JPH098514A

JPH098514A - 積層セラミック電子部品

Info

Publication number: JPH098514A
Application number: JP17270495A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Oida; 田敏文笈
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】小型でＱの高い積層セラミック電子部品を提
供する。【構成】共振器１０は、第１〜第６の誘電体層１２ａ
〜１２ｆを含む。第１〜第６の誘電体層１２ａ〜１２ｆ
は、一体に積層され柱状に形成される。第１の誘電体層
１２ａには、断面矩形の略四角柱状の中心導体１６が形
成される。積層された第１〜第６の誘電体層１２ａ〜１
２ｆの外周面には、グランド電極１８ａ〜１８ｄが形成
される。第５の誘電体層１２ｅの一方主面には、帯状の
コンデンサ電極２０が中心導体１６と対向するようにし
て形成される。コンデンサ電極２０と中心導体１６との
間に集中的に電極間容量が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は積層セラミック電子部
品に関し、特に柱状の誘電体の内部に中心導体を有す
る、たとえば共振器などの積層セラミック電子部品に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１８はこの発明の背景となる従来の共
振器の一例を示す斜視図解図である。この共振器１は、
誘電体セラミック材料を活用した誘電体共振器である。
この共振器１は、誘電体セラミック材料からなる略４角
柱状の本体２を含む。本体２の略中央部には、円筒状の
中心導体３が、本体２の一端部から他端部へ延びるよう
にして形成される。また、本体２の外周面には、グラン
ド電極４が形成される。なお、中心導体３は、円筒状に
限らず、たとえば角筒状、円柱状および略四角柱状など
に形成される場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１８に示
す従来の共振器１では、誘電体セラミック材料の誘電率
εによってのみ大きさが決定される。そのため、共振器
１を小型化するためには、誘電体セラミック材料の組成
を変更するしか方法がない。しかし、この方法では、共
振器１のＱ値などの他の特性も変化してしまうので好ま
しくない。このような理由から、従来の共振器１は、小
型化が難しかった。

【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、小
型でＱの高い積層セラミック電子部品を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる積層セ
ラミック電子部品は、柱状に形成される誘電体と、誘電
体の表面に形成されるグランド電極と、誘電体の内部に
長手方向一端から他端にわたって形成される中心導体
と、中心導体との間に集中的に電極間容量を形成するた
めに、誘電体の内部に中心導体と近接して形成され、グ
ランド電極に接続されるコンデンサ電極とを含む、積層
セラミック電子部品である。

【０００６】この発明にかかる他の積層セラミック電子
部品は、柱状に形成される誘電体と、誘電体の表面に形
成されるグランド電極と、誘電体の内部に長手方向一端
から他端にわたって形成される中心導体と、誘電体の内
部に中心導体と接続されて形成される第１のコンデンサ
電極と、第１のコンデンサ電極との間に集中的に電極間
容量を形成するために、誘電体の内部に第１のコンデン
サ電極と対向するようにして形成され、グランド電極に
接続される第２のコンデンサ電極とを含む、積層セラミ
ック電子部品である。

【０００７】

【作用】この発明にかかる積層セラミック電子部品で
は、コンデンサ電極と中心導体との間に集中的に電極間
容量が形成される。

【０００８】また、この発明にかかる他の積層セラミッ
ク電子部品では、中心導体に接続された第１のコンデン
サ電極と第２のコンデンサ電極との間に集中的に電極間
容量が形成される。この場合には、より大きな電極間容
量を形成することができる。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、コンデンサ電極と中
心導体との間に集中的に電極間容量が形成されるため、
誘電体の誘電率εを変化させることなく、積層セラミッ
ク電子部品の小型化を図ることができる。したがって、
この発明によれば、小型でＱの高い積層セラミック電子
部品を得ることができる。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の一実施例としての共振器の
一例を示す斜視図解図であり、図２はその分解斜視図で
ある。この共振器１０は、セラミック層からなるたとえ
ば矩形板状の第１の誘電体層１２ａを含む。第１の誘電
体層１２ａには、その一端から他端にわたって、たとえ
ば断面矩形の孔１４が形成される。この孔１４は、第１
の誘電体層１２ａの一方主面から他方主面に貫通するよ
うに形成される。孔１４内部には導電体が充填され、断
面矩形の略四角柱状の中心導体１６が形成される。な
お、この実施例において中心導体とは、一体に積層され
る誘電体の中心に形成される導体パターンをいう。

【００１２】第１の誘電体層１２ａの一方主面には、中
心導体１６の一方面を覆うようにして、セラミック層か
らなる第２の誘電体層１２ｂが形成される。また、第２
の誘電体層１２ｂの一方主面には、セラミック層からな
る第３の誘電体層１２ｃが形成される。第３の誘電体層
１２ｃの一方主面には、グランド電極１８ａがたとえば
厚膜状に形成される。なお、第２の誘電体層１２ｂの厚
みは、第１および第３の誘電体層１２ａおよび１２ｃの
それぞれの厚みよりも薄く形成される。

【００１３】また、第１の誘電体層１２ａの他方主面に
は、中心導体１６の他方面を覆うようにして、セラミッ
ク層からなる第４の誘電体層１２ｄが形成される。さら
に、第４の誘電体層１２ｄの一方主面には、セラミック
層からなる第５の誘電体層１２ｅが形成される。

【００１４】第５の誘電体層１２ｅの一方主面には、帯
状のコンデンサ電極２０が中心導体１６の下面と対向す
るようにして、たとえば厚膜状に形成される。コンデン
サ電極２０は、中心導体１６の延びる方向と直交する方
向に延びるように形成される。そして、コンデンサ電極
２０の両端は、後述するグランド電極１８ｃおよび１８
ｄにそれぞれ接続される。この実施例では、コンデンサ
電極２０を中心導体１６に近接させて、大きな電極間容
量を形成するために、第４の誘電体層１２ｄの厚みが、
第１および第５の誘電体層１２ａおよび１２ｄのそれぞ
れの厚みよりも薄く形成される。

【００１５】第５の誘電体層１２ｅの他方主面には、セ
ラミック層からなる第６の誘電体層１２ｆが形成され
る。第６の誘電体層１２ｆの一方主面には、グランド電
極１８ｂが、たとえば厚膜状に形成される。グランド電
極１８ｂは、グランド電極１８ａと対向するようにして
形成される。

【００１６】第１〜第６の誘電体層１２ａ〜１２ｆは、
一体に積層され柱状に形成される。そして、図１に示す
ように、柱状に積層された第１〜第６の誘電体層１２ａ
〜１２ｆの対向した２つの側面には、グランド電極１８
ｃおよび１８ｄが形成される。グランド電極１８ｃおよ
び１８ｄは、グランド電極１８ａおよび１８ｂと接続さ
れる。したがって、グランド電極１８ａ〜１８ｄは、柱
状に積層された第１〜第６の誘電体層１２ａ〜１２ｆの
外周面を取り巻くようにして形成される。

【００１７】図３は、この共振器１０の等価回路図であ
る。この共振器１０では、第１〜第６の誘電体層１２ａ
〜１２ｆと、中心導体１６と、第１および第２のグラン
ド電極１８ａおよび１８ｂとでストリップラインからな
る共振器が形成される。そして、中心導体１６とコンデ
ンサ電極２０との間に集中的に電極間容量が形成され
る。したがって、この共振器１０は、共振器とともにキ
ャパシタが積層状態で内蔵され、一体的に形成される。

【００１８】図５は、共振器１０において、ｆ₀＝３Ｇ
Ｈｚ、ε_r＝２５の場合の電極間容量の大きさと、共振
器の長さおよび無負荷Ｑとの関係を示すグラフである。
図５に示すように、たとえば、コンデンサ電極２０と中
心導体１６との対向面積を大きくして、電極間容量を大
きくすることにより、共振器１０の外形長さを短くでき
る。しかも、図５に示すように、無負荷Ｑも大きくな
る。このように、この実施例によれば、小型でＱの大き
な共振器を得ることができる。

【００１９】また、この共振器１０では、中心導体１６
が断面矩形の柱状に形成されるので、中心導体１６の断
面積が大きい。そのため、中心導体１６において、電流
の流れる経路が大きくなり、中心導体１６における抵抗
成分や導体損が小さい。

【００２０】また、この共振器１０は、グランド電極１
８ａ〜１８ｄが磁気シールドとしても作用するので、中
心導体１６の周囲に発生する磁界が外部に漏れにくい。

【００２１】なお、図１に示す共振器１０の変形例とし
て、積層された第１〜第６の誘電体層１２ａ〜１２ｆの
一方端面に、さらに他のグランド電極を形成してもよ
い。そして、このグランド電極を、グランド電極１８ａ
〜１８ｄおよび中心導体１６の一端と接続することによ
り、図４に示す等価回路を有する共振器を得ることがで
きる。この場合にも、上述と同様の効果を得ることがで
きる。

【００２２】図６はこの発明の他の実施例を示す斜視図
解図であり、図７はその線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面
図であり、図８はその線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断
面図である。図６に示す共振器３０は、柱状の本体３２
を含む。本体３２は、図１に示す共振器１０と同様に誘
電体から形成される。本体３２の中心には、その長手方
向の一端から他端に貫通するようにして、中心導体３４
が形成される。中心導体３４は、図１に示す中心導体１
６と比べて、円筒状に形成される。また、この中心導体
３４の下方には、板状のコンデンサ電極３６が形成され
る。このコンデンサ電極３６は、図１に示すコンデンサ
電極２０と比べて、誘電体からなる本体３２の長手方向
一端から所定の間隔をおいて、本体３２の内部に形成さ
れる。また、本体３２には、図１に示したものと同様
に、グランド電極３８ａ，３８ｂ，３８ｃおよび３８ｄ
が形成される。したがって、図６に示す共振器３０は、
図９に示す等価回路を有する。この共振器３０によって
も、図１に示す共振器１０と同様の効果を得ることがで
きる。

【００２３】また、本体３２の長手方向の一端面にグラ
ンド電極を形成し、そのグランド電極をグランド電極３
８ａ〜３８ｄおよび中心導体３４と接続することによ
り、図１０に示す等価回路を有する共振器を得ることが
できる。この変形例によっても、図６に示す共振器と同
様の効果を得ることができる。

【００２４】図１１はこの発明のさらに他の実施例を示
す斜視図解図であり、図１２はその線ＸＩＩ−ＸＩＩに
おける断面図であり、図１３はその線ＸＩＩＩ−ＸＩＩ
Ｉにおける断面図である。図１１に示す共振器４０は、
柱状の本体４２を含む。本体４２は、図１に示す共振器
１０と同様に誘電体から形成される。本体４２の中心に
は、その長手方向の一端から他端に延びるようにして、
図１に示したものと同様の四角柱状の中心導体４４が形
成される。また、この中心導体４４の下面に接続され
て、板状の第１のコンデンサ電極４６が形成される。さ
らに、第１のコンデンサ電極４６の下方には、第１のコ
ンデンサ電極４６と対向するようにして、第２のコンデ
ンサ電極５０が形成される。また、本体４２には、図１
に示したものと同様に、本体４２の外周面を覆うように
して、グランド電極４８ａ，４８ｂ，４８ｃおよび４８
ｄが形成される。第２のコンデンサ電極５０は、グラン
ド電極４８ｃおよび４８ｄに接続される。したがって、
図１１に示す共振器４０は、図３に示す等価回路を有す
る。

【００２５】図１１に示す共振器４０では、図１に示す
共振器１０に比べて、第１のコンデンサ電極４６が中心
導体４４と接続されて形成される。そして、第１のコン
デンサ電極４６と第２のコンデンサ電極５０との間に集
中的に電極間容量が形成される。図１１に示す共振器４
０では、第１のコンデンサ電極４６を設けることによ
り、第２のコンデンサ電極５０との間の対向面積をより
大きくすることができ、より大きな電極間容量を得るこ
とができる。したがって、共振器の小型化および高Ｑ化
をさらに図ることができる。

【００２６】また、本体４２の長手方向の一端面にグラ
ンド電極を形成し、そのグランド電極を本体４２の側面
のグランド電極４８ａ〜４８ｄおよび中心導体４４と接
続することにより、図４に示す等価回路を有する共振器
を得ることができる。この変形例によっても、図１１に
示す共振器と同様の効果を得ることができる。

【００２７】さらに、図１４は、この発明の別の実施例
としてのフィルタの一例を示す斜視図であり、図１５
は、その線ＸＶ−ＸＶにおける断面図であり、図１６
は、その分解斜視図である。このフィルタ６０は、セラ
ミック層からなるたとえば矩形板状の第１の誘電体層６
２ａを含む。第１の誘電体層６２ａには、たとえば断面
矩形の孔６４ａおよび６４ｂが、それぞれ第１の誘電体
層６２ａの一方主面から他方主面に貫通するように形成
される。これらの孔６４ａおよび６４ｂには、それぞれ
導電体が充填されて、断面矩形の柱状の中心導体６６ａ
および６６ｂが形成される。この場合、中心導体６６ａ
および６６ｂは、間隔を隔てて平行に形成され、電磁気
的に結合される。中心導体６６ａおよび６６ｂのそれぞ
れの一端は、第１の誘電体層６２ａの一端面に引き出さ
れて、外部電極７２ａに接続される。

【００２８】第１の誘電体層６２ａの一方主面には、セ
ラミック層からなるたとえば矩形板状の第２の誘電体層
６２ｂが形成される。この実施例では、第２の誘電体層
６２ｂの厚みは、第１の誘電体層６２ａの厚みよりも薄
く形成される。第２の誘電体層６２ｂの一方主面には、
たとえば矩形の第１のコンデンサ電極７０ａおよび第２
のコンデンサ電極７０ｂが、それぞれたとえば厚膜状に
形成される。第１のコンデンサ電極７０ａは、中心導体
６６ａの他端近傍に対向して形成され、第２のコンデン
サ電極７０ｂは、中心導体６６ｂの他端近傍に対向して
形成される。また、第１および第２のコンデンサ電極７
０ａおよび７０ｂは、中心導体６６ａおよび６６ｂが引
き出される端面と対向する側の端面に引き出される。そ
して、第１および第２のコンデンサ電極７０ａおよび７
０ｂは、外部電極７２ｂに接続される。

【００２９】第２の誘電体層６２ｂの一方主面には、セ
ラミック層からなるたとえば矩形板状の第３の誘電体層
６２ｃが形成される。第３の誘電体層６２ｃの一方主面
には、第１のグランド電極６８ａがたとえば厚膜状に形
成される。第１のグランド電極６８ａは、第３の誘電体
層６２ｃの両端面に引き出されて、外部電極７２ａおよ
び７２ｂに接続される。

【００３０】第３の誘電体層６２ｃの一方主面には、セ
ラミック層からなるたとえば矩形板状の第４の誘電体層
６２ｄが形成される。

【００３１】また、第１の誘電体層６２ａの他方主面に
は、セラミック層からなるたとえば矩形板状の第５の誘
電体層６２ｅが形成される。この実施例では、第５の誘
電体層６２ｅの厚みは、第１の誘電体層６２ａの厚みよ
りも薄く形成される。

【００３２】第５の誘電体層６２ｅの他方主面には、セ
ラミック層からなるたとえば矩形板状の第６の誘電体層
６２ｆが形成される。第６の誘電体層６２ｆの一方主面
には、中心導体６６ａに対向するようにして、たとえば
短冊状の第３のコンデンサ電極７０ｃが、たとえば厚膜
状に形成される。同様に、第６の誘電体層６２ｆの一方
主面には、中心導体６６ｂに対向するようにして、たと
えば短冊状の第４のコンデンサ電極７０ｄが、たとえば
厚膜状に形成される。この場合、第３および第４のコン
デンサ電極７０ｃおよび７０ｄは、それぞれ中心導体６
６ａおよび６６ｂの長手方向と直交する方向に延びるよ
うに形成される。そして、第３および第４のコンデンサ
電極７０ｃおよび７０ｄのそれぞれの一端は、第６の誘
電体層６２ｆの略中央部において、所定の間隔をおいて
対向するようにして配置される。また、第３および第４
のコンデンサ電極７０ｃおよび７０ｄのそれぞれの他端
は、それぞれ第６の誘電体層６２ｆの端面に引き出さ
れ、入出力端子としての外部電極７２ｃおよび７２ｄに
接続される。

【００３３】第６の誘電体層６２ｆの他方主面には、セ
ラミック層からなるたとえば矩形板状の第７の誘電体層
６２ｇが形成される。第７の誘電体層６２ｇの一方主面
には、第１のグランド電極６８ａと対向するようにし
て、第２のグランド電極６８ｂがたとえば厚膜状に形成
される。

【００３４】第１〜第７の誘電体層６２ａ〜６２ｇは、
一体に積層され柱状に形成される。一体に積層された誘
電体層の側面には、図１４〜図１６に示すように、外部
電極７２ａ，７２ｂ，７２ｃおよび７２ｄが形成され
る。外部電極７２ａおよび７２ｂには、それぞれ第１の
グランド電極６８ａおよび第２のグランド電極６８ｂが
接続されグランド端子として用いられる。また、外部電
極７２ｃおよび７２ｄには、それぞれ第３および第４の
コンデンサ電極７０ｃおよび７０ｄが接続され、入出力
端子として用いられる。また、外部電極７２ａおよび７
２ｂは、第１および第２のグランド電極６８ａおよび６
８ｂとともに、中心導体６６ａおよび６６ｂの周囲を取
り囲むように形成されるので、発生する磁界が遮られて
外部に漏れない。

【００３５】このフィルタ６０では、第１〜第３，第５
および第６の誘電体層６２ａ〜６２ｃ，６２ｅ，６２ｆ
と、中心導体６６ａと、第１および第２のグランド電極
６８ａおよび６８ｂとでストリップラインからなる共振
器が形成され、第１〜第３，第５および第６の誘電体層
６２ａ〜６２ｃ，６２ｅ，６２ｆと、中心導体６６ｂ
と、第１および第２のグランド電極６８ａおよび６８ｂ
とでストリップラインからなる共振器が形成される。こ
の場合、中心導体６６ａおよび６６ｂが電磁気的に結合
されているので、２つの共振器も電磁気的に結合され
る。

【００３６】また、このフィルタ６０では、コンデンサ
電極７０ａおよび中心導体６６ａの間と、コンデンサ電
極７０ｂおよび中心導体６６ｂの間と、コンデンサ電極
７０ｃおよび中心導体６６ａの間と、コンデンサ電極７
０ｄおよび中心導体６６ｂの間とにそれぞれ集中的に電
極間容量が形成される。また、互いに対向しているコン
デンサ電極７０ｃとコンデンサ電極７０ｄとの間にも、
集中的に電極間容量が形成される。したがって、このフ
ィルタ６０は、図１７に示す等価回路を有する。

【００３７】図１４に示すフィルタ６０は、図１に示す
実施例と同様に、共振器とともにキャパシタが積層状態
で内蔵され、一体的に形成されるので小型化が容易であ
る。また、このフィルタ６０は、中心導体６６ａおよび
６６ｂがそれぞれ断面矩形の柱状に形成されるので、中
心導体６６ａおよび６６ｂの表面積が大きい。そのた
め、中心導体６６ａおよび６６ｂにおいて電流の流れる
経路が大きくなり、中心導体６６ａおよび６６ｂにおけ
る抵抗成分および導体損が小さくなる。そのため、この
フィルタ６０は、Ｑが大きく、挿入損失が小さい。この
ように、図１４に示す実施例によれば、小型で、しかも
従来の誘電体共振器を用いた大型のフィルタと同等の特
性を有するフィルタを得ることができる。

【００３８】なお、上述の各実施例において、中心導体
とコンデンサ電極との対向面積および電極間距離は、所
望の電極間容量を得るために適宜調整することが可能で
ある。複数のコンデンサ電極同士の場合も同様である。

【００３９】また、上述の各実施例において、誘電体層
に形成される孔や中心導体の形状は、上述の形状に限ら
ず任意に変更されてもよい。たとえば、上述の各実施例
では、中心導体が断面４角形に形成されているが、この
発明では、中心導体はたとえば断面Ｌ字状や断面コ字状
に形成してもよい。また、中心導体は、円筒状に限ら
ず、たとえば角筒状、円柱状および略四角柱状などに形
成してもよい。さらに、中心導体の形状は、たとえば平
面略Ｃ字形状などに形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例としての共振器の一例を示
す斜視図解図である。

【図２】図１に示す共振器の分解斜視図である。

【図３】図１に示す共振器の等価回路図である。

【図４】図１に示す共振器の変形例の等価回路図であ
る。

【図５】図１に示す共振器において、ｆ₀＝６ＧＨｚ、
ε_r＝２５の場合の電極間容量の大きさと、共振器の長
さおよび無負荷Ｑの関係を示すグラフである。

【図６】この発明の他の実施例を示す斜視図解図であ
る。

【図７】図６に示す共振器の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける
断面図である。

【図８】図６に示す共振器の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにお
ける断面図である。

【図９】図６に示す共振器の等価回路図である。

【図１０】図６に示す共振器の変形例の等価回路図であ
る。

【図１１】この発明のさらに他の実施例を示す斜視図解
図である。

【図１２】図１１に示す共振器の線ＸＩＩ−ＸＩＩにお
ける断面図でる。

【図１３】図１１に示す共振器の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ
における断面図である。

【図１４】この発明の別の実施例としてのフィルタの一
例を示す斜視図である。

【図１５】図１４に示すフィルタの線ＸＶ−ＸＶにおけ
る断面図である。

【図１６】図１４に示すフィルタの分解斜視図である。

【図１７】図１４に示すフィルタの等価回路図である。

【図１８】この発明の背景となる従来の共振器の一例を
示す斜視図解図である。

【符号の説明】

１０共振器１２ａ〜１２ｆ第１〜第４の誘電体層１４孔１６中心導体１８ａ〜１８ｄグランド電極２０コンデンサ電極３０共振器３２本体３４中心導体３６コンデンサ電極３８ａ〜３８ｄグランド電極４０共振器４２本体４４中心導体４６第１のコンデンサ電極４８ａ〜４８ｄグランド電極５０第２のコンデンサ電極６０フィルタ６２ａ第１の誘電体層６２ｂ第２の誘電体層６２ｃ第３の誘電体層６２ｄ第４の誘電体層６２ｅ第５の誘電体層６２ｆ第６の誘電体層６２ｇ第７の誘電体層６４ａ，６４ｂ孔６６ａ，６６ｂ中心導体６８ａ第１のグランド電極６８ｂ第２のグランド電極７０ａ第１のコンデンサ電極７０ｂ第２のコンデンサ電極７０ｃ第３のコンデンサ電極７０ｄ第４のコンデンサ電極７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ外部電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柱状に形成される誘電体、前記誘電体の表面に形成されるグランド電極、前記誘電体の内部に長手方向一端から他端にわたって形
成される中心導体、および前記誘電体の内部に前記中心
導体と近接して形成され、前記グランド電極に接続され
るコンデンサ電極を含む、積層セラミック電子部品。
【請求項２】柱状に形成される誘電体、前記誘電体の表面に形成されるグランド電極、前記誘電体の内部に長手方向一端から他端にわたって形
成される中心導体、前記誘電体の内部に前記中心導体と接続されて形成され
る第１のコンデンサ電極、および前記誘電体の内部に前
記第１のコンデンサ電極と対向するようにして形成さ
れ、前記グランド電極に接続される第２のコンデンサ電
極を含む、積層セラミック電子部品。
【請求項３】前記中心導体は、略四角柱状に形成され
る、請求項１または請求項２に記載の積層セラミック電
子部品。
【請求項４】前記中心導体は、略円筒状に形成され
る、請求項１または請求項２に記載の積層セラミック電
子部品。