(57)【要約】【課題】入出力インピーダンス整合が容易に出来て、かつ、そのフィルタ特性の設計も簡易に出来る構造の積層ＢＰＦを提供する。【解決手段】一対のコの字型形状の共振器電極パターンがその開放端を向かい合うように並列に配置され、共振器電極パターンの接地端が接地外部電極に接続され、共振器電極パターンと別の層に入出力電極パターンの一端が共振器電極パターンの開放端と静電結合するように対面して配置され、その他端が入出力外部電極に接続された。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のコの字型形状の共振器電極パターンがその開放端を向かい合うように並列に配置され、前記共振器電極パターンの接地端が接地外部電極に接続され、前記共振器電極パターンと別の層に入出力電極パターンの一端が前記共振器電極パターンの開放端と静電結合するように対面して配置され、その他端が入出力外部電極に接続されたことを特徴とする積層帯域通過型フィルタ。
【請求項２】
前記入出力電極パターンは、一対のパターンが同一の層に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の積層帯域通過型フィルタ。
【請求項３】
前記入出力電極パターンは、一対のパターンが前記共振器電極パターンの両側の層に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の積層帯域通過型フィルタ。
【請求項４】
前記入出力電極パターンと、前記共振器電極パターンの開放端との静電結合の結合量は、前記入出力電極パターンが形成された層と前記共振器電極パターンが形成された層の間の離隔距離により調整されたことを特徴とする請求項１に記載の積層帯域通過型フィルタ。
【請求項５】
前記入出力電極パターンは、前記共振器電極パターンに対して絶縁分離されたことを特徴とする請求項１に記載の積層帯域通過型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波用積層帯域通過型フィルタに係り、特に、セラミックチップ内部に内部電極として共振フィルタ特性を有するコの字型の導体パターンを配設した帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話などの電子機器に見られるように、機器の小型化、高性能化、高機能化の進展が著しい。この動向に伴い、帯域通過型フィルタに対しても小型化と高性能化への要求が強く、セラミック積層帯域通過型フィルタが実用化された。
【０００３】
従来、セラミック積層帯域通過型フィルタとして、コの字型の共振器電極パターンを有する帯域通過型フィルタが広く使用されている。その内部構造は、図８乃至図１０に示されるもので、上から保護層Ｓ８１、シールド層Ｓ８２、共振器電極層Ｓ８３、シールド層Ｓ８４などで構成されている。これらの電極パターンは各グリーンシート上に銀ペーストなどで所定の形状に印刷された後、積層、切断焼成工程を経て、最後に焼結体の外面に入出力外部電極と接地外部電極を形成して図１に示すような外形のセラミック積層帯域通過型フィルタ（以後積層ＢＰＦと略する。）が製作され広く使用されている。このフィルタの等価回路は図１１に示される。
【０００４】
しかしながら、従来の積層ＢＰＦは、下記の問題を抱えていた。即ち、入出力インピーダンス整合の作業は、図９の入出力電極の位置ａを調整するので、それに伴い共振器電極パターンＰ８３１の変更が必要であり、新たな共振器電極パターンの作成が必要となるなど、入出力インピーダンス整合の作業のために電極パターンの変更を余儀なくされていた。図９の入出力電極の位置ａを変えることは、一対の共振器電極パターンＰ８３１，Ｐ８３２のパターン変更に加えて、外部入出力電極１，２までの距離（＝電気長）の変化も伴うので、カットアンドトライの繰り返しとなるか、または、多数の多様な電極パターンを作成し準備する必要があった。従って、インピーダンス整合を得るまでに多大な労力を要するという問題点があった。また、図９に示すように、入出力電極パターンが接地端子に接続されているので、直流を重畳出来ないという欠点を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、入出力インピーダンス整合が容易に出来て、かつ、そのフィルタ特性の設計も簡易に出来る構造の積層ＢＰＦを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層帯域通過型フィルタは、一対のコの字型形状の共振器電極パターンがその開放端を向かい合うように並列に配置され、前記共振器電極パターンの接地端が接地外部電極に接続され、前記共振器電極パターンと別の層に入出力電極パターンの一端が前記共振器電極パターンの開放端と静電結合するように対面して配置され、その他端が入出力外部電極に接続されたことを特徴とする。
【０００７】
前記入出力電極パターンは、一対のパターンが同一の層に配置されてもよく、または、一対のパターンが前記共振器電極パターンの両側の層に配置されるようにしてもよい。
【０００８】
前記入出力電極パターンと、前記共振器電極パターンの開放端との静電結合の結合量は、前記入出力電極パターンが形成された層と前記共振器電極パターンが形成された層の間の離隔距離により調整されることが好ましい。また、前記入出力電極パターンは、前記共振器電極パターンに対して絶縁分離される。
【０００９】
本発明の積層帯域通過型フィルタは、共振器電極パターンが形成される層と別層に入出力電極パターンを形成する構造、即ち、共振器電極パターンが形成される層の上層またはその両側の層に入出力電極パターンが形成される構造を採っている。入出力電極パターンと共振器電極パターンのそれぞれの開放端で結合しているので、結合容量は小さい値となり、パターン寸法も小さくでき、積層ＢＰＦの小型化が可能となる。
【００１０】
入出力電極パターンと、前記共振器電極パターンの開放端との静電結合の結合量は、前記入出力電極パターンが形成された層と前記共振器電極パターンが形成された層の間の離隔距離により調整される。従って、入出力インピーダンスの整合をとるための調整は、入出力電極パターンの形成されるグリーンシートの厚さもしくは入出力電極パターンの形成されるグリーンシートと共振器電極パターンの形成されるグリーンシートの間に挿入されるグリーンシートの枚数を変えれば良く、内部電極パターンの変更は伴わない。それ故、入出力インピーダンスの整合をとるための調整は、新たな電極パターンを作成し準備する必要がなく、また、入出力電極および共振器電極パターンの変更を要することもないので調整が大幅に容易になる。また、入出力電極パターンが直流的に遮断されているため、入出力に直流を重畳し印加することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図７を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１実施例である積層ＢＰＦの外観図であり、図２は、その基本構造を示す分解斜視図であり、図３はその電極パターンを示す平面図であり、図４はその積層状態を示す断面図である。
【００１３】
これらの図に示すように、複数のグリーンシートＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５…を積み重ねて、圧着した後にチップに切断して、焼成することで、セラミックグリーンシートがセラミック層の焼結体となり、印刷により形成された内部電極ペーストパターンが金属の内部電極層となる。次に、外部電極として印刷法、またはスパッタリング等により下地金属を形成し、その上にＮｉめっきおよびＳｎめっき等を行い、これにより入出力外部電極１，２と接地外部電極３，４を形成する。
【００１４】
図２は、本発明の第１実施例である積層ＢＰＦの各グリーンシートに配置された内部電極パターン例を示す。グリーンシートＳ１とは内部電極パターンが形成されない保護層である。なお、図示はしないが複数枚の電極パターンを有しないグリーンシートの層が上下に積層されてセラミックチップが構成されている。グリーンシートＳ２，Ｓ５には、シールドパターンＰ２１，Ｐ５１が銀などの金属ペーストで形成される。シールドパターンＰ２１，Ｐ５１はＳ２，Ｓ５の端部まで延伸して接地外部電極３，４に電気的に接続される。
グリーンシートＳ３上に一対の入出力電極パターンＰ３１，Ｐ３２が形成される。同様に、グリーンシートＳ４上に一対の共振器電極パターンＰ４１，Ｐ４２が形成され、コの字型の電極パターンの開放端が対向するように並列に配置される。一対の共振器電極パターンＰ４１，Ｐ４２の開放端のパターン幅が広くなっているのは、積層ズレによる入出力容量の変化を抑える目的と、開放端側を広くすることにより共振器の長さを短縮でき、積層ＢＰＦを小型化できるからである。
【００１５】
図３に示すように、グリーンシートＳ３には、一対の入出力電極パターンＰ３１，Ｐ３２が形成される。入出力電極パターンＰ３１はＳ３の端部Ａまで延伸して入出力外部端子１に電気的に接続される。他方の開放端ＢはＳ４の共振器電極パターンＰ４１の開放端に対面して配置されて、開放端Ｂは、共振器電極パターンＰ４１の開放端と静電結合する。入出力電極パターンＰ３２はＳ３の端部Ｄまで延伸して入出力外部電極２に電気的に接続される。他方の開放端ＣはＳ４の共振器電極パターンＰ４２の開放端に対面して配置されて、開放端Ｃと共振器電極パターンＰ４２の開放端と静電結合する。
【００１６】
図４に示すように、グリーンシートＳ３の厚さｔにより入出力電極パターンＰ３１とＳ４の共振器電極パターンＰ４１との静電結合の結合量が定まる。または、Ｓ３とＳ４の間に挿入するグリーンシートの枚数を変えて、Ｐ３１とＰ４１の間の距離とＰ３２とＰ４２の間の距離を変えることにより、入出力電極パターンＰ３１，Ｐ３２とＳ４の共振器電極パターンＰ４１，Ｐ４２との静電結合の結合量を変えることができる。換言すれば、入（出）力インピーダンス整合がグリーンシートＳ３の厚さｔを変えることにより、または、Ｓ３とＳ４の間に挿入するグリーンシートの枚数を変えることにより、電極間の距離を調整することにより達成できる。
【００１７】
図５は、本発明の第２実施例である積層ＢＰＦの各グリーンシートに配置された内部電極パターン例を示す。入出力電極パターンを共振器電極パターンが形成される層の上下両側の層に形成した実施例である。即ち、入力電極パターンＰ５３１をグリーンシートＳ５３上に形成し、一対の共振器電極パターンＰ５４１，Ｐ５４２がグリーンシートＳ５４上に形成され、出力電極パターンＰ５５１をＳ５４の下側の層となるＳ５５上に形成している。入出力電極パターンの開放端と共振器電極パターンの開放端が対面している等のその他の点は、第１実施例と同じである。
【００１８】
図６は本発明の第１および第２の実施例である積層ＢＰＦの等価回路を示す。Ｃｐは、共振器電極パターンが有する分布容量を集中定数の容量で等価的に示したものであり、Ｌｐは、共振器電極パターンが有する分布インダクタンスを集中定数のインダクタンスで等価的に示したものである。ＣＭは、共振器電極パターンの開放端が向かい合うことによる静電結合を表して、Ｍは共振器電極パターン間の電磁結合を表している。
【００１９】
図７は本発明の第１実施例である積層ＢＰＦの電磁界シミュレータによる特性のシュミレーション結果を示す。実線は、外部入力端子１から外部出力端子２への伝送周波数特性を示し、破線は外部入力端子１からみた入力インピーダンスの反射減衰量の周波数特性を示している。良好な結果が得られることが示されている。
【００２０】
なお、上記のように、本発明の積層ＢＰＦに関する２つの実施例を示したが、本発明は上記の内容に限定するものでなく、本発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形実施例が可能なことは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
上述した本発明によれば、入出力インピーダンスの調整が容易で、且つ小型コンパクト化した構造の積層ＢＰＦが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の積層ＢＰＦの外観図である。
【図２】本発明の第１実施例である積層ＢＰＦの各グリーンシートに配置された内部電極パターン例を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示す積層ＢＰＦの共振電極パターンと入出力電極パターンの相対位置を示す平面図である。
【図４】図２に示す積層ＢＰＦの断面図である。
【図５】本発明の第２実施例である積層ＢＰＦの各グリーンシートに配置された内部電極パターン例を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態の積層ＢＰＦの等価回路図である。
【図７】本発明の実施形態の積層ＢＰＦの電磁界シミュレータによる伝送特性を示す図である。
【図８】従来例である積層ＢＰＦの各グリーンシートに配置された内部電極パターン例を示す分解斜視図である。
【図９】図８の共振電極パターンと入出力電極パターンを示す平面図である。
【図１０】従来例である積層ＢＰＦの断面図である。
【図１１】従来例である積層ＢＰＦの等価回路図である。
【符号の説明】
１，２　　　　　　　入力外部電極
３，４　　　　　　　接地外部電極
Ｓ１〜Ｓ５，Ｓ５１〜Ｓ５６，Ｓ８１〜Ｓ８４　　　　グリーンシート
Ｐ２１，Ｐ５１，Ｐ５２１，Ｐ５６１，Ｐ８２１，Ｐ８４１　　　シールドパターン
Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ５３１，Ｐ５５１　　　　　入出力電極パターン
Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ５４１，Ｐ５４２　　　　　共振器電極パターン
Ｐ８３１　　　　　　入力電極パターンと共振器電極パターン
Ｐ８３２　　　　　　共振器電極パターンと出力電極パターン
【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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【図１１】
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