WO2022230286A1 - フィルタ装置およびそれを搭載した高周波フロントエンド回路 - Google Patents

フィルタ装置およびそれを搭載した高周波フロントエンド回路 Download PDF

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    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
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    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H2001/0021—Constructional details
    • H03H2001/0085—Multilayer, e.g. LTCC, HTCC, green sheets

Definitions

  • the present disclosure relates to a filter device and a high-frequency front-end circuit equipped with the filter device, and more specifically to technology for protecting input/output terminals of the filter device.
  • Patent Document 1 discloses a bandpass filter using a laminated dielectric resonator in which a plurality of internal electrode layers are laminated in a dielectric.
  • the inductor portion of the internal electrode layer is configured with a longitudinal pattern, and the width of a part of the longitudinal pattern gradually narrows. have a shape. With such a configuration, the resonance frequency can be lowered without lowering the Q value, so that the size of the resonator can be reduced.
  • a high-frequency signal input to an input terminal passes through a filter section (resonant circuit) composed of resonators and is output. output from the terminal.
  • a filter section resonant circuit
  • the input terminal and the filter section, and the output terminal and the filter section may be coupled by capacitive coupling.
  • Input terminals and output terminals function as connection terminals for connecting to external devices, and are electrically connected to external devices by soldering or the like.
  • Input terminals and output terminals are typically made of copper (Cu) or silver (Ag).
  • the surface may be covered with a highly corrosion-resistant metal.
  • a highly corrosion-resistant metal such as gold (Au) or tin (Sn) is generally formed by electrolytic plating after forming the filter device.
  • Au gold
  • Sn tin
  • the input terminal and the output terminal are not connected to the ground terminal and are electrically floating. Because it is in a closed (insulated) state, no current flows through the input and output terminals. As a result, the input terminals and the output terminals may not be sufficiently covered with the highly corrosion-resistant metal.
  • the present disclosure has been made to solve the problems described above, and an object thereof is to provide a filter device in which an input terminal and an output terminal are capacitively coupled to a resonance circuit, wherein the input terminal and the output terminal are capacitively coupled to each other. It is to be covered with a highly corrosion-resistant metal.
  • a filter device includes an input terminal, an output terminal, a ground terminal, a resonance circuit including at least one resonator, a first inductor, and a second inductor.
  • the first inductor connects the input terminal and the ground terminal.
  • the second inductor connects the output terminal and the ground terminal.
  • the input and output terminals and the resonant circuit are coupled by capacitive coupling.
  • the input terminal and the output terminal capacitively coupled with the resonant circuit are connected to the ground terminal via the corresponding inductors.
  • the input terminal and the output terminal are not electrically insulated, so that the input terminal and the output terminal can be covered with a highly corrosion-resistant metal.
  • FIG. 1 is a block diagram of a communication device having a high-frequency front-end circuit to which a filter device according to an embodiment is applied;
  • FIG. 1 is an external perspective view of a filter device according to an embodiment;
  • FIG. 1 is a see-through perspective view showing an internal structure of a filter device according to an embodiment;
  • FIG. It is a sectional view of a filter device of an embodiment.
  • 1 is a plan view of a filter device according to an embodiment;
  • FIG. It is a figure for demonstrating the filter characteristic of the filter apparatus of embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of a communication device 10 having a high frequency front-end circuit 20 to which the filter device of 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 as a transmission signal.
  • a modulated digital signal output from the RF circuit 50 is converted to an analog signal by the D/A converter 40 .
  • Mixer 30 mixes the signal converted into an analog signal by D/A converter 40 with an oscillation signal from local oscillator 32 and up-converts it into a high frequency signal.
  • a band-pass filter 28 removes unnecessary waves generated by up-conversion and extracts only signals in a desired frequency band.
  • Attenuator 26 adjusts the strength of the signal.
  • Amplifier 24 power-amplifies the signal that has passed through attenuator 26 to a predetermined level.
  • the band-pass filter 22 removes unnecessary waves generated in the amplification process and allows only signal components in the frequency band specified by the communication standard to pass.
  • a signal that has passed through the bandpass filter 22 is radiated from the antenna 12 as a transmission signal.
  • 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.
  • filter device 100 (Configuration of filter device) Next, a detailed configuration of the filter device 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
  • FIG. In the present embodiment, filter device 100 will be described as an example of a dielectric filter composed of a plurality of resonators, which are distributed constant elements.
  • Other types of filters such as
  • 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.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the filter device 100.
  • FIG. 5 is a plan view of the filter device 100 viewed from the stacking direction.
  • filter device 100 includes a rectangular parallelepiped or substantially rectangular parallelepiped laminate 110 in which a plurality of dielectric layers are laminated in a predetermined direction.
  • Stack 110 has top surface 111 , bottom surface 112 , side surface 113 , side surface 114 , side surface 115 , and side surface 116 .
  • the side surface 113 is the side surface in the positive direction of the X-axis
  • the side surface 114 is the side surface in the negative direction of the X-axis.
  • Sides 115 and 116 are sides perpendicular to the Y-axis direction.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the resonators forming the filter device 100 as seen from the X-axis direction.
  • Each dielectric layer of the laminate 110 is made of ceramics such as low temperature co-fired ceramics (LTCC) or resin. Inside the laminate 110, a plurality of flat plate conductors provided in each dielectric layer and a plurality of vias provided between the dielectric layers constitute distributed constant elements and between the distributed constant elements. A capacitor and an inductor are configured for coupling the .
  • the term “via” refers to a conductor that connects conductors provided on different dielectric layers and extends in the stacking direction of the dielectric layers. Vias are formed, for example, by conductive paste, plating, and/or metal pins.
  • the stacking direction of the dielectric layers in the laminate 110 is defined as the "Z-axis direction", and the direction perpendicular to the Z-axis direction and along the long side of the laminate 110 is defined as the "X-axis direction.” (second direction), and the direction along the short side of the laminate 110 is the “Y-axis direction” (first direction).
  • the positive direction of the Z-axis in each drawing may be referred to as the upper side, and the negative direction may be referred to as the lower side.
  • the filter device 100 includes shield conductors 121 and 122 covering side surfaces 115 and 116 of the laminate 110, respectively.
  • the shield conductors 121 and 122 have a substantially C shape when viewed from the X-axis direction of the laminate 110 . That is, the shield conductors 121 and 122 partially cover the top surface 111 and the bottom surface 112 of the laminate 110 .
  • the portions of the shield conductors 121 and 122 covering 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 conductors 121 and 122 also function as ground terminals.
  • the filter device 100 also has an input terminal T1 and an output terminal T2 provided 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 electrically connected to corresponding electrodes on the mounting substrate by connecting members such as solder bumps.
  • the input terminal T1 and the output terminal T2 are terminals used for signal input and output. Note that the input/output relationship may be reversed.
  • Filter device 100 includes plate electrodes 130 and 135, a plurality of resonators 141 to 145, capacitor electrodes 161 to 165, connection conductors 171 to 175, and inductors L10 and L20 in addition to the configuration shown in FIG. further provide.
  • the resonators 141-145, the capacitor electrodes 161-165 and the connection conductors 171-175 are collectively referred to as “resonator 140", “capacitor electrode 160” and "connection conductor 170", respectively.
  • 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 provided on the dielectric layer near the upper surface 111 and connected to the shield conductors 121 and 122 at the ends in the Y-axis direction.
  • the flat plate electrode 130 has a shape that substantially covers the dielectric layer when viewed from above in the stacking direction.
  • the plate electrode 135 is provided on the dielectric layer near the bottom surface 112 of the laminate 110 .
  • 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 connected to the shield conductors 121 and 122 at the ends in the Y-axis direction.
  • resonators 141-145 are arranged between the flat plate electrode 130 and the flat plate electrode 135. As shown in FIG. Each of the resonators 141-145 extends in the Y-axis direction (first direction). A positive Y-axis end (first end) of each of the resonators 141 to 145 is connected to the shield conductor 121 . On the other hand, the ends (second ends) in the negative Y-axis direction of each of the resonators 141 to 145 are separated from the shield conductor 122 .
  • the resonators 141 to 145 constitute a “resonant circuit 200” in the present disclosure.
  • the resonators 141 to 145 are arranged side by side in the X-axis direction (second direction) inside the laminate 110 . More specifically, the resonators 141, 142, 143, 144, and 145 are arranged in this order from the positive direction to the negative direction of the X axis.
  • Each of the resonators 141-145 is composed of a plurality of conductors arranged along the stacking direction.
  • the plurality of conductors In a cross section parallel to the ZX plane of each resonator 140 (that is, a cross section viewed from the Y-axis direction), the plurality of conductors has a substantially elliptical shape as a whole.
  • the X-axis direction dimension of the conductors arranged in the uppermost and lowermost layers is narrower than the X-axis direction dimension of the conductors arranged in the layers near the center.
  • each resonator 140 a plurality of conductors forming each resonator are electrically connected by a connection conductor 170 at a position near the second end on the shield conductor 122 side. Assuming that the wavelength of the high-frequency signal transmitted in each resonator is ⁇ , the length of each resonator in the Y-axis direction is about ⁇ /4.
  • the resonator 140 functions as a distributed constant type TEM mode resonator having a plurality of conductors as central conductors and plate electrodes 130 and 135 as outer conductors.
  • the input terminal T1 is connected to one end of the plate electrode PL10 through a via V10.
  • the plate electrode PL10 has a rectangular shape and extends from the via V10 in the negative direction of the Y axis.
  • a via V11 is connected to the other end of the plate electrode PL10.
  • the plate electrode PL10 is connected to the plate electrode PL11 by a via V11.
  • the plate electrode PL11 has a rectangular shape and faces the bottom surface of the resonator 141 . That is, the input terminal T1 is coupled with the resonator 141 of the resonant circuit 200 by capacitive coupling.
  • the output terminal T2 is connected to the plate electrodes PL20 and PL21 via vias, similar to the input terminal T1.
  • the plate electrode PL21 has a rectangular shape and faces the bottom surface of the resonator 145 . That is, the output terminal T2 is coupled with the resonator 145 of the resonant circuit 200 by capacitive coupling.
  • inductor L10 is connected to the via V10 connected to the input terminal T1.
  • the inductor L10 extends in the negative Y-axis direction from the via V10, folds in front of the shield conductor 122, extends in the positive Y-axis direction, and is connected to the shield conductor 121.
  • the output terminal T2 is connected to the shield conductor 121 by an inductor L20. It is desirable that the inductor L20 does not overlap the resonance circuit 200 when viewed from the stacking direction of the laminate 110 .
  • the resonators 141 to 145 are magnetically coupled to each other, and the high frequency signal input to the input terminal T1 is transmitted to the resonators 141 to 145 in order and output from the output terminal T2.
  • the filter device 100 functions as a bandpass filter depending on the degree of coupling between the resonators.
  • a capacitor electrode projecting between adjacent resonators is provided on the second end side of the resonator 140 .
  • the capacitor electrode has a structure in which a part of a plurality of conductors forming the resonator protrudes.
  • the degree of capacitive coupling between resonators can be adjusted by the length of the capacitor electrodes in the Y-axis direction, the distance from adjacent resonators, and/or the number of conductors forming the capacitor electrodes.
  • a capacitor electrode C10 protrudes from the resonator 141 toward the resonator 142
  • a capacitor electrode C20 protrudes from the resonator 142 toward the resonator 141.
  • a capacitor electrode C30 is provided to project from the resonator 143 toward the resonator 142
  • a capacitor electrode C40 is provided to project from the resonator 144 toward the resonator 143.
  • a capacitor electrode C50 is provided so as to protrude from the resonator 145 toward the resonator 144.
  • the capacitor electrodes C10 to C50 are not an essential component, and some or all of the capacitor electrodes may be omitted if a desired degree of coupling between the resonators can be achieved.
  • the filter device includes capacitor electrodes projecting from the resonator 142 toward the resonator 143, capacitor electrodes projecting from the resonator 143 toward the resonator 144, A capacitor electrode projecting from the resonator 144 toward the resonator 145 may be provided.
  • a capacitor electrode 160 is arranged facing the second end of the resonator 140 .
  • a cross section parallel to the ZX plane of the capacitor electrode 160 has the same cross section as that of the resonator 140 .
  • Capacitor electrode 160 is connected to shield conductor 122 .
  • the resonator 140 and the corresponding capacitor electrode 160 form a capacitor.
  • the capacitance of the capacitor formed by the resonator 140 and the corresponding capacitor electrode 160 can be adjusted by the gap (distance in the Y-axis direction) GP between the resonator and the capacitor electrode in FIG.
  • the input terminal T1 and the output terminal T2 function as connection terminals for connecting to an external device, and are electrically connected to the external device by soldering or the like.
  • the input terminal T1 and the output terminal T2 are typically made of copper or silver, but in order to prevent erosion by solder or the like, the surface may be covered with a highly corrosion-resistant metal such as gold or tin.
  • a metal with high corrosion resistance is generally formed by electrolytic plating after forming the filter device. If T1 and output terminal T2 are not connected to the ground terminal, they are electrically insulated. Therefore, the input terminal T1 and the output terminal T2 may not be sufficiently covered with the highly corrosion-resistant metal.
  • the input terminal T1 and the output terminal T2 are connected to the shield conductor 121 functioning as a ground terminal via inductors L10 and L20, respectively. This prevents the input terminal T1 and the output terminal T2 from being electrically insulated when electrolytic plating is performed to form a highly corrosion-resistant metal. A current can flow through the terminal T2. Therefore, the input terminal T1 and the output terminal T2 can be covered with a highly corrosion-resistant metal.
  • the inductance of inductors L10 and L20 is 5 nH or more.
  • FIG. 6 is a diagram showing a graph of filter characteristics of the filter device 100 of the present embodiment and a comparative filter device that does not include the inductors L10 and L20.
  • the horizontal axis indicates frequency
  • the vertical axis indicates insertion loss (solid lines LN10, LN20) and reflection loss (broken lines LN11, LN21) as transmission characteristics.
  • the filter device can be obtained by connecting each of the input terminal and the output terminal to the ground terminal via an inductor having an appropriate inductance. It is possible to cover the input terminal and the output terminal with a highly corrosion-resistant metal while suppressing the influence on the transmission characteristics of the input terminal and the output terminal.
  • Insulor L10 and “inductor L20” in the present embodiment respectively correspond to “first inductor” and “second inductor” in the present disclosure.
  • Plate electrode 130" and “plate electrode 135" in the present embodiment respectively correspond to “first plate electrode” and “second plate electrode” in the present disclosure.
  • shield conductor 121" and “shield conductor 122” in the present embodiment respectively correspond to “first shield conductor” and “second shield conductor” in the present disclosure.
  • Segd conductor 121" and “shield conductor 122" in the present embodiment respectively correspond to “first shield conductor” and “second shield conductor” in the present disclosure.
  • Side surface 115" and “side surface 116" in the present embodiment respectively correspond to “first side surface” and “second side surface” in the present disclosure.
  • 10 communication device 12 antenna, 20 high-frequency front-end circuit, 22, 28 band-pass filter, 24 amplifier, 26 attenuator, 30 mixer, 32 local oscillator, 40 D/A converter, 50 RF circuit, 100 filter device, 110 lamination Body, 111 Upper surface, 112 Lower surface, 113-116 Side surface, 121, 122 Shield conductor, 130, 135, PL10, PL11, PL20, PL21 Plate electrode, 140-145 Resonator, 160-165, C10-C50 Capacitor electrode, 170 , 171 to 175 connection conductors, 200 resonance circuit, L10, L20 inductors, T1 input terminals, T2 output terminals, V10, V11 vias.

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Abstract

フィルタ装置（１００）は、入力端子（Ｔ１）と、出力端子（Ｔ２）と、シールド導体（１２１）と、少なくとも１つの共振器を含む共振回路（２００）と、インダクタ（Ｌ１０，Ｌ２０）とを備える。インダクタ（Ｌ１０）は、入力端子（Ｔ１）とシールド導体（１２１）とを接続する。インダクタ（Ｌ２０）は、出力端子（Ｔ２）とシールド導体（１２１）とを接続する。入力端子（Ｔ１）および出力端子（Ｔ２）と、共振回路（２００）とは容量結合により結合されている。

Description

フィルタ装置およびそれを搭載した高周波フロントエンド回路
　本開示は、フィルタ装置およびそれを搭載した高周波フロントエンド回路に関し、より特定的には、フィルタ装置の入出力端子を保護するための技術に関する。
　特開２００７－２３５４６５号公報（特許文献１）には、誘電体内に複数の内部電極層が積層された積層型誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタが開示されている。特開２００７－２３５４６５号公報（特許文献１）に開示されたバンドパスフィルタにおいては、内部電極層のインダクタ部が長手パターンで構成されており、当該長手パターンの一部の幅が徐々に狭くなる形状を有している。このような構成とすることによって、Ｑ値を低下させることなく共振周波数を低下させることができるので、共振器の小型化を図ることができる。
特開２００７－２３５４６５号公報
　特開２００７－２３５４６５号公報（特許文献１）に開示されたようなフィルタ装置においては、入力端子に入力された高周波信号が、共振器で構成されるフィルタ部（共振回路）を通過して出力端子から出力される。このとき、入力端子とフィルタ部、および、出力端子とフィルタ部とが、容量結合により結合される場合がある。
　上記の入力端子および出力端子は、外部機器と接続するための接続端子として機能し、はんだ等により外部機器と電気的に接続される。入力端子および出力端子は、代表的には銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）により形成される場合があるが、はんだ等による侵食を防止するために、金（Ａｕ）あるいは錫（Ｓｎ）などの耐食性の高い金属によって表面が覆われる場合がある。
　金（Ａｕ）あるいは錫（Ｓｎ）などの耐食性の高い金属は、一般的にはフィルタ装置を形成した後に電解メッキによって形成される。しかし、上記のように、入力端子とフィルタ部、および、出力端子とフィルタ部とが容量結合により結合されている場合、入力端子および出力端子が接地端子と接続されておらず、電気的に浮いた（絶縁された）状態となっているため、入力端子および出力端子に電流を流すことがない。この結果、入力端子および出力端子が耐食性の高い金属によって十分に覆われない状態となり得る。
　本開示は、上記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、入力端子および出力端子と共振回路とが容量結合されたフィルタ装置において、当該入力端子および出力端子が耐食性の高い金属によって覆われた状態にすることである。
　本開示に係るフィルタ装置は、入力端子と、出力端子と、接地端子と、少なくとも１つの共振器を含む共振回路と、第１インダクタおよび第２インダクタとを備える。第１インダクタは、入力端子と接地端子とを接続する。第２インダクタは、出力端子と接地端子とを接続する。入力端子および出力端子と、共振回路とは容量結合により結合されている。
　本開示に係るフィルタ装置によれば、共振回路と容量結合された入力端子および出力端子が、対応するインダクタを介して接地端子に接続されている。これにより、入力端子および出力端子が電気的に絶縁された状態とならないため、入力端子および出力端子が耐食性の高い金属によって覆われた状態にすることができる。
実施の形態のフィルタ装置が適用される高周波フロントエンド回路を有する通信装置のブロック図である。 実施の形態のフィルタ装置の外観斜視図である。 実施の形態のフィルタ装置の内部構造を示す透過斜視図である。 実施の形態のフィルタ装置の断面図である。 実施の形態のフィルタ装置の平面図である。 実施の形態のフィルタ装置のフィルタ特性を説明するための図である。
　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、本実施の形態の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から送信信号として放射する。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によってアナログ信号に変換された信号を、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、信号の強度を調整する。増幅器２４は、減衰器２６を通過した信号を、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を通過した信号は、送信信号としてアンテナ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５を用いて、本実施の形態のフィルタ装置１００の詳細な構成について説明する。本実施の形態においては、フィルタ装置１００として、分布定数素子である複数の共振器により構成される誘電体フィルタを例として説明するが、フィルタ装置１００は、たとえばインダクタとキャパシタとで構成されるフィルタなどの他のタイプのフィルタであってもよい。
　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、内部の構成については省略されている。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４は、フィルタ装置１００の断面図である。また、図５は、フィルタ装置１００を積層方向から見た平面図である。
　図２を参照して、フィルタ装置１００は、複数の誘電体層が所定の方向に積層された、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は、上面１１１と、下面１１２と、側面１１３と、側面１１４と、側面１１５と、側面１１６とを有している。側面１１３は、Ｘ軸の正方向の側面であり、側面１１４はＸ軸の負方向の側面である。側面１１５，１１６はＹ軸方向に垂直な側面である。なお、図４は、フィルタ装置１００を構成する共振器をＸ軸方向から見た断面図である。
　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）などのセラミックス、あるいは樹脂により形成されている。積層体１１０の内部において、各誘電体層に設けられた複数の平板導体、および、誘電体層間に設けられた複数のビアによって、共振器を構成する分布定数素子、ならびに、当該分布定数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構成される。本明細書において「ビア」とは、異なる誘電体層に設けられた導体同士を接続し、誘電体層の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、メッキ、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における誘電体層の積層方向を「Ｚ軸方向」とし、Ｚ軸方向に垂直であって積層体１１０の長辺に沿った方向を「Ｘ軸方向」（第２方向）とし、積層体１１０の短辺に沿った方向を「Ｙ軸方向」（第１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は、積層体１１０の側面１１５，１１６をそれぞれ覆う、シールド導体１２１，１２２を備えている。シールド導体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、シールド導体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。シールド導体１２１，１２２において、積層体１１０の下面１１２にを覆っている部分は、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、シールド導体１２１，１２２は接地端子としても機能する。
　また、フィルタ装置１００は、積層体１１０の下面１１２に設けられた入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２を備えている。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電気的に接続される。入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２は、信号の入力および出力に用いられる端子である。なお、入出力の関係が逆であってもよい。
　次に図３を参照して、フィルタ装置１００の内部構造について説明する。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、複数の共振器１４１～１４５と、キャパシタ電極１６１～１６５と、接続導体１７１～１７５と、インダクタＬ１０，Ｌ２０とをさらに備える。なお、以降の説明において、共振器１４１～１４５、キャパシタ電極１６１～１６５および接続導体１７１～１７５を、それぞれ包括的に「共振器１４０」、「キャパシタ電極１６０」、および「接続導体１７０」と称する場合がある。
　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に近い誘電体層に設けられており、Ｙ軸方向の端部においてシールド導体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、誘電体層をほぼ覆う形状を有している。
　平板電極１３５は、積層体１１０の下面１１２に近い誘電体層に設けられている。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は、Ｙ軸方向の端部においてシールド導体１２１，１２２に接続されている。
　積層体１１０において、平板電極１３０と平板電極１３５との間に、共振器１４１～１４５が配置されている。共振器１４１～１４５の各々はＹ軸方向（第１方向）に延在している。共振器１４１～１４５の各々におけるＹ軸の正方向の端部（第１端部）は、シールド導体１２１に接続されている。一方、共振器１４１～１４５の各々におけるＹ軸の負方向の端部（第２端部）は、シールド導体１２２から離間している。共振器１４１～１４５によって、本開示における「共振回路２００」が構成される。
　フィルタ装置１００においては、共振器１４１～１４５は、積層体１１０の内部においてＸ軸方向（第２方向）に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、共振器１４１，１４２，１４３，１４４，１４５の順に配置されている。
　共振器１４１～１４５の各々は、積層方向に沿って配置された複数の導体によって構成されている。各共振器１４０のＺＸ平面に平行な断面（すなわち、Ｙ軸方向から平面視した断面）において、複数の導体は全体として略楕円形状を有している。言い換えれば、複数の導体において最上層および最下層に配置される導体のＸ軸方向の寸法は、中央付近の層に配置される導体のＸ軸方向の寸法よりも狭い。
　共振器１４０において、各共振器を構成する複数の導体は、シールド導体１２２側の第２端部に近い位置において、接続導体１７０によって電気的に接続されている。各共振器において、伝達される高周波信号の波長をλとすると、各共振器のＹ軸方向の長さは約λ／４である。共振器１４０は、複数の導体を中心導体とし、平板電極１３０，１３５を外導体とする、分布定数型のＴＥＭモード共振器として機能する。
　入力端子Ｔ１は、ビアＶ１０によって平板電極ＰＬ１０の一方端に接続される。平板電極ＰＬ１０は矩形形状を有しており、ビアＶ１０からＹ軸の負方向に延在している。平板電極ＰＬ１０の他方端にはビアＶ１１が接続されている。平板電極ＰＬ１０は、ビアＶ１１によって平板電極ＰＬ１１に接続されている。平板電極ＰＬ１１は矩形形状を有しており、共振器１４１の下面と対向している。すなわち、入力端子Ｔ１は、容量結合によって共振回路２００の共振器１４１と結合している。
　出力端子Ｔ２は、入力端子Ｔ１と同様に、ビアを介して平板電極ＰＬ２０，ＰＬ２１に接続されている。平板電極ＰＬ２１は矩形形状を有しており、共振器１４５の下面と対向している。すなわち、出力端子Ｔ２は、容量結合によって共振回路２００の共振器１４５と結合している。
　入力端子Ｔ１に接続されるビアＶ１０には、インダクタＬ１０が接続されている。インダクタＬ１０は、ビアＶ１０からＹ軸の負方向に延伸し、シールド導体１２２の手前で折り返し、Ｙ軸の正方向に延伸してシールド導体１２１に接続されている。図５に示されるように、積層体１１０の積層方向（Ｚ軸方向）から平面視した場合に、インダクタＬ１０は、共振回路２００とは重ならない位置に配置されていることが望ましい。
　同様に、出力端子Ｔ２は、インダクタＬ２０によってシールド導体１２１に接続されている。積層体１１０の積層方向から平面視した場合に、インダクタＬ２０は、共振回路２００とは重なっていないことが望ましい。
　共振器１４１～１４５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、共振器１４１～１４５の順に伝達されて、出力端子Ｔ２から出力される。このとき、各共振器間の結合度合いによって、フィルタ装置１００はバンドパスフィルタとして機能する。
　共振器１４０の第２端部側には、隣接する共振器との間に突出したキャパシタ電極が設けられている。キャパシタ電極は、共振器を構成する複数の導体の一部が突出した構造となっている。キャパシタ電極のＹ軸方向の長さ、隣接する共振器との距離、および／または、キャパシタ電極を構成する導体の数によって、共振器間の容量結合の度合いを調整することができる。
　フィルタ装置１００においては、図３に示されるように、共振器１４１から共振器１４２に向かってキャパシタ電極Ｃ１０が突出して設けられており、共振器１４２から共振器１４１に向かってキャパシタ電極Ｃ２０が突出して設けられている。また、共振器１４３から共振器１４２に向かってキャパシタ電極Ｃ３０が突出して設けられており、共振器１４４から共振器１４３に向かってキャパシタ電極Ｃ４０が突出して設けられている。さらに、共振器１４５から共振器１４４に向かってキャパシタ電極Ｃ５０が突出して設けられている。
　なお、キャパシタ電極Ｃ１０～Ｃ５０は必須の構成ではなく、共振器間の所望の結合度合いが実現できれば、一部または全部のキャパシタ電極は設けられなくてもよい。また、図３の構成に加えて、フィルタ装置は、共振器１４２から共振器１４３に向かって突出して設けられたキャパシタ電極、共振器１４３から共振器１４４に向かって突出して設けられたキャパシタ電極、共振器１４４から共振器１４５に向かって突出して設けられたキャパシタ電極を備えていてもよい。
　また、フィルタ装置１００においては、共振器１４０の第２端部に対向して、キャパシタ電極１６０が配置されている。キャパシタ電極１６０のＺＸ平面に平行な断面は、共振器１４０と同様の断面を有している。キャパシタ電極１６０は、シールド導体１２２に接続されている。これにより、共振器１４０と、対応するキャパシタ電極１６０とによってキャパシタが構成される。図４における共振器とキャパシタ電極との間のギャップ（Ｙ軸方向の距離）ＧＰによって、共振器１４０と対応するキャパシタ電極１６０とによって構成されるキャパシタのキャパシタンスの大きさを調整することができる。
　上記のようなフィルタ装置１００において、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２は、外部機器と接続するための接続端子として機能し、はんだ等により外部機器と電気的に接続される。入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２は、代表的には銅または銀により形成される場合があるが、はんだ等による侵食を防止するために、金あるいは錫などの耐食性の高い金属によって表面が覆われる場合がある。
　耐食性が高い金属は、一般的にはフィルタ装置を形成した後に電解メッキによって形成されるが、上記のように入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２が共振回路と容量結合により結合されている場合、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２が接地端子と接続されていないと、電気的に絶縁された状態となる。そのため、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２が耐食性が高い金属によって十分に覆われない状態となり得る。
　本実施の形態のフィルタ装置１００においては、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２がそれぞれインダクタＬ１０，Ｌ２０を介して、接地端子として機能するシールド導体１２１に接続されている。これにより、耐食性の高い金属を形成する電解メッキを行なう際に、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２が電気的に絶縁された状態となることが防止されるため、シールド導体１２１を通して入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２に電流を流すことができる。したがって、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２が耐食性の高い金属によって覆われた状態にすることが可能となる。
　なお、周波数および所望のフィルタ特性によって設定される。本実施の形態のフィルタ装置１００においては、インダクタＬ１０，Ｌ２０のインダクタンスは、５ｎＨ以上である。
　図６は、本実施の形態のフィルタ装置１００と、インダクタＬ１０，Ｌ２０を備えていない比較例のフィルタ装置のフィルタ特性のグラフを示す図である。図６において、横軸には周波数が示されており、縦軸には通過特性として挿入損失（実線ＬＮ１０，ＬＮ２０）および反射損失（破線ＬＮ１１，ＬＮ２１）が示されている。
　図６に示されるように、インダクタＬ１０，Ｌ２０を備えるフィルタ装置１００の構成においても、インダクタＬ１０，Ｌ２０のインダクタンスが適切に設定されることによって、比較例と同等の通過特性を実現することができている。
　このように、入力端子および出力端子が共振回路と容量結合した構成であっても、入力端子および出力端子の各々が、適切なインダクタンスのインダクタを介して接地端子に接続されることによって、フィルタ装置の通過特性に対する影響を抑制しつつ、入力端子および出力端子が耐食性の高い金属によって覆われた状態にすることが可能となる。
　本実施の形態における「インダクタＬ１０」および「インダクタＬ２０」は、本開示における「第１インダクタ」および「第２インダクタ」にそれぞれ対応する。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」にそれぞれ対応する。本実施の形態における「シールド導体１２１」および「シールド導体１２２」は、本開示における「第１シールド導体」および「第２シールド導体」にそれぞれ対応する。本実施の形態における「側面１１５」および「側面１１６」は、本開示における「第１側面」および「第２側面」にそれぞれ対応する。
　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　フィルタ装置、１１０　積層体、１１１　上面、１１２　下面、１１３～１１６　側面、１２１，１２２　シールド導体、１３０，１３５，ＰＬ１０，ＰＬ１１，ＰＬ２０，ＰＬ２１　平板電極、１４０～１４５　共振器、１６０～１６５，Ｃ１０～Ｃ５０　キャパシタ電極、１７０，１７１～１７５　接続導体、２００　共振回路、Ｌ１０，Ｌ２０　インダクタ、Ｔ１　入力端子、Ｔ２　出力端子、Ｖ１０，Ｖ１１　ビア。

Claims (7)

  1. 　入力端子と、
    　出力端子と、
    　接地端子と、
    　少なくとも１つの共振器を含む共振回路と、
    　前記入力端子と前記接地端子とを接続する第１インダクタと、
    　前記出力端子と前記接地端子とを接続する第２インダクタとを備え、
    　前記入力端子および前記出力端子と、前記共振回路とは容量結合により結合されている、フィルタ装置。
  2. 　前記入力端子および前記出力端子の表面は、耐食性の高い金属に、請求項１に記載のフィルタ装置。
  3. 　前記フィルタ装置は、
    　　複数の誘電体層を有する積層体と、
    　　前記積層体の内部において積層方向に離間して配置された第１平板電極および第２平板電極と、
    　　前記接地端子に接続された第１シールド導体および第２シールド導体とをさらに備え、
    　前記共振回路は、前記第１平板電極と前記第２平板電極との間に配置され、前記積層方向に直交する第１方向に延在した複数の共振器を含み、
    　前記第１シールド導体および前記第２シールド導体は、前記積層体において、前記第１方向に垂直な第１側面および第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ており、
    　前記複数の共振器は、前記積層体の内部において、前記積層方向および前記第１方向の双方に直交する第２方向に並んで配置されており、
    　前記複数の共振器の各々の第１端部は前記第１シールド導体に接続されており、第２端部は前記第２シールド導体から離間している、請求項１または２に記載のフィルタ装置。
  4. 　前記複数の共振器の各々は、前記第１方向に延在し、前記積層方向に積層された複数の導体によって構成されている、請求項３に記載のフィルタ装置。
  5. 　前記複数の共振器の各々において、前記第２端部側に配置され、前記複数の導体を互いに電気的に接続する接続導体をさらに備える、請求項４に記載のフィルタ装置。
  6. 　前記複数の共振器の各々の前記第２端部に対向し、前記第２シールド導体に接続されたキャパシタ電極をさらに備える、請求項３～５のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のフィルタ装置を搭載した、高周波フロントエンド回路。
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