WO2017043321A1 - 積層型lcフィルタ - Google Patents

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WO2017043321A1
WO2017043321A1 PCT/JP2016/074752 JP2016074752W WO2017043321A1 WO 2017043321 A1 WO2017043321 A1 WO 2017043321A1 JP 2016074752 W JP2016074752 W JP 2016074752W WO 2017043321 A1 WO2017043321 A1 WO 2017043321A1
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electrode
inductor
line
multilayer
filter
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PCT/JP2016/074752
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English (en)
French (fr)
Inventor
智史 浅田
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/075Ladder networks, e.g. electric wave filters

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer LC filter, and more particularly to a multilayer LC filter capable of increasing the inductance value of an inductor of an LC parallel resonator.
  • Stacked LC filters are used in applications such as signal filtering in electronic equipment.
  • an inductor or a capacitor is formed by a line electrode, a via electrode, a capacitor electrode, or the like inside a multilayer body in which insulator layers are laminated, and has a structure suitable for miniaturization and weight reduction.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2011-61760 discloses such a multilayer LC filter (multilayer filter).
  • FIG. 12, FIG. 13 and FIG. 14 show a laminated LC filter 1100 disclosed in Patent Document 1, respectively.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of the multilayer LC filter 1100.
  • FIG. 13 is a perspective view of the multilayer LC filter 1100.
  • FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the multilayer LC filter 1100.
  • the laminated LC filter 1100 includes a laminated body 101 composed of four insulating layers 101a to 101d.
  • the insulator layer 101a is a protective layer, and no electrode is formed on the main surface.
  • Two line electrodes 102a and 102b and two capacitor electrodes 103a and 103b are formed on one main surface of the insulator layer 101b.
  • Two line electrodes 102c and 102d and one capacitor electrode 103c are formed on one main surface of the insulator layer 101c. Further, via electrodes 104a and 104b are formed in the insulator layer 101c so as to penetrate between both main surfaces.
  • the line electrode 102a and the line electrode 102c are connected by the via electrode 104a, and the line electrode 102b and the line electrode 102d are connected by the via electrode 104b.
  • a pair of input / output terminals (external electrodes) 105a and 105b and two ground terminals (external ground electrodes) 106a and 106b are formed on the surface of the laminate 101.
  • the line electrode 102a and the capacitor electrode 103a are connected to the input / output terminal 105a, and the line electrode 102b and the capacitor electrode 103b are connected to the input / output terminal 105b.
  • the line electrode 102c and the line electrode 102d are connected to the ground terminal 106a, and the capacitor electrode 103c is connected to the ground terminal 106b.
  • the multilayer LC filter 1100 includes the equivalent circuit shown in FIG. Specifically, a first LC parallel resonator Re1 in which an inductor L1 formed by the line electrode 102a and the line electrode 102c and a capacitor C1 formed by the capacitor electrode 103a and the capacitor electrode 103c are connected in parallel. Is inserted between the input / output terminal 105a and the ground terminals 106a and 106b. Further, a second LC parallel resonator Re2 in which an inductor L2 formed by the line electrode 102b and the line electrode 102d and a capacitor C2 formed by the capacitor electrode 103b and the capacitor electrode 103c are connected in parallel is input.
  • the inductor L1 of the first LC parallel resonator Re1 and the inductor L2 of the second LC parallel resonator Re2 are magnetically coupled as indicated by a symbol M.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 5-14006 discloses a filter (strip line filter) 1200 that is not a laminated type, but has strip lines formed on both principal surfaces of a dielectric substrate.
  • 15A and 15B show a filter 1200 disclosed in Patent Document 2.
  • FIG. 15A is a plan view of the filter 1200
  • FIG. 15B is a bottom view of the filter 1200.
  • the filter 1200 is formed on one main surface of the dielectric substrate 201 with the strip line 202a and the strip line 202b facing each other.
  • a strip line 202c and a strip line 202d are formed on the other main surface of the dielectric substrate 201 so as to face each other.
  • the strip line 202a and the strip line 202c are connected by a via electrode (through hole) 204a formed so as to penetrate the dielectric substrate 201.
  • the strip line 202b and the strip line 202d are connected by a via electrode (through hole) 204b formed through the dielectric substrate 201.
  • JP 2011-61760 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-14006
  • electronic devices such as mobile communication devices such as smartphones and mobile phones and imaging devices such as digital cameras and video cameras have been further reduced in size and weight. Along with this, further miniaturization and weight reduction are required for electronic components used in electronic devices.
  • the range of frequencies used in electronic devices has been widening year by year, and the frequency range from the low frequency side to several tens of MHz and the high frequency side up to around 5 GHz has come to be used.
  • the multilayer LC filter it is necessary to further reduce the size and weight, and prepare a product group corresponding to a wide range of frequencies from a low frequency to a high frequency.
  • the inductance value can be increased by increasing the line electrode pattern of the inductor of the LC parallel resonator without increasing the size of the multilayer body, the size is reduced for the following reason. It is advantageous in various points such as reduction in weight, improvement in characteristics, improvement in characteristics, and diversification of product groups.
  • the capacitance value of the capacitor of the LC parallel resonator and the signal line and the ground are inserted accordingly.
  • the capacitance value of the shunt capacitor can be reduced, and equivalent characteristics can be obtained even if the capacitance value of the capacitor is reduced. If the capacitance value of the capacitor can be reduced, the area of the capacitor electrode can be reduced, and accordingly, the size of the multilayer body in the plane direction can be reduced. The weight can be reduced.
  • the inductance value of the inductor of the LC parallel resonator can be increased, the Q of the inductor is improved. If the Q of the inductor is improved, the characteristics of the multilayer LC filter can be improved such that the insertion loss is reduced.
  • the inductance value increases, and the Q of the inductor is improved.
  • the Q of the inductor is improved, the characteristics of the multilayer LC filter can be improved, for example, the insertion loss is reduced.
  • the inductance value of the inductor of the LC parallel resonator can be increased, the magnetic coupling between the inductors of the adjacent LC parallel resonator can be strengthened, and the characteristics of the multilayer LC filter can be adjusted. It is possible to align the product group of the multilayer LC filter having the frequency characteristics.
  • the inductor line It was difficult to increase the inductance value by increasing the electrode pattern.
  • the multilayer LC filter 1100 disclosed in Patent Document 1 even if an attempt is made to increase the inductance values of the inductor L1 and the inductor L2 shown in the equivalent circuit of FIG. 14, as shown in FIG.
  • the patterns of the line electrodes 102a, 102b, 102c, and 102d are already formed to be maximally large, and the line electrode 102a and the line electrode 102b, and the line electrode 102c and the line electrode 102d are formed close to each other. Therefore, it is difficult for the multilayer LC filter 1100 to further increase the inductance values of the inductors L1 and L2 by increasing the pattern of the line electrodes 102a, 102b, 102c, and 102d.
  • the multilayer LC filter 1100 it is difficult for the multilayer LC filter 1100 to further increase the magnetic coupling between the inductor L1 and the inductor L2 by bringing the line electrode 102a and the line electrode 102b, the line electrode 102c and the line electrode 102d closer to each other.
  • the strip lines 202a, 202b, 202c and 202d are already formed to the maximum size, and the strip line 202a and the strip line 202b, and the strip line 202c and the strip line 202d are close to each other. Is formed. Therefore, it is difficult for the filter 1200 to increase the inductance value by increasing the strip lines 202a, 202b, 202c, and 202d. In addition, it is difficult for the filter 1200 to bring the strip line 202a and the strip line 202b, the strip line 202c and the strip line 202d closer, and to strengthen the magnetic coupling between the strip lines.
  • the multilayer LC filter in order to increase the inductance value of the inductor of the LC parallel resonator, there is a method of increasing the number of insulator layers constituting the multilayer body and increasing the number of turns of the inductor. Is not preferable because the laminate is increased in size and weight in the height direction.
  • the laminated LC filter of the present invention comprises a laminate in which a plurality of insulator layers are laminated, and a laminate.
  • a plurality of line electrodes formed between layers of a plurality of insulator layers, a plurality of capacitor electrodes formed between layers of a plurality of insulator layers constituting the laminate, and a gap between both main surfaces of the insulator layers.
  • a plurality of via electrodes formed on the surface of the stacked body, a first input / output terminal and a second input / output terminal, and at least one ground terminal.
  • first LC parallel resonator and a second LC parallel resonator are inserted, and the first LC parallel resonator includes a first inductor and a first inductor.
  • the capacitor is connected in parallel with the second LC in parallel.
  • the vibrator includes a second inductor and a second capacitor connected in parallel, and each of the first inductor and the second inductor includes a plurality of line electrodes and at least one via electrode.
  • the first capacitor and the second capacitor are each formed using a capacitor electrode, and the first inductor is formed on one of the plurality of insulator layers constituting the multilayer body.
  • the line electrode for forming the second inductor is formed, the line electrode for the second inductor is not formed, and the line electrode for forming the second inductor is formed on the other layer of the plurality of insulator layers constituting the laminate.
  • the line electrode of the first inductor is not formed.
  • first LC parallel resonator and the second LC parallel resonator are connected in series between the first input / output terminal and the second input / output terminal.
  • a low-pass filter can be configured by connecting the third capacitor, the fourth capacitor, and the fifth capacitor.
  • the line electrode forming the first inductor and the line electrode of the second inductor may be partially overlapped.
  • the magnetic coupling between the first inductor and the second inductor can be strengthened.
  • capacitive coupling can be provided between the first inductor and the second inductor.
  • the line electrode forming the first inductor and the line electrode of the second inductor overlap each other at two locations and intersect each other. be able to.
  • the length of the line electrode forming the first inductor and the length of the line electrode of the second inductor can be further increased, and the inductance value of the first inductor and the second The inductance value of each of the inductors can be further increased.
  • the line electrode forming the first inductor and the line electrode of the second inductor may be formed between alternately different layers of the stacked body in the stacking direction of the insulator layers. In this case, the balance of the magnetic coupling between the first inductor and the second inductor is improved, and the magnetic coupling can be strengthened.
  • one or more LC parallel resonators are further provided between the first input / output terminal and the second input / output terminal. It can be connected in series. In this case, the frequency characteristics of the multilayer LC filter can be made more excellent.
  • the direction of the current flowing through the line electrode forming the first inductor and the direction of the current flowing through the line electrode forming the second inductor are reversed. can do.
  • the direction of the magnetic flux generated in the air core of the first inductor and the direction of the magnetic flux generated in the air core of the second inductor are opposite in the stacking direction of the insulator layers. Magnetic coupling between the first inductor and the second inductor can be strengthened.
  • the line electrode forming the first inductor and the line electrode of the second inductor are formed between different layers of the multilayer body. Therefore, the multilayer LC filter of the present invention can freely arrange the line electrode forming the first inductor and the line electrode of the second inductor in the plane direction without interfering with each other. It is possible. As a result, in the multilayer LC filter of the present invention, the line electrode pattern forming the first inductor can be increased, the length can be increased, and the inductance value of the first inductor can be increased. Yes. Similarly, it is possible to increase the inductance value of the second inductor by increasing the pattern of the line electrode forming the second inductor and increasing the length.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a multilayer LC filter 100 according to a first embodiment.
  • 1 is a perspective view showing a multilayer LC filter 100.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing the multilayer LC filter 100.
  • FIG. 3B is a plan view showing the insulator layer 1 m of the multilayer LC filter 100.
  • 3 is an equivalent circuit diagram of the multilayer LC filter 100.
  • FIG. It is a disassembled perspective view which shows the multilayer LC filter 1300 concerning a comparative example.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing the multilayer LC filter 1300.
  • FIG. 6B is a plan view showing the insulator layer 51 j of the multilayer LC filter 1300.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing a multilayer LC filter 1100 disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a multilayer LC filter 1100.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the multilayer LC filter 1100.
  • FIG. 15A is a plan view showing a filter 1200 disclosed in Patent Document 2.
  • FIG. 15B is a bottom view of the filter 1200.
  • each embodiment shows an embodiment of the present invention by way of example, and the present invention is not limited to the content of the embodiment. Moreover, it is also possible to implement combining the content described in different embodiment, and the implementation content in that case is also included in this invention. Further, the drawings are for helping understanding of the embodiment, and may not be drawn strictly. For example, a drawn component or a dimensional ratio between the components may not match the dimensional ratio described in the specification. In addition, the constituent elements described in the specification may be omitted in the drawings or may be drawn with the number omitted.
  • First Embodiment 1 to 4 show a multilayer LC filter 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the multilayer LC filter 100.
  • FIG. 2 is a perspective view of the multilayer LC filter 100.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the multilayer LC filter 100.
  • FIG. 3B is a plan view showing an insulator layer 1m described later of the multilayer LC filter 100.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the multilayer LC filter 100.
  • FIGS. 1, 3A, and 3B a pair of input / output terminals 2a and 2b and two ground terminals 3a and 3b to be described later are not shown.
  • FIG. 3A shows a portion XX in FIG.
  • FIG. 3B shows a line electrode 4h formed on an upper main surface of an insulator layer 1m, which will be described later, and a line electrode 4g formed on the lower main surface of the insulator layer 1m is seen through. As shown.
  • the laminated LC filter 100 includes a laminated body 1 in which, for example, 15 insulating layers 1a to 1o are laminated.
  • the laminated body 1 has a rectangular parallelepiped shape.
  • a pair of input / output terminals 2a and 2b and two ground terminals 3a and 3b are formed on the surface of the laminate 1.
  • the input / output terminals 2a and 2b and the ground terminals 3a and 3b are each formed mainly on the side surface of the multilayer body 1, but one end portion is formed to extend to the main surface on the upper side of the multilayer body 1, The other end is formed to extend to the lower main surface of the laminate 1.
  • the input / output terminals 2a and 2b and the ground terminals 3a and 3b are made of, for example, a metal having Ag, Cu, or an alloy thereof as a main component, and Ni, Sn, Au, or the like as a main component on the surface as necessary.
  • the plating layer to be formed is formed over one layer or a plurality of layers.
  • the insulator layers 1a to 1o, and line electrodes 4a to 4j, capacitor electrodes 5a to 5e, ground electrodes 6a and 6b, and connection electrodes 7a formed on the main surfaces thereof. 7 to 7e and the via electrodes 8a to 8w formed so as to penetrate between both main surfaces will be described.
  • a ground electrode 6a is formed on the upper main surface of the insulator layer 1a.
  • the ground electrode 6a is connected to the ground terminal 3a and the ground terminal 3b.
  • a capacitor electrode 5a On the upper main surface of the insulator layer 1b, a capacitor electrode 5a, a capacitor electrode 5b, and three connection electrodes 7a to 7c are formed. Further, three via electrodes 8a to 8c are formed so as to penetrate between both main surfaces of the insulator layer 1c.
  • the capacitor electrode 5a is connected to the input / output terminal 2a, and the capacitor electrode 5b is connected to the input / output terminal 2b.
  • the connection electrode 7a is connected to the via electrode 8a
  • the connection electrode 7b is connected to the via electrode 8b
  • the connection electrode 7c is connected to the via electrode 8c.
  • the via electrodes 8a to 8c are each connected to the ground electrode 6a.
  • a ground electrode 6b is formed on the upper main surface of the insulator layer 1c. Further, three via electrodes 8d to 8f are formed so as to penetrate between both main surfaces of the insulator layer 1c.
  • the ground electrode 6b is connected to the ground terminal 3a and the ground terminal 3b.
  • the ground electrode 6b is connected to the via electrodes 8d to 8f, respectively.
  • the via electrode 8d is connected to the connection electrode 7a
  • the via electrode 8e is connected to the connection electrode 7b
  • the via electrode 8f is connected to the connection electrode 7c.
  • a capacitor electrode 5c is formed on the upper main surface of the insulator layer 1d.
  • a capacitor electrode 5d, a capacitor electrode 5e, and a connection electrode 7d are formed on the upper main surface of the insulator layer 1e.
  • a via electrode 8g is formed so as to penetrate between both main surfaces of the insulator layer 1e.
  • the capacitor electrode 5d is connected to the input / output terminal 2a, and the capacitor electrode 5e is connected to the input / output terminal 2b.
  • the connection electrode 7d is connected to the via electrode 8g. Furthermore, the via electrode 8g is connected to the capacitor electrode 5c.
  • connection electrode 7e is formed on the upper main surface of the insulator layer 1f.
  • a via electrode 8h is formed so as to penetrate between both main surfaces of the insulator layer 1f.
  • the connection electrode 7e is connected to the via electrode 8h.
  • the via electrode 8h is connected to the connection electrode 7d.
  • a line electrode 4a and a line electrode 4b are formed on the upper main surface of the insulator layer 1g.
  • a via electrode 8i is formed so as to penetrate between both main surfaces of the insulator layer 1g. Then, one end of the line electrode 4a and one end of the line electrode 4b are connected to each other and then connected to the via electrode 8i. The via electrode 8i is connected to the connection electrode 7e.
  • a line electrode 4c is formed on the upper main surface of the insulator layer 1h. Further, two via electrodes 8j and 8k are formed through both main surfaces of the insulator layer 1h. One end of the line electrode 4c is connected to the via electrode 8k. The via electrode 8j is connected to the other end of the line electrode 4a, and the via electrode 8k is connected to the other end of the line electrode 4b.
  • a line electrode 4d is formed on the upper main surface of the insulator layer 1i. Further, two via electrodes 8l and 8m are formed through both main surfaces of the insulator layer 1i. One end of the line electrode 4d is connected to the via electrode 8l. The via electrode 8l is connected to the via electrode 8j, and the via electrode 8m is connected to the other end of the line electrode 4c.
  • a line electrode 4e is formed on the upper main surface of the insulator layer 1j. Further, two via electrodes 8n and 8o are formed through both main surfaces of the insulator layer 1j. One end of the line electrode 4e is connected to the via electrode 8o. The via electrode 8n is connected to the other end of the line electrode 4d, and the via electrode 8o is connected to the via electrode 8m.
  • a line electrode 4f is formed on the upper main surface of the insulator layer 1k. Further, two via electrodes 8p and 8q are formed through both main surfaces of the insulator layer 1k. One end of the line electrode 4f is connected to the via electrode 8p. The via electrode 8p is connected to the via electrode 8n, and the via electrode 8q is connected to the other end of the line electrode 4e.
  • a line electrode 4g is formed on the upper main surface of the insulator layer 1l. Further, two via electrodes 8r and 8s are formed through both main surfaces of the insulator layer 1l. One end of the line electrode 4g is connected to the via electrode 8s. The via electrode 8r is connected to the other end of the line electrode 4f, and the via electrode 8s is connected to the via electrode 8q.
  • a line electrode 4h is formed on the upper main surface of the insulator layer 1m. Further, two via electrodes 8t and 8u are formed through both main surfaces of the insulating layer 1m. One end of the line electrode 4h is connected to the via electrode 8t. The via electrode 8t is connected to the via electrode 8r, and the via electrode 8u is connected to the other end of the line electrode 4g.
  • a line electrode 4i and a line electrode 4j are formed on the upper main surface of the insulator layer 1n. Further, two via electrodes 8v and 8w are formed through both main surfaces of the insulator layer 1n. One end of the line electrode 4i is connected to the via electrode 8v, and one end of the line electrode 4j is connected to the via electrode 8w. The other end of the line electrode 4i is connected to the input / output terminal 2a, and the other end of the line electrode 4j is connected to the input / output terminal 2b. Further, the via electrode 8v is connected to the other end of the line electrode 4h, and the via electrode 8w is connected to the via electrode 8u.
  • the insulator layer 1o is a protective layer, and no electrode is formed.
  • the material of the line electrodes 4a to 4j, capacitor electrodes 5a to 5e, ground electrodes 6a and 6b, connection electrodes 7a to 7e, and via electrodes 8a to 8w is, for example, Ag, Cu, or an alloy thereof as a main component.
  • the metal is used.
  • the multilayer LC filter 100 according to the first embodiment having the structure as described above has been conventionally used for manufacturing a multilayer LC filter configured using a multilayer body in which insulator layers are laminated. It can be manufactured by a general manufacturing method.
  • FIG. 4 shows an equivalent circuit of the multilayer LC filter 100 according to the first embodiment.
  • a first LC parallel resonator Re1 and a second LC parallel resonator Re2 are inserted in series between the input / output terminal 2a and the input / output terminal 2b.
  • the first LC parallel resonator Re1 includes a first inductor L1 and a first capacitor C1 connected in parallel.
  • the second LC parallel resonator Re2 is formed by connecting a second inductor L2 and a second capacitor C2 in parallel.
  • the first inductor L1 of the first LC parallel resonator Re1 and the second inductor L2 of the second LC parallel resonator Re2 are magnetically coupled. Further, the first inductor L1 of the first LC parallel resonator Re1 and the second inductor L2 of the second LC parallel resonator Re2 are overlapped in the multilayer body 1, and are also capacitively coupled.
  • a third capacitor C3 is inserted between a connection point between the input / output terminal 2a and the first LC parallel resonator Re1 and the ground terminals 3a and 3b.
  • a fourth capacitor C4 is inserted between the connection point between the first LC parallel resonator Re1 and the second LC parallel resonator Re2 and the ground terminals 3a and 3b.
  • a fifth capacitor C5 is inserted between the connection point between the second LC parallel resonator Re2 and the input / output terminal 2b and the ground terminals 3a and 3b.
  • the third to fifth capacitors C3 to C5 are shunt capacitors.
  • the first inductor L1 of the first LC parallel resonator Re1 has a line electrode 4i, a via electrode 8v, a line electrode 4h, a via electrode 8t, a via electrode 8r, a line electrode 4f, a via, starting from the input / output terminal 2a.
  • the electrode 8p, the via electrode 8n, the line electrode 4d, the via electrode 81, the via electrode 8j, and the conductive line that connects the line electrode 4a in this order are formed.
  • the first capacitor C1 of the first LC parallel resonator Re1 is formed by a capacitor formed between the capacitor electrode 5d connected to the input / output terminal 2a and the capacitor electrode 5c.
  • the line electrode 4a that is the end point of the first inductor L1 and the capacitor electrode 5c of the capacitor C1 are a conductive line that sequentially connects the via electrode 8i, the connection electrode 7e, the via electrode 8h, the connection electrode 7d, and the via electrode 8g. Connected by. Note that the via electrode 8i, the connection electrode 7e, the via electrode 8h, the connection electrode 7d, and the via electrode 8g constitute a connection point between the first LC parallel resonator Re1 and the second LC parallel resonator Re2. You can also.
  • the second inductor L2 of the second LC parallel resonator Re2 starts from the input / output terminal 2b, the line electrode 4j, the via electrode 8w, the via electrode 8u, the line electrode 4g, the via electrode 8s, the via electrode 8q, the line
  • the electrode 4e, the via electrode 8o, the via electrode 8m, the line electrode 4c, the via electrode 8k, and the line electrode 4b are formed by conductive lines that are connected in order.
  • the winding direction of the first inductor L1 of the first LC parallel resonator Re1 and the winding of the second inductor L2 of the second LC parallel resonator Re2 are described. The direction is opposite.
  • the second capacitor C2 of the second LC parallel resonator Re2 is formed by a capacitance formed between the capacitor electrode 5e connected to the input / output terminal 2b and the capacitor electrode 5c.
  • the line electrode 4b that is the starting point of the second inductor L2 and the capacitor electrode 5c of the capacitor C2 are a conductive line that sequentially connects the via electrode 8i, the connection electrode 7e, the via electrode 8h, the connection electrode 7d, and the via electrode 8g. Connected by. As described above, the via electrode 8i, the connection electrode 7e, the via electrode 8h, the connection electrode 7d, and the via electrode 8g constitute a connection point between the first LC parallel resonator Re1 and the second LC parallel resonator Re2. It can also be said that.
  • the third capacitor C3 is formed by a capacitance formed between the capacitor electrode 5a connected to the input / output terminal 2a and the ground electrode 6b.
  • the fourth capacitor C4 is formed by a capacitance formed between the capacitor electrode 5c connected to the connection point between the first LC parallel resonator Re1 and the second LC parallel resonator Re2 and the ground electrode 6b. Has been.
  • the fifth capacitor C5 is formed by a capacitance formed between the capacitor electrode 5b connected to the input / output terminal 2b and the ground electrode 6b.
  • the multilayer LC filter 100 according to the first embodiment having the above-described structure and equivalent circuit has the following characteristics.
  • the multilayer LC filter 100 includes the line electrodes 4d, 4f, and 4h constituting the first inductor L1 of the first LC parallel resonator Re1 and the second inductor L2 of the second LC parallel resonator Re2.
  • the line electrodes 4c, 4e, and 4g to be formed are formed in different layers inside the multilayer body 1.
  • the line electrode 4h formed on the upper main surface of the insulator layer 1m and the line electrode 4g formed on the lower main surface of the insulator layer 1m are laminated. Since they are formed in different layers within the body 1, they can be arranged freely in the plane direction without being interfered with each other.
  • the line electrode 4c and the line electrode 4d, the line electrode 4e and the line electrode 4f, and the line electrode 4g and the line electrode 4h are formed in the same layer in the laminate 1 respectively. Therefore, a space must be provided between the line electrode 4c and the line electrode 4d, between the line electrode 4e and the line electrode 4f, and between the line electrode 4g and the line electrode 4h. 4c, 4e, 4g, 4d, 4f, and 4h could not be arranged freely. Further, the length of the line electrodes 4c, 4e, 4g, 4d, 4f, and 4h cannot be increased by increasing the pattern of the line electrodes 4c, 4e, 4g, 4d, 4f, and 4h.
  • the line electrodes 4d, 4f, and 4h constituting the first inductor L1 and the line electrodes 4c, 4e, and 4g constituting the second inductor L2 are formed of the multilayer body 1. Therefore, the line electrodes 4c, 4e, 4g, 4d, 4f, and 4h can be freely arranged in the plane direction. Then, it is possible to increase the length of the line electrodes 4c, 4e, 4g, 4d, 4f, and 4h by increasing the pattern of the line electrodes 4c, 4e, 4g, 4d, 4f, and 4h.
  • the pattern of the line electrodes 4c, 4e, 4g, 4d, 4f, and 4h is made larger, and the length of the line electrodes 4c, 4e, 4g, 4d, 4f, and 4h is made larger than the conventional pattern. .
  • the line electrodes 4d, 4f, and 4h that constitute the inductor L1 and the line that constitutes the second inductor L2.
  • the electrodes 4c, 4e, 4g are formed so as to partially overlap.
  • the inductance value of the first inductor L1 and the inductance value of the second inductor L2 are large.
  • the multilayer LC filter 100 is formed so that the line electrodes 4d, 4f, and 4h of the first inductor L1 and the line electrodes 4c, 4e, and 4g of the second inductor L2 are partially overlapped. In addition, capacitive coupling occurs between the first inductor L1 and the second inductor L2.
  • the multilayer LC filter 100 includes the first line L 4d, 4f, and 4h of the first inductor L1 and the line lines 4c, 4e, and 4g of the second inductor L2, which are formed close to each other.
  • the magnetic coupling between the inductor L1 and the second inductor L2 is strengthened.
  • the line electrodes 4d, 4f, and 4h that configure the inductor L1 and the line electrodes 4c, 4e, and 4g that configure the second inductor L2 are seen through in the stacking direction.
  • they may be formed so as not to overlap each other.
  • the multilayer LC filter 100 includes the line electrodes 4d, 4f, and 4h that constitute the first inductor L1, and the line electrodes 4c and 4e that constitute the second inductor L2.
  • 4g are formed in mutually different layers inside the laminate 1, so that the line electrodes 4c, 4e, 4g, 4d, 4f, and 4h can be freely arranged in the planar direction, The design flexibility of the multilayer LC filter is greatly improved.
  • the multilayer LC filter 100 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 was produced.
  • FIGS. 5, 6A, and 6B As a comparative example, a laminated LC filter 1300 shown in FIGS. 5, 6A, and 6B was produced.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the multilayer LC filter 1300.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of the multilayer LC filter 1300.
  • FIG. 6B is a plan view showing an insulator layer 51j described later of the multilayer LC filter 1300.
  • the multilayer LC filter 1300 has the same equivalent circuit as the equivalent circuit of the multilayer LC filter 100 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the laminated LC filter 1300 according to the comparative example will be described.
  • the laminated LC filter 1300 includes a laminated body 51 in which insulator layers 51a to 51m are laminated.
  • the insulating layers 51a to 51f including the structure of the formed electrodes, have the same structure as the insulating layers 1a to 1f of the multilayer LC filter 100, and thus the description thereof is omitted.
  • a line electrode 54a and a line electrode 54b are formed on the upper main surface of the insulator layer 51g.
  • a via electrode 58i is formed so as to penetrate between both main surfaces of the insulator layer 51g. Then, one end of the line electrode 54a and one end of the line electrode 54b are connected to each other and then connected to the via electrode 58i. The via electrode 58i is connected to the connection electrode 7e.
  • a line electrode 54c and a line electrode 54d are formed on the upper main surface of the insulator layer 51h.
  • a via electrode 58j and a via electrode 58k are formed through both main surfaces of the insulating layer 51h.
  • One end of the line electrode 54c is connected to the via electrode 58j, and one end of the line electrode 54d is connected to the via electrode 58k.
  • the via electrode 58j is connected to the other end of the line electrode 54a, and the via electrode 58k is connected to the other end of the line electrode 54b.
  • a line electrode 54e and a line electrode 54f are formed on the upper main surface of the insulator layer 51i.
  • a via electrode 58l and a via electrode 58m are formed through both main surfaces of the insulator layer 51i.
  • One end of the line electrode 54e is connected to the via electrode 58l, and one end of the line electrode 54f is connected to the via electrode 58m.
  • the via electrode 58l is connected to the other end of the line electrode 54c, and the via electrode 58m is connected to the other end of the line electrode 54d.
  • a line electrode 54g and a line electrode 54h are formed on the upper main surface of the insulator layer 51j.
  • a via electrode 58n and a via electrode 58o are formed so as to penetrate between both main surfaces of the insulator layer 51j.
  • One end of the line electrode 54g is connected to the via electrode 58n, and one end of the line electrode 54h is connected to the via electrode 58o.
  • the via electrode 58n is connected to the other end of the line electrode 54e, and the via electrode 58o is connected to the other end of the line electrode 54f.
  • a line electrode 54i and a line electrode 54j are formed on the upper main surface of the insulator layer 51k.
  • a via electrode 58p and a via electrode 58q are formed through both main surfaces of the insulator layer 51k.
  • One end of the line electrode 54i is connected to the via electrode 58p, and one end of the line electrode 54j is connected to the via electrode 58q.
  • the via electrode 58p is connected to the other end of the line electrode 54g, and the via electrode 58q is connected to the other end of the line electrode 54h.
  • a line electrode 54k and a line electrode 54l are formed on the upper main surface of the insulator layer 51l. Further, two via electrodes 58r and 58s are formed through both main surfaces of the insulator layer 51l. One end of the line electrode 54k is connected to the via electrode 58r, and one end of the line electrode 54l is connected to the via electrode 58s. The other end of the line electrode 54k is connected to the input / output terminal 2a, and the other end of the line electrode 54j is connected to the input / output terminal 2b (see FIG. 2; the input / output terminals 2a and 2b are the first embodiment). In the form of the same structure as shown in FIG. Further, the via electrode 58r is connected to the other end of the line electrode 54i, and the via electrode 58s is connected to the other end of the line electrode 54j.
  • the insulator layer 51m is a protective layer, and no electrode is formed.
  • the line electrode 54k, the via electrode 58r, the line electrode 54i, the via electrode 58p, the line electrode 54g, the via electrode 58n, the line electrode 54e, and the via are started from the input / output terminal 2a.
  • a first inductor L1 of the first LC parallel resonator Re1 is formed by a conductive line that sequentially connects the electrode 58l, the line electrode 54c, the via electrode 58j, and the line electrode 54a.
  • the line electrode 54l, the via electrode 58s, the line electrode 54j, the via electrode 58q, the line electrode 54h, the via electrode 58o, the line electrode 54f, the via electrode 58m, the line electrode 54d, and the via electrode 58k is formed by a conductive line that sequentially connects the line electrodes 54b.
  • the line electrode 54c and the line electrode 54d, the line electrode 54e and the line electrode 54f, the line electrode 54g and the line electrode 54h, the line electrode 54i and the line electrode 54j, the line electrode 54k and the line electrode 54l are formed close to the same layer of the multilayer body 1, respectively, so that the pattern size of the line electrodes 54c, 54e, 54g, 54i, 54k, The length and the size and length of the line electrodes 54d, 54f, 54h, 54j, and 54l cannot be increased any more.
  • the line electrodes 54c, 54e, 54g, 54i, 54k and the line electrodes 54d, 54f, 54h, 54j, 54l cannot be brought closer to each other.
  • the line electrode 54g and the line electrode 54h formed on the upper main surface of the insulator layer 51j can further increase the size and length of each pattern, It is impossible to make them close.
  • the inductance value of the first inductor L1 and the inductance value of the second inductor L2 are small.
  • the Q of the first inductor L1 and the Q of the second inductor L2 are small.
  • the magnetic coupling between the first inductor L1 and the second inductor L2 is weak.
  • the first inductor L1 and the second inductor L2 are hardly capacitively coupled.
  • the inductance values of the first inductor L1 and the second inductor L2 are larger than those of the multilayer LC filter 1300 according to the comparative example.
  • the insertion loss is improved by about 0.1 dB.
  • the first inductor L1 and the second inductor L2 are close to each other and the magnetic coupling is increased, so that the pole P formed in the vicinity of 2.2 GHz is shifted to the high frequency side. From the above, it has been clarified that the characteristics of the multilayer LC filter can be improved according to the present invention.
  • [Second Embodiment] 8 and 9 show a multilayer LC filter 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the multilayer LC filter 200.
  • FIG. 9 is a plan view showing the insulator layer 1 m of the multilayer LC filter 200.
  • FIG. 9 shows the line electrode 14h formed on the upper main surface of the insulator layer 1m, and shows the line electrode 14g formed on the lower main surface of the insulator layer 1m in a perspective view. .
  • the multilayer LC filter 200 changes the shape of the line electrodes 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, and 4h of the multilayer LC filter 100 according to the first embodiment, and has a larger pattern and a longer length, respectively.
  • the multilayer LC filter 200 has a line that forms part of the first inductor L1 of the first LC parallel resonator Re1 when the multilayer body 1 is seen through in the stacking direction of the insulator layers 1a to 1o.
  • the electrodes 14d, 14f, and 14h and the line electrodes 14c, 14e, and 14g constituting a part of the second inductor L2 of the second LC parallel resonator Re2 overlap and intersect at two places.
  • the line electrode 14g and the line electrode 14h overlap and intersect at two locations (B1, B2).
  • the other configuration of the multilayer LC filter 200 is the same as that of the multilayer LC filter 100.
  • the inductance values of the first inductor L1 and the second inductor L2 are further increased, and the Q is further improved.
  • [Third Embodiment] 10 and 11 show a multilayer LC filter 300 according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the multilayer LC filter 300.
  • FIG. 11 is a plan view showing an insulator layer 1l to be described later of the multilayer LC filter 200.
  • FIG. FIG. 11 shows the line electrode 24g formed on the upper main surface of the insulator layer 11 and also shows the line electrode 24f formed on the lower main surface of the insulator layer 11 in a perspective manner. .
  • the winding direction of the first inductor L1 of the first LC parallel resonator Re1 and the winding of the second inductor L2 of the second LC parallel resonator Re2 are described. The direction was opposite.
  • the winding direction of the first inductor L1 is reversed, and the winding direction of the first inductor L1 and the winding direction of the second inductor L2 are reversed. And in the same direction.
  • the winding direction of the line electrode 4a formed on the insulator layer 1g in the first embodiment is reversed to be the line electrode 24a.
  • the line electrode 24i is formed by reversing the winding direction of the line electrode 4i formed in the insulator layer 1n in the first embodiment.
  • the shapes of the line electrodes 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, and 4j formed on the insulator layers 1h to 1n in the first embodiment are changed (adjusted).
  • the line electrodes 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, and 14j are used (there are some line electrodes whose shapes are not changed).
  • the winding direction of the first inductor L1 and the winding direction of the second inductor L2 are the same direction.
  • the first inductor L1 includes the line electrode 4i, the via electrode 8v, the line electrode 4h, the via electrode 8t, the via electrode 8r, and the line electrode 4f starting from the input / output terminal 2a.
  • the current flows in the order of the via electrode 8p, the via electrode 8n, the line electrode 4d, the via electrode 81, the via electrode 8j, and the line electrode 4a.
  • the second inductor L2 has the via electrode 8k, the line electrode 4c, the via electrode 8m, the via electrode 8o, the line electrode 4e, the via electrode 8q, the via electrode 8s, the line electrode, starting from the line electrode 4b.
  • Current flows in the order of 4g, via electrode 8u, via electrode 8w, line electrode 4j, and input / output terminal 2b.
  • FIG. 11 shows the line electrode 24f and the line electrode 24g formed on both main surfaces of the insulator layer 1l, and further, the direction of the current flowing through the first inductor L1 is denoted by reference numeral D1 and flows through the second inductor L2. The direction of the current is indicated by reference sign D2.
  • the current flowing through the line electrode 24f constituting the first inductor L1 rotates counterclockwise D1
  • the current flowing through the line electrode 24g constituting the second inductor L2 rotates clockwise D2.
  • the multilayer LC filter 300 according to the third embodiment has the first inductor L1 and the second LC of the first LC parallel resonator Re1 compared to the multilayer LC filter 100 according to the first embodiment.
  • the magnetic coupling with the second inductor L2 of the parallel resonator Re2 is strong.
  • the structure of the multilayer LC filter 300 according to the third embodiment is effective when it is desired to strengthen the magnetic coupling between the LC parallel resonators.
  • the multilayer LC filters 100 to 300 according to the first to third embodiments have been described above.
  • the present invention is not limited to the contents described above, and various modifications can be made in accordance with the spirit of the invention.
  • each of the stacked LC filters 100 to 300 is a fifth-order LC filter including two LC parallel resonators and three shunt capacitors.
  • the LC parallel resonator and the shunt capacitor may be used as necessary.
  • the order of the LC filter can be increased.
  • the line electrodes constituting the first inductor and the line electrodes constituting the second inductor are alternately laminated, but this is not always necessary and the required frequency is required.
  • the order in which the line electrodes are stacked can be changed according to the characteristics.
  • the laminated LC filters 100 to 300 are all low-pass filters, but the type of filter in the present invention is not limited, and may be a band-pass filter or a high-pass filter. Also in these cases, as described above, the number of stages of the LC parallel resonator (the order of the filter) is arbitrary.
  • the line electrode constituting the first inductor and the line electrode constituting the second inductor partially overlap each other when seen through in the lamination direction.
  • the overlapping of the two is not an essential configuration in the present invention.
  • the diameter of the line electrode constituting the first inductor is large and the diameter of the line electrode constituting the second inductor is small, both may not overlap when seen through in the stacking direction. Even in this case, the effect of the present invention is achieved in that the diameter of the line electrode constituting the first inductor can be increased, and is included in the present invention.

Landscapes

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Abstract

LC並列共振器のインダクタのインダクタンス値を大きくすることが可能な積層型LCフィルタを提供する。 絶縁体層1a~1oが積層された積層体1と、線路電極4a~4jと、キャパシタ電極5a~5eと、ビア電極8a~8wと、第1の入出力端子2aと、第2の入出力端子2bと、グランド端子3a、3bと、を備え、第1の入出力端子2aと第2の入出力端子2bとの間に、第1のLC並列共振器と第2の並列共振器とが直列に挿入され、第1のLC並列共振器の第1のインダクタを形成する線路電極4d、4f、4hと、第2のLC並列共振器の第2のインダクタを形成する線路電極4c、4e、4gとが、積層体1の相互に異なる層間に形成されるようにした。

Description

積層型LCフィルタ
 本発明は、積層型LCフィルタに関し、更に詳しくは、LC並列共振器のインダクタのインダクタンス値を大きくすることが可能な積層型LCフィルタに関する。
 積層型LCフィルタが、電子機器において、信号フィルタリングなどの用途に使用されている。積層型LCフィルタは、絶縁体層が積層された積層体の内部に、線路電極、ビア電極、キャパシタ電極などによりインダクタやキャパシタが形成されており、小型軽量化に適した構造を備えている。
 たとえば、特許文献1(特開2011-61760号公報)に、そのような積層型LCフィルタ(積層型フィルタ)が開示されている。
 図12、図13および図14に、それぞれ、特許文献1に開示された積層型LCフィルタ1100を示す。ただし、図12は積層型LCフィルタ1100の分解斜視図である。図13は積層型LCフィルタ1100の斜視図である。図14は積層型LCフィルタ1100の等価回路図である。
 図12に示すように、積層型LCフィルタ1100は、4層の絶縁体層101a~101dからなる積層体101を備える。
 絶縁体層101aは保護層であり、主面に電極は形成されていない。
 絶縁体層101bの一方の主面には、2つの線路電極102a、102bと、2つのキャパシタ電極103a、103bとが形成されている。
 絶縁体層101cの一方の主面には、2つの線路電極102c、102dと、1つのキャパシタ電極103cとが形成されている。更に、絶縁体層101cには、両主面間を貫通して、ビア電極104a、104bが形成されている。そして、ビア電極104aにより線路電極102aと線路電極102cとが接続され、ビア電極104bにより線路電極102bと線路電極102dとが接続されている。
 図13に示すように、積層体101の表面には、1対の入出力端子(外部電極)105a、105bと、2つのグランド端子(外部グランド電極)106a、106bとが形成されている。
 そして、入出力端子105aに線路電極102aとキャパシタ電極103aとが接続され、入出力端子105bに線路電極102bとキャパシタ電極103bが接続されている。
 また、グランド端子106aに線路電極102cと線路電極102dとが接続され、グランド端子106bにキャパシタ電極103cが接続されている。
 この結果、積層型LCフィルタ1100は、図14に示す等価回路を備えている。具体的には、線路電極102aと線路電極102cとで形成されたインダクタL1と、キャパシタ電極103aとキャパシタ電極103cとで形成されたキャパシタC1とが並列に接続された第1のLC並列共振器Re1が、入出力端子105aとグランド端子106a、106bとの間に挿入されている。また、線路電極102bと線路電極102dとで形成されたインダクタL2と、キャパシタ電極103bとキャパシタ電極103cとで形成されたキャパシタC2とが並列に接続された第2のLC並列共振器Re2が、入出力端子105bとグランド端子106a、106bとの間に挿入されている。更に、入出力端子105aと入出力端子105bとの間に、キャパシタ電極103aとキャパシタ電極103bとで形成されたキャパシタC3が挿入されている。そして、第1のLC並列共振器Re1のインダクタL1と第2のLC並列共振器Re2のインダクタL2とが、符号Mで示すように磁気的に結合されている。
 また、特許文献2(特開平5-14006号公報)には、積層型ではないが、誘電体基板の両主面にストリップラインを形成したフィルタ(ストリップラインフィルタ)1200が開示されている。図15(A)、(B)に、特許文献2に開示されたフィルタ1200を示す。ただし、図15(A)はフィルタ1200の平面図であり、図15(B)はフィルタ1200の底面図である。
 フィルタ1200は、誘電体基板201の一方の主面に、ストリップライン202aとストリップライン202bとが対向して形成されている。また、誘電体基板201の他方の主面に、ストリップライン202cとストリップライン202dとが対向して形成されている。そして、ストリップライン202aとストリップライン202cとが、誘電体基板201を貫通して形成されたビア電極(スルーホール)204aにより接続されている。同様に、ストリップライン202bとストリップライン202dとが、誘電体基板201を貫通して形成されたビア電極(スルーホール)204bにより接続されている。
特開2011-61760号公報 特開平5-14006号公報
 近時、スマートフォン、携帯電話などの移動体通信用機器や、デジタルカメラ、ビデオカメラなどの撮像機器などの電子機器において、更なる小型化、軽量化が進んでいる。これにともない、電子機器に使用される電子部品に対しても、更に小型化、軽量化が求められている。
 また、電子機器に使用される周波数の範囲は、年々、広範囲になってきており、低周波側は数十MHzから、高周波側は5GHz周辺までが使用されるようになってきている。これらの結果、積層型LCフィルタにおいては、更に小型化、軽量化すること、および、低周波から高周波までの幅広い周波数に対応した製品群を揃えることが、必要になってきている。
 ところで、積層型LCフィルタにおいて、積層体の大きさを大きくすることなく、LC並列共振器のインダクタの線路電極のパターンを大きくして、インダクタンス値を大きくすることができれば、以下の理由により、小型化、軽量化、特性の向上、製品群の多様化など、種々の点において有利である。
 まず、積層型LCフィルタにおいて、LC並列共振器のインダクタのインダクタンス値を大きくすることができれば、それに対応させて、LC並列共振器のキャパシタの容量値や、信号ラインとグランドとの間に挿入されるシャント用のキャパシタの容量値を小さくすることができ、キャパシタの容量値を小さくしても、同等の特性を得ることができる。そして、キャパシタの容量値を小さくすることができれば、キャパシタ電極の面積を小さくすることができ、それにともなって積層体の平面方向の大きさを小さくすることができ、積層型LCフィルタの小型化、軽量化をはかることができる。
 また、LC並列共振器のインダクタのインダクタンス値を大きくすることができれば、インダクタのQが向上する。そして、インダクタのQが向上すれば、挿入損失が小さくなるなど、積層型LCフィルタの特性の向上をはかることができる。
 また、LC並列共振器のインダクタの線路電極のパターンを大きくし、パターンを正方形に近づけることができれば、インダクタンス値が大きくなることからインダクタのQが向上する。そして、上述したとおり、インダクタのQが向上すれば、挿入損失が小さくなるなど、積層型LCフィルタの特性の向上をはかることができる。
 また、LC並列共振器のインダクタのインダクタンス値を大きくすることができれば、隣接するLC並列共振器のインダクタ間の磁気結合を強めることができ、積層型LCフィルタの特性調整が可能になるため、種々の周波数特性を備えた積層型LCフィルタの製品群を揃えることが可能になる。
 更に、特に、低い周波数に対応した積層型LCフィルタを作製する場合には、LC並列共振器のインダクタのインダクタンス値を大きくすることが必要になる。しかしながら、そのために、積層体の大きさを大きくすることは回避したい。積層体の大きさを大きくすることなく、LC並列共振器のインダクタの線路電極のパターンを大きくして、インダクタンス値を大きくすることは、低い周波数に対応した積層型LCフィルタを作製する場合にも重要である。
 以上のように、積層型LCフィルタにおいて、LC並列共振器のインダクタの線路電極のパターンを大きくして、インダクタンス値を大きくすることが望まれるが、従来の積層型LCフィルタにおいては、インダクタの線路電極のパターンを大きくして、インダクタンス値を大きくすることは難しかった。
 たとえば、特許文献1に開示された積層型LCフィルタ1100において、図14の等価回路に示すインダクタL1やインダクタL2のインダクタンス値を大きくしようとしても、図12に示すように、積層体101内において、線路電極102a、102b、102c、102dのパターンは既にそれぞれ最大限に大きく形成され、かつ、線路電極102aと線路電極102b、線路電極102cと線路電極102dが、それぞれ近接して形成されている。したがって、積層型LCフィルタ1100は、これ以上、線路電極102a、102b、102c、102dのパターンを大きくして、インダクタL1、インダクタL2のインダクタンス値を大きくすることは難しかった。また、積層型LCフィルタ1100は、線路電極102aと線路電極102b、線路電極102cと線路電極102dを更に近づけ、インダクタL1とインダクタL2との磁気結合を強めることも難しかった。
 特許文献2に開示されたフィルタ1200においても、ストリップライン202a、202b、202c、202dは既にそれぞれ最大限に大きく形成され、かつ、ストリップライン202aとストリップライン202b、ストリップライン202cとストリップライン202dが近接して形成されている。したがって、フィルタ1200は、これ以上、ストリップライン202a、202b、202c、202dを大きくしてインダクタンス値を大きくすることは難しかった。また、フィルタ1200は、ストリップライン202aとストリップライン202b、ストリップライン202cとストリップライン202dを更に近づけ、ストリップライン間の磁気結合を強めることも難しかった。
 なお、積層型LCフィルタにおいて、LC並列共振器のインダクタのインダクタンス値を大きくするために、積層体を構成する絶縁体層の層数を増やし、インダクタのターン数を増やす方法があるが、この方法は、積層体が高さ方向に大型化し、また重量化してしまうため好ましくない。
 本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明の積層型LCフィルタは、複数の絶縁体層が積層された積層体と、積層体を構成する複数の絶縁体層の層間に形成された複数の線路電極と、積層体を構成する複数の絶縁体層の層間に形成された複数のキャパシタ電極と、絶縁体層の両主面間を貫通して形成された複数のビア電極と、積層体の表面に形成された、第1の入出力端子および第2の入出力端子と、少なくとも1つのグランド端子と、を備え、第1の入出力端子と第2の入出力端子との間に、少なくとも、第1のLC並列共振器と第2のLC並列共振器とが挿入され、第1のLC並列共振器は、第1のインダクタと第1のキャパシタとが並列に接続されたものからなり、第2のLC並列共振器は、第2のインダクタと第2のキャパシタとが並列に接続されたものからなり、第1のインダクタおよび第2のインダクタは、それぞれ、複数の線路電極と、少なくとも1つのビア電極とが所定の順番に接続されて形成され、第1のキャパシタおよび第2のキャパシタは、それぞれ、キャパシタ電極を使って形成され、積層体を構成する複数の絶縁体層の一層には、第1のインダクタを形成する線路電極が形成され、第2のインダクタの線路電極が形成されず、積層体を構成する複数の絶縁体層の他の一層には、第2のインダクタを形成する線路電極が形成され、第1のインダクタの線路電極が形成されないものとした。
 第1のLC並列共振器と第2のLC並列共振器とが、第1の入出力端子と第2の入出力端子との間に直列に接続されたものとすることができる。 
 第1の入出力端子と第1のLC並列共振器との接続点とグランド端子との間、第1のLC並列共振器と第2のLC並列共振器との接続点とグランド端子との間、第2のLC並列共振器と第2の入出力端子との接続点とグランド端子との間のうちの少なくとも1つに、第3のキャパシタ、または、第3のキャパシタと第4のキャパシタ、または、第3のキャパシタと第4のキャパシタと第5のキャパシタが接続されたものとして、ローパスフィルタを構成することができる。
 積層体を絶縁体層の積層方向に透視した場合に、第1のインダクタを形成する線路電極と、第2のインダクタの線路電極とが、部分的に重なっているものとすることができる。この場合には、第1のインダクタと第2のインダクタとが近接するため、第1のインダクタと第2のインダクタとの磁気結合を強めることができる。また、第1のインダクタと第2のインダクタとの間に、容量結合をももたせることができる。
 積層体を絶縁体層の積層方向に透視した場合に、第1のインダクタを形成する線路電極と、第2のインダクタの線路電極とが、相互に2カ所において重なり、交差しているものとすることができる。この場合には、第1のインダクタを形成する線路電極の長さと、第2のインダクタの線路電極の長さとを、それぞれ、更に大きくすることができ、第1のインダクタのインダクタンス値と、第2のインダクタのインダクタンス値とを、それぞれ、更に大きくすることができる。
 第1のインダクタを形成する線路電極と、第2のインダクタの線路電極とが、絶縁体層の積層方向において、積層体の交互に異なる層間に形成されたものとすることができる。この場合には、第1のインダクタと第2のインダクタとの磁気結合のバランスが良くなり、磁気結合を強めることができる。
 第1の入出力端子と第2の入出力端子との間に、第1のLC並列共振器と第2の並列共振器とに加えて、更に、1つ、または複数のLC並列共振器が直列に接続されたものとすることができる。この場合には、積層型LCフィルタの周波数特性を、より優れたものとすることができる。
 積層体を絶縁体層の積層方向に透視した場合に、第1のインダクタを形成する線路電極を流れる電流の方向と、第2のインダクタを形成する線路電極を流れる電流の方向とを、逆にすることができる。この場合には、第1のインダクタの空芯内に発生する磁束の方向と、第2のインダクタの空芯内に発生する磁束の方向とが、絶縁体層の積層方向において逆となるため、第1のインダクタと第2のインダクタとの磁気結合を強めることができる。
 本発明の積層型LCフィルタは、第1のインダクタを形成する線路電極と、第2のインダクタの線路電極とが、積層体の相互に異なる層間に形成されている。そのため、本発明の積層型LCフィルタは、第1のインダクタを形成する線路電極と、第2のインダクタの線路電極とを、相互に干渉されることなく、平面方向において、自由に配置することが可能になっている。その結果、本発明の積層型LCフィルタは、第1のインダクタを形成する線路電極のパターンを大きくし、長さを長くして、第1のインダクタのインダクタンス値を大きくすることが可能になっている。同様に、第2のインダクタを形成する線路電極のパターンを大きくし、長さを長くして、第2のインダクタのインダクタンス値を大きくすることが可能になっている。
第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100を示す分解斜視図である。 積層型LCフィルタ100を示す斜視図である。 図3(A)は、積層型LCフィルタ100を示す断面図である。図3(B)は、積層型LCフィルタ100の絶縁体層1mを示す平面図である。 積層型LCフィルタ100の等価回路図である。 比較例にかかる積層型LCフィルタ1300を示す分解斜視図である。 図6(A)は、積層型LCフィルタ1300を示す断面図である。図6(B)は、積層型LCフィルタ1300の絶縁体層51jを示す平面図である。 実施例にかかる積層型LCフィルタ100の周波数特性と、比較例にかかる積層型LCフィルタ1300の周波数特性とを、比較して示すグラフである。 第2実施形態にかかる積層型LCフィルタ200を示す分解斜視図である。 積層型LCフィルタ200の絶縁体層1mを示す平面図である。 第3実施形態にかかる積層型LCフィルタ300を示す分解斜視図である。 積層型LCフィルタ300の絶縁体層1lを示す平面図である。 特許文献1に開示された積層型LCフィルタ1100を示す分解斜視図である。 積層型LCフィルタ1100を示す斜視図である。 積層型LCフィルタ1100の等価回路図である。 図15(A)は、特許文献2に開示されたフィルタ1200を示す平面図である。図15(B)は、フィルタ1200の底面図である。
 以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
 なお、各実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、異なる実施形態に記載された内容を組合せて実施することも可能であり、その場合の実施内容も本発明に含まれる。また、図面は、実施形態の理解を助けるためのものであり、必ずしも厳密に描画されていない場合がある。たとえば、描画された構成要素ないし構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。
 [第1実施形態]
 図1~図4に、本発明の第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100を示す。
 ただし、図1は、積層型LCフィルタ100の分解斜視図である。図2は、積層型LCフィルタ100の斜視図である。図3(A)は、積層型LCフィルタ100の断面図である。図3(B)は、積層型LCフィルタ100の後述する絶縁体層1mを示す平面図である。図4は、積層型LCフィルタ100の等価回路図である。
 なお、図1、図3(A)、(B)においては、後述する1対の入出力端子2a、2b、および、2つのグランド端子3a、3bの図示を省略して示している。また、図3(A)は、図2のX-X部分を示している。更に、図3(B)は、後述する絶縁体層1mの上側の主面に形成された線路電極4hを示すとともに、絶縁体層1mの下側の主面に形成された線路電極4gを透視して示している。
 図1に示すように、積層型LCフィルタ100は、たとえば、15層の絶縁体層1a~1oが積層された積層体1を備える。積層体1は、直方体形状からなる。積層体1(絶縁体層1a~1p)の材料には、たとえば、セラミックが使用される。
 図2に示すように、積層体1の表面には、1対の入出力端子2a、2bと2つのグランド端子3a、3bとが形成されている。入出力端子2a、2b、グランド端子3a、3bは、それぞれ、主に積層体1の側面に形成されているが、一方の端部が積層体1の上側の主面に延出して形成され、他方の端部が積層体1の下側の主面に延出して形成されている。入出力端子2a、2b、グランド端子3a、3bは、たとえば、Ag、Cuや、これらの合金などを主成分とする金属からなり、必要に応じて表面に、Ni、Sn、Auなどを主成分にするめっき層が、1層または複数層にわたって形成されている。
 以下、図1~図3を参照しながら、絶縁体層1a~1o、および、これらの主面に形成された線路電極4a~4j、キャパシタ電極5a~5e、グランド電極6a、6b、接続電極7a~7e、これらの両主面間を貫通して形成されたビア電極8a~8wについて説明する。
 絶縁体層1aの上側の主面には、グランド電極6aが形成されている。そして、グランド電極6aは、グランド端子3aとグランド端子3bとに接続されている。
 絶縁体層1bの上側の主面には、キャパシタ電極5aと、キャパシタ電極5bと、3つの接続電極7a~7cとが形成されている。また、絶縁体層1cの両主面間を貫通して、3つのビア電極8a~8cが形成されている。そして、キャパシタ電極5aは入出力端子2aに、キャパシタ電極5bは入出力端子2bに、それぞれ接続されている。また、接続電極7aはビア電極8aに、接続電極7bはビア電極8bに、接続電極7cはビア電極8cに、それぞれ接続されている。更に、ビア電極8a~8cは、それぞれ、グランド電極6aに接続されている。
 絶縁体層1cの上側の主面には、グランド電極6bが形成されている。また、絶縁体層1cの両主面間を貫通して、3つのビア電極8d~8fが形成されている。そして、グランド電極6bは、グランド端子3aとグランド端子3bとに接続されている。また、グランド電極6bは、ビア電極8d~8fに、それぞれ接続されている。更に、ビア電極8dは接続電極7aに、ビア電極8eは接続電極7bに、ビア電極8fは接続電極7cに、それぞれ接続されている。
 絶縁体層1dの上側の主面には、キャパシタ電極5cが形成されている。
 絶縁体層1eの上側の主面には、キャパシタ電極5dと、キャパシタ電極5eと、接続電極7dとが形成されている。また、絶縁体層1eの両主面間を貫通して、ビア電極8gが形成されている。そして、キャパシタ電極5dは入出力端子2aに、キャパシタ電極5eは入出力端子2bに、それぞれ接続されている。また、接続電極7dは、ビア電極8gに接続されている。更に、ビア電極8gは、キャパシタ電極5cに接続されている。
 絶縁体層1fの上側の主面には、接続電極7eが形成されている。また、絶縁体層1fの両主面間を貫通して、ビア電極8hが形成されている。そして、接続電極7eは、ビア電極8hに接続されている。また、ビア電極8hは、接続電極7dに接続されている。
 絶縁体層1gの上側の主面には、線路電極4aと、線路電極4bとが形成されている。また、絶縁体層1gの両主面間を貫通して、ビア電極8iが形成されている。そして、線路電極4aの一端と、線路電極4bの一端とが相互に接続されたうえで、ビア電極8iに接続されている。また、ビア電極8iは、接続電極7eに接続されている。
 絶縁体層1hの上側の主面には、線路電極4cが形成されている。また、絶縁体層1hの両主面間を貫通して、2つのビア電極8j、8kが形成されている。そして、線路電極4cの一端が、ビア電極8kに接続されている。また、ビア電極8jが線路電極4aの他端に、ビア電極8kが線路電極4bの他端に、それぞれ接続されている。
 絶縁体層1iの上側の主面には、線路電極4dが形成されている。また、絶縁体層1iの両主面間を貫通して、2つのビア電極8l、8mが形成されている。そして、線路電極4dの一端が、ビア電極8lに接続されている。また、ビア電極8lがビア電極8jに、ビア電極8mが線路電極4cの他端に、それぞれ接続されている。
 絶縁体層1jの上側の主面には、線路電極4eが形成されている。また、絶縁体層1jの両主面間を貫通して、2つのビア電極8n、8oが形成されている。そして、線路電極4eの一端が、ビア電極8oに接続されている。また、ビア電極8nが線路電極4dの他端に、ビア電極8oがビア電極8mに、それぞれ接続されている。
 絶縁体層1kの上側の主面には、線路電極4fが形成されている。また、絶縁体層1kの両主面間を貫通して、2つのビア電極8p、8qが形成されている。そして、線路電極4fの一端が、ビア電極8pに接続されている。また、ビア電極8pがビア電極8nに、ビア電極8qが線路電極4eの他端に、それぞれ接続されている。
 絶縁体層1lの上側の主面には、線路電極4gが形成されている。また、絶縁体層1lの両主面間を貫通して、2つのビア電極8r、8sが形成されている。そして、線路電極4gの一端が、ビア電極8sに接続されている。また、ビア電極8rが線路電極4fの他端に、ビア電極8sがビア電極8qに、それぞれ接続されている。
 絶縁体層1mの上側の主面には、線路電極4hが形成されている。また、絶縁体層1mの両主面間を貫通して、2つのビア電極8t、8uが形成されている。そして、線路電極4hの一端が、ビア電極8tに接続されている。また、ビア電極8tがビア電極8rに、ビア電極8uが線路電極4gの他端に、それぞれ接続されている。
 絶縁体層1nの上側の主面には、線路電極4iと、線路電極4jとが形成されている。また、絶縁体層1nの両主面間を貫通して、2つのビア電極8v、8wが形成されている。そして、線路電極4iの一端がビア電極8vに、線路電極4jの一端がビア電極8wに、それぞれ接続されている。また、線路電極4iの他端が入出力端子2aに、線路電極4jの他端が入出力端子2bに、それぞれ接続されている。更に、ビア電極8vが線路電極4hの他端に、ビア電極8wがビア電極8uに、それぞれ接続されている。
 絶縁体層1oは保護層であり、電極は形成されていない。
 以上において、線路電極4a~4j、キャパシタ電極5a~5e、グランド電極6a、6b、接続電極7a~7e、ビア電極8a~8wの材質には、たとえば、Ag、Cuや、これらの合金を主成分とする金属が使用されている。
 以上のような構造からなる第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100は、従来から、絶縁体層が積層された積層体を用いて構成された積層型LCフィルタを製造するのに使用されている一般的な製造方法により、製造することができる。
 図4に、第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100の等価回路を示す。
 積層型LCフィルタ100は、入出力端子2aと入出力端子2bとの間に、第1のLC並列共振器Re1と第2のLC並列共振器Re2とが、直列に挿入されている。
 第1のLC並列共振器Re1は、第1のインダクタL1と第1のキャパシタC1とが並列に接続されたものからなる。
 第2のLC並列共振器Re2は、第2のインダクタL2と第2のキャパシタC2とが並列に接続されたものからなる。
 なお、積層型LCフィルタ100においては、第1のLC並列共振器Re1の第1のインダクタL1と、第2のLC並列共振器Re2の第2のインダクタL2とが、磁気結合している。また、第1のLC並列共振器Re1の第1のインダクタL1と、第2のLC並列共振器Re2の第2のインダクタL2とが積層体1内で重なっており、容量結合もしている。
 入出力端子2aと第1のLC並列共振器Re1との接続点と、グランド端子3a、3bとの間に、第3のキャパシタC3が挿入されている。
 第1のLC並列共振器Re1と第2のLC並列共振器Re2との接続点と、グランド端子3a、3bとの間に、第4のキャパシタC4が挿入されている。
 第2のLC並列共振器Re2と入出力端子2bとの接続点と、グランド端子3a、3bとの間に、第5のキャパシタC5が挿入されている。
 第3~第5のキャパシタC3~C5は、シャント用のキャパシタである。
 次に、図1、図2、図3(A)、(B)と、図4とを対比しながら、積層型LCフィルタ100の構造と、等価回路との関係について説明する。
 第1のLC並列共振器Re1の第1のインダクタL1は、入出力端子2aを起点にして、線路電極4i、ビア電極8v、線路電極4h、ビア電極8t、ビア電極8r、線路電極4f、ビア電極8p、ビア電極8n、線路電極4d、ビア電極8l、ビア電極8j、線路電極4aを順に接続する導電線路により形成されている。
 第1のLC並列共振器Re1の第1のキャパシタC1は、入出力端子2aに接続されたキャパシタ電極5dと、キャパシタ電極5cとの間に形成される容量により形成されている。
 なお、第1のインダクタL1の終点である線路電極4aと、キャパシタC1のキャパシタ電極5cとは、ビア電極8i、接続電極7e、ビア電極8h、接続電極7d、ビア電極8gを順に接続する導電線路により接続されている。なお、ビア電極8i、接続電極7e、ビア電極8h、接続電極7d、ビア電極8gは、第1のLC並列共振器Re1と第2のLC並列共振器Re2との接続点を構成しているということもできる。
 第2のLC並列共振器Re2の第2のインダクタL2は、入出力端子2bを起点にして、線路電極4j、ビア電極8w、ビア電極8u、線路電極4g、ビア電極8s、ビア電極8q、線路電極4e、ビア電極8o、ビア電極8m、線路電極4c、ビア電極8k、線路電極4bを順に接続する導電線路により形成されている。本実施形態にかかる積層型LCフィルタ100においては、第1のLC並列共振器Re1の第1のインダクタL1の巻回方向と、第2のLC並列共振器Re2の第2のインダクタL2の巻回方向とが逆方向になっている。
 第2のLC並列共振器Re2の第2のキャパシタC2は、入出力端子2bに接続されたキャパシタ電極5eと、キャパシタ電極5cとの間に形成される容量により形成されている。
 なお、第2のインダクタL2の起点である線路電極4bと、キャパシタC2のキャパシタ電極5cとは、ビア電極8i、接続電極7e、ビア電極8h、接続電極7d、ビア電極8gを順に接続する導電線路により接続されている。なお、上述したとおり、ビア電極8i、接続電極7e、ビア電極8h、接続電極7d、ビア電極8gは、第1のLC並列共振器Re1と第2のLC並列共振器Re2との接続点を構成しているということもできる。
 第3のキャパシタC3は、入出力端子2aに接続されたキャパシタ電極5aと、グランド電極6bとの間に形成される容量により形成されている。
 第4のキャパシタC4は、第1のLC並列共振器Re1と第2のLC並列共振器Re2との接続点に接続されたキャパシタ電極5cと、グランド電極6bとの間に形成される容量により形成されている。
 第5のキャパシタC5は、入出力端子2bに接続されたキャパシタ電極5bと、グランド電極6bとの間に形成される容量により形成されている。
 以上のような構造、等価回路を有する、第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100は、以下の特徴を備えている。
 すなわち、積層型LCフィルタ100は、第1のLC並列共振器Re1の第1のインダクタL1を構成する線路電極4d、4f、4hと、第2のLC並列共振器Re2の第2のインダクタL2を構成する線路電極4c、4e、4gが、積層体1の内部において、相互に異なる層に形成されている。たとえば、図3(B)に示すように、絶縁体層1mの上側の主面に形成された線路電極4hと、絶縁体層1mの下側の主面に形成された線路電極4gは、積層体1の内部において、相互に異なる層に形成されていているため、平面方向において、相互に干渉されることなく、自由に配置することが可能になっている。
 従来であれば、たとえば、線路電極4cと線路電極4dとが、線路電極4eと線路電極4fとが、線路電極4gと線路電極4hとが、それぞれ、積層体1の内部において同一の層に形成されていたため、線路電極4cと線路電極4dとの間、線路電極4eと線路電極4fとの間、線路電極4gと線路電極4hとの間に、それぞれ、間隔を設けなければならず、線路電極4c、4e、4g、4d、4f、4hを、それぞれ、自由に配置することができなかった。また、線路電極4c、4e、4g、4d、4f、4hのパターンを大きくして、線路電極4c、4e、4g、4d、4f、4hの長さを大きくすることができなかった。
 繰り返しになるが、積層型LCフィルタ100においては、第1のインダクタL1を構成する線路電極4d、4f、4hと、第2のインダクタL2を構成する線路電極4c、4e、4gが、積層体1の内部において相互に異なる層に形成されているため、線路電極4c、4e、4g、4d、4f、4hを、平面方向において、それぞれ、自由に配置するが可能になっている。そして、線路電極4c、4e、4g、4d、4f、4hのパターンを大きくして、線路電極4c、4e、4g、4d、4f、4hの長さを大きくすることが可能になっている。
 本実施形態においては、線路電極4c、4e、4g、4d、4f、4hのパターンを大きくして、従来よりも線路電極4c、4e、4g、4d、4f、4hの長さを大きくしている。
 また、本実施形態においては、積層体1を絶縁体層1a~1oの積層方向に透視した場合に、インダクタL1を構成する線路電極4d、4f、4hと、第2のインダクタL2を構成する線路電極4c、4e、4gが、部分的に重なるように形成されている。
 この結果、積層型LCフィルタ100は、第1のインダクタL1のインダクタンス値、および、第2のインダクタL2のインダクタンス値が、それぞれ大きくなっている。
 また、積層型LCフィルタ100は、第1のインダクタL1の線路電極4d、4f、4hと、第2のインダクタL2の線路電極4c、4e、4gが、部分的に重なるように形成されているため、第1のインダクタL1と第2のインダクタL2との間に容量結合が発生している。
 更に、積層型LCフィルタ100は、第1のインダクタL1の線路電極4d、4f、4hと、第2のインダクタL2の線路電極4c、4e、4gが、近接して形成されたことにより、第1のインダクタL1と第2のインダクタL2との磁気結合が強められている。
 なお、本実施形態においては、上述のとおり、インダクタL1を構成する線路電極4d、4f、4hと、第2のインダクタL2を構成する線路電極4c、4e、4gが、積層方向に透視した場合に部分的に重なっているが、たとえば、一方の線路電極の径を大きくし、他方の線路電極の径を小さくしたいような場合には、両者が重ならないように形成される場合もある。
 以上、説明したように、第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100は、第1のインダクタL1を構成する線路電極4d、4f、4hと、第2のインダクタL2を構成する線路電極4c、4e、4gが、積層体1の内部において相互に異なる層に形成されているため、線路電極4c、4e、4g、4d、4f、4hを、それぞれ、平面方向において、自由に配置することができ、積層型LCフィルタの設計自由度が格段に向上している。
 [実験例]
 本発明の有効性を確認するために、以下の実験をおこなった。
 実施例として、図1~図4に示した、第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100を作製した。
 比較例として、図5、図6(A)、(B)に示す積層型LCフィルタ1300を作製した。ただし、図5は、積層型LCフィルタ1300の分解斜視図である。図6(A)は、積層型LCフィルタ1300の断面図である。図6(B)は、積層型LCフィルタ1300の、後述する絶縁体層51jを示す平面図である。なお、積層型LCフィルタ1300は、各素子の特性値は異なるが、図4に示した第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100の等価回路と同じ等価回路を有している。
 比較例にかかる積層型LCフィルタ1300について説明する。
 積層型LCフィルタ1300は、絶縁体層51a~51mが積層された積層体51を備える。
 絶縁体層51a~51fまでは、形成された電極の構成も含めて、積層型LCフィルタ100の絶縁体層1a~1fと同じ構造であるので、その説明を省略する。
 絶縁体層51gの上側の主面には、線路電極54aと、線路電極54bとが形成されている。また、絶縁体層51gの両主面間を貫通して、ビア電極58iが形成されている。そして、線路電極54aの一端と、線路電極54bの一端とが相互に接続されたうえで、ビア電極58iに接続されている。また、ビア電極58iは、接続電極7eに接続されている。
 絶縁体層51hの上側の主面には、線路電極54cと、線路電極54dとが形成されている。また、絶縁体層51hの両主面間を貫通して、ビア電極58jと、ビア電極58kとが形成されている。そして、線路電極54cの一端がビア電極58jに、線路電極54dの一端がビア電極58kに、それぞれ接続されている。また、ビア電極58jが線路電極54aの他端に、ビア電極58kが線路電極54bの他端に、それぞれ接続されている。
 絶縁体層51iの上側の主面には、線路電極54eと、線路電極54fとが形成されている。また、絶縁体層51iの両主面間を貫通して、ビア電極58lと、ビア電極58mとが形成されている。そして、線路電極54eの一端がビア電極58lに、線路電極54fの一端がビア電極58mに、それぞれ接続されている。また、ビア電極58lが線路電極54cの他端に、ビア電極58mが線路電極54dの他端に、それぞれ接続されている。
 絶縁体層51jの上側の主面には、線路電極54gと、線路電極54hとが形成されている。また、絶縁体層51jの両主面間を貫通して、ビア電極58nと、ビア電極58oとが形成されている。そして、線路電極54gの一端がビア電極58nに、線路電極54hの一端がビア電極58oに、それぞれ接続されている。また、ビア電極58nが線路電極54eの他端に、ビア電極58oが線路電極54fの他端に、それぞれ接続されている。
 絶縁体層51kの上側の主面には、線路電極54iと、線路電極54jとが形成されている。また、絶縁体層51kの両主面間を貫通して、ビア電極58pと、ビア電極58qとが形成されている。そして、線路電極54iの一端がビア電極58pに、線路電極54jの一端がビア電極58qに、それぞれ接続されている。また、ビア電極58pが線路電極54gの他端に、ビア電極58qが線路電極54hの他端に、それぞれ接続されている。
 絶縁体層51lの上側の主面には、線路電極54kと、線路電極54lとが形成されている。また、絶縁体層51lの両主面間を貫通して、2つのビア電極58r、58sが形成されている。そして、線路電極54kの一端がビア電極58rに、線路電極54lの一端がビア電極58sに、それぞれ接続されている。また、線路電極54kの他端が入出力端子2aに、線路電極54jの他端が入出力端子2bに、それぞれ接続されている(図2参照;入出力端子2a、2bについては、第1実施形態の図2に示したものと同じ構造からなる)。更に、ビア電極58rが線路電極54iの他端に、ビア電極58sが線路電極54jの他端に、それぞれ接続されている。
 絶縁体層51mは保護層であり、電極は形成されていない。
 比較例にかかる積層型LCフィルタ1300においては、入出力端子2aを起点にして、線路電極54k、ビア電極58r、線路電極54i、ビア電極58p、線路電極54g、ビア電極58n、線路電極54e、ビア電極58l、線路電極54c、ビア電極58j、線路電極54aを順に接続する導電線路により、第1のLC並列共振器Re1の第1のインダクタL1が形成されている。また、入出力端子2bを起点にして、線路電極54l、ビア電極58s、線路電極54j、ビア電極58q、線路電極54h、ビア電極58o、線路電極54f、ビア電極58m、線路電極54d、ビア電極58k、線路電極54bを順に接続する導電線路により、第2のLC並列共振器Re2の第2のインダクタL2が形成されている。
 しかしながら、比較例にかかる積層型LCフィルタ1300においては、線路電極54cと線路電極54dとが、線路電極54eと線路電極54fとが、線路電極54gと線路電極54hとが、線路電極54iと線路電極54jとが、線路電極54kと線路電極54lとが、それぞれ、積層体1の同一の層に近接して形成されているため、線路電極54c、54e、54g、54i、54kのパターンの大きさ、長さ、および、線路電極54d、54f、54h、54j、54lのパターンの大きさ、長さを、これ以上、大きくすることはできない。また、線路電極54c、54e、54g、54i、54kと、線路電極54d、54f、54h、54j、54lを、これ以上、近接させることはできない。たとえば、図6(B)に示すように、絶縁体層51jの上側の主面に形成された線路電極54gと線路電極54hは、これ以上、それぞれのパターンの大きさや長さを大きくしたり、両者を近接させたりすることができない。
 この結果、比較例にかかる積層型LCフィルタ1300は、第1のインダクタL1のインダクタンス値と、第2のインダクタL2のインダクタンス値が、それぞれ小さくなっている。また、第1のインダクタL1のQと、第2のインダクタL2のQが、それぞれ小さくなっている。また、第1のインダクタL1と第2のインダクタL2との磁気結合が弱くなっている。更に、第1のインダクタL1と第2のインダクタL2とが、ほとんど容量結合をしていない。
 図7に、実施例にかかる積層型LCフィルタ100の周波数特性と、比較例にかかる積層型LCフィルタ1300の周波数特性とを比較して示す。
 図7から分かるように、実施例にかかる積層型LCフィルタ100は、比較例にかかる積層型LCフィルタ1300に比べて、第1のインダクタL1および第2のインダクタL2のインダクタンス値が大きく、Qが向上しており、符号Aで示すように、挿入損失が約0.1dB改善している。また、第1のインダクタL1および第2のインダクタL2が近接し、磁気結合が大きくなったことにより、2.2GHz付近に形成される極Pが高周波側にシフトしている。以上より、本発明によれば、積層型LCフィルタの特性を改善できることが明らかになった。
 [第2実施形態]
 図8、図9に、第2実施形態にかかる積層型LCフィルタ200を示す。
 ただし、図8は、積層型LCフィルタ200の分解斜視図である。図9は、積層型LCフィルタ200の絶縁体層1mを示す平面図である。なお、図9は、絶縁体層1mの上側の主面に形成された線路電極14hを示すとともに、絶縁体層1mの下側の主面に形成された線路電極14gを透視して示している。
 積層型LCフィルタ200は、第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100の線路電極4c、4d、4e、4f、4g、4hの形状を変更し、それぞれ、パターンが更に大きく、長さが更に大きい、線路電極14c、14d、14e、14f、14g、14hとした。
 この結果、積層型LCフィルタ200は、積層体1を絶縁体層1a~1oの積層方向に透視した場合に、第1のLC並列共振器Re1の第1のインダクタL1の一部を構成する線路電極14d、14f、14hと、第2のLC並列共振器Re2の第2のインダクタL2の一部を構成する線路電極14c、14e、14gが、2カ所において重なり、交差している。たとえば、図9に示すように、線路電極14gと線路電極14hが、2カ所(B1、B2)において重なり、交差している。
 積層型LCフィルタ200の他の構成は、積層型LCフィルタ100と同じにした。
 積層型LCフィルタ200は、積層型LCフィルタ100に比べて、第1のインダクタL1および第2のインダクタL2のインダクタンス値が更に大きくなっており、Qも更に向上している。
 [第3実施形態]
 図10、図11に、第3実施形態にかかる積層型LCフィルタ300を示す。
 ただし、図10は、積層型LCフィルタ300の分解斜視図である。図11は、積層型LCフィルタ200の後述する絶縁体層1lを示す平面図である。なお、図11は、絶縁体層1lの上側の主面に形成された線路電極24gを示すとともに、絶縁体層1lの下側の主面に形成された線路電極24fを透視して示している。
 第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100では、第1のLC並列共振器Re1の第1のインダクタL1の巻回方向と、第2のLC並列共振器Re2の第2のインダクタL2の巻回方向とが、逆方向になっていた。これに対し、第3実施形態にかかる積層型LCフィルタ300では、第1のインダクタL1の巻回方向を反転させ、第1のインダクタL1の巻回方向と、第2のインダクタL2の巻回方向とを、同じ方向にした。
 具体的には、積層型LCフィルタ300は、まず、第1実施形態において絶縁体層1gに形成されていた線路電極4aの巻回方向を逆にして線路電極24aとした。また、第1実施形態において絶縁体層1nに形成されていた線路電極4iの巻回方向を逆にして線路電極24iとした。
 そして、これらの変更に対応させて、第1実施形態において絶縁体層1h~1nに形成されていた線路電極4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4jの形状を変更(調整)し、線路電極14b、14c、14d、14e、14f、14g、14h、14jとした(形状が変更されていない線路電極もある)。また、第1実施形態において絶縁体層1h~1nに形成されていたビア電極8j、8k、8l、8m、8n、8o、8p、8q、8r、8s、8t、8u、8v、8wの形成位置を変更(調整)し、ビア電極28j、28k、28l、28m、28n、28o、28p、28q、28r、28s、28t、28u、28v、28wとした(形成位置が変更されていないビア電極もある)。
 この結果、積層型LCフィルタ300では、第1のインダクタL1の巻回方向と、第2のインダクタL2の巻回方向とが同じ方向になっている。
 積層型LCフィルタ300を使用した場合、第1のインダクタL1には、入出力端子2aを起点にして、線路電極4i、ビア電極8v、線路電極4h、ビア電極8t、ビア電極8r、線路電極4f、ビア電極8p、ビア電極8n、線路電極4d、ビア電極8l、ビア電極8j、線路電極4aの順に電流が流れる。これに対し、第2のインダクタL2には、線路電極4bを起点にして、ビア電極8k、線路電極4c、ビア電極8m、ビア電極8o、線路電極4e、ビア電極8q、ビア電極8s、線路電極4g、ビア電極8u、ビア電極8w、線路電極4j、入出力端子2bの順に電流が流れる。
 積層体1を絶縁体層1a~1oの積層方向に透視した場合、第1のインダクタL1に流れる電流は反時計回りに回転し、第2のインダクタL2に流れる電流は時計回りに回転する。
 図11に、絶縁体層1lの両主面に形成された線路電極24fと線路電極24gとを示し、更に、第1のインダクタL1に流れる電流の方向を符号D1、第2のインダクタL2に流れる電流の方向を符号D2で示す。図11から分かるように、第1のインダクタL1を構成する線路電極24fに流れる電流は反時計回りD1に回転し、第2のインダクタL2を構成する線路電極24gに流れる電流は時計回りD2に回転する。
 そして、第1のインダクタL1の空芯内には、絶縁体層1a~1oの積層方向において、上から下に磁束が発生する。一方、第2のインダクタL2の空芯内には、絶縁体層1a~1oの積層方向において、下から上に磁束が発生する。
 この結果、第3実施形態にかかる積層型LCフィルタ300は、第1実施形態にかかる積層型LCフィルタ100に比べて、第1のLC並列共振器Re1の第1のインダクタL1と第2のLC並列共振器Re2の第2のインダクタL2との磁気結合が強くなっている。第3実施形態にかかる積層型LCフィルタ300の構造は、LC並列共振器間の磁気結合を強めたい場合に有効である。
 以上、第1実施形態~第3実施形態にかかる積層型LCフィルタ100~300について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。
 たとえば、積層型LCフィルタ100~300は、いずれも、2つのLC並列共振器と3つのシャントキャパシタとを備えた5次のLCフィルタであったが、必要に応じてLC並列共振器やシャントキャパシタを増やし、LCフィルタの次数を増やすことができる。
 また、積層型LCフィルタ100~300では、第1のインダクタを構成する線路電極と第2のインダクタを構成する線路電極とを、交互に積層しているが、必ずしもその必要はなく、求められる周波数特性に応じて線路電極の積層順を変更することができる。
 また、積層型LCフィルタ100~300は、いずれも、ローパスフィルタであったが、本発明におけるフィルタの種類は限定されず、バンドパスフィルタやハイパスフィルタなどであっても良い。なお、これらの場合においても、上述したとおり、LC並列共振器の段数(フィルタの次数)は任意である。
 また、積層型LCフィルタ100~300では、いずれも、積層方向に透視した場合に、第1のインダクタを構成する線路電極と第2のインダクタを構成する線路電極とが部分的に重なっているが、両者が重なることは本発明において必須の構成ではない。たとえば、第1のインダクタを構成する線路電極の径が大きく、第2のインダクタを構成する線路電極の径が小さい場合には、積層方向に透視した場合に、両者が重ならない場合もあるが、この場合においても、第1のインダクタを構成する線路電極の径を大きくできたという点において本発明の効果を奏しており、本発明に含まれる。
1・・・積層体
1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k、1l、1m、1n、1o・・・絶縁体層
2a、2b・・・入出力端子
3a、3b・・・グランド端子
4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i、4j、14c、14d、14e、14f、14g、14h、24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、24h、24i、24j・・・線路電極
5a、5b、5c、5d、5e・・・キャパシタ電極
6a、6b・・・グランド電極
7a、7b、7c、7d、7e・・・接続電極
8a、8b、8c、8d、8e、8f、8g、8h、8i、8j、8k、8l、8m、8n、8o、8p、8q、8r、8s、8t、8u、8v、8w、18i、18j、18k、18l、18m、18n、18o、18p、18q、18r、18s、18t、18u、18v、18w・・・ビア電極
100、200、300・・・積層型LCフィルタ

Claims (8)

  1.  複数の絶縁体層が積層された積層体と、
     前記積層体を構成する複数の前記絶縁体層の層間に形成された複数の線路電極と、
     前記積層体を構成する複数の前記絶縁体層の層間に形成された複数のキャパシタ電極と、
     前記絶縁体層の両主面間を貫通して形成された複数のビア電極と、
     前記積層体の表面に形成された、第1の入出力端子および第2の入出力端子と、
     少なくとも1つのグランド端子と、を備え、
     前記第1の入出力端子と前記第2の入出力端子との間に、少なくとも、第1のLC並列共振器と第2のLC並列共振器とが挿入された積層型LCフィルタであって、
     前記第1のLC並列共振器は、第1のインダクタと第1のキャパシタとが並列に接続されたものからなり、
     前記第2のLC並列共振器は、第2のインダクタと第2のキャパシタとが並列に接続されたものからなり、
     前記第1のインダクタおよび前記第2のインダクタは、それぞれ、複数の前記線路電極と、少なくとも1つの前記ビア電極とが所定の順番に接続されて形成され、
     前記第1のキャパシタおよび前記第2のキャパシタは、それぞれ、前記キャパシタ電極を使って形成され、
     前記積層体を構成する複数の前記絶縁体層の一層には、前記第1のインダクタを形成する前記線路電極が形成され、前記第2のインダクタの前記線路電極が形成されず、前記積層体を構成する複数の前記絶縁体層の他の一層には、前記第2のインダクタを形成する前記線路電極が形成され、前記第1のインダクタの前記線路電極が形成されない積層型LCフィルタ。 
  2.  前記第1のLC並列共振器と前記第2のLC並列共振器とが、前記第1の入出力端子と前記第2の入出力端子との間に直列に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載された積層型LCフィルタ
  3.  前記第1の入出力端子と前記第1のLC並列共振器との接続点と前記グランド端子との間、前記第1のLC並列共振器と前記第2のLC並列共振器との接続点と前記グランド端子との間、前記第2のLC並列共振器と前記第2の入出力端子との接続点と前記グランド端子との間のうちの少なくとも1つに、第3のキャパシタ、または、第3のキャパシタと第4のキャパシタ、または、第3のキャパシタと第4のキャパシタと第5のキャパシタが接続されてローパスフィルタが構成された、請求項2に記載された積層型LCフィルタ。
  4.  前記積層体を前記絶縁体層の積層方向に透視した場合に、前記第1のインダクタを形成する前記線路電極と、前記第2のインダクタの前記線路電極とが、部分的に重なっている、請求項1ないし3のいずれか1項に記載された積層型LCフィルタ。
  5.  前記積層体を前記絶縁体層の積層方向に透視した場合に、前記第1のインダクタを形成する前記線路電極と、前記第2のインダクタの前記線路電極とが、相互に2カ所において重なり、交差している、請求項4に記載された積層型LCフィルタ。
  6.  前記第1のインダクタを形成する前記線路電極と、前記第2のインダクタの前記線路電極とが、前記絶縁体層の積層方向において、前記積層体の交互に異なる層間に形成された、請求項1ないし5のいずれか1項に記載された積層型LCフィルタ。
  7.  前記第1の入出力端子と前記第2の入出力端子との間に、前記第1のLC並列共振器と前記第2の並列共振器とに加えて、更に、1つ、または複数のLC並列共振器が直列に接続された、請求項1ないし6のいずれか1項に記載された積層型LCフィルタ。
  8.  前記積層体を前記絶縁体層の積層方向に透視した場合に、前記第1のインダクタを形成する前記線路電極を流れる電流の方向と、前記第2のインダクタを形成する前記線路電極を流れる電流の方向とが逆になっている、請求項1ないし7のいずれか1項に記載された積層型LCフィルタ。
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