KR20030022029A

KR20030022029A - Ｌｃ 필터 회로, 적층형 ｌｃ 복합부품, 멀티플렉서 및무선 통신 장치

Info

Publication number: KR20030022029A
Application number: KR1020020052502A
Authority: KR
Inventors: 야마구치나오토
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2003-03-15
Also published as: CN1404333A; GB2380879B; GB2380879A; CN1168344C; KR100503956B1; DE10239887A1; GB0220663D0; JP2003158437A; US20030043759A1

Abstract

본 발명은 중심 주파수 대역을 변동시키지 않고, 감쇠극을 설계할 수 있으며, 소형인 LC 필터, 멀티플렉서 및 무선 통신 장치를 제공한다.

적층형 LC 필터(1)는 절연체 시트(2∼8)의 적층 방향에 있어서, 로우패스 필터 회로의 인덕터(L1, L3)와 트랩 회로의 인덕터(L2)를 다른 층에 배치하고 있다. 인덕터용 비어홀(11a, 11b, 12a, 12b)은 각각 절연체 시트(2∼8)의 적층 방향에 연접하여 주상 인덕터를 형성한다. 인덕터용 비어홀(11a, 11b)은 코일용 도체 패턴(9)에 전기적으로 직렬로 접속하여, 인덕터(L1)를 구성한다. 인덕터용 비어홀(12a, 12b)은 코일용 도체 패턴(10)에 전기적으로 직렬로 접속하여, 인덕터(L3)를 구성한다. 인덕터용 비어홀(15)은 단독으로 주상 인덕터(L2)를 구성하고 있다.

Description

ＬＣ 필터 회로, 적층형 ＬＣ 복합부품, 멀티플렉서 및 무선 통신 장치{LC filter circuit, multilayered LC complex component, multiplexer and wireless communication apparatus}

본 발명은 예를 들어, 휴대전화 등의 이동체 통신기기 등에 사용되는 LC 필터 회로, 적층형 LC 필터로 대표되는 적층형 LC 복합부품, 멀티플렉서 및 무선 통신 장치에 관한 것이다.

이 종류의 적층형 LC 복합부품으로서, 일본국 특허 공개공보 2001-156569호에 기재된 적층형 LC 필터가 알려져 있다. 도 7은 이 적층형 LC 필터(81)의 단면도이고, 도 8은 그 전기 등가 회로도이다.

적층체(110)는 복수의 절연체 시트를 적층한 후, 일체적으로 소성함으로써 형성된다. 적층체(110)의 좌우의 단면에는 각각 입력단자(111) 및 출력단자(112)가 형성되고, 앞쪽 및 안쪽의 측면에는 각각 접지 단자(G1, G2)(도 7에는 도시하지 않음)가 형성되어 있다. 입력단자(111)에는 입력용 인출 패턴(108)이 접속되고, 출력단자(112)에는 출력용 인출 패턴(109)이 접속되고, 접지 단자(G1, G2)에는 실드 패턴(105, 106)이 접속되어 있다.

적층체(110)의 내부에는 인덕터용 비어홀(90a∼90d, 91a∼91d, 92a∼92d), 콘덴서 패턴(93∼95), 주파수 조정용 콘덴서 패턴(96∼98), 결합용 콘덴서 패턴(99∼101), 접속 패턴(102) 및 실드 패턴(105, 106) 등이 형성되어 있다.

인덕터용 비어홀(90a∼90d, 91a∼91d, 92a∼92d)은 각각 절연체 시트의 적층 방향에 연접하여 주상(柱狀) 인덕터(L1, L2, L3)를 구성한다. 인덕터(L1∼L3)의 축 방향은 절연체 시트의 표면에 대하여 수직이다. 인덕터(L1∼L3)의 각각의 한 단(비어홀(90d, 91d, 92d))은 접속 패턴(102)에 접속되어 단락되어 있다.

주파수 조정용 콘덴서 패턴(96, 97, 98)은 각각 절연체 시트를 사이에 두고 실드 패턴(105)에 대향하고, 콘덴서(C1, C2, C3)를 형성한다. 주파수 조정용 콘덴서 패턴(96)은 인덕터(L1)의 단부(비어홀(90a))에 직접 접속하고, 인덕터(L1)와 콘덴서(C1)로 LC 공진기(Q1)가 형성된다. 주파수 조정용 콘덴서 패턴(97)은 인덕터(L2)의 단부(비어홀(91a))에 직접 접속하고, 인덕터(L2)와 콘덴서(C2)로 LC 공진기(Q2)가 형성된다. 주파수 조정용 콘덴서 패턴(98)은 인덕터(L3)의 단부(비어홀(92a))에 직접 접속하고, 인덕터(L3)와 콘덴서(C3)로 LC 공진기(Q3)가 형성된다.

접속 패턴(102)은 절연체 시트를 사이에 두고 실드 패턴(106)에 대향하고, 공통 콘덴서(Cd)를 형성한다. 이에 따라, 인덕터(L1∼L3)의 단락단측은 접속 패턴(102)에 의해 콤라인 결합되고, 또한 공통 콘덴서(Cd)를 개재하여 접지되게 된다.

콘덴서 패턴(93, 94, 95)은 각각 인덕터(L1, L2, L3)를 구성하고 있는 비어홀(90c, 91c, 92c)에 직접 접속하고 있다. 또한, 콘덴서 패턴(93, 95)은 각각 입력용 인출 패턴(108) 및 출력용 인출 패턴(109)에 접속하고 있다.

콘덴서 패턴(93, 94)은 절연체 시트를 사이에 두고 결합용 콘덴서 패턴(99)에 대향하고 있고, LC 공진기(Q1)과 LC 공진기(Q2) 사이를 결합하기 위한 결합 콘덴서(Cs1)를 형성한다. 콘덴서 패턴(94, 95)은 절연체 시트를 사이에 두고 결합용 콘덴서 패턴(100)에 대향하고 있고, LC 공진기(Q2)와 LC 공진기(Q3) 사이를 결합하기 위한 결합 콘덴서(Cs2)를 형성한다. 또한, 결합 콘덴서 패턴(101)은 입력측 콘덴서 패턴(93)으로부터 출력측 콘덴서 패턴(95)에 걸쳐서 대향하고 있고, 입력측 LC 공진기(Q1)와 출력측 LC 공진기(Q3) 사이를 결합하기 위한 결합 콘덴서(Cs3)를 형성한다. 이 결합 콘덴서(Cs3)의 정전용량을 바꿈으로써, 감쇠극의 위치를 조정할 수 있다. 공진기(Q1∼Q3)는 결합 콘덴서(Cs1∼Cs3)를 개재하여 서로 전기적으로 접속되고, 체비세프(chebyshev)형 3단 필터를 구성하고 있다.

그런데, 적층형 LC 필터(81)는 결합 콘덴서(Cs3)의 정전용량을 조정함으로써, 중심 주파수보다 고주파측에서 가장 가까운 감쇠극을 설계하고 있었다. 그러나, 결합 콘덴서(Cs3)의 정전용량을 바꾸면, 감쇠극의 위치뿐만 아니라 중심 주파수 대역의 고주파측도 동시에 변동하여, 중심 주파수가 벗어나 버린다는 문제점이 있었다. 또한, 결합 콘덴서(Cs3)를 가지고 있는 만큼 부품 사이즈가 대형화한다.

또한, 적층형 LC 필터(81)는 비어홀(90a∼90d, 91a∼91d, 92a∼92d)에 의해 구성된 인덕터(L1∼L3)가 동일층에 형성되어 있다. 그리고, 각 인덕터(L1∼L3)의 상단은 주파수 조정용 콘덴서 패턴(96, 97, 98)에 접속되고, 각각 콘덴서(C1, C2, C3)를 개재하여 접지되어 있다. 한편, 각 인덕터(L1∼L3)의 하단은 접속 패턴(102)에 의해 콤라인 결합되고, 공통 콘덴서(Cd)를 개재하여 접지되어 있다.

따라서, 이 LC 필터(81)를 소형화(소체적화)하기 위하여 저배화하면, 인덕터(L1∼L3)의 전체 길이가 짧아져서 필요한 인덕턴스 값을 확보할 수 없는 경우가 있다. 또한, 소형화하기 위하여 소면적화하면, 비어홀(90a∼90d)과 비어홀(91a∼91d)의 간격, 또는 비어홀(91a∼91d)과 비어홀(92a∼92d)의 간격이 좁아져서, LC 필터(81)의 기계적 강도가 저하한다는 문제점도 발생한다.

본 발명의 목적은 중심 주파수 대역을 변동시키지 않고, 감쇠극을 설계할 수 있는 소형의 LC 필터 회로를 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 목적은 인덕턴스 값을 저하시키지 않고, 기계적 강도가 강한 소형의 적층형 LC 복합부품, 멀티플렉서 및 무선 통신 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 적층형 LC 필터의 제 1 실시형태를 나타내는 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 적층형 LC 필터의 외관 사시도이다.

도 3은 도 2에 나타낸 적층형 LC 필터의 모식 단면도이다.

도 4는 도 2에 나타낸 적층형 LC 필터의 전기 등가 회로도이다.

도 5는 도 2에 나타낸 적층형 LC 필터의 통과특성 및 반사특성을 나타내는 그래프이다.

도 6은 본 발명에 따른 무선 통신 장치의 한 실시형태를 나타내는 RF부분의 전기 회로 블록도이다.

도 7은 종래의 적층형 LC 필터의 모식 단면도이다.

도 8은 도 7에 나타낸 적층형 LC 필터의 전기 등가 회로도이다.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

1, 51적층형 LC 필터

2∼8, 52∼57절연체 시트

9, 10코일 도체 패턴

11a∼12b, 15, 70a∼72b인덕터용 비어홀

13, 14, 16∼18, 60∼63콘덴서 패턴

19, 64, 65접지 패턴

20, 75적층체

21, 76입력단자

22, 77출력단자

80무선 통신 장치

G접지 단자

L1, L2, L3인덕터

C1, C2, C3, C4, C5, C6콘덴서

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 LC 필터 회로는

(a)입력단자, 출력단자 및 접지 단자;

(b)입력단자와 출력단자의 사이에 전기적으로 접속된, 인덕터와 콘덴서로 이루어지는 로우패스 필터(low-pass filter) 회로; 및

(c)한 단이 로우패스 필터 회로에 전기적으로 접속되는 동시에, 다른 단이 접지 단자에 전기적으로 접속된, 인덕터와 콘덴서로 이루어지는 트랩 회로;를 구비한 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로는, 로우패스 필터 회로는 입력단자와 출력단자의 사이에 전기적으로 직렬로 접속된 복수의 인덕터; 입력단자 및 출력단자에 대하여 각각 전기적으로 병렬로 접속되고, 또한 한 단이 접지 단자에 전기적으로 접속된 복수의 콘덴서;를 가지고 있다. 트랩 회로는 입력단자와 출력단자의 사이에 션트(shunt) 접속되고, 또한 한 단이 접지 단자에 전기적으로 접속된, 인덕터와 콘덴서의 LC 직렬 회로로 구성되어 있다. 또한, 입력단자와 LC 직렬 회로의 인덕터 및 콘덴서의 중간 접속점과의 사이에는 대역 조정을 위한 콘덴서가 접속되고, 출력단자와 LC 직렬 회로의 인덕터 및 콘덴서의 중간 접속점과의 사이에도 대역 조정을 위한 콘덴서가 접속되어 있다. 그리고, 로우패스 필터 회로에 있어서의 인접하는 2개의 인덕터의 중간 접속점에는 트랩 회로의 인덕터가 전기적으로 접속하고 있다.

이상의 구성에 의해, 트랩 회로의 콘덴서, 보다 구체적으로는 LC 직렬 회로의 콘덴서의 정전용량을 조정함으로써, 중심 주파수 대역을 변동시키지 않고 중심 주파수보다 고주파측에서 가장 가까운 감쇠극의 설계가 행하여진다.

또한, 본 발명에 따른 적층형 LC 복합부품은

(d)필터 회로의 인덕터가 절연체층의 적층 방향에 연접된 제 1 인덕터용 비어홀에 의해 구성되고,

(e)트랩 회로의 인덕터가 절연체층의 적층 방향에 연접된 제 2 인덕터용 비어홀에 의해 구성되고, 또한

(f)절연체층의 적층 방향에 있어서, 필터 회로의 인덕터(즉, 제 1 인덕터용 비어홀)와 트랩 회로의 인덕터(즉, 제 2 인덕터용 비어홀)가 다른 층에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 필터 회로로서는, 예를 들어 로우패스 필터 회로 등이 있다.

이상의 구성에 의해, 적층체의 적층방향에 있어서, 필터 회로의 인덕터와 트랩 회로의 인덕터를 서로 다른 층에 형성하고 있기 때문에, 바꿔 말하면 적층 방향에 있어서, 제 1 인덕터용 비어홀과 제 2 인덕터용 비어홀을 포개서 구성하고 있기 때문에, 적층체의 소형화가 가능해진다. 게다가, 인덕터용 비어홀을 복수개 형성하는 경우, 동일층에 형성한 인덕터용 비어홀끼리의 간격도 넓게 설정할 수 있다. 또한, 트랩 회로의 인덕터를 절연체층의 적층 방향에 연접된 인덕터용 비어홀에 의해 구성함으로써, Q가 높은 트랩 회로가 구성되고, 날카롭고 감쇠량이 큰 트랩 회로를 얻을 수 있다.

또한, 필터 회로의 인덕터를 제 1 인덕터용 비어홀 및 절연체층의 표면에 형성된 코일 도체 패턴으로 형성하는 경우, 필터 회로의 인덕터의 일부를 이 코일 도체 패턴으로 형성할 수 있기 때문에, 필터 회로의 인덕터의 높이 치수를 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 필터 회로의 인덕터와 트랩 회로의 인덕터를 적층체의 적층 방향으로 포개어도, 종래의 적층형 LC 복합부품과 비교하여, 저배화된 적층형 LC 복합부품을 얻을 수 있다.

게다가, 절연체층의 적층 방향에 있어서, 적층체 내에 배치되어 있는 접지 패턴의 상측에 제 2 인덕터용 비어홀을 배치하고, 이 인덕터용 비어홀의 상측에 제 1 인덕터용 비어홀을 배치한다. 또한, 제 1 인덕터용 비어홀의 상측에 코일 도체 패턴을 배치한다. 이에 따라, 필터 회로의 인덕터와 접지 패턴간의 거리가 멀어져서, 입력단자에 입력된 신호가 직접 접지 패턴으로 흘러들어가는 현상을 억제할 수 있다.

또한, 트랩 회로의 인덕터의 하측에 필터 회로 및 트랩 회로의 각각의 콘덴서를 배치함으로써, 접지 패턴의 접지 상태가 한층 양호해지고, 안정적으로 정전용량을 확보할 수 있으며, 트랩 회로로 형성되는 감쇠극의 위치가 안정된다.

또한, 본 발명에 따른 멀티플렉서나 무선 통신 장치는 전술의 특징을 가지는 적층형 LC 복합부품을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 소형이고 저배화된 멀티플렉서나 무선 통신 장치를 얻을 수 있다.

<발명의 실시의 형태>

이하, 본 발명에 따른 LC 필터 회로, 적층형 LC 복합부품, 멀티플렉서 및 무선 통신 장치의 실시형태에 대하여 첨부도면을 참조해서 설명한다.

[제 1 실시형태, 도 1∼도 5]

여기에서는 본 발명의 LC 필터 회로 및 적층형 LC 복합부품을 칩 타입의 적층형 LC 필터에 대하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 적층형 LC 필터(1)는 코일 도체 패턴(9, 10), 인덕터용 비어홀(11a, 11b, 12a, 12b, 15), 콘덴서 패턴(13, 14, 16∼18) 및 접지패턴(19)을 각각 형성한 절연체 시트(2∼8) 등으로 구성되어 있다. 절연체 시트(2∼8)는 유전체 분말이나 자성체 분말을 결합제 등과 함께 혼련(混練)한 것을 시트 형상으로 한 것이다. 인덕터용 비어홀(15)을 형성한 시트(5)는 다른 시트(2) 등보다 두껍게 설정되어 있다. 이 때, 시트(5)의 두께는 다른 시트(2) 등과 동일한 시트를 복수장 적층하여 확보하여도 좋고, 1장의 두꺼운 시트를 사용하여 확보하여도 좋다.

패턴(9, 10, 13, 14, 16∼19)은 Ag, Pd, Cu, Ni, Au, Ag-Pd 등으로 이루어지고, 스퍼터링법, 증착법, 인쇄법, 포토리소그래피법 등의 방법에 의해 형성된다. 인덕터용 비어홀(11a, 11b, 12a, 12b, 15)은 절연체 시트(3∼5)에 금형, 레이저 등으로 구멍을 뚫고, Ag, Pd, Cu, Ni, Au, Ag-Pd 등의 도전체 재료를 이 구멍에 충전함으로써 형성된다.

코일 도체 패턴(9, 10)은 각각 소용돌이 형상을 하고 있고, 시트(3)의 표면에 형성되어 있다. 코일 도체 패턴(9)은 시트(3)의 실질적으로 좌측 절반에 형성되고, 그 인출부는 시트(3)의 좌변에 노출되어 있다. 코일 도체 패턴(10)은 시트(3)의 실질적으로 우측 절반에 형성되고, 그 인출부는 시트(3)의 우변에 노출되어 있다.

제 1 인덕터용 비어홀(11a, 11b, 12a, 12b)은 각각 절연체 시트(2∼8)의 적층 방향에 연접하여 주상 인덕터를 형성한다. 이 주상 인덕터의 축 방향은 시트(2∼8)의 표면에 대하여 수직이다. 인덕터용 비어홀(11a, 11b)은 코일용 도체 패턴(9)에 전기적으로 직렬로 접속하고, 소망의 인덕턴스 값을 가지는 인덕터(L1)를 구성한다. 인덕터용 비어홀(12a, 12b)은 코일용 도체 패턴(10)에 전기적으로 직렬로 접속하고, 소망의 인덕턴스 값을 가지는 인덕터(L3)를 구성한다.

또한, 제 2 인덕터용 비어홀(15)은 단독으로 소망의 인덕턴스 값을 가지는 주상 인덕터(L2)를 구성하고 있다. 인덕터(L1∼L3)의 각각의 한 단(비어홀(11b, 15, 12b))은 콘덴서 패턴(14)에 접속되어 콤라인 결합하고 있다. 인덕터(L2)의 다른 단은 콘덴서 패턴(16)에 접속되어 있다.

절연체 시트(7)의 표면의 좌우에 형성된 콘덴서 패턴(17, 18)은 각각의 인출부가 시트(7)의 좌우변에 노출되어 있다. 이들의 콘덴서 패턴(17, 18)은 각각 절연체 시트(7)를 사이에 두고 접지 패턴(19)에 대향하고, 콘덴서(C1, C3)를 형성한다. 또한, 콘덴서 패턴(17, 18)은 각각 절연체 시트(6)를 사이에 두고 콘덴서 패턴(16)에 대향하고, 콘덴서(C4, C6)를 형성한다.

절연체 시트(4)의 중앙에 배치된 콘덴서 패턴(13)은 양단의 인출부가 시트(4)의 앞쪽의 변 및 안쪽의 변에 노출되어 있다. 콘덴서 패턴(13)은 절연체 시트(4)를 사이에 두고 콘덴서 패턴(14)에 대향하고, 콘덴서(C2)를 형성한다. 또한, 콘덴서 패턴(16)의 중앙부는 절연체 시트(6, 7)를 사이에 두고 접지 패턴(19)의 중앙부에 대향하고, 콘덴서(C5)를 형성한다.

각 절연체 시트(2∼8)는 적층되고 일체적으로 소성됨으로써, 도 2 및 도 3에 나타낸 적층체(20)가 된다. 적층체(20)의 좌우의 단면에는 각각 입력단자(21), 출력단자(22)가 형성되고, 앞쪽 및 안쪽의 측면에는 접지 단자(G)가 형성되어 있다. 이들의 단자(21, 22, G)는 스퍼터링법, 증착법, 도포법, 인쇄법 등의 방법에 의해 형성되고, Ag-Pd, Ag, Pd, Cu, Cu합금 등의 재료로 이루어진다.

입력단자(21)에는 인덕터(L1)의 한 단(구체적으로는 코일 도체 패턴(9)의 인출부) 및 콘덴서 패턴(17)의 인출부가 전기적으로 접속되어 있다. 출력단자(22)에는 인덕터(L3)의 한 단(코일 도체 패턴(10)의 인출부) 및 콘덴서 패턴(18)의 인출부가 전기적으로 접속되어 있다. 접지 단자(G)에는 콘덴서 패턴(13) 및 접지 패턴(19)이 접속되어 있다.

도 4는 이와 같이 하여 얻어진 적층형 LC 필터(1)의 전기 등가 회로도이다. 콘덴서(C1∼C3) 및 인덕터(L1, L3)는 로우패스 필터 회로를 구성하고 있다. 콘덴서(C4∼C6) 및 인덕터(L2)는 트랩 회로를 구성하고 있다.

즉, 로우패스 필터 회로는 입력단자(21)와 출력단자(22)의 사이에 전기적으로 직렬로 접속된 두 개의 인덕터(L1, L3); 입력단자(21) 및 출력단자(22)에 대하여 각각 전기적으로 병렬로 접속되고, 또한 한 단이 접지 단자(G)에 전기적으로 접속된 콘덴서(C1∼C3);를 가지고 있다. 트랩 회로는 입력단자(21)와 출력단자(22)의 사이에 션트 접속되고, 또한 한 단이 접지 단자(G)에 전기적으로 접속된, 인덕터(L2)와 콘덴서(C5)의 LC 직렬 회로로 구성되어 있다. 또한, 입력단자(21)와 LC 직렬 회로의 인덕터(L2) 및 콘덴서(C5)의 중간 접속점과의 사이에는, 대역 조정을 위한 콘덴서(C4)가 접속되고, 출력단자(22)와 LC 직렬 회로의 인덕터(L2) 및 콘덴서(C5)의 중간 접속점과의 사이에도, 대역 조정을 위한 콘덴서(C6)가 접속되어 있다. 그리고, 로우패스 필터 회로의 인접하는 인덕터(L1)와 인덕터(L3)의 중간 접속점에, 트랩 회로의 인덕터(L2)가 전기적으로 접속하고 있다.

도 5는 LC 필터(1)의 통과특성(S21) 및 반사특성(S11)을 나타내는그래프이다(실선 참조). 비교를 위하여, 도 5에는 콘덴서(C1∼C3) 및 인덕터(L1, L3)로 구성된 로우패스 필터 회로만의 통과특성(S21') 및 반사특성(S11')도 함께 기재하고 있다.

이상의 구성으로 이루어지는 적층형 LC 필터(1)는 콘덴서(C5)의 정전용량을 조정함으로써, 중심 주파수보다 고주파측에서 가장 가까운 감쇠극의 설계가 행하여진다. 트랩 회로의 콘덴서(C5)와 인덕터(L2)는 회로 구성상, 로우패스 필터 회로의 콘덴서(C1∼C3) 및 인덕터(L1, L3)로부터 독립하여 있다. 따라서, 감쇠극의 설계를 위하여, 콘덴서(C5)의 정전용량을 바꾸어도 중심 주파수 대역은 변동하지 않는다. 이와 같이 하여, 중심 주파수 대역을 변동시키지 않고, 감쇠극의 설계가 가능하게 된다. 또한, 종래의 적층형 LC 필터(81)가 가지고 있었던 결합 콘덴서(Cs3)가 불필요해지기 때문에, 그만큼 부품수가 줄어 소형화할 수 있으며, 제조 비용도 저렴해진다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 종래의 LC 필터(81)는 인덕터(L1, L3)의 각각의 도중에 입출력단자(111, 112)가 전기적으로 접속하고 있다. 이에 대하여, 본 제 1 실시형태의 LC 필터(1)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 입력단자(21)가 인덕터(L1)와 콘덴서(C1)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되고, 출력단자(22)가 인덕터(L3)와 콘덴서(C3)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 로우패스 필터 회로의 입출력 임피던스를 높게 할 수 있다.

또한, 절연체 시트(2∼8)의 적층 방향에 있어서, 로우패스 필터 회로의 인덕터(L1, L3)와 트랩 회로의 인덕터(L2)를 다른 층에 배치하고 있으므로, 인덕터(L1,L3)와 인덕터(L2) 사이의 자기 결합을 억제할 수 있다. 이 때문에, 로우패스 필터 회로를 흐르는 신호가 트랩 회로의 인덕터(L2)로 흘러들어가기 어려워지고, 로우패스 필터 회로와 트랩 회로를 서로 독립하여 설계할 수 있어, 설계가 용이해진다. 또한, 인덕터(L1, L3)와 인덕터(L2) 사이의 자기 결합을 억제할 수 있으므로, 로우패스 필터 회로를 흐르는 신호가 트랩 회로를 개재하여 접지에 흐르기 어려워져, 입력 임피던스가 높아진다. 이 때문에, 입력 반사 손실을 감소할 수 있다.

또한, 로우패스 필터 회로의 인덕터(L1, L3)와 트랩 회로의 인덕터(L2)를 다른 층에 배치하고 있으므로, 소면적화가 가능하다. 게다가, 동일 절연체 시트(3)에 형성한 인덕터용 비어홀(11a)과 인덕터용 비어홀(12a)의 간격, 및 동일 절연체 시트(4)에 형성한 인덕터용 비어홀(11b)과 인덕터용 비어홀(12b)의 간격도 넓게 설정할 수 있다. 왜냐하면, 동일층에 형성되는 인덕터용 비어홀의 수가 적어지기 때문이다. 이 결과, 소면적이고, 기계적 강도가 강한 적층형 LC 필터(1)를 얻을 수 있다.

또한, 트랩 회로의 인덕터(L2)를 절연체 시트(2∼8)의 적층 방향에 연접된 인덕터용 비어홀(15)에 의해 구성하고 있으므로, 콘덴서 패턴(14, 16) 등의 전극의 주면이 인덕터(L2)에 의한 자력선과 평행하게 된다. 따라서, 인덕터(L2)의 자력선에 의해 콘덴서 패턴(14, 16) 등의 전극에 발생하는 와전류 손실이 작아져, Q가 열화하기 어렵다. 또한, 인덕터(L2)의 단면적도 크게 할 수 있으므로, Q가 양호해진다. 이 결과, Q가 높은 트랩 회로가 구성되어, 날카롭고 감쇠량이 큰 트랩 회로를 얻을 수 있다.

또한, 로우패스 필터 회로의 인덕터(L1, L3)의 일부가 절연체 시트(3)의 표면에 형성된 코일 도체 패턴(9, 10)으로 구성되어 있으므로, 인덕터(L1, L3)의 높이 치수는 인덕터용 비어홀(11a)과 인덕터용 비어홀(11b)의 길이의 합(또는, 12a와 12b의 길이의 합)과 실질적으로 동일해져, 인덕터(L1, L3)의 높이 치수를 낮게 억제할 수 있다.

또한, 절연체 시트(3)의 표면에 소용돌이 형상의 코일 도체 패턴(9, 10)을 형성할 수 있기 때문에, 큰 인덕터(L1, L3)를 얻을 수 있다. 한편, 로우패스 필터 회로의 인덕터(L1, L3)는 큰 인덕턴스가 필요하지만, 트랩 회로의 인덕터(L2)는 비교적 작은 인덕턴스로 충분하다. 그 때문에, 인덕터(L1, L3)와 인덕터(L2)를 다른 층에 배치하는 구조를 채용함으로써, 트랩 회로의 인덕터(L2)의 길이를 짧게 할 수 있다. 한편, 트랩 회로의 중심 주파수는 (LC)^1/2에 역비례한다. 따라서, 인덕터(L2)의 인덕턴스를 작게 한 경우, 동일 중심 주파수를 확보하고자 한다면, 콘덴서(C5)의 정전용량을 크게 할 필요가 있다. 그러나, 콘덴서(C5)는 유전체 시트(6, 7)의 두께를 얇게 함으로써, 정전용량을 용이하게 크게 할 수 있으므로 문제는 없다.

따라서, 인덕터(L1, L3)와 인덕터(L2)를 적층체(20)의 적층 방향으로 포개어도, 종래의 적층형 LC 필터와 비교하여, 저배화된 적층형 LC 필터(1)를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 도 7 및 도 8에 나타낸 적층형 LC 필터(81)에 대하여, 종래, 3.2×2.5×1.8㎜(＝14.4㎜³)이었던 사이즈를, 본 발명에 따르면, 2.0×1.25×1.1㎜(＝2.75㎜³)으로 할 수 있었다. 즉, 체적을 종래의 1/5로 할 수 있었다.

또한, 본 제 1 실시형태에서는 절연체 시트(2∼8)의 적층 방향에 있어서, 적층체(20) 내에 배치되어 있는 접지 패턴(19) 상에 트랩 회로의 인덕터(L2)를 배치하고, 그 인덕터(L2)의 위에 로우패스 필터 회로의 인덕터(L1, L3)를 배치하고 있다. 인덕터(L1, L3)는 인덕터용 비어홀(11a∼12b) 상에 코일 도체 패턴(9, 10)을 배치하고 있다. 이에 따라, 로우패스 필터 회로의 인덕터(L1, L3)와 접지 패턴(19) 사이의 거리가 멀어지고, 입력단자(21)에 입력된 신호가 직접 접지 패턴(19)에 흘러들어가는 현상을 억제할 수 있다. 이 결과, 입력 반사 손실을 한층 감소할 수 있다.

또한, 접지 패턴(19)을 적층체(20)의 바닥면측의 표층 부근에 배치함으로써, 접지 패턴(19)과 접지간의 등가 직렬 인덕턴스 값(잔류 인덕턴스 값)을 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 접지 패턴(19)의 접지 상태가 한층 양호해져, 로우패스 필터 회로 및 트랩 회로의 각각의 접지측 콘덴서(C1, C3, C5)의 전기 특성이 안정된다. 이에 따라, 트랩 회로로 형성되는 감쇠극의 위치가 안정된다.

게다가, 콘덴서 패턴(13)과 콘덴서 패턴(14)의 전극간 거리는 50㎛ 이하로 작게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 확실하게 콘덴서(C2)로서 기능시킬 수 있다. 또한, 콘덴서 패턴(13)과 콘덴서 패턴(14)의 전극간 거리가 멀어지고, 콘덴서 패턴(14)이 콘덴서 패턴(13)으로부터 지나치게 멀어지면, 인덕터용 비어홀(11a∼12b)에 의해 발생하는 자계가 콘덴서 패턴(13)과 상호작용하여 영향을 받아, 인덕터(L1, L2)의 특성이 불규칙한 경우가 있기 때문이다.

[그 외 실시형태]

또한, 본 발명에 따른 LC 필터 회로, 적층형 LC 복합부품은 상기 실시형태에한정되는 것이 아니라, 그 요지의 범위내에서 여러가지로 변경할 수 있다. 적층형 LC 복합부품의 필터 회로로서는 로우패스 필터 회로의 이외에, 밴드패스 필터 회로나 하이패스 필터(high-pass filter) 회로 등이어도 좋다. 또한, 밴드패스 필터를 조합시켜서 구성한 듀플렉서, 트리플렉서, 멀티플렉서 등과 같이 하나의 적층체 내에 복수개의 필터가 내장된 것을 포함한다.

또한, 예를 들어 도 6에 나타낸 바와 같이, 전술의 적층형 LC 필터(1)를 2개 사용한 듀플렉서(DPX), 및 그것을 사용한 무선 통신 장치(80)가 있다. 듀플렉서(DPX)는 적층형 LC 필터(1)(1a, lb)를 전기적으로 접속하여 구성되어 있고, 세 개의 포트(P1, P2, P3)를 구비하고 있다. 듀플렉서(DPX)의 포트(P1)는 적층형 LC 필터(1a)의 한 단에 형성되고, 송신부(TX)에 접속되어 있다. 듀플렉서(DPX)의 포트(P2)는 적층형 LC 필터(1b)의 한 단에 형성되고, 수신부(RX)에 접속되어 있다. 또한, 듀플렉서(DPX)의 포트(P3)는 적층형 LC 필터(1a)의 다른 단 및 적층형 LC 필터(1b)의 다른 단에 형성되고, 안테나(ANT)에 접속되어 있다. 이상과 같이 구성하여, 적층형 LC 필터(1)를 듀플렉서로서 사용할 수 있다. 따라서, 인덕턴스 값을 저하시키지 않고, 또한 소면적이고 기계적 강도가 강한 소형화 및 저배화가 가능한 듀플렉서를 얻을 수 있다. 동일하게 하여, 적층형 LC 필터(1)를 세 개의 주파수에 대응한 트리플렉서 등의 멀티플렉서로 사용하는 것이 가능하다.

게다가, 상기 실시형태는 각각 도체 패턴이나 비어홀이 형성된 절연체 시트를 적층한 후, 일체적으로 소성하는 것이지만, 반드시 이것에 한정되지 않는다. 절연체 시트는 미리 소성된 것을 이용하여도 좋다. 또한, 이하에 설명하는 제조법에 의해LC 필터를 제조하여도 좋다. 인쇄 등의 방법에 의해 페이스트 형상의 절연 재료로 절연체층을 형성한 후, 그 절연체층의 표면에 페이스트 형상의 도전성 재료를 도포하여 도체 패턴이나 비어홀을 형성한다. 다음에 페이스트 형상의 절연 재료를 위에서부터 도포하여 절연체층으로 한다. 동일하게 하여, 순서대로 포개 칠하는 것에 의해 적층 구조를 가지는 LC 필터를 얻을 수 있다.

이상의 설명으로 명확한 바와 같이, 본 발명에 따른 LC 필터 회로에 따르면 로우패스 필터 회로와 트랩 회로를 구비함으로써, 트랩 회로의 콘덴서의 정전용량을 조정하여, 중심 주파수 대역을 변동시키지 않고, 중심 주파수보다 고주파측에서 가장 가까운 감쇠극의 설계를 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 적층형 LC 필터에 따르면, 적층체의 적층 방향으로 필터 회로의 인덕터와 트랩 회로의 인덕터를 포개고 있으므로, 소면적화가 가능해진다. 게다가, 동일층에 형성한 인덕터용 비어홀끼리의 간격도 넓게 설정할 수 있다. 따라서, 소면적이고 기계적 강도가 강한 적층형 LC 필터를 얻을 수 있다. 또한, 트랩 회로의 인덕터를 절연체층의 적층 방향에 연접된 인덕터용 비어홀에 의해 구성함으로써, Q가 높은 트랩 회로가 구성되어, 날카롭고 감쇠량이 큰 트랩 회로를 얻을 수 있다.

또한, 필터 회로의 인덕터의 일부가 절연체층의 표면에 형성된 코일 도체 패턴이기 때문에, 필터 회로의 인덕터의 높이 치수를 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 필터 회로의 인덕터와 트랩 회로의 인덕터를 적층체의 적층 방향으로 포개어도, 종래의 적층형 LC 필터와 비교하여, 저배화된 적층형 LC 필터를 얻을 수 있다. 이 결과, 인덕턴스 값을 저하시키지 않고, 또한 소면적이고 기계적 강도가 강한 소형화 및 저배화가 가능한 LC 필터, 멀티플렉서 및 무선 통신 장치를 얻을 수 있다.

Claims

입력단자, 출력단자 및 접지 단자;

상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 전기적으로 접속된, 인덕터와 콘덴서로 이루어지는 로우패스 필터(low-pass filter) 회로; 및

한 단이 로우패스 필터 회로에 전기적으로 접속되는 동시에, 다른 단이 접지 단자에 전기적으로 접속된, 인덕터와 콘덴서로 이루어지는 트랩 회로;를 구비하는 것을 특징으로 하는 LC 필터 회로.
제 1항에 있어서, 상기 로우패스 필터 회로는 상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 전기적으로 직렬로 접속된 복수의 인덕터; 상기 입력단자 및 상기 출력단자에 대하여 각각 전기적으로 병렬로 접속되고, 또한 한 단이 접지 단자에 전기적으로 접속된 복수의 콘덴서;로 구성되고,

상기 트랩 회로는 상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 션트(shunt) 접속되고, 또한 한 단이 상기 접지 단자에 전기적으로 접속된, 인덕터 및 콘덴서로 이루어지는 LC 직렬 회로로 구성되고,

상기 입력단자와 상기 LC 직렬 회로의 상기 인덕터 및 상기 콘덴서의 접속점과의 사이, 및 상기 출력단자와 상기 접속점과의 사이에는 각각 콘덴서가 접속되어 있고,

상기 로우패스 필터 회로에 있어서의 인접하는 상기 인덕터의 접속점에는 상기 LC 직렬 회로의 상기 인덕터가 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 LC 필터 회로.
복수의 절연체층이 적층되어 구성된 적층체;

인덕터 및 콘덴서로 구성된 필터 회로;

인덕터 및 콘덴서로 구성된 트랩 회로;를 구비하고,

상기 필터 회로의 상기 인덕터는 상기 절연체층의 적층 방향에 연접된 제 1 인덕터용 비어홀, 상기 트랩 회로의 상기 인덕터는 상기 절연체층의 적층 방향에 연접된 제 2 인덕터용 비어홀에 의해 구성되어 있고,

상기 절연체층의 적층 방향에 있어서, 상기 제 1 인덕터용 비어홀과 상기 제 2 인덕터용 비어홀은 다른 층에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 LC 복합부품.
제 3항에 있어서, 상기 적층체 내에 접지 패턴이 형성되어 있고, 상기 절연체층의 적층 방향에 있어서, 상기 접지 패턴의 상측에 상기 제 2 인덕터용 비어홀이 배치되고, 이 제 2 인덕터용 비어홀의 상측에 상기 제 1 인덕터용 비어홀이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 LC 복합부품.
제 4항에 있어서, 상기 절연체층의 적층 방향에 있어서, 상기 제 1 인덕터용 비어홀의 상측에 코일 도체 패턴이 배치되어 있고, 상기 필터 회로의 상기 인덕터는상기 제 1 인덕터용 비어홀 및 상기 코일 도체 패턴에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 LC 복합부품.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 절연체층의 적층 방향에 있어서, 상기 제 2 인덕터용 비어홀의 하측에, 상기 필터 회로의 상기 콘덴서 및 상기 트랩 회로의 상기 콘덴서가 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 LC 복합부품.
제 3항에 있어서, 상기 필터 회로는 로우패스 필터 회로인 것을 특징으로 하는 적층형 LC 복합부품.
제 3항에 기재된 적층형 LC 복합부품을 구비한 것을 특징으로 하는 멀티플렉서.
제 3항에 기재된 적층형 LC 복합부품, 또는 제 8항에 기재된 멀티플렉서 중 적어도 어느 하나를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.