JPH11261362A

JPH11261362A - 積層型バンドパスフィルタ

Info

Publication number: JPH11261362A
Application number: JP10056893A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Watanabe; 光弘渡辺; Shigeru Kenmochi; 茂釼持; Yasushi Kishimoto; 靖岸本; Toshihiko Tanaka; 俊彦田中; Tsuyoshi Takeda; 剛志武田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で、低損失な積層型バンドパスフィルタ
を構成する。【解決手段】積層構造の上下にアース電極を有し、積
層構造の中央部に、少なくとも２ターン以上巻回された
コイルが２つ並んで配置され、前記コイルと接続され共
振器を構成するコンデンサ電極が、一方のコイルと接続
されるコンデンサ電極は上部のアース電極と対向して配
置され、他方のコイルと接続されるコンデンサ電極は下
部のアース電極と対向して配置されている積層型バンド
パスフィルタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの通
信機器に使用されるバンドパスフィルタに関し、特にＩ
Ｆ帯用の積層型バンドパスフィルタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、マイクロ波通信機器などに使
用される積層型バンドパスフィルタについては、種々の
構成が提案されている。例えば、特開平８−３１６０３
５号公報に示されるものがある。この従来例を図７に示
す。この従来例は、３つの誘電体層２ａ、２ｂ、２ｃ上
に、それぞれアース電極（グランド電極）３ａ、３ｂ、
３ｃが形成され、２つのアース電極３ａ、３ｂの間に、
コンデンサ電極４ａ、４ｂおよびコンデンサ電極５ａ、
５ｂと、共通電極６が形成されている。さらに、２つの
アース電極３ｂ、３ｃの間に、２つのインダクタンス電
極７ａ、７ｂが形成されている。この従来例は、図８に
示す等価回路を有し、インダクタンスとキャパシタンス
とからなる２つの共振器が、別のキャパシタンスを介し
て結合していると説明されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この積層型バンドパス
フィルタは、例えば、携帯電話などに使用される。この
携帯電話においては、常に小型、軽量化の検討が進めら
れ、使用される部品に対しても、小型、軽量化の要求が
強い。もちろん、この部品に対する小型、軽量化の要求
は、携帯電話に限られたものではない。

【０００４】特に、携帯電話などに使用されるＩＦ帯用
のバンドパスフィルタの場合、積層構造で、かつ小型に
構成することが困難であった。このＩＦ帯は、おおよそ
１００ＭＨｚ〜５００ＭＨｚ程度の周波数であるが、こ
の周波数帯では共振器を構成するＬ、Ｃの定数が大き
く、積層体寸法が大きくなるからである。

【０００５】本発明は、フィルタ特性も良好で、小型化
が可能な積層型バンドパスフィルタを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体層と電
極パターンを適宜積層し、一体化してなる積層型バンド
パスフィルタにおいて、積層構造の上側及び下側にアー
ス電極を有し、該アース電極に挟まれる領域の中間部
に、少なくとも２ターン以上巻回されたコイルが２つ並
んで配置され、前記コイルと接続され共振器を構成する
コンデンサ電極が、一方のコイルと接続されるコンデン
サ電極は上側のアース電極と対向して配置され、他方の
コイルと接続されるコンデンサ電極は下側のアース電極
と対向して配置されている積層型バンドパスフィルタで
ある。

【０００７】本発明によれば、共振器のインダクタンス
Ｌを大きくするため、コイルを用い、２ターン以上巻回
した構造としている。好ましくは３ターン以上である。
また、一方のコイルと他方のコイルとは、巻回方向が逆
向きであることが好ましい。また、このコイルは、各層
に１ターン未満のコイル電極を形成し、それを積層方向
に接続して２ターン以上のコイルとすることが好まし
い。この２つのコイルは、互いにＭ結合し、共振器をＭ
結合させている。

【０００８】また本発明では、前記コイルと前記コンデ
ンサ電極とは、少なくとも３００μｍ以上離れているこ
とが好ましい。これにより、コイルとコンデンサとの不
要な干渉を防いでいる。好ましくは４００μｍ以上であ
る。

【０００９】また本発明では、前記コンデンサ電極が前
記アース電極とほぼ同じ大きさであることが好ましい。
これにより、コンデンサ電極の面積を大きくすることが
出来、コンデンサ容量を大きくすることができる。

【００１０】また本発明において、コイル部分では、磁
束を生じる。この磁束は、そのコイルの内周部を通過す
る。この磁束が直接的にアース電極を通過すると、渦電
流を生じ、挿入損失が悪化する。このため、コイルとア
ース電極との間にコンデンサ電極を配置し、そのコンデ
ンサ電極を上下のアース電極にそれぞれ対向させている
ものである。この効果を確実とするために、コンデンサ
電極の大きさを、アース電極とほぼ同じ大きさとするこ
とが好ましい。また、コンデンサ電極をコイルの巻回さ
れている内周形状よりも大きくすることが好ましい。

【００１１】また本発明は、前記共振器と入出力との間
に結合コンデンサが接続され、前記結合コンデンサ用電
極は、前記共振器用のコンデンサ電極と対向して配置さ
れ、一方の共振器用の結合コンデンサ用電極は、その一
方の共振器用のコンデンサ電極と対向して配置され、他
方の共振器用の結合コンデンサ用電極は、その他方の共
振器用のコンデンサ電極と対向して配置されている積層
型バンドパスフィルタである。

【００１２】また本発明では、ＬとＣの並列共振回路か
らなる共振器を２つ有し、それぞれの一端をアース接続
し、他端を結合コンデンサを介して入出力端子に接続
し、共振器間をＭ結合したバンドパスフィルタ回路を有
している。

【００１３】また本発明では、前記電極パターンは、上
下点対称形状により構成することができる。この上下点
対称とは、以下の構造を言う。図１に、本発明に係る一
実施例の積層型バンドパスフィルタの内部電極パターン
を示している。これにより、説明する。誘電体層２０か
ら誘電体層１１の電極パターンをそれぞれＡ〜Ｊとする
と、パターンＥとパターンＦは回転対称となっている。
そして、パターンＤとパターンＧも回転対称となってい
る。同様に、パターンＣとパターンＨが、パターンＢと
パターンＩが、パターンＡとパターンＪがそれぞれ回転
対称となっている。つまり、中央部から、互いに外側に
向かってそれぞれ回転対称形状となっているものであ
る。この場合、スルーホール位置については考慮してい
ない。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係る一実施例の積層型バ
ンドパスフィルタの内部電極パターンを図１に、斜視図
を図２に、等価回路図を図３に示す。また積層断面の様
子を示す説明図を図４に示す。

【００１５】この実施例は、９００℃以下の低温焼成が
可能な誘電体材料を用い、この誘電体材料をドクターブ
レードでシート成形し、そのシート上に、適宜Ａｇから
なる導電体をスクリーン印刷で印刷形成し、それを積層
し、圧着した後、各チップ形状に切断し、焼成されて構
成される。焼成後、外部端子電極を印刷焼付し、さらに
メッキを施して作製される。尚、本発明では、誘電率が
約８の誘電体材料を用いた。

【００１６】実施例の積層構造について更に詳細に説明
する。尚、等価回路は、図３に示してある。下層の誘電
体層１１には、アース電極３１が形成されている。この
アース電極３１は、ほぼ全面に形成され、外部端子電極
Ｔ３、Ｔ６に接続するリード部を有している。その上の
誘電体層１２に、コンデンサ電極４１が形成されてい
る。このコンデンサ電極４１は、外部端子電極Ｔ７に接
続するリード部を有している。このコンデンサ電極４１
は、アース電極３１とほぼ同等の大きさを有し、アース
電極との間で、等価回路のＣ４を形成している。その上
の誘電体層１３には、コンデンサ電極４３が形成されて
いる。このコンデンサ電極４３は、外部端子電極Ｔ４、
Ｔ８に接続するリード部を有している。このコンデンサ
電極４３は、コンデンサ電極４１と対向して、等価回路
のＣ２を構成している。

【００１７】その上には、電極パターンの形成されてい
ないダミー層となる誘電体層２１、２２が積層される。
その上の誘電体層１４には、２つのコイル電極５１、５
５が形成されている。コイル電極５１は、外部端子電極
Ｔ７に接続するリード部を有し、コイル電極５５は、外
部端子電極Ｔ６に接続するリード部を有している。その
上の誘電体層１５には、２つのコイル電極５２、５６が
形成されている。このコイル電極５２は、スルーホール
６５でコイル電極５１に接続され、コイル電極５６は、
スルーホール６４でコイル電極５５に接続される。その
上の誘電体層１６には、２つのコイル電極５３、５７が
形成されている。このコイル電極５３は、スルーホール
６３でコイル電極５２に接続され、コイル電極５７は、
スルーホール６２でコイル電極５６に接続される。そし
て、その上の誘電体層１７には、２つのコイル電極５
４、５８が形成されている。このコイル電極５４は、ス
ルーホール６１でコイル電極５３に接続され、コイル電
極５８は、スルーホール６０でコイル電極５７に接続さ
れる。また、コイル電極５４は、外部端子電極Ｔ３に接
続するリード部を有し、コイル電極５８は、外部端子電
極Ｔ２に接続するリード部を有している。

【００１８】このコイル電極は、誘電体層１４、１５、
１６、１７に形成されたコイル電極５１、５２、５３、
５４がスルーホール６１、６３、６５で接続されて、積
層方向に接続され、約３．５ターンのコイルを形成して
いる。このコイルが等価回路のＬ２となる。また、誘電
体層１４、１５、１６、１７に形成されたコイル電極５
５、５６、５７、５８もスルーホール６０、６２、６４
で接続されて、積層方向に接続され、約３．５ターンの
コイルを形成している。このコイルが等価回路のＬ１と
なる。各層のコイル電極は、それぞれ１ターン未満のコ
イル形状であり、スルーホールで接続され、積層方向に
つながり、２ターン以上のコイルを形成している。また
各層のコイル電極は、各誘電体層に並んで構成され、２
つのコイルは、積層体中に並んで配置されている。

【００１９】またその上には、電極パターンの形成され
ていないダミー層となる誘電体層２３、２４が積層され
る。その上の誘電体層１８には、コンデンサ電極４４が
形成され、このコンデンサ電極４４は、外部端子電極Ｔ
１、Ｔ５に接続するリード部を有している。その上の誘
電体層１９には、コンデンサ電極４２が形成され、この
コンデンサ電極４２は、外部端子電極Ｔ２に接続するリ
ード部を有している。その上の誘電体層２０には、アー
ス電極３２が形成され、このアース電極３２は、外部端
子電極Ｔ３、Ｔ６に接続するリード部を有している。そ
して、その上に誘電体層２５が積層される。

【００２０】このアース電極３２とコンデンサ電極４２
とにより、等価回路のＣ３を構成し、コンデンサ電極４
２とコンデンサ電極４４とにより、等価回路のＣ１を構
成している。また、外表面には、方向識別マークが形成
され、外部端子電極Ｔ５を入力端子とし、外部端子電極
Ｔ８を出力端子とし、外部端子電極Ｔ３、Ｔ６をアース
端子としている。

【００２１】本実施例によれば、図３に示す等価回路を
有する積層型バンドパスフィルタを得ることができた。
この実施例の外形は、４．５ｍｍ×３．２ｍｍ×高さ
１．７ｍｍであり、極めて小型に構成することができ
た。また、この実施例の挿入損失特性を図６に示す。こ
の図６に示すように、ＩＦ帯のバンドパスフィルタとし
て実用的な特性が得られた。

【００２２】この実施例では、コイルの巻回されている
内周形状を各誘電体層で同じになるように形成してい
る。このコイルの巻回されている内周形状を図５に斜線
部で示す。このコイルの巻回されている内周形状の大き
さは、コイルのインダクタンス値に影響する。本発明で
は、限られたスペースの中で、コイルのインダクタンス
値を大きくするために、巻数を多くするとともに、この
内周形状を大きくしている。このコイルの内周形状を大
きくするために、コイルのパターンを１ターン未満と
し、それをスルーホールで積層方向に接続することによ
り、この内周形状を大きくし、各誘電体層間でも同じと
なるように構成している。

【００２３】また、このコイルの内周部（図５の斜線
部）に磁束が生じ、この磁束により２つのコイルがＭ結
合し、共振器のＭ結合となっている。このため、磁束を
十分に発生させるため、コイルとコンデンサ電極及びア
ース電極との間を一定以上にする必要がある。これは、
上記したようにコイルとコンデンサ電極との間を少なく
とも３００μｍ以上離すこと、更に好ましくは４００μ
ｍ以上離すことにより、満足させることができる。一
方、この磁束直接的にアース電極を通過すると、渦電流
を生じ、挿入損失が悪化する。このため、この実施例で
は、このコイルの内周部の上方及び下方に配置されてい
るアース電極３１、３２との間にコンデンサ電極４１、
４２を配置している。そして、このコンデンサ電極４
１、４２は、アース電極３１、３２と同程度の大きさと
してある。また、このコンデンサ電極４１、４２は、コ
イルの内周部よりも大きい外形に形成してある。

【００２４】本発明によれば、従来小型化が困難であっ
たＩＦ帯用のバンドパスフィルタを上記した構造によっ
て、極めて小型に構成することができたものである。し
かも、フィルタ特性も良好であり、十分に使用できるも
のであり、挿入損失も少なく、低損失であり、バッテリ
の長寿命化に貢献できるものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、フィルタ特性が良好
で、低損失な積層型バンドパスフィルタを小型に構成す
ることができる。特に、ＩＦ帯用の積層型バンドパスフ
ィルタとして優れており、携帯電話など通信機器の小型
化に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の積層構造を示す内部電
極パターン図である。

【図２】本発明に係る一実施例の斜視図である。

【図３】本発明に係る一実施例の等価回路図である。

【図４】本発明に係る一実施例の断面構造を示す図であ
る。

【図５】本発明に係る一実施例の説明図である。

【図６】本発明に係る一実施例の挿入損失特性図であ
る。

【図７】従来例の積層構造図である。

【図８】従来例の等価回路図である。

【符号の説明】

１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１
９、２０、２１、２２、２３、２４、２５誘電体層３１、３２アース電極４１、４２、４３、４４コンデンサ電極５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８コ
イル電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中俊彦鳥取県鳥取市南栄町70番地２号日立金属株式会社鳥取工場内 (72)発明者武田剛志鳥取県鳥取市南栄町70番地２号日立金属株式会社鳥取工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体層と電極パターンを適宜積層し、
一体化してなる積層型バンドパスフィルタにおいて、積
層構造の上側及び下側にアース電極を有し、該アース電
極に挟まれる領域の中間部に、少なくとも２ターン以上
巻回されたコイルが２つ並んで配置され、前記コイルと
接続され共振器を構成するコンデンサ電極が、一方のコ
イルと接続されるコンデンサ電極は上側のアース電極と
対向して配置され、他方のコイルと接続されるコンデン
サ電極は下側のアース電極と対向して配置されているこ
とを特徴とする積層型バンドパスフィルタ。
【請求項２】前記コイルと前記コンデンサ電極とは、
少なくとも３００μｍ以上離れていることを特徴とする
請求項１記載の積層型バンドパスフィルタ。
【請求項３】前記コンデンサ電極が前記アース電極と
ほぼ同じ大きさであることを特徴とする請求項１記載の
積層型バンドパスフィルタ。
【請求項４】前記コンデンサ電極が前記コイルの巻回
されている内周形状よりも大きい外形を有することを特
徴とする請求項１記載の積層型バンドパスフィルタ。
【請求項５】前記共振器と入出力との間に結合コンデ
ンサが接続され、前記結合コンデンサ用電極は、前記共
振器用のコンデンサ電極と対向して配置され、一方の共
振器用の結合コンデンサ用電極は、その一方の共振器用
のコンデンサ電極と対向して配置され、他方の共振器用
の結合コンデンサ用電極は、その他方の共振器用のコン
デンサ電極と対向して配置されていることを特徴とする
請求項１記載の積層型バンドパスフィルタ。
【請求項６】前記電極パターンは、上下点対称形状と
なっていることを特徴とする請求項１記載の積層型バン
ドパスフィルタ。