KR20110094215A - 분포 정수 회로 - Google Patents

Abstract

일 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로는, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제1 전송 선로를 포함하는 제1 절연체층; 상기 제1 전송 선로와 층간 접속 도체를 개재하여 전기적으로 접속되고, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제2 전송 선로를 포함하는 제2 절연체층;및 그라운드 전극을 포함하는 제3 절연체층;을 포함하는 복수의 절연체층을 가진다. 이 분포 정수 회로에는, 이 복수의 절연체층을 적층하여 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로를 포함하는 직사각형 나선 형상의 회로 패턴이 형성되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 제2 전송 선로는, 제1 전송 선로의 적어도 1변과 평행하게 배치된 변을 포함하고, 상기 평행으로 배치된 변끼리가 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되어 있고, 상기 제1 전송 선로 또는 상기 제2 전송 선로의 적어도 일방의 코너 부분의 적어도 1개가 그 내주와 외주가 동심원이 되도록 구성된다.

Description

분포 정수 회로{DISTRIBUTED CONSTANT CIRCUIT}

본 발명은, 분포 정수 회로에 관한 것으로, 특히, 소형화가 가능한 분포 정수 회로에 관한 것이다.

분포 정수 회로는, 공진기 등의 다양한 전자 기기를 실현하기 위해 이용되고 있다. 예를 들면, 초광대역(Ultra-Wide-Band; 이하,「UWB」라고 칭할 수 있다.) 무선 시스템에 있어서 사용되는 밴드 패스 필터를, 분포 정수 회로를 이용하여 실현하는 것이 연구되고 있고, 본 발명자는, 일본 특원 2005-375484[일본 특개 2007-180781호 공보(특허 공보1)로서 출원 공개되어 있다]에 있어서, 이와 같은 광대역을 사용하는 전자 기기에 적합한 분포 정수 회로를 제안하였다.

무선 통신에 있어서 이용되는 분포 정수 회로는 소형화가 요구된다. 예를 들면, 일본 특개 2003-168948호 공보(특허 문헌2)에는, 1개의 절연체층에 있어서 전송 선로를 나선 형상(螺旋狀, 실제로는 소용돌이 형상), 미앤더(meander) 형상 또는 톱니파 형상으로 형성하는 것으로, 회로의 소형화를 도모하고 있다.

특허문헌 1: 일본 특개 2007-180781호 공보 특허문헌 2: 일본 특개 2003-168948호 공보

본 발명의 과제는, 종래의 분포 정수 회로에 다양한 개량을 제공하는 것이다. 본 발명자는, 종래의 소형화된 분포 정수 회로에서는, 전송 선로가 단일한 절연체층에 있어서 서로 근접하여 형성되어 있기 때문에, 소형화를 진행함에 따라 전송 선로끼리가 쇼트할 우려가 높아진다는 문제를 발견하였다. 또한, 소형화를 위하여 전송 선로를 미앤더 형상으로 형성하는 경우, 도 25에 도시하는 바와 같이, 근접한 2개의 전송 선로에 있어서 전류가 서로 역방향으로 흐르기 때문에, 이들의 전류가 이루는 자계가 서로 제거되어 공진 주파수가 고주파측으로 이동하고, 설계에서 의도한 특성이 얻어지지 않는 문제를 발견하였다.

상기 이외에도, 본 명세서의 개시를 통하여 다양한 과제가 기술된다.

일 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로는, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제1 전송 선로를 포함하는 제1 절연체층; 상기 제1 전송 선로와 층간 접속 도체를 개재하여 전기적으로 접속되고, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제2 전송 선로를 포함하는 제2 절연체층; 및 그라운드 전극을 포함하는 제3 절연체층;을 포함하는 복수의 절연체층을 포함하고, 상기 복수의 절연체층을 적층하여 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로를 포함하는 직사각형 나선 형상의 회로 패턴이 형성되고, 상기 제2 전송 선로는, 상기 제1 전송 선로의 적어도 1변과 평행하게 배치된 변을 포함하고, 상기 평행으로 배치된 변끼리가 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되어 있고, 상기 제1 전송 선로 또는 상기 제2 전송 선로의 적어도 일방의 코너 부분의 적어도 1개가 그 내주와 외주가 동심원이 되도록 구성된다.

일 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로에 있어서는, 복수의 절연체층에 설치된 전송 선로를 접속하고, 직사각형 나선 형상의 주회 패턴을 형성하고 있으므로, 같은 길이의 패턴을 단일 절연체층에 미앤더 형상으로 형성하는 경우와 비교하여, 역방향으로 전류가 흐르는 전송 선로끼리의 거리를 길게 확보할 수 있고, 자계가 서로 제거하는 것에 의한 특성 열화를 방지할 수 있다. 또한, 제2 전송 선로는, 상기 제1 전송 선로의 적어도 1변과 평행하게 배치된 변을 포함하고, 상기 평행으로 배치된 변끼리가, 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되고 있으므로, 부유 용량에 의한 특성의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 일 실시 형태에 있어서의 필터는, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성되고, 입력 단자 및 출력 단자와 접속된 제1 전송 선로를 포함하는 제1 절연체층; 상기 제1 전송 선로와 층간 접속 도체를 개재하여 전기적으로 접속되고, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제2 전송 선로를 포함하는 제2 절연체층; 및 그라운드 전극을 포함하는 제3 절연체층을 포함하는 복수의 절연체층을 포함하고, 상기 복수의 절연체층을 적층하여 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로를 포함하는 직사각형 나선 형상의 회로 패턴을 형성한 분포 정수형 공진기를 포함하는 필터로서, 상기 제2 전송 선로는, 상기 제1 전송 선로의 적어도 1변과 평행하게 배치된 변을 포함하고, 상기 평행으로 배치된 변끼리가 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되어 있고, 상기 제1 전송 선로 또는 상기 제2 전송 선로의 적어도 일방의 코너 부분의 적어도 1개가, 그 내주와 외주가 동심원이 되도록 구성된다.

이와 같이, 본 발명의 다양한 실시 형태에 있어서의 분포 정수형 공진기를 이용하여, 소형화된 필터를 실현할 수 있다.

일 실시 형태에 있어서의 필터는, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제1 전송 선로를 포함하는 제1 절연체층; 상기 제1 전송 선로와 층간 접속 도체를 개재하여 전기적으로 접속되고, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제2 전송 선로를 포함하는 제2 절연체층; 및 그라운드 전극을 포함하는 제3 절연체층;을 포함하는 복수의 절연체층을 가지고, 이 복수의 절연체층을 적층하여 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로를 포함하는 직사각형 나선 형상의 회로 패턴을 형성한 분포 정수 회로를 포함하는 회로 모듈로서, 상기 제2 전송 선로는, 상기 제1 전송 선로의 적어도 1변과 평행하게 배치된 변을 포함하고, 상기 평행으로 배치된 변끼리가 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되어 있고, 상기 제1 전송 선로 또는 상기 제2 전송 선로의 적어도 일방의 코너 부분의 적어도 1개가, 그 내주와 외주가 동심원이 되도록 구성된다. 이와 같이, 회로 모듈을 소형화하는 것이 가능하게 된다.

다양한 실시 형태에 의해, 주파수 특성을 열화시키지 않고, 소형의 분포 정수 회로 및 이 분포 정수 회로를 이용한 필터 및 회로 모듈을 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시 형태에 있어서의 필터 소자를 도시하는 등가 회로도이다.
도 2는 일 실시 형태에 있어서의 필터 소자의 구조를 모식적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시 형태에 있어서의 필터 소자의 구조를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 필터 소자를 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5a는 일 실시 형태에 있어서의 분포 정수형 전송 선로(124)를 모식적으로 도시하는 부분 확대 평면도이다.
도 5a는 도 5b에 도시하는 전송 선로(124)를 X-X선에 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 전송 선로(124)의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 전송 선로(124)의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 전송 선로(124)의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 9는 전송 선로(124)의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 10은 전송 선로(124)의 코너의 형상을 도시하는 확대도이다.
도 11은 일 실시 형태에 있어서의 회로 소자를 도시하는 도면이다.
도 12는 일 실시 형태에 있어서의 회로 소자의 감쇠 특성을 나타내는 도면이다.
도 13은 일 실시 형태에 있어서의 회로 소자의 VSWR특성을 도시하는 도면이다.
도 14는 도 1의 등가 회로를 실현하는 다른 필터 소자의 구조를 모식적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 15는 일 실시 형태에 있어서의 필터 소자의 구조를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 16은 도 15의 필터 소자의 B-B선에 있어서의 모식 단면도이다.
도 17은 일 실시 형태에 있어서의 필터 소자의 주파수 특성을 도시하는 도면이다.
도 18은 직선 형상(直線狀)으로 형성된 공진기를 포함하는 필터 소자의 구조를 모식적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 19는 도 18에 도시하는 필터 소자의 구조를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 20은 도 19에 도시하는 필터 소자를 C-C선에 따라 절단한 단면도이다.
도 21은 미앤더 형상으로 형성된 공진기를 포함하는 필터 소자의 구조를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 22는 일 실시 형태에 있어서의 필터를 내장한 다층 배선 기판을 포함하는 회로 모듈을 도시하는 모식 단면도이다.
도 23은 도 22의 회로 모듈을 도시하는 기능 블록도이다.
도 24는 일 실시 형태에 있어서의 필터를 도시하는 등가 회로도이다.
도 25는 일 실시 형태에 있어서의 필터를 도시하는 등가 회로도이다.
도 26은 일 실시 형태에 있어서의 이상기(移相器)를 도시하는 등가 회로도이다.
도 27은 미앤더 형상으로 형성된 분포 정수형 공진기를 도시하는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로 및 상기 분포 정수 회로를 포함하는 필터 소자(120)에 대하여 설명한다. 도 1은, 일 실시 형태에 있어서의 필터 소자(120)의 등가 회로(100)를 도시한다. 이 등가 회로(100)는, UWB무선 시스템용 소형 모듈로서 이용 가능하며, 저온 동시 소성 세라믹스(Low Temperature Co-fired Ceramics, 이하「LTCC」라고 칭할 수 있다) 기판을 이용하여 형성되는 광대역 필터이다. 등가 회로(100)는, 입력 단자(IN)과 출력 단자(OUT)와의 사이에 직렬로 접속된 4개의 전송 선로(104~107)와, 전송 선로(104)와 전송 선로(105)의 사이에 접속된 캐패시터(108)와, 전송 선로(106)와 전송 선로(107)의 사이에 접속된 캐패시터(109)와, 전송 선로(104)와 캐패시터(108)의 접속점에 일단(一端)이 접속된 전송 선로(1011)와, 전송 선로(105)와 전송 선로(106)의 접속점에 일단이 접속된 전송 선로(1021)와, 전송 선로(107)와 캐패시터(109)의 접속점에 일단이 접속된 전송 선로(1031)와, 전송 선로(1011)의 타단과 그라운드의 사이에 접속된 캐패시터(1012)와, 전송 선로(1021)의 타단과 그라운드의 사이에 접속된 캐패시터(1022)와, 전송 선로(1031)의 타단과 그라운드의 사이에 접속된 캐패시터(1032)와, 전송 선로(105)의 입력단과 전송 선로(106)의 출력단의 사이에 접속된 캐패시터(110)를 포함한다. 전송 선로(1011, 1021 및 1031)는, 필터의 감쇠극 주파수와 정합 주파수를 고려하여, 분포 정수 선로부의 길이가 결정된다. 전송 선로(1011), 전송 선로(1021) 및 전송 선로(1031)는, 각각 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로의 예이다.

이와 같이, 등가 회로(100)는, 입력 단자(IN)와 출력 단자(OUT)의 사이에 4개의 전송 선로(104~107)를 직렬로 접속하여 신호 라인을 구성하고 있다. 또한, 전송 선로(1011) 및 캐패시터(1012)가 제1 공진 회로(101)를 구성하고, 전송 선로 (1021) 및 캐패시터(1022)가 제2 공진 회로(102)를 구성하고, 전송 선로(1031) 및 캐패시터(1032)가 제3 공진 회로(103)를 구성한다. 캐패시터(1012, 1022, 1032)는, 대응하는 공진 회로(101, 102, 103)의 공진 주파수를 낮게 하기 위하여 배치되고, 단축 콘덴서로서 기능한다. 즉, 캐패시터(1012, 1022, 1032)를 배치하는 것에 의해, 소정의 공진 주파수를 실현하기에 필요한 전송 선로(1011, 1021, 1031)의 선로 길이를 단축할 수 있다.

계속해서, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 실시 형태에 있어서의 필터 소자(120)을 설명한다. 필터 소자(120)는, 도 1에 도시하는 등가 회로(100)를 실현하는 다층 구조의 회로 소자이다. 필터 소자(120)는, 상면에 면상(面狀)의 그라운드 전극(GND)이 형성된 절연체층(L0)과 하면(下面)에 면상의 그라운드 전극(GND)이 설치된 절연체층(L3)의 사이에, 일 실시 형태에 있어서의 분포 정수형 공진 회로를 구성하는 도체 패턴의 일부가 형성된 절연체층(L1) 및 상기 도체 패턴의 다른 부분이 구성된 절연체층(L2)을 포함한다. 절연체층(L0)은 상부 커버로서 기능하고, 절연체층(L3)은 하부 커버로서 기능한다. 이와 같이, 필터 소자(120)는, 절연체층(L0~L3)으로 이루어지는 스트립 라인 구조이다. 절연체층(L0~L3)은, 예를 들면 비유전율이 5~10정도의 유전체 세라믹스에 의해 형성된다.

절연체층(L2)의 입력단 측에는, 입력 단자에 접속되는 인출 도체(128)와, 인출 도체(128)의 출력단 측에 접속된 직사각형의 캐패시터 전극(129)와, 캐패시터 전극(129)의 일변으로부터 하방으로 신장(伸長)하는 전송 선로(1211)를 포함하는 입력측 도체 패턴이 형성된다. 한편, 절연체층(L2)의 출력단 측에는, 출력 단자에 접속되는 인출 도체(137)와, 인출 도체(137)의 입력단 측에 접속된 직사각형의 캐패시터 전극(136)과, 캐패시터 전극(136)의 일변으로부터 하방으로 신장하는 전송 선로(1261)를 포함하는 출력측 도체 패턴이 형성된다. 또한, 입력측 도체 패턴과 출력측 도체 패턴의 사이에는, 한 쌍의 캐패시터 전극(131, 134)과, 캐패시터 전극(131)과 접속된 전송 선로(132)와, 캐패시터 전극(134)과 접속된 전송 선로(133)와, 전송 선로(132)와 전송 선로(133)의 접속점으로부터 신장하는 전송 선로(1241)를 포함하는 도체 패턴이 형성되어 있다. 또한, 전송 선로(1211, 1241, 1261)의 하방으로는, 가로가 긴 캐패시터 전극(123)이 형성되어 있다. 캐패시터 전극(123)은, 비아 홀(SH)에 설치된 층간 접속 도체를 개재하여 절연체층(L3)에 형성된 그라운드 전극(GND)에 접속되어 있다.

절연체층(L2)의 상부에 배치되는 절연체층(L1)의 입력단 측에는, 일단이 절연체층(L2)의 전송 선로(1211)의 비아 홀(SH)측 단부(입력 단자에 접속된 단부와는 반대측의 단부)와 비아 홀(SH)에 설치된 층간 접속 도체를 이용하여 전기적으로 접속된 전송 선로(1212)와, 전송 선로의(1212)의 타단에 접속되고, 캐패시터 전극(123)의 일부와 대향하게 배치된 캐패시터 전극(122)과, 캐패시터 전극(129)과 대향하게 배치된 캐패시터 전극(130)을 포함하는 도체 패턴이 형성된다. 이 전송 선로(1211)와 전송 선로(1212)를 포함하여 공진기(121)가 구성된다. 절연체층(L1)의 출력단 측에는, 일단이 절연체층(L2)의 전송 선로(1261)의 비아 홀(SH)측 단부와 비아 홀(SH)에 설치된 층간 접속 도체를 이용하여 전기적으로 접속된 전송 선로(1262)와, 전송 선로의(1262)의 타단에 접속되고, 캐패시터 전극(123)의 일부와 대향하도록 배치된 캐패시터 전극(127)과, 캐패시터 전극(136)과 대향하도록 배치된 캐패시터 전극(135)을 포함하는 도체 패턴이 형성된다. 이 전송 선로(1261)와 전송 선로(1262)를 포함하여 공진기(126)가 구성된다. 또한, 전송 선로(1212)와 전송 선로(1262)의 사이에는, 일단이 절연체층(L2)의 전송 선로(1241)의 비아 홀(SH)측 단부에 비아 홀(SH)에 설치된 층간 접속 도체를 개재하여 전기적으로 접속된 전송 선로(1242)가 형성된다. 이 전송 선로(1241)와 전송 선로(1242)를 포함하여 공진기(124)가 구성된다. 전송 선로(1242)의 타단에는, 캐패시터 전극(123)의 일부와 대향하는 위치에 캐패시터 전극(125)이 접속된다. 또한, 캐패시터 전극(122) 및 캐패시터 전극(123)을 생략하고, 전송 선로(1212)의 캐패시터가 형성되어 있는 부분을 비아 홀을 개재하여 절연체층(L3)의 그라운드 전극(GND)에 접속해도 좋다. 마찬가지로, 캐패시터 전극(125) 또는 캐패시터 전극(127)을 생략하는 것과 함께 캐패시터 전극(123)을 생략하고, 전송 선로(1242) 또는 전송 선로(1262)의 캐패시터가 형성되어 있는 부분을 비아 홀을 개재하여 절연체층(L3)의 그라운드 전극(GND)에 접속해도 좋다. 캐패시터 전극(122, 125, 127 및 123)을 모두 생략하는 것도 가능하다. 또한, 전송 선로(1212, 1242 또는 1262)의 어느 1개 또는 전부와 그라운드 전극(GND)과의 접속을 생략하고, 전송 선로(1212, 1242 또는 1262)의 임의의 1개 또는 전부가 절연체층(L1)에 있어서 종단(終端)하도록 구성하여도 좋다. 절연체층(L3)의 하면(下面)에는, 면상의 그라운드 전극(GND)이 형성되어 있고, 상면의 캐패시터 전극(131) 및 캐피시터 전극(134)과 대향하는 위치에는 캐패시터 전극(138)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성되는 필터(120)의 각 구성 요소와, 도 1의 등가 회로(100)의 구성 요소의 대응 관계의 일 예를 이하에 나타낸다. 우선, 등가 회로(100)의 신호 라인에 있어서, 전송 선로(104)는 인출 도체(128)에 의해 구성되고, 전송 선로(105)는 전송 선로(132)에 의해 구성되고, 전송 선로(106)는 전송 선로(133)에 의해 구성되고, 전송 선로(107)는 인출 도체(137)에 의해 구성된다. 신호 라인에 개재하는 캐패시터(108)는 캐패시터 전극(129)과 캐패시터 전극(130)에 의해 구성되고, 캐패시터(109)는 캐패시터 전극(135)과 캐패시터 전극(136)에 의해 구성된다. 또한, 공진 회로(101)에 있어서, 전송 선로(1011)는, 전송 선로(1211), 전송 선로(1212) 및 전송 선로(1211)와 전송 선로(1212)를 전기적으로 접속하는 층간 접속 도체에 의해 구성되고, 캐패시터(1012)는 캐패시터 전극(122)과 캐패시터 전극(123)에 의해 구성된다. 공진회로(102)에 있어서, 전송 선로(1021)는 전송 선로(1241), 전송 선로(1242) 및 전송 선로(1241)와 전송 선로(1242)를 전기적으로 접속하는 층간 접속 도체에 의해 구성되고, 캐패시터(1022)는 캐패시터 전극(125)과 캐패시터 전극(123)에 의해 구성된다. 공진 회로(103)에 있어서, 전송 선로(1031)는 전송 선로(1261), 전송 선로(1262) 및 전송 선로(1261)와 전송 선로(1262)를 전기적으로 접속하는 층간 접속 도체에 의해 구성되고, 캐패시터(1032)는 캐패시터 전극(127)과 캐패시터 전극(123)에 의해 구성된다. 캐패시터(110)는, 캐패시터 전극(131), 캐패시터 전극(134) 및 캐패시터 전극(138)에 의해 구성된다. 이와 같이, 캐패시터(110)는, 전송 선로(105)와 전송 선로(106)의 직렬 회로에, 각각 병렬로 접속된 2개의 캐패시터를 합성한 것이다.

계속하여, 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 일 실시 형태에 있어서의 분포 정수형 공진기에 대하여 설명한다. 도 5a는, 일 실시 형태에 있어서의 분포 정수형 공진기(124)의 부분 확대도이다. 상술한 바와 같이, 공진기(124)는, 절연체층(L2)에 설치된 전송 선로(1241)와, 절연체층(L1)에 설치된 전송 선로(1242)를 전기적으로 접속한 직사각형 나선 형상의 회로 패턴에 의해 구성된다. 전송 선로(1241)는, 예를 들면, 전송 선로(132)와 전송 선로(133)의 접속점에 그 일단이 접속된 직선 형상의 선로 요소(502)와, 이 직선 형상의 선로 요소(502)의 타단으로부터 반시계 방향으로 약225˚ 주회(周回)하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(504)로 구성된다. 직사각형 링 형상의 선로 요소(504)는, 변(510, 512 및 514)과, 변(510)과 변(512)을 접속하는 코너(522), 변(512)과 변(514)을 접속하는 코너(524) 및 변(514)과 선로 요소(504)의 비아 홀(SH)측 단부를 접속하는 코너(526)를 포함한다. 선로 요소(504)의 비아 홀(SH)측 단부는, 비아 홀에 설치된 층간 접속 도체에 접속된다. 상기 층간 접속 도체는, 절연체층(L1)에 설치된 전송 선로와 절연체층(L2)에 설치된 전송 선로를 접속하기 위하여 설치된다. 절연체층(L1)에 있어서, 상기 층간 접속 도체에는, 전송 선로(1242)의 시단(始端)이 접속된다. 전송 선로(1242)는, 예를 들면, 그 일단으로부터 반시계 방향으로 약 225˚ 주회하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(506)와, 이 직사각형 형상의 선로 요소(506)의 타단으로부터 하방으로 신장하는 직선 형상의 선로 요소(508)로 구성된다. 직사각형 링 형상의 선로 요소(506)는, 변(516, 518 및 520)과, 변(516)과 변(518)을 접속하는 코너(528)와, 변(518)과 변(520)을 접속하는 코너(530)를 포함한다. 각 코너(522, 524, 526, 528, 530)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 그 내주와 외주가 동심원이 되도록 구성된다.

전송 선로(1241)는, 그 직사각형 형상의 선로 요소(504)의 각 변이 전송 선로(1242)의 직사각형 형상의 선로 요소(506)의 각 변과 실질적으로 평행해지도록 배치된다. 예를 들면, 선로 요소(504)의 변(510) 및 변(514)은, 선로 요소(506)의 변(518)과 평행하도록 배치되고, 선로 요소(504)의 변(512)은, 선로 요소(506)의 변( 516) 및 변(520)과 평행하도록 배치된다. 선로 요소(504)와 선로 요소(506)의 평행으로 배치된 변끼리는, 절연체층(L1) 및 절연체층(L2)의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치된다. 예를 들면, 변(512)과 변(520)은, 절연체층(L1) 또는 절연체층(L2)의 면 방향으로 S1만큼 이간(離間)하여 배치된다. 변(520)은, 변(514)을 거의 직교하는 방향으로 가로 지르고 있기 때문에 서로 일부분이 중복하는 관계에 있지만, 평행하게 배치된 변(512)과는 중복하지 않는 위치에 배치되어 있다. 직교하는 변끼리가 적층 방향에 있어서 중복하여도, 부유 용량 등의 특성에 주는 영향은 경미하다. 마찬가지로, 변(518)은, 평행하게 배치된 변(510)으로부터 절연체층(L1) 또는 절연체층(L2)의 면 방향으로 S2만큼 이간하여 배치되어 있기 때문에, 변(510)과는 절연체층(L1) 및 절연체층(L2)의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되어 있다. 또한, 전송 선로(1241)와 전송 선로(1242)는, 계층이 다른 절연체층으로 형성되고 있으므로, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 두께 방향으로 절연체층(L1)의 두께(t)만큼 이간하여 형성된다. 즉, 전송 선로(1241)와 전송 선로(1242)는, 절연체층의 면 방향뿐만 아니라 적층 방향으로도 이간하여 배치되어 있다. 이과 같이, 전송 선로(1241)와 전송 선로(1242)를 다른 절연체 층에 배치했기 때문에, 전송 선로(1241)와 전송 선로(1242)의 절연체층의 면 방향의 간격을 좁게 하여도 적층 방향으로 간격을 확보할 수 있으므로, 전송 선로(1241)와 전송 선로(1242)를 단일 절연체 층에 형성한 경우보다도, 절연체층의 면방향의 간격을 좁게 할 수 있고, 소형화를 도모할 수 있다.

이와 같이, 일 실시 형태에 있어서의 필터(120)는, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 직사각형 선로 요소(504)를 포함하는 전송 선로(1241)가 형성된 절연체층(L2)과, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성되고, 전송 선로(1241)에 전기적으로 접속된 직사각형 선로 요소(506)를 포함하는 전송 선로(1242)가 형성된 절연체층(L1)과, 그라운드 전극을 포함하는 절연체층(L0, L3)을 적층하여 구성된다. 적층된 상태에 있어서, 필터(120)에는, 전송 선로(1241) 및 전송 선로(1242)를 포함하는 직사각형 나선 형상의 회로 패턴이 형성된다. 그리고, 직사각형 선로 요소(504)의 적어도 1변이 직사각형 선로 요소(506)의 1변과 평행하게 배치되고, 상기평행하게 배치된 변끼리는, 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 전송 선로(1241, 1242)는, 다른 도체 패턴에 실질적으로 차폐되지 않고, 절연체층(L0, L3)의 그라운드 전극(GND)과 대향할 수 있으므로, 다른 도체 패턴의 영향에 의한 특성의 열화를 억제하고, 설계를 따른 특성을 발휘할 수 있다. 선로 요소(504) 및 선로 요소(506)은, 모두 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성되어 있으므로, 전류가 역방향으로 흐르는 선로끼리의 간격을 크게 하는 설계가 가능해진다. 특히, 미앤더 형상이나 소용돌이 형상으로 전송 선로를 형성하는 종래의 공진기와 비교한 경우, 전류가 역방향으로 흐르는 선로끼리의 간격을 크게 할 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(1241) 및 전송 선로(1242)의 직사각형 형상의 선로 요소가 대향하는 변[예를 들면, 변(510)과 변(514), 또는 변(516)과 변(520)]에는 역방향의 전류가 흐르지만, 본 개시에 있어서의 공진기(124)의 구성에 의하면, 공진기(124)의 설치 가능 영역의 상단에 변(510)을 배치하고, 하단에 변(514)을 배치하는 것으로, 역방향으로 전류가 흐르는 선로 요소끼리를 충분히 이간하여 배치할 수 있다. 마찬가지로, 전송 선로(1242)에 대해서도, 역방향의 전류가 흐르는 선로 요소를 설치 가능 영역의 단부만으로 설치할 수 있으므로, 역방향으로 전류가 흐르는 선로 요소끼리의 밀집 배치를 방지할 수 있다. 또한, 전송 선로(1241) 및 전송 선로(1242)가 서로 다른 절연체층으로 형성되어 있기 때문에, 저(低)정밀도(精度)의 스크린 인쇄를 이용한 경우라도, 번짐과 느슨해짐 등에 의한 단락을 방지할 수 있다. 공진기(121) 및 공진기(126)에 대해서도, 공진기(124)와 마찬가지로 구성할 수 있다.

다음으로, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 공진기(124)의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 6 내지 도 8에 도시하는 공진기(124)는, 도 5a에 도시한 공진기와 마찬가지로, 절연체층(L2)에 배치되어, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 직사각형 선로 요소를 포함하는 전송 선로(1241)와, 절연체층(L1)에 배치되고, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 직사각형 선로 요소를 포함하는 전송 선로(1242)를, 층간 접속 도체를 개재하여 전기적으로 접속하는 것으로, 직사각형 나선 형상으로 구성된다. 도 6 내지 도 8에 도시하는 공진기(124)에 포함되는 전송 선로의 각 코너는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 내주와 외주가 동심원이 되도록 구성된다. 도 6에 도시하는 일 실시 형태에 있어서의 공진기(124)에 있어서, 전송 선로(1241)는, 전송 선로(132)와 전송 선로(133)의 접속점에 그 일단이 접속된 직선 형상의 선로 요소(602)와, 이 직선 형상의 선로 요소(602)의 타단으로부터 반시계 방향으로 약 180˚ 주회하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(604)로 구성되고, 전송 선로(1242)는, 그 일단으로부터 반시계 방향으로 약 315˚ 주회하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(606)와, 이 직사각형 형상의 선로 요소(606)의 타단으로부터 좌방으로 신장하는 직선 형상의 선로 요소(608)로 구성된다. 도 7에 도시하는 공진기(124)에 있어서는, 전송 선로(1241)는, 전송 선로(132)와 전송 선로(133)의 접속점에 그 일단이 접속된 직선 형상의 선로 요소(702)와, 이 직선 형상의 선로 요소(702)의 타단으로부터 반시계 방향으로 약 90˚ 주회하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(704)로 구성되고, 전송 선로(1242)는, 그 일단으로부터 반시계 방향으로 약 315˚ 주회하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(706)와, 이 직사각형 형상의 선로 요소(706)의 타단으로부터 좌방으로 신장하는 직선 형상의 선로 요소(708)로부터 구성된다. 도 6 또는 도 7에 도시하는 공진기(124)에 있어서, 직선 형상의 선로 요소(608, 708)는, 절연체층(L1)에 있어서 좌방으로 연장되므로, 공진기(121)를 구성하는 전송 선로와 중복하지 않도록 적당히 각 요소의 배치가 변경된다.

도 8에 도시하는 공진기(124)에 있어서, 전송 선로(1241)는, 전송 선로(132)와 전송 선로(133)의 접속점에 그 일단이 접속된 직선 형상의 선로 요소(802)와, 이 직선 형상의 선로 요소(802)의 타단으로부터 반시계 방향으로 약 315˚ 주회하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(804)로 구성되고, 전송 선로(1242)는, 그 일단으로부터 반시계 방향으로 약 315˚ 주회하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(806)와, 이 직사각형 형상의 선로 요소(806)의 타단으로부터 상방으로 신장하는 직선 형상의 선로 요소(808)로 구성된다. 도 9에 도시하는 공진기(124)는, 도 8의 공진기(124)를 3층의 절연체층으로 분산되어서 배치한 것이다. 도 9에 도시하는 공진기(124)에 있어서, 전송 선로(1241)는, 전송 선로(132)와 전송 선로(133)의 접속점에 그 일단이 접속된 직선 형상의 선로 요소(902)와, 이 직선 형상의 선로 요소(902)의 타단으로부터 반시계 방향으로 약 315˚ 주회하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(904)로 구성되고, 전송 선로(1242)는, 그 일단으로부터 반시계 방향으로 약 270˚ 주회하는 직사각형 링 형상의 선로 요소(906)로 구성된다. 절연체층(L1) 및 절연체층(L2)과는 다른 절연체층에는, 직사각형 형상의 선로 요소(906)의 타단과 층간 접속 도체를 개재하여 그 일단이 전기적으로 접속된 직사각형 링 형상의 선로 요소(908)와, 직사각형 링 형상의 선로 요소(908)의 타단으로부터 상방으로 연장하는 직선 형상의 선로 요소(910)를 포함한다. 선로 요소(908)는, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된다. 이와 같이, 공진기(124)는, 3층 이상의 절연체 층에 배치된 전송 선로를 접속하여 구성할 수 있다. 이와 같이, 도 6 내지 도 9에 도시하는 공진기(124)는, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성되고 복수의 절연체층으로 분산되어서 배치된 전송 선로(1241)를 서로 접속하고, 직사각형 나선 형상의 회로 패턴으로 형성된다. 그리고, 하나의 절연체층에 배치된 직사각형 선로 요소의 적어도 일 변이 다른 절연체층에 배치된 직사각형 선로 요소의 일 변과 평행하여, 상기 평행으로 배치된 변끼리는, 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치된다.

다음으로, 도 10을 참조하여, 전송 선로(1241) 및 전송 선로(1242)에 포함되는 각 코너의 구성에 대하여, 코너(522)를 예로 설명한다. 코너(522)는, 직사각형 링 형상으로 형성된 선로 요소(504)의 변(510)과 변(512)을 접속하는 코너이다. 코너(522)는, 그 내주(542)와 외주(546)가, 중심(548)을 공유하는 동심원의 일부이다. 각 동심원은, 그 반경이 다양한 치수를 가지도록 형성할 수 있다. 예를 들면, 선로 요소(504)의 선폭을 100㎛(100 마이크로 미터)로 한 경우에, 외주의 반경(R1)이 150㎛, 내주의 반경(R2)이 50㎛가 되도록 형성할 수 있다. 또한, 외주의 반경(R1)을 125㎛, 내주의 반경(R2)을 25㎛으로 하여도 좋고, 외주의 반경(R1)을 100㎛, 내주의 반경(R2)을 0㎛으로 하여도 좋다. 본 개시에 있어서, 코너의 외주와 내주가 동심원일 경우에는, 내주의 반경(R2)이 0㎛인 경우도 포함시킨다. 본 발명자는, 이와 같이 코너를 형성한 회로 소자의 특성을 조사하기 위하여, 도 11에 도시하는 공진기용 선로(1100)에 대하여 전송 특성의 시뮬레이션을 수행하였다. 도 11에 도시하는 공진기용 선로(1100)는, 도 5a에 도시하는 공진기(124)와 마찬가지로, 절연체층(L2)에 설치된 전송 선로(1241)에 절연체층(L1)에 설치된 전송 선로(1242)를 전기적으로 접속하여 구성된다. 또한, 절연체층(L0) 및 절연체층(L3)에 그라운드 전극을 설치하여, 스트립 라인 구조로 하고 있다. 전송 선로(1241)에는 코너(522, 524, 526)가 설치되고, 전송 선로(1242)에는 코너(528, 530)가 설치되고, 전송 선로(1241)의 일방의 단부에는 포트(552)가, 전송 선로(1242)의 일방의 단부에는 포트(554)가 설치된다. 동심원의 지름에 의한 특성의 변화를 조사하기 위하여, 각 코너의 외주의 반경(R1)을 (1) 150㎛, 내주의 반경(R2)을 50㎛으로 한 경우, (2) 외주의 반경(R1)을 125㎛, 내주의 반경(R2)을 25㎛으로 한 경우, (3) 외주의 반경(R1)을 100㎛, 내주의 반경(R2)을 0㎛으로 한 경우, (4) 코너를 동심원 형상이 아니라, 직각으로 형성한 경우의 각각에 대하여 시뮬레이션을 수행하였다. 도 12 및 도 13에, 이 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도 12에 있어서, 횡축은, 주파수를 GHz단위로 나타내고, 종축은 S파라미터(S21)의 크기를 dB단위로 도시한다. 도 13에 있어서, 횡축은, 주파수를 GHz단위로 나타내고, 종축은 전압 정재파(定在波)비(Voltage Standing Wave Ratio; VSWR)의 크기를 나타낸다. 도 12 및 도 13의 시뮬레이션 결과에서 명확한 바와 같이, 코너를 동심원상으로 형성한 경우에는, 동심원의 반경이 클수록 감쇠량이 적고, 특성 임피던스를 고정밀도(高精度)로 정합시킬 수 있다. 또한, 코너를 동심원상으로 형성한 경우에는, 직각 형상으로 형성한 경우와 비교하여, 감쇠량을 현저하게 적게 할 수 있다.

상술한 필터 소자(120)는, 다음과 같은 방법으로 형성될 수 있다. 우선, 후술하는 LTCC재료의 분말과 유기 바인더를 혼합하여, 세라믹 그린시트를 제작한다. 다음으로, 세라믹 그린시트의 소정의 위치에 비아 홀을 형성한다. 계속하여, 이 세라믹 그린시트 상에 스크린 인쇄에 의해 도전 페이스트를 도포하여 도체 패턴을 형성하는 것과 함께, 비아 홀에 도전 페이스트를 충전시킨다. 이 때, 전송 선로(1212, 1242 및 1262), 및 캐패시터 전극(122, 125, 127, 130 및 135)을 구성하는 도체 패턴을 절연체층(L1)에 상당하는 세라믹 그린시트 상에 형성하고, 절연체층(L3)에 상당하는 세라믹 그린시트 상에 캐패시터 전극(138)을 구성하는 도체 패턴을 형성한다. 그리고, 전송 선로(128, 132, 133, 137, 1211, 1241 및 1261) 및 캐패시터 전극(129, 131, 134, 136 및 123)을 구성하는 도체 패턴을 절연체층(L2)에 상당하는 세라믹 그린시트 상에 형성한다. 또한, 절연체층(L0) 및 절연체층(L3)에 그라운드 전극을 설치하여, 스트립 라인 구조로 하고 있다. 그리고, 이들의 세라믹 그린시트를 중첩하여 적층체를 형성한다. 이 적층체를 소정의 치수로 절단하고, 미소성(未燒成)의 필터 소자를 형성한다. 이것을 소성하여 길이(V1), 폭(W1)의 필터 소자(120)가 얻어진다. 세라믹 그린시트는, 디오프사이드 결정(CaMgSi₂O₆) 함유 세라믹스나 유리 세라믹스 등의 LTCC재료로 형성할 수 있다. 또한, 도체 패턴은, Ag나 Cu등의 도전율이 높은 금속을 주원료로 한 도전성 페이스트를 이용하여 형성할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시 형태에 있어서의 필터 소자(150)를 도 14 내지 도 16을 참조하여 설명한다. 상술한 필터 소자(120)와 공통되는 요소에 대하여는, 도 2 내지 도 4에 있어서의 대응하는 요소와 동일한 참조 번호를 첨부하여 설명을 생략한다. 이 필터 소자(150)에 있어서는, 도 1에 도시하는 등가 회로의 파장 단축용 캐패시터(1012, 1022 및 1032)의 구성 및 배치가 변경되어 있어서, 도 2 내지 도 4에 도시한 실시 형태와 비교하여 더욱 소형화가 가능하다. 도 14 내지 도 16에 도시하는 바와 같이, 본 개시의 일 실시 형태에 있어서의 필터 소자(150)는, 절연체층(L0, L11, L12, L13, L14 및 L15)을 적층하여 구성된다. 절연체층(L0, L11, L12, L13, L14 및 L15)은, 예를 들면 비유전율이 5∼10정도의 유전체 세라믹스에 의해 형성된다. 필터 소자(150)는, 도 1에 도시하는 등가 회로(100)를 실현하는 다층 구조의 회로 소자이며, 도 1의 등가 회로에 있어서의 캐패시터(1012, 1022 및 1032)을 형성하는 캐패시터 전극을, 공진기가 구성되는 전송 선로와는 다른 절연체층(L15)으로 형성한 점에서 필터 소자(120)와 다르다.

등가 회로(100)에 있어서의 공진기(1011)는 전송 선로(1511) 및 전송 선로(1512)로 구성되고, 공진기(1021)는 전송 선로(1541) 및 전송 선로(1542)로 구성되고, 공진기(1031)는 전송 선로(1561) 및 전송 선로(1562)로 구성된다. 전송 선로(1512, 1542 및 1562)의 비아 홀(SH)측 단부에는, 비아 홀(SH)과 접속되는 단자가 각각 형성되어 있다. 절연체층(L12, L13, L14)에도, 각각 비아 홀(SH)이 형성되어 있고, 전송 선로(1512, 1542 및 1562)는, 이들 비아 홀(SH)에 배치되는 층간 접속 도체를 개재하여, 절연체층(L15)에 형성된 캐패시터 전극(152, 155 및 157)과 각각 전기적으로 접속되어 있다. 절연체층(L14)에 있어서, 캐패시터 전극(152, 155 및 157)과 대향하는 위치에는 캐패시터 전극(153)이 형성되어 있다.

절연체층(L13)에 있어서, 절연체층(L12)에 형성된 캐패시터 전극(131, 134)과 대향하는 위치에는, 캐패시터 전극(138)이 형성되어 있다. 이 캐패시터 전극(131, 134) 및 캐패시터 전극(138)에 의해, 등가 회로(100)의 캐패시터(110)가 구성된다. 절연체층(L15)에는, 캐패시터 전극(152)과 캐패시터 전극(155)의 사이 및 캐패시터 전극(155)과 캐패시터 전극(157)의 사이에, 비아 홀(SH)이 형성되어 있다. 또한, 절연체층(L14)에 있어서, 이들 절연체층(L15)의 비아 홀(SH)과 대향하는 위치에 비아 홀(SH)이 설치되고, 캐패시터 전극(153)은, 이들 비아 홀(SH)에 배치된 층간 접속 도체를 개재하여, 절연체층(L15)의 하면에 설치된 그라운드 전극(GND)에 전기적으로 접속된다.

이와 같이 구성되는 필터(150)의 각 구성 요소와, 도 1의 등가 회로(100)의 구성 요소의 대응 관계의 일 예를 이하에 설명한다. 우선, 등가 회로(100)의 신호 라인에 있어서, 전송 선로(104)는 인출 도체(128)에 의해 구성되고, 전송 선로(105)는 전송 선로(132)에 의해 구성되고, 전송 선로(106)는 전송 선로(133)에 의해 구성되고, 전송 선로(107)는 인출 도체(137)에 의해 구성된다. 신호 라인에 개재되는 캐패시터(108)는 캐패시터 전극(129)과 캐패시터 전극(130)에 의해 구성되고, 캐패시터(109)는 캐패시터 전극(135)과 캐패시터 전극(136)에 의해 구성된다. 또한, 공진 회로(101)에 있어서, 전송 선로(1011)는 전송 선로(1511), 전송 선로(1512) 및 전송 선로(1511)와 전송 선로(1512)를 전기적으로 접속하는 층간 접속 도체에 의해 구성되고, 캐패시터(1012)는 캐패시터 전극(152)과 캐패시터 전극(153)에 의해 구성된다. 공진 회로(102)에 있어서, 전송 선로(1021)는 전송 선로(1541), 전송 선로(1542) 및 전송 선로(1541)와 전송 선로(1542)를 전기적으로 접속하는 층간 접속 도체에 의해 구성되고, 캐패시터(1022)는 캐패시터 전극(155)과 캐패시터 전극(153)에 의해 구성된다. 공진 회로(103)에 있어서, 전송 선로(1031)는 전송 선로(1561), 전송 선로(1562) 및 전송 선로(1561)와 전송 선로(1562)를 전기적으로 접속하는 층간 접속 도체에 의해 구성되고, 캐패시터(1032)는 캐패시터 전극(157)과 캐패시터 전극(153)에 의해 구성된다. 캐패시터(110)는, 캐패시터 전극(131, 134)과 캐패시터 전극(138)에 의해 구성된다.

공진기(151, 154 및 156)는, 도 2 내지 도 4에 도시하는 필터 소자(120)의 공진기(121, 124 및 126)와 각각 동일하게 구성된다.

이상과 같이 구성된 필터 소자(150)에 있어서는, 캐패시터 전극(153)이, 신호 라인의 방향으로 후퇴한 위치에 형성되어 있고, 필터 소자(150)의 길이 치수(V2)는, 필터 소자(120)의 길이 치수(V1)보다도, 캐패시터 전극(153)이 후퇴한 만큼 짧아진다. 따라서, 필터 소자(150)는, 필터 소자(120)보다도 면 방향에 있어서 더욱 소형화된다.

도 2에 도시하는 일 실시 형태에 있어서의 필터 소자(120), 도 14에 도시하는 일 실시 형태에 있어서의 필터 소자(150), 도 18에 도시하는 비교예로서의 필터 소자(220) 및 도 21에 도시하는 비교예로서의 필터 소자(320)에 대하여, 주파수특성의 시뮬레이션을 수행하였다. 도 18 내지 도 20은, 도 1에 도시하는 등가 회로(100)를 실현하는 다층 구조의 필터 소자의 다른 예가 도시되어 있다. 도 18 내지 도 20에 있어서, 도 2에 도시된 구성 요소와 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 첨부하여 자세한 설명을 생략한다. 도 18 내지 도 20에 도시되어 있는 필터 소자(220)는, 그 상면에 그라운드 전극(GND)이 형성된 상측 커버용의 절연체층(L0)과, 입력 측의 캐패시터 전극(130) 및 출력 측의 캐패시터 전극(135)이 형성된 절연체층(L21)과, 인출 도체(128), 캐패시터 전극(129), 전송 선로(221) 및 캐패시터 전극(222)에 의해 구성되는 입력 측 도체 패턴, 캐패시터 전극(136), 인출 도체(137), 전송 선로(226) 및 캐패시터 전극(227)으로 구성되는 출력 측 도체 패턴 및 캐패시터 전극(131), 전송 선로(132), 전송 선로(133), 캐패시터 전극(134), 전송 선로(224) 및 캐패시터 전극(225)으로 구성되는 도체 패턴이 형성된 절연체층(L22)과, 캐패시터 전극(138) 및 캐패시터 전극(223)이 상면에 형성된 하측 커버용 절연체층(L23)을 적층하여 구성된다. 이 필터 소자(220)는, 공진기를 구성하는 전송선로(221, 224 및 226)가 직선 형상으로 구성되어 있는 점에서, 직사각형 나선 형상으로 형성된 공진기를 포함하는 필터 소자(120) 및 필터 소자(150)와 다르다. 도 21에는, 공진기를 미앤더 형상의 전송 선로(321, 324, 326)로 구성한 필터 소자(320)가 도시되어 있다. 공진기가 미앤더 형상인 것 이외에는, 필터 소자(320)에 포함되는 구성 요소는 필터 소자(220)와 동일하다. 필터 소자(120, 150, 220 및 320의 폭 방향의 치수(W1, W2, W3 및 W4)는 서로 동일하다. 또한, 필터 소자(120 및 150)는, 공진기가 나선 형상으로 형성되어 있기 때문에, 직선 형상으로 형성된 공진기를 포함하는 필터 소자(220) 및 미앤더 형상으로 형성된 공진기를 포함하는 필터 소자(320)보다도 소형이다. 구체적으로는, 길이 방향의 치수(V1, V2, V3 및 V4)는 V3>V4>V1>V2이다. 또한, 각 분포 정수형 공진기의 공진 특성이 같아지도록, 분포 정수형 공진기 이외의 각 도체 패턴은 동일한 형상 및 동일한 치수로 구성하였다.

이들의 각 분포 정수형 공진기의 주파수 특성을 비교한 결과를 도 17에 도시한다. 도 17의 결과로부터, 직사각형 나선 형상으로 형성된 분포 정수형 공진기를 포함하는 필터 소자(120) 및 필터 소자(150)는, 직선의 분포 정수형의 공진기를 포함하는 필터 소자(220)나 미앤더 형상의 분포 정수형 공진기를 포함하는 필터 소자(320)와 동등한 주파수 특성이 얻어지는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 본 개시의 각 실시 형태에 있어서의 필터는, 직선 형상 또는 미앤더 형상으로 형성된 공진기를 포함하는 필터 소자와 동등한 주파수 특성을 실현하면서, 소형으로 구성할 수 있다.

다음으로, 본 개시에 있어서의 필터 소자(120) 또는 필터 소자(150)를 이용한 회로 모듈(500)에 대하여, 도 22 및 도 23을 참조하여 설명한다.

도 22에 도시하는 바와 같이, 회로 모듈(2300)은, 다층 배선 기판(2301) 상에, 랜드 전극(2303)을 개재하여, 팁 콘덴서 등의 전자 부품(2307) 및 고주파 송수신용 IC(2308) 등의 개별 부품이 탑재되어 있고, 이들 전자 부품(2307)이나 고주파 송수신용 IC(2308)는 쉴드 커버(2309)에 의해 덮여 있다. 다층 배선 기판(2301)의 하면에는, 외부 단자 전극(2302)이 형성되어 있다. 다층 배선 기판(2301)의 내부에는, 배선 도체(2304), 밴드 패스 필터(2305) 및 적층형 밸룬(balun)(2306)이 내장되어 있다. 밴드 패스 필터(2305)는, 본 개시에 있어서의 필터 소자(120) 또는 필터 소자(150)를 이용하여 구성할 수 있다.

이러한 다층 배선 기판(2301)은, 당업자에게 명확한 바와 같이, 일반적인 다층 세라믹 디바이스의 제조 방법에 의해 형성된다. 다층 배선 기판(2301)에 형성되는 필터(2305)는, 스크린 인쇄에 의해 세라믹 그린 시트 상에 다른 배선 도체와 함께 도체 패턴을 인쇄하고, 도체 패턴이 인쇄된 그린 시트를 적층하여 적층체를 구성하고, 적층체를 400∼700℃로 탈(脫) 바인더한 후, 850∼920℃로 소성하여 제조된다.

도 23에 도시하는 바와 같이, 일 실시 형태에 있어서의 회로 모듈(2300)은, 안테나(2311), 밴드 패스 필터(2305), 적층형 밸룬(2306) 및 고주파 송수신용 IC(2308)을 포함한다. 이 회로 모듈(2300)에 있어서, 안테나(2311)에 의해 수신된 무선 신호는 밴드 패스 필터(2305)로 출력된다. 밴드 패스 필터(2305)는, 안테나(2311)로부터의 수신 신호 중, 특정 주파수의 신호를 통과시킨다. 밴드 패스 필터(2305)를 통과한 신호는, 적층형 밸룬(2306)에 있어서 평형형(平衡型) 신호로 변환되어, 고주파 송수신용 IC(2308)로 송신된다. 고주파 송수신용 IC(2308)는, 수신한 평형형 신호에 소정의 수신 처리를 수행한다.

이와 같이, 개시된 실시 형태에 의하면, 주파수 특성을 열화시키지 않고 공진기를 소형화할 수 있다. 또한, 그 소형화된 공진기를 이용하여 필터 소자를 구성하는 것에 의해, 이 필터 소자를 탑재한 다층 배선 기판 및 이 다층 배선 기판을 탑재한 회로 모듈을 소형화할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 있어서의 회로의 구성은, 본 명세서에 있어서 명시적으로 개시된 형태에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 도 1에 있어서 3개의 공진 회로를 구비한 등가 회로(100)를 도시하였으나, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로는, 도 24에 도시하는 바와 같이, 공진 회로를 1개 구비한 필터(100')여도 좋다. 필터(100')에 있어서, 전송 선로(1021)는, 도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 2개의 절연체 층으로 분산되어서 형성된다. 각 절연체층에는, 1턴 미만의 직사각형 링 형상의 선로 요소가 형성되고, 이들 선로 요소가 층간 접속 도체로 전기적으로 접속되어서, 직사각형 나선 형상의 전송 선로(1021)가 구성된다. 또한, 도 25에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로는, 종단 개방의 공진 회로를 포함하는 필터(100a)여도 좋다. 필터(100a)는, 전송 선로(1011, 1021 및 1031)가, 캐패시터를 개재하여 접지되지 않고 있는 점에서 필터(100)와 다르다. 또한, 도 26에는, 본 실시 형태에 있어서의 이상기(2600)가 도시되어 있다. 이상기(2600)는, 전송 선로(2602)의 일단(一端)을 입력 단자에 접속하고, 타단(他端)을 출력 단자에 접속하여 구성된다. 이 전송 선로(2602)는, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로이며, 도 5a에 도시하는 도체 패턴과 동일하게 구성된다. 즉, 전송 선로(2602)는, 2이상의 절연체 층에 형성된 전송 선로를 접속하여 구성된다. 각 절연체층에는, 1턴 미만의 직사각형 링 형상의 선로 요소가 형성되고, 이들 선로 요소가 층간 접속 도체로 전기적으로 접속되어, 직사각형 나선 형상의 전송 선로(2602)가 구성된다. 또한, 일 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로를 실현하는 부품은, 다층 회로 기판(2301)에 매설된다. 특히, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 공진기 또는 필터를 기판 중에 형성해도 좋다. 또한, 필터 소자(120 및 150)는, 도체 패턴을 형성한 세라믹 그린 시트를 중첩하는 방법으로 바꾸어, 세라믹 페이스트와 도전 페이스트를 스크린 인쇄 등으로 교호적(交互的)으로 인쇄하는 방법을 이용하여 형성해도 좋다. 필터 소자(120)에 있어서, 전송 선로(1211, 1241 및 1261)는 절연체층(L2) 이외의 절연체층에 형성되어도 좋고, 전송 선로(1212, 1242 및 1262)는 절연체층(L1) 이외의 절연체층에 형성되어도 좋다. 또한, 필터 소자(150)에 있어서, 전송 선로(1511, 1541 및 1561)는 절연체층(L12) 이외의 절연체층에 형성되어도 좋고, 전송 선로(1512, 1542 및 1562)는 절연체층(L11) 이외의 절연체층에 형성되어도 좋다. 한 세트(組)의 절연체층(L0-L3) 및 한 세트의 절연체층(L0 및 L11 내지 L15)은, 각각 등가 회로(100)를 실현하는 구성이라면, 적절히 순서를 바꾸어 적층할 수 있다.

본 명세서에 있어서는, 분포 정수 회로가, 절연체층(L0) 및 절연체층(L3)에 그라운드 전극을 설치한 스트립 라인 구조를 가지는 경우를 예로 설명했으나, 다양한 실시 형태에 있어서의 분포 정수 회로는, 당업자에게 명확한 바와 같이 마이크로 스트립 라인 구조로 형성할 수도 있다. 분포 정수 회로가 마이크로 스트립 라인 구조로 형성되는 경우에는, 예를 들면, 필터(120)에 있어서 절연체층(L0)이 생략된다.

2005년 12월 27일에 다이요유덴 주식회사가 출원한 일본 특허 출원 2005-375484(발명의 명칭은 「공진 회로, 필터 회로 및 다층 기판」) 및 2009년 4월 3일에 다이요유덴 주식회사가 출원한 일본 특허 출원 2009-090814(발명의 명칭은 「분포 정수형 공진기, 필터, 다층 배선 기판 및 회로 모듈」)은, 인용에 의해 본 명세서에 병합된다.

100, 100', 100a: 필터
120, 150, 220, 320: 필터 소자
101, 102, 103: 공진회로
104, 105, 106, 107, 1011, 1021, 1031: 전송 선로
108, 109, 110, 1012, 1022, 1032: 캐패시터
121, 124, 126, 151, 154, 156, 221, 224, 226, 321, 324, 326: 공진기
122, 123, 125, 127, 129, 130, 131, 134, 135, 136, 152, 153, 155, 157, 222, 223, 225, 227: 캐패시터 전극
128, 137: 인출 도체
1211, 1241, 1261, 1511, 1541, 1561, 1212, 1242, 1262, 1512, 1542, 1562: 전송 선로

Claims (11)

1턴 미만의 직사각형(矩形) 링 형상으로 형성된 제1 직사각형 선로 요소를 포함하는 제1 전송 선로가 형성된 제1 절연체층;
상기 제1 전송 선로와 층간 접속 도체를 개재하여 전기적으로 접속되고, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제2 직사각형 선로 요소를 포함하는 제2 전송 선로가 형성된 제2 절연체층; 및
그라운드 전극을 포함하는 제3 절연체층;
을 포함하는 복수의 절연체층을 포함하고,
상기 복수의 절연체층을 적층하여 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로를 포함하는 직사각형 나선 형상(螺旋狀)의 회로 패턴을 형성한 분포 정수 회로로서,
상기 제1 직사각형 선로 요소의 적어도 1변이 상기 제2 직사각형 선로 요소의 1변과 평행하게 배치되고, 상기 평행으로 배치된 변끼리가 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되어 있고,
상기 제1 전송 선로 또는 상기 제2 전송 선로의 적어도 일방(一方)의 코너의 적어도 1개가, 그 내주와 외주가 동심원이 되도록 구성된 분포 정수 회로.

제1항에 있어서,
상기 제1 전송 선로가 입력 단자와 접속되고, 상기 제2 전송 선로가 출력 단자와 접속된 분포 정수 회로.

제1항에 있어서,
상기 제1 전송 선로가 입력 단자 및 출력 단자와 접속된 분포 정수 회로.

제3항에 있어서,
상기 제2 전송 선로가 접지된 분포 정수 회로.

제3항에 있어서,
상기 제2 전송 선로가 제1 캐패시터를 개재하여 접지되는 분포 정수 회로.

제1항에 있어서,
입력 단자와 출력 단자를 접속하는 신호 라인; 및
상기 신호 라인에 병렬로 접속된 제2 캐패시터;
를 더 포함하는 분포 정수 회로.

제1항에 있어서,
상기 제1 전송 선로가, 상기 제1 직사각형 선로 요소에 접속된 직선 형상(直線狀)의 제1 직선 선로 요소를 더 포함하는 분포 정수 회로.

제1항에 있어서,
상기 제2 전송 선로가, 상기 제2 직사각형 선로 요소에 접속된 직선 형상의 제2 직선 선로 요소를 더 포함하는 분포 정수 회로.

제1항에 있어서,
그라운드 전극을 포함하는 제4 절연체층을 더 포함하고,
상기 제3 절연체층과 상기 제4 절연체층과의 사이에, 상기 제1 절연체층 및 상기 제2 절연체층을 개재시키는 분포 정수 회로.

1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성되고, 입력 단자 및 출력 단자와 접속된 제1 전송 선로를 포함하는 제1 절연체층;
상기 제1 전송 선로와 층간 접속 도체를 개재하여 전기적으로 접속되고, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제2 전송 선로를 포함하는 제2 절연체층; 및
그라운드 전극을 포함하는 제3 절연체층;
을 포함하는 복수의 절연체층을 포함하고,
상기 복수의 절연체층을 적층하여 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로를 포함하는 직사각형 나선 형상의 회로 패턴을 형성한 분포 정수형 공진기를 포함하는 필터로서,
상기 제2 전송 선로는, 상기 제1 전송 선로의 적어도 1변과 평행하게 배치된 변을 포함하고, 상기 평행으로 배치된 변끼리가 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되어 있고,
상기 제1 전송 선로 또는 상기 제2 전송 선로의 적어도 일방의 코너 부분의 적어도 1개가 그 내주와 외주가 동심원이 되도록 구성된,
필터.

1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제1 전송 선로를 포함하는 제1 절연체층;
상기 제1 전송 선로와 층간 접속 도체를 개재하여 전기적으로 접속되고, 1턴 미만의 직사각형 링 형상으로 형성된 제2 전송 선로를 포함하는 제2 절연체층; 및
그라운드 전극을 포함하는 제3 절연체층;
을 포함하는 복수의 절연체층을 포함하고,
상기 복수의 절연체층을 적층하여 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로를 포함하는 직사각형 나선 형상의 회로 패턴을 형성한 분포 정수 회로를 포함하는 회로 모듈로서,
상기 제2 전송 선로는, 상기 제1 전송 선로의 적어도 1변과 평행하게 배치된 변을 포함하고, 상기 평행으로 배치된 변끼리가 상기 복수의 절연체층의 적층 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치되어 있고,
상기 제1 전송 선로 또는 상기 제2 전송 선로의 적어도 일방의 코너 부분의 적어도 1개가, 그 내주와 외주가 동심원이 되도록 구성된, 회로 모듈.

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