KR101610212B1 - 밴드 패스 필터, 고주파 부품 및 통신 장치 - Google Patents

Abstract

복수의 유전체층으로 이루어지는 적층 기판 내에, 2개의 입출력 단자 사이(15, 16)에 배치된 2개 이상의 공진기를 구비한 밴드 패스 필터로서, 각 공진기는 공진 선로(3∼5)와 그 일단에 접속된 공진 용량(8, 12, 13)에 의해 구성되며, 상기 공진 용량을 형성하는 용량 전극과 상기 공진 선로는, 적층 방향으로부터 보았을 때 밴드 패스 필터의 구성 부분 전체를 덮는 평면형의 그라운드 전극(6)을 통하여, 상이한 유전체층에 배치되고, 상기 2개의 입출력 단자가 접속된 공진기 각각에 있어서, 상기 공진 선로와 상기 공진 용량과의 사이의 경로와 상기 입출력 단자와의 접속점이, 상기 공진 선로보다 상기 공진 용량에 가까운 적층 방향 위치(제9층)에 있는 밴드 패스 필터.

Description

밴드 패스 필터, 고주파 부품 및 통신 장치{BAND-PASS FILTER, HIGH-FREQUENCY PART, AND COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은, 예를 들면, 휴대 전화기 등의 이동체 통신 기기나 전자 전기 기기 사이에서의 무선 전송을 행하는 무선 LAN 등의 무선 통신 장치 등에 사용되는 밴드 패스 필터, 및 그것을 사용한 고주파 부품 및 통신 장치에 관한 것이다.

현재 IEEE802.11 규격으로 대표되는 무선 LAN에 의한 데이터 통신이 널리 이용되고 있다. 무선 LAN은, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터(PC), 프린터나 하드디스크 등의 PC의 주변 기기, FAX, 표준 TV(SDTV), 고품위 TV(HDTV), 휴대 전화기 등의 전자 기기, 자동차 내나 항공기 내에서의 유선 통신에 대신하는 신호 전달 수단으로서 사용되고 있다.

이와 같은 무선 LAN의 멀티 밴드 통신 장치에 사용되는 고주파 회로는, 통신 주파수대가 상이한 2개의 통신 시스템(예를 들면, IEEE802.11a와 IEEE802.11b 및/또는 IEEE802.11g)에서 송수신이 가능한 1개의 안테나와, 송신측 회로 및 수신측 회로와의 접속을 전환하는 고주파 스위치를 구비하여, 2개의 통신 시스템의 송신측 회로 및 수신측 회로의 전환을 행한다. 무선 장치의 소형화 및 고기능화에 따라 고주파 회로를 구현한 고주파 부품에도 일체화 및 소형화에 대한 요구가 강해지고 있다.

이와 같은 고주파 회로 중, 소정 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 밴드 패스 필터는 중요한 회로이다. 밴드 패스 필터는, 안테나 회로의 프론트 엔드, 송수신 회로의 사이 등에 배치되고, 통과 대역의 외측에 있는 불요파를 제거한다. 밴드 패스 필터에는, 통과 대역 근방에서 급경사의 필터 특성뿐만 아니라, 고조파 대역과 같이 통과 대역으로부터 이격된 대역에서도 높은 감쇠량도 요구된다. 거기에 더하여, 소형화 및 고성능화도 요구된다.

WO 2008/066198은, 3개의 공진기를 구비하고, 각 공진기를 구성하는 공진 선로가 복수의 층에 형성된 전극을 병렬로 접속함으로써 구성된 소형의 적층형 밴드 패스 필터를 개시하고 있다. 이와 같은 구성의 밴드 패스 필터는, 임피던스가 작고 또한 삽입 손실이 작아 우수한 감쇠 특성을 가진다. 그러나, 이 밴드 패스 필터에서는 공진 선로가 복수의 전송 선로에 의해 구성되어 있으므로, 전송 선로 사이에 전자기적(電磁氣的)인 결합이 생긴다. 따라서, 소형화의 요구에 따라 공진 선로의 간격을 좁히면, 전자기적인 결합이 지나치게 강해져 삽입 손실이 증대한다. 이와 같이, WO 2008/066198의 밴드 패스 필터는 삽입 손실이 작은 상태로는 소형화할 수 없다. 또한 복수의 유전체층에 걸쳐서 공진 선로가 형성되어 있으므로, 적층 어긋남에 의해 공진 선로의 적층 방향 배치가 어긋나서, 필터 특성이 변동한다는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은, 통과 대역 근방뿐만 아니라, 더 나아가서 고주파 측에 있어서의 감쇠 특성이 우수한 밴드 패스 필터, 그것을 사용한 고주파 부품, 및 통신 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은, 저손실로 소형화가 가능한 밴드 패스 필터, 그것을 사용한 고주파 부품, 및 통신 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 밴드 패스 필터는, 복수의 유전체층으로 이루어지는 적층 기판 내에 2개의 입출력 단자 사이에 배치된 2개 이상의 공진기를 구비하고,

각 공진기는 공진 선로와 그 일단에 접속된 공진 용량에 의해 구성되며,

상기 공진 용량을 형성하는 용량 전극과 상기 공진 선로는, 적층 방향으로부터 보았을 때 밴드 패스 필터의 구성 부분 전체를 덮는 평면형의 그라운드 전극을 통하여, 상이한 유전체층에 배치되고,

상기 2개의 입출력 단자가 접속된 공진기 각각에 있어서, 상기 공진 선로와 상기 공진 용량과의 사이의 경로와 상기 입출력 단자와의 접속점이, 상기 공진 선로로부터 상기 공진 용량에 가까운 적층 방향 위치에 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의해 입출력 단자로부터 공진 용량까지의 비어(via) 도체를 짧게 할 수 있어, 입출력 단자로부터 보았을 때 공진 용량까지의 기생 인덕턴스를 저감할 수 있다. 밴드 패스 필터는, 통과 대역보다 고주파 측에서는 공진 용량의 임피던스가 단락에 가까워져, 높은 감쇠량을 얻지만, 비어 도체의 기생 인덕턴스가 크면 공진 용량의 임피던스가 고주파 측에서 충분히 단락으로 되지 않는다. 본 발명의 구성에 의하면 기생 인덕턴스가 억제되고, 통과 대역 근방뿐만 아니라 고주파 측에서도 높은 감쇠량을 얻을 수 있다.

상기 밴드 패스 필터에 있어서, 2개의 입출력 단자는, 공진 용량을 형성하는 용량 전극이 배치된 유전체층에 있어서 상기 경로에 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 입출력 단자와 공진 용량을 비어 도체를 통하지 않고 직접 접속하므로, 입출력 단자로부터 보았을 때 공진 용량까지의 비어 도체의 기생 인덕턴스를 최소로 할 수 있고, 따라서 고주파 측에 있어서 더욱 높은 감쇠량을 얻을 수 있다.

상기 밴드 패스 필터에 있어서, 각 공진 선로의 일단은 비어 도체를 통하여 각 공진 용량에 접속되고, 각 공진 선로의 타단은 비어 도체를 통하여 상기 그라운드 전극에 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 비어 도체는 공진 선로의 일부를 구성하는 인덕터로서 기능한다. 따라서, 공진을 얻기 위해 필요한 공진 선로를 짧게 할 수 있어, 밴드 패스 필터의 소형화 및 저손실화에 기여한다.

상기 밴드 패스 필터는 공진 선로끼리를 결합하는 결합 용량을 구비하고, 공진 용량을 형성하는 용량 전극 및 결합 용량을 형성하는 용량 전극이 모두 상기 그라운드 전극을 형성한 동일한 유전체층을 통하여, 상기 공진 선로와는 상이한 유전체층에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 공진 선로와 용량 전극이 그라운드 전극에 의해 완전히 분리되므로, 공진 선로와 용량 전극과의 사이의 기생 용량이 저감되어, 밴드 패스 필터의 광대역화 및 고감쇠량화를 실현할 수 있다.

상기 밴드 패스 필터에 있어서, 공진 용량을 형성하는 용량 전극 및 결합 용량을 형성하는 용량 전극이 모두 2개의 그라운드 전극 사이에 있는 것이 바람직하다. 이로써, 결합 용량 이외의 불필요한 기생 용량을 그라운드 전극에서 분리할 수 있어 밴드 패스 필터의 새로운 광대역화 및 고감쇠량화를 실현할 수 있다.

상기 밴드 패스 필터에 있어서, 상기 결합 용량은, 결합시키고자 하는 공진 선로에 접속된 복수의 대향 용량 전극에 의해 형성되고, 적층 방향으로부터 보았을 때 한쪽 용량 전극의 대향부가 다른 쪽 용량 전극의 대향부를 마진(margin)을 가지고 덮고 있는 것이 바람직하다. 여기서, 「마진을 가지고 덮고 있다」란, 적층 방향으로부터 보아서 한쪽 용량 전극의 대향 부분이 다른 쪽 용량 전극의 대향 부분을 내측에 포함하도록, 양쪽 용량 전극이 배치되어 있는 것을 의미한다. 예를 들면, 용량 전극이 직사각형인 경우, 한쪽 용량 전극의 대향 부분이 다른 쪽 용량 전극의 대향 부분보다 폭 및 길이 모두 큰 것으로 한다. 이 구성에 의해 적층 어긋남이 생겨도 용량 전극의 대향 면적이 변화하지 않기 때문에, 특성 변동을 억제할 수 있다.

상기 밴드 패스 필터에 있어서, 상기 공진 선로는 인접하는 것끼리가 전자(電磁) 결합하도록 병설되고, 각 공진 선로는 복수의 층에 걸쳐서 형성된 복수의 띠형 도체 패턴의 양단(兩端)끼리를 접속함으로써 구성되어 있고, 인접하는 것끼리의 공진 선로가 적층 방향으로 어긋나게 배치되도록, 이들 띠형 도체 패턴의 일부는 동일한 유전체층에 배치되고, 잔부(殘部)는 서로 다른 유전체층에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 단(段)이 상이한 인접하는 것끼리의 공진 선로의 결합을 약하게 할 수 있으므로, 밴드 패스 필터의 소형화를 위해 공진 선로의 간격을 좁힐 수 있다. 또한, 적층 어긋남이 있어도 인접하는 것끼리의 공진 선로의 층간의 전자 결합이 적기 때문에, 적층 어긋남에 의한 특성 변동이 억제된다.

상기 밴드 패스 필터는, 적층 방향으로 어긋난 3개 이상의 평행한 공진 선로를 가지는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 공진 선로를 구성하는 띠형 도체 패턴끼리를 더욱 접근시킬 수 있어 밴드 패스 필터를 소형화할 수 있다. 또한, 적층 어긋남이 있어도 인접하는 공진 선로의 층간의 전자기적인 결합을 줄일 수 있다. 공진 선로는 적층 방향으로 차례로 어긋나도 되지만, 공진 선로를 구성하는데 필요한 층수를 저감하기 위해 적층 방향으로 교대로 어긋나 있는 것이 더욱 바람직하다.

상기 밴드 패스 필터는 복수의 공진 선로끼리를 결합하는 결합 용량을 가지고, 상기 결합 용량은, 결합하려고 하는 공진 선로에 접속된 복수의 용량 전극이 대향함으로써 형성되고, 상기 복수의 용량 전극은, 상기 그라운드 전극을 통하여, 상기 공진 선로를 형성한 유전체층과는 별도의 유전체층에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 공진 선로의 간격을 좁혀도 제약을 받지 않고, 높은 설계 자유도로 결합 용량을 형성할 수 있다.

상기 밴드 패스 필터를 적층 방향으로부터 보았을 때, 결합 용량의 한쪽 용량 전극의 대향부가 다른 쪽 용량 전극의 대향부를 마진을 가지고 덮고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 적층 어긋남이 생겨도 용량 전극의 대향 면적이 변화하지 않아, 특성 변동을 억제할 수 있다.

본 발명의 고주파 부품은 통신 장치용 고주파 회로를 가지고, 상기 고주파 회로는 전극 패턴을 형성한 복수의 유전체층으로 이루어지는 적층체와, 상기 적층체의 표면에 탑재된 소자에 의해 구성되어 있는 동시에, 상기 밴드 패스 필터를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 통신 장치는, 상기 고주파 부품을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 밴드 패스 필터는, 통과 대역 근방뿐만 아니라 고주파 측에서도 감쇠 특성이 우수하다.

도 1a는 본 발명의 일실시예에 의한 밴드 패스 필터를 구성하는 적층 기판 내의 도체 패턴을 나타내는 전개도이다.
도 1b는 도 1a에 나타낸 띠형 도체 패턴의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 1c는 띠형 도체 패턴이 적층 방향으로 교대로 어긋나 있지 않은 배치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 1d는 띠형 도체 패턴이 적층 방향으로 교대로 어긋나 있지 않은 배치의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1a에 나타낸 밴드 패스 필터의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 밴드 패스 필터를 구성하는 적층 기판 내의 도체 패턴을 나타내는 전개도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 밴드 패스 필터를 구성하는 적층 기판 내의 도체 패턴을 나타내는 전개도이다.
도 5a는 도 1a에 나타낸 밴드 패스 필터의 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5b는 종래의 밴드 패스 필터의 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 밴드 패스 필터를 구성하는 적층 기판 내의 도체 패턴을 나타내는 전개도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 밴드 패스 필터의 등가 회로를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 밴드 패스 필터를 구성하는 적층 기판 내의 도체 패턴을 나타내는 전개도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 밴드 패스 필터의 등가 회로를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 밴드 패스 필터를 구성하는 적층 기판 내의 도체 패턴을 나타내는 전개도이다.
도 11은 본 발명의 고주파 부품의 일례의 등가 회로를 나타내는 도면이다.

본 발명의 각 실시예를 첨부 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되지 않으며, 또한 각 실시예의 설명은 특별한 언급이 없는 한 다른 실시예에도 적용할 수 있다. 본 발명의 밴드 패스 필터는, 도체 패턴을 가지는 복수의 유전체층으로 이루어지는 적층 기판에 의해 구성된 적층 밴드 패스 필터이며, 2개의 입출력 단자 사이에 2개 이상의 공진기를 구비한다. 예를 들면, 각 공진기는, 공진 선로와 그 일단에 접속된 공진 용량으로 이루어진다.

도 1a는 본 발명의 일실시예에 의한 적층형 밴드 패스 필터를 구성하는 각 층의 도체 패턴을 나타내고, 도 2는 도 1a에 나타낸 밴드 패스 필터의 등가 회로의 일례를 나타낸다. 이 밴드 패스 필터는, 공진 선로와 공진 용량으로 이루어지는 3개의 공진기를 구비한다. 제1∼제3 공진 선로 L1∼L3는 인접하는 것끼리가 전자 결합하도록 병설되어 있다. 인덕턴스 소자인 각 공진 선로의 일단에는 접지 용량인 공진 용량 C1∼C3가 접속되고, 타단은 직접 접지되어 공진기를 구성한다. 공진 용량과의 접속 관계에 있어서, 제2(중앙)의 공진 선로 L2와 공진 용량 C2와의 접속 방향은, 그 양쪽의 제1 및 제3 공진 선로 L1, L3와 공진 용량 C1, C3와의 접속 방향에 대하여 반대이다. 제1 공진 선로 L1과 공진 용량 C1과의 접속점 J1에 한쪽 입출력 단자 P1이 접속되고, 제3 공진 선로 L3와 공진 용량 C3와의 접속점 J2에 다른 쪽 입출력 단자 P2가 접속되어 있다. 접속점 J1과 접속점 J2와의 사이에, 공진 선로 L1과 공진 선로 L3를 결합시키는 용량으로서 인터레이스 용량(interlaced capacity) C4가 접속되어 있다. 다만, 본 발명의 밴드 패스 필터의 등가 회로는 도 2로 한정되지 않고, 다른 구성을 가지고 있어도 된다. 예를 들면, 공진 선로의 수는 3개로 한정되지 않고, 2개일 수도 있고 2개 이상일 수도 있다. 또한, 공진 선로의 방향도 한정되지 않으며, 모두 같은 방향일 수도 있고, 3개의 공진 선로 중 끝에 있는 1개만 방향이 반대일 수도 있다. 다만, 방향이 교대로 되는 공진 선로를 설치하면 공진 용량의 형성 자유도가 높아지고, 밴드 패스 필터의 소형화에 유리하다. 각 입출력 단자 P1, P2에 입출력 용량을 접속해도 되고, 결합 용량으로서 인터레이스 용량뿐만 아니라, 인접하는 공진 선로를 결합하는 단(段) 사이의 결합 용량을 사용해도 된다. 공진 선로, 공진 용량 및 결합 용량의 구성은, 필요한 특성 등에 따라 적절하게 변경할 수 있다.

도 1a에 나타낸 본 발명의 밴드 패스 필터는 10층의 유전체층으로 이루어진다. 가장 위의 제1층과 가장 아래의 제10층에는 각각 그라운드 전극(1, 14)이 형성되어 있고, 제6층 및 제8층에도 각각 그라운드 전극(6, 10)이 형성되어 있다. 평면형의 그라운드 전극을 가지는 제1층과 제6층과의 사이의 제2층∼제5층에 인덕턴스 소자로서 기능하는 공진 선로를 구성하는 띠형 도체 패턴(3∼5)이 형성되어 있고, 평면형의 그라운드 전극(6, 14)을 가지는 제6층과 제10층과의 사이의 제7층∼제9층에 용량 전극 패턴이 형성되어 있다. 도면에서, 대각선으로 나타낸 작은 사각형은 비어 도체를 나타내고, 대각선이 없는 작은 사각형은 비어 도체가 접속되는 부분을 나타낸다. 제1층, 제6층 및 제8층에 형성된 그라운드 전극(1, 6, 10)의 4변을 따라 일렬로 설치된 비어 도체는 제10층의 그라운드 전극(14)에 접속되어 있다. 비어 도체의 열은 밴드 패스 필터를 구성하는 영역 전체를 둘러싸고, 외부와의 간섭을 억제한다. 그리고, 도시하지 않지만, 내층(內層)의 그라운드 전극은 비어 도체 등을 통하여 표면 또는 배면의 그라운드 단자에 접속되어 있다.

병렬로 배치된 공진 선로 L1∼L3 각각은, 복수의 층에 걸쳐서 형성된 복수의 띠형 도체 패턴의 양단끼리를 비어 도체를 통하여 직접 접속함으로써 구성된다. 공진 선로를 병렬로 함으로써 저항이 저하되어, 삽입 손실의 저하가 억제된다. 제1 및 제3 공진 선로 L1, L3를 각각 구성하는 띠형 도체 패턴(3, 5)은 제2층∼제4층의 유전체층에 걸쳐서 형성되어 있고, 제2 공진 선로 L2를 구성하는 띠형 도체 패턴(4)은 제3층∼제5층에 형성되어 있다. 즉, 인접하는 것끼리의 공진 선로의 복수의 띠형 도체 패턴의 일부는 동일한 유전체층(제3층 및 제4층)에 배치되고, 나머지는 상이한 유전체층(제2층 및 제5층)에 배치되어 있다. 제1∼제3 공진 선로 L1∼L3의 띠형 도체 패턴은 같은 형상으로 된다.

이와 같이 인접하는 것끼리의 공진 선로는 한층만큼 어긋나게 배치되어 있고, 제3층과 제4층에 있어서 3개의 공진 선로의 결합이 도모되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 제1∼제3 공진 선로 L1∼L3의 띠형 도체 패턴끼리를 모두 동일한 유전체층에 배치하는 경우보다 전체적인 전자기적인 결합이 약해지기 때문에, 띠형 도체 패턴끼리를 더욱 접근시킬 수 있고, 이에 따라 밴드 패스 필터를 소형화할 수 있다. 그리고, 띠형 도체 패턴 전체를 별도의 층에 형성하면, 전자기적인 결합은 오히려 지나치게 약해진다. 공진 선로를 복수의 층에 걸친 병렬 선로에 의해 구성하는 경우, 유전체층의 적층 어긋남이 있으면 인접하는 공진 선로의 전자기적인 결합이 상이한 유전체층에 설치된 띠형 도체 패턴 사이에서도 일어나는 경우가 있으므로, 그 결과 밴드 패스 필터의 특성이 변화할 우려가 있다. 이에 비해, 도 1a에 나타낸 바와 같이 인접하는 것끼리의 공진 선로를 적층 방향으로 어긋나게 배치하면, 적층 어긋남이 있어도 인접하는 공진 선로의 층간의 전자기적인 결합을 줄일 수 있다. 따라서, 인접하는 것끼리의 공진 선로를 적층 방향으로 어긋나게 하여 단이 상이하도록 배치하는 구성은, 적층 어긋남에 의한 특성 변동을 억제하는 점에서도 유리하다.

제1 공진 선로, 제2 공진 선로 및 제3 공진 선로를 같은 적층 방향으로 차례로 어긋나게 하면 유전체층의 수가 많아지므로, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 인접하는 공진 선로를 적층 방향으로 교대로 어긋나게 하는 것이 바람직하다. 이 배치에 의해, 예를 들면, 1층 어긋나게 하는 경우에는 1개의 유전체층을 늘리기만 하면 되어, 밴드 패스 필터의 높이의 증가를 억제할 수 있다. 그 결과, 띠형 도체 패턴끼리를 더욱 접근시킬 수 있어, 밴드 패스 필터를 소형화할 수 있다. 또한, 적층 어긋남이 있어도 인접하는 공진 선로의 층간의 전자기적인 결합을 줄일 수 있다. 인접하는 공진 선로가 적층 방향으로 교대로 어긋나는 경우에도, 어긋남이 2층분이 되면, 도 1c에 나타낸 바와 같이 2개의 유전체층을 늘릴 필요가 있다. 인접하는 공진 선로가 적층 방향으로 차례로 어긋나는 경우에도, 도 1d에 나타낸 바와 같이, 2개의 유전체층을 늘릴 필요가 있다.

도 3은, 공진 선로를 구성하는 띠형 도체 패턴의 배치가 도 1a와는 상이한 실시예를 나타낸다. 공진 선로 이외의 부분은 도 1a와 동일하므로, 설명을 생략한다. 도 3에 나타낸 실시예에서는, 제1 및 제3 공진 선로 L1, L3를 각각 구성하는 띠형 도체 패턴(3, 5)은 제2층∼제4층에 걸쳐서 형성되어 있고, 제2 공진 선로 L2를 구성하는 띠형 도체 패턴(4)은 제4층∼제6층에 형성되어 있다. 즉, 인접하는 것끼리의 공진 선로의 복수의 띠형 도체 패턴의 일부는 동일한 유전체층(제4층)에 배치되고, 나머지는 상이한 유전체층(제2층, 제3층, 제5층 및 제6층)에 배치되어 있다. 이와 같이 인접하는 것끼리의 공진 선로를 2층분 어긋나게 배치하면, 제4층만으로 3개의 공진 선로의 전자기적인 결합이 도모되어, 제1∼제3 공진 선로 전체의 전자기적인 결합은 더욱 약해진다. 그러므로, 띠형 도체 패턴끼리를 더욱 접근시켜서, 밴드 패스 필터를 소형화할 수 있게 된다. 또한, 띠형 도체 패턴의 전자기적인 결합에 대한 적층 어긋남의 영향은 더욱 저감되므로, 적층 어긋남에 의한 특성 변동을 억제하는 점에서도 더욱 유리하다. 그리고, 제1∼제3 공진 선로 L1∼L3의 띠형 도체 패턴은 같은 형상일 수도 있다.

도 4는, 공진 선로를 구성하는 띠형 도체 패턴의 배치가 도 1a와는 상이한 다른 실시예를 나타낸다. 공진 선로 이외의 부분은 도 1a와 동일하므로, 설명을 생략한다. 도 4에 나타낸 실시예에서는, 제1 및 제3 공진 선로 L1, L3를 각각 구성하는 띠형 도체 패턴(3, 5)은 제2층 및 제3층에 형성되어 있고, 제2 공진 선로 L2를 구성하는 띠형 도체 패턴(4)은 제3층 및 제4층에 형성되어 있다. 즉, 인접하는 것끼리의 공진 선로의 복수의 띠형 도체 패턴의 일부는 동일한 유전체층(제3층)에 배치되고, 나머지는 상이한 유전체층(제2층 및 제4층)에 배치되어 있다. 도 1a의 실시예에서는 3개의 띠형 도체 패턴에 의해 1개의 공진 선로를 형성하고 있는데 비해, 도 4에 나타낸 실시예에서는 2개의 띠형 도체 패턴에 의해 1개의 공진 선로를 형성하고 있다. 도 4에 나타낸 구성은, 사용하는 유전체층의 수를 줄여, 밴드 패스 필터의 높이를 낮추는 점에서 유리하다. 그리고, 제1∼제3 공진 선로 L1∼L3의 띠형 도체 패턴은 같은 형상으로 된다.

공진 선로를 적층 방향으로 어긋나게 병설하는 배치는 저손실화 및 소형화에 유리하지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 공진 선로를 어긋나게 하지 않고 동일한 유전체층에 배치해도 되고, 각 공진 선로를 1개의 선로에 의해 구성해도 된다. 그러나, 공진 선로를 적층 방향으로 어긋나게 병설하는 배치는, 입출력 단자의 접속 위치나 공진 용량 전극의 배치에 관계없이, 밴드 패스 필터에 널리 적용할 수 있다. 예를 들면, 적층 기판 내의 복수의 층에 걸쳐서 형성한 복수의 띠형 도체 패턴의 양단끼리를 접속함으로써 인접하는 것끼리가 전자 결합하도록 배열된 복수의 공진 선로를 가지고, 인접하는 것끼리의 공진 선로를 적층 방향으로 어긋나게 하여, 복수의 띠형 도체 패턴의 일부를 동일한 유전체층에 배치하고, 나머지를 상이한 유전체층에 배치한 밴드 패스 필터를 제공할 수 있다.

공진 선로와 용량 전극은, 밴드 패스 필터의 구성 부분 전체를 덮는 평면형의 그라운드 전극으로 나누어진 유전체층에 배치되어 있다. 예를 들면, 도 1a에 나타낸 실시예에서는, 공진 용량 C2, C1, C3를 형성하는 용량 전극(8, 12, 13)이 설치된 유전체층(제7층 및 제9층)은, 공진 선로 L1∼L3를 구성하는 띠형 도체 패턴(3∼5)이 설치된 유전체층(제2층∼제4층)과 달리, 이들 사이에 평면형의 그라운드 전극(6)이 형성된 유전체층(제6층)이 있다. 공진 선로와 용량 전극이 그라운드 전극에 의해 완전히 분리되어 있으므로, 공진 선로와 용량 전극과의 사이의 기생 용량이 억제된다. 예를 들면, 도 1a에 있어서, 제2 공진 선로 L2에 접속되는 공진 용량 C2를 형성하기 위해 제7층에 형성된 용량 전극(8)은, 제6층에 형성된 그라운드 전극(6) 및 제8층에 형성된 그라운드 전극(10)과 대향하고 있지만, 그라운드 전극(6)에 의해 제2층∼제5층에 설치된 공진 선로용의 띠형 도체 패턴(3∼5)으로 나누어져 있다. 용량 전극(8)과 공진 선로 L2의 일단은 비어 도체에서 접속되어 있다.

도 1a에 나타낸 실시예에서는, 제7층에 형성된 용량 전극(8)은, 제6층에 형성된 그라운드 전극(6) 및 제8층에 형성된 그라운드 전극(10)과 대향하여, 공진 용량 C2를 형성한다. 용량 전극(8)의 일단은 비어 도체에 의해 상층의 공진 선로 L2의 일단과 접속되어 있다. 또한, 제9층에 형성된 용량 전극(12, 13)은, 제8층에 형성된 그라운드 전극(10) 및 제10층에 형성된 그라운드 전극(14)과 대향하여, 각각 공진 용량 C1, C3를 형성한다. 각 용량 전극(12, 13)의 일단은 비어 도체에 의해 상층의 각 공진 선로 L1, L3의 일단과 접속되어 있다. 제7층에 형성된 용량 전극(7) 및 제9층에 형성된 용량 전극(11)은 비어 도체를 통하여 제1 공진 선로 L1의 일단에 접속되어 있다. 제8층에 형성된 용량 전극(9)은 비어 도체를 통하여 제3 공진 선로 L3에 접속되어 있다. 제1∼제3 공진 선로 L1∼L3의 타단(공진 용량과 접속되는 단부와는 반대측의 단부)은, 비어 도체를 통하여 그라운드 전극(6)에 접속되어 있다.

그라운드 전극(6)에는, 공진 선로 L1과 공진 용량의 용량 전극(12)을 접속하는 비어 도체 주변의 전극 비(非)형성부(유전체층)(6a), 공진 선로 L2와 공진 용량의 용량 전극(8)을 접속하는 비어 도체 주변의 전극 비형성부(유전체층)(6b), 및 공진 선로 L3와 공진 용량의 용량 전극(13)을 접속하는 비어 도체 주변의 전극 비형성부(유전체층)(6c)가 설치되어 있다. 전극 비형성부(6b)는 용량 전극(8)의 외연(外緣)보다 내측에 위치하므로, 적층 어긋남이 있어도, 용량 전극(8)과 그라운드 전극(6)에 의해 형성되는 용량의 변동이 억제된다.

공진 선로와 공진 용량을 접속하는 비어 도체, 및 공진 선로와 그라운드 전극을 접속하는 비어 도체는 인덕터로서 기능하고, 공진 선로와 일체로 되어 공진 인덕터를 형성하므로, 공진에 필요한 선로의 길이를 단축할 수 있어 밴드 패스 필터의 소형화 및 저손실화를 가능하게 한다. 또한, 인접 및 대향하는 비어 도체에 의해, 인접하는 공진기의 결합도를 조정할 수도 있다. 이 경우, 인접하는 직선형의 띠형 도체 패턴에 접속된 비어 도체의 간격은, 띠형 도체 패턴의 간격과 같거나 그보다 작은 것이 바람직하다. 적층 기판의 배면(실장면) 측의 그라운드 전극 중에서 가장 공진 선로에 가까운 그라운드 전극(6)은, 전술한 바와 같이 공진 선로와 공진 용량과의 사이의 기생 용량을 저감할 목적도 가지고 있다. 또한, 그라운드 전극(6)은 복수의 비어 도체를 통하여 배면의 그라운드(14)에 접속되어 있다. 제1∼제3 공진 선로 L1∼L3의 타단을 비어 도체를 통하여 그라운드 전극(6)에 접속함으로써, 안정된 접지가 가능하다. 이는 비어 도체를 인덕터로서 사용할 뿐만 아니라, 증폭 회로의 실장면로부터 먼 아래쪽의 그라운드 전극에 접속함으로써, 기생 인덕턴스를 저감할 수 있다.

각 용량 전극(12, 13)의 일단에 접속 선로(15, 16)를 통하여 각 입출력 단자 P1, P2가 접속되어 있다. 평면형의 그라운드 전극(10)은, 용량 전극(9)을 형성하기 위한 전극 비형성부(유전체층)(10a)를 제외한, 밴드 패스 필터의 구성 부분 전체를 덮는다. 접지 용량을 형성하기 위한 그라운드 전극(10)과 결합 용량 C4를 형성하는 용량 전극(9)에서 유전체층을 공용함으로써, 밴드 패스 필터는 소형화된다. 전극 비형성부(10a)는 그라운드 전극(10)을 도려내듯이 형성되어 있다. 용량 전극(12, 13)의 폭은, 전극 비형성부(10a)와 교차하는 부분에서는 작게 되어 있다.

제1 공진 선로 L1에 접속된 용량 전극(7 및 11)은 제3 공진 선로 L3에 접속된 용량 전극(9)와 대향하여, 제1 공진 선로 L1과 제3 공진 선로 L3를 결합하는 인터레이스 용량 C4를 형성하고 있다. 결합 용량의 형성을 위해 공진 선로와 용량 전극을 대향시킬 필요가 없기 때문에, 공진 선로의 간격이 좁아도 용이하게 결합 용량을 형성할 수 있다. 이와 같은 결합 용량의 구성은, 도 1a에 나타낸 인터레이스 용량으로 한정되지 않고, 인접하는 공진 선로를 결합하는 단(段) 사이의 결합 용량에 적용해도 된다.

전술한 바와 같이, 공진 용량 C1, C3를 형성하는 용량 전극(8, 12, 13)이 설치된 유전체층(제7층 및 제9층)은, 공진 선로 L1∼L3를 구성하는 띠형 도체 패턴(3∼5)이 설치된 유전체층(제2층∼제4층)과는 상이하다. 접속 선로(15, 16)를 통하여 입출력 단자 P1, P2와 접속되는 각 공진기(L1/C1, L3/C3)는 이하의 구성을 가진다. 도 1a에 나타낸 실시예에서는, 공진 선로 L1(L3)과 공진 용량 C1(C3)과의 사이의 경로는 주로 제4층∼제8층에 형성된 비어 도체로 구성되어 있고, 이들 경로에 접속 선로(15, 16)를 통하여 2개의 입출력 단자 P1, P2가 접속되어 있다. 이와 같이 2개의 입출력 단자 P1, P2는, 공진 용량 C1, C3를 형성하는 용량 전극(12, 13)이 배치된 유전체층 상에서 상기 경로에 접속되어 있다. 비어 도체는 인덕턴스 성분을 가지므로, 비어 도체를 입출력 단자 P1, P2의 접속점 J1, J2(도 1a에서는 제8층에 설치한 비어 도체와 제9층의 전극과의 접합 부분이 해당함)보다 공진 선로 측에 배치하고, 이에 따라 비어 도체의 인덕턴스 성분을 인덕터로서의 공진 선로와 일체화하는 동시에, 공진 용량에 인덕턴스 성분이 부가되는 것을 방지한다. 이로써, 고주파 측의 불필요한 공진을 억제할 수 있다. 밴드 패스 필터는, 통과 대역보다 고주파에서는 공진 용량의 임피던스가 단락 측이 되어, 높은 감쇠량을 나타내지만, 비어 도체의 기생 인덕턴스가 크면 공진 용량의 임피던스가 고주파에서 충분히 단락이 되지 않는다. 이 문제는, 도 1a에 나타낸 구성에 의해 기생 인덕턴스를 억제함으로써 해결할 수 있고, 이에 따라 고주파 측에서 높은 감쇠량을 얻을 수 있다.

공진 선로와 공진 용량과의 사이의 경로를 구성하는 비어 도체와 입출력 단자 P1, P2와의 접속점 J1, J2는, 도 1a에 나타낸 바와 같이 공진 용량을 형성하는 용량 전극이 배치된 유전체층(제9층)에 설치하는 것이 바람직하지만, 높은 감쇠량을 얻는 효과는 도 1a에 나타낸 구성이 아니라도, 접속점 J1, J2가 공진 선로보다 공진 용량에 가까운 적층 방향 위치에 있으면 얻을 수 있다. 예를 들면, 접속점 J1, J2를 그라운드 전극(6)보다 용량 전극 측의 제7층 또는 제8층에 설치해도 된다. 따라서, 「공진 선로로부터 공진 용량에 가까운 위치」는 공진 용량과 동일한 유전체층 상에 있는 경우도 포함한다. 이와 같은 배치에 의해, 입출력 단자 P1, P2와 공진 용량의 기생 인덕터를 억제하고, 통과 대역 근방뿐만 아니라, 고주파 측에서도 높은 감쇠량을 얻을 수 있다.

밴드 패스 필터만으로 이루어지는 고주파 부품의 경우, 접속 선로(15, 16)는 측면 또는 비어 도체를 통하여 배면(실장면)으로 도출되어, 2개의 입출력 단자 P1, P2에 접속된다. 한편, 밴드 패스 필터를 다른 회로 소자와 복합화한 고주파 부품의 경우, 접속 선로(15, 16)에 접속된 2개의 입출력 단자 P1, P2 중 적어도 한쪽은 다른 회로 소자에 접속된다. 다른 회로 소자에 접속하는 비어 도체를 밴드 패스 필터와 동일한 층에 형성하는 경우, 접속용 비어 도체를 그라운드 전극의 4변을 따른 비어 도체 열의 외측에 배치함으로써, 밴드 패스 필터에 대한 불필요한 간섭을 억제할 수 있다.

도 1a에 나타낸 실시예에서는, 결합 용량 C4를 형성하는 용량 전극(7, 9 및 11)은, 공진 선로를 구성하는 띠형 도체 패턴(3∼5)(제2층∼제5층에 형성)과는 상이한 제7층∼제9층에 배치되어 있고, 용량 전극(7, 9 및 11)과 띠형 도체 패턴(3∼5)과의 사이에 그라운드 전극(6)이 개재되어 있다. 마찬가지로 공진 용량 C1∼C3를 형성하는 용량 전극(8, 12 및 13)도, 그라운드 전극(6)을 통하여, 띠형 도체 패턴(3∼5)과는 상이한 제7층 및 제9층에 배치되어 있다. 이와 같이 그라운드 전극을 사이에 두고 한쪽(위쪽)에 공진 선로를 배치하고, 다른 쪽(아래쪽)에 전체 용량 전극(공진 용량, 결합 용량 등)을 배치함으로써, 기생 용량이 저감한다. 결합 용량은 인터레이스 용량으로 한정되지 않고, 인접하는 공진 선로 사이의 단(段) 사이의 결합 용량일 수도 있고, 양쪽일 수도 있다. 용량 전극과 공진 선로와의 사이에 그라운드 전극을 형성한 유전체층을 배치하면 되지만, 도 1a에 나타낸 바와 같이 제10층에도 그라운드 전극을 더 형성하여, 용량 전극을 2개의 그라운드 전극의 사이에 두면 기생 용량의 저감 효과가 더욱 높아진다.

제8층에 형성된 용량 전극(9)의 대향부(비어 도체와의 접속 등에 사용하는 띠형 부분을 제외한 직사각형 부분)는, 제7층 및 제9층에 각각 형성된 용량 전극(7, 11)의 대향부(비어 도체와의 접속 등에 사용하는 띠형 부분을 제외한 직사각형 부분)보다 작으므로, 용량 전극(9)의 대향부 전체가 용량 전극(7, 11)의 대향부에 완전하게 협지된다. 이와 같이 한쪽 용량 전극의 대향부가 다른 쪽 용량 전극의 대향부의 내측에 위치함으로써, 적층 어긋남이 있어도 용량의 변동이 억제된다.

제6층에 형성한 그라운드 전극(6)에 있어서, 용량 전극(7, 9)에 접속하는 비어 도체의 주위에 전극 비형성부(6a, 6c)가 형성되어 있다. 용량 전극(7, 9) 중에서 전극 비형성부(6a, 6c)와 교차하는 부분은 대향부보다 가늘기 때문에, 적층 어긋남이 있어도 특성 변동을 억제할 수 있다. 또한, 용량 전극(7, 9) 중에서 용량을 형성하는 대향부는, 전체가 그라운드 전극(6)에 중첩된다.

도 5a는 도 1a에 나타낸 실시예에 의한 밴드 패스 필터의 감쇠 특성을 나타내고, 도 5b는 종래의 밴드 패스 필터(입출력 단자의 접속 위치가 공진 선로 측에 있음)의 감쇠 특성을 나타낸다. 어느 쪽 밴드 패스 필터도 2.4GHz대를 통과 대역으로 한다. 도 5b에 나타낸 바와 같이, 종래의 밴드 패스 필터는, 통과 대역보다 고주파 측(3배파 부근)의 감쇠량이 작아, 고주파 측의 불필요한 신호를 충분히 저지할 수 없다. 한편, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 밴드 패스 필터는, 고주파 측의 대역에서도 감쇠량이 커서, 고주파 대역의 감쇠 특성이 우수하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 밴드 패스 필터의 각 층의 도체 패턴을 나타내고, 도 7은 도 6에 나타낸 밴드 패스 필터의 등가 회로를 나타낸다. 도 1a와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 또한 도 1a에 나타낸 실시예와 공통되는 부분의 설명은 생략한다. 도 6에 나타낸 실시예에서는, 제1∼제3 공진 선로 L1∼L3를 구성하는 띠형 도체 패턴(17∼19)은 제2층∼제5층에 걸쳐서 형성되어 있다. 각 공진 선로를 4개의 띠형 도체 패턴으로 구성하는 동시에, 각 띠형 도체 패턴을 모두 동일한 유전체층에 배치함으로써, 유전체층의 수의 증가를 억제하면서 저손실화를 달성하고 있다. 도 1a에 나타낸 실시예와 마찬가지로 10층의 유전체층으로 밴드 패스 필터를 구성하고 있다.

도 7에 나타낸 등가 회로는, 결합 용량을 포함하는 용량 전극의 배치에 있어서 도 2에 나타낸 등가 회로와 상이하다. 도 7에 나타낸 등가 회로에서는, 공진 선로 L1, L3와 공진 용량 C1, C3와의 사이의 경로와 입출력 단자 P1, P2와의 접속점 J1, J2와 입출력 단자 P1, P2와의 사이의 점 J3, J4와, 중앙의 공진 선로 L2와 공진 용량 C2와의 사이의 경로의 점 J5 사이에, 결합 용량 C5, C6가 설치되어 있다. 이와 같이, 인접하는 공진기끼리는 단(段) 사이의 결합 용량으로 결합되어 있다. 이와 같이 용량이 상이함에 따라, 제7층∼제9층에 있어서의 도체 패턴의 구성이 도 1a와는 상이하다.

그라운드 전극(6)을 통하여 공진 선로 L1∼L3와 적층 방향과는 반대측의 제7층에 용량 전극(20∼22)이 형성되고, 용량 전극(20 및 21)의 일단에 접속 선로(23, 24)를 통하여 입출력 단자 P1, P2가 접속되어 있다. 제9층에는, 접속 선로 부분 이외에 용량 전극(20∼22)과 동일한 형상의 용량 전극(27∼29)이 형성되어 있다. 각 용량 전극(20∼22) 및 각 용량 전극(27∼29)은 비어 도체에서 접속되고, 제6층에 형성된 그라운드 전극(6), 제8층에 형성된 그라운드 전극(26) 및 제10층에 형성된 그라운드 전극(14)과 대향하여, 공진 용량 C1∼C3를 형성하고 있다.

그라운드 전극(26)에 설치된 직사각형의 전극 비형성부(26a) 중에 띠형의 용량 전극(25)이 형성되어 있고, 용량 전극(25)의 중앙부는 비어 도체를 통하여 용량 전극(22, 29)에 접속되어 있다. 용량 전극(25)은 공진 선로의 길이 방향에 대하여 수직으로 연장되고, 그 일단은 용량 전극(20 및 27)의 일부와 대향하고, 타단은 용량 전극(21 및 28)의 일부와 대향하여, 각각 단(段) 사이의 결합 용량 C5, C6를 형성하고 있다. 각 용량 전극(20, 21, 27 및 28)은, 그라운드 전극(26)에 대향하여 접지 용량을 형성하는 부분과, 용량 전극(25)에 대향하여 결합 용량을 형성하는 부분과, 접지 용량 형성부와 결합 용량 형성부와의 사이의 가는 접속 부분으로 이루어지고, 상기 가는 접속 부분은 그라운드 전극(26)과 전극 비형성부(26a)와의 경계부와 교차한다. 이와 같은 구성에 의해, 적층 어긋남이 생긴 경우의 특성 변동을 억제할 수 있다. 또한, 전극 비형성부(26a) 중에 결합 용량을 형성하는 용량 전극(25)이 배치되어 있으므로, 접지 용량을 형성하는 그라운드 전극과 결합 용량을 형성하는 용량 전극이 동일한 유전체층에 설치되어 있어, 밴드 패스 필터의 소형화를 도모할 수 있다.

도 6에 나타내는 실시예에서는, 공진 선로 L1, L3와 공진 용량 C1, C3와의 사이의 경로는, 주로 제5층 및 제6층에 형성된 비어 도체로 구성되어 있고, 제7층에서 접속 선로(23, 24)를 통하여 2개의 입출력 단자 P1, P2에 접속되어 있다. 이들 접속점 J1, J2는 접속 선로(23, 24)와 용량 전극(20, 21)과의 접합 부분에 상당한다. 본 실시예에서도, 2개의 입출력 단자 P1, P2는, 공진 용량 C1, C3를 형성하는 용량 전극(20, 21)이 배치된 유전체층 상에서, 공진 선로 L1, L3와 공진 용량 C1, C3와의 사이의 경로에 접속되어 있다. 이와 같이, 접속점 J1, J2는 공진 선로보다 공진 용량에 가까운 위치에 있다. 물론, 「공진 선로보다 공진 용량에 가까운 위치」는, 공진 용량과 동일한 유전체층 상에 있는 경우도 포함한다.

용량 전극(25)의 양단의 직사각형의 대향부는, 각 용량 전극(20, 21, 27 및 28)의 직사각형의 대향부보다 작고, 전자는 후자에 의해 완전히 마진을 가지고 덮혀져 있다. 즉, 적층 방향으로부터 보았을 때 용량 전극(25)의 대향부는 각 용량 전극(20, 21, 27 및 28)의 대향부에 내측에 포함되어 있다. 이와 같이, 적층 방향에서 보았을 때 한쪽 용량 전극의 대향부를 다른 쪽 용량 전극의 대향부의 내측에 배치시킴으로써, 적층 어긋남이 있어도 용량의 변동이 억제된다.

도 8은, 공진 선로보다 공진 용량에 가까운 적층 방향 위치에서, 2개의 입출력 단자가 공진 선로와 공진 용량과의 사이의 경로에 접속되어 있는 적층 밴드 패스 필터의 다른 예를 나타내고, 도 9는 도 8에 나타낸 적층 밴드 패스 필터의 등가 회로를 나타낸다. 다만, 전술한 바와 같은 구성 및 기능에 대해서는 설명을 생략한다. 이 적층 밴드 패스 필터는 2개의 입출력 단자 사이에 4개의 공진기를 구비하므로, 필터 특성이 우수하다. 인접하는 것끼리가 전자 결합하도록 제1∼제4 공진 선로 L1∼L4는 병설되어 있다. 인덕턴스 소자인 각 공진 선로의 일단에는 접지 용량인 공진 용량 C11∼C14가 접속되고, 타단은 직접 접지되어, 공진기를 구성하고 있다. 외측의 2개의 공진 선로 L1 및 L4에는 같은 길이 방향 일단측(도면의 아래쪽)에 공진 용량 C11, C14가 각각 접속되어 있고, 내측의 2개의 공진 선로 L2, L3에는 길이 방향 타단측(도면의 위쪽)에 공진 용량 C12, C13이 각각 접속되어 있다. 이와 같이 외측의 2개의 공진 선로 L1 및 L4와 내측의 2개의 공진 선로 L2 및 L3는 공진 용량과의 접속 방향이 반대이다. 이 구성에 의해 공진 용량의 배치의 자유도가 높아진다. 1단째의 공진 선로 L1과 공진 용량 C11과의 접속점 J1에 한쪽 입출력 단자 P1이 접속되어 있고, 4단째의 공진 선로 L4와 공진 용량 C14와의 접속점 J2에 다른 쪽 입출력 단자 P2가 접속되어 있다. 접속점 J1과 접속점 J2와의 사이에, 공진 선로 L1과 공진 선로 L4를 결합하는 용량으로서 인터레이스 용량 C15가 접속되어 있다.

도 8에 나타낸 밴드 패스 필터는, 8층의 유전체층으로 이루어진다. 제1층(가장 위층), 제5층 및 제8층(가장 아래층)에는 각각 평면형의 그라운드 전극(31, 39 및 47)이 형성되어 있다. 그라운드 전극들(31 및 39) 사이의 제2층∼제4층에는 공진 선로의 띠형 도체 패턴이 형성되어 있고, 그라운드 전극들(39 및 47) 사이의 제6층 및 제7층에는 용량 전극 패턴이 형성되어 있다. 즉, 그라운드 전극(39)을 사이에 두고, 적층 방향 한쪽에 공진 선로가, 다른 쪽에 용량 전극이 각각 배치되어 있다. 공진 선로와 용량 전극이 그라운드 전극에 의해 완전히 분리되므로, 공진 선로와 용량 전극과의 사이의 기생 용량이 저감되어, 밴드 패스 필터의 광대역화 및 고감쇠량화를 달성할 수 있다.

각 공진 선로 L1∼L4는, 저손실화를 위하여, 복수의 층(제2층∼제4층)에 걸쳐서 형성된 복수의 띠형 도체 패턴의 양단끼리를 비어 도체를 통하여 접속함으로써 구성되어 있다. 각 층에 형성된 띠형 도체 패턴은 동일한 형상이다. 접속용의 비어 도체를 향해 각 띠형 도체 패턴의 양 단부는 가늘어지고 있다. 내측의 띠형 도체 패턴(36, 37)의 각 단부는 폭 방향 중앙으로 연장되어 있고, 양단의 띠형 도체 패턴(35, 38)의 각 단부는 병렬 방향의 외측으로 치우쳐 연장되어 있다. 띠형 도체 패턴(35∼38)의 각 단부에 비어 도체가 접속되어 있다. 이 구성은 비어 도체에 접속되는 접속 선로의 소형화에 기여한다.

제5층의 평면형 그라운드 전극(39)을 통하여 공진 선로와는 적층 방향 반대측의 제7층에 형성된 용량 전극(43∼46)은, 제5층에 형성된 그라운드 전극(39) 및 제8층에 형성된 그라운드 전극(47)과 대향하여, 제1∼제4 공진 선로 L1∼L4에 접속되는 공진 용량 C11∼C14를 형성하고 있다. 각 용량 전극(43∼46)은, 그라운드 전극과 대향하여 용량을 형성하는 직사각형부와, 비어 도체와 접속하는 폭이 좁은 접속부로 이루어진다. 외측의 공진기와 내측의 공진기의 방향이 상이하므로, 용량 전극(43∼46)의 직사각형부는 가로 세로 2열씩 되도록 배치되어 있다. 이 구성에 의해, 용량 전극(43∼46)은 띠형 도체 패턴(35∼38)의 형성 영역 내에 배치되어, 밴드 패스 필터는 소형화된다.

소형화를 위해 용량 전극(43∼46)과 공진 선로용의 띠형 도체 패턴(35∼38)은 상이한 유전체층에 배치되어 있고, 각각 비어 도체에서 접속되어 있다. 또한, 모든 공진 용량의 용량 전극을 동일한 유전체층에 형성함으로써 적층 기판의 층수를 삭감하고, 이에 따라 밴드 패스 필터의 높이를 낮추고 또한 저비용화를 달성하고 있다.

평면형 그라운드 전극(39)은, 공진 선로와 공진 용량을 접속하는 비어 도체의 주변 부분을 제외한, 밴드 패스 필터의 구성 부분 전체를 덮고 있다. 그라운드 전극(39)은, 내측의 띠형 도체 패턴(36, 37)과 용량 전극(44, 45)을 접속하는 비어 도체의 주위에 설치된 절연용의 전극 비형성부(39a)와, 외측의 띠형 도체 패턴(35, 38)과 용량 전극(43, 46)을 접속하는 비어 도체의 주위에 설치된 노치부(notch portion)(39b)를 가진다.

제6층에 결합 용량을 형성하는 직사각형의 용량 전극(42)이 설치되어 있다. 용량 전극(42)의 길이 방향의 양 단부는 용량 전극(43, 46)과 대향하여, 제1 공진 선로 L1과 제4 공진 선로 L4를 결합하는 인터레이스 용량 C15를 형성하고 있다. 이와 같이, 결합할 공진 선로에 접속된 복수의 용량 전극(공진 선로와는 별도의 유전체층에 형성)을 또 다른 유전체층에 형성된 추가의 용량 전극과 대향시킴으로써, 복수의 공진 선로의 결합 용량이 형성된다. 결합 용량의 형성을 위해 공진 선로와 용량 전극을 대향시킬 필요가 없기 때문에, 공진 선로의 간격이 좁아도, 결합 용량을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 외측의 공진기의 방향이 같으므로, 공진기의 방향이 교대로 된 경우보다, 입출력 사이의 인터레이스 용량의 배치가 용이하다. 그 결과, 불필요한 기생 용량이 저감되어, 밴드 패스 필터의 광대역화 및 고감쇠량화가 달성된다.

결합 용량을 형성하는 용량 전극(42)은, 그라운드 전극(39)을 사이에 두고 공진 선로의 반대측(공진 용량과 같은 측)에 형성되어 있으므로, 그라운드 전극에 의해 공진 선로로부터 완전히 분리되어 있다. 용량 전극(42)은, 길이 방향의 양단이 용량 전극(43, 46)보다 외측에 위치하도록 길고, 폭 방향의 양단이 용량 전극(43, 46)보다 내측에 위치하도록 폭이 좁다. 이 구성에 의해, 적층 어긋남이 생겨도 특성 변동을 억제할 수 있다. 결합 용량은 도 8에 나타내는 인터레이스 용량으로 한정되지 않고, 인접하는 공진 선로의 단(段) 사이의 결합 용량이라도 된다.

제5층에 형성된 비어 도체[용량 전극(43, 46)과 띠형 도체 패턴(35, 38)의 일단을 접속함]에 접속 선로(40 및 41)가 접속되어 있고, 접속 선로(40, 41)는 제1 층에 노출되는 비어 도체(33, 34)를 통하여 입출력 단자 P1, P2에 접속되어 있다. 도 8에서는, 공진 선로 L1(L4)과 공진 용량 C11(C14)과의 사이의 경로는, 주로 제4층∼제6층에 형성된 비어 도체에서 구성되어 있고, 제5층의 접속 선로(40, 41)를 통하여 2개의 입출력 단자 P1, P2에 접속되어 있다. 접속 선로(40, 41)와 비어 도체와의 접속점과 용량 전극과의 거리가, 접속점과 띠형 도체 패턴과의 거리보다 작아지도록, 띠형 도체 패턴을 형성한 제4층의 두께는 제5층 및 제6층의 합계 두께보다 크다. 이와 같은 구성에 의해, 도 8에 나타낸 실시예에서도, 공진 선로보다 공진 용량에 가까운 적층 방향 위치에서, 2개의 입출력 단자가 공진 선로와 공진 용량과의 사이의 경로에 접속되어 있다. 도 8에 나타내는 구성을 가지는 일례에서는, 접속 선로(40, 41)와 비어 도체와의 접속점(2개의 입출력 단자의 접속점)과 공진 용량과의 거리는 30㎛이며, 접속점과 공진 선로와의 거리는 200㎛이다. 접속 선로(40, 41)와 비어 도체와의 접속점(2개의 입출력 단자의 접속점)과 공진 용량과의 거리는, 접속점과 공진 선로와의 거리의 1/3 이하가 바람직하다. 접속 선로(40, 41)와 비어 도체와의 접속점(2개의 입출력 단자의 접속점)과 공진 용량과의 거리는 100㎛ 이하가 바람직하다.

도 10은, 공진 선로보다 공진 용량에 가까운 적층 방향 위치에서, 2개의 입출력 단자가 공진 선로와 공진 용량과의 사이의 경로에 접속되어 있는 밴드 패스 필터의 다른 예를 나타낸다. 이 밴드 패스 필터의 등가 회로는 도 9에 나타낸 것과 동일하다. 도 8에 나타낸 구성과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 동일한 부분의 설명은 생략한다. 도 8에 나타내는 구성과 상이한 점은 입출력 단자의 접속 위치이다. 띠형 도체 패턴(35)에 접속되는 입출력 단자 P1은 도 8에 나타낸 실시예와 같지만, 띠형 도체 패턴(38)은 제7층에 형성된 접속 선로(50) 및 비어 도체(52)를 통하여 입출력 단자 P2에 접속되어 있다. 입출력 단자 P1의 접속 선로(40)의 구성은 도 8에 나타낸 것과 같지만, 입출력 단자 P2의 접속 선로(50)는 용량 전극(46)과 동일한 층에 형성되어 있다. 도 10에 나타내는 실시예에서도, 입출력 단자 P1, P2는 공진 선로보다 공진 용량에 가까운 위치에서, 공진 선로와 공진 용량과의 사이의 경로에 접속되어 있다. 도 10에서는 입출력 단자 P1, P2가 적층 방향의 양측으로 나뉘어져 있으므로, 적층 방향으로 어긋나게 배치된 회로 소자 사이에 밴드 패스 필터를 배치하는 경우, 접속 구성을 간략하게 할 수 있다. 또한, 접속 선로(50)와 마찬가지의 접속 선로를 제7층의 용량 전극(43) 측에도 형성하여, 입출력 단자와의 접속점을 양쪽 모두 제7층에 배치해도 된다. 또한, 도 10에 나타낸 구성에 있어서, 한쪽 입출력 단자만을 공진 선로보다 용량 전극에 가까운 적층 방향 위치에서, 공진 선로와 공진 용량과의 사이의 경로에 접속해도, 본 발명의 효과를 어느 정도 발휘하게 할 수 있다.

전술한 구성은, 입출력 단자의 접속 형태 등에 관계없이, 4단의 밴드 패스 필터에 널리 적용할 수 있다. 예를 들면, 복수의 유전체층을 가지는 적층 기판 내에서 2개의 입출력 단자 사이에 4개의 공진기가 배치된 밴드 패스 필터로서, 각 공진기가 공진 선로와 그 일단에 접속된 공진 용량에 의해 구성되며, 4개의 공진 선로가 유전체층의 면내 방향으로 병설되고, 외측의 2개의 공진 선로의 일단측과 내측의 2개의 공진 선로의 타단 측에 각각 공진 용량이 접속되어, 공진 용량을 형성하는 용량 전극과 공진 선로가 상이한 유전체층에 배치된 밴드 패스 필터를 얻을 수 있다. 주파수 대역이 비슷한 통신 시스템을 사용하는 멀티 밴드 통신에서는, 소형화의 요구를 만족시키면서, 종래의 밴드 패스 필터에서는 만족하지 않을수록 급경사의 필터 특성이 필요하게 되며, 상기 4단의 밴드 패스 필터의 구성은 이러한 요구를 만족시킬 수 있다.

본 발명의 밴드 패스 필터는 단체(單體) 부품일 수도 있지만, 고주파 회로에 조합한 고주파 부품일 수도 있다. 예를 들면, 전극 패턴을 형성한 복수의 유전체층으로 이루어지는 적층체와, 적층체 표면에 탑재된 반도체 소자나 인덕터 등의 소자를 구비하는 통신 장치용 고주파 부품에, 본 발명의 밴드 패스 필터를 조합시켜도 된다. 이 경우, 예를 들면, 도 1a에 있어서의 제1층을 칩 소자 탑재면 측으로 하고, 제10층을 외부 전극 단자 등을 구비한 단자면 측으로 하고, 반도체 소자의 바로 아래에 배치하는 그라운드 전극과 밴드 패스 필터의 공진 용량 및 공진 선로와 접속하는 그라운드 전극을 이격시키면, 반도체 소자와 밴드 패스 필터와의 아이솔레이션이 향상된다.

고주파 부품으로서는, 예를 들면, 무선 LAN 등의 무선 통신의 송수신을 전환하는 안테나 스위치 모듈이나, 안테나 스위치 모듈과 고주파 증폭기 모듈을 일체화한 복합 모듈 등이 있다. 이와 같은 고주파 부품은, 예를 들면, 적어도 1개의 안테나 단자와, 적어도 1개의 송신 단자와, 적어도 1개의 수신 단자와, 안테나 단자와 송신 단자와의 접속 및 안테나 단자와 수신 단자와의 접속을 전환하는 적어도 1개의 스위치 회로를 가진다.

도 11은, 고주파 부품의 일례로서의 무선 LAN용 프론트 엔드 모듈을 구성하는 고주파 회로의 등가 회로를 나타낸다. 도 11에 나타낸 프론트 엔드 모듈은, 안테나와 접속하는 안테나 단자 Ant와, 2.4GHz대의 송신 신호가 입력되는 송신 단자 Tx_2.4G와, 5GHz대의 송신 신호가 입력되는 송신 단자 Tx_5G와, 2.4GHz대의 수신 신호가 출력되는 수신 단자 Rx_2.4G와, 5GHz대의 수신 신호가 출력되는 수신 단자 Rx_5G와, 안테나 단자 Ant를 송신 단자 Tx_2.4G, Tx_5G 또는 수신 단자 Rx_2.4G, Rx_5G와 접속시키는 스위치 회로 SPDT를 가진다. 스위치 회로 SPDT의 공통 단자에는 안테나 단자 Ant가 접속되고, 2개의 전환 단자에는, 송신측의 분파 회로 DIP1 및 수신측의 분파 회로 DIP2가 각각 접속되어 있다. 송신측의 분파 회로 DIP1과 송신 단자 Tx_2.4G와의 사이에는 2.4GHz대의 송신 신호를 증폭하는 고주파 증폭 회로 PA1이 접속되고, 송신측의 분파 회로 DIP1과 송신 단자 Tx_5G와의 사이에는 5GHz대의 송신 신호를 증폭하는 고주파 증폭 회로 PA2가 접속되어 있다. 고주파 증폭 회로 PA1, PA2의 입력 측에는 밴드 패스 필터 BPF1, BPF2가 각각 접속되고, 출력 측에는 로패스 필터 LPF1, LPF2가 각각 접속되어 있다. 수신측의 분파 회로 DIP2와 수신 단자 Rx_2.4G와의 사이에는 2.4GHz대의 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier) 회로 LNA1이 접속되고, 수신측의 분파 회로 DIP2와 수신 단자 Rx_5G와의 사이에는 5GHz대의 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기 회로 LNA2가 접속되어 있다. 저잡음 증폭기 회로 LNA1, LNA2의 출력 측에는 밴드 패스 필터 BPF3, BPF4가 각각 접속되어 있다. 밴드 패스 필터 BPF1∼BPF4는 본 발명의 밴드 패스 필터이다. 스위치 회로 SPDT, 고주파 증폭 회로 PA1, PA2, 및 저잡음 증폭기 회로 LNA1, LNA2의 IC 칩은 적층 기판 상에 탑재된다.

도 1a, 도 3, 도 4, 도 6, 도 8 및 도 10에 나타낸 도체 패턴을 가지는 세라믹 적층 기판은, 예를 들면, 1000℃이하의 저온으로 소결 가능한 세라믹 유전체 재료 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)로 이루어지는 두께 10∼200㎛의 그린 시트에, 저저항율의 Ag나 Cu 등의 도전 페이스트를 인쇄하여 소정의 전극 패턴을 형성하고, 복수의 그린 시트를 적절하게 일체적으로 적층하고, 소결함으로써 제조할 수 있다. 세라믹 유전체 재료로서는, 예를 들면, (a) Al, Si, Sr을 주성분으로 하고, Ti, Bi, Cu, Mn, Na, K를 부성분으로 하는 재료, (b) Al, Si, Sr을 주성분으로 하고, Ca, Pb, Na, K를 부성분으로 하는 재료, (c) Al, Mg, Si, Gd를 포함하는 재료, (d) Al, Si, Zr, Mg를 포함하는 재료 등에서, 유전율이 5∼15 정도의 것을 사용할 수 있다. 또한, 유전체 재료로서 수지나, 수지와 세라믹 유전체 분말과의 복합 재료를 사용해도 된다. 또한, 알루미나를 주체로 하는 세라믹 유전체 재료와 텅스텐이나 몰리브덴 등의 고온 소결 가능한 금속을 사용하는 HTCC(고온 동시 소성 세라믹) 기술에 의해, 적층 기판을 제작해도 된다. 세라믹 적층 기판으로 밴드 패스 필터를 구성하는 경우, 원하는 회로를 구성하도록 각 층에 공진 선로용 띠형 도체 패턴, 용량 전극 패턴, 배선용 전극 패턴, 그라운드 전극 패턴, 및 비어 도체를 형성한다.

본 발명의 밴드 패스 필터는 고주파 스위치 모듈뿐만 아니라, 다른 고주파 부품에도 사용할 수 있으며, 본 발명의 밴드 패스 필터를 사용한 고주파 부품은, 휴대 전화기, 블루투스(Bluetooth, 등록상표) 통신 기기, 무선 LAN 통신 기기(802.11a/b/g/n), WIMAX(802.16e), IEEE802.20(I-burst) 등의 각종 통신 장치에 사용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 고주파 부품을 2.4GHz대 무선 LAN(IEEE802.11b 및/또는 IEEE802.11g)과 5GHz대 무선 LAN(IEEE802.11a)의 2개의 통신 시스템을 공용 가능한 고주파 프론트 엔드 모듈, 또는 IEEE802.11n의 규격에 대응 가능한 고주파 프론트 엔드 모듈로 만들어, 소형의 멀티 밴드 통신 장치에 사용할 수 있다. 통신 시스템은 전술한 주파수 대역 및 규격으로 한정되지 않는다. 또한, 2개의 통신 시스템뿐만 아니라, 예를 들면, 분파 회로를 다단(多段)으로 사용하여, 보다 다수의 통신 시스템에도 대응할 수 있다. 멀티 밴드 통신 장치로서는, 예를 들면, 휴대 전화기 등의 무선 통신 기기, 퍼스널 컴퓨터(PC), 프린터나 하드디스크, 브로드밴드 루터 등의 PC의 주변 기기, FAX, 냉장고, 표준 TV(SDTV), 고품위 TV(HDTV), 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 가정용 전자 기기 등이 있다.

Claims (12)

1. 복수의 유전체층으로 이루어지는 적층 기판 내에, 2개의 입출력 단자 사이에 배치된 2개 이상의 공진기를 구비한 밴드 패스 필터로서,
   각각의 상기 공진기는 공진 선로와 그 일단에 접속된 공진 용량에 의해 구성되며,
   상기 공진 선로는 인접하는 것끼리가 전자(電磁) 결합하도록 병설되고,
   각각의 상기 공진 선로는 복수의 층에 걸쳐서 형성된 복수의 띠형 도체 패턴의 양단끼리를 접속함으로써 구성되어 있고,
   인접하는 것끼리의 상기 공진 선로가 적층 방향으로 어긋나게 배치되도록, 상기 복수의 띠형 도체 패턴의 일부는 동일한 유전체층에 배치되고, 잔부(殘部)는 상이한 유전체층에 배치되고,
   상기 공진 용량을 형성하는 용량 전극과 상기 공진 선로는, 적층 방향으로부터 보았을 때 밴드 패스 필터의 구성 부분 전체를 덮는 평면형의 그라운드 전극을 통하여, 상이한 유전체층에 배치되고,
   상기 2개의 입출력 단자가 접속된 각각의 상기 공진기에 있어서, 상기 공진 선로와 상기 공진 용량과의 사이의 경로와 상기 입출력 단자와의 접속점이, 상기 공진 선로보다 상기 공진 용량에 가까운 적층 방향 위치에 있는,
   밴드 패스 필터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 2개의 입출력 단자는, 상기 공진 용량을 형성하는 상기 용량 전극이 배치된 유전체층에 있어서 상기 경로에 접속되어 있는, 밴드 패스 필터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   각각의 상기 공진 선로의 일단은 비어(via) 도체를 통하여 각각의 상기 공진 용량에 접속되고, 각각의 상기 공진 선로의 타단은 비어 도체를 통하여 상기 그라운드 전극에 접속되어 있는, 밴드 패스 필터.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 공진 선로끼리를 결합하는 결합 용량을 구비하고,
   상기 공진 용량을 형성하는 용량 전극 및 상기 결합 용량을 형성하는 용량 전극이 모두 상기 그라운드 전극을 형성한 동일한 유전체층을 통하여, 상기 공진 선로와는 상이한 유전체층에 배치되어 있는, 밴드 패스 필터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 공진 용량을 형성하는 용량 전극 및 상기 결합 용량을 형성하는 용량 전극이 모두 2개의 그라운드 전극 사이에 있는, 밴드 패스 필터.
6. 제4항에 있어서,
   상기 결합 용량은, 결합시키고자 하는 공진 선로에 접속된 복수의 대향 용량 전극에 의해 형성되고,
   적층 방향으로부터 보았을 때 한쪽 용량 전극의 대향부가 다른 쪽 용량 전극의 대향부를 마진(margin)을 가지고 덮고 있는, 밴드 패스 필터.
7. 제1항에 있어서,
   적층 방향으로 어긋난 3개 이상의 평행한 공진 선로를 포함하는 밴드 패스 필터.
8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
   상기 복수의 공진 선로끼리를 결합하는 결합 용량을 가지고,
   상기 결합 용량은, 결합시키고자 하는 공진 선로에 접속된 복수의 용량 전극이 대향함으로써 형성되고,
   상기 복수의 용량 전극은, 상기 그라운드 전극을 통하여, 상기 공진 선로를 형성한 유전체층과는 별도의 유전체층에 형성되어 있는, 밴드 패스 필터.
9. 제8항에 있어서,
   적층 방향으로부터 보았을 때, 상기 결합 용량의 한쪽 용량 전극의 대향부가 다른 쪽 용량 전극의 대향부를 마진을 가지고 덮고 있는, 밴드 패스 필터.
10. 통신 장치용 고주파 회로를 가지는 고주파 부품으로서,
    상기 고주파 회로는, 전극 패턴을 형성한 복수의 유전체층으로 이루어지는 적층체와, 상기 적층체의 표면에 탑재된 소자에 의해 구성되어 있고, 또한 제1항 또는 제2항에 기재된 밴드 패스 필터를 포함하는, 고주파 부품.
11. 제10항에 기재된 고주파 부품을 포함하는 통신 장치.
12. 삭제

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