JPH0479203A - Ｌｃ共振器内蔵の多層基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＬＣ共振器内蔵の多層基板に関し、更に詳Ｌ
（いえば、多層ＬＣ共振器による高周波フィルタ、高周
波用発振器等として用いられ、特に、これらの回路を多
層基板に内蔵できるようにして、小型化を図り、かつ良
好な特性が得られるようにしたＬＣ共振器内蔵の多層基
板に関する。

〔従来の技術〕

第４図は、従来の高周波フィルタの構成図、第５図は、
従来の高周波用発振器の構成図である。

図中、１は基板、２は共振導体（ストリップライン）、
３．４は入出力電極、５はＧＮＤ電極、１０Ａは多層基
板の第１層、ＩＯＢは第２層、１０Ｃは第３層、ＩＯＤ
は第４層、ＩＯＥは第５層、１１は回路パターン、１２
はＧＮＤ層、１３は線路（ストリップライン）、１４は
誘電体、１５は導通部を示す。

従来、多層基板内に、ＬＣ素子を内蔵させてＬＣフィル
タを構成したものが知られていた。

このようなフィルタは、使用周波数が５００ＭＨ２より
高くなると、特にＬ素子がＬ素子として機能しな（なっ
てくる。

したがって、５００ＭＨｚ以上の高周波帯で用いる高周
波フィルタとしては、例えば第４図のようなものが知ら
れていた。第４図の高周波フィルタは、ストリップライ
ンフィルタの１例を示したものであり、基板１の一面に
、入出力電極３．４と、共振導体（ストリップライン）
２を設け、該基板の他面にＧＮＤ電極５を、それぞれ厚
膜のバタンとして形成したものである。

また従来、基板内に形成したし素子とＣ素子により構成
した高周波用の発振器が知られていた。

しかし、このような発振器も、その使用周波数が５００
ＭＨｚより高くなると、特にＬ素子は、Ｌ素子として機
能しなくなる。

このため、５００ＭＨｚ以上の高周波帯で用いる発振器
としては、例えば第５図のようなものが知られていた。

この発振器は、発振部にストリップラインを使用して基
板に内蔵させたものである。

すなわち、多層基板を構成する第３層１０Ｃ上に、線路
（ストリップライン）１３を形成し、この線路で発振器
の発振部を構成すると共に、この線路を基板に内蔵させ
たものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来のものにおいては次のような欠点があ
った。

（１）高周波フィルタとして、ストリップラインフィル
タを用・いた場合、対象周波数（波長λ）に対してλ／
４５　（ε１は使用材料の比誘電率）以下には小型化で
きない。

従って、小型化するには、ε、の大きい材料を使用する
ことになる。しかし、高周波用の回路基板としては、高
誘電率材料を使用するのは配線を分布定数的に考える必
要があるため困難を伴う。

このため、５００ＭＨｚ以上の高い周波数帯で使用され
る高周波フィルタは、ディスクリート部品を用いて構成
される場合が多く、小型化は困難であった。

（２）　　ストリップラインを発振部に用いた高周波用
の発振器では、−ａ的にマイクロストリップラインにお
ける共振のＱは一般的に低いため、高周波において、高
いＱの発振特性が得られない。

また、上記と同様な理由により、小型化が困難である。

本発明は、このような従来の欠点を解消し、高周波フィ
ルタや高周波用発振器を多層ＬＣ共振器によって構成し
、小型化を図ると共に、良好な特性が得られるようにす
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するため、次のように構成
したものである。

多層基板の表面層を除き、任意の複数層にわたり、積層
方向に対向させて、Ｃ（キャパシタンス）成分を主体と
した電極パターン及びこの電極パターンと一体形成され
たＬ（インダクタンス）成分補正用パターンとで構成し
たコンデンサ電極パターンを含む複数の厚膜コンデンサ
電極バタンを設け、 これら複数の厚膜コンデンサ電極パターンを結線して高
周波用ＬＣ共振器とし、上記多Ｎ基板に内蔵させたこと
を特徴とするＬＣ共振器内蔵の多層基板。

〔作用〕

本発明は上記のように構成したので、次のような作用が
ある。

コンデンサ電極パターンとして、Ｃ成分を主体とした電
極パターンに、Ｌ成分補正用パターンを一体形成したパ
ターンを用いており、このコンデンサ電極パターンの寸
法や形状を任意に設定すると、完成したＬＣ共振器の特
性が調整できる。

したがって、設計時に、予め上記電極パターンの寸法や
形状等を調整して決めておけば、ＬＣ共振器を多層基板
に内蔵し、部品を実装した後、所定の周波数特性やＱ特
性が得られる。

このため、上記ＬＣ共振器を、高周波フィルタとして用
いたり、高周波用発振器として用いる場合、上記の調整
により、良好な特性が得られる。

〔実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の１実施例の構成図であり、Ａ図は分
解斜視図、Ｂ図は断面図、０回は電極パターンの説明図
である。

図中、２ＯＡは多層基板の第１層（表面層）、２０Ｂは
第２層、２０Ｃは第３層、−２０Ｆは第６層、２１Ａ〜
２１Ｅはそれぞれコンデンサ電極パターン、２２はディ
スクリート部品、２１−１はＣ（キャパシタンス）分を
主体とした電極バタン、２１−２はＬ（インダクタンス
）分調整用パターン、２３はブラインドスルーホール（
内部が導体で満たされたスルーホール）を示す。

この実施例は、ＬＣ共振器を多層基板に内蔵し、このＬ
Ｃ共振器によって高周波フィルタを構成した例である。

多層基板は、例えば図のように、第１層２０Ａから第６
層２０Ｆの６層構造とし、表面層である第１層２ＯＡを
除き、他の層２０Ｂ〜２０Ｆ上には、それぞれコンデン
サ電極パターン２１Ａ〜２１Ｅを、厚膜パターンとして
形成する（各コンデンサ電極は、基板の積層方向に対向
配置する）。

その際、上記コンデンサ電極パターン２１Ａ〜２１Ｅと
しては、例えば第１図Ｃに示したような形状のものを用
いる。すなわち、コンデンサ電極パターン２１Ａ〜２１
Ｅは、Ｃ（キャパシタンス）分を主体とした電極パター
ン２１−１と、この電極パターン２１−１と一体的に形
成されたＬ（インダクタンス）分調整用パターン２１−
２とで構成する。

このようなコンデンサ電極パターン２１Ａ〜２１Ｅを上
記のように各層上に形成し、更に所定の部分をブライン
ドスルーホール２３によって接続してコンデンサを形成
し、多層基板に内蔵させる。

この場合、例えば図示のように、Ｌ分調整用パタン２１
−２を左右交互に配置し、この部分をブラインドスルー
ホール２３で接続する。

上記のように、コンデンサ電極パターン２１Ａ〜２１Ｅ
を多層化してコンデンサを形成させると、上記構造のコ
ンデンサ電極パターンの形状、及び電極結線のＬ（イン
ダクタンス）成分により、特定周波数で共振を起こす。

従って、周波数が高ければ（例えば３００ＭＨｚ以上）
上記多層基板に内蔵したコンデンサが、実質的にＬＣ共
振器となるものであり、その共振周波数を高周波フィル
タとして利用する。

このような高周波フィルタとしての周波数特性やＱ特性
は、第１図Ｃに示したａ、ｂ、１、ｍの寸法等を調整す
ることにより、調整可能である。

すなわち、コンデンサ電極パターンを構成する０分を主
体とした電極パターン２１−１の寸法と、Ｌ分調整用パ
ターン２１−２の寸法等を調整して高周波フィルタの特
性を調整する。

第２図は、上記コンデンサ電極パターンの変形例であり
、第１図Ｃに示したコンデンサ電極バタンのかわりに用
いることも可能である。

第２図への変形例（１）では、電極パターン２４に２つ
の切欠部２５を設けてクシ歯状電極パターンとした例で
ある。Ｂ図の変形例（２）、及び０図の変形例（３）は
、電極パターン２４に複数の導体欠落部２５を設けた例
、Ｄ図変形例（４）、Ｇ図の変形例（７）、及びＨ図の
変形例（８）は、電極パターン２４に切欠部２５と導体
欠落部２６とを設けた例、Ｅ図の変形例（５）は、複数
の切欠き２５を設けた例、Ｆ図の変形例（６）は、電極
パターン２４をメツシュ状とした例である。

上記のような変形したコンデンサ電極パターンを用いれ
ば、Ｌ成分調整用パターン２ニー２によるし成分の調整
と同等な調整が可能となる。このＬ成分の調整は、上記
の切欠き２５や導体欠落部２６の大きさ、形状等を変え
ることにより可能となる。

第３図は、ＬＣ共振器の変形例であり、図中、第１図と
同符号は同一のものを示す。

また、２７−１．２７−２はコンデンサの露出電極パタ
ーンを示す。

上記第１図に示した実施例では、ＬＣ共振部を多層基板
に内蔵させたが、この場合、部品実装後の特性にずれが
生じなければ問題はない。

しかし、部品実装後の特性にずれが生じるような場合、
部品実装後、特性の調整を行う必要がある。

このような場合には、例えば第３図に示したような変形
構造とすることもできる。

この例では、多層基板の表面及び裏面に露出する第１層
２ＯＡの表面と、第Ｆ層の裏面に、それぞれ、コンデン
サの露出電極パターン２７−１、及び２７〜２を設けた
ものである。そして、これらの露出電極パターン２７−
１．２７−２と、多層基板に内蔵した各層のコンデンサ
電極パターン２１Ａ〜２１Ｅとをブラインドスルーホー
ル２３で接続し、全体としてＬＣ共振器を構成するもの
である。

このようにすれば、部品実装後、上記コンデンサの露出
電極パターン２７−１．２７−２をトリミングするなど
して特性の調整を行うことができる。

以上実施例について説明したが、本発明は次のようにし
ても実施可能である。

（１）　　上記実施例では、多層基板に内蔵したＬＣ共
振器で高周波フィルタを構成した例について説明したが
、上記ＬＣ共振器を用いて、高周波用の発振器とするこ
とも可能である。

すなわち、多層基板内に、第１図Ｃに示したようなコン
デンサ電極パターンを用いて第１図のようにコンデンサ
を形成すると、このコンデンサは、各コンデンサ電極の
形状等に誘導成分を持つため、特定周波数に対して共振
点を持つ。

このＬＣ共振は、コンデンサが主体の共振なので、非常
にＱの高い共振となる。このような性質を利用すれば、
高周波用発振器が形成できる。

この場合、発振器の周波数特性やＱ特性は、第１図Ｃ番
こ示したａ、ｂ、１２．ｍの各寸法を調整して行う。こ
のようにすれば、従来のＬＣ発振器では困難を伴う高い
周波数の発振が可能となる。

（２）ＬＣ共振器を構成する各コンデンサ電極パターン
は、全て同じ形状のものを用いてもよいが、異なった形
状の電極パターンが含まれていてもよい。

全体として、ＬＣ共振器の特性に合ったＣ（キャパシタ
ンス）成分と、Ｌ（インダクタンス）成分が確保できれ
ばよい。

例えば、第１図Ｃに示した形状のコンデンサ電極パター
ンを、全コンデンサ電極パターンの内の一部に含んだ構
成としてもよい。

（３）第２図に示したコンデンサ電極パターンの変形例
は、ＬＣ共振回路で高周波フィルタを構成した場合だけ
でなく、高周波用発振器を構成した場合にも同様にして
適用可能である。

また、第３図の変形例も、高周波フィルタだけでなく、
高周波用発振器にも適用可能である。

（４）　　コンデンサ電極パターンを形成する多層基板
の暦数は、任意の数でよい。

（５）第１図Ｃに示したＬ分調整用パターン２１−２の
形状は、図示の形状に限らず、任意の形状でよい。

（６）コンデンサ電極パターンの内、外側の電極パター
ンを接地電極として用いてもよい。このようにすると、
外乱の心配がない。

（７）ＬＣ共振回路は、上記のように、他の素子、ある
いは回路と同一基板に設けてもよいが、単体の高周波フ
ィルタ素子あるいは高周波用発振素子として利用するこ
ともできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
ある。

（１）周波数の極めて高い領域で使用する高周波フィル
タでも、多層基板に内蔵できる。

（２）積層型なので、従来のストリップライン使用のも
のにくらべて小型化ができる。

（３）高周波共振器としてＱを小さくすることな（、基
板に内蔵でき基板表面の部品間の配線も容易に行うこと
が可能となる。

（４）ＬＣ共振器を基板に内蔵しているから、その表面
層を他の構成部品のために利用でき、小型化が容易とな
る。

また、ＬＣ共振器は全て厚膜パターンで形成したので、
素子定数が安定している。

（５）高周波用発振器の場合、ＬＣ共振器の共振周波数
は、従来のＬＣ発振器では困難を伴う高い周波数の発振
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、 第２図は上記実施例におけるコンデンサ電極パターンの
変形例、 第３図は上記実施例におけるＬＣ共振器の変形例、 第４図は従来の高周波フィルタの構成図、第５図は従来
の高周波用発振器の構成図である。 ２０Ａ〜２０　Ｆ−多層基板の各層 ２１Ａ〜２１　Ｅ−コンデンサ電極パターン２２−ディ
スクリート部品 ２３−ブラインドスルーホール ２１−１−Ｃ分を主体とした電極パターン２１−２−Ｌ
分補正用パターン 変形４列 変形ダ）１ コ〉テ゛′ンサ電膳ハ０ターンの変形伊１１第２図済の
１） 変Ｆ／倚３　ｃｓ＞ Ｆ；変形づ？’［） 変形イク１（７） Ｈ：変形Ｐ］ ｔネをへ〇ターンの変形例 第２図−〇２） Ｂ 軌面図 Ａ：分解斜１見図 ＬＣ共４服器の変形件１ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多層基板の表面層を除き、任意の複数層（２０Ｂ〜２０
   Ｆ）にわたり、積層方向に対向させて、Ｃ（キャパシタ
   ンス）成分を主体とした電極パターン（２１−１）に、
   この電極パターン（２１−１）と一体形成されたＬ（イ
   ンダクタンス）成分補正用パターン（２１−２）を設け
   たコンデンサ電極パターン（２１Ａ〜２１Ｅ）を含む複
   数の厚膜コンデンサ電極パターンを設け、 これら複数の厚膜コンデンサ電極パターンを結線してＬ
   Ｃ共振器とし、上記多層基板に内蔵させたことを特徴と
   するＬＣ共振器内蔵の多層基板。