JP6380315B2 - 積層型ｌｃフィルタ - Google Patents

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Description

本発明は、積層型ＬＣフィルタに関し、さらに詳しくは、広い通過帯域を備えるとともに、通過帯域近傍に十分な減衰量を備えた減衰極が形成された積層型ＬＣフィルタに関する。
小型軽量化に適し、かつ、優れた特性を備えたＬＣフィルタとして、複数の誘電体層が積層された積層体内に、線路電極と、キャパシタ電極と、グランド電極と、ビア電極とを用いてインダクタとキャパシタとを形成し、ＬＣ並列共振器を多段に構成した積層型ＬＣフィルタが広く使用されている。
積層型ＬＣフィルタにおいては、使用用途に合わせて、最適な周波数特性を備えることが求められる。
そのような積層型ＬＣフィルタ（積層帯域通過フィルタ）が、特許文献１（ＷＯ２０１２／０７７４９８号公報）に開示されている。
図７に、特許文献１に開示された積層型ＬＣフィルタ１１００を示す。ただし、図７は、積層型ＬＣフィルタ１１００の分解斜視図である。図８は、積層型ＬＣフィルタ１１００の等価回路図である。
積層型ＬＣフィルタ１１００は、下から順に、１５層の誘電体層１０１ａ〜１０１ｏが積層された積層体１０１を備える。
誘電体層１０１ａの両端面には、入出力端子（入力端子）１０２ａ、１０２ｂが形成されている。また、誘電体層１０１ａの上側の主面には、キャパシタ電極１０３ａ、１０３ｂ、グランド電極（接地電極）１０４ａが形成されている。そして、キャパシタ電極１０３ａが入出力端子１０２ａに、キャパシタ電極１０３ｂが入出力端子１０２ｂに、それぞれ接続されている。
なお、入出力端子１０２ａ、１０２ｂは、図７からは分からないが、それぞれ、一端が誘電体層１０１ａの下側の主面に延出されて形成されている。
なお、入出力端子１０２ａ、１０２ｂは、以下に説明する誘電体層１０１ｂ〜１０１ｏのそれぞれの両端面にも形成されているが、図面を見やすくし、説明を簡略化するために、図面への符号の付与および明細書における説明を省略する場合がある。
誘電体層１０１ｂの上側の主面には、キャパシタ電極１０３ｃ、１０３ｄが形成されている。また、誘電体層１０１ｂの両主面間を貫通して、ビア電極１０５ａ、１０５ｂが形成されている。そして、キャパシタ電極１０３ｃが入出力端子１０２ａに、キャパシタ電極１０３ｄが入出力端子１０２ｂに、それぞれ接続されている。また、ビア電極１０５ａ、１０５ｂが、いずれもグランド電極１０４ａに接続されている。
誘電体層１０１ｃの上側の主面には、グランド電極１０４ｂが形成されている。また、誘電体層１０１ｃの両主面間を貫通して、ビア電極１０５ｃ、１０５ｄが形成されている。そして、グランド電極１０４ｂが、ビア電極１０５ｃ、１０５ｄに接続されている。また、ビア電極１０５ｃがビア電極１０５ａに、ビア電極１０５ｄがビア電極１０５ｂに、それぞれ接続されている。
誘電体層１０１ｄの上側の主面には、キャパシタ電極１０３ｅ、１０３ｆが形成されている。また、誘電体層１０１ｄの両主面間を貫通して、６つのビア電極１０５ｅ〜１０５ｊが形成されている。そして、キャパシタ電極１０３ｅが入出力端子１０２ａに、キャパシタ電極１０３ｆが入出力端子１０２ｂに、それぞれ接続されている。また、６つのビア電極１０５ｅ〜１０５ｊが、いずれも、グランド電極１０４ｂに接続されている。
誘電体層１０１ｅの上側の主面には、キャパシタ電極１０３ｇが形成されている。また、誘電体層１０１ｅの両主面間を貫通して、６つのビア電極１０５ｋ〜１０５ｐが形成されている。そして、ビア電極１０５ｋがビア電極１０５ｅに、ビア電極１０５ｌがビア電極１０５ｆに、ビア電極１０５ｍがビア電極１０５ｇに、ビア電極１０５ｎがビア電極１０５ｈに、ビア電極１０５ｏがビア電極１０５ｉに、ビア電極１０５ｐがビア電極１０５ｊに、それぞれ接続されている。
誘電体層１０１ｆの上側の主面には、キャパシタ電極１０３ｈ、１０３ｉが形成されている。また、誘電体層１０１ｆの両主面間を貫通して、６つのビア電極１０５ｑ〜１０５ｖが形成されている。そして、キャパシタ電極１０３ｈが入出力端子１０２ａに、キャパシタ電極１０３ｉが入出力端子１０２ｂに、それぞれ接続されている。また、ビア電極１０５ｑがビア電極１０５ｋに、ビア電極１０５ｒがビア電極１０５ｌに、ビア電極１０５ｓがビア電極１０５ｍに、ビア電極１０５ｔがビア電極１０５ｎに、ビア電極１０５ｕがビア電極１０５ｏに、ビア電極１０５ｖがビア電極１０５ｐに、それぞれ接続されている。
誘電体層１０１ｇの上側の主面には、グランド電極１０４ｃが形成されている。また、誘電体層１０１ｇの両主面間を貫通して、６つのビア電極１０５ｗ〜１０５ａｂが形成されている。そして、グランド電極１０４ｃは、６つのビア電極１０５ｗ〜１０５ａｂに接続されている。また、ビア電極１０５ｗがビア電極１０５ｑに、ビア電極１０５ｘがビア電極１０５ｒに、ビア電極１０５ｙがビア電極１０５ｓに、ビア電極１０５ｚがビア電極１０５ｔに、ビア電極１０５ａａがビア電極１０５ｕに、ビア電極１０５ａｂがビア電極１０５ｖに、それぞれ接続されている。
なお、本明細書において、ある構成要素に符号を付す場合、その構成要素が２６以内の場合は、アルファベットａ〜ｚを使用し、２６を超えた場合にはアルファベットａとアルファベットａ〜ｚの組合せを使用し、更に２６を超えた場合にはアルファベットｂとアルファベットａ〜ｚの組合せを使用している。たとえば、積層型ＬＣフィルタ１１００では７３のビア電極が形成されており、それぞれのビア電極を、符号１０５ａ〜１０５ｚ、１０５ａａ〜１０５ａｚ、１０５ｂａ〜１０５ｂｕで表している。
誘電体層１０１ｈの上側の主面には、キャパシタ電極１０３ｊ、１０３ｋが形成されている。また、誘電体層１０１ｈの両主面間を貫通して、５つのビア電極１０５ａｃ〜１０５ａｇが形成されている。そして、５つのビア電極１０５ａｃ〜１０５ａｇが、いずれも、グランド電極１０４ｃに接続されている。
誘電体層１０１ｉの上側の主面には、キャパシタ電極１０３ｌ、１０３ｍが形成されている。また、誘電体層１０１ｉの両主面間を貫通して、７つのビア電極１０５ａｈ〜１０５ａｎが形成されている。そして、キャパシタ電極１０３ｌがビア電極１０５ａｊに、キャパシタ電極１０３ｍがビア電極１０５ａｌに、それぞれ接続されている。また、ビア電極１０５ａｈがキャパシタ電極１０３ｊに、ビア電極１０５ａｉがビア電極１０５ａｃに、ビア電極１０５ａｊがビア電極１０５ａｄに、ビア電極１０５ａｋがビア電極１０５ａｅに、ビア電極１０５ａｌがビア電極１０５ａｆに、ビア電極１０５ａｍがビア電極１０５ａｇに、ビア電極１０５ａｎがキャパシタ電極１０３ｋに、それぞれ接続されている。
誘電体層１０１ｊの上側の主面には、キャパシタ電極１０３ｎ、１０３ｏが形成されている。また、誘電体層１０１ｊの両主面間を貫通して、５つのビア電極１０５ａｏ〜１０５ａｓが形成されている。そして、キャパシタ電極１０３ｎがビア電極１０５ａｏに、キャパシタ電極１０３ｏがビア電極１０５ａｓに、それぞれ接続されている。また、ビア電極１０５ａｏがビア電極１０５ａｈに、ビア電極１０５ａｐがビア電極１０５ａｉに、ビア電極１０５ａｑがビア電極１０５ａｋに、ビア電極１０５ａｒがビア電極１０５ａｍに、ビア電極１０５ａｓがビア電極１０５ａｎに、それぞれ接続されている。
誘電体層１０１ｋの上側の主面には、線路電極１０６ａ、１０６ｂが形成されている。また、誘電体層１０１ｋの両主面間を貫通して、５つのビア電極１０５ａｔ〜１０５ａｘが形成されている。そして、線路電極１０６ａの一端が入出力端子１０２ａに、線路電極１０６ｂの一端が入出力端子１０２ｂに、それぞれ接続されている。また、ビア電極１０５ａｔがキャパシタ電極１０３ｎに、ビア電極１０５ａｕがビア電極１０５ａｐに、ビア電極１０５ａｖがビア電極１０５ａｑに、ビア電極１０５ａｗがビア電極１０５ａｒに、ビア電極１０５ａｘがキャパシタ電極１０３ｏに、それぞれ接続されている。
誘電体層１０１ｌの上側の主面には、線路電極１０６ｃ、１０６ｄが形成されている。また、誘電体層１０１ｌの両主面間を貫通して、７つのビア電極１０５ａｙ〜１０５ｂｅが形成されている。そして、線路電極１０６ｃの一端、線路電極１０６ｄの一端が、いずれも、ビア電極１０５ｂｂに接続されている。また、ビア電極１０５ａｙが線路電極１０６ａの他端に、ビア電極１０５ａｚがビア電極１０５ａｔに、ビア電極１０５ｂａがビア電極１０５ａｕに、ビア電極１０５ｂｂがビア電極１０５ａｖに、ビア電極１０５ｂｃがビア電極１０5ａｗに、ビア電極１０５ｂｄがビア電極１０５ａｘに、ビア電極１０５ｂｅが線路電極１０６ｂの他端に、それぞれ接続されている。
誘電体層１０１ｍの上側の主面には、４つの線路電極１０６ｅ〜１０６ｈが形成されている。また、誘電体層１０１ｍの両主面間を貫通して、８つのビア電極１０５ｂｆ〜１０５ｂｍが形成されている。そして、線路電極１０６ｅの一端がビア電極１０５ｂｆに、線路電極１０６ｅの他端がビア電極１０５ｂｊに、線路電極１０６ｆの一端がビア電極１０５ｂｇに、線路電極１０６ｆの他端がビア電極１０５ｂｉに、線路電極１０６ｇの一端がビア電極１０５ｂｊに、線路電極１０６ｇの他端がビア電極１０５ｂｌに、線路電極１０６ｈの一端がビア電極１０５ｂｋに、線路電極１０６ｈの他端がビア電極１０５ｂｍに、それぞれ接続されている。また、ビア電極１０５ｂｆがビア電極１０５ａｙに、ビア電極１０５ｂｇがビア電極１０５ａｚに、ビア電極１０５ｂｈがビア電極１０５ｂａに、ビア電極１０５ｂｉが線路電極１０６ｃの他端に、ビア電極１０５ｂｊが線路電極１０６ｄの他端に、ビア電極１０５ｂｋがビア電極１０５ｂｃに、ビア電極１０５ｂｌがビア電極１０５ｂｄに、ビア電極１０５ｂｍがビア電極１０５ｂｅに、それぞれ接続されている。
誘電体層１０１ｎの上側の主面には、４つの線路電極１０６ｉ〜１０６ｌが形成されている。また、誘電体層１０１ｎの両主面間を貫通して、８つのビア電極１０５ｂｎ〜１０５ｂｕが形成されている。そして、線路電極１０６ｉの一端がビア電極１０５ｂｎに、線路電極１０６ｉの他端がビア電極１０５ｂｐに、線路電極１０６ｊの一端がビア電極１０５ｂｏに、線路電極１０６ｊの他端がビア電極１０５ｂｑに、線路電極１０６ｋの一端がビア電極１０５ｂｒに、線路電極１０６ｋの他端がビア電極１０５ｂｔに、線路電極１０６ｌの一端がビア電極１０５ｂｓに、線路電極１０６ｌの他端がビア電極１０５ｂｕに、それぞれ接続されている。また、ビア電極１０５ｂｎが線路電極１０６ｅの一端に、ビア電極１０５ｂｏが線路電極１０６ｆの一端に、ビア電極１０５ｂｐが線路電極１０６ｅの他端に、ビア電極１０５ｂｑが線路電極１０６ｆの他端に、ビア電極１０５ｂｒが線路電極１０６ｇの一端に、ビア電極１０５ｂｓが線路電極１０６ｌの一端に、ビア電極１０５ｂｔが線路電極１０６ｇの他端に、ビア電極１０５ｂｕが線路電極１０６ｈの他端に、それぞれ接続されている。
誘電体層１０１ｏの両端面には、入出力端子１０２ａ、１０２ｂが形成されている。入出力端子１０２ａ、１０２ｂは、それぞれ、一端が誘電体層１０１ｏの上側の主面に延出されて形成されている。
以上説明したように、積層型ＬＣフィルタ１１００は、積層体１０１の表面に、入出力端子１０２ａ、１０２ｂが形成されている。また、積層体１０１の内部に、キャパシタ電極１０３ａ〜１０３ｏ、グランド電極１０４ａ〜１０４ｃ、ビア電極１０５ａ〜１０５ｂｕ、線路電極１０６ａ〜１０６ｌが形成されている。
以上の構造からなる、特許文献１に開示された積層型ＬＣフィルタ１１００は、図８に示す等価回路を有している。
積層型ＬＣフィルタ１１００は、入出力端子１０２ａと入出力端子１０２ｂとを結ぶ信号ラインと、グランドとの間に、４つのＬＣ並列共振器Ｒｅ１〜Ｒｅ４が挿入された構成からなる。
第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１は、インダクタＬ１とキャパシタＣ１とが並列に接続されている。
第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２は、インダクタＬ２とキャパシタＣ２とが並列に接続されている。
第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３は、インダクタＬ３とキャパシタＣ３とが並列に接続されている。
第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４は、インダクタＬ４とキャパシタＣ４とが並列に接続されている。
ただし、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２と第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３は、相互に接続されたうえ、共通インダクタＬ２３を介してグランドに接続されている。
なお、入出力端子１０２ａと１０２ｂとの間には、信号ラインと並列に、キャパシタＣ１４が挿入されている。
次に、図７と図８とを参照しながら、積層型ＬＣフィルタ１１００の構造と等価回路との関係について説明する。
なお、積層型ＬＣフィルタにおいては、Ｑを向上させるなどの目的で、線路電極を複数層に多層化して形成する場合がある。積層型ＬＣフィルタ１１００においては、線路電極１０６ｅと線路電極１０６ｉとが、それぞれの一端がビア電極１０５ｂｎにより接続され、それぞれの他端がビア電極１０５ｂｐにより接続されて、多層化されている。同様に、線路電極１０６ｆと線路電極１０６ｊとが、それぞれの一端がビア電極１０５ｂｏにより接続され、それぞれの他端がビア電極１０５ｂｑにより接続されて、多層化されている。また、線路電極１０６ｇと線路電極１０６ｋとが、それぞれの一端がビア電極１０５ｂｒにより接続され、それぞれの他端がビア電極１０５ｂｔにより接続されて、多層化されている。また、線路電極１０６ｈと線路電極１０６ｌとが、それぞれの一端がビア電極１０５ｂｓにより接続され、それぞれの他端がビア電極１０５ｂｕにより接続されて、多層化されている。
第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１は、入出力端子１０２ａ、線路電極１０６ａ、ビア電極１０５ａｙ、ビア電極１０５ｂｆ、ビア電極１０５ｂｎおよびビア電極１０５ｂｐにより多層化された線路電極１０６ｅおよび線路電極１０６ｉ、ビア電極１０５ｂｈ、ビア電極１０５ｂａ、ビア電極１０５ａｕ、ビア電極１０５ａｐ、ビア電極１０５ａｉ、ビア電極１０５ａｃ、グランド電極１０４ｃを繋ぐループにより構成されている。
第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のキャパシタＣ１は、主に、キャパシタ電極１０３ｃおよびキャパシタ電極１０３ｅと、グランド電極１０４ｂとの間に形成される容量と、キャパシタ電極１０３ｈとグランド電極１０４ｃとの間に形成される容量とにより構成されている。なお、キャパシタ電極１０３ｃ、１０３ｅ、１０３ｈはいずれも、入出力端子１０２ａに接続されている。
第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１とキャパシタＣ１とは、直接には接続されてはいないが、入出力端子１０２ａを介して間接的に接続されている。
第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２は、ビア電極１０５ａｈおよびビア電極１０５ａｏにより相互に接続されたキャパシタ電極１０３ｊおよびキャパシタ電極１０３ｎ、ビア電極１０５ａｔ、ビア電極１０５ａｚ、ビア電極１０５ｂｇ、ビア電極１０５ｂｏおよびビア電極１０５ｂｑにより多層化された線路電極１０６ｆおよび線路電極１０６ｊ、ビア電極１０５ｂｉ、線路電極１０６ｃを繋ぐループにより構成されている。
第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のキャパシタＣ２は、主に、キャパシタ電極１０３ｊおよびキャパシタ電極１０３ｎと、グランド電極１０４ｃおよびキャパシタ電極１０３ｌとの間に形成される容量により構成されている。なお、キャパシタ電極１０３ｊとキャパシタ電極１０３ｎとは、上述したように、ビア電極１０５ａｈおよびビア電極１０５ａｏにより接続されている。また、キャパシタ電極１０３ｌは、ビア電極１０５ａｊおよびビア電極１０５ａｄを経由して、グランド電極１０４ｃに接続されている。
第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３は、ビア電極１０５ａｎおよびビア電極１０５ａｓにより相互に接続されたキャパシタ電極１０３ｋおよびキャパシタ電極１０３ｏ、ビア電極１０５ａｘ、ビア電極１０５ｂｄ、ビア電極１０５ｂｌ、ビア電極１０５ｂｒおよびビア電極１０５ｂｔにより多層化された線路電極１０６ｇおよび線路電極１０６ｋ、ビア電極１０５ｂｊ、線路電極１０６ｄを繋ぐループにより構成されている。
第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のキャパシタＣ３は、主に、キャパシタ電極１０３ｋおよびキャパシタ電極１０３ｏと、グランド電極１０４ｃおよびキャパシタ電極１０３ｍとの間に形成される容量により構成されている。なお、キャパシタ電極１０３ｋとキャパシタ電極１０３ｏとは、上述したように、ビア電極１０５ａｎおよびビア電極１０５ａｓにより接続されている。また、キャパシタ電極１０３ｍは、ビア電極１０５ａｌおよびビア電極１０５ａｆを経由して、グランド電極１０４ｃに接続されている。
第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４は、入出力端子１０２ｂ、線路電極１０６ｂ、ビア電極１０５ｂｅ、ビア電極１０５ｂｍ、ビア電極１０５ｂｓおよびビア電極１０５ｂｕにより多層化された線路電極１０６ｈおよび線路電極１０６ｌ、ビア電極１０５ｂｋ、ビア電極１０５ｂｃ、ビア電極１０５ａｗ、ビア電極１０５ａｒ、ビア電極１０５ａｍ、ビア電極１０５ａｇ、グランド電極１０４ｃを繋ぐループにより構成されている。
第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のキャパシタＣ４は、主に、キャパシタ電極１０３ｄおよびキャパシタ電極１０３ｆと、グランド電極１０４ｂとの間に形成される容量と、キャパシタ電極１０３ｉとグランド電極１０４ｃとの間に形成される容量とにより構成されている。なお、キャパシタ電極１０３ｄ、１０３ｆ、１０３ｉはいずれも、入出力端子１０２ａに接続されている。
第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４とキャパシタＣ４とは、直接には接続されてはいないが、入出力端子１０２ｂを介して間接的に接続されている。
なお、上述したとおり、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２と第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３は、相互に接続されたうえ、共通インダクタＬ２３を介してグランドに接続されている。この共通インダクタＬ２３は、１０５ｂｂ、１０５ａｖ、１０５ａｑ、１０５ａｋ、１０５ａｅを繋ぐ経路により形成され、グランド電極１０４ｃに接続されている。なお、共通インダクタＬ２３は、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２の一部分であり、かつ、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３の一部分であると考えることができる。
キャパシタＣ１４は、主に、キャパシタ電極１０３ｅおよびキャパシタ電極１０３ｈと、浮き電極であるキャパシタ電極１０３ｇと、キャパシタ電極１０３ｆおよびキャパシタ電極１０３ｉとで形成される容量により構成されている。
積層型ＬＣフィルタ１１００は、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１のループと、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２のループとが平行に配置され、かつ、旋回方向が同じであるため、インダクタＬ１とインダクタＬ２とが磁気結合Ｍ１２している。
同様に、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３のループと、第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４のループとが平行に配置され、かつ、旋回方向が同じであるため、インダクタＬ３とインダクタＬ４とが磁気結合Ｍ３４している。
一方、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２のループと、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３のループとは、平行ではあるが、はすかいに配置され、かつ、旋回方向が逆であるため、そのままでは磁気結合が弱い。そこで、積層型ＬＣフィルタ１１００では、インダクタＬ２とインダクタＬ３とを相互に接続したうえ、共通インダクタＬ２３を介してグランドに接続することにより、インダクタＬ２とインダクタＬ３との間に磁気結合Ｍ２３を発現させている。
更に詳しく説明すると、以下のとおりである。まず、積層型ＬＣフィルタ１１００においては、インダクタＬ２のループの旋回方向とインダクタＬ３のループの旋回方向とを逆にすることによって、通過帯域近傍に減衰極を形成し、高減衰特性を得ることを可能にしている。しかしながら、インダクタＬ２のループの旋回方向とインダクタＬ３のループの旋回方向とが逆であると、インダクタＬ２とインダクタＬ３との磁気結合が弱くなり、通過帯域が狭くなってしまう。そこで、積層型ＬＣフィルタ１１００では、上述のとおり、インダクタＬ２とインダクタＬ３とを相互に接続したうえ、共通インダクタＬ２３を介してグランドに接続することにより、インダクタＬ２とインダクタＬ３との間の磁気結合Ｍ２３を強くし、通過帯域を広帯域化したのである。
第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１と第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４とは、キャパシタＣ１４により容量結合し、飛び結合している。
図９に、特許文献1に開示された積層型ＬＣフィルタ１１００の周波数特性を示す。
ＷＯ２０１２／０７７４９８号公報
特許文献１に開示された積層型ＬＣフィルタ１１００は、図８に示すように、インダクタＬ２とインダクタＬ３とを相互に接続したうえ、共通インダクタＬ２３を介してグランドに接続することにより、インダクタＬ２とインダクタＬ３との間の磁気結合Ｍ２３を強くし、図９に示すように、通過帯域を広帯域化している。
しかしながら、積層型ＬＣフィルタ１１００は、インダクタＬ２とインダクタＬ３とを相互に接続したうえ、共通インダクタＬ２３を介してグランドに接続したために、同じく図９に示すように、通過帯域近傍の減衰極、特に通過帯域よりも高周波側の減衰極の減衰が不十分になり、高減衰特性が得られなくなっている。
本発明は、この従来の課題を解決し、広い通過帯域を維持したまま、通過帯域近傍に十分な減衰量を備えた減衰極を形成することにより、高減衰特性を備えた積層型ＬＣフィルタを提供することを目的とする。
従来の積層型ＬＣフィルタの課題を解決するために、本発明の積層型ＬＣフィルタは、複数の誘電体層が積層された積層体と、誘電体層の層間に積層された複数の線路電極と、誘電体層の層間に積層された複数のキャパシタ電極と、誘電体層の層間に積層された少なくとも１つのグランド電極と、誘電体層の両主面間を貫通して形成された複数のビア電極と、を備え、積層体内に、少なくとも４つのＬＣ並列共振器が形成され、ＬＣ並列共振器は、それぞれ、インダクタとキャパシタとが並列に接続され、インダクタは、一端がキャパシタ電極に接続された少なくとも１つのビア電極からなるキャパシタ側ビア電極部と、一端がキャパシタ側ビア電極部の他端に接続された少なくとも１つの線路電極からなる線路電極部と、一端が線路電極部の他端に接続されるとともに他端がグランド電極に接続された少なくとも１つのビア電極からなるグランド側ビア電極部とで構成され、インダクタは、キャパシタ側ビア電極部と線路電極部とグランド側ビア電極部とを繋ぎ、所定の旋回方向をもったループを有し、キャパシタは、キャパシタ電極とグランド電極との間に形成される容量、または、複数のキャパシタ電極間に形成される容量により構成され、少なくとも４つのＬＣ並列共振器のうち、奇数段および偶数段の少なくとも一方の、少なくとも１対のＬＣ並列共振器のインダクタのループが、相互に、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じであり、相互に、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じである１対のループが、第１段のＬＣ並列共振器のインダクタのループと、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタのループ、もしくは、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタのループと、第４段のＬＣ並列共振器のインダクタのループであり、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタのループと、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタのループとが、相互に、旋回方向が異なり、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部と、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部が、直接、または、線路電極を介して接続され、当該接続点とグランド電極との間が、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタのグランド側ビア電極部と、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタのグランド側ビア電極部とを共通化させた共通グランド側ビア部によって接続されたものとした。
第１段のＬＣ並列共振器のインダクタのループと、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタのループ、および、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタのループと、第４段のＬＣ並列共振器のインダクタのループの両方を、相互に、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じものとしても良い。この場合には、更に、通過帯域近傍の減衰極、特に通過帯域よりも高周波側に、十分な減衰量を備えた減衰極を形成して、高減衰特性を得ることが可能になる。
また、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部と、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部が、それぞれ、複数層の線路電極部に多層化されており、各層において、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部と、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部とが、直接、または、線路電極を介して接続されたものとしても良い。あるいは、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部と、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部が、それぞれ、単層の線路電極部であり、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部と、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタの線路電極部とが、直接、または、線路電極を介して接続されたものとしても良い。これらの場合には、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタと第３段のＬＣ並列共振器のインダクタとを途中で共通化して、グランドに接続した場合に比べて、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタと第３段のＬＣ並列共振器のインダクタとの磁気結合がより強くなるため、通過帯域をより広帯域化することができる。
なお、直前の二者のうち、インダクタの線路電極部を複数層の線路電極部に多層化するという前者の構造を採用した場合には、インダクタのＱを向上させることができるという効果を奏することもできる。
本発明の積層型ＬＣフィルタによれば、広い通過帯域を維持したまま、通過帯域近傍に十分な減衰量を備えた減衰極を形成し、高減衰特性を得ることができる。
すなわち、奇数段および偶数段の少なくとも一方の、少なくとも１対のＬＣ並列共振器のインダクタのループが、相互に、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じであるため、当該ＬＣ並列共振器のインダクタどうしを強く磁気結合させることが可能になり、通過帯域近傍、特に通過帯域よりも高周波側に、十分な減衰量を備えた減衰極を形成して、高減衰特性を得ることが可能になっている。
また、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタのグランド側ビア電極部と、第３段のＬＣ並列共振器のインダクタのグランド側ビア電極部とが、共通化されて共通グランド側ビア部が構成され、共通グランド側ビア部がグランド電極に接続されているため、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタのループの旋回方向と第３段のＬＣ並列共振器のインダクタのループの旋回方向とが逆であるにもかかわらず、第２段のＬＣ並列共振器のインダクタと第３段のＬＣ並列共振器のインダクタとが磁気結合しており、通過帯域が広帯域化されている。
第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００を示す分解斜視図である。 積層型ＬＣフィルタ１００の等価回路図である。 積層型ＬＣフィルタ１００の周波数特性を示すグラフである。 第２実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ２００を示す要部分解斜視図である。ただし、図４には、参考として、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００を併せて示している。 第３実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ３００を示す要部分解斜視図である。ただし、図５には、参考として、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００を併せて示している。 第４実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ４００を示す分解斜視図である。 特許文献１に開示された積層型ＬＣフィルタ１１００を示す分解斜視図である。 積層型ＬＣフィルタ１１００の等価回路図である。 積層型ＬＣフィルタ１１００の周波数特性を示すグラフである。
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
なお、各実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、異なる実施形態に記載された内容を組合せて実施することも可能であり、その場合の実施内容も本発明に含まれる。また、図面は、実施形態の理解を助けるためのものであり、必ずしも厳密に描画されていない場合がある。たとえば、描画された構成要素ないし構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。
［第１実施形態］
図１および図２に、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００を示す。ただし、図１は、積層型ＬＣフィルタ１００の分解斜視図である。図２は、積層型ＬＣフィルタ１００の等価回路図である。
積層型ＬＣフィルタ１００は、下から順に、１１層の誘電体層１ａ〜１ｋが積層された積層体１を備える。積層体１（誘電体層１ａ〜１ｋ）には、たとえばセラミックが使用される。
誘電体層１ａの対向する端面には、１対の入出力端子２ａ、２ｂが形成されている。また、誘電体層１ａの対向する側面には、グランド端子３ａ、３ｂが形成されている。
また、誘電体層１ａの上側の主面には、接続電極４ａ、４ｂ、グランド電極５ａが形成されている。そして、接続電極４ａが入出力端子２ａに、接続電極４ｂが入出力端子２ｂに、それぞれ接続されている。また、グランド電極５ａが、グランド端子３ａ、３ｂの両方に接続されている。
なお、入出力端子２ａ、２ｂ、グランド端子３ａ、３ｂは、それぞれ、一端が誘電体層１ａの下側の主面に延出されて形成されている。
なお、入出力端子２ａ、２ｂ、グランド端子３ａ、３ｂは、以下に説明する誘電体層１ｂ〜１ｋのそれぞれの両端面、両側面にも形成されているが、図面を見やすくし、説明を簡略化するために、図面への符号の付与および明細書における説明を省略する場合がある。
誘電体層１ｂの上側の主面には、線路電極６ａ、６ｂが形成されている。また、誘電体層１ｂの両主面間を貫通して、４つのビア電極７ａ〜７ｄが形成されている。そして、線路電極６ａの一端がビア電極７ａに、線路電極６ｂの一端がビア電極７ｄに、それぞれ接続されている。また、ビア電極７ａが接続電極４ａに、ビア電極７ｄが接続電極４ｂに、それぞれ接続されている。また、ビア電極７ｂ、７ｃが、いずれもグランド電極５ａに接続されている。
誘電体層１ｃの上側の主面には、線路電極６ｃ、６ｄ、キャパシタ電極８ａが形成されている。また、誘電体層１ｃの両主面間を貫通して、６つのビア電極７ｅ〜７ｊが形成されている。そして、線路電極６ｃの一端がビア電極７ｆに、線路電極６ｃの他端がビア電極７ｅに、線路電極６ｄの一端がビア電極７ｉに、線路電極６ｄの他端がビア電極７ｊに、それぞれ接続されている。また、ビア電極７ｆが線路電極６ａの一端に、ビア電極７ｅが線路電極６ａの他端に、ビア電極７ｇがビア電極７ｂに、ビア電極７ｈがビア電極７ｃに、ビア電極７ｉが線路電極６ｂの一端に、ビア電極７ｊが線路電極６ｂの他端に、それぞれ接続されている。
誘電体層１ｄの上側の主面には、キャパシタ電極８ｂ、８ｃが形成されている。また、誘電体層１ｄの両主面間を貫通して、４つのビア電極７ｋ〜７ｎが形成されている。そして、キャパシタ電極８ｂがビア電極７ｋに、キャパシタ電極８ｃがビア電極７ｎに、それぞれ接続されている。また、ビア電極７ｋが線路電極６ｃの他端に、ビア電極７ｌがビア電極７ｇに、ビア電極７ｍがビア電極７ｈに、ビア電極７ｎが線路電極６ｄの他端に、それぞれ接続されている。
誘電体層１ｅの上側の主面には、グランド電極５ｂが形成されている。また、誘電体層１ｅの両主面間を貫通して、４つのビア電極７ｏ〜７ｒが形成されている。そして、グランド電極５ｂが、ビア電極７ｐおよびビア電極７ｑに接続されている。そして、ビア電極７ｏがキャパシタ電極８ｂに、ビア電極７ｐがビア電極７ｌに、ビア電極７ｑがビア電極７ｍに、ビア電極７ｒがキャパシタ電極８ｃに、それぞれ接続されている。
誘電体層１ｆの上側の主面には、キャパシタ電極８ｄ、８ｅが形成されている。また、誘電体層１ｆの両主面間を貫通して、５つのビア電極７ｓ〜７ｗが形成されている。そして、ビア電極７ｓがビア電極７ｏに、３つのビア電極７ｔ、７ｕ、７ｖがいずれもグランド電極５ｂに、ビア電極７ｗがビア電極７ｒに、それぞれ接続されている。
誘電体層１ｇの上側の主面には、キャパシタ電極８ｆ、８ｇが形成されている。また、誘電体層１ｇの両主面間を貫通して、７つのビア電極７ｘ〜７ａｄが形成されている。そして、キャパシタ電極８ｆがビア電極７ｘに、キャパシタ電極８ｇがビア電極７ａｄに、それぞれ接続されている。また、ビア電極７ｘがビア電極７ｓに、ビア電極７ｙがビア電極７ｔに、ビア電極７ｚがキャパシタ電極８ｄに、ビア電極７ａａがビア電極７ｕに、ビア電極７ａｂがキャパシタ電極８ｅに、ビア電極７ａｃがビア電極７ｖに、ビア電極７ａｄがビア電極７ｗに、それぞれ接続されている。
誘電体層１ｈの上側の主面には、４つの線路電極６ｅ〜６ｈが形成されている。また、誘電体層１ｈの両主面間を貫通して、７つのビア電極７ａｅ〜７ａｋが形成されている。そして、線路電極６ｅの一端がビア電極７ａｅに、線路電極６ｅの他端がビア電極７ａｆに、線路電極６ｆの一端がビア電極７ａｇに、線路電極６ｆの他端がビア電極７ａｈに、線路電極６ｇの一端がビア電極７ａｉに、線路電極６ｇの他端がビア電極７ａｈに、線路電極６ｈの一端がビア電極７ａｋに、線路電極６ｈの他端がビア電極７ａｊに、それぞれ接続されている。なお、線路電極６ｆの他端と線路電極６ｇの他端とは、いずれもビア電極７ａｈに接続されている。また、ビア電極７ａｅがキャパシタ電極８ｆに、ビア電極７ａｆがビア電極７ｙに、ビア電極７ａｇがビア電極７ｚに、ビア電極７ａｈがビア電極７ａａに、ビア電極７ａｉがビア電極７ａｂに、ビア電極７ａｊがビア電極７ａｃに、ビア電極７ａｋがキャパシタ電極８ｇに、それぞれ接続されている。
誘電体層１ｉの上側の主面には、４つの線路電極６ｉ〜６ｌが形成されている。また、誘電体層１ｉの両主面間を貫通して、９つのビア電極７ａｌ〜７ａｔが形成されている。そして、線路電極６ｉの一端がビア電極７ａｌに、線路電極６ｉの他端がビア電極７ａｍに、線路電極６ｊの一端がビア電極７ａｏに、線路電極６ｊの中間部がビア電極７ａｎに、線路電極６ｊの他端がビア電極７ａｐに、線路電極６ｋの一端がビア電極７ａｑに、線路電極６ｋの中間部がビア電極７ａｒに、線路電極６ｋの他端がビア電極７ａｐに、線路電極６ｌの一端がビア電極７ａｔに、線路電極６ｌの他端がビア電極７ａｓに、それぞれ接続されている。なお、線路電極６ｊの他端と線路電極６ｋの他端とは、いずれもビア電極７ａｐに接続されている。また、ビア電極７ａｌが線路電極６ｅの一端に、ビア電極７ａｍが線路電極６ｅの他端に、ビア電極７ａｏが線路電極６ｆの一端に、ビア電極７ａｎが線路電極６ｆの中間部に、ビア電極７ａｐが線路電極６ｆの他端（線路電極６ｇの他端でもある）に、ビア電極７ａｑが線路電極６ｇの一端に、ビア電極７ａｒが線路電極６ｇの中間部に、ビア電極７ａｔが線路電極６ｈの一端に、ビア電極７ａｓが線路電極６ｈの他端に、それぞれ接続されている。
誘電体層１ｊの上側の主面には、４つの線路電極６ｍ〜６ｐが形成されている。また、誘電体層１ｊの両主面間を貫通して、９つのビア電極７ａｕ〜７ｂｃが形成されている。そして、線路電極６ｍの一端がビア電極７ａｕに、線路電極６ｍの他端がビア電極７ａｖに、線路電極６ｎの一端がビア電極７ａｘに、線路電極６ｎの中間部がビア電極７ａｗに、線路電極６ｎの他端がビア電極７ａｙに、線路電極６ｏの一端がビア電極７ａｚに、線路電極６ｏの中間部がビア電極７ｂａに、線路電極６ｏの他端がビア電極７ａｙに、線路電極６ｐの一端がビア電極７ｂｃに、線路電極６ｐの他端がビア電極７ｂｂに、それぞれ接続されている。なお、線路電極６ｎの他端と線路電極６ｏの他端とは、いずれもビア電極７ａｙに接続されている。また、ビア電極７ａｕが線路電極６ｉの一端に、ビア電極７ａｖが線路電極６ｉの他端に、ビア電極７ａｘが線路電極６ｊの一端に、ビア電極７ａｗが線路電極６ｊの中間部に、ビア電極７ａｙが線路電極６ｊの他端（線路電極６ｋの他端でもある）に、ビア電極７ａｚが線路電極６ｋの一端に、ビア電極７ｂａが線路電極６ｋの中間部に、ビア電極７ｂｃが線路電極６ｌの一端に、ビア電極７ｂｂが線路電極６ｌの他端に、それぞれ接続されている。
誘電体層１ｋの対向する端面には、１対の入出力端子２ａ、２ｂが形成されている。また、誘電体層１ｋの対向する側面には、グランド端子３ａ、３ｂが形成されている。なお、入出力端子２ａ、２ｂ、グランド端子３ａ、３ｂは、それぞれ、一端が誘電体層１ｋの上側の主面に延出されて形成されている。
以上説明したように、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００は、積層体１の表面に、入出力端子２ａ、２ｂ、グランド端子３ａ、３ｂが形成されている。また、積層体１の内部に、接続電極４ａ、４ｂ、グランド電極５ａ、５ｂ、線路電極６ａ〜６ｐ、ビア電極７ａ〜７ｂｃ、キャパシタ電極８ａ〜８ｇが形成されている。
なお、入出力端子２ａ、２ｂ、グランド端子３ａ、３ｂには、たとえば、Ａｇ、Ｃｕや、これらの合金などを主成分とする金属を使用することができる。また、入出力端子２ａ、２ｂ、グランド端子３ａ、３ｂの表面には、必要に応じて、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕなどを主成分にするめっき層を、１層または複数層にわたって形成しても良い。
また、接続電極４ａ、４ｂ、グランド電極５ａ、５ｂ、線路電極６ａ〜６ｐ、ビア電極７ａ〜７ｂｃ、キャパシタ電極８ａ〜８ｇには、たとえば、Ａｇ、Ｃｕや、これらの合金を主成分とする金属を使用することができる。
第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００は、従来から、誘電体層が積層された積層体を用いて構成された積層型ＬＣフィルタを製造するのに使用されている一般的な製造方法により、製造することができる。
以上のような構造からなる第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００は、図２に示す等価回路を有している。
積層型ＬＣフィルタ１００は、入出力端子２ａと入出力端子２ｂとを結ぶ信号ラインと、グランドとの間に、４つのＬＣ並列共振器Ｒｅ１〜Ｒｅ４が挿入された構成からなる。
第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１は、インダクタＬ１とキャパシタＣ１とが並列に接続されている。
第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２は、インダクタＬ２とキャパシタＣ２とが並列に接続されている。
第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３は、インダクタＬ３とキャパシタＣ３とが並列に接続されている。
第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４は、インダクタＬ４とキャパシタＣ４とが並列に接続されている。
ただし、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２と第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３は、相互に接続されたうえ、共通インダクタＬ２３を介してグランドに接続されている。共通インダクタＬ２３は、インダクタＬ２の一部分を構成し、かつ、インダクタＬ３の一部分を構成していると考えることができる。
入出力端子２ａと２ｂとを結ぶ信号ラインにおいて、入出力端子２ａと第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１との間に、インダクタＬ０１が挿入されている。
入出力端子２ａと２ｂとを結ぶ信号ラインにおいて、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１と第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２との間に、キャパシタＣ１２が挿入されている。
入出力端子２ａと２ｂとを結ぶ信号ラインにおいて、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３と第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４との間に、キャパシタＣ３４が挿入されている。
入出力端子２ａと２ｂとを結ぶ信号ラインにおいて、第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４と入出力端子２ｂとの間に、インダクタＬ４０が挿入されている。
また、キャパシタＣ１２、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３、キャパシタＣ３４を繋ぐ信号ラインと並列に、キャパシタＣ１４が挿入されている。
次に、図１と図２とを参照しながら、積層型ＬＣフィルタ１００の構造と等価回路との関係について説明する。
なお、積層型ＬＣフィルタにおいては、背景技術の欄においても説明したように、Ｑを向上させるなどの目的で、線路電極を複数層に多層化して形成する場合がある。
積層型ＬＣフィルタ１００においては、線路電極６ａと線路電極６ｃとが、それぞれの一端がビア電極７ｆにより接続され、それぞれの他端がビア電極７ｅにより接続されて、２層に多層化されている。
同様に、線路電極６ｂと線路電極６ｄとが、それぞれの一端がビア電極７ｄにより接続され、それぞれの他端がビア電極７ｊにより接続されて、２層に多層化されている。
また、線路電極６ｅと線路電極６ｉと線路電極６ｍとが、それぞれの一端がビア電極７ａｌとビア電極７ａｕとにより接続され、それぞれの他端がビア電極７ａｍとビア電極７ａｖとにより接続されて、３層に多層化されている。
同様に、線路電極６ｆと線路電極６ｊと線路電極６ｎとが、それぞれの一端がビア電極７ａｏとビア電極７ａｘとにより接続され、それぞれの中間部がビア電極７ａｎとビア電極７ａｗとにより接続され、それぞれの他端がビア電極７ａｐとビア電極７ａｙとにより接続されて、３層に多層化されている。
同様に、線路電極６ｇと線路電極６ｋと線路電極６ｏとが、それぞれの一端がビア電極７ａｑとビア電極７ａｚとにより接続され、それぞれの中間部がビア電極７ａｒとビア電極７ｂａとにより接続され、それぞれの他端がビア電極７ａｐとビア電極７ａｙとにより接続されて、３層に多層化されている。
同様に、線路電極６ｈと線路電極６ｌと線路電極６ｐとが、それぞれの一端がビア電極７ａｔとビア電極７ｂｃとにより接続され、それぞれの他端がビア電極７ａｓとビア電極７ｂｂとにより接続されて、３層に多層化されている。
インダクタＬ０１は、入出力端子２ａから、接続電極４ａ、ビア電極７ａ、ビア電極７ｅ、７ｆにより２層に多層化された線路電極６ａ、６ｃ、ビア電極７ｋを繋ぐ経路により構成されている。インダクタＬ０１は、高周波側の減衰（たとえば後述する図３の１２GHｚ付近の減衰）を改善するためのものである。
キャパシタＣ１２は、主に、キャパシタ電極８ｆとキャパシタ電極８ｄとの間に形成される容量により構成されている。
キャパシタＣ３４は、主に、キャパシタ電極８ｅとキャパシタ電極８ｇとの間に形成される容量により構成されている。
インダクタＬ４０は、ビア電極７ｎから、ビア電極７ｉ、７ｊにより２層に多層化された線路電極６ｂ、６ｄ、ビア電極７ｄ、接続電極４ｂ、入出力端子２ｂを繋ぐ経路により構成されている。インダクタＬ４０は、高周波側の減衰を改善するためのものである。
キャパシタＣ１４は、主に、キャパシタ電極８ｂ、浮き電極であるキャパシタ電極８ａ、キャパシタ電極８ｃで形成される容量により構成されている。
第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１は、キャパシタ側ビア電極部と線路電極部とグランド側ビア電極部とを繋ぐループにより構成されている。
インダクタＬ１のキャパシタ側ビア電極部は、キャパシタ電極８ｂに接続されたビア電極７ｏ、ビア電極７ｓ、ビア電極７ｘ、（キャパシタ電極８ｆ）、ビア電極７ａｅにより構成されている。
インダクタＬ１の線路電極部は、ビア電極７ａｌ、７ａｍ、７ａｕ、７ａｖにより３層に多層化された線路電極６ｅ、６ｉ、６ｍにより構成されている。
インダクタＬ１のグランド側ビア電極部は、ビア電極７ａｆ、ビア電極７ｙ、グランド電極５ｂに接続されたビア電極７ｔにより構成されている。
第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のキャパシタＣ１は、主に、キャパシタ電極８ｂと、グランド電極５ｂとの間に形成される容量により構成されている。
以上により、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１とキャパシタＣ１とは、並列に接続されている。
第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２と、共通インダクタＬ２３とは、キャパシタ側ビア電極部と線路電極部とグランド側ビア電極部とを繋ぐループにより構成されている。なお、上述したとおり、共通インダクタＬ２３は、インダクタＬ２の一部分を構成していると考えることができる。
インダクタＬ２のキャパシタ側ビア電極部は、キャパシタ電極８ｄに接続されたビア電極７ｚ、ビア電極７ａｇにより構成されている。
インダクタＬ２の線路電極部は、ビア電極７ａｎ、７ａｏ、７ａｐ、７ａｗ、７ａｘ、７ａｙにより３層に多層化された線路電極６ｆ、６ｊ、６ｎにより構成されている。
インダクタＬ２のグランド側ビア電極部は、ビア電極７ａｈ、７ａａ、グランド電極５ｂに接続されたビア電極７ｕにより構成されている。
第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のキャパシタＣ２は、主に、キャパシタ電極８ｄと、グランド電極５ｂとの間に形成される容量により構成されている。
以上により、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２とキャパシタＣ２とは、並列に接続されている。
第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３と、共通インダクタＬ２３とは、キャパシタ側ビア電極部と線路電極部とグランド側ビア電極部とを繋ぐループにより構成されている。なお、上述したとおり、共通インダクタＬ２３は、インダクタＬ３の一部分を構成していると考えることができる。
インダクタＬ３のキャパシタ側ビア電極部は、キャパシタ電極８ｅに接続されたビア電極７ａｂ、ビア電極７ａｉにより構成されている。
インダクタＬ３の線路電極部は、ビア電極７ａｐ、７ａｑ、７ａｒ、７ａｙ、７ａｚ、７ｂａにより３層に多層化された線路電極６ｆ、６ｊ、６ｎにより構成されている。
インダクタＬ３のグランド側ビア電極部は、ビア電極７ａｈ、７ａａ、グランド電極５ｂに接続されたビア電極７ｕにより構成されている。
第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のキャパシタＣ３は、主に、キャパシタ電極８ｅと、グランド電極５ｂとの間に形成される容量により構成されている。
以上により、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３とキャパシタＣ３とは、並列に接続されている。
第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４は、キャパシタ側ビア電極部と線路電極部とグランド側ビア電極部とを繋ぐループにより構成されている。
インダクタＬ４のキャパシタ側ビア電極部は、キャパシタ電極８ｃに接続されたビア電極７ｒ、ビア電極７ｗ、ビア電極７ａｄ、（キャパシタ電極８ｇ）、ビア電極７ａｋにより構成されている。
インダクタＬ４の線路電極部は、ビア電極７ａｓ、７ａｔ、７ｂｂ、７ｂｃにより３層に多層化された線路電極６ｈ、６ｌ、６ｐにより構成されている。
インダクタＬ４のグランド側ビア電極部は、ビア電極７ａｊ、ビア電極７ａｃ、グランド電極５ｂに接続されたビア電極７ｖにより構成されている。
第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のキャパシタＣ４は、主に、キャパシタ電極８ｃと、グランド電極５ｂとの間に形成される容量により構成されている。
以上により、第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４とキャパシタＣ４とは、並列に接続されている。
本実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００は、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１と第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２とが、主に、キャパシタＣ１２により容量結合している。
また、積層型ＬＣフィルタ１００は、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２と第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３とが、インダクタＬ２のグランド側ビア電極部と、インダクタＬ３のグランド側ビア電極部とを、共通インダクタＬ２３により共通化させたことにより、主に、インダクタＬ２とインダクタＬ３との磁気結合により結合している。
すなわち、インダクタＬ２のループと、インダクタＬ３のループとは、旋回方向が異なっているにもかかわらず、双方のグランド側ビア電極部を共通インダクタＬ２３により共通化させたことにより、相互に磁気結合Ｍ２３している。
なお、この方法は、図７〜図９に示した、特許文献１に開示された積層型ＬＣフィルタ１１００においても採用しているが、本実施形態の積層型ＬＣフィルタ１００の方が、インダクタＬ２とインダクタＬ３との磁気結合が、より強くなっている。
すなわち、特許文献１に開示された積層型ＬＣフィルタ１１００においては、図７に示すように、インダクタＬ２を構成する線路電極１０６ｆとインダクタＬ３を構成する線路電極１０６ｇとを接続するのではなく、また、インダクタＬ２を構成する線路電極１０６ｊとインダクタＬ３を構成する線路電極１０６ｋとを接続するのではなく、それよりもグランド電極１０４ｃに近い位置で、インダクタＬ２を構成する線路電極１０６ｃとインダクタＬ３を構成する線路電極１０６ｄを接続し、ビア電極１０５ｂｂ、１０５ａｖ、１０５ａｑ、１０５ａｋ、１０５ａｅからなる共通インダクタＬ２３を経由してグランド電極１０４ｃに接続している。したがって、積層型ＬＣフィルタ１１００は、インダクタＬ２とインダクタＬ３とが最大限には共通化されておらず、まだ、本実施形態の構成に比べて、インダクタＬ２とインダクタＬ３の磁気結合が弱い。
これに対し、本実施形態の積層型ＬＣフィルタ１００においては、ビア電極７ａｎ、７ａｏ、７ａｐ、７ａｗ、７ａｘ、７ａｙにより３層に多層化された線路電極６ｆ、６ｊ、６ｎからなるインダクタＬ２の線路電極部と、ビア電極７ａｐ、７ａｑ、７ａｒ、７ａｙ、７ａｚ、７ｂａにより３層に多層化された線路電極６ｇ、６ｋ、６ｏからなるインダクタＬ３の線路電極部とを接続し、ビア電極７ａｈ、７ａａ、７ｕからなる共通インダクタＬ２３を経由してグランド電極５ｂに接続している。
すなわち、積層型ＬＣフィルタ１００は、インダクタＬ２とインダクタＬ３とを、双方の線路電極部において接続し、インダクタＬ２のグランド側ビア電極部とインダクタＬ３のグランド側ビア電極部とを共通インダクタＬ２３によって完全に共通化している。すなわち、積層型ＬＣフィルタ１００は、インダクタＬ２とインダクタＬ３とが最大限に共通化されており、インダクタＬ２とインダクタＬ３の磁気結合が強い。
積層型ＬＣフィルタ１００は、インダクタＬ２とインダクタＬ３との磁気結合を、できる限りにおいて強くしているため、通過帯域がより広帯域化されている。
また、積層型ＬＣフィルタ１００は、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３と第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４とが、主に、キャパシタＣ３４により容量結合している。
また、積層型ＬＣフィルタ１００は、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１と第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４とが、主に、キャパシタＣ１４により容量結合している。
更に、積層型ＬＣフィルタ１００は、本発明の特徴的な構成として、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１と、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３とが、磁気結合Ｍ１３し、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２と、第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４とが、磁気結合Ｍ２４している。
すなわち、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１のループと、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３のループとが、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じであるため、インダクタＬ１とインダクタＬ３とが磁気結合Ｍ１３している。
また、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２のループと、第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４のループとが、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じであるため、インダクタＬ２とインダクタＬ４とが磁気結合Ｍ２４している。
本実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００は、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１と第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３とが磁気結合Ｍ１３し、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２と第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４とが磁気結合Ｍ２４しているため、通過帯域近傍に十分な減衰量を備えた減衰極が形成されて、高減衰特性が達成されている。
図３に、本実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００の周波数特性を示す。ただし、実線は通過特性を示し、破線は反射特性を示している。
積層型ＬＣフィルタ１００は、図３から分かるように、広帯域化された通過帯域を備えている。この通過帯域の広帯域化には、上述のとおり、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２と第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３とを強く磁気結合Ｍ２３させたことが寄与しているものと考えられる。
また、積層型ＬＣフィルタ１００は、図３から分かるように、通過帯域近傍に十分な減衰量を備えた減衰極が形成されて、高減衰特性が達成されている。この通過帯域近傍の減数極の形成には、上述のとおり、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１と第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３とを磁気結合Ｍ１３させたことと、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２と第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４とを磁気結合Ｍ２４させたことが寄与しているものと考えられる。
以上のように、本実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００は、優れた周波数特性を備えている。
［第２実施形態］
図４に、第２実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ２００を示す。
ただし、図４は積層型ＬＣフィルタ２００の要部分解斜視図である。また、図４には、比較のために、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００を併せて示している。
積層型ＬＣフィルタ２００においては、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００から、ビア電極７aｎ、７aｒ、７aｗ、７ｂaを削除した。
すなわち、積層型ＬＣフィルタ１００では、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２の線路電極部を線路電極６ｆ、６ｊ、６ｎの３層に多層化するにあたり、それぞれの一端をビア電極７ａｏ、７ａｘで接続し、それぞれの中間部をビア電極７ａｎ、７ａｗで接続し、それぞれの他端をビア電極７ａｐ、７ａｙで接続していたが、積層型ＬＣフィルタ２００では、ビア電極７ａｎ、７ａｗによる中間部の接続を削除した。
同様に、積層型ＬＣフィルタ１００では、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３の線路電極部を線路電極６ｇ、６ｋ、６oの３層に多層化するにあたり、それぞれの一端をビア電極７ａｑ、７ａｚで接続し、それぞれの中間部をビア電極７ａｒ、７ｂａで接続し、それぞれの他端をビア電極７ａｐ、７ａｙで接続していたが、積層型ＬＣフィルタ２００では、ビア電極７ａｒ、７ｂａによる中間部の接続を削除した。
積層型ＬＣフィルタ２００は、ビア電極７aｎ、７aｒ、７aｗ、７ｂaを削除したが、積層型ＬＣフィルタ１００から周波数特性に変化は見られず、積層型ＬＣフィルタ１００と同様に、広帯域を維持したまま、通過帯域近傍に十分な減衰量を備えた減衰極が形成されて、高減衰特性が達成されている。
［第３実施形態］
図５に、第３実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ３００を示す。
ただし、図５は積層型ＬＣフィルタ３００の要部分解斜視図である。また、図５には、比較のために、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００を併せて示している。
積層型ＬＣフィルタ３００においては、第２実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ２００と同様に、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００から、ビア電極７aｎ、７aｒ、７aｗ、７ｂaを削除した。
更に積層型ＬＣフィルタ３００では、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２の線路電極部を構成する線路電極６ｆ、６ｊ、６ｎの形状と、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３の線路電極部を構成する線路電極６ｇ、６ｋ、６oの形状とを変更させた。
具体的には、２つの線路電極６ｆと線路電極６ｇとを１つに合体させ、矩形状の大面積の線路電極１６ｆｇとした。
同様に、２つの線路電極６ｊと線路電極６ｋとを１つに合体させ、矩形状の大面積の線路電極１６ｊｋとした。
同様に、２つの線路電極６ｎと線路電極６oとを１つに合体させ、矩形状の大面積の線路電極１６ｎoとした。
そして、積層型ＬＣフィルタ３００では、ビア電極を削除し、線路電極の形状を変更したのにともない、周波数特性を調整するために、キャパシタ電極８a、８ｄ、８e、８ｆ、８ｇの形状も変化させた。
図５に示すように、キャパシタ電極８ｄの形状を変化させてキャパシタ電極１８ｄとし、キャパシタ電極８eの形状を変化させてキャパシタ電極１８eとし、キャパシタ電極８ｆの形状を変化させてキャパシタ電極１８ｆとし、キャパシタ電極８ｇの形状を変化させてキャパシタ電極１８ｇとした。なお、図５においては、キャパシタ電極８ａが形成された誘電体層１ｃの図示を省略したため、キャパシタ電極８ａの形状変更後の図示も省略している。
積層型ＬＣフィルタ３００は、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００から、一部のビア電極を削除し、一部の線路電極の形状と一部のキャパシタ電極の形状とを変更したが、積層型ＬＣフィルタ１００と同様に、優れた周波数特性を備えている。
［第４実施形態］
図６に、第４実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ４００を示す。
ただし、図６は積層型ＬＣフィルタ４００の分解斜視図である。
積層型ＬＣフィルタ４００は、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００から、２つの誘電体層１ｉと１ｊとを、それらに形成されたビア電極および線路電極ごと削除し、誘電体層１ｈの上に、誘電体層１ｋを積層した。
すなわち、第１実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００では、第１段のＬＣ並列共振器Ｒｅ１のインダクタＬ１の線路電極部を線路電極６ｅ、６ｉ、６ｍの３層で構成していたが、積層型ＬＣフィルタ４００では、インダクタＬ１の線路電極部を線路電極６ｅの１層で構成した。
同様に、積層型ＬＣフィルタ１００では、第２段のＬＣ並列共振器Ｒｅ２のインダクタＬ２の線路電極部を線路電極６ｆ、６ｊ、６ｎの３層で構成していたが、積層型ＬＣフィルタ４００では、インダクタＬ２の線路電極部を線路電極６ｆの１層で構成した。
同様に、積層型ＬＣフィルタ１００では、第３段のＬＣ並列共振器Ｒｅ３のインダクタＬ３の線路電極部を線路電極６ｇ、６ｋ、６ｏの３層で構成していたが、積層型ＬＣフィルタ４００では、インダクタＬ３の線路電極部を線路電極６ｇの１層で構成した。
同様に、積層型ＬＣフィルタ１００では、第４段のＬＣ並列共振器Ｒｅ４のインダクタＬ４の線路電極部を線路電極６ｈ、６ｌ、６ｐの３層で構成していたが、積層型ＬＣフィルタ４００では、インダクタＬ４の線路電極部を線路電極６ｈの１層で構成した。
インダクタの線路電極部の多層化は、抵抗を下げＱの向上に寄与するが、本発明にとって必須の構成ではなく、積層型ＬＣフィルタ４００のように、線路電極部を１層の線路電極で構成することもできる。
以上、第１実施形態〜第４実施形態にかかる積層型ＬＣフィルタ１００〜４００について説明したが、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。
たとえば、積層型ＬＣフィルタ１００〜４００は、いずれも、４つのＬＣ並列共振器Ｒｅ１〜Ｒｅ４を備えた４段構成の積層型ＬＣフィルタとしたが、段数は４段には限定されない。
たとえば、５つのＬＣ並列共振器Ｒｅ１〜Ｒｅ５を備えた５段構成の積層型ＬＣフィルタとしても良く、６つのＬＣ並列共振器Ｒｅ１〜Ｒｅ６を備えた６段構成の積層型ＬＣフィルタとしても良く、さらにそれ以上の数のＬＣ並列共振器を備えた多段構成の積層型ＬＣフィルタとしても良い。
また、積層型ＬＣフィルタ１００〜４００においては、相互に、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じである奇数段の少なくとも１対のＬＣ並列共振器のループが、いずれも、第１段と第３段のＬＣ並列共振器のインダクタのループであるが、ループの組合せはこれには限定されない。
たとえば、第１段と第３段と第５段のＬＣ並列共振器のインダクタのループの組合せであっても良い。あるいは、第３段と第５段のＬＣ並列共振器のインダクタのループの組合せであっても良い。
更に、誘電体層の層数、形状、材質や、線路電極、キャパシタ電極、グランド電極、ビア電極などの個数、形状、材質なども任意であり、上述した内容には限定されない。
１・・・積層体
１ａ〜１ｋ・・・誘電体層
２ａ、２ｂ・・・入出力端子
３ａ、３ｂ・・・グランド端子
４ａ、４ｂ・・・接続電極
５ａ、５ｂ・・・グランド電極
６ａ〜６ｐ、１６ｆｇ、１６ｊｋ、１６ｎｏ・・・線路電極
７ａ〜７ｂｃ・・・ビア電極
８ａ〜８ｇ、１８ｄ〜１８ｇ・・・キャパシタ電極
Ｒｅ１〜Ｒｅ４・・・ＬＣ並列共振器
Ｌ１〜Ｌ４、Ｌ２３、Ｌ０１、Ｌ４０・・・インダクタ
Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ３４・・・キャパシタ
１００、２００、３００、４００・・・積層型ＬＣフィルタ

Claims (4)

  1. 複数の誘電体層が積層された積層体と、
    前記誘電体層の層間に積層された複数の線路電極と、
    前記誘電体層の層間に積層された複数のキャパシタ電極と、
    前記誘電体層の層間に積層された少なくとも１つのグランド電極と、
    前記誘電体層の両主面間を貫通して形成された複数のビア電極と、を備え、
    前記積層体内に、少なくとも４つのＬＣ並列共振器が形成された、所定の通過帯域を備えた積層型ＬＣフィルタであって、
    前記ＬＣ並列共振器は、それぞれ、インダクタとキャパシタとが並列に接続され、
    前記インダクタは、一端が前記キャパシタ電極に接続された少なくとも１つの前記ビア電極からなるキャパシタ側ビア電極部と、一端が前記キャパシタ側ビア電極部の他端に接続された少なくとも１つの前記線路電極からなる線路電極部と、一端が前記線路電極部の他端に接続されるとともに他端が前記グランド電極に接続された少なくとも１つの前記ビア電極からなるグランド側ビア電極部とで構成され、
    前記インダクタは、前記キャパシタ側ビア電極部と前記線路電極部と前記グランド側ビア電極部とを繋ぎ、所定の旋回方向をもったループを有し、
    前記キャパシタは、前記キャパシタ電極と前記グランド電極との間に形成される容量、または、複数の前記キャパシタ電極間に形成される容量により構成され、
    前記少なくとも４つのＬＣ並列共振器のうち、奇数段および偶数段の少なくとも一方の、少なくとも１対の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループが、相互に、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じであり、
    相互に、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じである前記１対のループが、第１段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループと、第３段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループ、もしくは、第２段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループと、第４段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループであり、
    第２段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループと、第３段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループとが、相互に、旋回方向が異なり、
    第２段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部と、第３段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部が、直接、または、前記線路電極を介して接続され、当該接続点と前記グランド電極との間が、第２段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記グランド側ビア電極部と、第３段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記グランド側ビア電極部とを共通化させた共通グランド側ビア部によって接続された積層型ＬＣフィルタ。
  2. 相互に、磁気結合可能な角度に配置され、かつ、旋回方向が同じである前記１対のループが、第１段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループと、第３段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループ、および、第２段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループと、第４段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記ループである、請求項１に記載された積層型ＬＣフィルタ。
  3. 第２段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部と、第３段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部が、それぞれ、複数層の前記線路電極部に多層化されており、
    各層において、第２段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部と、第３段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部とが、直接、または、前記線路電極を介して接続されている、請求項１または２に記載された積層型ＬＣフィルタ。
  4. 第２段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部と、第３段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部が、それぞれ、単層の前記線路電極部であり、
    第２段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部と、第３段の前記ＬＣ並列共振器の前記インダクタの前記線路電極部とが、直接、または、前記線路電極を介して接続されている、請求項１または２に記載された積層型ＬＣフィルタ。
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