JPH06188148A - 高周波ｌｃ複合部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高周波ＬＣ複合部品に関し、ＳＭＤ
モジュール化したＬＣ複合部品を薄型化、小型化し、コ
イルの高Ｑ化を実現することを目的とする。 【構成】 複数の層を積層した多層基板を具備し、その
一部の層にコイルを構成するコイルパターン２を設定し
たコイル部と、別の層に、コンデンサを構成するコンデ
ンサ電極パターン３を設定したコンデンサ部とを設ける
と共に、コイル部と、コンデンサ部とを、多層基板の積
層方向で向かい合った位置に配置した高周波ＬＣ複合部
品において、コイル部を構成する第２層１−２、第３層
１−３の厚みＴＬを、コンデンサ部を除く、他の層（第
１層１−１等）の厚みＴＯよりも薄く設定した。また、
コイル部とコンデンサ部との間に、スペーサ層（第５層
１−５）を設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層基板にコイルＬと
コンデンサＣとを実装した高周波ＬＣ複合部品（例え
ば、高周波ＬＣフィルタ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来技術の説明図であり、図７
Ａは従来例１（断面図）、図７Ｂは従来例２（断面図）
を示した図である。

【０００３】図７中、１は多層基板、１−１〜１−８は
多層基板の第１層〜第８層（誘電体層）、２はコイルパ
ターン、３はコンデンサ電極パターン、５はビア（Ｖｉ
ａ）、６は側面電極（外部端子）を示す。

【０００４】従来、コイルＬとコンデンサを用いた高周
波ＬＣフィルタとして、多層基板を用いたＳＭＤタイプ
の部品（表面実装部品）が開発されていた。その内、Ｓ
ＭＤモジュール化した高周波ＬＣフィルタの例（従来例
１、従来例２）を図７に示す。以下、従来例１、従来例
２について説明する。

【０００５】：従来例１の説明・・・図７Ａ参照 このＳＭＤモジュール化した高周波ＬＣフィルタ（ＳＭ
Ｄモジュール）は、導体パターンにより形成したコイル
部（Ｌ部）、及びコンデンサ部（Ｃ部）を多層基板１に
内蔵し、該多層基板１の外部に、側面電極６を形成した
ものである。具体的には、次の通りである。

【０００６】図７Ａにおいて、多層基板１の第１層１−
１は、保護層として使用し、第２層１−２〜第５層１−
５上に、それぞれコイルパターン（導体パターン）２を
形成し、これらのコイルパターン２間をビア５によって
接続し、コイル部（Ｌ部）を形成する。

【０００７】また、多層基板１の第６層１−６〜第８層
１−８上には、コンデンサ電極パターン３を形成する。
そして、これらコンデンサ電極パターン３により、コン
デンサを形成して、コンデンサ部（Ｃ部）とする。

【０００８】上記コイル部（Ｌ部）とコンデンサ部（Ｃ
部）とは、所定のパターン間をビア５によって接続する
と共に、コイル部とコンデンサ部の所定の導体パターン
部分を、側面電極６に接続し、ＳＭＤモジュール化した
高周波ＬＣフィルタ（高周波ＬＣ複合部品）とする。

【０００９】この場合、コイル部には、複数のコイルを
設定し、コンデンサ部にも、複数のコンデンサを設定し
てある。この部品（高周波ＬＣフィルタ）は、下側（マ
ザーボードへの実装面側）にコンデンサ部を配置し、そ
の上側にコイル部を配置した構造（上下にＬとＣを配
置）としている。

【００１０】なお、上記各層は、コンデンサ部の第６層
１−６と、第７層１−７だけを薄くし、他の層は、全て
同じ厚みに設定していた。 ：従来例２の説明・・・図７Ｂ参照 図７Ｂにおいて、多層基板の第１層（最上層）１−１
は、保護層として使用するものであり、導体等のパター
ニングはしない。

【００１１】第２層１−２、第３層１−３、第４層１−
４上には、それぞれコイルパターン２を形成し、これら
の各コイルパターン間をビアによって接続し、コイル部
とする。この場合、コイル部は、２つのコイルで構成す
る。

【００１２】第５層１−５には、コンデンサ電極パター
ン３を形成し、第６層１−６には、コンデンサ電極パタ
ーン３を形成する。そして、第５層１−５に形成したコ
ンデンサ電極パターン３と、第６層１−６に形成したコ
ンデンサ電極パターン３との間で、コンデンサを形成す
る。

【００１３】上記のようにして、コイル部とコンデンサ
部を形成した各層を積層した多層基板の側面には、側面
電極を形成し、ＳＭＤモジュール化した高周波ＬＣフィ
ルタとする。

【００１４】なお、この例では、上記各層は、コンデン
サ部の第５層１−５だけを薄くし、他の層は、全て同じ
厚みに設定していた。例えば、図７Ｂにおいて、第１層
１−１〜第４層１−４、及び第６層１−６の厚み（これ
らは全て同じ厚みに設定してある）をＴＯとし、コンデ
ンサ部を構成する第５層１−５の厚みをＴＣとした場
合、上記厚みＴＯ、ＴＣは、例えば、ＴＯ＝１６０μ
ｍ、ＴＣ＝４０μｍである。

【００１５】

【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、次のような課題があった。例えば、５０
ＭＨ_Z 〜３００ＭＨ_Z 帯の高周波ＬＣフィルタを設計す
る場合、コイルの値は数１０ｎＨ〜２００ｎＨ程度とな
り、フェライト材料が使用しづらくなる周波数帯であ
る。このようなフェライト材料がしづらい周波数帯で
は、コイルは空芯コイルが使用される。

【００１６】ところで、空芯コイルで、１００ｎＨ程度
を実現するためには、数ターン巻く必要がある。しか
し、モジュールを小型化するためには、更に巻き数を上
げて、目標インダクタンスを作りだす必要があった。

【００１７】そのため、積層数が増し、モジュールが厚
くなる。更にモジュールをセラミクスで構成した場合、
モジュールが厚いことにより脱バインダー処理及び焼成
コントロールは非常に困難を伴っていた。

【００１８】本発明は、このような従来の課題を解決
し、ＳＭＤモジュール化したＬＣ複合部品を薄型化し、
コイルの高Ｑ化を実現することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図であり、図１中、図７と同じものは、同一符号で示し
てある。

【００２０】本発明は上記の課題を解決するため、次の
ように構成した。 ：複数の層（第１層１−１〜第７層１−７）を積層し
た多層基板を具備し、該多層基板の一部の層（第２層１
−２〜第４層１−４）上に、コイル（Ｌ）を構成する導
体パターン（コイルパターン２）を設定したコイル部
と、別の層（第６層１−６、第７層１−７）上に、コン
デンサ（Ｃ）を構成する導体パターン（コンデンサ電極
パターン３）を設定したコンデンサ部とを設けると共
に、該コイル部と、コンデンサ部とを、多層基板の積層
方向で向かい合った位置に配置した高周波ＬＣ複合部品
において、上記コイル部を構成する層（第２層１−２、
第３層１−３）の厚み（ＴＬ）を、上記コンデンサ部を
除く、他の層（第１層１−１等）の厚み（ＴＯ）よりも
薄く（ＴＬ＜ＴＯ）設定して、高周波ＬＣ複合部品とし
た。

【００２１】：構成において、コイル部とコンデン
サ部との間に、該コイル部及びコンデンサ部間の間隔を
大きくするスペーサ層（第５層１−５）を設定した。

【００２２】

【作用】上記構成に基づく本発明の作用を、図１に基づ
いて説明する。 ：上記のように、コイル部を構成する層の厚みＴＬ
を、ＴＬ＜ＴＯの関係にすると、ソレノイドコイルと同
じように、単位長さ（この場合は層の厚み）当たりのコ
イルの巻き数が上がる（ＴＬ＝ＴＯの場合に比べて）た
め、インダクタンス値が上がる。

【００２３】また、導体長（コイルパターン長）は変化
しないため、導体損失が変化しない。従って、コイルが
高Ｑ化する。その結果、その構成でフィルタを作った場
合、挿入損失等が改善される。

【００２４】従って、高インダクタンスな空芯コイル
を、小型のモジュールの中で設定することが可能とな
る。また、コイル層が薄くなった分、モジュール全体が
薄型化出来る。このため、モジュールをセラミクスで構
成した場合、製造時の脱バインダ及び、焼成工程が容易
になる。

【００２５】：また、コイル部とコンデンサ部との間
にスペーサ層を設定すると、コイル導体と、コンデンサ
電極を構成する導体との間の間隔が大きくなる。これに
より、上記両導体間の浮遊容量を低下させる（スペーサ
層を設けないものに比べて）事が出来る。

【００２６】従って、従来のように、コイルの持つイン
ピーダンスの低下も殆どなく、コイルパターンの実抵抗
を増やさないで済む。その結果、コイルのＱを低下させ
ないで済む。

【００２７】以上のように、本発明の高周波ＬＣ複合部
品では、小型化、薄型化したＳＭＤモジュールにおける
コイルの高Ｑ化を実現することが可能となる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 §１：第１実施例の説明 図２〜図４は、本発明の第１実施例の説明図であり、図
２は、高周波ＬＣフィルタの分解斜視図、図３Ａは、高
周波ＬＣフィルタの斜視図、図３Ｂは図３ＡのＸ−Ｙ線
断面図、図３Ｃは、高周波ＬＣフィルタの等価回路、図
４は高周波ＬＣフィルタの通過帯域特性を示した図であ
る。

【００２９】図２〜図４中、図１、及び図７と同じもの
は、同一符号で示してある。また、６−１は端子（ＯＵ
Ｔ）、６−２は端子（ＩＮ）、７は中継用パッドを示
す。第１実施例は、多層基板に、コイル部（Ｌ部）とコ
ンデンサ部（Ｃ部）とを実装して、小型ＳＭＤモジュー
ル化した高周波ＬＣフィルタの１例であり、以下、詳細
に説明する。

【００３０】：高周波ＬＣフィルタの構成の説明 図２に示したように、多層基板は、第１層１−１〜第７
層１−７（誘電体層）で構成する。各層上に形成する導
体パターンは次の通りである。

【００３１】多層基板の第１層（最上層）１−１は、保
護層として使用するものであり、導体等のパターニング
はしない。第２層１−２、第３層１−３、第４層１−４
上には、それぞれ導体の印刷等により、コイルパターン
（導体パターン）２を形成し、これらの各コイルパター
ン間をビア（図２の点線部分）によって接続し、コイル
部とする。この場合、コイル部は、２つのコイルＬ１、
Ｌ２で構成する。

【００３２】第５層１−５は、スペーサ層（ダミー層）
として使用するものであり、この層には、導体により中
継用パッド７を形成するだけで、他の導体パターン等は
形成しない。

【００３３】第６層１−６には、導体の印刷等により、
コンデンサ電極パターン（導体パターン）３を形成し、
第７層１−７には、コンデンサ電極パターン（導体パタ
ーン）３を形成する。

【００３４】そして、第６層１−６に形成したコンデン
サ電極パターン３と、第７層１−７に形成したコンデン
サ電極パターン３との間で、コンデンサＣ１を形成す
る。また、上記第４層１−４に形成したコイルパターン
２の端部と、第６層１−６に形成したコンデンサ電極パ
ターン３とを、中継用パッド７を介してビア６（図２の
点線部分）により接続し、コイル部とコンデンサ部とを
接続する。

【００３５】上記のようにして、コイル部とコンデンサ
部を形成した各層を積層した多層基板１（図３Ａ参照）
の側面には、側面電極（外部端子）６−１（ＯＵＴ）、
６−２（ＩＮ）を形成し、ＳＭＤモジュール化した高周
波ＬＣフィルタとする。

【００３６】以上の構成による小型、ＳＭＤ化した高周
波ＬＣフィルタの等価回路は、図３Ｃのようになる。こ
の部品（高周波ＬＣフィルタ）は、下側（マザーボード
への実装面側）にコンデンサ部を配置（多層基板の積層
方向で、向かい合った位置に配置）し、その上側にコイ
ル部を配置した構造（上下にＬとＣを配置）として小型
化している。

【００３７】：各部の層の厚みの説明 −１：コイル部の厚みの説明 多層基板の各層には、上記のように構成するが、上記第
１層１−１〜第７層１−７の内、コイル部を構成する第
２層１−２、及び第３層１−３の厚みは、コンデンサ部
を構成する第６層１−６を除く、他の層（第１層１−
１、第４層１−４、第５層１−５、第７層１−７）より
も、薄い層とする。

【００３８】例えば、第２層１−２、及び第３層１−３
（これらの層は同じ厚みとする）の厚みをＴＬとし、第
１層１−１、第４層１−４、第５層１−５、第７層１−
７（これらの層は同じ厚みとする）の厚みをＴＯとし、
第６層１−６の厚みをＴＣとした場合、ＴＬとＴＯとの
間には、ＴＬ＜ＴＯの関係がある。

【００３９】なお、コンデンサ部の第６層１−６の厚み
ＴＣは、通常の場合、上記厚みＴＯより薄く設定する
が、上記厚みＴＬとの関係は、任意である。上記厚みＴ
Ｏ、ＴＬ、ＴＣは、例えば、ＴＯ＝１６０μｍ、ＴＬ＝
８０μｍ、ＴＣ＝４０μｍである。

【００４０】また、コイル部の厚みＴＬは、設定するコ
イルのインダクタンス値により変わるが、上記厚みＴＯ
に対して、２５〜７５％程度に設定する。コイルのイン
ダクタンス値が大きい場合は、特に、ＴＬを薄く設定し
た方が有効である。

【００４１】−２：スペーサ層の厚みの説明 上記スペーサ層である第５層１−５の厚みは、上記のよ
うにＴＯ（ＴＯ＝１６０μｍ）とするが、ＴＯよりも厚
くしても良い。この場合、例えば、必要な厚みを得るた
めに、複数枚の誘電体シートを積層して、スペーサ層を
構成することも可能である。

【００４２】しかし、スペーサ層である第５層１−５の
厚みが、あまり厚すぎると、モジュールがセラミクスで
構成されている場合、脱バインダー処理及び焼成コント
ロールは困難を伴う。従って、フィルタ全体の形状を考
えた上で決定する必要がある。 目安としては、例え
ば、全体の厚みが２ｍｍ以下になるように、設定される
べきである。

【００４３】：上記構成に基づく各部の説明 −１：ＴＬ＜ＴＯの関係にしたことの説明 上記のように、コイル部を構成する層（誘電体層、又は
絶縁体層）の厚みＴＬを、ＴＬ＜ＴＯの関係にすると、
ソレノイドと同じように、単位長さ（この場合は層の厚
み）当たりのコイルの巻き数が上がる（ＴＬ＝ＴＯの場
合に比べて）ため、コイルのインダクタンス値が上が
る。

【００４４】これに対し、コイルの導体長（コイルパタ
ーン長）は変化しないため、導体損失が変化しない。従
って、コイルが高Ｑ化する。その結果、フィルタを作っ
た場合、挿入損失が改善される。

【００４５】このため、高インダクタンス（１００ｎＨ
程度）な空芯コイルを、小型のモジュールの中で設定す
ることが可能となる。また、コイル層が薄くなった分、
モジュール全体が薄型化出来る。このため、モジュール
をセラミクス構成した場合、製造時の脱バインダ及び、
焼成工程が容易になる。

【００４６】−２：スペーサ層を設定したことの説明 上記のように、コイル部とコンデンサ部との間に、スペ
ーサ層１−５を設定したので、コイル部とコンデンサ部
間の間隔（距離）を大きくする事が出来る。

【００４７】すなわち、第４層１−４に形成したコイル
パターン２と、第６層１−６に形成したコンデンサ電極
パターン３との間は、スペーサ層１−５の厚みの分だけ
離れることになる。

【００４８】従って、上記従来例と比べて、コイルパタ
ーン２と、コンデンサ電極パターン３との間の浮遊容量
が減少する。その結果、更にコイルが高Ｑ化するため、
挿入損失等の点でも、有効である。

【００４９】：高周波ＬＣフィルタの特性の説明・・
・図４参照 上記実施例の高周波ＬＣフィルタの特性（通過帯域特
性）を図４に示す。この通過帯域特性は、実測データに
基づく特性例である。なお、比較のため、従来例２の特
性も併せて示した。

【００５０】図４において、横軸は周波数（ｆＭ
Ｈ_Z ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示す。また、図の点線
で示したの特性は、上記従来例２（図７Ｂ参照）の通
過帯域特性であり、実線で示したの特性は、上記第１
実施例（図２、図３参照）の通過帯域特性である。

【００５１】この高周波フィルタの特徴は、通過帯（周
波数ｆ_p ）と減衰帯（周波数ｆ_r ）を有する通過帯域特
性となっていることである。なお、図４の特性を測定す
るに当たり、減衰帯の周波数（ｆ_r ）と通過帯の周波数
（ｆ_p ）を合わせるため、コイルＬ１、Ｌ２のパターニ
ングは、第１実施例では、従来例２に比べて、形状的に
若干小さく設定した。

【００５２】このため、の実施例では、コイルＬ１、
Ｌ２の持つ導体抵抗が低下しているため、コイルのＱが
高くなっている。このため、図示のような特性となって
いる。

【００５３】すなわち、の従来例２の特性（点線の特
性）では、減衰帯（周波数ｆ_r ）において、２０ｄＢ減
衰帯域幅（Δｆ１）が狭く、かつ最大減衰量も大きくな
い。また、通過帯（周波数ｆ_p ）においては、挿入損失
が大きかった。

【００５４】上記従来例２の特性に対して、に示した
第１実施例の特性では、上記のように構成したので、図
示のような特性になっている。すなわち、減衰帯（周波
数ｆ_r ）において、２０ｄＢ減衰帯域幅（Δｆ２）は、
上記Δｆ１より大きくとることが出来（Δｆ２＞Δｆ
１）、かつ最大減衰量も、に比べて大きくなってい
る。

【００５５】また、通過帯（周波数ｆ_p ）においては、
に比べて挿入損失を小さくする事が出来ている。上記
特性により、第１実施例の高周波ＬＣフィルタでは、従
来例２に比べて、コイルの高Ｑ化が達成出来ていること
が実証出来た。

【００５６】§２：第２実施例の説明 図５、図６は、本発明の第２実施例の説明図であり、図
５は、高周波ＬＣフィルタの分解斜視図、図５Ａは、高
周波ＬＣフィルタの斜視図、図５Ｂは図５ＡのＸ−Ｙ線
断面図である。図５、図６中、図１〜図４と同じもの
は、同一符号で示してある。

【００５７】第２実施例は、上記第１実施例と同様に、
多層基板に、コイル部（Ｌ部）とコンデンサ部（Ｃ部）
とを実装して、小型ＳＭＤモジュール化した高周波ＬＣ
フィルタの例である。

【００５８】第２実施例の高周波ＬＣフィルタは、第１
実施例における高周波ＬＣフィルタの第５層１−５（ス
ペーサ層）を無くした例であり、他の構成は、上記第１
実施例と同じである。従って、詳細な説明は省略する。

【００５９】なお、この例でも、コイル部を構成する層
（誘電体層、又は絶縁体層）の厚みＴＬを、ＴＬ＜ＴＯ
の関係にすると、ソレノイドと同じように、単位長さ
（この場合は層の厚み）当たりのコイルの巻き数が上が
る（ＴＬ＝ＴＯの場合に比べて）ため、コイルのインダ
クタンス値が上がる。

【００６０】また、コイルの導体長（コイルパターン
長）は変化しないため、導体損失が変化しない。従っ
て、コイルが高Ｑ化する。その結果、フィルタを作った
場合、挿入損失が改善される。

【００６１】このため、高インダクタンス（１００ｎＨ
程度）な空芯コイルを、小型のモジュールの中で設定可
能である。また、コイル層が薄くなった分、モジュール
全体が薄型化出来る。このため、モジュールをセラミク
スで構成した場合、製造時の脱バインダ及び、焼成工程
が容易になる。

【００６２】（他の実施例）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。 ：高周波ＬＣフィルタに限らず、コイル、コンデンサ
等を使用した他のＬＣ複合部品に適用可能である。

【００６３】：スペーサ層の層数は、任意の層数で良
い。

【００６４】

【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。 ：コイル部を構成する層の厚みＴＬを、コンデンサ部
以外の他の層の厚みＴＯに対して、ＴＬ＜ＴＯの関係に
すると、単位長さ（この場合は層の厚み）当たりのコイ
ルの巻き数が上がる（ＴＬ＝ＴＯの場合に比べて）た
め、コイルのインダクタンス値が上がる。

【００６５】また、コイルの導体長（コイルパターン
長）は変化しないため、導体損失が変化しない。従っ
て、コイルが高Ｑ化する。その結果、例えばフィルタを
作った場合、挿入損失が改善される。

【００６６】：高インダクタンス（１００ｎＨ程度）
な空芯コイルを、小型モジュールの中で設定することが
可能となる。また、コイル層が薄くなった分、モジュー
ル全体が薄型化出来る。

【００６７】：高周波ＬＣ複合部品が、薄型化出来る
ので、モジュールをセラミクスで構成した場合、製造時
の脱バインダ及び、焼成工程が容易になる。 ：コイル部とコンデンサ部との間にスペーサ層を設け
たことにより、コイル部とコンデンサ部間の浮遊容量を
少なくする事が出来る。

【００６８】従って、コイルの高Ｑ化が図れるため、挿
入損失が低下し、所定の減衰特性が確保出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の第１実施例の説明図（高周波ＬＣフィ
ルタの分解斜視図）である。

【図３】本発明の第１実施例の説明図であり、図３Ａは
高周波ＬＣフィルタの斜視図（外観図）、図３Ｂは図３
ＡのＸ−Ｙ線断面図、図３Ｃは等価回路である。

【図４】本発明の第１実施例の説明図（高周波ＬＣフィ
ルタの通過帯域特性）である。

【図５】本発明の第２実施例の説明図（高周波ＬＣフィ
ルタの分解斜視図）である。

【図６】本発明の第２実施例の説明図であり、図６Ａは
高周波ＬＣフィルタの斜視図（外観図）、図６Ｂは図６
ＡのＸ−Ｙ線断面図である。

【図７】従来技術の説明図であり、図７Ａは従来例１
（断面図）、図７Ｂは従来例２（断面図）を示した図で
ある。

【符号の説明】

１−１〜１−７ 多層基板の第１層〜第７層 １−５ 第５層（スペーサ層） ２ コイルパターン（導体パターン） ３ コンデンサ電極パターン（導体パターン）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の層（１−１〜１−７）を積層した
   多層基板を具備し、 該多層基板の一部の層（１−２〜１−４）上に、コイル
   （Ｌ）を構成する導体パターン（２）を設定したコイル
   部と、 別の層（１−６、１−７）上に、コンデンサ（Ｃ）を構
   成する導体パターン（３）を設定したコンデンサ部とを
   設けると共に、 該コイル部と、コンデンサ部とを、多層基板の積層方向
   で向かい合った位置に配置した高周波ＬＣ複合部品にお
   いて、 上記コイル部を構成する層（１−２、１−３）の厚み
   （ＴＬ）を、 上記コンデンサ部を除く、他の層（１−１等）の厚み
   （ＴＯ）よりも薄く（ＴＬ＜ＴＯ）設定したことを特徴
   とする高周波ＬＣ複合部品。
2. 【請求項２】 上記コイル部とコンデンサ部との間に、 該コイル部及びコンデンサ部間の間隔を大きくするスペ
   ーサ層（１−５）を設定したことを特徴とする請求項１
   記載の高周波ＬＣ複合部品。