(57)【要約】【課題】  小型でありながら共振器のＱを劣化することなく損失の増加を抑えたバンドパスフィルタと、更に方向性結合器等の高周波回路を複合した複合部品を提供する。【解決手段】    少なくとも、第１ポートと接続する第１共振器と、第２ポートと接続する第２共振器と、第１共振器と前記第２共振器との段間に配置された第３共振器とを備え、各共振器は一端を設置し、他端が第１コンデンサを介して接地した第１インダクタと有するバンドパスフィルタであって、各共振器は誘電体層を積み重ねた積層体の内部に構成し、第１インダクタは、積層体に形成した第１グランド電極と誘電体層を介して対向する帯状電極と、帯状電極の一端側を第１グランド電極に接続する第１ビアホール電極と、第１コンデンサを構成するコンデンサ電極と帯状電極の他端側とを接続する第２ビアホール電極とで構成し、コンデンサ電極と帯状電極との間の誘電体層に前記第１グランド電極を配置した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、第１ポートと接続する第１共振器と、第２ポートと接続する第２共振器と、前記第１共振器と前記第２共振器との段間に配置された第３共振器とを備え、各共振器は一端が設置され、他端が第１コンデンサを介して接地された第１インダクタと有するバンドパスフィルタであって、
各共振器は誘電体層を積み重ねた積層体の内部に構成され、
前記第１インダクタは、前記積層体に形成された第１グランド電極と誘電体層を介して対向する帯状電極と、前記帯状電極の一端側を前記第１グランド電極に接続する第１ビアホール電極と、前記第１コンデンサを構成するコンデンサ電極と前記帯状電極の他端側とを接続する第２ビアホール電極とで構成され、
前記コンデンサ電極と前記帯状電極との間の誘電体層に前記第１グランド電極が配置されたことを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
第１ポートと第２のポートとの間に直列に接続された第２コンデンサを備え、
前記第２コンデンサを構成するコンデンサ電極と前記第１グランド電極との間の誘電体層に前記第１コンデンサを構成するコンデンサ電極を配置したことを特徴とする請求項１に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項３】
前記第１ビアホール電極と前記第２ビアホール電極は、その平面形状が楕円形又は長方形状であって、その長軸は、前記帯状電極の幅方向に延びることを特徴とする請求項１又は２に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項４】
各共振器を構成する帯状電極と第１ビアホール電極と第２ビアホール電極は、積層体内に所定の間隔をもって並列に配置され、異なる共振器間において、帯状電極間、第１ビアホール電極間、第２ビアホール電極間のいずれかを異なる間隔で形成することを特徴とする請求項３に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項５】
前記第２ビアホール電極は、平面形状が円形のビアホールを介して、前記第１コンデンサを構成するコンデンサ電極と接続することを特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載のバンドパスフィルタ。
【請求項６】
第１共振器を構成するコンデンサ電極と第２共振器を構成するコンデンサ電極とが同じ誘電体層に形成され、前記第３共振器を構成するコンデンサ電極は異なる誘電体層に形成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバンドパスフィルタ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載のバンドパスフィルタが構成された積層体にスイッチング素子を搭載したことを特徴とする複合部品。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れかに記載のバンドパスフィルタとともに積層体に構成された方向性結合器を含むことを特徴とする複合部品。
【請求項９】
前記方向性結合器を構成する主線路用ライン電極と副線路用ライン電極は、各共振器を構成する第１インダクタと積層方向に重ならず、前記第１グランド電極と第２グランド電極との間の誘電体層に形成されたことを特徴とする請求項８に記載の複合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＷｉＭＡＸ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など、電波を利用した近距離通信システムや携帯電話等の無線通信装置に用いられるバンドパスフィルタおよびこれを用いた複合部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の無線通信装置が急速に普及し、その小型化、薄型化、軽量化などの動向を反映して、バンドパスフィルタ等の高周波部品は優れた電気的特性と共に小型化が要求されている。
【０００３】
バンドパスフィルタの小型化の手法としては、従来の同軸構造に代えて、積層構造により共振器を構成する方法が採用されている。
図１９に特許文献１に開示された積層型のバンドパスフィルタを示す。このバンドパスフィルタは、ストリップライン３００とグランド電極４００を有し、それらを平面形状が扁平形状のビアホール２００で接続したトリプレート型共振器で構成される。ビアホールを扁平形状とすることで、ビアホール２００とストリップライン３００との接続部分に発生するインピーダンスの不整合を改善し、伝送損失を低減して、共振器のＱを高めている。
【０００４】
また特許文献２には、従来ストリップラインとして構成されていたインダクタを複数のビアホールで構成することで、高周波電流が流れる経路の表面積を大きくして共振器のＱを向上させ、伝送損失に優れたバンドパスフィルタとすることが開示されている。
図２０にその構成を示す。並列に接続された複数のビアホール６００ａ、６００ｂ、６００ｃでインダクタ６００が構成され、その一方は、グランド電極ＧＮＤと接続し、他方はコンデンサ電極９３０と接続される。コンデンサ電極９３０は積層体の側面に引き出されて入力端５２０となるとともに、他のグランド電極ＧＮＤと対向して接地コンデンサ５４０を形成する。図２１はその等価回路であって、インダクタ６００と接地コンデンサ５４０とでなる共振器５３０となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６００９号公報
【特許文献２】特開２００８−０１７２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、ストリップラインで共振器のインダクタを構成するが、ストリップラインを一面に構成し必要なライン長を確保しなければならず、バンドパスフィルタの小型化に制限があった。
また低背化を図ろうとすると、ストリップラインとグランド面との間隔が狭くなり、所望のインピーダンスを得るためにはストリップラインの幅を狭小化せざるを得ず、その結果、ストリップラインの表面積が減じられてＱの向上が思った程に得られず、伝送損失が増加してしまうといった問題があった。
【０００７】
特許文献２では並列接続されたビアホールでなるインダクタで共振器を構成するが、バンドパスフィルタの小型化に伴って積層体の厚みは減少するばかりであり、ビアホール部の長さが十分に得られず、この場合もまた伝送損失が増加してしまうといった問題があった。
【０００８】
そこで本発明では、共振器を小型なものとしながら伝送損失に優れたバンドパスフィルタと、更に方向性結合器等の高周波回路を複合した複合部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、少なくとも、第１ポートと接続する第１共振器と、第２ポートと接続する第２共振器と、前記第１共振器と前記第２共振器との段間に配置された第３共振器とを備え、各共振器は一端が設置され、他端が第１コンデンサを介して接地された第１インダクタと有するバンドパスフィルタであって、各共振器は誘電体層を積み重ねた積層体の内部に構成され、前記第１インダクタは、前記積層体に形成された第１グランド電極と誘電体層を介して対向する帯状電極と、前記帯状電極の一端側を前記第１グランド電極に接続する第１ビアホール電極と、前記第１コンデンサを構成するコンデンサ電極と前記帯状電極の他端側とを接続する第２ビアホール電極とで構成され、前記コンデンサ電極と前記帯状電極との間の誘電体層に前記第１グランド電極が配置されたことを特徴とするバンドパスフィルタである。
【００１０】
第１〜第３共振器の第１インダクタは、帯状電極と第１ビアホール電極と第２ビアホール電極によって、所望の線路長を確保した約１ターンのループ状線路に構成される。ループ状線路としてコイル状に構成することで第１インダクタを小型に構成することが出来る。
各共振器のループ状線路は、積層体内に所定の間隔をもって並列配置される。ループ状線路間の間隔を適宜調整することで共振器間の結合を調整することが出来るが、帯状電極間、第１ビアホール電極間、第２ビアホール電極間の距離を夫々同じとしても良いし、少なくとも一つの間も距離を異ならせても良い。帯状電極間、第１ビアホール電極間、第２ビアホール電極間のいずれかで間隔を異ならせる場合には、結合を微調整するのが容易である。第１共振器と第２共振器を構成するループ状線路の長さを、第３共振器を構成するループ状線路の長さよりも長く構成することで、伝送特性を向上させることが出来て好ましい。
【００１１】
各共振器を構成する帯状電極を複数の誘電体層に形成し、異なる誘電体層に形成された帯状電極を並列接続するのも好ましい。このような構成によれば、帯状電極部分での表面積を大きく出来、共振器のＱを向上させることが出来る。また少なくとも１層の誘電体層上に平行形成された帯状電極の間隔を他の誘電体層上の帯状電極とは異ならせて結合を調整することも出来る。
【００１２】
第１及び第２ビアホールの長さや帯状電極の長さは、形成されるインダクタや共振器間の結合に応じて設定されるが、帯状電極の長さが長いと、その分、平面に占める割合が増加してしまう。また帯状線路部分はストリップライン、あるいはマイクロストリップラインとして構成されるので、方向性結合や他のフィルタ等の高周波回路と複合する場合には干渉に配慮し、高周波回路を構成する電極パターンと十分な距離をもって配置する必要があるため、その分、バンドパスフィルタの外形を大きくせざるを得ない。
従って、本発明においては、ループ状線路の長さＬと帯状電極の長さｌとの比ｌ／Ｌを、０．７以下とするのが好ましく、帯状電極の長さを第１及び第２ビアホールの合計の長さよりも短く構成するのがより好ましい。なお、帯状電極が短すぎると第１及び第２ビアホール間で寄生キャパシタンスを形成しやすくなるとともに、磁束の打ち消し合い等が生じインダクタ成分が減少するため、比ｌ／Ｌは０．２５以上とするのが好ましい。
【００１３】
本発明においては、共振器を構成する帯状電極と積層方向に重なる第１グランド電極を積層方向の一方側にのみ配置し、帯状電極の他方側には他のグランド電極を設けないマイクロストリップラインとすることで、帯状電極の幅を確保しながら所望のインピーダンスを得てバンドパスフィルタを小型化することが出来る。
またグランド電極以外の電極パターンと、帯状電極、第１、第２ビアホールとの積層方向の重なりを減じることで、無用な寄生リアクタンスの形成を防ぐのが好ましい。
【００１４】
本発明において、第１ポートと第２のポートとの間に直列に接続された第２コンデンサを備え、前記第２コンデンサを構成するコンデンサ電極と前記第１グランド電極との間の誘電体層に前記第１コンデンサを構成するコンデンサ電極を配置するのが好ましい。
第２コンデンサは通過周波数帯域外に減衰極を形成するのに用いるが、そのコンデンサ電極とグランド電極との間に第１コンデンサを構成するコンデンサ電極を配置することで、期性容量の発生を抑制し、減衰極が生じる周波数のばらつきを低減することが出来る。
【００１５】
また第１共振器を構成するコンデンサ電極と第２共振器を構成するコンデンサ電極とを同じ誘電体層に形成し、前記第３共振器を構成するコンデンサ電極を異なる誘電体層に形成するのも好ましい。
共振器を多段接続することでフィルタ特性が向上するとともに、第３共振器のコンデンサ電極を、第１共振器のコンデンサ電極と第２共振器のコンデンサ電極とは異なる誘電体層に形成することで、平面的な広がりを抑えてバンドパスフィルタを小型に構成することが出来る。
第１共振器と第２共振器を構成するコンデンサ電極は、他のグランド電極と第２コンデンサを構成するコンデンサ電極が形成された誘電体層を介して、複数の誘電体層に亘って形成すれば、形成面積を減少しながら必要な容量値を確保できるので好ましい。
【００１６】
第１及び第２ビアホールは、平面形状が円形や、楕円形あるいは平面略長方形の長穴形状ビアホールを積層方向に接続して構成される。複数の円形状のビアホールを並列に並べてして構成しても良い。長穴形状ビアホールの長軸や円形状のビアホールの並びは、帯状電極の幅方向に延びる方向とするのが好ましい。
【００１７】
ビアホールの断面形状は矩形状であるのが好ましいが、切頭円錐形状のビアホールとして断面が台形であっても構わない。レーザを用いてビアホールを形成する場合、切頭円錐形状のビアホールと成り易い。
【００１８】
積層ずれなどの製造要因により隣り合う誘電体層間のビアホールの中心軸にずれが生じると、ずれ部分でインピーダンスの増加を招きインダクタのＱを劣化させる場合がある。  この為、工程上発生し得るずれ量を見込んでビアホールの断面形状を台形とし、異なる誘電体層に形成されたビアホール間の接続を、大面積側と小面積側とが重なるように構成すれば、インダクタのＱの変動を抑えることが出来る。
なお、隣り合う層に形成されたビアホールの中心軸ずれは５０μｍ以下であるのが好ましく、断面が略台形のビアホールが連結される場合には、その下辺と上辺の差の絶対値は６０μｍ以下であるのが好ましい。
【００１９】
通常、誘電体層にパンチやレーザ加工により作成された貫通孔に、導体材料を印刷するなどして充填しビアホールを形成するが、その充填状態は誘電体層の面に対して、充填側は窪み易く、その反対側は突き出し易い傾向にある。誘電体層としてセラミックグリーンシートを用いる場合には、この様な充填状態にあるビアホールを積み重ねて圧着すると、連結されたビアホールの両端部が位置する誘電体層が突き出したり窪んだりするなどの変形が生じたりする場合がある。
【００２０】
この様な傾向はビアホールの平面形状が長穴形状である場合に顕著となり、変形を生じた誘電体層上にコンデンサ用の電極パターンを有と、形成される容量値がばらつく場合がある。このため、帯状電極に繋がる第１、第２ビアホールの一方側には、それと重なる電極パターンを備えない様に構成し、また  コンデンサ用の電極パターンと接続する部分のビアホールを長穴形状に変えて円形とするのが好ましい。この様な構成によれば、変形が抑制されてバンドパスフィルタの電気的特性のばらつきを抑制することが出来る。
【００２１】
第２の発明は、第１の発明のバンドパスフィルタが構成された積層体にスイッチング素子を搭載したことを特徴とする複合部品である。
【００２２】
第３の発明は、第１の発明のバンドパスフィルタが構成された積層体に方向性結合器を構成したことを特徴とする複合部品である。
前記方向性結合器を構成する主線路用ライン電極と副線路用ライン電極は、各共振器を構成する第１インダクタと積層方向に重ならないように構成するのが好ましい。この様な構成によれば、方向性結合器とバンドパスフィルタの干渉を防ぎ、小型で有りながら優れた電気的特性を得ることが可能な複合部品を得ることが出来る。
【００２３】
本発明においては、積層体内に構成されたバンドパスフィルタと方向性結合器との間を繋ぐスイッチング素子を、前記積層体上に搭載し、前記積層体の下面には前記スイッチング素子と接続する制御端子や高周波信号を扱う高周波端子が形成されているのが好ましい。
【００２４】
スイッチング素子は、少なくとも一つの共通ポートと複数の単独ポートを備えた高周波スイッチである。高周波スイッチの共通ポートには前記バンドパスフィルタが接続され、単独ポートの何れかに前記方向性結合器が接続される。他の単独ポートの何れかには整合回路を接続しても良い。整合回路を構成するリアクタンス素子の少なくとも一部を、誘電体層に形成された整合回路用電極として形成しても良い。その場合は、整合回路用電極を、主線路用ライン電極と、副線路用ライン電極と、前記共振器を構成する帯状電極等と積層方向に重ならせない様に構成するのが好ましい。
【００２５】
高周波スイッチはダイオードやトランジスタで構成されたダイオードスイッチやＦＥＴスイッチが例示される。複合部品が一つのアンテナに接続されて用いられる場合には、単極複投型スイッチを用い、複数のアンテナと接続する場合などには、複極複投型スイッチを用ても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタの等価回路図である。
【図２】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタの外観斜視図である。
【図３】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタの連結ビアホールの平面図である。
【図５】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタの連結ビアホールの断面図である。
【図６】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタの連結ビアホールの他の態様例を示す平面図である。
【図７】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタの連結ビアホールの他の態様例を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタの共振器の部分拡大断面図である。
【図９】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタを内蔵した複合部品を構成する積層体の斜視図である。
【図１０】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタを内蔵した複合部品を構成する積層体の分解平面図である。
【図１１】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタを内蔵した複合部品の平面図である。
【図１２】本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタを内蔵した複合部品の等価回路図である。
【図１３】本発明の他の実施例に係るバンドパスフィルタを内蔵した複合部品を構成する積層体の斜視図である。
【図１４】本発明のバンドパスフィルタを構成する帯状電極と第１ビアホール電極と第２ビアホール電極の位置関係を示す平面図である。
【図１５】本発明のバンドパスフィルタを構成する帯状電極と第１ビアホール電極と第２ビアホール電極の他の位置関係を示す平面図である。
【図１６】本発明の複合部品におけるＡＮＴ−Ｔｘ間の伝送特性図である。
【図１７】本発明の複合部品におけるＡＮＴ−Ｒｘ間の伝送特性図である。
【図１８】本発明の複合部品におけるＡＮＴ−ＢＴ間の伝送特性図である。
【図１９】従来のバンドパスフィルタの一例を示す分解斜視図である。
【図２０】従来のバンドパスフィルタの他の例を示す分解斜視図である。
【図２１】従来のバンドパスフィルタの構成で得られる共振器の等価回路である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図を用いて本発明について詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係るバンドパスフィルタの等価回路であり、図２はバンドパスフィルタの斜視図であり、図３はバンドパスフィルタの分解斜視図である。バンドパスフィルタ１を構成する直方体状の誘電体からなる積層体１０は、例えば外形寸法が長さ２．５ｍｍ以下、幅１．５ｍｍ以下、厚み１．０ｍｍ以下の小型の積層体であり、その底面には端子電極（入出力端子Ｐ１、Ｐ２、グランド端子ＧＮＤ）が形成されている。入出力端子Ｐ１、Ｐ２はどちらかが入力ポートまたは出力ポートとなる。以下説明を簡単にする為、入力ポートＰ１、出力ポートＰ２として説明する。
【００２８】
バンドパスフィルタは、積層体内に設けられた複数の共振器を有し、入力ポートＰ１と接続する第１共振器と、出力ポートＰ２と接続する第２共振器と、回路上、第１及び第２共振器との間に配置され、誘導性結合する第３共振器を備えている。入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間にはコンデンサｃｂ６が接続される。
【００２９】
各共振器はインダクタｌｂ１〜ｌｂ３、コンデンサｃｂ２〜ｃｂ４を有している。第１共振器はインダクタｌｂ３とコンデンサｃｂ４を有し、第２共振器はインダクタｌｂ１とコンデンサｃｂ２を有し、第３共振器はインダクタｌｂ２とコンデンサｃｂ３を有している。インダクタｌｂ１〜ｌｂ３の一端はグランドと接続され、他端はコンデンサｃｂ２〜ｃｂ４と接続され、コンデンサｃｂ２〜ｃｂ４はグランドと接続される。
【００３０】
バンドパスフィルタが構成された積層体１に０は、複数の誘電体層と低抵抗の導体で形成された複数の電極パターンが積層配置されている。インダクタｌｂ１〜ｌｂ３は、それぞれ帯状電極とビアホールとでなるループ状線路で構成される。コンデンサは前記帯状電極の下層側（入出力端子形成面側）に形成された複数の電極パターンによって構成され、ビアホールを介してインダクタｌｂ１〜ｌｂ３と接続される。
【００３１】
図３を参照して積層構造について詳細に説明する。
通常、誘電体層には複数のバンドパスフィルタ用の電極パターンが形成されるが、説明を簡単にするために、構成の最小単位、即ち、一つバンドパスフィルタの構成について説明する。
１層目の誘電体層ａの上面には略全面にグランド電極ＧＮＤが形成され、更に積層体１０の底面に形成された端子電極と接続する為のビアホールが形成されている。図中、共振器のインダクタを構成するビアホール以外のビアホールは、黒丸として図示し特に符号等は付与しない。また、誘電体層は形成される電極パターン等、必要に応じて１０μｍ〜２００μｍの厚みのものが使用されたり、誘電体層間の間隔を確保する為に電極パターンを形成しない誘電体層、所謂ダミー層を設けたりする場合があるが、図３においては誘電体層の厚み等を省略して示している。
【００３２】
２層目の誘電体層ｂの上面には共振器用のコンデンサ電極ｃｂ２、ｃｂ４が形成されている。
３層目の誘電体層ｃの上面にはグランド電極ＧＮＤ（以下図中、斜線で示す）とともに、コンデンサ電極ｃｂ６が形成され、更にビアホール電極ＷＨを構成する長穴形状ビアホールｓｔ１０が形成されている。
４層目の誘電体層ｄの上面にも共振器用のコンデンサ電極ｃｂ２、ｃｂ４が形成されている。前記コンデンサ電極ｃｂ６は２層目及び４層目に形成されたコンデンサ用電極ｃｂ２と積層方向に重なるように構成されている。またコンデンサ電極ｃｂ２、ｃｂ４の端部側には、長穴形状ビアホールｓｔ９が形成されている。
【００３３】
５層目の誘電体層ｅの上にはグランド電極ＧＮＤと長穴形状ビアホールｓｔ８が形成されている。
６層目の誘電体層ｆの上にはコンデンサ電極ｃｂ３とともに長穴形状ビアホールｓｔ７が形成されている。
７層目の誘電体層ｇの上にはグランド電極ＧＮＤとともに長穴形状ビアホールｓｔ６が形成されている。
８層目の誘電体層ｈ、９層目の誘電体層ｉ、１０層目の誘電体層ｊには長穴形状ビアホールｓｔ３、ｓｔ４、ｓｔ５が形成されている。
１１層目の誘電体層ｋ、１２層目の誘電体層ｌには、所定の間隔をもって並列に並べられた帯状電極１ｂ１，ｌｂ２，ｌｂ３とともに長穴形状ビアホールｓｔ１、ｓｔ２が形成されている。１１層目及び１２層目の誘電体層の上に形成された帯状電極１ｂ１，ｌｂ２，ｌｂ３は、長穴形状ビアホールｓｔ１よって並列接続される。
１３層目の誘電体層ｍにはグランド電極ＧＮＤが形成され、１４層目の誘電体層ｎはダミー層となっている。
【００３４】
各誘電体層に形成された帯状電極やコンデンサ電極は、ビアホールや長穴形状ビアホールで相互に接続されてバンドパスフィルタを構成する。図４は長穴形状ビアホールの平面図であり、図５は長穴形状ビアホールにより構成されたビアホール電極の部分断面図を示す。
ビアホールは打ち抜き金型を用いたり、レーザ光を線状に移動させながら連続で照射したりして長穴形状に形成することが出来る。平面形状は長方形であったり楕円であったりする。なおビアホール寸法は積層体の外形寸法に応じて適宜設定され得るが、本実施例の様な小型の積層体である場合は、その寸法は、長軸長さが１５０μｍ〜３５０μｍ、短軸長さが５μｍ〜１５μｍとするのが好ましい。
【００３５】
長穴形状ビアホールの長軸方向は帯状電極の幅方向となるように構成され、帯状電極の伸張方向に対して略垂直として形成される。また、レーザ光を線状に移動させながら不連続で照射するなどして長穴形状ビアホールを形成する場合もあるが、この場合には長穴形状ビアホールの長辺に複数の溝条が形成される場合もある。レーザ光の照射ピッチを狭くすることで、ほぼ溝条の無い状態とすることも出来る。
【００３６】
図５はレーザにより形成した長穴形状ビアホールを用いたビアホール電極の部分断面図である。長穴形状ビアホールの長軸に沿って切断している。レーザ光の特性から長穴形状ビアホールは誘電体層への入射側の開口が大きく、反対側の開口が相対的に小径となり易く、その断面は台形状となる。このような形状の長穴形状ビアホールを重ねて連結ビアホールを形成する場合には、その外周側が鋸刃状と成り易い。連結ビアホールを通過する高周波電流は、表皮効果から連結ビアホールの外周近傍に集中して流れる事となる。鋸刃状部分の表面抵抗の増大によりＱ値の低下を招くことが懸念されたが影響は無かった。
【００３７】
図６にビアホール電極の他の態様を示す。本態様では並列に配列された複数（ここでは３つ）の円形状のビアホールで形成する。ビアホールの数については帯状電極の幅の最大１．２倍を超えない寸法の範囲内で形成可能な数で構成され特に限定されない。なお、小型のバンドパスフィルタでは、ビアホールの孔径を７０μｍ〜１５０μｍとするのが好ましい。図７はレーザにより形成したビアホールを用いたビアホール電極の部分断面図である。このビアホールの中心軸ずれは５０μｍ以下であるのが好ましく、下辺長さｌｔと上辺長さｌｂ（ｌｔ＞ｌｂ）の差の絶対値は６０μｍ以下であるのが好ましい。中心軸ずれや長さの差は長穴形状ビアホールで構成される場合も同様である。
【００３８】
図８は共振器の積層構成の一例を説明するため断面図であって、帯状電極と連結ビアホールを含む断面拡大図である。帯状電極ｌｂ３は２層の誘電体層に形成され、ビアホール電極ＷＨを介して、帯状電極ｌｂ３の下部に位置するグランド電極ＧＮＤやコンデンサ電極ｃｂ４と接続される。帯状電極ｌｂ３とビアホール電極ＷＨとで構成されるループ状線路は共振器のインダクタを形成している。このような構成によって、バンドパスフィルタが小型化しても共振器間で所望の結合を得ることが容易となる。また、波長短縮効果によって共振器を小型に構成出来、もってバンドパスフィルタの小型化が容易となる。
【００３９】
インダクタはλ／４共振器を構成するが、その形成においては、ループ状線路の内側面積（帯状電極とビアホール電極とで囲まれた領域）、帯状電極の両端の連結ビアホール間隔や、帯状電極と他の電極パターン間隔、波長短縮効果等を考慮する。ループ状線路の長さｌ１と帯状電極の長さｌとの比ｌ／ｌ１は、０．２５以上０．７以下とするのが好ましく、更に好ましくは帯状電極の長さをビアホール電極の合計長さよりも短く構成するのがより好ましい。また、帯状電極はストリップライン、あるいはマイクロストリップラインとして構成するが、優れた伝送特性を発揮させるのはグランド電極との間は少なくとも、１００μｍ以上の間隔をもって形成するのが好ましい。
【００４０】
本実施態様においては、積層体の誘電体層の材料として、樹脂やセラミック、及びその混合材料等、様々な誘電体を用いることが可能であり、目的とする周波数に応じた特性によって適宜選択され得るものである。小型でありながら、共振器としての性能が得られるようにするには、比誘電率εｒが５〜２００程度の誘電体材料を用いるのが好ましい。セラミックス材料としてεｒが１０程度であればアルミナ系セラミックス、４０以下であればチタン酸カルシウム系セラミックス、チタン酸マグネシウム系セラミックが、２００以下であればチタン酸バリウム系セラミックスが挙げられる。他に温度特性や損失を考慮しながら選択される。各層の誘電体材料はドクターブレード法等の公知の技術によってシート化されて供される。
【００４１】
共振器を構成する各電極は銀ペーストなどの良電導体を印刷して、誘電体層と一体焼結することで、厚みが数μｍ〜２０μｍの導体膜として形成される。伝導体としては銀のほかに、金、銅、パラジウム、白金や銀パラジウム合金、銀白金合金を含むペーストが用いられる。その形成はスクリーン印刷法など公知の製造方法を採用できる。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
本実施では、バンドパスフィルタを含み、更に積層体に方向性結合器を一体化するとともに、バンドパスフィルタと方向性結合器に接続するスイッチ回路を構成するスイッチング素子を積層体に実装した複合部品について説明する。
図９は複合部品を構成する積層体の外観斜視図であり、図１０は積層体の分解平面図であり、図１１は複合部品の上面平面図であり、図１２は複合部品の等価回路図である。
【００４３】
本発明に係る複合部品は、単極複投（ＳＰ３Ｔ）スイッチとバンドパスフィルタと方向性結合器を含み、無線ＬＡＮとブルートゥース（登録商標）の２つの通信システムに対応する。複合部品は複数のポートを有し、ポートＡＮＴは２つの通信システムの高周波信号が入出力するポートである。ポートＲＦ１は無線ＬＡＮの送信信号が入力するポートであり、以下Ｔｘと表記する場合もある。ポートＲＦ２は無線ＬＡＮの受信信号が入力するポートであり、以下Ｒｘと表す場合がある。ポートＲＦ３はブルートゥース（登録商標）の送受信信号が入出力するポートであり、以下ＢＴと表す場合がある。ポートＭＴは無線ＬＡＮの送信信号の一部を取り出すポートであり、ポートＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３はスイッチ回路を制御する信号を入力するポートである。
【００４４】
バンドパスフィルタＢＰＦは、ポートＡＮＴと単極複投スイッチＳＷの共通ポートと接続して、通信に必要な高周波信号を通過させる。単極複投スイッチＳＷはポートＡＮＴとポートＲＦ１、ポートＡＮＴとポートＲＦ２、ポートＡＮＴとポートＲＦ３との間の接続を、ポートＶＣ１、ポートＶＣ２、ポートＶＣ３から与えられるコントロール電圧に基づいて切り換える。ポートＲＦ１と単極複投スイッチＳＷとの間には方向性結合器Ｃｐが接続されており、無線ＬＡＮの送信信号の一部を取り出す。得られた信号は別に設けられた検波回路へと出力する。ポートＲＦ１との間に接続される方向性結合器Ｃｐは主線路ｌｃ１と副線路ｌｃ２とを備え、副線路ｌｃ２の一端は抵抗Ｒｃを介して接地され、他端はポートＭＴと接続する。主線路ｌｃ１に接続される並列コンデンサｃｃ１は、主線路ｌｃ１とともに共振を生じさせて、ポートＲＦ１に入力する高周波信号に含まれる高調波歪を除去する。
【００４５】
単極複投スイッチＳＷと接続する信号経路にはＤＣカットコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が接続され、ポートＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３との間には、高周波ノイズを除去するバイパスコンデンサｃｖ１、ｃｖ２，ｃｖ３が接続される。また、ポートＲＦ２との間、ポートＲＦ３との間にはそれぞれ整合回路ＩＭ１、ＩＭ２が接続される。整合回路ＩＭ１、ＩＭ２はリアクタンス素子で形成される。
【００４６】
複合部品は、複数の誘電体層を積層してなる積層基板に構成される。整合回路ＩＭ１、ＩＭ２、方向性結合器Ｃｐは、積層体にバンドパスフィルタＢＰＦとともに積層体内に電極パターンを用いて構成される。なお一部の素子を積層体に実装しても良いし、方向性結合器ＣＰ自体を積層体に実装して構成しても良い。
【００４７】
本実施例では積層体に、バンドパスフィルタＢＰＦ、方向性結合器Ｃｐ、整合回路ＩＭ１、ＩＭ２を構成するリアクタンス素子や、バイパスコンデンサｃｖ１、ｃｖ２、ｃｖ３を構成するコンデンサがそれぞれ内蔵される。そしてＤＣカットコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と、抵抗Ｒｃ、単極複投スイッチＳＷが積層体の表面に実装される。
【００４８】
積層体は２．２ｍｍ×２．２ｍｍ×０．６５ｍｍの矩形状に構成され、その下面には前記各ポートに対応する端子電極ＡＮＴ、ＲＦ１，ＲＦ２，ＲＦ３，Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３，ＧＮＤが形成されている。積層体は、その下部側に主にコンデンサを構成する電極パターンが配置された領域と、その上部側には主にインダクタを構成する電極パターンが形成された領域とに分かれて形成され、上部側の領域に形成されたバンドパスフィルタＢＰＦ，方向性結合器ＣＰ、整合回路ＩＭ１、ＩＭ２を構成するインダクタ用電極が積層方向に重ならない様に、それぞれ分かれて形成される。
【００４９】
バンドパスフィルタＢＰＦの構成は、図３に示したものと略同じであるので、異なる部分を主として積層体の構成を説明する。
誘電体層ａには接続の為のビアホールが複数形成され、誘電体層ｂには複数のビアホールとともにグランド電極ＧＮＤがほぼ全面に形成される。誘電体層ｃには共振器のコンデンサ電極ｃｂ２、ｃｂ４とともに、バイパスコンデンサ用電極ＶＣ３が形成される。誘電体層ｄにはグランド電極ＧＮＤとともに、バンドパスフィルタＢＰＦのコンデンサ電極ｃｂ６が形成される。このグランド電極ＧＮＤはその一部の電極パターンが矩形に抜かれた抜き部ＴＨを備える。
誘電体層ｅには共振器のコンデンサ電極ｃｂ２、ｃｂ４とともに、バイパスコンデンサ用電極ＶＣ２が形成される。前記抜き部ＴＨは、誘電体層ｃ、ｅに形成された接地コンデンサ用電極ｃｂ２、ｃｂ４とバイパスコンデンサ用電極ＶＣ３との間と積層方向に重なる部位に位置する。この様な構成によって、多少の積層ずれが生じた場合であってもコンデンサｃｂ２、ｃｂ４の静電容量に変化が生じるのを防いでいる。
誘電体層ｆにはグランド電極ＧＮＤが形成され、誘電体層ｇには共振器のコンデンサ電極ｃｂ３とともにバイパスコンデンサ用電極ＣＶ１が形成され、誘電体層ｈにはグランド電極ＧＮＤが形成される。誘電体層ａ〜ｈはコンデンサが主に形成された領域となる。
【００５０】
誘電体層ｉ、ｊ、ｋには方向結合器ＣＰの副線路用電極ｌｃ２が形成される。副線路用電極ｌｃ２と近接するビアホールとの間には誘電体層ｈ、ｏに形成されたグランド電極ＧＮＤと接続するビアホールが配置され電磁気的な干渉を防いでいる。誘電体層ｊ、ｋでは、前記ビアホールを接続する帯状のグランド電極ＧＮＤが形成される。
【００５１】
誘電体層ｌ、ｍには共振器用の帯状電極と、方向性結合器ＣＰの主線路用電極ｌｃ１、整合回路ＩＭ１、ＩＭ２のインダクタ用電極ｌｔ，ｌｒが形成される。誘電体層ｍには方向性結合器Ｃｐの並列コンデンサ用のコンデンサ電極ｃｃ１も形成される。
誘電体層ｎには方向性結合器Ｃｐの主線路用電極ｌｃ１、整合回路Ｍ１，Ｎ２のインダクタ用電極ｌｔ，ｌｒが形成される。誘電体層ｏにはグランド電極ＧＮＤが形成され、誘電体層Ｐには接続線路とともに整合回路ＩＭ２のインダクタ用電極ｌｒが形成される。誘電体層ｑには実装部品のためのランドが形成される。
【００５２】
ビアホール電極ＷＨは平面略長方形の長穴形状ビアホールを積層方向に複数接続してなり、本実施例では長穴形状ビアホールの寸法をそれぞれ２８０μｍ×８０μｍとした。第１〜第３共振器を構成するインダクタｌｂ１〜ｌｂ３は、ビアホール電極と帯状電極とでなるが、帯状電極の長さ（ビアホール電極ＷＨの対向する長辺間として）をそれぞれ５００μｍとし、幅を３３０μｍとしている。またビアホール電極の間隔、帯状電極間の間隔を３００μｍとした。
各共振器において、帯状電極と接続する接地側のビアホール電極の長さを３５０μｍとした。コンデンサとの接続側のビアホール電極の長さを、第１及び第２共振器では３９５μｍ、第３共振器で３５０μｍとした。図１５に示す様に、ビアホール電極は帯状電極の幅中心と連結ビアホールの中心が一致するように形成し、ビアホール間のずれは帯状電極が形成された誘電体層に形成されたビアホールの中心に対して±２０μｍとなるように構成した。
各共振器の帯状電極の長さｌは５００μｍであって、各共振器のインダクタを構成する帯状電極長よりもビアホール電極の長さ合計が長くなるようにしている。ループ状線路の長さｌ１は第１及び第２共振器で１２４５μｍ、第３共振器で１２００μｍとなり、ループ状線路の長さｌ１と帯状電極の長さｌとの比ｌ／ｌ１はそれぞれ、０．４０、０．４２となる。
【００５３】
更に、実施例２としてビアホール電極ＷＨを３５０μｍ×８０μｍ（長穴形状ビアホール）とし、実施例３としてビアホール電極ＷＨをφ８０μｍ（平面略円形ビアホール）とし、他の構成は実施例１の構成と同様の試料を作製して、ネットワークアナライザにて高周波特性（伝送特性）を評価した。測定結果を通過帯域における挿入損失特性として表１に示す。
【００５４】
【表１】
2011166755.tif 000003
【００５５】
本発明の実施例においては、いずれもバンドパスフィルタの性能として優れ、小型でありながら高周波特性に優れた複合部品を得ることが出来た。また、ビアホール電極形状を略円形状から長穴形状とし、更に長軸側の長さを長く構成することでインダクタのＱが向上するとともに、通過帯域における伝送損失特性が向上した。なお通過帯域幅帯や域外減衰量についてはいずれの実施例も同程度であった。
【００５６】
（実施例４）
複合部品の他の構成について説明する。主な構成は実施例１と同様なので、相違する部分のみ説明する。
図１３は積層体の構成を説明するための分解図平面図である。実施例１とは、共振器を構成する帯状電極ｌｂ１〜ｌｂ３を誘電体層ｎ，ｏに形成し、誘電体層ｈに形成されたグランド電極ＧＮＤとの距離を更に大きくとったものである。その結果、ビアホール電極の長さが、第１〜第３共振器で更に５００μｍ長くなっている。更に図１４に示す様に、帯状電極間Ｌ１−１、Ｌ１−２の間隔を３７０μｍとし、ビアホール電極間Ｌ２−１，Ｌ２−２の間隔を３００μｍとして異ならせた。他の構成は実施例１と同様なので説明を省略する。
【００５７】
得られた試料についてネットワークアナライザにて高周波特性を評価した。測定結果を図１６〜図１８に示す。図１６はポートＡＮＴとポートＴｘとの間の伝送特性であり、図１７はポートＡＮＴとポートＲｘとの間の伝送特性であり、図１８はポートＡＮＴとポートＢＴとの間の伝送特性である。何れの経路でも優れた伝送特性と帯域外減推量が得られた。なお帯域内の伝送特性は実施例２と略同様か若干優れていた。
【符号の説明】
【００５８】
１  バンドパスフィルタ
１０  積層体
Ｌｂ１，ｌｂ２，ｌｂ３  共振器用のインダクタ
ｃｂ２，ｃｂ３，ｃｂ４  共振器用のコンデンサ
ｃｂ６  ポート間に直列に接続されるコンデンサ
【図１】
2011166755.tif 000004
【図２】
2011166755.tif 000005
【図３】
2011166755.tif 000006
【図４】
2011166755.tif 000007
【図５】
2011166755.tif 000008
【図６】
2011166755.tif 000009
【図７】
2011166755.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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