また、引き出し部20bは、コイル部20aの一端に接続され、絶縁体層16cのx軸方向の正方向側の短辺に接している。これにより、コイル導体層20は、外部電極14bに接続されている。同様に、引き出し部20cは、コイル部20aの他端に接続され、絶縁体層16cのy軸方向の負方向側の長辺に接している。これにより、コイル導体層20は、外部電極14cに接続されている。
コンデンサC2は、コンデンサ導体層28及び接地導体層32により構成されている。コンデンサ導体層28は、コンデンサ部28a及び引き出し部28bにより構成され、絶縁体層16f上に設けられている。コンデンサ部28aは、絶縁体層16f上においてコンデンサ部26aよりもx軸方向の正方向側に設けられている矩形状の導体である。引き出し部28bは、コンデンサ部28aに接続され、絶縁体層16fのx軸方向の正方向側の短辺に接している。これにより、コンデンサ導体層28は、外部電極14bに接続されている。接地導体層32の詳細については、既に説明を行ったので説明を省略する。これにより、コンデンサ導体層28と接地導体層32とは、絶縁体層16f,16gを挟んで対向し、コンデンサC2を構成している。そして、コンデンサC2は、外部電極14bと外部電極14c,14dとに接続されている。
ここで、接地導体層32の面積は、図2に示すように、コンデンサ導体層26の面積とコンデンサ導体層28の面積との合計よりも大きい。更に、コンデンサ導体層26,28は、z軸方向において、接地導体層32とコイル導体層18,20との間に設けられている。
共振器LC3は、図2及び図3に示すように、コイルL3及びコンデンサC3を含み、外部電極14c,14dに接続されている。また、共振器LC3は、図2に示すように、z軸方向から平面視したときに、x軸方向において共振器LC1と共振器LC2とに挟まれている。
コイルL3は、図2に示すように、ビアホール導体B1,B2及び接続導体層34により構成され、コイルL1,L2と磁気結合する。ビアホール導体B1は、z軸方向から平面視したときに、x軸方向においてコイル導体層18,20の間において、z軸方向に直線的に延在している。そして、ビアホール導体B1は、ビアホール導体b1〜b6により構成され、絶縁体層16b〜16gをz軸方向に貫通している。ビアホール導体B2は、z軸方向から平面視したときに、ビアホール導体B1よりもy軸方向の正方向側であって、かつ、x軸方向においてコイル導体層18,20の間において、z軸方向に直線的に延在している。そして、ビアホール導体B2は、ビアホール導体b11〜b15により構成され、絶縁体層16b〜16fをz軸方向に貫通している。接続導体層34は、コイル導体層18,20が設けられている絶縁体層16cとは異なる絶縁体層16b上において、x軸方向におけるコイル導体層18,20間に設けられ、ビアホール導体B1,B2のz軸方向の正方向側の端部同士を接続している。接続導体層34は、y軸方向に延在している線状導体であり、z軸方向から平面視したときに、コイル部18aのy軸方向に延在している部分及びコイル部20aのy軸方向に延在している部分と平行に延在している。
コンデンサC3は、コンデンサ導体層30及び接地導体層32により構成されている。コンデンサ導体層30は、コンデンサ導体層26,28が設けられている絶縁体層16fとは異なる絶縁体層16g上に設けられている矩形状の導体であり、z軸方向から平面視したときに、ビアホール導体B2と重なっている。よって、コンデンサ導体層30は、ビアホール導体B2のビアホール導体b15のz軸方向の負方向側の端部と接続されている。接地導体層32は、z軸方向から平面視したときに、ビアホール導体B1と重なっている。よって、接地導体層32は、ビアホール導体B1のビアホール導体b6のz軸方向の負方向側の端部と接続されている。これにより、コンデンサ導体層30と接地導体層32とは、絶縁体層16gを挟んで対向し、コンデンサC3を構成している。そして、以上の構成により、コイルL3の一端とコンデンサ導体層30とは接続されており、コイルL3の他端及び接地導体層32は、外部電極14c,14dに接続されている。
コンデンサC4,C5は、結合導体層24及びコンデンサ導体層26,28により構成され、外部電極14a,14b間において直列に接続されている。結合導体層24は、コンデンサ部24a,24b及び接続部24cにより構成され、絶縁体層16e上に設けられている。コンデンサ部24aは、矩形状の導体である。コンデンサ部24aは、コンデンサ導体層26のコンデンサ部26aと対向することにより該コンデンサ部26aと容量結合しており、コンデンサC4を構成している。コンデンサ部24bは、絶縁体層16e上において、コンデンサ部24aよりもx軸方向の正方向側に設けられている矩形状の導体である。コンデンサ部24bは、コンデンサ導体層28のコンデンサ部28aと対向することにより該コンデンサ部28aと容量結合しており、コンデンサC5を構成している。コンデンサ導体層26,28については既に説明を行ったので、説明を省略する。接続部24cは、絶縁体層16e上において、x軸方向に延在し、コンデンサ部24a,24bを接続している。更に、接続部24cは、ビアホール導体B2と接続されている。以上のような構成を有することにより、コンデンサC4,C5は、外部電極14a,14b間において直列に接続されている。更に、コンデンサC4,C5は、コイルL3とコンデンサC3との間に接続されている。
また、コンデンサ導体層26は、コンデンサC1を構成していると共に、コンデンサC4も構成している。よって、コンデンサC4は、図3に示すように、コイルL1とコンデンサC1との間に接続されている。同様に、コンデンサ導体層28は、コンデンサC2を構成していると共に、コンデンサC5も構成している。よって、コンデンサC5は、図3に示すように、コイルL2とコンデンサC2との間に接続されている。
コンデンサC6,C7は、結合導体層22及びコンデンサ導体層26,28により構成され、外部電極14a,14b間において直列に接続されている。結合導体層22は、コンデンサ部22a,22b及び接続部22cにより構成され、絶縁体層16d上に設けられている。結合導体層22は、共振器LC1及び共振器LC2と容量結合し、共振器LC3とは殆ど容量結合していない。具体的には、コンデンサ部22aは、絶縁体層16d上に設けられている矩形状の導体である。コンデンサ部22aは、コンデンサ電極26aと対向することにより該コンデンサ電極26aと容量結合しており、コンデンサC6を構成している。コンデンサ部22bは、絶縁体層16d上において、コンデンサ部22aよりもx軸方向の正方向側に設けられている矩形状の導体である。コンデンサ部22bは、コンデンサ電極28aと対向することにより該コンデンサ電極28aと容量結合しており、コンデンサC7を構成している。接続部22cは、絶縁体層16d上においてx軸方向に延在し、コンデンサ部22a,22bを接続している。ここで、コンデンサ導体層26,28はそれぞれ、外部電極14a,14bに接続されている。よって、コンデンサC6,C7は、外部電極14a,14b間において直列に接続されている。
以上のように構成されたフィルタ10では、コイルL1とコイルL2とが磁気結合し、コイルL2とコイルL3とが磁気結合している。これにより、フィルタ10は、所定の周波数帯域の信号のみを通過するバンドパスフィルタを構成している。
以下に、フィルタ10の動作の一例について、図1ないし図3を参照しながら説明する。フィルタ10では、図2及び図3に示すように、コイルL1の一端は、入力電極としての外部電極14aに接続され、コイルL1の他端は、接地電極としての外部電極14cに接続されている。よって、コイルL1には、外部電極14aから外部電極14cへと高周波信号が伝送される。高周波信号は、図2において、z軸方向から平面視したときに、コイル導体層18を時計回りに伝送される。
コイルL1とコイルL3とは、磁気結合している。具体的には、コイル部18aのy軸方向に延在している部分と接続導体層34とが磁気結合している。これにより、高周波信号は、コイルL1からコイルL3に向かって伝送される。
また、コイルL3とコイルL2とは、磁気結合している。具体的には、コイル部20aのy軸方向に延在している部分と接続導体層34とが磁気結合している。よって、高周波信号は、コイルL3からコイルL2に向かって伝送される。そして、高周波信号が共振器LC1〜LC3を通過している間に、所定の通過周波数帯域以外の信号が該高周波信号から除去される。その結果、所定の通過周波数帯域以外の信号が除去された出力信号が、外部電極14bから出力される。
(効果)
以上のように構成されたフィルタ10では、大型化することなく通過周波数帯域の狭帯域化を図ることができる。より詳細には、図6に示す積層型誘電体フィルタ500において狭帯域化を図る場合には、共振電極506a〜506c間の磁気結合を弱くすればよい。しかしながら、共振電極506a〜506c間の磁気結合を弱くするためには、共振電極506a〜506c間の距離を大きくする必要がある。その結果、積層型誘電体フィルタ500が大型化してしまう。
そこで、フィルタ10では、コイルL3は、ビアホール導体B1,B2を含んでいる。ビアホール導体B1,B2がz軸方向に延在しているので、高周波信号がビアホール導体B1,B2を伝送された場合には、ビアホール導体B1,B2の周囲においてxy平面内を周回する磁束が発生する。一方、コイルL1,L2はそれぞれ、xy平面内を周回するコイル導体層18,20により構成されている。このようなコイル導体層18,20に高周波信号が伝送された場合には、xy平面に直交する面内を周回する磁束が発生する。よって、ビアホール導体B1,B2で発生する磁束とコイル導体層18,20で発生する磁束とが互いに直交する面内において周回する。そのため、ビアホール導体B1,B2とコイル導体層18,20とは、強く磁気結合しにくい。以上より、共振器LC1〜LC3が近づけられたとしても、コイルL1〜L3が強く磁気結合しないので、フィルタ10を大型化させることなく狭帯域化を図ることができる。
また、以下の理由によっても、フィルタ10では、大型化することなく通過周波数帯域の狭帯域化を図ることができる。より詳細には、コイルL1とコイルL3とは、主に、コイル部18aのy軸方向に延在している部分と接続導体層34との間で磁気結合している。同様に、コイルL2とコイルL3とは、主に、コイル部20aのy軸方向に延在している部分と接続導体層34との間で磁気結合している。そして、コイル導体層18,20と接続導体層34とは、異なる絶縁体層16上に設けられている。よって、コイル導体層18,20と接続導体層34とは、これらが同じ絶縁体層16上に設けられた場合に比べて、弱く磁気結合する。その結果、共振器LC1〜LC3が近づけられたとしても、コイルL1〜L3が強く磁気結合しないので、フィルタ10を大型化させることなく狭帯域化を図ることができる。
また、フィルタ10では、以下に説明するように、コイルL1,L2とコイルL3との磁気結合の強さを調整することが容易である。コイル導体層18,20と接続導体層34とは、異なる絶縁体層16上に設けられている。よって、コイル導体層18,20又は接続導体層34が設けられる絶縁体層16の厚みや絶縁体層16の積層数等を変更することにより、コイル導体層18,20と接続導体層34との距離を調整して、これらの磁気結合の強さを調整することが可能である。
また、フィルタ10では、以下に説明するように、大型化させることなく、挿入損失を小さくすることができる。より詳細には、複数の共振器を備えたいわゆる多段フィルタでは、中央段の共振器ほど電力が集中するため、中央段の共振器の無負荷Qを大きくすることでフィルタの挿入損失を小さくすることができる。フィルタ10において、中央段の共振器LC3の無負荷Qを大きくするためには、コイルL3の直流抵抗値を小さくすることが挙げられる。そこで、フィルタ10では、コイルL3は、ビアホール導体B1,B2により構成されている。ビアホール導体B1,B2は、導体層に比べて、直流抵抗値を容易に低くすることができる。より詳細には、導体層では、z軸方向の厚みが非常に小さいため、十分な断面積を確保しようとした場合には、大きな線幅が必要となる。一方、ビアホール導体B1,B2では、円形の断面を有しているので、導体層に比べて大きな断面積を確保し易い。よって、ビアホール導体B1,B2の方が、導体層よりも、容易に抵抗値を低くすることができる。以上より、フィルタ10では、大型化させることなく、挿入損失を小さくすることができる。
また、フィルタ10では、結合導体層24は、共振器LC1と共振器LC3とを容量結合させていると共に、共振器LC2と共振器LC3とを容量結合させている。これにより、共振器LC1におけるコイル部18aと共振器LC3における接続導体層34との磁気結合と容量結合とのバランスをとることができると共に、共振器LC2におけるコイル部20aと共振器LC3における接続導体層34との磁気結合と容量結合とのバランスをとることができる。その結果、各共振器LC1〜LC3間の結合を調整することができ、フィルタ10の設計自由度を向上させることができる。
また、フィルタ10では、共振器LC1と共振器LC2とが結合導体層22により容量結合している。共振器を複数備えた多段フィルタでは、入力段の共振器と出力段の共振器とを結合させると、フィルタの通過帯域の両側もしくは片側に減衰極を形成できることが知られている。本実施形態のような構成にすることにより、フィルタ10の減衰特性を向上させることができる。また、絶縁体層16dの厚みを変えることにより、容量による結合量を変化させることができ、所望の減衰特性を容易に得ることができる。
また、フィルタ10では、コンデンサ導体層26,28とコンデンサ導体層30とは異なる絶縁体層16上に設けられている。これにより、コンデンサ導体層26,28,30が近接しにくくなる。その結果、フィルタ10では、コンデンサ導体層26,28,30が同じ絶縁体層16に設けられた場合に比べて、コンデンサ導体層26,28,30の大きさ、形状、位置等の設計自由度が高くなる。
また、フィルタ10では、以下に説明するように、挿入損失を低減できる。より詳細には、コイル導体層18,20に高周波信号が伝送されると、コイル導体層18,20の周囲には磁束が発生する。この磁束がコンデンサ導体層26,28及び接地導体層32を通過すると、コンデンサ導体層26,28及び接地導体層32にて渦電流が発生する。渦電流の発生は、フィルタ10の挿入損失を増加させる。よって、渦電流の発生を抑制することが望ましい。ここで、接地導体層32の面積は、コンデンサ導体層26,28の面積の合計よりも大きい。よって、接地導体層32及びコンデンサ導体層26,28が、コイル導体層18,20から同じ距離に位置している場合には、接地導体層32に発生する渦電流の方がコンデンサ導体層26,28に発生する渦電流よりも大きくなる。そこで、フィルタ10では、接地導体層32をコンデンサ導体層26,28よりもコイル導体層18,20から引き離すことにより、渦電流の発生を抑制している。その結果、フィルタ10では、挿入損失を低減できる。
また、コイルL3は、ビアホール導体B1,B2及び接続導体層34により構成されている。ここで、ビアホール導体B1,B2にはz軸方向に電流が流れるため、ビアホール導体B1,B2の周囲にはz軸方向に垂直なxy平面内に磁界が発生する。そのため、ビアホール導体B1,B2の周囲に発生した磁界は、接地導体層32と交わらない。このため、渦電流が発生することがなく、共振器LC3の無負荷Qを高くすることができ、フィルタ10を低損失化できる。また、コイルL3は、U字を上下反転させた形状をなしている。このように、コイルL3が折り曲げられた構造を有することにより、フィルタ10のz軸方向の高さを高くすることなく、コイルL3の長さを長くすることができ、コイルL3のインダクタンス値を大きくすることができる。
(電子部品の製造方法)
次に、フィルタ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16b〜16g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〜b6,b11〜b15を形成する。具体的には、絶縁体層16b〜16gとなるべきセラミックグリー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〜16hとなるべきセラミックグリーンシート上に、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、方向認識マーク15、コイル導体層18,20、結合導体層22,24、コンデンサ導体層26,28,30、接地導体層32及び接続導体層34を形成する。なお、コイル導体層18,20等の形成の際に、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16hとなるべきセラミックグリーンシートを配置する。次に、絶縁体層16hとなるべきセラミックグリーンシート上に絶縁体層16gとなるべきセラミックグリーンシートを配置する。この後、絶縁体層16gとなるべきセラミックグリーンシートを絶縁体層16fとなるべきセラミックグリーンシートに対して圧着する。この後、絶縁体層16e,16d,16c,16b,16aとなるべきセラミックグリーンシートについても同様にこの順番に積層及び圧着する。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は、静水圧プレスなどにより本圧着が施される。
次に、マザー積層体をカット刃により所定寸法の積層体12にカットする。この未焼成の積層体12には、脱バインダー処理及び焼成がなされる。
以上の工程により、焼成された積層体12が得られる。積層体12には、バレル加工を施して、面取りを行う。その後、積層体12の表面には、例えば、浸漬法等の方法により主成分が銀である電極ペーストを塗布及び焼き付けすることにより、外部電極14となるべき銀電極を形成する。
最後に、銀電極の表面に、Niめっき/Snめっきを施すことにより、外部電極14を形成する。以上の工程を経て、図1に示すようなフィルタ10が完成する。
(変形例)
なお、フィルタ10では、コイルL1,L2は、コイル導体層18,20により構成され、コイルL3は、接続導体層34とビアホール導体B1,B2とにより構成されるものとした。しかしながら、コイルL1,L2は、ビアホール導体により構成され、コイルL3は、コイル導体層により構成されていてもよい。以下に、変形例に係るフィルタ10aについて図面を参照しながら説明する。図4は、変形例に係るフィルタ10aの分解斜視図である。図5は、変形例に係るフィルタ10aの等価回路図である。図3及び図5に示すように、フィルタ10の等価回路とフィルタ10aの等価回路とは同じである。なお、フィルタ10aの外観斜視図については、図1を援用する。また、フィルタ10aの構成の内、フィルタ10と同じ構成については同じ参照符号を付した。
フィルタ10aは、図4及び図5に示すように、積層体12、外部電極14(14a〜14d)、方向認識マーク15、共振器LC1〜LC3及びコンデンサC4〜C7を備えている。積層体12は、図4に示すように、絶縁体層16(16a〜16i)が積層されることにより構成され、直方体状をなしている。また、積層体12は、共振器LC1〜LC3を内蔵している。
フィルタ10aの外部電極14a〜14d及び方向認識マーク15の構成については、フィルタ10のこれらの構成と同じであるので説明を省略する。
絶縁体層16は、図4に示すように、長方形状をなしており、例えば、セラミック誘電体により構成されている。絶縁体層16a〜16iは、z軸方向において正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように積層されている。
共振器LC1は、図4及び図5に示すように、コイルL1及びコンデンサC1を含み、外部電極14aと外部電極14c,14dとの間に接続されている。具体的には、コイルL1及びコンデンサC1は、外部電極14aと外部電極14c,14dとの間に並列に接続されている。
コイルL1は、図4に示すように、ビアホール導体B3,B4及び接続導体層134により構成されている。ビアホール導体B3は、ビアホール導体b21〜b26により構成され、絶縁体層16b〜16gをz軸方向に貫通している。ビアホール導体B4は、ビアホール導体b31〜b37により構成され、絶縁体層16b〜16hをz軸方向に貫通している。接続導体層134は、絶縁体層16b上において、y軸方向に延在するように設けられ、ビアホール導体B3,B4のz軸方向の正方向側の端部同士を接続している。
コンデンサC1は、コンデンサ導体層126及び接地導体層132により構成されている。コンデンサ導体層126は、コンデンサ部126a及び引き出し部126bにより構成され、絶縁体層16h上に設けられている。コンデンサ部126aは、絶縁体層16h上に設けられている矩形状の導体である。引き出し部126bは、コンデンサ部126aに接続され、絶縁体層16hのx軸方向の負方向側の短辺に接している。これにより、コンデンサ導体層126は、外部電極14aに接続されている。また、接地導体層132は、接地部132a及び引き出し部132b,132cにより構成され、絶縁体層16i上に設けられている。接地部132aは、絶縁体層16iの略全面を覆うように設けられている矩形状の導体である。これにより、コンデンサ導体層126と接地導体層132とは、絶縁体層16hを挟んで対向し、コンデンサC1を構成している。引き出し部132bは、接地部132aに接続され、絶縁体層16iのy軸方向の負方向側の長辺に接している。引き出し部132cは、接地部132aに接続され、絶縁体層16iのy軸方向の正方向側の長辺に接している。これにより、接地導体層132は、外部電極14c,14dに接続されている。以上より、コンデンサC1は、外部電極14aと外部電極14c,14dとに接続されている。
共振器LC2は、図4及び図5に示すように、コイルL2及びコンデンサC2を含み、外部電極14bと外部電極14c,14dとの間に接続されている。具体的には、コイルL2及びコンデンサC2は、外部電極14aと外部電極14c,14dとの間に並列に接続されている。
コイルL2は、図4に示すように、ビアホール導体B5,B6及び接続導体層136により構成されている。ビアホール導体B5は、ビアホール導体b41〜b46により構成され、絶縁体層16b〜16gをz軸方向に貫通している。ビアホール導体B6は、ビアホール導体b51〜b57により構成され、絶縁体層16b〜16hをz軸方向に貫通している。接続導体層136は、絶縁体層16b上において、y軸方向に延在するように設けられ、ビアホール導体B5,B6のz軸方向の正方向側の端部同士を接続している。
コンデンサC2は、コンデンサ導体層128及び接地導体層132により構成されている。コンデンサ導体層128は、コンデンサ部128a及び引き出し部128bにより構成され、絶縁体層16h上に設けられている。コンデンサ部128aは、絶縁体層16h上に設けられている矩形状の導体である。これにより、コンデンサ導体層128と接地導体層132とは、絶縁体層16hを挟んで対向し、コンデンサC2を構成している。引き出し部128bは、コンデンサ部128aに接続され、絶縁体層16hのx軸方向の正方向側の短辺に接している。これにより、コンデンサ導体層128は、外部電極14bに接続されている。以上より、コンデンサC2は、外部電極14bと外部電極14c,14dとに接続されている。
共振器LC3は、図4及び図5に示すように、コイルL3及びコンデンサC3を含み、外部電極14c,14dに接続されている。また、共振器LC3は、図4に示すように、z軸方向から平面視したときに、x軸方向において共振器LC1と共振器LC2とに挟まれている。
コイルL3は、図4に示すように、コイル導体層118及びビアホール導体b61,b62により構成され、コイルL1,L2と磁気結合する。コイル導体層118は、絶縁体層16c上において、z軸方向から平面視したときに、x軸方向において、ビアホール導体B3,B4及び接続導体層134とビアホール導体B5,B6及び接続導体層136との間に設けられている。そして、コイル導体層118は、コイル部118a及び引き出し部118bを含んでいる。
コイル部118aは、z軸方向から平面視したときに、絶縁体層16c(xy平面)上において、外部電極14c近傍を起点として反時計回りに旋廻している線状導体である。更に、コイル部118aは、y軸方向に延在する部分を有している。すなわち、コイル部118aは、接続導体層134,136と平行な部分を有している。また、引き出し部118bは、コイル部118aの一端に接続され、絶縁体層16cのy軸方向の負方向側の長辺に接している。これにより、コイル導体層118は、外部電極14cに接続されている。
ビアホール導体b61,b62は、絶縁体層16c,16dをz軸方向に貫通しており、互いに接続されることにより一本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体b61のz軸方向の正方向側の端部は、コイル部118aの他端に接続されている。
コンデンサC3は、コンデンサ導体層130及び接地導体層232により構成されている。コンデンサ導体層130は、絶縁体層16e上に設けられている矩形状の導体であり、z軸方向から平面視したときに、ビアホール導体b61,b62と重なっている。よって、コンデンサ導体層130は、ビアホール導体b62のz軸方向の負方向側の端部と接続されている。接地導体層232は、接地部232a及び引き出し部232bにより構成され、絶縁体層16d上に設けられている。接地部232aは、z軸方向から平面視したときに、コンデンサ導体層130と重なっている。これにより、コンデンサ導体層130と接地導体層232とは、絶縁体層16dを挟んで対向し、コンデンサC3を構成している。また、引き出し部232bは、接地部232aに接続され、絶縁体層16dのy軸方向の正方向側の長辺に接している。これにより、接地導体層232は、外部電極14dに接続されている。以上の構成により、コイルL3の一端とコンデンサ導体層130とは接続されており、コイルL3の他端及び接地導体層232は、外部電極14dに接続されている。
コンデンサC4,C5は、コンデンサ導体層130,226,228により構成され、外部電極14a,14b間において直列に接続されている。コンデンサ導体層226,228は、絶縁体層16f上に設けられている矩形状の導体層であり、コンデンサ導体層130と対向することにより容量結合しており、コンデンサC4,C5を構成している。更に、コンデンサ導体層226,228はそれぞれ、ビアホール導体B3,B5と接続されている。以上のような構成を有することにより、コンデンサC4,C5は、外部電極14a,14b間において直列に接続されている。更に、コンデンサC4,C5は、コンデンサ導体層130を介して、コイルL3とコンデンサC3との間に接続されている。
コンデンサC6,C7は、結合導体層122及びコンデンサ導体層126,226,128,228により構成され、外部電極14a,14b間において直列に接続されている。結合導体層122は、絶縁体層16g上に設けられている矩形状の導体層である。結合導体層122は、共振器LC1及び共振器LC2と容量結合し、共振器LC3とは殆ど容量結合していない。具体的には、結合導体層122は、コンデンサ電極126a及びコンデンサ電極226と対向することにより該コンデンサ電極126a及びコンデンサ電極226と容量結合しており、コンデンサC6を構成している。更に、結合導体層122は、コンデンサ電極128a及びコンデンサ電極228と対向することにより該コンデンサ電極128a及びコンデンサ電極228と容量結合しており、コンデンサC7を構成している。ここで、コンデンサ導体層126,128はそれぞれ、外部電極14a,14bに接続されている。よって、コンデンサC6,C7は、外部電極14a,14b間において直列に接続されている。
以上のように構成されたフィルタ10aでは、コイルL1とコイルL2とが磁気結合し、コイルL2とコイルL3とが磁気結合している。これにより、フィルタ10aは、所定の周波数帯域の信号のみを通過するバンドパスフィルタを構成している。
以上のように構成されたフィルタ10aにおいても、フィルタ10と同様に、大型化することなく通過周波数帯域の狭帯域化を図ることができる。
なお、フィルタ10において、接地導体層32は、一つの導体層により構成されている。しかしながら、接地導体層32は、例えば、コンデンサ導体層26に対向するものと、コンデンサ導体層28に対向するものと、コンデンサ導体層30に対向するものとに分割されていてもよい。
また、接続導体層34は、ビアホール導体B1,B2のz軸方向の正方向側の端部同士を接続している。しかしながら、接続導体層34は、ビアホール導体B1,B2のz軸方向の負方向側の端部同士を接続していてもよい。この場合、コンデンサ導体層30及び接地導体層32は、ビアホール導体B1,B2よりもz軸方向の正方向側に位置することになる。また、フィルタ10は、接続導体層とビアホール導体とにより構成された共振器を更に複数備えていてもよい。
なお、フィルタ10aにおいて、コイルL3は、コイルL1,L2の両方に磁気結合している。しかしながら、コイルL3は、コイルL1,L2の少なくともいずれか一方と磁気結合していればよい。
本発明は、フィルタに有用であり、特に、大型化することなく通過周波数帯域の狭帯域化を図ることができる点において優れている。
B1〜B6,b1〜b6,b11〜b15,b21〜b26,b31〜b37,b41〜b46,b51〜b57 ビアホール導体
C1〜C7 コンデンサ
L1〜L3 コイル
LC1〜LC3 共振器
10,10a フィルタ
12 積層体
14a〜14d 外部電極
16a〜16i 絶縁体層
18,20,118 コイル導体層
22,24,122 結合導体層
26,28,30,126,128,130,226,228 コンデンサ導体層
32,132,232 接地導体層

Claims (9)

  1. 複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
    前記積層体の表面に設けられている入力電極及び出力電極と、
    前記入力電極に接続され、かつ、第1のコイルを含む第1の共振器と、
    前記出力電極に接続され、かつ、第2のコイルを含む第2の共振器と、
    前記第1のコイル及び/又は前記第2のコイルと磁気結合する第3のコイルを含む第3の共振器と、
    を備え、
    前記第1のコイル及び前記第2のコイルはそれぞれ、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、積層方向から平面視したときに旋回している第1のコイル導体層及び第2のコイル導体層を含んでおり、
    前記第3のコイルは、前記絶縁体層を積層方向に貫通している2本のビアホール導体、及び、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、該2本のビアホール導体の積層方向における上端同士又は下端同士を接続する接続導体層を含み、積層方向に直交する方向から平面視したときに旋回していること、
    を特徴とするフィルタ。
  2. 前記第1のコイル導体層及び前記第2のコイル導体層は、積層方向から平面視したときに、前記接続導体層と平行に延在している部分を有していること、
    を特徴とする請求項に記載のフィルタ。
  3. 前記接続導体層は、前記第1のコイル導体層及び前記第2のコイル導体層が設けられている前記絶縁体層とは異なる前記絶縁体層上に設けられていること、
    を特徴とする請求項又は請求項のいずれかに記載のフィルタ。
  4. 前記第1の共振器及び前記第2の共振器と容量結合している第1の結合導体層を、
    更に備えていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載のフィルタ。
  5. 前記フィルタは、
    前記積層体の表面に設けられている接地電極を、
    更に備え、
    前記第1の共振器は、第1のコンデンサ導体層及び第1の接地導体層からなる第1のコンデンサを、更に含み、
    前記第2の共振器は、第2のコンデンサ導体層及び第2の接地導体層からなる第2のコンデンサを、更に含み、
    前記第3の共振器は、第3のコンデンサ導体層及び第3の接地導体層からなる第3のコンデンサを、更に含み、
    前記第1のコイル及び前記第1のコンデンサは、前記入力電極と前記接地電極との間において並列に接続され、
    前記第2のコイル及び前記第2のコンデンサは、前記出力電極と前記接地電極との間において並列に接続され、
    前記第3のコイルの一端と前記第3のコンデンサ導体層とは接続されており、かつ、該第3のコイルの他端及び前記第3の接地導体層は前記接地電極に接続されていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載のフィルタ。
  6. 前記ビアホール導体に接続され、かつ、前記第1のコンデンサ導体層と容量結合していると共に、前記第2のコンデンサ導体層と容量結合している第2の結合導体層を、
    更に備えていること、
    を特徴とする請求項に記載のフィルタ。
  7. 前記第3のコンデンサ導体層は、前記第1のコンデンサ導体層及び前記第2のコンデンサ導体層が設けられている前記絶縁体層とは異なる前記絶縁体層上に設けられていること、
    を特徴とする請求項又は請求項のいずれかに記載のフィルタ。
  8. 前記第1の接地導体層と前記第2の接地導体層とは、一つの接地導体層により構成されており、
    前記接地導体層の面積は、前記第1のコンデンサ導体層の面積と前記第2のコンデンサ導体層の面積との合計よりも大きく、
    前記第1のコンデンサ導体層及び前記第2のコンデンサ導体層は、積層方向において、前記接地導体層と前記第1のコイル導体層及び第2のコイル導体層との間に設けられていること、
    を特徴とする請求項ないし請求項のいずれかに記載のフィルタ。
  9. 複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
    前記積層体の表面に設けられている入力電極及び出力電極と、
    前記入力電極に接続され、かつ、第1のコイルを含む第1の共振器と、
    前記出力電極に接続され、かつ、第2のコイルを含む第2の共振器と、
    前記第1のコイル及び/又は前記第2のコイルと磁気結合する第3のコイルを含む第3の共振器と、
    を備え、
    前記第1のコイルは、前記絶縁体層を積層方向に貫通している2本の第1のビアホール導体及び、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、該2本の第1のビアホール導体の積層方向における上端同士又は下端同士を接続する第1の接続導体層を含み、積層方向に直交する方向から平面視したときに旋回しており、
    前記第2のコイルは、前記絶縁体層を積層方向に貫通している2本の第2のビアホール導体、及び、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、該2本の第2のビアホール導体の積層方向における上端同士又は下端同士を接続する第2の接続導体層を含み、積層方向に直交する方向から平面視したときに旋回しており、
    前記第3のコイルは、前記絶縁体層上に設けられ、かつ、積層方向から平面視したとき旋回している第3のコイル導体層を含んでいること、
    を特徴とするフィルタ。
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