JP2000295007A - 積層形バンドパスフィルタ - Google Patents

積層形バンドパスフィルタ

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JP2000295007A
JP2000295007A JP11098129A JP9812999A JP2000295007A JP 2000295007 A JP2000295007 A JP 2000295007A JP 11098129 A JP11098129 A JP 11098129A JP 9812999 A JP9812999 A JP 9812999A JP 2000295007 A JP2000295007 A JP 2000295007A
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capacitor
inductor
filter
area
ground electrode
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JP11098129A
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English (en)
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Kyoichi Yasuda
教一 安田
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】無駄な面積を可及的に削除することができ、も
って性能を劣化させることなく、小型化された積層形バ
ンドパスフィルタを提供する。 【解決手段】バンドパスフィルタを構成する共振器のイ
ンダクタの実効面積とキャパシタの実効面積とを略同一
とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波回路に使用
される積層形バンドパスフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特開平3−254512号
公報や特開平3−262313号公報に記載されている
ような積層構造のバンドパスフィルタは、移動体通信機
のRF回路部で使用され、要求される特性により、その
回路定数を決定し、その定数を実現するために構造設計
されている。特にフィルタを構成する共振回路では、目
的とする中心周波数を持つフィルタを実現するために
は、何種類かのインダクタとキャパシタとの組み合わせ
が存在し、それらのインダクタンス値、キャパシタンス
値によって構造が若干異なっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による
と、キャパシタンス値を得るために必要とする実効面積
と、インダクタンス値を得るために必要とする実効面積
とが異なり、一方の広い面積を必要とするものに実効面
積を合わせて積層体を構成するため、実効面積上無駄な
面積を生じさせてしまう。
【0004】本発明は、上記問題点に鑑み、無駄な面積
を可及的に削除することができ、もって性能を劣化させ
ることなく、小型化された積層形バンドパスフィルタを
提供することを目的とする。すなわち、本発明は、各素
子を小型化してフィルタ全体を小型化するのではなく、
素子自体の形状や性能を変えずに、フィルタ全体の中に
存在する無駄な面積を削除して小型化を図るものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の積層形バンドパ
スフィルタは、バンドパスフィルタを構成する共振器の
インダクタの実効面積とキャパシタの実効面積とを略同
一としたことを特徴とする。
【0006】このように、インダクタで必要とする実効
面積と、キャパシタで必要とする実効面積とを同一とす
ることにより、小型化を図ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】積層形バンドパスフィルタとし
て、図1(A)の透視図と、図1(B)の等価回路図に
示す積層形バンドパスフィルタを、約1.9GHzの中
心周波数を持つ場合に例をとり説明する。図1(A)に
おいて、1は誘電体でなる基体、2a〜2cは直線状の
導体でなるインダクタであり、それぞれ誘導結合され
る。これらのインダクタは図1(B)のインダクタL1
〜L3を構成する。4、5はそれぞれ入力端子、出力端
子(いずれも図示せず)にインダクタ2a、2cを接続
するための引き出し部である。6は基体1の下面(基体
1の下面近傍の内部でもよい)に設けられた接地電極で
ある。インダクタ2a〜2cの一端は接地電極6に基体
1の側面で接続される。
【0008】7a〜7cはそれぞれスルーホール8a〜
8cを介してインダクタ2a〜2cに接続されたキャパ
シタの内部電極、9は基体1の上面(基体1の上面近傍
の内部でもよい)に設けられた接地電極であり、内部電
極7a〜7cと接地電極9との間で図1(B)のキャパ
シタC1〜C3を構成する。
【0009】図2(A)〜(C)は図1(A)の層構造
を示し、図2(D)はこの積層形バンドパスフィルタの
断面図であり、これらの図において、図1(A)と同じ
符号は同じ部分を示す。
【0010】上述のような積層形バンドパスフィルタに
おいて、約1.9GHzで共振するインダクタとキャパ
シタの並列共振器が必要となる。ここで、インダクタの
インダクタンスをL、キャパシタのキャパシタンスをC
で表わすと、1.9GHzの中心周波数を持つために
は、L=1.32nH、C=5.33pFの組み合わせ
とか、L=3.01nH、C=2.33pFの組み合わ
せ等が存在する。
【0011】ここで、L=1.32nH、C=5.33
pFの組み合わせの構造にするために、まずキャパシタ
の面積を検討する。使用する誘電体の比誘電率εr=1
1、誘電体厚みd=75μm(図2(D)参照)とする
と、C=5.33pFを得るためには、面積S=4.1
8mm2が必要となり、内部電極7a〜7cの横幅W1
=1.75mm、縦幅L1=2.4mmのパターン面積
の構造にできるので、接地電極9の実効面積は、図1
(A)において、横幅W2=5.7mm、縦幅L2=
2.55mmとなる。
【0012】このような接地電極9の横幅W2、縦幅L
2に対し、積層体の多数個どりの際における切断誤差を
考慮して基体1の側面までのマージンΔを0.3mmと
すると、基体1の横幅W3=W2+2×Δ=5.7+2
×0.3=6.3mm縦幅L3=L2+2×Δ=2.5
5+2×0.3=3.15mmとなる。
【0013】一方、インダクタについては、基体1の厚
みtを1.2mm、電極幅W4=0.3mm、特性イン
ピーダンスZo=50Ωとすると、電極長さL4=2.
7mmとなる。
【0014】これらの電極2a〜2c間の間隔bは、フ
ィルタの帯域幅を決定する結合度による。この場合、イ
ンダクタ2a〜2cの両側に図2(C)の斜線で示す領
域10が無駄な面積として存在する。ここでいう無駄な
面積とは、インダクタの実効面積としては、4.5mm
×L3(=3.15mm)しか必要ないのに対し、キャ
パシタの実効面積としては、W3(=6.3mm)×L
3(=3.15mm)の基体1の面積となっていること
から、インダクタ2a〜2cの形成領域の両側に存在す
る(W3−4.5)×L3=1.8mm×2.7mmが
無駄な面積となる。
【0015】また、1つのインダクタの実効面積SLと
は、インダクタの電極幅W4、インダクタを構成する基
体1の厚みt分の長さを足した分の長さ(W4+t)
に、電極長さL4にマージンΔを加えた値(L4+2
Δ)を乗じた値をいう。すなわち、 SL=(W4+t)×(L4+2Δ) である。ただし、図示のように、インダクタの隣に他の
インダクタが来る場合は、フィルタの結合度により、と
なりのインダクタとの距離bが変わるので、インダクタ
が複数のときは、その距離だけ広げた面積をいう。すな
わち、インダクタの本数をnとすると、 SL={nW4+t+(n−1)×b}×(L4+2
Δ) となる。
【0016】また、キャパシタの場合の実効面積SC
は、内部電極7a〜7cが例えば7aのみの1枚の場合
は、内部電極7aの横幅W1、縦幅L1、内部電極7a
と接地電極9との間の誘電体の厚みd、前記マージンΔ
に関して、 SC=(W1+d+2Δ)×(L1+d+2Δ) である。ただし、図示のように複数のキャパシタの内部
電極7a〜7cを有する場合には、これらの間隔をg、
内部電極の数をnとすると、 SC={nW1+d+2Δ+(n−1)×g}×(L1
+d+2Δ) である。
【0017】次に、前記L=3.01nH、C=2.3
3pFのように、インダクタのインピーダンス値を大き
くしてインダクタを優先させる場合には、図3(A)〜
(C)の積層構造と、図3(D)の断面図に示すよう
に、インダクタ2a〜2cが折れ曲がり、電極の長さが
5.5mmとなる。また、基体1のサイズは図2の例と
同じくW3=6.3mm、L3=3.15mmとなる。
【0018】これに組み合わせるキャパシタは、同じ条
件で実効面積SCが1.8mm2必要となり、図3
(B)の斜線部10に示す面積がキャパシタにとっては
無駄な面積となる。
【0019】これに対し、本発明においては、インダク
タとキャパシタの組み合わせにおいて、インダクタが必
要とする実効面積と、キャパシタが必要とする実効面積
とがほぼ同一となるようにする。図4の斜視図と、図5
(A)〜(D)の層構造図および図5(E)の断面図に
示すように、キャパシタの内部電極7a〜7cに対向す
る内部接地電極11を新たに設けることにより、キャパ
シタの実効面積を減少させている。この例ではL=1.
32nHを電極長L3=2.7mmで実現し、部品面積
を横幅W3=4.5mm、縦幅L3=3.15mmで実
現する。
【0020】また、これに組み合わせるキャパシタはC
=5.33pH、内部電極7a〜7cの横幅W6=1.
1mm、縦幅L1=2.4mmとする。この電極面積で
接地電極9との間で得られる3.37pFと、内部の接
地電極11との間で得られる横幅W6=1.1mm、縦
幅L6=1.4mmの重なり部との間で得られる1.9
6pFとの合成で5.33pFが得られる。このように
構成すれば、同一の素子構成を保ったまま、部品の実効
面積は最小とすることができる。
【0021】本例のように、中心周波数が1.9GHz
で比帯域が約10%の場合、引き出し部4、5で直接入
力端子、出力端子に接続する場合、入出力インピーダン
スを50Ωに整合させるためには、インダクタの接地電
極6、9、11の短絡部分から約1.8mmのところに
電極の引き出し部4、5を設ける。このように構成する
ことにより、実装面積を効率良く小さくしたフィルタを
実現することができる。
【0022】本発明は、前記内部の接地電極11を設け
るのではなく、内部電極7a〜7cと接地電極9との間
の誘電率を高くすることによっても、インダクタの実効
面積をキャパシタの実効面積とを等しくして実装面積の
小さな電子部品を実現できる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、LC共振器で構成され
る積層形バンドパスフィルタのインダクタの実効面積と
キャパシタの実効面積とを略同一とすることで、性能を
劣化させることなく、最小の実装面積にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は従来構成による場合の積層形バンドパ
スフィルタの透視斜視図、(B)はその等価回路図であ
る。
【図2】(A)〜(C)は図1(A)の積層形バンドパ
スフィルタの層構造図、(D)はその断面図である。
【図3】(A)〜(C)は従来の積層形バンドパスフィ
ルタの他の例を示す層構造図、(D)はその断面図であ
る。
【図4】本発明による積層形バンドパスフィルタの透視
斜視図である。
【図5】(A)〜(D)は図4の積層形バンドパスフィ
ルタの層構造図、(E)はその断面図である。
【符号の説明】
1:基体、2a〜2c:インダクタ、4、5:引き出し
部、6、9、11:接地電極、7a〜7c:キャパシタ
を構成する内部電極、8a〜8c:スルーホール、1
0:無駄となる領域
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 1/16 H01G 4/40 321A Fターム(参考) 4E351 AA01 AA06 BB03 BB09 BB12 BB17 BB22 BB26 BB27 BB49 GG11 5E070 AA05 AB01 CB12 CB20 DB08 5E082 AB03 BB01 BC39 DD07 FF05 5J006 HA35 HB05 HB14 HB22 JA01 LA21 NA03 NB07 NC02 5J024 AA01 BA11 CA02 CA17 DA04 DA29 DA32 EA03

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バンドパスフィルタを構成する共振器のイ
    ンダクタの実効面積とキャパシタの実効面積とを略同一
    としたことを特徴とする積層形バンドパスフィルタ。
JP11098129A 1999-04-05 1999-04-05 積層形バンドパスフィルタ Pending JP2000295007A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6642812B2 (en) 2001-09-14 2003-11-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. High frequency circuit component
JP2010041266A (ja) * 2008-08-04 2010-02-18 Tdk Corp 積層型電子部品
JP2015035569A (ja) * 2013-08-08 2015-02-19 ツーハイ アドバンスド チップ キャリアーズ アンド エレクトロニック サブストレート ソリューションズ テクノロジーズ カンパニー リミテッド 組込形フィルタを備えた多層電子構造体
CN111342788A (zh) * 2018-12-18 2020-06-26 天津大学 提高电子器件在高频频段内的抑制度或隔离度的结构和方法
CN111669139A (zh) * 2019-03-05 2020-09-15 太阳诱电株式会社 滤波器及前端电路

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