WO2022209122A1 - 誘電体フィルタ - Google Patents

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WO2022209122A1
WO2022209122A1 PCT/JP2022/000654 JP2022000654W WO2022209122A1 WO 2022209122 A1 WO2022209122 A1 WO 2022209122A1 JP 2022000654 W JP2022000654 W JP 2022000654W WO 2022209122 A1 WO2022209122 A1 WO 2022209122A1
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WO
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resonance
electrode
electrode elements
capacitive
resonant
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PCT/JP2022/000654
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅司 荒井
達典 菅
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20336—Comb or interdigital filters
    • H01P1/20345—Multilayer filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/2002—Dielectric waveguide filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/16—Dielectric waveguides, i.e. without a longitudinal conductor

Definitions

  • the present disclosure relates to a bandpass filter using dielectric resonators (hereinafter also referred to as "dielectric filter”).
  • Patent Document 1 describes a bandpass filter using a dielectric resonator.
  • This filter includes a rectangular parallelepiped laminated body formed by laminating a plurality of dielectric layers in the lamination direction, and first terminals and second terminals arranged on first and second side surfaces facing each other of the laminated body, respectively. It includes a terminal, and a resonant section and a capacitive section arranged inside the laminate.
  • the resonance part is formed by a plurality of electrode elements stacked in the stacking direction, and is connected to the first terminal and separated from the second terminal.
  • the electrode elements in the upper layer and the electrode elements in the lower layer protrude toward the second terminal side more than the other electrode elements.
  • the capacitive section is formed by one electrode element, is connected to the second terminal, and extends between the electrode element in the upper layer and the electrode element in the lower layer of the resonator section. A gap in the stacking direction with the electrode element forms a capacitance with the resonator.
  • the resonance section connected to the first terminal is formed by a plurality of electrode elements, but the capacitance section connected to the second terminal is formed by one electrode element. It is formed. Therefore, in the filter, the density in the stacking direction of the electrodes (hereinafter also referred to as “electrode stacking density”) is coarse in the region near the second terminal, and dense in the region where the resonance section is provided. As a result, there is a concern that the difference in electrode lamination density within the filter will increase, and that this will degrade the dimensional accuracy of the filter.
  • the present disclosure has been made to solve such problems, and its purpose is to reduce the difference in electrode lamination density in the dielectric filter and ensure the dimensional accuracy of the dielectric filter.
  • a dielectric filter according to the present disclosure is a rectangular parallelepiped laminate formed by stacking a plurality of dielectric layers in a stacking direction and having a first side surface and a second side surface perpendicular to a first direction orthogonal to the stacking direction; a first plate electrode and a second plate electrode spaced apart in the stacking direction inside the laminate; A plurality of electrodes arranged side by side in a second direction orthogonal to the stacking direction and the first direction in a region between the first terminal and the second terminal to be connected and the first plate electrode and the second plate electrode in the laminate.
  • Each of the plurality of resonance parts is formed by a plurality of resonance electrode elements stacked in the stacking direction, connected to the first terminal and separated from the second terminal.
  • Each of the plurality of capacitive sections is formed by a plurality of capacitive electrode elements laminated in the lamination direction, is connected to the second terminal, and forms a capacity with the resonance section facing in the first direction.
  • the plurality of resonance electrode elements in each resonance section are configured such that, when viewed from the stacking direction, at least one of the opposing end facing the plurality of capacitance electrode elements and the side surface perpendicular to the second direction does not overlap wholly or partially.
  • formed in The plurality of capacitive electrode elements in each capacitive section are formed such that the distances in the first direction from the resonant electrode elements facing each other are substantially constant in each layer in the stacking direction.
  • the dimensional accuracy of the dielectric filter can be secured by alleviating the electrode lamination density difference in the dielectric filter.
  • FIG. 1 is a block diagram of a communication device; FIG. It is an external appearance perspective view of a filter apparatus.
  • FIG. 4 is a see-through perspective view showing the internal structure of the filter device; It is an example (1) of sectional drawing of a filter apparatus. It is an example (the 2) of sectional drawing of a filter apparatus. It is an example (the 3) of sectional drawing of a filter apparatus. It is the figure which planarly viewed the resonant electrode element from the negative direction of the Y-axis.
  • FIG. 4 is a perspective plan view of the filter device viewed from the positive direction of the Z-axis;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8;
  • FIG. 1 is a block diagram of a communication device 10 having a high frequency front-end circuit 20 to which a filter device according to this embodiment is applied.
  • the communication device 10 is, for example, a mobile terminal typified by a smart phone, or a mobile phone base station.
  • communication device 10 includes antenna 12 , high frequency front end circuit 20 , mixer 30 , local oscillator 32 , D/A converter (DAC) 40 and RF circuit 50 .
  • High frequency front end circuit 20 also includes bandpass filters 22 and 28 , amplifier 24 and attenuator 26 .
  • the high-frequency front-end circuit 20 includes a transmission circuit that transmits a high-frequency signal from the antenna 12 will be described. may contain
  • the communication device 10 up-converts the signal transmitted from the RF circuit 50 into a high-frequency signal and radiates it from the antenna 12 .
  • a modulated digital signal output from the RF circuit 50 is converted to an analog signal by the D/A converter 40 .
  • the mixer 30 mixes the signal analog-converted by the D/A converter 40 with the oscillation signal from the local oscillator 32 and up-converts it into a high-frequency signal.
  • a band-pass filter 28 removes unnecessary waves generated by the up-conversion and extracts only signals in a desired frequency band.
  • Attenuator 26 adjusts the strength of the transmitted signal.
  • Amplifier 24 power-amplifies the transmission signal that has passed through attenuator 26 to a predetermined level.
  • the band-pass filter 22 removes unwanted waves generated in the amplification process and allows only signal components in the frequency band specified by the communication standard to pass.
  • a transmission signal that has passed through the bandpass filter 22 is radiated from the antenna 12 .
  • a filter device corresponding to the present disclosure can be employed as the bandpass filters 22 and 28 in the communication device 10 as described above.
  • the filter device 100 is a dielectric filter composed of a plurality of resonators (resonators).
  • FIG. 2 is an external perspective view of the filter device 100.
  • FIG. 3 is a see-through perspective view showing the internal structure of the filter device 100. As shown in FIG.
  • filter device 100 includes a rectangular parallelepiped or substantially rectangular parallelepiped laminate 110 formed by laminating a plurality of dielectric layers in the lamination direction.
  • Each dielectric layer of the laminate 110 is made of ceramic such as low temperature co-fired ceramics (LTCC).
  • LTCC low temperature co-fired ceramics
  • the material of the laminate 110 is not necessarily limited to ceramic, and may be resin, for example.
  • a plurality of electrodes formed on each dielectric layer and a plurality of vias formed between the dielectric layers provide resonance electrode elements forming a resonance section, and between the resonance electrode elements.
  • Capacitors and inductors are formed for coupling.
  • the term “via” refers to a conductor extending in the stacking direction and formed to connect electrodes formed on different dielectric layers. Vias are formed, for example, by conductive paste, plating, and/or metal pins.
  • the stacking direction of the stack 110 will be referred to as the "Z-axis direction", and the direction perpendicular to the Z-axis direction and along the short side of the stack 110 will be referred to as the “Y-axis direction” (first direction). ), and the direction along the long side of the laminate 110 is defined as the “X-axis direction” (second direction).
  • Z-axis direction the direction perpendicular to the Z-axis direction and along the short side of the stack 110
  • Y-axis direction first direction
  • X-axis direction second direction
  • the positive direction of the Z-axis in each drawing may be referred to as the upper side
  • the negative direction may be referred to as the lower side.
  • shield terminals 121 and 122 are arranged so as to cover side surfaces 115 and 116 of the laminate 110 perpendicular to the Y-axis direction.
  • the shield terminals 121 and 122 have a substantially C shape when viewed from the X-axis direction of the laminate 110 . That is, shield terminals 121 and 122 partially cover top surface 111 and bottom surface 112 of laminate 110 . Portions of the shield terminals 121 and 122 located on the lower surface 112 of the laminate 110 are connected to a ground electrode on a mounting substrate (not shown) by connecting members such as solder bumps. That is, the shield terminals 121 and 122 also function as ground terminals.
  • an input terminal T1 and an output terminal T2 are arranged on the lower surface 112 of the laminate 110 .
  • the input terminal T1 is arranged on the bottom surface 112 at a position close to the side surface 113 in the positive direction of the X axis.
  • the output terminal T2 is arranged on the bottom surface 112 at a position close to the side surface 114 in the negative direction of the X axis.
  • the input terminal T1 and the output terminal T2 are connected to corresponding electrodes on the mounting substrate by connecting members such as solder bumps.
  • filter device 100 includes plate electrodes 130 and 135, a plurality of resonators R1 to R5, connection conductors 151 to 155 and 171 to 175 in addition to the configuration shown in FIG. , and a plurality of capacitors C1 to C5.
  • the connection conductors 151 to 155 and 171 to 175 may be omitted.
  • the plate electrodes 130 and 135 are arranged inside the laminate 110 at positions spaced apart in the lamination direction (Z-axis direction) so as to face each other.
  • the plate electrode 130 is formed on the dielectric layer near the top surface 111 and is connected to the shield terminals 121 and 122 at the ends along the X-axis.
  • the flat plate electrode 130 has such a shape as to substantially cover the upper surface 111 of the laminate 110 when viewed from above in the stacking direction.
  • the plate electrode 135 is formed on the dielectric layer near the bottom surface 112 .
  • the flat plate electrode 135 has a substantially H-shape in which cutout portions are formed in portions facing the input terminal T1 and the output terminal T2 when viewed from above in the stacking direction.
  • the flat plate electrode 135 is also connected to the shield terminals 121 and 122 at its ends along the X axis.
  • a plurality of resonance parts R1 to R5 are arranged in a region between the plate electrode 130 and the plate electrode 135 inside the laminate 110 .
  • the plurality of resonators R1 to R5 are arranged side by side with a predetermined distance in the X-axis direction. More specifically, the resonators R1, R2, R3, R4, and R5 are arranged in this order from the positive direction to the negative direction of the X-axis.
  • Each of the resonance sections R1 to R5 extends in the Y-axis direction, and the end of each resonance section in the positive direction of the Y-axis is connected to the shield terminal 121 .
  • the negative end of the Y-axis in each resonance part is separated from the shield terminal 122 .
  • the resonance part R1 is formed by a plurality of resonance electrode elements 141 stacked in the stacking direction.
  • the resonance part R2 is formed by a plurality of resonance electrode elements 142 laminated in the lamination direction
  • the resonance part R3 is formed by a plurality of resonance electrode elements 143 laminated in the lamination direction
  • the resonance part R4 is formed by a plurality of resonance electrode elements 143 laminated in the lamination direction. It is formed by a plurality of stacked resonance electrode elements 144
  • the resonance part R5 is formed by a plurality of resonance electrode elements 145 stacked in the stacking direction. Note that FIG.
  • the number of each of the resonant electrode elements 141 to 145 (the number of layers) is "8", but the number of each of the resonant electrode elements 141 to 145 is set to "8". It is not limited. For example, the number of each of resonant electrode elements 141-145 may be greater than eight (eg, thirteen or more).
  • the width (dimension in the X-axis direction) of the elements formed in the uppermost and lowermost layers among the plurality of resonant electrode elements 141 is larger than the width of the elements formed in the layers near the center. designed to be small. The same applies to the other resonant electrode elements 142-145. Note that the widths of the resonance electrode elements 141 to 145 may all be set to the same value.
  • connection conductors 151 to 155 extend from flat plate electrode 130 to flat plate electrode 135 along the Z-axis direction through a plurality of elements of the corresponding resonance section.
  • Each connection conductor 151 to 155 is electrically connected to a corresponding plurality of resonators.
  • connection conductors 171 to 175 are electrically connected by connection conductors 171 to 175 at positions near the ends in the negative direction of the Y axis.
  • connection conductors 171 to 175 is formed by a plurality of via conductors connecting adjacent electrodes, as will be described later.
  • the resonators R1 to R5 are central conductors made up of a plurality of conductors, and function as distributed constant type TEM mode resonators with the flat plate electrodes 130 and 135 as outer conductors.
  • the lowest layer element among the plurality of resonant electrode elements 141 forming the resonant portion R1 is connected to the input terminal T1 via the vias V10 and V11 and the plate electrode PL1.
  • the lowest layer element among the plurality of resonance electrode elements 145 forming the resonance section R5 is connected to the output terminal T2 via a via and a plate electrode.
  • the resonators R1 to R5 are magnetically coupled to each other, and a high-frequency signal input to the input terminal T1 is transmitted by the resonators R1 to R5 and output from the output terminal T2.
  • the filter device 100 functions as a band-pass filter by generating an attenuation pole depending on the degree of coupling between the resonating portions.
  • the capacitive sections C1 to C5 are arranged so as to face the ends of the resonance sections R1 to R5 in the negative direction of the Y axis, respectively. That is, the positive Y-axis end of each of the capacitance sections C1 to C5 faces the negative Y-axis end of the corresponding resonance section with a predetermined distance therebetween in the Y-axis direction.
  • the negative end of the Y-axis of each of the capacitive sections C1 to C5 is connected to the shield terminal 122 .
  • the positive Y-axis end of each capacitive section forms a capacitance with the negative Y-axis negative Y-axis end of the resonance section opposed in the Y-axis direction.
  • the capacitance can be adjusted by adjusting the size of the gap in the Y-axis direction between the capacitive section and the resonant section.
  • the capacitive part C1 is formed by a plurality of capacitive electrode elements 161 (eight in the example shown in FIG. 3) laminated in the lamination direction.
  • the capacitive section C2 is formed by a plurality of capacitive electrode elements 162 laminated in the laminating direction
  • the capacitive section C3 is formed by a plurality of capacitive electrode elements 163 laminated in the laminating direction
  • the capacitive section C4 is formed by a plurality of capacitive electrode elements 163 laminated in the laminating direction. It is formed by a plurality of laminated capacitive electrode elements 164
  • the capacitive section C5 is formed by a plurality of capacitive electrode elements 165 laminated in the lamination direction.
  • the width (dimension in the X-axis direction) of the elements formed in the uppermost layer and the lowermost layer among the plurality of capacitive electrode elements 161 is adjusted to match the resonant electrode element 141 in the layers near the center. It is formed to be smaller than the width of the element to be formed. The same applies to the other capacitive electrode elements 162-165. Note that the widths of the capacitive electrode elements 161 to 165 may all be set to the same value.
  • the height (dimension in the Z-axis direction) of the capacitor C1 is substantially the same as the height of the resonator R1, and the number of the resonant electrode elements 141 is the same as the number of the capacitor electrode elements 161, which is "8".
  • eight resonant electrode elements 141 and eight capacitive electrode elements 161 are formed in the same layer.
  • the height of the capacitive section C1 and the number of capacitive electrode elements 161 do not necessarily have to be the same as the height of the resonant section R1 and the number of resonant electrode elements 141 .
  • capacitive electrodes protruding in the X-axis direction toward adjacent resonance portions are separately formed near the ends of the resonance portions R1 to R5 in the negative direction of the Y axis. good too. Adjusting the degree of capacitive coupling between the resonance parts by adjusting the length in the Y-axis direction of the capacitor electrodes projecting in the X-axis direction, the distance between adjacent distributed constants, and/or the number of electrodes constituting the capacitor electrodes. can be done.
  • FIG. 4 is an example of a cross-sectional view when the filter device 100 is cut along a plane along the YZ plane. Note that FIG. 4 representatively illustrates a cross-sectional view of the resonance portion R1 and the capacitance portion C1.
  • the cross-sectional shapes of the other resonating portions R2 to R5 and the capacitive portions C2 to C5 are also the same as the cross-sectional shape of the resonating portion R1 and the capacitive portion C1.
  • the ends of the shafts in the positive direction are arranged to face each other across gaps g1 to gn in the Y-axis direction.
  • the resonance portion R1 and the capacitance portion C1 are configured to form a capacitance corresponding to the gaps g1 to gn at the ends facing each other in the Y-axis direction.
  • the number of capacitive electrode elements 161 connected to the shield terminal 122 on the negative direction side of the Y axis is connected to the shield terminal 121 on the positive direction side of the Y axis. It is set to “8”, which is the same as the number of resonant electrode elements 141 . Therefore, for example, compared to the case where the number of capacitive electrode elements 161 is "1" (see the filter described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-235465), the electrode lamination density in the region where the capacitive electrode elements 161 are provided is It is suppressed that the electrode lamination density becomes coarser than the region where the resonant electrode element 141 is provided.
  • a resonant electrode element 141 is formed as follows. Specifically, as shown in FIG. 4, the lengths (dimensions in the Y-axis direction) d1 to dn of the plurality of resonant electrode elements 141 are gradually increased from the positive direction to the negative direction of the Z-axis. It is formed.
  • the gaps g1 to gn of each layer are formed so as to be substantially constant in each layer in the stacking direction.
  • the length of the resonant electrode element 141 gradually increases from the positive direction to the negative direction of the Z axis
  • the length of the capacitive electrode element 161 increases along the Z axis. is formed so as to gradually become shorter from the positive direction toward the negative direction.
  • the length of the resonant electrode element 141 and the length of the capacitive electrode element 161 are made constant, the gaps between the layers can be made substantially constant, but the electrodes Since there is no element at all, the difference in electrode lamination density between the region in which the gap is provided and the region in which the resonance section and the capacitor section are provided becomes large.
  • the lengths of the resonant electrode element 141 and the length of the capacitive electrode element 161 are varied in the stacking direction while keeping the gaps g1 to gn substantially constant. ing.
  • the electrode elements are present in the stacking direction in most of the regions where the gaps g1 to gn are provided. Therefore, the difference in electrode lamination density between the region where the gaps g1 to gn are provided and the region where the resonance section R1 and the capacitance section C1 are provided can be reduced.
  • connection conductor 171 is formed by a plurality of via conductors that connect adjacent electrode elements of the resonance electrode element 141, respectively. That is, the adjacent resonance electrode elements 141 are electrically connected by the connection conductor 171 (via conductor) at a position near the end in the negative direction of the Y-axis.
  • a plurality of resonant electrode elements 141 are set to have the same distance from the opposite end of the resonant electrode element 141 (the end face in the negative direction of the Y-axis) to the connection conductor 171 (via conductor). That is, the plurality of via conductors forming the connection conductor 171 are arranged so as to gradually shift from the positive direction of the Z-axis to the negative direction of the Y-axis toward the negative direction.
  • the average value of the lengths d1 to dn of the plurality of resonant electrode elements 141 is set to approximately ⁇ /4.
  • the high-frequency signal of wavelength ⁇ can be efficiently transmitted by the resonator R1.
  • the average value of the distances from the connecting conductor 151 of the plurality of resonance electrode elements 141 to the opposite end is set to approximately ⁇ /4. You may make it
  • the filter device 100 when the resonance electrode element 141 is viewed from above in the stacking direction, the opposing ends (the ends in the negative Y-axis direction) of the resonance electrode element 141 overlap. To prevent this, the lengths d1 to dn of each resonance electrode element 141 are gradually increased from the positive direction to the negative direction of the Z axis. Furthermore, the length of each capacitive electrode element 161 is gradually shortened from the positive direction to the negative direction of the Z-axis so that the gaps g1 to gn are substantially constant. As a result, the difference in electrode lamination density within the filter device 100 can be alleviated, and the dimensional accuracy of the filter device 100 can be ensured.
  • each resonance electrode element 141 may be gradually shortened from the positive direction to the negative direction of the Z axis.
  • “Side surface 115", “side surface 116" and “laminate 110" in the present embodiment can respectively correspond to “first side surface”, “second side surface” and “laminate” in the present disclosure.
  • “Plate electrode 130” and “plate electrode 135” in the present embodiment can respectively correspond to “first plate electrode” and “second plate electrode” in the present disclosure.
  • “Shield terminal 121” and “shield terminal 122" in the present embodiment may respectively correspond to “first terminal” and “second terminal” in the present disclosure.
  • “Resonators R1 to R5" in the present embodiment may correspond to "plurality of resonators” in the present disclosure.
  • Each of the “resonant electrode elements 141 to 145” in the present embodiment can correspond to “a plurality of resonant electrode elements” in the present disclosure.
  • the “plurality of capacitive units C1 to C5” in the present embodiment can correspond to the “plurality of capacitive units” in the present disclosure.
  • Each of the “capacitance electrode elements 161 to 165” in the present embodiment can respectively correspond to “a plurality of capacitive electrode elements” in the present disclosure.
  • FIG. 5 is an example of a cross-sectional view when the filter device 100A according to Modification 1 is cut along a plane along the YZ plane.
  • 100 A of filter apparatuses change the connection conductor 151 of the above-mentioned filter apparatus 100 into the connection conductor 151A.
  • FIG. 5 representatively illustrates a cross-sectional view of the resonance electrode element 141 and the connection conductor 151A.
  • 141A and the connecting conductor 151A have the same cross-sectional shape.
  • Other configurations of the filter device 100A are the same as those of the filter device 100 described above.
  • connection conductor 151 extends linearly along the Z-axis direction from the flat plate electrode 130 through the plurality of resonant electrode elements 141 to the flat plate electrode 135 .
  • connection conductor 151A is formed of a plurality of via conductors that connect adjacent two of the plate electrode 130, the plurality of resonance electrode elements 141, and the plate electrode 135, respectively.
  • the plurality of via conductors forming the connection conductor 151A are arranged so as to gradually shift from the positive direction of the Z-axis to the negative direction of the Y-axis toward the negative direction.
  • the length from the connection conductor 151A (via conductor) to the opposite end is set to approximately ⁇ /4.
  • the length of the plurality of resonance electrode elements 141 gradually increases from the positive direction to the negative direction of the Z axis, so that the connection conductor 151A is arranged in the Z direction. They are arranged so as to gradually shift from the positive direction to the negative direction of the axis toward the negative direction of the Y axis.
  • the current density generated in each layer of the resonant electrode element 141 becomes uniform when the high frequency signal is transmitted through the resonant portion R1, so that it is possible to form a filter with higher precision than the filter device 100 according to the above-described embodiment. can.
  • each resonance electrode element 141 may gradually decrease from the positive direction to the negative direction of the Z axis.
  • the connection conductor 151A may be arranged so as to gradually shift from the positive direction of the Z-axis to the negative direction of the Y-axis toward the negative direction.
  • connection conductor 151A By moving the position of the connection conductor 151A, the position of the short-circuited end of the resonance electrode element 141 changes, so that the corresponding frequency can also be changed.
  • Connection conductor 151A in Modification 1 may correspond to "plurality of via conductors" in the present disclosure.
  • FIG. 6 is an example of a cross-sectional view of the filter device 100B according to Modification 2 taken along the YZ plane.
  • the filter device 100B is obtained by changing the resonant electrode element 141 and the capacitive electrode element 161 of the filter device 100 described above to a resonant electrode element 141B and a capacitive electrode element 161B.
  • FIG. 6 representatively illustrates a cross-sectional view of the resonant electrode element 141B and the capacitive electrode element 161B. It has the same cross-sectional shape as the electrode element 141B and the capacitive electrode element 161B.
  • Other configurations of the filter device 100B are the same as those of the filter device 100 described above.
  • the length (dimension in the Y-axis direction) of the element on the inner peripheral side in the stacking direction (Z-axis direction) is the same as that of the element on the outer peripheral side. It is formed to be shorter than it is long. That is, the resonant electrode element 141B is formed so that the opposed ends (the ends in the negative Y-axis direction) of the resonant electrode element 141B do not partially overlap each other when viewed in plan from the stacking direction.
  • the length of the element on the inner peripheral side in the stacking direction (dimension in the Y-axis direction) is formed to be longer than the length of the element on the outer peripheral side.
  • the element on the inner peripheral side of the capacitive electrode element 161B extends in the positive direction of the Y-axis to a position where it overlaps the element on the outer peripheral side of the resonance electrode element 141B in the stacking direction.
  • the resonance electrode element 141B according to Modification 2 when the high-frequency signal is transmitted through the resonator R1, most of the high-frequency signal does not uniformly flow through the entire part of the resonator R1, but rather flows through the outermost peripheral portion of the resonator R1 (so-called skin effect). is known to have Therefore, as in the resonance electrode element 141B according to Modification 2, the length of the element on the inner peripheral side where the high frequency signal does not flow is shortened, and the length of the element on the outer peripheral side where most of the high frequency signal flows is lengthened. Thus, the influence on the characteristics of the filter device 100 can be reduced.
  • the element on the inner peripheral side of the capacitive electrode element 161B extends in the positive direction of the Y-axis to a position where it overlaps the element on the outer peripheral side of the resonance electrode element 141B in the stacking direction. Therefore, a capacitance can be formed not only in the Y-axis direction but also in the stacking direction (Z-axis direction) between the resonance portion R1 and the capacitance portion C1. Therefore, it is particularly effective when it is desired to form a higher capacitance.
  • the length of the inner peripheral portion in the X-axis direction (dimension in the Y-axis direction) is formed to be shorter than the length of the outer peripheral portion in the X-axis direction.
  • FIG. 7 is a plan view of the resonance electrode element 141B according to Modification 2 from the negative direction of the Y-axis.
  • the outer peripheral portion of the resonance electrode element 141B is indicated by “A1”
  • the inner peripheral portion thereof is indicated by “A3”
  • the intermediate portion between the outer peripheral portion A1 and the inner peripheral portion A3 is indicated by “A2”. It is
  • the length of the inner peripheral portion A3 (dimension in the Y-axis direction) is shorter than the length of the intermediate portion A2, and the length of the intermediate portion A2 is shorter than the length of the outer peripheral portion A1. That is, in the resonant electrode element 141B according to Modification 2, the length of the inner peripheral portion in the X-axis direction (dimension in the Y-axis direction) is formed to be shorter than the length of the outer peripheral portion in the X-axis direction.
  • the inner peripheral portion is formed to be shorter than the outer peripheral portion in both the stacking direction (Z-axis direction) and the X-axis direction.
  • the direction of being shorter than the portion is not necessarily limited to both the stacking direction and the X-axis direction. That is, it is sufficient that the inner peripheral portion in at least one of the stacking direction and the X-axis direction is formed to be shorter than the outer peripheral portion.
  • the resonant electrode element 141 according to the above-described embodiment is formed so that "opposing ends of the resonant electrode element 141 (ends in the negative direction of the Y-axis)" do not overlap when viewed from above in the stacking direction.
  • the resonance electrode element 141 according to Modification 3 is formed so that "side surfaces of the resonance electrode element 141 perpendicular to the X-axis direction" do not overlap when viewed from above in the stacking direction.
  • FIG. 8 is a perspective plan view of the filter device 100C according to Modification 3 as seen from the positive direction of the Z axis.
  • 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8.
  • a filter device 100C according to Modification 3 is obtained by replacing the resonance units R1 to R5 and the capacitance units C1 to C5 of the filter device 100 described above with resonance units R1C to R3C and capacitance units C1C to C3C, respectively.
  • Other configurations of the filter device 100C are the same as those of the filter device 100 described above.
  • the plurality of resonators R1C to R3C are arranged side by side in the X-axis direction.
  • the resonance part R1C is formed by a plurality of (five in the examples shown in FIGS. 8 and 9) resonance electrode elements 141C stacked in the stacking direction.
  • the resonance section R2C is formed by a plurality of resonance electrode elements 142C stacked in the stacking direction
  • the resonance section R3C is formed by a plurality of resonance electrode elements 143C stacked in the stacking direction.
  • the capacitance sections C1C to C3C are arranged side by side in the X-axis direction so as to face the ends of the resonance sections R1C to R3C in the negative direction of the Y-axis.
  • the capacitive section C1C is formed by a plurality of capacitive electrode elements 161C stacked in the stacking direction.
  • the capacitive section C2C is formed by a plurality of capacitive electrode elements 162C stacked in the stacking direction
  • the capacitive section C3C is formed by a plurality of capacitive electrode elements 163C stacked in the stacking direction.
  • the lengths (dimensions in the Y-axis direction) of the plurality of resonant electrode elements 141C to 143C are all set to the same value.
  • the lengths (dimensions in the Y-axis direction) of the plurality of capacitive electrode elements 161C to 163C are all set to the same value.
  • the widths (dimensions in the X-axis direction) of the plurality of resonant electrode elements 141C to 143C and capacitive electrode elements 161C to 163C are all set to the same value.
  • the resonance electrode element 141C according to Modification 3 is formed so that the sides of the resonance electrode element 141C perpendicular to the X-axis direction do not all overlap each other when viewed from above in the stacking direction. Specifically, as shown in FIG. 9, the ends of the five resonant electrode elements 141C in the X-axis direction are arranged on a straight line inclined at an angle ⁇ (0° ⁇ 90°) with respect to the X-axis. formed to be
  • the resonance electrode element 142C is formed so that all of the side surfaces of the resonance electrode element 142C perpendicular to the X-axis direction do not overlap each other when viewed in plan from the stacking direction.
  • the resonance electrode element 143C is formed so that the sides of the resonance electrode element 143C perpendicular to the X-axis direction do not overlap each other when viewed in plan from the stacking direction.
  • each of the capacitor electrode elements 161C to 163C similarly to each of the resonant electrode elements 141C to 143C, when each capacitor electrode element is viewed from the lamination direction, the side surface of each resonant electrode element perpendicular to the X-axis direction is All are formed so that they do not overlap each other.
  • the gap in the Y-axis direction between the resonator units R1C to R3C and the capacitor units C1C to C3C is kept substantially constant, and the electrode lamination density difference in the X-axis direction within the laminate 110 is alleviated. can do.
  • the resonance electrode element when the resonance electrode element is viewed from above in the stacking direction by combining any one of the above-described embodiment and modifications 1 and 2 with this modification 3, the opposite end of the resonance electrode element to the capacitive electrode element (
  • the resonance electrode element may be formed so that all or part of both the end in the negative Y-axis direction and the side surface perpendicular to the X-axis direction (end in the X-axis direction) do not overlap.

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Abstract

フィルタ装置（１００）は、積層体（１１０）と、複数の共振部（Ｒ１～Ｒ５）と、複数の共振部とＹ軸方向においてそれぞれ対向する複数の容量部（Ｃ１～Ｃ５）とを備える。共振部の各々は、複数の共振電極素子（１４１～１４５）によって形成される。容量部の各々は、複数の容量電極素子（１６１～１６５）によって形成される。共振部（Ｒ１）における複数の共振電極素子（１４１）は、Ｚ軸方向から平面視した場合に、容量電極素子（１６１）との対向端の全部が互いに重ならないように形成される。容量部（Ｃ１）における容量電極素子（１６１）は、互いに対向する共振電極素子（１６１）とのＹ軸方向のギャップがＺ軸方向の各層において略一定となるように形成される。

Description

誘電体フィルタ
　本開示は、誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタ（以下「誘電体フィルタ」ともいう）に関する。
　特開２００７－２３５４６５号公報（特許文献１）には、誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタが記載されている。このフィルタは、複数の誘電体層が積層方向に積層されて形成される直方体状の積層体と、積層体の互いに対向する第１側面および第２側面にそれぞれ配置される第１端子および第２端子と、積層体の内部に配置される共振部および容量部とを備える。共振部は、積層方向に積層される複数の電極素子によって形成され、第１端子に接続されるとともに第２端子から離間される。共振部の複数の電極素子のうち、上層の電極素子と下層の電極素子とは、他の電極素子よりも第２端子側に突出している。容量部は、１つの電極素子によって形成され、第２端子に接続されるとともに、共振部の上層の電極素子と下層の電極素子との間に延在し、共振部の上層の電極素子と下層の電極素子との間の積層方向のギャップによって共振部との間で容量を形成する。
特開２００７－２３５４６５号公報
　特開２００７－２３５４６５号公報に記載されたフィルタにおいては、第１端子に接続される共振部は複数の電極素子によって形成されるが、第２端子に接続される容量部は１つの電極素子によって形成される。そのため、フィルタ内において、電極の積層方向の密度（以下「電極積層密度」ともいう）は、第２端子付近の領域で粗になる一方、共振部が設けられる領域では密になる。その結果、フィルタ内の電極積層密度の差が大きくなり、その影響でフィルタの寸法精度が悪化することが懸念される。
　本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、誘電体フィルタ内の電極積層密度差を緩和して誘電体フィルタの寸法精度を確保することである。
　本開示による誘電体フィルタは、複数の誘電体層が積層方向に積層されて形成され、積層方向に直交する第１方向に垂直な第１側面および第２側面を有する直方体状の積層体と、積層体の内部において積層方向に離間して配置される第１平板電極および第２平板電極と、積層体の第１側面および第２側面にそれぞれ配置され、第１平板電極および第２平板電極に接続される第１端子および第２端子と、積層体における第１平板電極と第２平板電極との間の領域に、積層方向および第１方向に直交する第２方向に並べて配置される複数の共振部と、積層体における複数の共振部と第２端子との間の領域に、複数の共振部と第１方向においてそれぞれ対向するように配置される複数の容量部とを備える。複数の共振部の各々は、積層方向に積層される複数の共振電極素子によって形成され、第１端子に接続されるとともに第２端子から離間される。複数の容量部の各々は、積層方向に積層される複数の容量電極素子によって形成され、第２端子に接続されるとともに、第１方向において対向する共振部との間で容量を形成する。各共振部における複数の共振電極素子は、積層方向から平面視した場合に、複数の容量電極素子と対向する対向端および第２方向に垂直な側面の少なくとも一方の全部または一部が重ならないように形成される。各容量部における複数の容量電極素子は、互いに対向する共振電極素子との第１方向の距離が積層方向の各層において略一定となるように形成される。
　本開示によれば、誘電体フィルタ内の電極積層密度差を緩和して誘電体フィルタの寸法精度を確保することができる。
通信装置のブロック図である。 フィルタ装置の外観斜視図である。 フィルタ装置の内部構造を示す透過斜視図である。 フィルタ装置の断面図の一例（その１）である。 フィルタ装置の断面図の一例（その２）である。 フィルタ装置の断面図の一例（その３）である。 共振電極素子をＹ軸の負方向から平面視した図である。 フィルタ装置をＺ軸の正方向から見た透視平面図である。 図８におけるＩＸ－ＩＸ断面図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　（通信装置の基本構成）
　図１は、本実施の形態によるフィルタ装置が適用される高周波フロントエンド回路２０を有する通信装置１０のブロック図である。通信装置１０は、たとえば、スマートフォンに代表される携帯端末、あるいは、携帯電話基地局である。
　図１を参照して、通信装置１０は、アンテナ１２と、高周波フロントエンド回路２０と、ミキサ３０と、局部発振器３２と、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）４０と、ＲＦ回路５０とを備える。また、高周波フロントエンド回路２０は、バンドパスフィルタ２２，２８と、増幅器２４と、減衰器２６とを含む。なお、図１においては、高周波フロントエンド回路２０が、アンテナ１２から高周波信号を送信する送信回路を含む場合について説明するが、高周波フロントエンド回路２０はアンテナ１２を介して高周波信号を受信する受信回路を含んでいてもよい。
　通信装置１０は、ＲＦ回路５０から伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ１２から放射する。ＲＦ回路５０から出力された変調済みのデジタル信号は、Ｄ／Ａコンバータ４０によってアナログ信号に変換される。ミキサ３０は、Ｄ／Ａコンバータ４０によってアナログ変換された信号を、局部発振器３２からの発振信号と混合して高周波信号へとアップコンバートする。バンドパスフィルタ２８は、アップコンバートによって生じた不要波を除去して、所望の周波数帯域の信号のみを抽出する。減衰器２６は、送信信号の強度を調整する。増幅器２４は、減衰器２６を通過した送信信号を、所定のレベルまで電力増幅する。バンドパスフィルタ２２は、増幅過程で生じた不要波を除去するとともに、通信規格で定められた周波数帯域の信号成分のみを通過させる。バンドパスフィルタ２２を通過した送信信号は、アンテナ１２から放射される。
　上記のような通信装置１０におけるバンドパスフィルタ２２，２８として、本開示に対応したフィルタ装置を採用することができる。
　（フィルタ装置の構成）
　次に図２～図４を用いて、本実施の形態によるフィルタ装置１００の詳細な構成について説明する。フィルタ装置１００は、複数の共振器（共振部）により構成される誘電体フィルタである。
　図２は、フィルタ装置１００の外観斜視図である。図２においては、フィルタ装置１００の外表面から見ることができる構成についてのみ示されており、内部の構成いついては省略されている。一方、図３は、フィルタ装置１００の内部構造を示す透過斜視図である。
　図２を参照して、フィルタ装置１００は、複数の誘電体層を積層方向に積層することによって形成された、直方体または略直方体の積層体１１０を備えている。積層体１１０の各誘電体層は、たとえば低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low　Temperature　Co-fired　Ceramics）などのセラミックにより形成されている。なお、積層体１１０の素材は必ずしもセラミックに限定されるものではなく、たとえば樹脂であってもよい。
　積層体１１０の内部において、各誘電体層に形成された複数の電極、および、誘電体層間に形成された複数のビアによって、共振部を形成する共振電極素子、ならびに、当該共振電極素子間を結合するためのキャパシタおよびインダクタが形成される。本明細書において「ビア」とは、異なる誘電体層に形成された電極同士を接続するために形成された、積層方向に延在する導体を示す。ビアは、たとえば、導電ペースト、めっき、および／または金属ピンなどによって形成される。
　なお、以降の説明においては、積層体１１０の積層方向を「Ｚ軸方向」とし、Ｚ軸方向に垂直であって積層体１１０の短辺に沿った方向を「Ｙ軸方向」（第１方向）とし、積層体１１０の長辺に沿った方向を「Ｘ軸方向」（第２方向）とする。また、以下では、各図におけるＺ軸の正方向を上側、負方向を下側と称する場合がある。
　図２に示されるように、フィルタ装置１００において、積層体１１０におけるＹ軸方向に垂直な側面１１５，１１６を覆うように、シールド端子１２１，１２２がそれぞれ配置されている。シールド端子１２１，１２２は、積層体１１０のＸ軸方向から見たときに略Ｃ字形状を有している。すなわち、シールド端子１２１，１２２は、積層体１１０の上面１１１および下面１１２の一部を覆っている。シールド端子１２１，１２２において、積層体１１０の下面１１２に配置された部分は、図示しない実装基板上の接地電極に、はんだバンプなどの接続部材によって接続される。すなわち、シールド端子１２１，１２２は接地端子としても機能する。
　また、積層体１１０の下面１１２には、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２が配置されている。入力端子Ｔ１は、下面１１２において、Ｘ軸の正方向の側面１１３に近い位置に配置されている。一方で、出力端子Ｔ２は、下面１１２において、Ｘ軸の負方向の側面１１４に近い位置に配置されている。入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２は、実装基板上の対応する電極に、はんだバンプなどの接続部材によって接続される。
　次に図３を参照して、フィルタ装置１００は、図２に示した構成に加えて、平板電極１３０，１３５と、複数の共振部Ｒ１～Ｒ５と、接続導体１５１～１５５，１７１～１７５と、複数の容量部Ｃ１～Ｃ５とをさらに備える。なお、接続導体１５１～１５５，１７１～１７５は省略するようにしてもよい。
　平板電極１３０，１３５は、積層体１１０の内部において積層方向（Ｚ軸方向）に離間した位置に、互いに対向して配置されている。平板電極１３０は、上面１１１に近い誘電体層に形成されており、Ｘ軸に沿った端部においてシールド端子１２１，１２２に接続されている。平板電極１３０は、積層方向から平面視した場合に、積層体１１０の上面１１１をほぼ覆うような形状を有している。
　平板電極１３５は、下面１１２に近い誘電体層に形成されている。平板電極１３５は、積層方向から平面視した場合に、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２に対向する部分に切り欠き部が形成された、略Ｈ型形状を有している。平板電極１３５についても、Ｘ軸に沿った端部においてシールド端子１２１，１２２に接続されている。
　複数の共振部Ｒ１～Ｒ５は、積層体１１０の内部における、平板電極１３０と平板電極１３５との間の領域に配置される。複数の共振部Ｒ１～Ｒ５は、Ｘ軸方向に所定距離を隔てて並んで配置されている。より具体的には、Ｘ軸の正方向から負方向に向かって、共振部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の順に配置されている。
　共振部Ｒ１～Ｒ５の各々はＹ軸方向に延在しており、各共振部におけるＹ軸の正方向の端部は、シールド端子１２１に接続されている。一方、各共振部におけるＹ軸の負方向の端部は、シールド端子１２２から離間している。
　共振部Ｒ１は、積層方向に積層された複数の共振電極素子１４１によって形成されている。同様に、共振部Ｒ２は積層方向に積層された複数の共振電極素子１４２によって形成され、共振部Ｒ３は積層方向に積層された複数の共振電極素子１４３によって形成され、共振部Ｒ４は積層方向に積層された複数の共振電極素子１４４によって形成され、共振部Ｒ５は積層方向に積層された複数の共振電極素子１４５によって形成されている。なお、図３には、共振電極素子１４１～１４５の各々の数（積層数）が「８」である場合が例示されているが、共振電極素子１４１～１４５の各々の数は「８」に限定されるものではない。たとえば、共振電極素子１４１～１４５の各々の数は８よりも大きい数（たとえば１３以上）であってもよい。
　本実施の形態においては、複数の共振電極素子１４１のうちの最上層および最下層に形成される素子の幅（Ｘ軸方向の寸法）が、中央付近の層に形成される素子の幅よりも小さくするように形成されている。他の共振電極素子１４２～１４５においても同様である。なお、各共振電極素子１４１～１４５の幅をすべて同じ値にしてもよい。
　共振部Ｒ１～Ｒ５は、Ｙ軸の正方向の端部に近い位置において、接続導体１５１～１５５を介して、それぞれ平板電極１３０，１３５に接続されている。フィルタ装置１００においては、各接続導体１５１～１５５は、平板電極１３０から、対応する共振部の複数の素子を貫通して平板電極１３５までＺ軸方向に沿って延在している。各接続導体１５１～１５５は、対応する複数の共振部と電気的に接続されている。
　また、共振部Ｒ１～Ｒ５の各々を構成する複数の共振電極素子は、Ｙ軸の負方向の端部に近い位置において、接続導体１７１～１７５によって電気的に接続されている。なお、接続導体１７１～１７５の各々は、後述するように、隣り合う電極間をそれぞれ接続する複数のビア導体によって形成される。
　共振部Ｒ１～Ｒ５は、複数の導体による中心導体となり、平板電極１３０，１３５を外導体とした分布定数型のＴＥＭモード共振器としてそれぞれ機能する。
　共振部Ｒ１を形成する複数の共振電極素子１４１のうちの最下層の素子は、ビアＶ１０，Ｖ１１および平板電極ＰＬ１を介して、入力端子Ｔ１に接続されている。なお、図３においては、共振電極素子によって隠れているが、共振部Ｒ５を形成する複数の共振電極素子１４５のうちの最下層の素子は、ビアおよび平板電極を介して出力端子Ｔ２に接続されている。共振部Ｒ１～Ｒ５は、互いに磁気結合しており、入力端子Ｔ１に入力された高周波信号は、共振部Ｒ１～Ｒ５により伝達されて、出力端子Ｔ２から出力される。このとき、各共振部間の結合度合いによって減衰極が生じることによって、フィルタ装置１００は、バンドパスフィルタとして機能する。
　容量部Ｃ１～Ｃ５は、それぞれ、共振部Ｒ１～Ｒ５のＹ軸の負方向の端部と対向するように配置されている。すなわち、容量部Ｃ１～Ｃ５の各々におけるＹ軸の正方向の端部は、対応する共振部のＹ軸の負方向の端部とＹ軸方向において所定距離を隔てて対向している。一方、容量部Ｃ１～Ｃ５の各々におけるＹ軸の負方向の端部は、シールド端子１２２に接続されている。これにより、各容量部のＹ軸の正方向の端部は、Ｙ軸方向において対向する共振部のＹ軸の負方向の端部との間で容量を形成する。容量部と共振部との間のＹ軸方向のギャップの大きさを調整することによって、キャパシタンスを調整することができる。
　容量部Ｃ１は、積層方向に積層された複数（図３に示す例では８つ）の容量電極素子１６１によって形成されている。同様に、容量部Ｃ２は積層方向に積層された複数の容量電極素子１６２によって形成され、容量部Ｃ３は積層方向に積層された複数の容量電極素子１６３によって形成され、容量部Ｃ４は積層方向に積層された複数の容量電極素子１６４によって形成され、容量部Ｃ５は積層方向に積層された複数の容量電極素子１６５によって形成されている。
　本実施の形態においては、共振電極素子１４１に合わせて、複数の容量電極素子１６１のうちの最上層および最下層に形成される素子の幅（Ｘ軸方向の寸法）が、中央付近の層に形成される素子の幅よりも小さくするように形成されている。他の容量電極素子１６２～１６５においても同様である。なお、各容量電極素子１６１～１６５の幅をすべて同じ値にするようにしてもよい。
　また、図３には、容量部Ｃ１の高さ（Ｚ軸方向の寸法）が共振部Ｒ１の高さと略同じであり、共振電極素子１４１の数が容量電極素子１６１と同じ「８」であり、８つの共振電極素子１４１が８つの容量電極素子１６１とそれぞれ同層に形成される例が示されている。ただし、容量部Ｃ１の高さおよび容量電極素子１６１の数は、必ずしも共振部Ｒ１の高さおよび共振電極素子１４１の数と同じでなくてもよい。他の容量部Ｃ２～Ｃ５および容量電極素子１６２～１６５についても同様である。
　また、図３には示されていないが、共振部Ｒ１～Ｒ５のＹ軸の負方向の端部付近に、隣接する共振部に向けてＸ軸方向に突出する容量電極が別途形成されていてもよい。Ｘ軸方向に突出する容量電極のＹ軸方向の長さ、隣接する分布定数との距離、および／または、キャパシタ電極を構成する電極の数によって、共振部間の容量結合の度合いを調整することができる。
　図４は、フィルタ装置１００をＹＺ平面に沿う平面で切断した場合の断面図の一例である。なお、図４には、共振部Ｒ１および容量部Ｃ１の断面図が代表的に例示されている。他の共振部Ｒ２～Ｒ５および容量部Ｃ２～Ｃ５の断面形状も、共振部Ｒ１および容量部Ｃ１の断面形状と同じである。
　図４に示すように、フィルタ装置１００においては、共振部Ｒ１を形成する複数の共振電極素子１４１のＹ軸の負方向の端部と、容量部Ｃ１を形成する複数の容量電極素子１６１のＹ軸の正方向の端部とが、それぞれＹ軸方向のギャップｇ１～ｇｎを隔てて対向するように配置されている。これにより、共振部Ｒ１と容量部Ｃ１とは、Ｙ軸方向に対向し合う端部同士で、ギャップｇ１～ｇｎに応じた容量を形成するように構成される。
　ここで、本実施の形態によるフィルタ装置１００においては、Ｙ軸の負方向側のシールド端子１２２に接続される容量電極素子１６１の数が、Ｙ軸の正方向側のシールド端子１２１に接続される共振電極素子１４１の数と同じ「８」に設定されている。そのため、たとえば容量電極素子１６１の数を「１」とする場合（特開２００７－２３５４６５号公報に記載されたフィルタを参照）に比べて、容量電極素子１６１が設けられる領域の電極積層密度が、共振電極素子１４１が設けられる領域の電極積層密度よりも粗になることが抑制される。
　さらに、本実施の形態によるフィルタ装置１００においては、共振電極素子１４１を積層方向から平面視した場合に、共振電極素子１４１の対向端（Ｙ軸の負方向の端部）の全部が互いに重ならないように共振電極素子１４１が形成される。具体的には、図４に示すように、複数の共振電極素子１４１の長さ（Ｙ軸方向の寸法）ｄ１～ｄｎが、Ｚ軸の正方向から負方向に向かって徐々に長くなるように形成される。
　さらに、本実施の形態によるフィルタ装置１００においては、各層のギャップｇ１～ｇｎが積層方向の各層において略一定となるように形成される。具体的には、図４に示すように、共振電極素子１４１の長さがＺ軸の正方向から負方向に向かって徐々に長くなるのに合わせて、容量電極素子１６１の長さがＺ軸の正方向から負方向に向かって徐々に短くなるように形成される。
　これにより、各層のギャップｇ１～ｇｎを略一定としつつ、ギャップｇ１～ｇｎが設けられる領域と共振部Ｒ１および容量部Ｃ１が設けられる領域との間の電極積層密度の差を緩和することができる。
　すなわち、仮に共振電極素子１４１の長さを一定とし、かつ容量電極素子１６１の長さを一定とすると、各層のギャップを略一定とすることはできるが、ギャップが設けられる領域の積層方向において電極素子が全く存在しなくなるため、ギャップが設けられる領域と共振部および容量部が設けられる領域との間の電極積層密度の差が大きくなってしまう。これに対し、本実施の形態においては、図４に示すように、ギャップｇ１～ｇｎを略一定にしつつ、共振電極素子１４１の長さおよび容量電極素子１６１の長さをそれぞれ積層方向において変化させている。これにより、ギャップｇ１～ｇｎが設けられる領域の大部分において積層方向に電極素子が存在している。そのため、ギャップｇ１～ｇｎが設けられる領域と共振部Ｒ１および容量部Ｃ１が設けられる領域との間の電極積層密度の差を緩和することができる。
　なお、接続導体１７１は、共振電極素子１４１のうちの隣り合う電極素子間をそれぞれ接続する複数のビア導体によって形成される。すなわち、隣り合う共振電極素子１４１同士は、Ｙ軸の負方向の端部に近い位置において、接続導体１７１（ビア導体）によって電気的に接続されている。共振電極素子１４１の対向端（Ｙ軸の負方向の端面）から接続導体１７１（ビア導体）までの距離は、複数の共振電極素子１４１の間で同じ値に設定される。すなわち、接続導体１７１を形成する複数のビア導体は、Ｚ軸の正方向から負方向に向かって徐々にＹ軸の負方向にずれるように配置される。
　さらに、共振部Ｒ１によって伝達される高周波信号の波長をλとすると、複数の共振電極素子１４１の長さｄ１～ｄｎの平均値は略λ／４に設定される。これにより、共振部Ｒ１によって波長λの高周波信号を効率良く伝達することができる。なお、複数の共振電極素子１４１の長さに代えて、複数の共振電極素子１４１の接続導体１５１から対向端（Ｙ軸の負方向の端面）までの距離の平均値を略λ／４に設定するようにしてもよい。
　以上のように、本実施の形態によるフィルタ装置１００においては、共振電極素子１４１を積層方向から平面視した場合に共振電極素子１４１の対向端（Ｙ軸の負方向の端部）の全部が重ならないように、各共振電極素子１４１の長さｄ１～ｄｎをＺ軸の正方向から負方向に向かって徐々に長くしている。さらに、ギャップｇ１～ｇｎが略一定となるように、各容量電極素子１６１の長さをＺ軸の正方向から負方向に向かって徐々に短くしている。これにより、フィルタ装置１００内の電極積層密度差を緩和してフィルタ装置１００の寸法精度を確保することができる。
　なお、各共振電極素子１４１の長さｄ１～ｄｎをＺ軸の正方向から負方向に向かって徐々に短くするようにしてもよい。
　本実施の形態における「側面１１５」、「側面１１６」および「積層体１１０」は、本開示における「第１側面」、「第２側面」および「積層体」にそれぞれ対応し得る。本実施の形態における「平板電極１３０」および「平板電極１３５」は、本開示における「第１平板電極」および「第２平板電極」にそれぞれ対応し得る。本実施の形態における「シールド端子１２１」および「シールド端子１２２」は、本開示における「第１端子」および「第２端子」にそれぞれ対応し得る。本実施の形態における「共振部Ｒ１～Ｒ５」は、本開示における「複数の共振部」に対応し得る。本実施の形態における「共振電極素子１４１～１４５」の各々は、本開示における「複数の共振電極素子」に対応し得る。本実施の形態における「複数の容量部Ｃ１～Ｃ５」は、本開示における「複数の容量部」に対応し得る。本実施の形態における「容量電極素子１６１～１６５」の各々は、本開示における「複数の容量電極素子」にそれぞれ対応し得る。
　［変形例１］
　図５は、本変形例１によるフィルタ装置１００ＡをＹＺ平面に沿う平面で切断した場合の断面図の一例である。フィルタ装置１００Ａは、上述のフィルタ装置１００の接続導体１５１を接続導体１５１Ａに変更したものである。なお、図５には、共振電極素子１４１および接続導体１５１Ａの断面図が代表的に例示されているが、他の共振電極素子１４２～１４５および接続導体１５２～１５５の断面形状も、共振電極素子１４１Ａおよび接続導体１５１Ａと同様の断面形状を有する。その他のフィルタ装置１００Ａの構成は、上述のフィルタ装置１００の構成と同じである。
　上述の実施の形態による接続導体１５１は、平板電極１３０から複数の共振電極素子１４１を貫通して平板電極１３５までＺ軸方向に沿って直線状に延在している。
　これに対し、本変形例１による接続導体１５１Ａは、平板電極１３０、複数の共振電極素子１４１、および平板電極１３５のうちの隣り合う２つをそれぞれ接続する複数のビア導体によって形成される。そして、接続導体１５１Ａを形成する複数のビア導体は、Ｚ軸の正方向から負方向に向かって徐々にＹ軸の負方向にずれるように配置される。
　さらに、本変形例１によるフィルタ装置１００Ａにおいては、各共振電極素子１４１において、接続導体１５１Ａ（ビア導体）から対向端までの長さが略λ／４に設定されている。
　このように、本変形例１によるフィルタ装置１００Ａにおいては、複数の共振電極素子１４１の長さがＺ軸の正方向から負方向に向かって徐々に長くなることに合わせて、接続導体１５１ＡをＺ軸の正方向から負方向に向かって徐々にＹ軸の負方向にずれるようにずらして配置している。これにより、高周波信号が共振部Ｒ１を伝達する際に共振電極素子１４１の各層で生じる電流密度が均一になるため、上述の実施の形態によるフィルタ装置１００よりも精度の良いフィルタを形成することができる。
　なお、各共振電極素子１４１の長さｄ１～ｄｎがＺ軸の正方向から負方向に向かって徐々に短くなっていてもよい。この場合には、接続導体１５１ＡをＺ軸の正方向から負方向に向かって徐々にＹ軸の負方向にずれるようにずらして配置すればよい。
　また、接続導体１５１Ａの位置を移動させることによって、共振電極素子１４１の短絡端の位置が変わるため、対応周波数を変化させることもできる。
　本変形例１における「接続導体１５１Ａ」は、本開示における「複数のビア導体」に対応し得る。
　［変形例２］
　図６は、本変形例２によるフィルタ装置１００ＢをＹＺ平面に沿う平面で切断した場合の断面図の一例である。フィルタ装置１００Ｂは、上述のフィルタ装置１００の共振電極素子１４１および容量電極素子１６１を、共振電極素子１４１Ｂおよび容量電極素子１６１Ｂに変更したものである。なお、図６には、共振電極素子１４１Ｂおよび容量電極素子１６１Ｂの断面図が代表的に例示されているが、他の共振電極素子１４２～１４５および容量電極素子１６２～１６５の断面形状も、共振電極素子１４１Ｂおよび容量電極素子１６１Ｂと同様の断面形状を有する。その他のフィルタ装置１００Ｂの構成は、上述のフィルタ装置１００の構成と同じである。
　図６に示されるように、本変形例２による共振電極素子１４１Ｂにおいては、積層方向（Ｚ軸方向）の内周側の素子の長さ（Ｙ軸方向の寸法）が、外周側の素子の長さよりも短くなるように形成される。すなわち、共振電極素子１４１Ｂは、積層方向から平面視した場合に、共振電極素子１４１Ｂの対向端（Ｙ軸の負方向の端部）の一部が互いに重ならないように形成される。さらに、本変形例２による容量電極素子１６１Ｂにおいては、積層方向の内周側の素子の長さ（Ｙ軸方向の寸法）が、外周側の素子の長さよりも長くなるように形成される。そして、容量電極素子１６１Ｂの内周側の素子が、共振電極素子１４１Ｂの外周側の素子と積層方向において重なる位置までＹ軸の正方向に延在している。これにより、各層のギャップｇ１～ｇｎを略一定としつつ、ギャップｇ１～ｇｎが設けられる領域とその他の領域との間の電極積層密度の差をより適切に緩和することができる。
　さらに、高周波信号が共振部Ｒ１を伝達する際に、高周波信号の大部分は、共振部Ｒ１の全部分を均一に流れるわけではなく、共振部Ｒ１の最外周部分を流れる特性（いわゆる表皮効果）を有することが知られている。したがって、本変形例２による共振電極素子１４１Ｂのように、高周波信号があまり流れない内周側の素子の長さを短くし、高周波信号の大部分が流れる外周側の素子の長さを長くすることで、フィルタ装置１００の特性への影響を少なくすることができる。
　また、本変形例２においては、容量電極素子１６１Ｂの内周側の素子が、共振電極素子１４１Ｂの外周側の素子と積層方向において重なる位置までＹ軸の正方向に延在している。そのため、共振部Ｒ１と容量部Ｃ１との間でＹ軸方向だけでなく積層方向（Ｚ軸方向）にも容量を形成することができる。したがって、より高い容量を形成したい場合に特に有効である。
　また、本変形例２による共振電極素子１４１Ｂにおいては、Ｘ軸方向の内周部分の長さ（Ｙ軸方向の寸法）が、Ｘ軸方向の外周部分の長さよりも短くなるように形成される。
　図７は、本変形例２による共振電極素子１４１ＢをＹ軸の負方向から平面視した図である。図７において、共振電極素子１４１Ｂの外周部分が「Ａ１」で示され、内周部分が「Ａ３」で示され、外周部分Ａ１と内周部分Ａ３との間の中間部分が「Ａ２」で示されている。
　内周部分Ａ３の長さ（Ｙ軸方向の寸法）は中間部分Ａ２の長さよりも短く、さらに、中間部分Ａ２の長さは外周部分Ａ１の長さよりも短い。すなわち、本変形例２による共振電極素子１４１Ｂにおいては、Ｘ軸方向の内周部分の長さ（Ｙ軸方向の寸法）がＸ軸方向の外周部分の長さよりも短くなるように形成される。
　なお、本変形例２による共振電極素子１４１Ｂにおいては積層方向（Ｚ軸方向）およびＸ軸方向の双方において内周部分が外周部分よりも短くなるように形成されているが、内周部分が外周部分よりも短くなる方向は必ずしも積層方向およびＸ軸方向の双方であることに限定されない。すなわち、積層方向およびＸ軸方向の少なくとも一方の内周部分が外周部分よりも短くなるように形成されていればよい。
　［変形例３］
　上述の実施の形態による共振電極素子１４１は、積層方向から平面視した場合に「共振電極素子１４１の対向端（Ｙ軸の負方向の端部）」が重ならないように形成される。
　変形例３による共振電極素子１４１は、積層方向から平面視した場合に「共振電極素子１４１のＸ軸方向に垂直な側面」が重ならないように形成される。
　図８は、本変形例３によるフィルタ装置１００ＣをＺ軸の正方向から見た透視平面図である。図９は、図８におけるＩＸ－ＩＸ断面図である。
　本変形例３によるフィルタ装置１００Ｃは、上述のフィルタ装置１００の共振部Ｒ１～Ｒ５および容量部Ｃ１～Ｃ５を、それぞれ共振部Ｒ１Ｃ～Ｒ３Ｃおよび容量部Ｃ１Ｃ～Ｃ３Ｃに変更したものである。その他のフィルタ装置１００Ｃの構成は、上述のフィルタ装置１００の構成と同じである。
　図８および図９に示されるように、複数の共振部Ｒ１Ｃ～Ｒ３Ｃは、Ｘ軸方向に並んで配置されている。共振部Ｒ１Ｃは、積層方向に積層された複数（図８および図９に示す例では５つ）の共振電極素子１４１Ｃによって形成されている。同様に、共振部Ｒ２Ｃは積層方向に積層された複数の共振電極素子１４２Ｃによって形成され、共振部Ｒ３Ｃは積層方向に積層された複数の共振電極素子１４３Ｃによって形成されている。
　容量部Ｃ１Ｃ～Ｃ３Ｃは、それぞれ、共振部Ｒ１Ｃ～Ｒ３ＣのＹ軸の負方向の端部と対向するように、Ｘ軸方向に並んで配置されている。容量部Ｃ１Ｃは、積層方向に積層された複数の容量電極素子１６１Ｃによって形成されている。同様に、容量部Ｃ２Ｃは積層方向に積層された複数の容量電極素子１６２Ｃによって形成され、容量部Ｃ３Ｃは積層方向に積層された複数の容量電極素子１６３Ｃによって形成されている。
　複数の共振電極素子１４１Ｃ～１４３Ｃの長さ（Ｙ軸方向の寸法）はすべて同じ値に設定されている。同様に、複数の容量電極素子１６１Ｃ～１６３Ｃの長さ（Ｙ軸方向の寸法）はすべて同じ値に設定されている。これにより、共振部Ｒ１Ｃ～Ｒ３Ｃと容量部Ｃ１Ｃ～Ｃ３Ｃとの間のＹ軸方向のギャップが略一定となる。
　また、複数の共振電極素子１４１Ｃ～１４３Ｃおよび容量電極素子１６１Ｃ～１６３Ｃの幅（Ｘ軸方向の寸法）はすべて同じ値に設定されている。
　本変形例３による共振電極素子１４１Ｃは、積層方向から平面視した場合に、共振電極素子１４１ＣのＸ軸方向に垂直な側面の全部が互いに重ならないように形成される。具体的には、図９に示すように、５つの共振電極素子１４１ＣのＸ軸方向の端部が、Ｘ軸に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）だけ傾斜する直線上に配置されるように形成される。
　同様に、共振電極素子１４２Ｃは、積層方向から平面視した場合に、共振電極素子１４２ＣのＸ軸方向に垂直な側面の全部が互いに重ならないように形成される。同様に、共振電極素子１４３Ｃは、積層方向から平面視した場合に、共振電極素子１４３ＣのＸ軸方向に垂直な側面の全部が互いに重ならないように形成される。
　さらに、各容量電極素子１６１Ｃ～１６３Ｃについても、各共振電極素子１４１Ｃ～１４３Ｃと同様に、各容量電極素子を積層方向から平面視した場合に、各共振電極素子のＸ軸方向に垂直な側面の全部が互いに重ならないように形成される。
　このような構成にすることで、共振部Ｒ１Ｃ～Ｒ３Ｃと容量部Ｃ１Ｃ～Ｃ３Ｃとの間のＹ軸方向のギャップを略一定にしつつ、積層体１１０内におけるＸ軸方向の電極積層密度差を緩和することができる。
　なお、上述の実施の形態および変形例１、２のいずれかと本変形例３とを組合せて、共振電極素子を積層方向から平面視した場合に、共振電極素子の容量電極素子との対向端（Ｙ軸の負方向の端部）およびＸ軸方向に垂直な側面（Ｘ軸方向の端部）の双方の全部または一部が重ならないように共振電極素子を形成するようにしてもよい。
　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて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。
　１０　通信装置、１２　アンテナ、２０　高周波フロントエンド回路、２２，２８　バンドパスフィルタ、２４　増幅器、２６　減衰器、３０　ミキサ、３２　局部発振器、４０　Ｄ／Ａコンバータ、５０　ＲＦ回路、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ　フィルタ装置、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ　積層体、１１１　上面、１１２　下面、１１３，１１４，１１５，１１６　側面、１２１，１２２　シールド端子、１３０，１３５，ＰＬ１　平板電極、１４１～１４５，１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃ～１４３Ｃ　共振電極素子、１５１～１５５，１５１Ａ，１７１～１７５　接続導体、１６１～１６５，１６１Ｂ，１６１Ｃ～１６３Ｃ　容量電極素子、Ｃ１～Ｃ５，Ｃ１Ｃ～Ｃ３Ｃ　容量部、Ｒ１～Ｒ５，Ｒ１Ｃ～Ｒ３Ｃ　共振部、Ｔ１　入力端子、Ｔ２　出力端子、Ｖ１０，Ｖ１１　ビア。

Claims (5)

  1. 　複数の誘電体層が積層方向に積層されて形成され、前記積層方向に直交する第１方向に垂直な第１側面および第２側面を有する直方体状の積層体と、
    　前記積層体の内部において前記積層方向に離間して配置される第１平板電極および第２平板電極と、
    　前記積層体の前記第１側面および前記第２側面にそれぞれ配置され、前記第１平板電極および前記第２平板電極に接続される第１端子および第２端子と、
    　前記積層体における前記第１平板電極と前記第２平板電極との間の領域に、前記積層方向および前記第１方向に直交する第２方向に並べて配置される複数の共振部と、
    　前記積層体における前記複数の共振部と前記第２端子との間の領域に、前記複数の共振部と前記第１方向においてそれぞれ対向するように配置される複数の容量部とを備え、
    　前記複数の共振部の各々は、前記積層方向に積層される複数の共振電極素子によって形成され、前記第１端子に接続されるとともに前記第２端子から離間され、
    　前記複数の容量部の各々は、前記積層方向に積層される複数の容量電極素子によって形成され、前記第２端子に接続されるとともに、前記第１方向において対向する共振部との間で容量を形成し、
    　各前記共振部における前記複数の共振電極素子は、前記積層方向から平面視した場合に、前記複数の容量電極素子と対向する対向端および前記第２方向に垂直な側面の少なくとも一方の全部または一部が重ならないように形成され、
    　各前記容量部における前記複数の容量電極素子は、互いに対向する前記共振電極素子との前記第１方向の距離が前記積層方向の各層において略一定となるように形成される、誘電体フィルタ。
  2. 　各前記共振部における前記複数の共振電極素子の前記第１方向の長さは互いに異なるように形成され、
    　各前記容量部における前記複数の容量電極素子の前記第１方向の長さは互いに異なるように形成される、請求項１に記載の誘電体フィルタ。
  3. 　前記誘電体フィルタによって伝達される高周波信号の波長をλとすると、各前記共振部における前記複数の共振電極素子の前記第１方向の長さの平均値は略λ／４である、請求項２に記載の誘電体フィルタ。
  4. 　前記複数の共振部をそれぞれ前記第１平板電極および前記第２平板電極に接続する複数の接続導体をさらに備え、
    　前記複数の接続導体の各々は、前記複数の共振電極素子、前記第１平板電極および前記第２平板電極のうちの隣り合う２つをそれぞれ接続する複数のビア導体によって形成され、
    　前記誘電体フィルタによって伝達される高周波信号の波長をλとすると、各前記共振電極素子の前記ビア導体から前記対向端までの長さは略λ／４である、請求項２に記載の誘電体フィルタ。
  5. 　各前記共振部は、前記積層方向および前記第２方向の少なくとも一方の内周側の部分は外周側の部分よりも、前記第１方向の長さが短くなるように形成される、請求項１に記載の誘電体フィルタ。
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