(57)【要約】【課題】帯域通過フィルタのフィルタ特性を切り換えることができるとともに小型化も可能とする。【解決手段】積層基板の一方の面側に接地導体層を形成し、一端が接地導体層と接続される短絡端で他端が開放端とされた共振電極パターン１６１a，１６１bを有する共振パターン導体層を、誘電体層を介して接地導体層と対向して設ける。パターン１６１a，１６１bの開放端側を入出力端子ＴＰa，ＴＰbと接続し、端子ＴＰaに入力された信号から所望の周波数帯の信号を通過させて端子ＴＰbから出力させる。パターン１６１a，１６１bとの接続点を接地して開放端から接地点までの線路長を切換可能とするスイッチ４１a，４１bを、開放端から接続点までの距離を等しくして対として設ける。スイッチ４２a，４２bも対として設ける。スイッチ４１a，４１，４２a，４２bを対毎に制御し、開放端から接地点までの線路長の切り換えでフィルタ特性を切り換える。【選択図】        図２
2006005799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と導体層を複数積層してなる積層基板の一方の面側に接地導体層が形成されており、一端が前記接地導体層と接続される短絡端で他端が開放端とされた共振電極の対を有する共振パターン導体層が前記誘電体層を介して前記接地導体層と対向して設けられて、一方の前記共振電極の開放端側を一方の入出力端子と接続し、他方の前記共振電極の開放端側を他方の入出力端子と接続し、前記一方の入出力端子に入力された信号から所望の周波数帯の信号を通過させて前記他方の入出力端子から出力する帯域通過フィルタにおいて、
前記共振電極との接続点を接地することにより前記共振電極の開放端から接地点までの線路長を切換可能とした線路長切換スイッチを、前記共振電極のそれぞれに前記開放端から前記接続点までの距離を等しくして対として設けた
ことを特徴とする帯域通過フィルタ。
【請求項２】
前記共振電極はミアンダ形状あるいはスパイラル形状に形成し、前記対とされている共振電極の並び方向に延設された電極部分に前記接続点を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の帯域通過フィルタ。
【請求項３】
前記共振電極の接続点と前記線路長切換スイッチを接続する電極パターンは、前記対とされている共振電極の並び方向に延設した
ことを特徴とする請求項１記載の帯域通過フィルタ。
【請求項４】
誘電体層と導体層を複数積層してなる積層基板の一方の面側に接地導体層が形成されており、一端が前記接地導体層と接続される短絡端で他端が開放端とされた共振電極の対を有する共振パターン導体層が前記誘電体層を介して前記接地導体層と対向して設けられて、一方の前記共振電極の開放端側を一方の入出力端子と接続し、他方の前記共振電極の開放端側を他方の入出力端子と接続し、前記一方の入出力端子に入力された信号から所望の周波数帯の信号を通過させて前記他方の入出力端子から出力する帯域通過フィルタを用い、
前記共振電極との接続点を接地することにより前記共振電極の開放端から接地点までの線路長を切換可能とした線路長切換スイッチを、前記共振電極のそれぞれに前記開放端から前記接続点までの距離を等しくして対として設け、
前記線路長切換スイッチを対毎に制御して、前記開放端から前記接地点までの線路長を切り換えることによりフィルタ特性の切り換えを行う
ことを特徴とするフィルタ特性切換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は帯域通過フィルタに関する。詳しくは、共振電極を用いて形成された帯域通過フィルタにおいて、共振電極との接続点を接地することにより、共振電極の開放端から接地点までの線路長を切換可能とした線路長切換スイッチを、共振電極のそれぞれに共振電極の開放端から接続点までの距離を等しくして対として設けたものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波帯やミリ波帯の高周波電波をキャリアとした通信システム、例えば携帯電話等の電話システムや無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）システムの普及に伴い、家庭内や屋外等の様々な場所において手軽にかつ中継装置等を介することなく様々なデータの送受信が可能となっている。
【０００３】
このような、通信システムで用いる機器には、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、および帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）等のフィルタ素子が設けられている。このフィルタ素子は、高周波数帯の信号を処理するため、集中定数回路ではなく分布定数回路として設計されている。例えば、特許文献１に示されているように、一対の平行する導体パターンを用いて、トリプレート構造のフィルタを形成することが行われている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２５２７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、帯域通過フィルタを用いるシステムでは、１つの周波数帯域の信号を通過させるだけでなく、異なる周波数帯域の信号を通過させる場合、フィルタ特性の異なる複数の帯域通過フィルタを予め設けておき、帯域通過フィルタを選択的に用いることで、所望の周波数帯域の信号を通過させることが行われる。しかし、フィルタ特性の異なる複数の帯域通過フィルタを予め形成しておくと、基板上の帯域通過フィルタの占有面積が大きくなって小型化が困難となってしまう。
【０００６】
そこで、この発明では、フィルタ特性を切り換えることができるとともに、小型化も可能な帯域通過フィルタおよびフィルタ特性切換方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る帯域通過フィルタは、誘電体層と導体層を複数積層してなる積層基板の一方の面側に接地導体層が形成されており、一端が接地導体層と接続される短絡端で他端が開放端とされた共振電極の対を有する共振パターン導体層が誘電体層を介して接地導体層と対向して設けられて、一方の共振電極の開放端側を一方の入出力端子と接続し、他方の共振電極の開放端側を他方の入出力端子と接続し、一方の入出力端子に入力された信号から所望の周波数帯の信号を通過させて他方の入出力端子から出力する帯域通過フィルタにおいて、共振電極との接続点を接地することにより開放端から接地点までの線路長を切換可能とした線路長切換スイッチを、共振電極のそれぞれに共振電極の開放端から接続点までの距離を等しくして対として設けたものである。
【０００８】
また、フィルタ特性切換方法は、誘電体層と導体層を複数積層してなる積層基板の一方の面側に接地導体層が形成されており、一端が接地導体層と接続される短絡端で他端が開放端とされた共振電極の対を有する共振パターン導体層が誘電体層を介して接地導体層と対向して設けられて、一方の共振電極の開放端側を一方の入出力端子と接続し、他方の共振電極の開放端側を他方の入出力端子と接続し、一方の入出力端子に入力された信号から所望の周波数帯の信号を通過させて他方の入出力端子から出力する帯域通過フィルタを用い、共振電極との接続点を接地することにより開放端から接地点までの線路長を切換可能とした線路長切換スイッチを、共振電極のそれぞれに共振電極の開放端から接続点までの距離を等しくして対として設け、線路長切換スイッチを対毎に制御して、開放端から接地点までの線路長を切り換えることによりフィルタ特性の切り換えを行うものである。
【０００９】
この発明においては、共振電極との接続点を接地することにより開放端から接地点までの線路長を切換可能とした線路長切換スイッチが共振電極のそれぞれに設けられる。共振電極は、ミアンダ形状あるいはスパイラル形状に形成されて、共振電極の並び方向に延設された電極部分に接続点が設けられる。さらに、接続点と線路長切換スイッチを接続する電極パターンは、共振電極の並び方向に延設される。線路長切換スイッチは、共振電極の開放端から接続点までの距離を等しくして対とされており、この線路長切換スイッチを対毎に制御して、開放端から接地点までの線路長を切り換えることによりフィルタ特性の切り換えが行われる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、共振電極との接続点を接地することにより開放端から接地点までの線路長を切換可能とした線路長切換スイッチが、共振電極のそれぞれに共振電極の開放端から接続点までの距離を等しくして対として設けられる。また、線路長切換スイッチを対毎に制御して、開放端から接地点までの線路長を切り換えることによりフィルタ特性の切り換えが行われる。このため、フィルタ特性の異なる複数の帯域通過フィルタを予め形成しておく必要がなく小型化できる。
【００１１】
また、共振電極はミアンダ形状あるいはスパイラル形状に形成されて、共振電極の並び方向に延設された電極部分に接続点が設けられる。この共振電極の並び方向に延設された電極部分では、電磁界結合が弱いことから、接続点を設けたことによる影響を少なくできる。さらに、共振電極の接続点と線路長切換スイッチを接続する電極パターンは、共振電極の並び方向に延設される。このため、電磁界結合に対する影響が小さくなり、電極パターンを共振電極上に形成したときには、共振電極の並び方向に対して直交する方向に延設されて電磁界結合が強いものとされている電極部分との対向面積が小さいので、フィルタ特性に与える影響を少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、帯域通過フィルタ１０の等価回路を示している。帯域通過フィルタ１０の共振電極ＰＲaは、一端が接地されており、他端はコンデンサ３２aを介して入出力端子ＴＰaと接続されている。また、共振電極ＰＲaには、コンデンサ３１aが並列接続されている。帯域通過フィルタ１０の共振電極ＰＲbは、一端が接地されており、他端はコンデンサ３２bを介して入出力端子ＴＰbと接続されている。また、共振電極ＰＲbには、コンデンサ３１bが並列接続されている。この共振電極ＰＲaと共振電極ＰＲbは、マイクロストリップあるいはストリップラインで構成されており、電磁界結合を生じるように平行して並べて設けられる。
【００１３】
この帯域通過フィルタ１０の入出力端子ＴＰaから信号ＲＦinを入力すると、信号ＲＦinに対してフィルタ処理が行われて、フィルタ処理後の信号ＲＦoutが入出力端子ＴＰbから出力される。ここで、フィルタ特性における通過帯域の中心周波数は、共振電極ＰＲa，ＰＲbの長手方向の長さＲＬとコンデンサ３１a，３１bの静電容量Ｃ１に基づいて設定される。また、コンデンサ３２a，３２bの静電容量Ｃ２を調整することによって阻止帯域のノッチ周波数を調整できる。例えば、静電容量Ｃ１，Ｃ２を大きくすると、共振電極ＰＲa，ＰＲbを用いて構成される共振器の共振周波数やノッチ周波数が低周波側に移動することから、帯域通過フィルタ１０の通過帯域を低周波側に移動させることができる。また、静電容量Ｃ１，Ｃ２を小さくすると、共振周波数やノッチ周波数が高周波側に移動することから、帯域通過フィルタ１０の通過帯域を高周波側に移動させることができる。
【００１４】
また、共振電極ＰＲa，ＰＲbをミアンダ形状やスパイラル形状に形成すれば、帯域通過フィルタ１０のサイズを大きくしなくとも、共振電極ＰＲa，ＰＲbの長さＲＬを大きくできるので、低い周波数帯の信号を通過させることが可能となる。しかし、共振電極ＰＲa，ＰＲbをミアンダ形状やスパイラル形状とした場合、共振電極ＰＲa，ＰＲbが直線形状に形成されている場合に比べて電磁界結合が弱く共振器のＱ値が低くなる。このため、入出力端子ＴＰaと入出力端子ＴＰbとの間にインダクタ３３を設けることで、共振電極ＰＲa，ＰＲbをミアンダ形状やスパイラル形状にしたことによるＱ値の低下の影響を軽減させる。さらに、インダクタ３３のインダクタンスＬ１を調整することによって、通過帯域の中心周波数や帯域幅を調整できる。
【００１５】
このように構成された帯域通過フィルタ１０では、共振電極ＰＲa，ＰＲbの途中を接地することで電磁界結合が生ずる部分の線路長を切り換えて、フィルタ特性を切り換え可能とする。線路長の切り換えは、共振電極と接続されて接続点を接地することにより開放端から接地点までの線路長を切換可能とした線路長切換スイッチを、共振電極のそれぞれに共振電極の開放端から接続点までの距離を等しくして対として設ける。さらに、この線路長切換スイッチを対毎に制御すれば、各共振電極における開放端から接地点までの線路長をそれぞれ切り換えることができる。このように、線路長切換スイッチを対毎に制御して、例えば線路長切換スイッチを導通状態とすると、接続点が接地されて線路長は短くなることから帯域通過フィルタ１０の通過帯域を高い周波数に切り換えることができる。
【００１６】
図２は、共振電極としてマイクロストリップラインを用い、この共振電極をミアンダ形状としたときの帯域通過フィルタ１０の構成を示す平面図、図３は図２に示す帯域通過フィルタ１０のＡ−Ａ'位置の断面概略図、図４は帯域通過フィルタ１０の分解斜視図を示している。第１誘電体層（絶縁層）１２の裏面側には、接地導体層としての第１導体層１１が形成されており、表面側には第２導体層１３が形成されている。また、第１誘電体層１２には、ビアホール(via hole)やスルーホール(through hole)等の導体層接続部（以下単に「ビア」という）１２１が設けられて、ビア１２１によって第１導体層１１と第２導体層１３が電気的に接続される。
【００１７】
第２導体層１３上には、ビルドアップ形成面として用いられる平坦化面を形成するための第３誘電体層１５が形成されて、この第３誘電体層１５上に共振パターン導体層である第３導体層１６が形成される。また、第３誘電体層１５には、ビア１５１が設けられて、ビア１５１によって第２導体層１３と第３導体層１６が電気的に接続される。
【００１８】
第３導体層１６は、共振電極ＰＲaとなる共振電極パターン１６１a、共振電極ＰＲbとなる共振電極パターン１６１b、接地パターン１６２で構成される。また、第３導体層１６の接地パターン１６２上にはコンデンサ３１a，３１bが形成される。共振電極パターン１６１aと共振電極パターン１６１bは、ミアンダ形状とされており、電磁界結合を生じるように所定の間隔を隔てて平行かつ線対称となるように並べて設けられている。また、共振電極パターン１６１a，１６１bの一端は接地パターン１６２と接続されており、他方は開放端とされている。
【００１９】
コンデンサ３１a，３１bが形成された第３導体層１６上には、第４誘電体層１７を介して第４導体層１８が形成される。第４導体層１８は、コンデンサ３１a，３１bが形成された第３導体層１６上には、第４誘電体層１７を介して第４導体層１８が形成される。第４導体層１８には、共振電極パターン１６１a，１６１bの並び方向に電極パターン１８１a，１８１b，１８２a，１８２bが延設されている。
【００２０】
電極パターン１８１aは、共振電極パターン１６１aにおいて、共振電極の並び方向に延設された開放端側のパターンＶＰa1とビアを介して接続される。電極パターン１８１bは、共振電極パターン１６１bにおいて、共振電極の並び方向に延設された開放端側のパターンＶＰb1とビアを介して接続される。電極パターン１８２aは、共振電極パターン１６１aにおいて、共振電極の並び方向に延設された短絡端側のパターンＶＰa2とビアを介して接続される。電極パターン１８２bは、共振電極パターン１６１bにおいて、共振電極の並び方向に延設された短絡端側のパターンＶＰb2とビアを介して接続される。
【００２１】
このように、電極パターン１８１a，１８１b，１８２a，１８２bは、ミアンダ形状あるいはスパイラル形状に形成された共振電極パターン１６１a，１６１bの並び方向に延設された電極部分と接続される。この共振電極の並び方向に延設された電極部分では、電磁界結合が弱いことから、電極パターンとの接続点を設けたことによる影響を少なくできる。
【００２２】
さらに、電極パターン１８１a，１８１b，１８２a，１８２bは、共振電極の並び方向に延設されているので、電磁界結合に対する影響が小さくなり、電極パターンを共振電極上に形成したときには、共振電極の並び方向に対して直交する方向に延設されて電磁界結合が強いものとされている電極部分との対向面積が小さいので、フィルタ特性に与える影響を少なくできる。
【００２３】
また、第４導体層１８には、コンデンサ３１a，３２aを接続する接続パターン１８３a、共振電極ＰＲbとコンデンサ３１b，３２bを接続する接続パターン１８３b、コンデンサ３２aとインダクタ３３と入出力端子ＴＰaを接続する接続パターン１８４a、コンデンサ３２bとインダクタ３３と入出力端子ＴＰbを接続する接続パターン１８４b、および接地パターン１８５，１８６が形成される。さらに、線路長切換スイッチを駆動するための駆動信号が入力される駆動信号パターン１８７a，１８７b，１８８a，１８８bが形成される。
【００２４】
第３導体層１６における共振電極パターン１６１aの開放端は、第４誘電体層１７に設けられているビア１７２aによって、第４導体層１８の接続パターン１８３aと接続される。同様に、共振電極パターン１６１bの開放端は、ビア１７２bによって接続パターン１８３bと接続される。また、第３導体層上に形成されたコンデンサ３１aの第４誘電体層１７側に設けられている配線膜３１１sは、第４誘電体層１７に設けられたビア１７３aによって、第４導体層１８の接続パターン１８３aと接続される。同様に、コンデンサ３１bの配線膜３１１sは、ビア１７３bによって接続パターン１８３bと接続される。さらに、第４誘電体層１７のビア１７１によって、第３導体層１６の接地パターン１６２と第４導体層１８の接地パターン１８５が接続され、ビア１７４aによって電極パターン１８１aと共振電極パターン１６１a、ビア１７４bによって電極パターン１８１bと共振電極パターン１６１b、ビア１７５aによって電極パターン１８２aと共振電極パターン１６１a、ビア１７５bによって電極パターン１８２bと共振電極パターン１６１bがそれぞれ接続される。
【００２５】
なお、第１導体層１１と共振電極パターン１６１a，１６１bが形成されている第３導体層１６との間に位置する導体層、すなわち第２導体層１３には、共振電極パターン１６１a，１６１bやコンデンサ３１a，３１bが形成される領域、接続パターン１８３a，１８３b，１８４a，１８４bを含むようにスロットを設定して、このスロットに第２誘電体層１４を設ける。このように、スロットを設けることで、共振電極パターン１６１a，１６１bと第１導体層１１との間に他の導体層が設けられていないので、一対の平行する共振電極パターン１６１a，１６１bの電磁界結合状態が他の導体層によって変化されてしまうことがない。
【００２６】
第４導体層１８の接続パターン１８３aと接続パターン１８４a上にはコンデンサ３２aが載置されて、コンデンサ３２aの一方の端子が接続パターン１８３aに接続され、他方の端子が接続パターン１８４aに接続される。同様に、接続パターン１８３bと接続パターン１８４b上にコンデンサ３２bが載置されて、コンデンサ３２bの一方の端子が接続パターン１８３bに接続され、他方の端子が接続パターン１８４bに接続される。また、接続パターン１８４aと接続パターン１８４b上にインダクタ３３が載置されて、インダクタ３３の一方の端子が接続パターン１８４aに接続され、他方の端子が接続パターン１８４bに接続される。
【００２７】
第４導体層１８の電極パターン１８１aと接地パターン１８６と駆動信号パターン１８７a上には線路長切換スイッチ４１aが載置されて、線路長切換スイッチ４１aの一方の接点端子が電極パターン１８１a、他方の接点端子が接地パターン１８６にそれぞれ接続される。また、線路長切換スイッチ４１aの制御端子が駆動信号パターン１８７aと接続されて、駆動信号パターン１８７aから供給された駆動信号によって線路長切換スイッチ４１aの接点端子間が接続状態あるいは非接続状態とされる。同様に、電極パターン１８１bと接地パターン１８６と駆動信号パターン１８７b上には線路長切換スイッチ４１b、電極パターン１８２aと接地パターン１８６と駆動信号パターン１８８a上には線路長切換スイッチ４２a、  電極パターン１８２bと接地パターン１８６と駆動信号パターン１８８b上には線路長切換スイッチ４２bがそれぞれ載置されて、駆動信号パターン１８７b，１８８a，１８８bから供給された駆動信号によって線路長切換スイッチ４１b，４２a，４２bの接点端子間が接続状態あるいは非接続状態とされる。
【００２８】
この線路長切換スイッチ４１a，４１b，４２a，４２bとして、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)スイッチ素子やガリウムヒ素(ＧａＡｓ)を用いて構成された広帯域スイッチＭＭＩＣ(Monolithic microwave Integrated Circuit)を使用することで、帯域通過フィルタ１０のサイズが大きくなってしまうことを防止できる。
【００２９】
図５は、ＭＥＭＳスイッチ素子の要部概略構成、図６は図５におけるＢ−Ｂ’位置での断面概略図である。ＭＥＭＳスイッチ素子は、第１及び第２の制御電極パターン５０１，５０２、第１及び第２の固定接点電極パターン５０３，５０４が互いに絶縁された状態で形成された基板５１と、基板５１上で第１の制御電極パターン５０１の位置に一端が固定されることにより片持ち状態で支持された可撓性を有する薄板状の誘電体材料からなるカンチレバー５２からなる。
【００３０】
カンチレバー５２には、第１の制御電極パターン５０１に電気的に接続され第２の制御電極パターン５０２に対向する位置まで延設された対向電極パターン５２１が設けられている。また、カンチレバー５２の自由端側に第１及び第２の固定接点電極パターン５０３，５０４の両方に対向する可動切片５２２が設けられている。
【００３１】
このような構造のＭＥＭＳスイッチ素子５０では、第１及び第２の制御電極パターン５０１，５０２間に印加される駆動電圧により、第１の制御電極パターン５０１に接続されている対向電極パターン５２１と第２の制御電極パターン５０２間で静電的な吸引力が発生される。そして、この吸引力によって、片持ち支持構造のカンチレバー５２が撓み、自由端に設けられている可動切片５２２が第１及び第２の固定接点電極パターン５０３，５０４に当接することにより、第１及び第２の固定接点電極パターン５０３，５０４間は接続状態とされる。また、駆動電圧の印加が停止されて、第１の制御電極パターン５０１に接続されている対向電極パターン５２１と第２の制御電極パターン５０２間で静電的な吸引力の発生が終了すると、片持ち支持構造のカンチレバー５２が初期状態に戻り、自由端に設けられている可動切片５２２は、第１及び第２の固定接点電極パターン５０３，５０４から離れて、固定接点電極パターン５０３，５０４間は非接続状態とされる。このため、例えば線路長切換スイッチ４２aの第１の固定接点電極パターン５０３を電極パターン１８２a、第２の固定接点電極パターン５０４と第１の制御電極パターンを接地パターン１８６、第２の制御電極パターン５０２を駆動信号パターン１８８aとそれぞれ接続する。同様に線路長切換スイッチ４２bの第１の固定接点電極パターン５０３を電極パターン１８２b、第２の固定接点電極パターン５０４と第１の制御電極パターンを接地パターン１８６、第２の制御電極パターン５０２を駆動信号パターン１８８bとそれぞれ接続するすれば、駆動信号パターン１８８a，１８８bから供給された駆動信号によって、共振電極パターン１６１a，１６１bの短絡端側に設けられた接続点を接地状態あるいは非接地状態として、電磁界結合を生ずる部分の線路長を切り換えることができる。
【００３２】
次に、帯域通過フィルタ１０の生成手順を説明する。帯域通過フィルタ１０は、いわゆるプリント配線基板をベース基板として用いるものとする。例えば、誘電体（絶縁）基板の両面に導体層が設けられたプリント配線基板をベース基板として用いる。
【００３３】
ベース基板の一方の導体層を第１導体層１１、他方の導体層を第２導体層１３とする。この第１導体層１１と第２導体層１３は、例えば第１誘電体層１２に設けられたビア１２１によって電気的に接続する。ビア１２１は、第１誘電体層１２の一部に、この第１誘電体層１２を貫通する孔をドリル加工やレーザー加工あるいはプラズマエッチング加工等により穿設する。この穿設された孔にビアメッキ、例えば硫酸銅溶液を用いた電解メッキにより銅からなる導電膜を成膜することで形成できる。
【００３４】
第１誘電体層１２は、誘電損失の少ない（低tanδ）材料、すなわち高周波特性に優れた材料により形成されていることが好ましい。このような材料としては、例えばポリフェニールエチレン（ＰＰＥ）や、ビスマレイドトリアジン（ＢＴ−ｒｅｓｉｎ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリノルボルネン（ＰＮＢ）等の有機材料、セラミックあるいはセラミックと有機材料との混合材料等を挙げることができる。また、第１誘電体層１２は、上述した材料の他に、耐熱性及び耐薬品性を有する材料により形成されていることが好ましく、このような材料からなる誘電基板として、廉価なエポキシ系基板ＦＲ−５等を挙げることができる。このように、廉価な有機材料を第１誘電体層１２として用いることで、従来のような比較的高価とされるＳｉ基板やガラス基板を用いた場合と比べて、コストの低減化が図られている。
【００３５】
第２導体層１３には、スロットを形成する。例えばエッチング法を用いてスロット部分の導体を除去する。このスロットが形成された第２導体層１３上には、誘電率の高い絶縁材料例えばエポキシ系樹脂を用いた絶縁膜を形成する。絶縁膜形成後、第２導体層１３上に形成された絶縁膜を、第２導体層１３が露出するまで研磨する。これにより、スロットの領域に第２誘電体層１４を形成できるとともに、第２導体層１３と第２誘電体層１４との段差がなくなる。この第２導体層１３と第２誘電体層１４上に、ビルドアップ形成面として用いられる平坦化面を形成するための第３誘電体層１５が形成される。
【００３６】
第３誘電体層１５上には、半導体プロセスで用いられる薄膜形成技術や厚膜形成技術によって、第３導体層１６およびコンデンサ３１a，３１bが形成される。第３誘電体層１５は、低誘電損失（低tanδ）の材料、すなわち高周波特性に優れた有機材料により形成されていることが好ましく、また、耐熱性及び耐薬品性を有する有機材料により形成されていることが好ましい。このような有機材料としては、例えばベンゾシクブテン（ＢＣＢ）や、ポリイミド、ポリノルボルネン（ＰＮＢ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等を挙げることができる。そして、第３誘電体層１５は、このような有機材料を、例えばスピンコート法や、カーテンコート法、ロールコート法、ディップコート法等の塗布均一性及び膜厚制御に優れた方法を用いて、ビルドアップ形成面上に精度良く形成することができる。
【００３７】
次に、第３誘電体層１５上に、例えばニッケルや銅等からなる導電膜を全面に亘って成膜する。その後、フォトリソグラフィ技術等を用いて、第３導体層１６のパターンを形成する。すなわち、所定の形状にパターニングされたフォトレジストをマスクとして、この導電膜をエッチングすることによって、共振電極パターン１６１a，１６１bや接地パターン１６２を形成する。例えば硫酸銅溶液を用いた電解メッキにより、数μｍ程度の銅からなる導電膜を成膜してエッチングすることにより、共振電極パターン１６１a，１６１bや接地パターン１６２を形成する。また、第３誘電体層１５にはビア１５１を設けておき、第３導体層１６の接地パターン１６２を第２導体層１３に接続する。
【００３８】
コンデンサ３１a，３１bは、例えば酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を誘電体として用いた酸化タンタルコンデンサを用いる。酸化タンタルコンデンサは、一方の電極となる接地パターン１６２上に窒化タンタル（ＴａＮ）膜を形成する。窒化タンタル膜は、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)やスパッタリングあるいは蒸着法等によって形成できる。この窒化タンタル膜の表層部を陽極酸化して、高誘電率かつ低損失な高誘電体材料である酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）膜とする。さらに、酸化タンタル膜上に酸化タンタルコンデンサの他方の電極となる配線膜３１１sを形成する。
【００３９】
共振電極パターン１６１a，１６１bや接地パターン１６２およびコンデンサ３１a，３１bが形成された第３導体層１６上に、上述した有機材料からなる第４誘電体層１７を形成した後に、例えばニッケルや銅等からなる導電膜を全面にわたって成膜する。その後、上述のようにフォトリソグラフィ技術等を用いて、第４導体層１８の各パターンを形成する。また、第４誘電体層１７にビア１７１，１７２a，１７２b，１７３a，１７３b、１７４a，１７４b，１７５a，１７５bを設けて第３導体層１６のパターンと第４導体層１８のパターンを接続する。
【００４０】
その後、コンデンサ３２a，３２bとインダクタ３３を載置してコンデンサ３２a，３２bおよびインダクタ３３の端子と接続パターンを接続する。また、線路長切換スイッチ４１a，４１b，４２a，４２bを載置して端子を電極パターンや接地パターンおよび駆動信号パターンと接続する。
【００４１】
このように構成された帯域通過フィルタ１０では、共振電極パターン１６１a，１６１b上に、電極パターン１８１a，１８１b，１８２a，１８２bが設けられており、この電極パターンは、線路長切換スイッチを介して接地可能とされていることから、このときの等価回路は図７に示すものとなる。従って、線路長切換スイッチ４２a，４２bによって電極パターン１８２a，１８２bを接地すると、電磁界結合を生ずる部分の線路長が短くなり、帯域通過フィルタ１０の通過帯域を高い周波数に切り換えることができる。また、線路長切換スイッチ４１a，４１bによって電極パターン１８１a，１８１bを接地すると、電磁界結合を生ずる部分の線路長が更に短くなり、帯域通過フィルタ１０の通過帯域を更に高い周波数に切り換えることができる。すなわち、線路長切換スイッチ４１a，４１b，４２a，４２bのスイッチ状態を切り替えることにより、帯域通過フィルタの通過帯域を変更できるリコンフィギュアラブル帯域通過フィルタを構成できる。このため、フィルタ特性の異なる複数の帯域通過フィルタを予め形成しておく必要がなく容易に小型化が可能となる。
【００４２】
なお、上述の形態では、共振電極パターン１６１b側に線路長切換スイッチ４１a，４１b，４２a，４２bを設けるものとしたが、図８に示すように線路長切換スイッチ４１a，４２aは共振電極パターン１６１a側設けるものとして、電極パターン１８１a，１８２aと電極パターン１８１b，１８２bを対称に形成しても良い。この場合、共振電極パターン１６１aと電極パターン１８１a，１８２a、および共振電極パターン１６１bと電極パターン１８１b，１８２bとの間でコンデンサが形成されても、共振電極パターン１６１a側と共振電極パターン１６１b側では、電極パターン１８１a，１８２aと電極パターン１８１b，１８２bが対称に形成されていることから、同じ位置に静電容量が付加されることとなり、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【実施例】
【００４３】
図９は、帯域通過フィルタの実施例を示している。共振電極パターン１６１a，１６１bにおける長さＴＬを５００μm、共振電極パターン１６１a，１６１bの配線幅Ｗを５０μｍ、ミアンダ形状とされた共振電極パターン１６１a，１６１bのパターン間隔Ｓを１１０μｍ、共振電極パターン１６１a（１６１b）からスロット端まで幅ＳＬ1を２００μｍ、幅ＳＬ2を３００μｍ、幅ＳＬ3を５０μｍとする。また、第１導体層１１及び第２導体層１３は厚さ２０μｍ、第３導体層１６は厚さ３μｍ、第４導体層１８は厚さ１０μｍ、第１誘電体層１２は厚さ４００μｍで誘電率３．１、第２誘電体層１４は厚さ２０μｍで誘電率３．８、第３誘電体層１５と第４誘電体層１７は厚さ１１μｍで誘電率２．６とする。なお、導体層や誘電体層が積層された基板の両面には、厚さ２０μｍで誘電率４．３のレジスト層を設けるものとする。
【００４４】
このように構成された帯域通過フィルタ１０において、コンデンサ３１a，３１bの静電容量Ｃ１を８ｐＦ、コンデンサ３２a，３２bの静電容量Ｃ２を２０ｐＦ、インダクタ３３のインダクタンスＬ１を５．５ｎＨとして、線路長切換スイッチ４１a，４１b，４２a，４２bの固定設定電極間を非接続状態としたときのフィルタ特性は、図１０の実線で示す特性となる。また、線路長切換スイッチ４１a，４１bの固定設定電極間を接続状態として、共振電極パターン１６１a，１６１bにおける開放端側の接続点を接地したときのフィルタ特性は、図１０の破線で示す特性となる。さらに、線路長切換スイッチ４２a，４２bの固定設定電極間を接続状態として、共振電極パターン１６１a，１６１bにおける短絡端側の接続点を接地したときのフィルタ特性は、図１０の一点鎖線で示す特性となる。このように、線路長切換スイッチ４１a，４１b，４２a，４２bによって電磁界結合を生ずる部分の線路長を切り換えることで、フィルタ特性を切り換えることが可能となり、帯域通過フィルタを複数設けることなく、１つの帯域通過フィルタで複数のフィルタ特性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる帯域通過フィルタは、高周波信号の帯域フィルタ処理に有用であり、帯域通過フィルタの小型化やフィルタ特性の精度を高めるのに適用している。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】帯域通過フィルタの等価回路を示す図である。
【図２】帯域通過フィルタの平面図である。
【図３】Ａ−Ａ’位置の断面概略図である。
【図４】帯域通過フィルタの分解斜視図である。
【図５】ＭＥＭＳスイッチ素子の要部概略図である。
【図６】Ｂ−Ｂ’位置の断面概略図である。
【図７】線路長切換スイッチを設けたときの等価回路を示す図である。
【図８】帯域通過フィルタの他の構成を示す図である。
【図９】帯域通過フィルタの実施例を示す図である。
【図１０】実施例のフィルタ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・・帯域通過フィルタ、１１・・・第１導体層、１２・・・第１誘電体層、１３・・・第２導体層、１４・・・第２誘電体層、１５・・・第３誘電体層、１６・・・第３導体層、１７・・・第４誘電体層、１８・・・第４導体層、３１a，３１b，３２a，３２b・・・コンデンサ、３３・・・インダクタ、４１a，４１b，４２a，４２b・・・線路長切換スイッチ、５０・・・ＭＥＭＳスイッチ素子、５１・・・基板、５２・・・カンチレバー、１２１，１５１，１７１，１７２a，１７２b，１７３a，１７３b、１７４a，１７４b，１７５a，１７５b・・・ビア、１６１a，１６１b・・・共振電極パターン、１６２，１８５，１８６・・・接地パターン、１８１a，１８１b，１８２a，１８２b・・・電極パターン、１８３a，１８３b，１８４a，１８４b・・・接続パターン、１８７a，１８７b，１８８a，１８８b・・・駆動信号パターン、３１１s・・・配線膜、５０１，５０２・・・制御電極パターン、５０３，５０４・・・固定接点電極パターン、５２１・・・対向電極パターン、５２２・・・可動切片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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