WO2020067405A1 - 積層型フィルタおよびそれを用いた通信装置 - Google Patents

積層型フィルタおよびそれを用いた通信装置 Download PDF

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inductor
capacitor
conductor
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高嶋　政秀
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株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H—ELECTRICITY
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    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H5/00—One-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H5/02—One-port networks comprising only passive electrical elements as network components without voltage- or current-dependent elements

Definitions

  • This disclosure relates to a multilayer filter and a communication device using the same.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the multilayer filter 300 of Patent Document 1.
  • the multilayer filter 300 is formed by laminating insulator layers 301a to 301s, and includes a laminate including pattern conductors 302a to 302q and via conductors 303a to 303l. In the laminate, an inductor L300, a first capacitor C301, and a second capacitor C302 are formed.
  • the first capacitor C301 is formed by the pattern conductors 302a and 302b opposed to each other and arranged in the stacked body.
  • the second capacitor C302 is also formed by the pattern conductors 302p and 302q.
  • the inductor L300 is formed by pattern conductors 302c to 302o arranged between the layers of the insulator layer and via conductors 303b to 303l arranged to penetrate the insulator layer.
  • the first capacitor C301 and the second capacitor C302 are arranged so as to sandwich the inductor L300 in the laminate.
  • Such a multilayer filter may be used in a communication device such as being connected to a DC-DC converter in a Bluetooth (registered trademark) module.
  • the multilayer filter functions as a so-called trap filter that removes noise in the 2.4 GHz band, which is a Bluetooth (registered trademark) frequency band.
  • the efficiency of the DC-DC converter is easily affected by the equivalent series resistance of the connected multilayer filter. Therefore, in order to reduce the influence, it is necessary to reduce the equivalent series resistance of the multilayer filter.
  • a helical inductor L300 is formed in the multilayer body of the multilayer filter of Patent Document 1.
  • the width of the pattern conductors 302c to 302i and 302k to 302o needs to be smaller than the width of the laminate. As a result, it has been difficult to reduce the equivalent series resistance of the inductor L300.
  • an object of the present disclosure is to provide a multilayer filter that can reduce the equivalent series resistance of an inductor formed in a multilayer body, and a communication device using the same.
  • the structure of the inductor formed in the multilayer body is improved.
  • a multilayer filter according to the present disclosure includes a multilayer body and an external electrode.
  • the laminate has a rectangular parallelepiped shape.
  • the external electrode is provided on the laminate.
  • the stacked body includes a plurality of stacked insulator layers, a plurality of pattern conductors, and a plurality of via conductors.
  • the plurality of pattern conductors are arranged between each of the plurality of insulator layers.
  • the plurality of via conductors are arranged so as to penetrate at least one of the plurality of insulator layers.
  • a first capacitor including a part of the plurality of pattern conductors is formed.
  • a second capacitor including another part of the plurality of pattern conductors is formed.
  • the first capacitor, the second capacitor, and the inductor are connected to external electrodes in parallel with each other.
  • the width of the laminate is W in the transverse direction of the laminate, and the minimum value of the width of the pattern conductor included in the inductor among the plurality of pattern conductors is defined as If PW, 0.5W ⁇ PW ⁇ W.
  • a communication device includes a communication control device including a multilayer filter according to the present disclosure, a power management system having a DC-DC converter electrically connected to the multilayer filter, and an antenna connected to the communication control device. Is provided.
  • the multilayer filter according to the present disclosure can reduce the equivalent series resistance of the inductor formed in the multilayer body. Further, the communication device according to the present disclosure uses the multilayer filter according to the present disclosure, so that the efficiency of the DC-DC converter can be improved.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a multilayer filter 100 according to a first embodiment of the multilayer filter according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the multilayer filter 100 cut along the S1 plane including the line AA shown in FIG. 1.
  • FIG. 3A is an equivalent circuit diagram of the multilayer filter 100.
  • FIG. 3B summarizes the first capacitor C1 and the second capacitor C2 in the equivalent circuit diagram of FIG. 3A, and further simplifies them.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a multilayer filter 100A which is a first modification example of the multilayer filter 100.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a multilayer filter 100B which is a second modification of the multilayer filter 100.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the multilayer filter 200 cut along the S2 plane including the line BB shown in FIG.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the multilayer filter 200 cut along the S3 plane including the line CC as well.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a communication device 1000 that is an embodiment of a communication device according to the present disclosure.
  • 1 is an exploded perspective view of a multilayer filter 300 according to the background art.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the multilayer filter 100.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the multilayer filter 100 cut along the S1 plane including the line AA shown in FIG.
  • FIG. 3A is an equivalent circuit diagram of the multilayer filter 100.
  • FIG. 3 (B) summarizes and further simplifies the first capacitor C1 and the second capacitor C2 (described later) in the equivalent circuit diagram of FIG. 3 (A).
  • the multilayer filter 100 is formed by laminating rectangular insulator layers 1 and has a rectangular parallelepiped laminate including a plurality of pattern conductors 2 and a plurality of via conductors 3.
  • LB is provided.
  • the laminated body LB is formed by laminating insulator layers 1a to 1h, and includes pattern conductors 2a to 2g and via conductors 3a to 3d.
  • an external electrode 4 is provided on the laminate LB.
  • the external electrode 4a is provided at one end in the longitudinal direction of the multilayer body LB, and the external electrode 4b is provided at the other end (the external electrode 4 is not shown in FIG. 1).
  • the pattern conductors 2a to 2g are arranged between two corresponding ones of the insulator layers 1a to 1h, respectively.
  • the pattern conductor 2a is disposed between the adjacent insulator layers 1a and 1b.
  • the pattern conductors 2b to 2g are similarly arranged.
  • the pattern conductors 2a and 2f are drawn out to one end in the longitudinal direction of the multilayer body LB, and are connected to the external electrodes 4a.
  • the pattern conductors 2b and 2g are drawn out to the other end in the longitudinal direction of the multilayer body LB, and are connected to the external electrodes 4b.
  • the via conductors 3a to 3d are arranged at the longitudinal ends of the corresponding insulator layers among the plurality of insulator layers 1 so as to penetrate the insulator layers.
  • the via conductor 3a is disposed at the end of the insulator layer 1c on the side of the external electrode 4a in the longitudinal direction, penetrating the insulator layer 1c, and connects the pattern conductor 2b and the pattern conductor 2c.
  • the via conductor 3a is an aggregate of columnar via conductors 3a 1 to 3a 4 arranged along the short direction of the insulator layer 1c.
  • the ends of the insulator layer in the longitudinal direction refer to two regions at both ends when the insulator layer is divided into four equal parts in the longitudinal direction when viewed along the laminating direction of the insulator layers 1a to 1h. Point.
  • the columnar via conductors 3a 1 to 3a 4 are each cylindrical, but the shape is not limited to this. Although the respective central axes are arranged so as to be on the same line, the respective central axes may be shifted from the same line.
  • the via conductors 3b to 3d are similarly arranged, and have a similar structure and connection relationship.
  • a first capacitor C1 is formed inside the multilayer body LB by the pattern conductors 2a and 2b.
  • a second capacitor C2 is formed by the pattern conductors 2f and 2g.
  • the pattern conductors 2b to 2f and the via conductors 3a to 3d form an inductor L. Note that each of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 may include another pattern conductor.
  • the inductor L may include other pattern conductors and other via conductors.
  • the pattern conductors 2b to 2f and the via conductors 3a to 3d are arranged such that the inductor L has a so-called meander shape. It is connected to the.
  • the external electrode 4a side is defined as one end in the longitudinal direction
  • the external electrode 4b side is defined as the other end in the longitudinal direction.
  • one end of the pattern conductor 2b and one end of the pattern conductor 2c are connected by a via conductor 3a penetrating the insulator layer 1c.
  • the other end of the pattern conductor 2c and the other end of the pattern conductor 2d are connected by a via conductor 3b penetrating the insulator layer 1d.
  • the meander shape is formed by alternately connecting one end and the other end in the longitudinal direction of the pattern conductor 2 by the via conductor 3.
  • the first capacitor C1, the second capacitor C2, and the inductor L have a first port PO1 corresponding to the external electrode 4a and a first port PO1 corresponding to the external electrode 4b.
  • the two ports PO2 are connected in parallel with each other.
  • the equivalent circuit diagram of FIG. 3A shows a simple LC resonance circuit by combining the first capacitor C1 and the second capacitor C2 into a capacitor C as shown in FIG. 3B. Can be simplified.
  • the inductor L is disposed between the first capacitor C1 and the second capacitor C2 inside the multilayer body LB.
  • the width of the laminated body LB in the lateral direction of the laminated body LB is W
  • the width of the pattern conductors 2b to 2f forming the inductor L is also the same.
  • the minimum value be PW.
  • the minimum value PW of the width W of the multilayer body LB and the width of the pattern conductors 2b to 2f satisfies 0.5W ⁇ PW ⁇ W.
  • the multilayer filter 100 does not form a helical inductor inside the multilayer body LB. That is, it is not necessary to make the width of the pattern conductor 2 forming the inductor L narrower than the width of the multilayer body LB.
  • the width of the pattern conductor 2 is made wider than that in the case of forming a helical inductor so that the minimum value PW of the width of the pattern conductor 2 forming the inductor L satisfies the above expression. be able to. As a result, the resistance of the pattern conductor 2 can be reduced. Therefore, the equivalent series resistance of the inductor L formed inside the multilayer body LB can be reduced.
  • the inductor L has a meandering shape, it becomes easy to make the width of the pattern conductor 2 close to the width of the multilayer body LB. As a result, the resistance of the pattern conductor 2 can be further reduced. Therefore, the equivalent series resistance of the inductor L formed inside the multilayer body LB can be further reduced. Further, the inductance of the inductor L can be easily adjusted by increasing or decreasing the number of times of folding.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the multilayer filter 100A.
  • the multilayer filter 100A differs from the multilayer filter 100 in the shape of the via conductors 3a to 3d. Other configurations are the same as those of the multilayer filter 100, and thus detailed description is omitted.
  • one wall-shaped via conductor 3a extending along the lateral direction of the laminate LB. 3d connect the corresponding two pattern conductors among the plurality of pattern conductors 2.
  • the via conductor 3a extends in the above-described direction and is disposed so as to penetrate the insulator layer 1c, and connects the pattern conductor 2b and the pattern conductor 2c.
  • the via conductor 3a has a flat wall shape, but the shape is not limited to this.
  • the via conductors 3b to 3d are similarly arranged, and have a similar structure and connection relationship.
  • Each of the via conductors 3a to 3d may include a plurality of wall-shaped via conductors.
  • the pattern conductors 2b to 2f and the via conductors 3a to 3d are such that the inductor L has a so-called meander shape. It is connected to the.
  • the cross-sectional area of the via conductor can be increased. Therefore, the resistance of the via conductor can be reduced. Therefore, the equivalent series resistance of the inductor L formed inside the multilayer body LB can be further reduced.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the multilayer filter 100B.
  • the multilayer filter 100B differs from the multilayer filter 100 in the shape of the pattern conductors 2c to 2e among the pattern conductors 2 forming the inductor L. Accordingly, the arrangement of the via conductors 3a to 3d is different from that of the multilayer filter 100.
  • Other configurations are the same as those of the multilayer filter 100, and thus detailed description is omitted.
  • the pattern conductors 2c to 2e are C-shaped when viewed along the laminating direction of the insulator layers 1a to 1h. Further, the via conductors 3a to 3d are arranged at the ends in the short direction of the corresponding insulator layers among the plurality of insulator layers 1 so as to penetrate the insulator layers.
  • the via conductor 3a is arranged at an end in the short direction of the insulator layer 1c so as to penetrate the insulator layer 1c, and connects the pattern conductor 2b and the pattern conductor 2c.
  • the via conductor 3a is an aggregate of columnar via conductors 3a 1 to 3a 3 arranged along the longitudinal direction of the insulator layer 1c.
  • the ends of the insulator layer in the short direction are two ends at the time when the insulator layer is divided into four equal parts in the short direction when viewed along the lamination direction of the insulator layers 1a to 1h. Refers to the area.
  • the pattern conductors 2b to 2f and the via conductors 3a to 3d are such that the inductor L has a so-called meander shape. It is connected to the.
  • the side of the C-shaped pattern conductor having the opening shape is defined as one end in the lateral direction.
  • a region of the one end of the pattern conductor 2b on the side of the external electrode 4a and a region of one end of the pattern conductor 2c on the side of the external electrode 4a are connected by a via conductor 3a penetrating the insulator layer 1c.
  • a region of the one end of the pattern conductor 2c on the side of the external electrode 4b and a region of one end of the pattern conductor 2d on the side of the external electrode 4b are connected by a via conductor 3b penetrating the insulator layer 1d. .
  • a meander shape is formed by alternately connecting the region on the external electrode 4a side at one end in the short direction of the pattern conductor 2 and the other end on the external electrode 4b side by the via conductor 3. Is done.
  • the path of the inductor L can be lengthened. Therefore, the inductance of the inductor L can be increased.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the multilayer filter 200.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the multilayer filter 200 cut along the S2 plane including the line BB shown in FIG.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the multilayer filter 200 cut along the S3 plane including the line CC.
  • the multilayer filter 200 is formed by stacking rectangular insulator layers 5, and includes a rectangular parallelepiped laminate including a plurality of pattern conductors 6 and a plurality of via conductors 7.
  • LB is provided.
  • the laminated body LB is formed by laminating insulator layers 5a to 51, and includes pattern conductors 6a to 6i and via conductors 7a to 7c.
  • an external electrode 4 is provided on the laminate LB.
  • An external electrode 4a is provided at one end in the short direction of the stacked body LB, and an external electrode 4b is provided at the other end (the external electrode 4 is not shown in FIG. 6).
  • the pattern conductors 6a to 6i are arranged between two corresponding ones of the insulator layers 5a to 5l.
  • the pattern conductor 6a is arranged between the adjacent insulator layers 5a and 5b.
  • the pattern conductors 6b to 6i are similarly arranged.
  • the pattern conductors 6a, 6f, and 6h are drawn out to one end in the short direction of the multilayer body LB, and are connected to the external electrodes 4a.
  • the pattern conductors 6b, 6d, 6g, and 6i are drawn out to the other end in the short direction of the multilayer body LB, and are connected to the external electrodes 4b.
  • the via conductors 7a to 7c are respectively disposed at the ends of the corresponding insulator layers in the longitudinal direction of the plurality of insulator layers 5 and at the center portions of the corresponding insulator layers so as to penetrate the insulator layers.
  • the via conductor 7a is disposed at one end in the longitudinal direction of the insulator layers 5d to 5g so as to penetrate the insulator layers 5d to 5g, and connects the pattern conductor 6c and the pattern conductor 6e. I have.
  • the via conductor 7a is an aggregate of columnar via conductors 7a 1 to 7a 3 arranged along the short direction of the stacked body LB.
  • the via conductor 7b is disposed at the other end of the insulator layers 5d to 5h in the longitudinal direction, penetrating through the insulator layers 5d to 5h, and connects the pattern conductor 6c and the pattern conductor 6f.
  • the via conductor 7b is an aggregate of columnar via conductors 7b 1 to 7b 3 arranged along the lateral direction of the stacked body LB.
  • the via conductor 7c is disposed at the center of the insulator layers 5e to 5g in the longitudinal direction and penetrates the insulator layers 5e to 5g, and connects the pattern conductor 6d and the pattern conductor 6e.
  • the via conductor 7c is an aggregate of columnar via conductors 7c 1 to 7c 3 arranged along the short direction of the stacked body LB.
  • the ends in the longitudinal direction of the insulator layer refer to two regions at both ends when the insulator layer is divided into four equal parts in the longitudinal direction when viewed along the laminating direction of the insulator layers 5a to 5l. Point.
  • the central portion in the longitudinal direction of the insulator layer refers to two central regions when the insulator layer is divided into four equal parts in the longitudinal direction.
  • the columnar via conductors 7a 1 to 7a 3 are each cylindrical, but the shape is not limited to this. Although the respective central axes are arranged so as to be on the same line, the respective central axes may be shifted from the same line.
  • the via conductors 7b 1 to 7b 3 and the via conductors 7c 1 to 7c 3 have the same structure.
  • a first capacitor C1 is formed inside the multilayer body LB by the pattern conductors 6a to 6c.
  • the pattern conductors 6f to 6i form a second capacitor C2.
  • the pattern conductors 6c to 6f and the via conductors 7a to 7c form an inductor L.
  • the first capacitor C1, the second capacitor C2, and the inductor L may include another pattern conductor described above, or a pattern conductor and a via conductor.
  • the pattern conductors 6c to 6f and the via conductors 7a to 7c are formed by a so-called spiral-shaped inductor L. It is connected so that it may become.
  • the pattern conductor 6d and the pattern conductor 6e are connected by the via conductor 7c at the longitudinal center of the insulator layers 5e to 5g. Further, the pattern conductor 6e and the pattern conductor 6c are connected by a via conductor 7a at one end in the longitudinal direction of the insulator layers 5d to 5g. The pattern conductor 6c and the pattern conductor 6f are connected by the via conductor 7b at the other ends of the insulator layers 5d to 5h in the longitudinal direction. Thereby, the inductor L has a spiral shape.
  • the first capacitor C1, the second capacitor C2, and the inductor L are, like the equivalent circuit diagram of FIG. 3A, a first port PO1 corresponding to the external electrode 4a and a second port PO1 corresponding to the external electrode 4b. They are connected in parallel with the port PO2.
  • the inductor L is disposed between the first capacitor C1 and the second capacitor C2 inside the multilayer body LB, as shown in the cross-sectional views of FIGS. 7A and 7B. ing.
  • the width of the stacked body LB in the short direction of the stacked body LB is W
  • the width of the pattern conductors 6c to 6f forming the inductor L is also Let the minimum value be PW.
  • the minimum value PW of the width W of the stacked body LB and the width of the pattern conductors 6c to 6f satisfies 0.5W ⁇ PW ⁇ W.
  • the multilayer filter 200 does not have a helical inductor formed inside the multilayer body LB. That is, it is not necessary to make the width of the pattern conductor 6 forming the inductor L narrower than the width of the multilayer body LB.
  • the width of the pattern conductor 6 is made wider than that in the case of forming a helical inductor so that the minimum value PW of the width of the pattern conductor 6 forming the inductor L satisfies the above expression. be able to. As a result, the resistance of the pattern conductor 6 can be reduced. Therefore, the equivalent series resistance of the inductor L formed inside the multilayer body LB can be reduced.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the multilayer filter 100C used in this experimental example.
  • the multilayer filter 100 ⁇ / b> C is formed by stacking rectangular insulator layers 8, and includes a rectangular parallelepiped multilayer body LB including a plurality of pattern conductors 9 and a plurality of via conductors 10.
  • the laminate LB is formed by laminating insulator layers 8a to 8l, and includes pattern conductors 9a to 9k and via conductors 10a to 10f.
  • Each via conductor is an aggregate of three cylindrical via conductors arranged along the short direction of the insulator layer.
  • External electrodes 4 (not shown) are provided on the laminate LB.
  • the multilayer filter 100C has the same structure as the multilayer filter 100. That is, the first capacitor C1 is formed inside the multilayer body LB by the pattern conductors 9a and 9b. A second capacitor C2 is formed by the pattern conductors 9h to 9k. The pattern conductors 9b to 9h and the via conductors 10a to 10f form an inductor L.
  • the pattern conductors 9b to 9h and the via conductors 10a to 10f are connected so that the inductor L has a so-called meander shape. ing. Further, the inductor L is disposed between the first capacitor C1 and the second capacitor C2 inside the multilayer body LB.
  • the external dimensions of the laminated body LB of the laminated filter 100C are such that when viewed along the laminating direction of the insulating layers 8a to 8l, the longitudinal length is 1.0 mm, the width direction is 0.5 mm, The thickness in the direction is 0.5 mm.
  • the length in the width direction of the pattern conductors 9b to 9h forming the inductor L is 0.45 mm. That is, the minimum value PW of the width W of the stacked body LB and the width of the pattern conductors 9b to 9h satisfies 0.5W ⁇ PW ⁇ W.
  • FIG. 9 shows the filter characteristics of the multilayer filter 100C. That is, it was found that the multilayer filter 100C had an attenuation pole at 2.45 GHz. Therefore, the multilayer filter 100C can function as a so-called trap filter that removes noise in the 2.4 GHz band, which is the Bluetooth (registered trademark) frequency band.
  • the equivalent series resistance of the multilayer filter 100C was measured with an LCR meter, and was found to be 0.03 ⁇ .
  • the equivalent series resistance of an inductor having the same external dimensions and the same attenuation pole at 2.5 GHz due to self-resonance was measured and found to be 0.29 ⁇ . Therefore, the multilayer filter according to this disclosure has an extremely small equivalent series resistance as compared with an inductor having the same amount of attenuation due to self-resonance, and can reduce the influence on the performance of the DC-DC converter. it can.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the communication device 1000.
  • Communication device 1000 includes multilayer filter 100 according to the present disclosure, communication control device 110, antenna 120, and power supply switch 130.
  • the communication control device 110 includes a power management system 111, a main system 112, and an RF system 113.
  • the power management system 111 has a DC-DC converter 111a, a low-dropout linear regulator 111b, a power switch 111c, and a switching control signal generator 111d.
  • the first external power of 3.3V is input to the power supply switch 111c of the power management system 111 and the main system 112 such as the CPU.
  • the power switch 111c switches the input destination of the first external power to either the DC-DC converter 111a or the low dropout linear regulator 111b.
  • the power switch 111c is connected to the main system 112 via a switch control signal generator 111d.
  • the antenna 120 is connected to the RF system 113.
  • the RF system 113 is connected to the power switch 130.
  • the power supply switch 130 switches so that either the first external power or the second external power having a voltage of 1.3 V to 1.8 V is input to the RF system 113.
  • the voltage of the first external power is adjusted by the DC-DC converter 111a or the low dropout linear regulator 111b.
  • ⁇ ⁇ Laminated filter 100 is connected between DC-DC converter 111a and power supply switch 130.
  • the equivalent series resistance of the inductor L formed inside the multilayer body LB is reduced. Therefore, since the communication device 1000 uses the multilayer filter 100, the efficiency of the DC-DC converter can be improved, and thus efficient communication can be performed.
  • the invention according to this disclosure is applied to, for example, a stacked filter connected to a DC-DC converter in a Bluetooth (registered trademark) module, but is not limited thereto.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

複数のパターン導体(２)のうちの一部のパターン導体(２)を含む第１のキャパシタが形成されている。複数のパターン導体(２)のうちの他の一部のパターン導体(２)を含む第２のキャパシタが形成されている。複数のパターン導体(２)および複数のビア導体(３)のうちの、第１のキャパシタと第２のキャパシタとの間に位置する、パターン導体(２)およびビア導体を含む、インダクタが形成されている。第１のキャパシタ、第２のキャパシタおよびインダクタは、互いに並列に外部電極(４)に接続されている。複数の絶縁体層(１)の積層方向に沿って見たとき、積層体(ＬＢ)の短手方向において、積層体(ＬＢ)の幅をＷとし、複数のパターン導体(２)のうちのインダクタに含まれるパターン導体(２)の幅の最小値をＰＷとすると、０．５Ｗ＜ＰＷ＜Ｗである。

Description

積層型フィルタおよびそれを用いた通信装置
　この開示は、積層型フィルタおよびそれを用いた通信装置に関する。
　積層体内にインダクタとキャパシタとが形成された積層型フィルタの一例として、特開２００７－１２９３４５号公報(特許文献１)に記載された積層型フィルタが挙げられる。図１１は、特許文献１の積層型フィルタ３００の分解斜視図である。積層型フィルタ３００は、絶縁体層３０１ａ～３０１ｓが積層されてなり、パターン導体３０２ａ～３０２ｑと、ビア導体３０３ａ～３０３ｌとを含む積層体を備えている。積層体内には、インダクタＬ３００と第１のキャパシタＣ３０１と第２のキャパシタＣ３０２とが形成されている。
　第１のキャパシタＣ３０１は、積層体内に配置された互いに対向するパターン導体３０２ａ、３０２ｂにより形成されている。第２のキャパシタＣ３０２も、同様にパターン導体３０２ｐ、３０２ｑにより形成されている。インダクタＬ３００は、それぞれ絶縁体層の層間に配置されたパターン導体３０２ｃ～３０２ｏと、絶縁体層を貫通して配置されたビア導体３０３ｂ～３０３ｌとにより形成されている。第１のキャパシタＣ３０１と第２のキャパシタＣ３０２とは、積層体内においてインダクタＬ３００を挟むように配置されている。
特開２００７－１２９３４５号公報
　このような積層型フィルタは、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール内のＤＣ－ＤＣコンバータに接続されるなど、通信装置に用いられることがある。その場合、積層型フィルタは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)の周波数帯である２．４ＧＨｚ帯のノイズを除去する、いわゆるトラップフィルタとして機能する。上記のＤＣ－ＤＣコンバータの効率は、接続されている積層型フィルタの等価直列抵抗に影響を受けやすい。したがって、その影響を小さくするためには、積層型フィルタの等価直列抵抗を低減する必要がある。
　一方、図１１に示されているように、特許文献１の積層型フィルタの積層体内には、ヘリカル形状のインダクタＬ３００が形成されている。そのためには、パターン導体３０２ｃ～３０２ｉおよび３０２ｋ～３０２ｏの幅を積層体の幅に対して狭くする必要がある。その結果、インダクタＬ３００の等価直列抵抗の低減が困難となっていた。
　すなわち、この開示の目的は、積層体内に形成されたインダクタの等価直列抵抗を低減することができる積層型フィルタと、それを用いた通信装置とを提供することである。
　この開示に従う積層型フィルタでは、積層体内に形成されるインダクタの構造についての改良が図られる。
　この開示は、まず積層型フィルタに向けられる。
　この開示に従う積層型フィルタは、積層体と、外部電極とを備える。積層体は、直方体形状である。外部電極は、積層体に設けられている。積層体は、積層された複数の絶縁体層と、複数のパターン導体と、複数のビア導体とを含む。複数のパターン導体は、複数の絶縁体層の層間の各々に配置されている。複数のビア導体は、複数の絶縁体層のうちの少なくとも１つの絶縁体層を貫通するように配置されている。複数のパターン導体のうちの一部のパターン導体を含む第１のキャパシタが形成されている。複数のパターン導体のうちの他の一部のパターン導体を含む第２のキャパシタが形成されている。複数のパターン導体および複数のビア導体のうちの、第１のキャパシタと第２のキャパシタとの間に位置する、パターン導体およびビア導体を含む、インダクタが形成されている。第１のキャパシタ、第２のキャパシタおよびインダクタは、互いに並列に外部電極に接続されている。複数の絶縁体層の積層方向に沿って見たとき、積層体の短手方向において、積層体の幅をＷとし、複数のパターン導体のうちのインダクタに含まれるパターン導体の幅の最小値をＰＷとすると、０．５Ｗ＜ＰＷ＜Ｗである。
　また、この開示は、通信装置にも向けられる。
　この開示に従う通信装置は、この開示に従う積層型フィルタと、積層型フィルタと電気的に接続されたＤＣ－ＤＣコンバータを有するパワーマネジメントシステムを含む通信制御装置と、通信制御装置に接続されたアンテナとを備える。
　この開示に従う積層型フィルタは、積層体内に形成されたインダクタの等価直列抵抗を低減することができる。また、この開示に従う通信装置は、この開示に従う積層型フィルタが用いられているため、ＤＣ－ＤＣコンバータの効率を向上させることができる。
この開示に従う積層型フィルタの第１の実施形態である積層型フィルタ１００の分解斜視図である。 図１に示されたＡ－Ａ線を含むＳ１面で切断された積層型フィルタ１００の矢視断面図である。 図３(Ａ)は、積層型フィルタ１００の等価回路図である。図３(Ｂ)は、図３(Ａ)の等価回路図における第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２をまとめ、さらに簡略化したものである。 積層型フィルタ１００の第１の変形例である積層型フィルタ１００Ａの分解斜視図である。 積層型フィルタ１００の第２の変形例である積層型フィルタ１００Ｂの分解斜視図である。 この開示に従う積層型フィルタの第２の実施形態である積層型フィルタ２００の分解斜視図である。 図７(Ａ)は、図６に示されたＢ－Ｂ線を含むＳ２面で切断された積層型フィルタ２００の矢視断面図である。図７(Ｂ)は、同じくＣ－Ｃ線を含むＳ３面で切断された積層型フィルタ２００の矢視断面図である。 この開示に従う積層型フィルタの実験例に用いられた積層型フィルタ１００Ｃの分解斜視図である。 積層型フィルタ１００Ｃのフィルタ特性図である。 この開示に従う通信装置の実施形態である通信装置１０００の概略構成図である。 背景技術の積層型フィルタ３００の分解斜視図である。
　この開示の特徴とするところを、この開示の実施形態に基づき、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さないことがある。
　－積層型フィルタの第１の実施形態－
　この開示に従う積層型フィルタの第１の実施形態である積層型フィルタ１００について、図１～図３を用いて説明する。
　図１は、積層型フィルタ１００の分解斜視図である。図２は、図１に示されたＡ－Ａ線を含むＳ１面で切断された積層型フィルタ１００の矢視断面図である。また、図３(Ａ)は、積層型フィルタ１００の等価回路図である。図３(Ｂ)は、図３(Ａ)の等価回路図における第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２(後述)をまとめ、さらに簡略化したものである。
　積層型フィルタ１００は、図１および図２に示されるように、矩形状の絶縁体層１が積層されてなり、複数のパターン導体２と、複数のビア導体３とを含む直方体形状の積層体ＬＢを備える。この実施形態においては、積層体ＬＢは、絶縁体層１ａ～１ｈが積層されてなり、パターン導体２ａ～２ｇと、ビア導体３ａ～３ｄとを含んでいる。また、積層体ＬＢには、外部電極４が設けられている。積層体ＬＢの長手方向の一方端部に外部電極４ａが設けられ、他方端部に外部電極４ｂが設けられている(図１において外部電極４は不図示)。
　パターン導体２ａ～２ｇは、それぞれ絶縁体層１ａ～１ｈのうち対応する２つの層間に配置されている。この実施形態では、例えばパターン導体２ａは、隣接する絶縁体層１ａと絶縁体層１ｂとの間に配置されている。パターン導体２ｂ～２ｇも同様に配置されている。パターン導体２ａ、２ｆは、積層体ＬＢの長手方向の一方端部に引き出され、外部電極４ａと接続されている。また、パターン導体２ｂ、２ｇは、積層体ＬＢの長手方向の他方端部に引き出され、外部電極４ｂと接続されている。
　ビア導体３ａ～３ｄは、それぞれ複数の絶縁体層１のうち対応する絶縁体層の長手方向の端部に、絶縁体層を貫通して配置されている。この実施形態では、例えばビア導体３ａは、絶縁体層１ｃの長手方向の外部電極４ａ側の端部に、絶縁体層１ｃを貫通して配置され、パターン導体２ｂとパターン導体２ｃとを接続している。また、ビア導体３ａは、絶縁体層１ｃの短手方向に沿って並ぶ、柱状のビア導体３ａ1～３ａ4の集合体である。
　ここで、絶縁体層の長手方向の端部とは、絶縁体層１ａ～１ｈの積層方向に沿って見たとき、絶縁体層を長手方向に４等分した場合の両端の２つの領域を指す。
　なお、この実施形態では、柱状のビア導体３ａ1～３ａ4は、それぞれ円柱状であるが、形状はこれに限られない。また、それぞれの中心軸が同一線上にあるように配列されているが、それぞれの中心軸は、同一線上からずれていてもよい。ビア導体３ｂ～３ｄも同様に配置されており、同様の構造および接続関係を有している。
　積層体ＬＢの内部には、パターン導体２ａ、２ｂにより、第１のキャパシタＣ１が形成されている。また、パターン導体２ｆ、２ｇにより、第２のキャパシタＣ２が形成されている。そして、パターン導体２ｂ～２ｆとビア導体３ａ～３ｄとにより、インダクタＬが形成されている。なお、第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２の各々には、他のパターン導体が含まれていてもよい。インダクタＬには、他のパターン導体および他のビア導体が含まれていてもよい。
　この実施形態では、図２に示されるように、積層体ＬＢの短手方向に沿って見たとき、パターン導体２ｂ～２ｆとビア導体３ａ～３ｄとは、インダクタＬがいわゆるミアンダ形状となるように接続されている。
　すなわち、パターン導体２において、外部電極４ａ側を長手方向の一方端部とし、外部電極４ｂ側を長手方向の他方端部とする。その場合、パターン導体２ｂの一方端部とパターン導体２ｃの一方端部とが、絶縁体層１ｃを貫通するビア導体３ａにより接続されている。また、パターン導体２ｃの他方端部とパターン導体２ｄの他方端部とが、絶縁体層１ｄを貫通するビア導体３ｂにより接続されている。
　以下同様に、パターン導体２の長手方向の一方端部と他方端部とが、交互にビア導体３により接続されることにより、ミアンダ形状が形成される。
　第１のキャパシタＣ１、第２のキャパシタＣ２およびインダクタＬは、図３(Ａ)の等価回路図に示されるように、外部電極４ａに相当する第１のポートＰＯ１と外部電極４ｂに相当する第２のポートＰＯ２との間で互いに並列接続されている。また、図３(Ａ)の等価回路図は、図３(Ｂ)に示されるように、第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２をまとめてキャパシタＣとすることで、単純なＬＣ共振回路に簡略化することができる。
　また、インダクタＬは、図２の矢視断面図に示されるように、積層体ＬＢの内部において、第１のキャパシタＣ１と第２のキャパシタＣ２との間に配置されている。
　ここで、絶縁体層１ａ～１ｈの積層方向に沿って見たとき、積層体ＬＢの短手方向における積層体ＬＢの幅をＷとし、同じくインダクタＬを形成するパターン導体２ｂ～２ｆの幅の最小値をＰＷとする。その場合、積層体ＬＢの幅Ｗおよびパターン導体２ｂ～２ｆの幅の最小値ＰＷは、０．５Ｗ＜ＰＷ＜Ｗを満足する。
　積層型フィルタ１００は、積層体ＬＢの内部にヘリカル形状のインダクタを形成していない。すなわち、インダクタＬを形成するパターン導体２の幅を、積層体ＬＢの幅に対して狭くする必要がない。
　そのため、積層型フィルタ１００では、インダクタＬを形成するパターン導体２の幅の最小値ＰＷが上式を満足するように、パターン導体２の幅をヘリカル形状のインダクタを形成する場合に比べて広くすることができる。その結果、パターン導体２の抵抗を低減することができる。したがって、積層体ＬＢの内部に形成されたインダクタＬの等価直列抵抗を低減することができる。
　また、インダクタＬがミアンダ形状である場合、パターン導体２の幅を積層体ＬＢの幅に近づけることが容易になる。その結果、パターン導体２の抵抗をより低減することができる。したがって、積層体ＬＢの内部に形成されたインダクタＬの等価直列抵抗をより低減することができる。また、折り返しの回数を増減させることで、インダクタＬのインダクタンスを容易に調整することができる。
　そして、２つのパターン導体を接続するビア導体が、複数の柱状のビア導体により接続されている場合、ビア導体の断面積を大きくすることができる。そのため、ビア導体の抵抗を低減することができる。したがって、積層体ＬＢの内部に形成されたインダクタＬの等価直列抵抗をより低減することができる。
　－積層型フィルタの第１の実施形態の第１の変形例－
　この開示に従う積層型フィルタの第１の実施形態の第１の変形例である積層型フィルタ１００Ａについて、図４を用いて説明する。
　図４は、積層型フィルタ１００Ａの分解斜視図である。積層型フィルタ１００Ａは、ビア導体３ａ～３ｄの形状が積層型フィルタ１００と異なっている。それ以外の構成は、積層型フィルタ１００と同様であるため、詳細な説明は省略される。
　第１の変形例である積層型フィルタ１００Ａでは、絶縁体層１ａ～１ｈの積層方向に沿って見たとき、積層体ＬＢの短手方向に沿って延伸する１枚の壁状のビア導体３ａ～３ｄが、複数のパターン導体２のうち、対応する２つのパターン導体を接続している。例えばビア導体３ａは、上記の方向に延伸し、かつ絶縁体層１ｃを貫通して配置され、パターン導体２ｂとパターン導体２ｃとを接続している。
　なお、この実施形態では、ビア導体３ａは、平坦な壁状であるが、形状はこれに限られない。ビア導体３ｂ～３ｄも同様に配置されており、同様の構造および接続関係を有している。なお、ビア導体３ａ～３ｄは、それぞれ複数の壁状のビア導体を含んでいてもよい。
　この実施形態でも、図４に示されるように、積層体ＬＢの短手方向に沿って見たとき、パターン導体２ｂ～２ｆとビア導体３ａ～３ｄとは、インダクタＬがいわゆるミアンダ形状となるように接続されている。
　積層型フィルタ１００Ａにおいても、ビア導体の断面積を大きくすることができる。そのため、ビア導体の抵抗を低減することができる。したがって、積層体ＬＢの内部に形成されたインダクタＬの等価直列抵抗をより低減することができる。
　－積層型フィルタの第１の実施形態の第２の変形例－
　この開示に従う積層型フィルタの第１の実施形態の第２の変形例である積層型フィルタ１００Ｂについて、図５を用いて説明する。
　図５は、積層型フィルタ１００Ｂの分解斜視図である。積層型フィルタ１００Ｂは、インダクタＬを形成するパターン導体２のうち、パターン導体２ｃ～２ｅの形状が積層型フィルタ１００と異なっている。また、それに伴い、ビア導体３ａ～３ｄの配置が積層型フィルタ１００と異なっている。それ以外の構成は、積層型フィルタ１００と同様であるため、詳細な説明は省略される。
　第２の変形例である積層型フィルタ１００Ｂでは、絶縁体層１ａ～１ｈの積層方向に沿って見たとき、パターン導体２ｃ～２ｅがＣ字状になっている。また、ビア導体３ａ～３ｄは、それぞれ複数の絶縁体層１のうち対応する絶縁体層の短手方向の端部に、絶縁体層を貫通して配置されている。
　この実施形態では、例えばビア導体３ａは、絶縁体層１ｃの短手方向の端部に絶縁体層１ｃを貫通して配置され、パターン導体２ｂとパターン導体２ｃとを接続している。また、ビア導体３ａは、絶縁体層１ｃの長手方向に沿って並ぶ、柱状のビア導体３ａ1～３ａ3の集合体である。
　ここで、絶縁体層の短手方向の端部とは、絶縁体層１ａ～１ｈの積層方向に沿って見たとき、絶縁体層を短手方向に４等分した場合の両端の２つの領域を指す。
　この実施形態でも、図５に示されるように、積層体ＬＢの短手方向に沿って見たとき、パターン導体２ｂ～２ｆとビア導体３ａ～３ｄとは、インダクタＬがいわゆるミアンダ形状となるように接続されている。
　すなわち、Ｃ字状のパターン導体の開口形状となっている側を短手方向の一方端部とする。その場合、パターン導体２ｂの一方端部の外部電極４ａ側の領域と、パターン導体２ｃの一方端部の外部電極４ａ側の領域とが、絶縁体層１ｃを貫通するビア導体３ａにより接続されている。また、パターン導体２ｃの一方端部の外部電極４ｂ側の領域と、パターン導体２ｄの一方端部の外部電極４ｂ側の領域とが、絶縁体層１ｄを貫通するビア導体３ｂにより接続されている。
　以下同様に、パターン導体２の短手方向の一方端部の外部電極４ａ側の領域と外部電極４ｂ側の他方端部とが、交互にビア導体３により接続されることにより、ミアンダ形状が形成される。
　積層型フィルタ１００Ｂにおいては、インダクタＬの経路を長くすることができる。したがって、インダクタＬのインダクタンスを増加させることができる。
　－積層型フィルタの第２の実施形態－
　この開示に従う積層型フィルタの第２の実施形態である積層型フィルタ２００について、図６および図７を用いて説明する。
　図６は、積層型フィルタ２００の分解斜視図である。図７(Ａ)は、図６に示されたＢ－Ｂ線を含むＳ２面で切断された積層型フィルタ２００の矢視断面図である。また、図７(Ｂ)は、同じくＣ－Ｃ線を含むＳ３面で切断された積層型フィルタ２００の矢視断面図である。
　積層型フィルタ２００は、図６および図７に示されるように、矩形状の絶縁体層５が積層されてなり、複数のパターン導体６と、複数のビア導体７とを含む直方体形状の積層体ＬＢを備える。この実施形態においては、積層体ＬＢは、絶縁体層５ａ～５ｌが積層されてなり、パターン導体６ａ～６ｉと、ビア導体７ａ～７ｃとを含んでいる。また、積層体ＬＢには、外部電極４が設けられている。積層体ＬＢの短手方向の一方端部に外部電極４ａが設けられ、他方端部に外部電極４ｂが設けられている(図６において外部電極４は不図示)。
　パターン導体６ａ～６ｉは、それぞれ絶縁体層５ａ～５ｌのうち対応する２つの層間に配置されている。この実施形態では、例えばパターン導体６ａは、隣接する絶縁体層５ａと絶縁体層５ｂとの間に配置されている。パターン導体６ｂ～６ｉも同様に配置されている。パターン導体６ａ、６ｆ、６ｈは、積層体ＬＢの短手方向の一方端部に引き出され、外部電極４ａと接続されている。また、パターン導体６ｂ、６ｄ、６ｇ、６ｉは、積層体ＬＢの短手方向の他方端部に引き出され、外部電極４ｂと接続されている。
　ビア導体７ａ～７ｃは、それぞれ複数の絶縁体層５のうち対応する絶縁体層の長手方向の端部および対応する絶縁体層の中央部に、絶縁体層を貫通して配置されている。この実施形態では、ビア導体７ａは、絶縁体層５ｄ～５ｇの長手方向の一方端部に、絶縁体層５ｄ～５ｇを貫通して配置され、パターン導体６ｃとパターン導体６ｅとを接続している。また、ビア導体７ａは、積層体ＬＢの短手方向に沿って並ぶ、柱状のビア導体７ａ1～７ａ3の集合体である。
　ビア導体７ｂは、絶縁体層５ｄ～５ｈの長手方向の他方端部に、絶縁体層５ｄ～５ｈを貫通して配置され、パターン導体６ｃとパターン導体６ｆとを接続している。ビア導体７ｂも、ビア導体７ａと同様に、積層体ＬＢの短手方向に沿って並ぶ、柱状のビア導体７ｂ1～７ｂ3の集合体である。
　ビア導体７ｃは、絶縁体層５ｅ～５ｇの長手方向の中央部に、絶縁体層５ｅ～５ｇを貫通して配置され、パターン導体６ｄとパターン導体６ｅとを接続している。ビア導体７ｃも、ビア導体７ａ、７ｂと同様に、積層体ＬＢの短手方向に沿って並ぶ、柱状のビア導体７ｃ1～７ｃ3の集合体である。
　ここで、絶縁体層の長手方向の端部とは、絶縁体層５ａ～５ｌの積層方向に沿って見たとき、絶縁体層を長手方向に４等分した場合の両端の２つの領域を指す。また、絶縁体層の長手方向の中央部とは、絶縁体層を長手方向に４等分した場合の中央の２つの領域を指す。
　なお、この実施形態では、柱状のビア導体７ａ1～７ａ3は、それぞれ円柱状であるが、形状はこれに限られない。また、それぞれの中心軸が同一線上にあるように配列されているが、それぞれの中心軸は、同一線上からずれていてもよい。ビア導体７ｂ1～７ｂ3およびビア導体７ｃ1～７ｃ3も同様の構造を有している。
　積層体ＬＢの内部には、パターン導体６ａ～６ｃにより、第１のキャパシタＣ１が形成されている。また、パターン導体６ｆ～６ｉにより、第２のキャパシタＣ２が形成されている。そして、パターン導体６ｃ～６ｆとビア導体７ａ～７ｃとにより、インダクタＬが形成されている。なお、第１のキャパシタＣ１、第２のキャパシタＣ２およびインダクタＬには、上記の他のパターン導体、またはパターン導体およびビア導体が含まれていてもよい。
　この実施形態では、図７(Ａ)に示されるように、積層体ＬＢの短手方向に沿って見たとき、パターン導体６ｃ～６ｆとビア導体７ａ～７ｃとは、インダクタＬがいわゆるスパイラル形状となるように接続されている。
　すなわち、パターン導体６ｄとパターン導体６ｅとが、絶縁体層５ｅ～５ｇの長手方向の中央部において、ビア導体７ｃにより接続されている。また、パターン導体６ｅとパターン導体６ｃとが、絶縁体層５ｄ～５ｇの長手方向の一方端部において、ビア導体７ａにより接続されている。そして、パターン導体６ｃとパターン導体６ｆとが、絶縁体層５ｄ～５ｈの長手方向の他方端部において、ビア導体７ｂにより接続されている。これにより、インダクタＬはスパイラル形状となっている。
　第１のキャパシタＣ１、第２のキャパシタＣ２およびインダクタＬは、図３(Ａ)の等価回路図と同様に、外部電極４ａに相当する第１のポートＰＯ１と外部電極４ｂに相当する第２のポートＰＯ２との間で互いに並列接続されている。
　また、インダクタＬは、図７(Ａ)、(Ｂ)の矢視断面図に示されるように、積層体ＬＢの内部において、第１のキャパシタＣ１と第２のキャパシタＣ２との間に配置されている。
　ここで、絶縁体層５ａ～５ｌの積層方向に沿って見たとき、積層体ＬＢの短手方向における積層体ＬＢの幅をＷとし、同じくインダクタＬを形成するパターン導体６ｃ～６ｆの幅の最小値をＰＷとする。その場合、積層体ＬＢの幅Ｗおよびパターン導体６ｃ～６ｆの幅の最小値ＰＷは、０．５Ｗ＜ＰＷ＜Ｗを満足する。
　積層型フィルタ２００も、積層型フィルタ１００と同様に、積層体ＬＢの内部にヘリカル形状のインダクタを形成していない。すなわち、インダクタＬを形成するパターン導体６の幅を、積層体ＬＢの幅に対して狭くする必要がない。
　そのため、積層型フィルタ２００でも、インダクタＬを形成するパターン導体６の幅の最小値ＰＷが上式を満足するように、パターン導体６の幅をヘリカル形状のインダクタを形成する場合に比べて広くすることができる。その結果、パターン導体６の抵抗を低減することができる。したがって、積層体ＬＢの内部に形成されたインダクタＬの等価直列抵抗を低減することができる。
　また、インダクタＬがスパイラル形状である場合も、パターン導体６の幅を積層体ＬＢの幅に近づけることが容易になる。その結果、パターン導体６の抵抗をより低減することができる。したがって、積層体ＬＢの内部に形成されたインダクタＬの等価直列抵抗をより低減することができる。また、ビア導体７の長さにより、インダクタＬのインダクタンスを容易に調整することができる。
　－積層型フィルタの実験例－
　この開示に従う積層型フィルタの実験例について、図８および図９を用いて説明する。
　図８は、この実験例に用いられた積層型フィルタ１００Ｃの分解斜視図である。積層型フィルタ１００Ｃは、図８に示されるように、矩形状の絶縁体層８が積層されてなり、複数のパターン導体９と、複数のビア導体１０とを含む直方体形状の積層体ＬＢを備える。積層体ＬＢは、絶縁体層８ａ～８ｌが積層されてなり、パターン導体９ａ～９ｋと、ビア導体１０ａ～１０ｆとを含んでいる。各ビア導体は、絶縁体層の短手方向に沿って並ぶ、３本の円柱状のビア導体の集合体である。積層体ＬＢには、不図示の外部電極４が設けられている。
　積層型フィルタ１００Ｃは、積層型フィルタ１００と同様の構造を有している。すなわち、積層体ＬＢの内部には、パターン導体９ａ、９ｂにより、第１のキャパシタＣ１が形成されている。また、パターン導体９ｈ～９ｋにより、第２のキャパシタＣ２が形成されている。そして、パターン導体９ｂ～９ｈとビア導体１０ａ～１０ｆとにより、インダクタＬが形成されている。
　そして、図８に示されるように、積層体ＬＢの短手方向に沿って見たとき、パターン導体９ｂ～９ｈとビア導体１０ａ～１０ｆとは、インダクタＬがいわゆるミアンダ形状となるように接続されている。また、インダクタＬは、積層体ＬＢの内部において、第１のキャパシタＣ１と第２のキャパシタＣ２との間に配置されている。
　積層型フィルタ１００Ｃの積層体ＬＢの外形寸法は、絶縁体層８ａ～８ｌの積層方向に沿って見たとき、長手方向の長さが１．０ｍｍ、幅方向の長さが０．５ｍｍ、積層方向の厚みが０．５ｍｍである。また、インダクタＬを形成するパターン導体９ｂ～９ｈの幅方向の長さは、０．４５ｍｍである。すなわち、積層体ＬＢの幅Ｗおよびパターン導体９ｂ～９ｈの幅の最小値ＰＷは、０．５Ｗ＜ＰＷ＜Ｗを満足する。
　図９は、積層型フィルタ１００Ｃのフィルタ特性である。すなわち、積層型フィルタ１００Ｃは、２．４５ＧＨｚに減衰極を有していることが分かった。したがって、積層型フィルタ１００Ｃは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)の周波数帯である２．４ＧＨｚ帯のノイズを除去する、いわゆるトラップフィルタとして機能することができる。
　また、この積層型フィルタ１００Ｃの等価直列抵抗をＬＣＲメータで測定したところ、０．０３Ωであった。比較例として、同様の外形寸法で、２．５ＧＨｚに自己共振による同等の減衰極を有するインダクタの等価直列抵抗を測定したところ、０．２９Ωであった。したがって、この開示に従う積層型フィルタは、自己共振により同等の減衰量を有するインダクタに比較して、極めて小さい等価直列抵抗を有しており、ＤＣ－ＤＣコンバータの性能に与える影響を小さくすることができる。
　－通信装置の実施形態－
　この開示に従う通信装置の実施形態である通信装置１０００について、図１０を用いて説明する。
　図１０は、通信装置１０００の概略構成図である。通信装置１０００は、この開示に従う積層型フィルタ１００と、通信制御装置１１０と、アンテナ１２０と、電源切り替えスイッチ１３０とを備えている。通信制御装置１１０は、パワーマネジメントシステム１１１とメインシステム１１２とＲＦシステム１１３とを含んでいる。パワーマネジメントシステム１１１は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１１ａと低ドロップアウトリニアレギュレータ１１１ｂと電源切り替えスイッチ１１１ｃと切り替え制御信号発生器１１１ｄとを有している。
　パワーマネジメントシステム１１１の電源切り替えスイッチ１１１ｃおよびＣＰＵなどのメインシステム１１２には、電圧３．３Ｖの第１の外部電力が入力される。電源切り替えスイッチ１１１ｃは、第１の外部電力の入力先をＤＣ－ＤＣコンバータ１１１ａまたは低ドロップアウトリニアレギュレータ１１１ｂのいずれかに切り替える。電源切り替えスイッチ１１１ｃは、切り替え制御信号発生器１１１ｄを介してメインシステム１１２と接続されている。
　アンテナ１２０は、ＲＦシステム１１３に接続されている。ＲＦシステム１１３は、電源切り替えスイッチ１３０に接続されている。電源切り替えスイッチ１３０は、第１の外部電力または電圧１．３Ｖ～１．８Ｖの第２の外部電力のいずれかが、ＲＦシステム１１３に入力されるように切り替える。なお、第１の外部電力は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１１ａあるいは低ドロップアウトリニアレギュレータ１１１ｂにより電圧が調整されている。
　この開示に従う積層型フィルタ１００は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１１ａと電源切り替えスイッチ１３０との間に接続されている。
　積層型フィルタ１００では、前述したように、積層体ＬＢの内部に形成されたインダクタＬの等価直列抵抗が低減されている。したがって、通信装置１０００は、積層型フィルタ１００が用いられているため、ＤＣ－ＤＣコンバータの効率を向上させることができ、延いては効率的な通信を行なうことができる。
　この明細書に開示された実施形態は、例示的なものであって、この開示に係る発明は、上記の実施形態および変形例に限定されるものではない。すなわち、この開示に係る発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、上記の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。
　この開示に係る発明は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール内のＤＣ－ＤＣコンバータに接続される積層型フィルタなどに適用されるが、これに限られない。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，５，５ａ，５ｂ，５ｄ，５ｅ，８，８ａ，３０１ａ　絶縁体層、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｆ，６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，９，９ａ，９ｂ，９ｈ，３０２ａ，３０２ｃ，３０２ｐ　パターン導体、３，３ａ1，３ａ，３ｂ，７，７ａ，７ａ1，７ｂ，７ｂ1，７ｃ，７ｃ1，１０，１０ａ，３０３ａ，３０３ｂ　ビア導体、４，４ａ，４ｂ　外部電極、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，２００，３００　積層型フィルタ、１１０　通信制御装置、１１１　パワーマネジメントシステム、１１１ａ　コンバータ、１１１ｂ　低ドロップアウトリニアレギュレータ、１１１ｃ，１３０　電源切り替えスイッチ、１１１ｄ　切り替え制御信号発生器、１１２　メインシステム、１１３　システム、１２０　アンテナ、１０００　通信装置、Ｃ　キャパシタ、Ｃ１，Ｃ３０１　第１のキャパシタ、Ｃ２，Ｃ３０２　第２のキャパシタ、Ｌ，Ｌ３００　インダクタ、ＰＯ１　第１のポート、ＰＯ２　第２のポート。

Claims (7)

  1. 　直方体形状の積層体と、
    　前記積層体に設けられた外部電極とを備え、
    　前記積層体は、
    　積層された複数の絶縁体層と、
    　前記複数の絶縁体層の層間の各々に配置された複数のパターン導体と、
    　前記複数の絶縁体層のうちの少なくとも１つの絶縁体層を貫通するように配置された複数のビア導体とを含み、
    　前記複数のパターン導体のうちの一部のパターン導体を含む第１のキャパシタが形成されており、
    　前記複数のパターン導体のうちの他の一部のパターン導体を含む第２のキャパシタが形成されており、
    　前記複数のパターン導体および前記複数のビア導体のうちの、前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタとの間に位置する、パターン導体およびビア導体を含む、インダクタが形成されており、
    　前記第１のキャパシタ、前記第２のキャパシタおよび前記インダクタは、互いに並列に前記外部電極に接続されており、
    　前記複数の絶縁体層の積層方向に沿って見たとき、前記積層体の短手方向において、前記積層体の幅をＷとし、前記複数のパターン導体のうちの前記インダクタに含まれる前記パターン導体の幅の最小値をＰＷとすると、０．５Ｗ＜ＰＷ＜Ｗである、積層型フィルタ。
  2. 　前記インダクタは、前記積層体の前記短手方向に沿って見たとき、ミアンダ形状に形成されている、請求項１に記載の積層型フィルタ。
  3. 　前記インダクタに含まれる前記パターン導体は、前記複数の絶縁体層の積層方向に沿って見たとき、Ｃ字状である、請求項２に記載の積層型フィルタ。
  4. 　前記インダクタは、前記積層体の前記短手方向に沿って見たとき、スパイラル形状である、請求項１に記載の積層型フィルタ。
  5. 　前記インダクタに含まれる前記パターン導体においては、パターン導体同士は、前記複数のビア導体のうちの複数の柱状のビア導体により互いに接続されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の積層型フィルタ。
  6. 　前記インダクタに含まれる前記パターン導体においては、パターン導体同士は、前記複数のビア導体のうちの少なくとも１つの壁状のビア導体により互いに接続されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の積層型フィルタ。
  7. 　請求項１から６のいずれか１項に記載の積層型フィルタと、
    　前記積層型フィルタと電気的に接続されたＤＣ－ＤＣコンバータを有するパワーマネジメントシステムを含む通信制御装置と、
    　前記通信制御装置に接続されたアンテナとを備える、通信装置。
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