JP4640218B2 - Multilayer dielectric resonator and bandpass filter - Google Patents
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Description
本発明は、積層型誘電体共振器およびバンドパスフィルタに関する。 The present invention relates to a multilayer dielectric resonator and a bandpass filter.
地上波TV放送、携帯電話、テレビ付き携帯電話などの無線通信システムの多様化に伴い、バンドパスフィルタやデュプレクサなど、数百MHz〜数GHzのマイクロ波帯において共振回路を構成する積層型誘電体共振器に関しては、小型で、低損失な共振器が望まれている。 With the diversification of wireless communication systems such as terrestrial TV broadcasting, mobile phones, and mobile phones with televisions, laminated dielectrics that form resonant circuits in the microwave band of several hundred MHz to several GHz, such as bandpass filters and duplexers Regarding the resonator, a small-sized and low-loss resonator is desired.
積層型誘電体共振器の低損失化を実現させるためには、Q値(=1/tanδ)を向上させる必要がある。共振回路のQ値は、主に誘電体基板の誘電体による損失(誘電体損)と共振回路を構成する内部電極による損失(導体損)とによって決まる。一般に、マイクロ波帯以下の低周波帯では、誘電体損よりも導体損の方がQ値に対して支配的である。 In order to reduce the loss of the multilayer dielectric resonator, it is necessary to improve the Q value (= 1 / tan δ). The Q value of the resonance circuit is mainly determined by the loss due to the dielectric of the dielectric substrate (dielectric loss) and the loss due to the internal electrodes constituting the resonance circuit (conductor loss). In general, in a low frequency band below the microwave band, the conductor loss is more dominant than the dielectric loss than the dielectric loss.
したがって、積層型誘電体共振器の低損失化を実現させてQ値を向上させるためには、共振回路を構成する内部電極を形成する導体材料の比抵抗を小さくすることと、内部電極の幅や厚みを大きくすることとが考えられる。 Therefore, in order to realize a reduction in loss of the multilayer dielectric resonator and improve the Q value, it is necessary to reduce the specific resistance of the conductor material forming the internal electrode constituting the resonance circuit, and to reduce the width of the internal electrode. It is conceivable to increase the thickness.
しかしながら、内部電極の比抵抗を小さくすることは、材料およびコスト面で限界が生じるおそれがあり、内部電極の幅や厚みを大きくすることは、その積層型誘電体共振器を有する電子部品が大型化するという問題がある。 However, reducing the specific resistance of the internal electrode may cause limitations in terms of material and cost, and increasing the width and thickness of the internal electrode means that the electronic component having the multilayer dielectric resonator is large. There is a problem of becoming.
そこで、積層型誘電体共振器のサイズを大きくすることなく、Q値を向上させる手段として、下記の特許文献1および2に示すように、表面に内部電極(長手パターン)がそれぞれ形成された複数枚の誘電体層を多数重ねることが提案されている。
Therefore, as means for improving the Q value without increasing the size of the multilayer dielectric resonator, a plurality of internal electrodes (longitudinal patterns) are formed on the surface as shown in
このような構造の積層型誘電体共振器において、共振周波数を調整する方法としては、コンデンサ部の電極面積を変化させる方法がある。たとえば現状では2.7GHz対応の共振器の共振周波数を、2.4GHzに対応させるためには、コンデンサの電極面積を大きくする必要がある。しかしながら、この手法では、積層型誘電体共振器のサイズが大きくなってしまう。 In the multilayer dielectric resonator having such a structure, as a method of adjusting the resonance frequency, there is a method of changing the electrode area of the capacitor portion. For example, at present, it is necessary to increase the electrode area of the capacitor in order to make the resonance frequency of the resonator corresponding to 2.7 GHz correspond to 2.4 GHz. However, this method increases the size of the multilayer dielectric resonator.
また、共振周波数を調整するその他の方法としては、インダクタ部を構成する内部電極パターンの幅を一律に狭くしてしまうことも考えられる。しかしながら、この方法では、共振周波数を変えられるが、Q値が低くなってしまう。 Further, as another method for adjusting the resonance frequency, it is conceivable to uniformly reduce the width of the internal electrode pattern constituting the inductor section. However, in this method, the resonance frequency can be changed, but the Q value becomes low.
そこで、本発明者等は、特許文献3に示すように、インダクタ部を構成する内部電極パターンの幅を段差状に狭くした積層型誘電体共振器を提案している。ところが、本発明者等は、さらに開発を進めていくうちに、内部電極パターンの幅を段差状に狭くすると、電界集中が発生するおそれがあり、その部分で導体損失が増大するおそれがあることを、さらに見出した。
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、Q値を高い状態に維持しながら、共振周波数を変化させることが可能であり、しかも低損失で小型サイズの積層型誘電体共振器を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to change the resonance frequency while maintaining a high Q value, and to achieve a low-loss and small-sized multilayer dielectric resonance. Is to provide a vessel.
上記目的を達成するために、本発明に係る積層型誘電体共振器は、
誘電体層を介して複数の内部電極層が積層してあり、これらの内部電極層のパターンおよび積層構造により、コンデンサ部とインダクタ部とが形成してある積層型誘電体共振器であって、
前記インダクタ部が、長手パターンで構成してあり、
前記長手パターンの一部が、他の主要部分よりも幅が徐々に狭くなる幅変化調整部を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a laminated dielectric resonator according to the present invention includes:
A multilayer dielectric resonator in which a plurality of internal electrode layers are laminated via a dielectric layer, and a capacitor part and an inductor part are formed by a pattern and a laminated structure of these internal electrode layers,
The inductor part is constituted by a longitudinal pattern;
A part of the longitudinal pattern has a width change adjusting portion whose width gradually becomes narrower than other main parts.
本発明に係る積層型誘電体共振器では、コンデンサ部を構成する内部電極層のサイズを変化させることなく、長手パターンの一部に、他の主要部分よりも幅が狭くなる幅変化調整部を形成してあるために、共振器の小型化を図ることができる。 In the multilayer dielectric resonator according to the present invention, without changing the size of the internal electrode layer constituting the capacitor unit, a width change adjusting unit having a width narrower than other main parts is formed in a part of the longitudinal pattern. Since it is formed, the resonator can be miniaturized.
しかも本発明では、長手パターンの全体を一律に幅狭にするのではなく、その一部のみに、他の主要部分よりも幅が狭くなる幅変化調整部を形成してあるために、Q値を低下させることなく、共振周波数を低下させて調整することが可能になる。このように、長手パターンの全体を一律に幅狭にするのではなく、その一部のみに、他の主要部分よりも幅が狭くなる幅変化調整部を形成することで、Q値を低下させることなく、共振周波数を変化(低下)させることができる。このことを見出したのは、本願発明者等が初めてである。 In addition, in the present invention, since the width of the longitudinal pattern is not uniformly narrowed, but a width change adjusting portion whose width is narrower than other main portions is formed only in a part thereof, the Q value is reduced. It is possible to adjust the resonance frequency by reducing the resonance frequency without reducing the resonance frequency. In this manner, the Q value is lowered by forming a width change adjusting portion whose width is narrower than other main portions only in a part of the longitudinal pattern instead of uniformly narrowing the entire longitudinal pattern. Without change, the resonance frequency can be changed (decreased). The present inventors have found this for the first time.
特に本発明では、長手パターンの一部に、他の主要部分よりも幅が徐々に狭くなる幅変化調整部を形成してあるために、段差状に幅が狭くなる場合に比較して、電界集中が生じにくく、導体損失が少なくなり、高いQ値を得ることができる。 In particular, in the present invention, since the width change adjustment portion whose width is gradually narrower than other main portions is formed in a part of the longitudinal pattern, the electric field is compared with the case where the width is narrowed stepwise. Concentration hardly occurs, conductor loss is reduced, and a high Q value can be obtained.
好ましくは、前記長手パターンの端部には、前記コンデンサ部の一方の電極となるコンデンサ電極部が形成してあり、当該コンデンサ電極部から離れている部分に、前記幅変化調整部が形成してある。このようなパターンの場合に、Q値が向上する。 Preferably, a capacitor electrode part to be one electrode of the capacitor part is formed at an end of the longitudinal pattern, and the width change adjusting part is formed at a part away from the capacitor electrode part. is there. In the case of such a pattern, the Q value is improved.
好ましくは、前記長手パターンが直線パターンであり、当該直線パターンの途中で、両側または片側からテーパ状に幅が狭くなり、前記幅変化調整部が形成してある。このようなパターンである場合に、Q値を低下させることなく、共振周波数を変化(低下)させることができる。 Preferably, the longitudinal pattern is a linear pattern, and in the middle of the linear pattern, the width is tapered from both sides or one side, and the width change adjusting portion is formed. In the case of such a pattern, the resonance frequency can be changed (decreased) without reducing the Q value.
好ましくは、前記長手パターンにおける幅変化調整部の先には、前記主要部分よりも幅が狭い調整用直線パターンが連続して形成してある。幅が狭い調整用直線パターンを形成することでも、Q値を低下させることなく、共振周波数を変化(低下)させることができる。 Preferably, an adjustment linear pattern having a width smaller than that of the main portion is continuously formed at the tip of the width change adjustment portion in the longitudinal pattern. Even when the adjustment linear pattern having a narrow width is formed, the resonance frequency can be changed (decreased) without lowering the Q value.
本発明では、前記長手パターンにおける幅変化調整部は、当該長手パターンの長手方向に沿って複数形成してもよい。たとえば長手パターンの長手方向に沿って一旦は徐々に幅が狭くなり、その先で直線パターンとなり、さらにその先で、徐々に幅が広くなる幅変化調整部を形成しても良い。この場合には、Q値を低下させることなく、共振周波数を微妙に変化させることができる。 In the present invention, a plurality of width change adjusting portions in the longitudinal pattern may be formed along the longitudinal direction of the longitudinal pattern. For example, a width change adjusting unit may be formed in which the width is gradually narrowed once along the longitudinal direction of the longitudinal pattern, becomes a linear pattern at the tip, and further widens at the tip. In this case, it is possible to slightly change the resonance frequency without reducing the Q value.
好ましくは、平面側から見て重複するように、前記誘電体層を介して2〜5層の前記長手パターンが積層してあり、前記インダクタ部を構成している。インダクタ部が、誘電体層を介して積層されて端部において接続される複数層の長手パターンで構成することで、Q値を高く設定することが可能であり、低損失である。すなわち、この態様では、従来構造に比較して、より多くの電流を通過させることが可能であり、挿入損失が少ない。 Preferably, the longitudinal pattern of 2 to 5 layers is laminated via the dielectric layer so as to overlap when viewed from the plane side, and constitutes the inductor section. By configuring the inductor section with a plurality of longitudinal patterns stacked at the end via a dielectric layer, the Q value can be set high and the loss is low. That is, in this aspect, it is possible to pass more current than in the conventional structure, and the insertion loss is small.
さらに好ましくは、平面側から見て重複するように誘電体層を介して3層または5層の前記長手パターンが積層してあり、前記インダクタ部を構成している。 More preferably, the longitudinal pattern of three or five layers is laminated via a dielectric layer so as to overlap when viewed from the plane side, and constitutes the inductor section.
インダクタ部を構成する長手パターンは、積層方向に1層および2層よりも3層で、Q値が高くなり、4層では、多少3層よりもQ値が低くなるが、5層になると、最も高いQ値となり、6層では、5層よりもQ値が低下する傾向にある。このことは本願発明者等の実験により確認されている。 The longitudinal pattern constituting the inductor portion has three layers in the laminating direction than the first layer and the second layer, and the Q value is higher. In the fourth layer, the Q value is slightly lower than the third layer. The Q value is the highest, and in the 6th layer, the Q value tends to be lower than that in the 5th layer. This has been confirmed by experiments by the inventors.
また、本発明では、前記誘電体層を介して積層してある前記長手パターンのうち、積層方向の中央に位置する長手パターンの幅が最も広く、その中央に位置する長手パターンから積層方向に離れるほど、長手パターンの幅が狭くなるように構成してある。このような電極パターン構造によれば、製造時に積層ズレなどが生じても、特性変動が少ない。 In the present invention, among the longitudinal patterns laminated via the dielectric layer, the longitudinal pattern located at the center in the laminating direction has the widest width and is separated from the longitudinal pattern located at the center in the laminating direction. As shown, the width of the longitudinal pattern is reduced. According to such an electrode pattern structure, there is little characteristic variation even when a stacking deviation occurs during manufacturing.
好ましくは、前記誘電体層を介して積層してある前記長手パターンのうち、積層方向の中央に位置する長手パターンから積層方向に最も離れた位置に配置してある長手パターンに、前記幅変化調整部が形成してある。このような電極パターン構造によれば、製造時に積層ズレなどが生じても、特性変動が少ないと共に、Q値を低下させることなく、共振周波数を変化(低下)させる効果が大きい。 Preferably, among the longitudinal patterns stacked via the dielectric layer, the width change adjustment is performed on the longitudinal pattern disposed at the position farthest in the stacking direction from the longitudinal pattern positioned at the center in the stacking direction. The part is formed. According to such an electrode pattern structure, even if a stacking deviation occurs at the time of manufacture, the characteristic variation is small, and the effect of changing (decreasing) the resonance frequency without reducing the Q value is great.
好ましくは、同一の誘電体層の表面には、同じ形状を有する一対以上の長手パターンが線対称位置に形成してある。このような電極パターン構造によれば、Q値を高く設定することができる。 Preferably, a pair of longitudinal patterns having the same shape are formed on the surface of the same dielectric layer at line-symmetric positions. According to such an electrode pattern structure, the Q value can be set high.
好ましくは、同一の前記誘電体層の表面形成してある一対の長手パターンのそれぞれには、入出力端子に接続するリードパターンが接続してある。このような電極パターン構造によれば、共振器回路を構成しやすい。 Preferably, a lead pattern connected to the input / output terminal is connected to each of the pair of longitudinal patterns formed on the surface of the same dielectric layer. According to such an electrode pattern structure, it is easy to configure a resonator circuit.
好ましくは、前記長手パターンの幅変化調整部の先が接地用端子電極に接続してある。このような電極パターン構造によれば、Q値を低下させることなく、共振周波数を変化(低下)させる効果が大きい。なお、本発明では、幅変化調整部が直接に接地用端子電極に接続しても良いし、その幅変化調整部の先に形成してある幅狭の直線パターンが接地用端子電極に接続しても良い。 Preferably, the tip of the width change adjusting portion of the longitudinal pattern is connected to the ground terminal electrode. According to such an electrode pattern structure, the effect of changing (decreasing) the resonance frequency without reducing the Q value is great. In the present invention, the width change adjusting portion may be directly connected to the ground terminal electrode, or a narrow linear pattern formed at the tip of the width change adjusting portion is connected to the ground terminal electrode. May be.
本発明に係る積層型誘電体共振器は、バンドパスフィルタやデュプレクサなどとして利用できるが、好ましくはバンドパスフィルタとして利用される。 The multilayer dielectric resonator according to the present invention can be used as a band-pass filter or a duplexer, but is preferably used as a band-pass filter.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る積層型バンドパスフィルタの全体斜視図、
図2は図1に示すII−II線に沿う断面図、
図3は図1に示すIII−III線に沿う断面図、
図4〜図12は図2および図3に示す内部電極層の平面図、
図13は図1〜図12に示す積層型バンドパスフィルタの等価回路図、
図14(A)〜図14(C)は本発明の他の実施形態に係る積層型バンドパスフィルタにおけるインダクタ部の変形パターン例を示す概略図である。
第1実施形態
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is an overall perspective view of a multilayer bandpass filter according to an embodiment of the present invention.
2 is a sectional view taken along line II-II shown in FIG.
3 is a sectional view taken along line III-III shown in FIG.
4 to 12 are plan views of the internal electrode layers shown in FIGS.
FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the multilayer bandpass filter shown in FIGS.
14 (A) to 14 (C) are schematic diagrams showing examples of deformation patterns of the inductor portion in the multilayer bandpass filter according to another embodiment of the present invention.
First embodiment
図1〜図3に示すように、本実施形態に係る積層型誘電体共振器の一例としての積層型バンドパスフィルタ2は、素子本体4を有する。素子本体4の内部には、誘電体層40を介して、複数の内部電極層20〜36が積層してある。これらの内部電極層20〜36のパターンおよび積層構造により、図13に示すコンデンサ部C1〜C3と、インダクタ部L1およびL2とが形成してあり、バンドパスフィルタ回路を構成している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図1に示すように、素子本体4は、直方体形状を有し、その大きさは、特に限定されないが、縦(X軸方向)1.0〜3.0mm、横(Y軸方向)0.5〜2.5mm、高さ(積層方向Zに一致する)0.6〜1.0mm程度である。
As shown in FIG. 1, the
素子本体4のY軸方向に対向する二側面4cおよび4dには、接地用端子電極10および12が形成してあり、X軸方向に対向する二側面4aおよび4bには、入力端子電極6および出力端子電極8が形成してある。これらの端子電極6〜12の材質は、特に限定されないが、たとえばAu、Ag、Cu、及びそれらを主成分とする合金などが用いられる。
素子本体4には、図2および図3に示すように、積層方向Zの上から下に向けて、誘電体層40を介して、内部電極層20〜36が積層してある。誘電体層40は、たとえば誘電体グリーンシートを積層後に焼成して得られる。誘電体層40の材質は、特に限定されず、たとえばBaTiO3系、BaZrO3系、BaNdTi系、BaSnTi系などの誘電体材料が用いられる。各誘電体層40の厚みは、特に限定されず、10〜200μmである。
As shown in FIGS. 2 and 3, internal electrode layers 20 to 36 are stacked on the
各誘電体層40の上に形成してある内部電極層20〜36は、誘電体層40となる誘電体グリーンシートの表面に印刷法などで形成され、グリーンシートと共に焼成されて内部電極となる。内部電極層20〜36を構成する金属としては、特に限定されず、Au、Ag、Cu、及びそれらを主成分とする合金などが例示される。
The internal electrode layers 20 to 36 formed on each
なお、内部電極層20および22の間と、内部電極層34および36の間は、他の誘電体層40の厚みに比べて大きい。厚みの大きい誘電体層40は、内部電極層を構成する電極パターンを形成しないグリーンシートを多層に積層して焼成することにより得られる。
The space between internal electrode layers 20 and 22 and the space between internal electrode layers 34 and 36 are larger than the thickness of other dielectric layers 40. The
素子本体4の積層方向Z軸の最も上側に位置する内部電極層20は、図4に示すように、Y軸方向に平行して延びる一対の直線パターン20a,20aと、これらの直線パターン20a,20aの中央部を幅広に接続する長方形パターン20bとを有する。この内部電極層20は、全体としてH字形状のパターンであり、平面矢視側から見て、Y軸方向に延びる中心線に対して、線対称な電極パターンである。
As shown in FIG. 4, the
直線パターン20a,20aは、側面4cおよび4b間を接続するように延び、図1に示す端子電極10および12に対して電気的に接続してある。長方形パターン20bは、端子電極10および12には直接的には接続されていないが、直線パターン20a,20aに対して接続してあるため、端子電極10および12と導通する。
The
図2および図3に示す厚めの誘電体層40を介して内部電極層20の下側に位置する内部電極層22は、図5に示すように、X軸方向に延びる直線パターン22bと、この直線パターン22bの両側に形成してあり、Y軸方向に延びる一対の直線パターン22a,22aとを有する。この内部電極層22は、図5に示すように、いずれの側面4a〜4dにも露出しない孤立パターンとなっており、図13に示すコンデンサ部C2のフローティング電極となる。この内部電極層22は、誘電体層40の表面で、側面4cに近い位置で、X軸方向の中央位置に形成され、平面矢視側から見て、Y軸方向に延びる中心線に対して、線対称な電極パターンである。
The
図2および図3に示す薄い誘電体層40を介して内部電極層22の下側に位置する内部電極層24は、図6に示すように、Y軸方向に平行に延びる一対の直線パターン(長手パターンの1種)24a,24aを有する。直線パターン24a,24aの端部には、図13に示すコンデンサ部C1,C2,C3の一方の電極を主として構成するコンデンサ電極部24c,24cが一体に形成してある。
As shown in FIG. 6, the
これらのコンデンサ電極部24c,24cは、素子本体4の側面4cには露出せず、図5に示す誘電体層40および内部電極層22を介してコンデンサ部C2を構成する。また、これらのコンデンサ電極部24c,24cは、その下側に位置する誘電体層40を介して、後述する図8に示す内部電極層28のコンデンサ電極部28cとの間で、コンデンサ部C1およびC3を構成する。
These capacitor electrode portions 24c, 24c are not exposed on the
各直線パターン24aにおけるコンデンサ電極部24cから離れている端部分には、他の主要部分の幅W1よりも幅W2が狭い調整用直線パターン24a1が形成してある。この調整用直線パターン24a1の幅W2は、直線パターン24aの主要部分の幅W1よりも、50〜100μm程度に幅が狭くしてある。
主要部分の幅W1は、特に限定されないが、本実施形態では、200〜400μmである。調整用直線パターン24a1の幅W2は、好ましくは100〜350μmである。
An adjustment linear pattern 24a1 having a width W2 narrower than the width W1 of the other main portion is formed at an end portion of each
The width W1 of the main part is not particularly limited, but is 200 to 400 μm in the present embodiment. The width W2 of the adjustment linear pattern 24a1 is preferably 100 to 350 μm.
各直線パターン24aにおける主要部分と調整用直線パターン24a1との間には、主要部分よりも幅が両側から徐々に狭くなるテーパ状幅変化調整部24a2が形成してある。
Between the main part in each
各調整用直線パターン24a1とテーパ状幅変化調整部24a2との合計長さD2は、直線パターン24aの全長D1に対して、好ましくは80〜10%、さらに好ましくは60〜40%の長さである。また、直線パターン24aの全長D1は、素子本体のY軸方向の長さD0に対して、特に限定されないが、70〜90%の長さである。また、テーパ状幅変化調整部24a2の長手方向長さD3は、好ましくは100μm以上で、合計長さD2以下である。この長さD3が短すぎると、電界集中が生じやすくなり、Q値を低下させるおそれがある。また、以下の関係式を満足することが望ましい。
D3≧(W1−W2)/2
The total length D2 of each adjustment linear pattern 24a1 and the taper width change adjusting portion 24a2 is preferably 80 to 10%, more preferably 60 to 40% of the total length D1 of the linear pattern 24a. is there. The total length D1 of the
D3 ≧ (W1-W2) / 2
この実施形態では、直線パターン24aの途中において、両側からテーパ状に幅が狭くなり、調整用直線パターン24a1が形成してあるが、本発明では、片側のみでテーパ状に幅を狭くして、テーパ状幅変化調整部24a2および調整用直線パターン24a1を形成してもよい。また、本発明では、調整用直線パターン24a1を形成することなく、長さD2の範囲で、テーパ状幅変化調整部24a2のみを形成しても良い。
In this embodiment, in the middle of the
各調整用直線パターン24a1の端部は、素子本体4の側面4dにまで露出し、図1に示す端子電極12に接続してある。テーパ状幅変化調整部24a2および調整用直線パターン24a1を含む直線パターン24aが、それぞれ、図13に示すインダクタ部L1およびL2の一部を構成する。
The end of each adjustment linear pattern 24a1 is exposed to the
各直線パターン24aの略中央部より多少側面4c側には、それぞれ、リードパターン24bが接続してある。各リードパターン24bは、側面4aおよび4bに露出するように延び、図1に示す入出力端子6および8にそれぞれ接続するようになっている。図6に示すように、内部電極層24は、平面矢視側から見て、Y軸方向に延びる中心線に対して、線対称な電極パターンである。
Lead
図2および図3に示す薄い誘電体層40を介して内部電極層24の下側に位置する内部電極層26は、図7に示すように、Y軸方向に平行に延びる一対の直線パターン(長手パターンの1種)26a,26aを有する。各直線パターン26aの幅W3は、図6に示す直線パターン24aにおける主要部の幅W1よりも、50〜100μmほど幅広である。
As shown in FIG. 7, the
各直線パターン26aは、平面矢視側から見て、図6に示す直線パターン24aがX軸方向ではみ出さない位置に形成してある。ただし、各直線パターン26aのY軸方向の長さは、直線パターン24aのY軸方向の長さD1よりも短く、平面矢視側から見て、直線パターン24aの端部が側面4c方向に飛び出すようにしてある。
Each
各直線パターン26aは、素子本体4の側面4dに露出し、図1に示す端子電極12に接続してあり、図13に示すインダクタ部L1およびL2を各々構成する。
Each
各直線パターン26aには、それぞれ、リードパターン26bが接続してある。各リードパターン26bは、側面4aおよび4bに露出するように延び、図1に示す入出力端子6および8にそれぞれ接続するようになっている。リードパターン26bは、図6に示すリードパターン24bと同じパターンである。図7に示す内部電極層26も、平面矢視側から見て、Y軸方向に延びる中心線に対して、線対称な電極パターンである。
A
図2および図3に示す薄い誘電体層40を介して内部電極層26の下側に位置する内部電極層28は、図8に示すように、Y軸方向に平行に延びる一対の直線パターン(長手パターンの1種)28a,28aを有する。各直線パターン28aの幅W4は、図7に示す直線パターン26aの幅W3よりも、0〜100μmほど幅広であることが好ましいが、必ずしもW4は幅広である必要はない。
As shown in FIG. 8, the
各直線パターン28aは、平面矢視側から見て、図7に示す直線パターン26aがX軸方向ではみ出さない位置に形成してある。ただし、各直線パターン28aのY軸方向の長さは、直線パターン26aのY軸方向の長さと略同じである。
Each
各直線パターン28aは、素子本体4の側面4dに露出し、図1に示す端子電極12に接続してあり、図13に示すインダクタ部L1およびL2を各々構成する。
Each
各直線パターン28aには、それぞれ、リードパターン28bが接続してある。各リードパターン28bは、側面4aおよび4bに露出するように延び、図1に示す入出力端子6および8にそれぞれ接続するようになっている。リードパターン28bは、図6に示すリードパターン24bと同じパターンである。
A
図8に示すように、直線パターン28a,28aの端部から所定距離離れた位置には、長方形状のコンデンサ電極部28cが形成してある。このコンデンサ電極部28cは、平面矢視側から見て、図6に示す一対のコンデンサ電極部24c,24cを完全に覆う面積で形成してあり、これらの電極部と共に、コンデンサ部C1およびC2を形成する。
As shown in FIG. 8, a rectangular
図8に示すコンデンサ電極部28cは、素子本体4の側面4cに露出し、図1に示す端子電極10に接続してある。図8に示す内部電極層28も、平面矢視側から見て、Y軸方向に延びる中心線に対して、線対称な電極パターンである。
The
図2および図3に示す薄い誘電体層40を介して内部電極層28の下側に位置する内部電極層30は、図9に示すように、Y軸方向に平行に延びる一対の直線パターン(長手パターンの1種)30a,30aと、リードパターン30bとを有する。この内部電極層30は、図7に示す内部電極層26と同じ電極パターンを有する。
As shown in FIG. 9, the
図2および図3に示す薄い誘電体層40を介して内部電極層30の下側に位置する内部電極層32は、図10に示すように、Y軸方向に平行に延びる一対の直線パターン(長手パターンの1種)32a,32aと、その一部である調整用直線パターン32a1と、リードパターン32bと、コンデンサ電極部32cとを有する。この内部電極層32は、図6に示す内部電極層24と同じ電極パターンを有する。
As shown in FIG. 10, the
図2および図3に示す薄い誘電体層40を介して内部電極層32の下側に位置する内部電極層34は、図11に示すように、Y軸方向に平行に延びる一対の直線パターン34a,34aと、それらを連結するようにX軸方向に延びる直線パターン34bとを有する。この内部電極層34は、図5に示す内部電極層22と同じ電極パターンを有する。
The
図2および図3に示す厚い誘電体層40を介して内部電極層34の下側に位置する内部電極層36は、図12に示すように、Y軸方向に平行に延びる一対の直線パターン36a,36aと、それらを連結するようにX軸方向に延びる長方形パターン36bとを有する。この内部電極層36は、図4に示す内部電極層20と同じ電極パターンを有する。
As shown in FIG. 12, the
本実施形態では、図13に示すインダクタ部L1およびL2は、図6〜図10に示す内部電極層24〜32の各直線パターン24a〜32aで構成してある。すなわち、各インダクタ部L1およびL2は、誘電体層40を介して5層の直線パターン24a〜32aで構成してある。
In the present embodiment, the inductor portions L1 and L2 shown in FIG. 13 are configured by the respective
本実施形態に係る積層型誘電体共振器2では、インダクタ部L1およびL2が、誘電体層40を介して積層されて端部において接続される複数層の直線パターン24a〜32aで構成してあるために、Q値を高く設定することが可能であり、低損失である。すなわち、本実施形態では、従来構造に比較して、より多くの電流を通過させることが可能であり、挿入損失が少ない。
In the
また、本実施形態では、コンデンサ部C1,C2,C3を構成する内部電極層のサイズを変化させることなく、直線パターン24a,32aの一部に、他の主要部分よりも幅が狭い調整用直線パターン24a1および32a1を形成してあるために、共振器の小型化を図ることができる。
Further, in the present embodiment, an adjustment straight line having a width narrower than that of the other main part is formed in a part of the
しかも本実施形態では、直線パターン24a〜32aの全体を一律に幅狭にするのではなく、その一部のみに、他の主要部分よりも幅が狭い調整用直線パターン24a1,32a1を形成してあるために、Q値を低下させることなく、共振周波数を低下させて調整することが可能になる。
In addition, in the present embodiment, the entire
特に本実施形態では、図6および図10に示すように、直線パターン24a,32aの主要部と調整用直線パターン24a1,32a1との間に、テーパ状幅変化調整部24a2,32a2を形成してあるために、段差状に幅が狭くなる場合に比較して、電界集中が生じにくく、導体損失が少なくなり、高いQ値を得ることができる。
Particularly, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6 and 10, tapered width change adjusting portions 24a2 and 32a2 are formed between the main portions of the
さらに本実施形態では、誘電体層を介して5層の直線パターン24a〜32aによりインダクタ部を構成しているので、Q値を最大限に大きくすることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the inductor portion is constituted by the five
さらにまた、本実施形態では、誘電体層40を介して積層してある直線パターン24a〜32aのうち、積層方向の中央に位置する直線パターン28aの幅W4が最も広く、その中央に位置する直線パターン28aから積層方向Zに離れている直線パターン24a,26a,30a,32aほど、パターンの幅W3およびW1が狭くなるように構成してある。そのため、製造時に電極パターンの積層ズレなどが生じても、特性変動が少ない。
Furthermore, in the present embodiment, among the
しかも、本実施形態では、誘電体層40を介して積層してある直線パターン24a〜32aのうち、積層方向の中央に位置する直線パターン28から積層方向Zに最も離れた位置に配置してある直線パターン24a,32aに、調整用直線パターン24a1,32a1が形成してある。このような電極パターン構造によれば、製造時に積層ズレなどが生じても、特性変動が少ないと共に、Q値を低下させることなく、共振周波数を変化(低下)させる効果が大きい。
第2実施形態
Moreover, in the present embodiment, among the
Second embodiment
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
たとえば、上述した実施形態において、直線パターン24a,32aのパターン形状は、種々に改変することが可能であり、図14(A)〜図14(C)のように構成しても良い。なお、図14(A)〜図14(C)では、直線パターン24aのみを図示してあるが、直線パターン32aに関しても同様である。
For example, in the embodiment described above, the pattern shapes of the
図14(A)に示す実施形態では、直線パターン24aの主要部の先に、テーパ状幅変化調整部24a2が形成してあり、その先に、調整用直線パターン24a1が形成してあり、その先に、再び、テーパ状幅変化調整部24a3が形成してある。
In the embodiment shown in FIG. 14A, a tapered width change adjusting portion 24a2 is formed at the tip of the main portion of the
テーパ状幅変化調整部24a2および24a3の長手方向長さD3aおよびD3bのそれぞれの最小値は、図6に示すテーパ状幅変化調整部24a2の長さD3の最小値と同様であるが、それぞれの最大値は、(D2−D3b)または(D2−D3a)である。これらの長さD3aおよびD3bは、同じでも異なっていても良いが、同じであることが好ましい。パターンの対称性を保持できるからである。 The minimum values of the longitudinal lengths D3a and D3b of the tapered width change adjusting portions 24a2 and 24a3 are the same as the minimum values of the length D3 of the tapered width change adjusting portion 24a2 shown in FIG. The maximum value is (D2-D3b) or (D2-D3a). These lengths D3a and D3b may be the same or different, but are preferably the same. This is because the symmetry of the pattern can be maintained.
また、テーパ状幅変化調整部24a3の最大幅W1aは、テーパ状幅変化調整部24a3の最大幅W1と同程度であることが好ましいが、必ずしも同一である必要はない。この実施形態では、調整用直線パターン24a1の先にテーパ状幅変化調整部24a3が形成してあることから、図1〜図13に示す実施形態の作用効果に加えて、共振周波数を微妙に変化させることができる。しかも、この実施形態では、図1に示す接地用端子電極12に対して、テーパ状幅変化調整部24a3の最大幅W1で接続することができることから、接続抵抗の低減も図れる。
Further, the maximum width W1a of the tapered width change adjusting portion 24a3 is preferably about the same as the maximum width W1 of the tapered width change adjusting portion 24a3, but it is not necessarily the same. In this embodiment, since the tapered width change adjusting portion 24a3 is formed at the tip of the adjustment linear pattern 24a1, in addition to the function and effect of the embodiment shown in FIGS. 1 to 13, the resonance frequency is slightly changed. Can be made. In addition, in this embodiment, the grounding
図14(B)に示す実施形態は、図14(A)に示す実施形態のさらに変形例であり、テーパ状幅変化調整部24a2および24a3の両側縁形状を、直線ではなく凹状曲線にしてある。この実施形態においても、図14(A)に示す実施形態と同様な作用効果を奏する上に、さらに電界集中の低減を図れる。 The embodiment shown in FIG. 14 (B) is a further modification of the embodiment shown in FIG. 14 (A), and both side edge shapes of the tapered width change adjusting parts 24a2 and 24a3 are not straight lines but concave curves. . Also in this embodiment, the same effect as that of the embodiment shown in FIG. 14A can be obtained, and the electric field concentration can be further reduced.
図14(C)に示す実施形態は、図1〜図13に示す実施形態のさらに変形例であり、テーパ状幅変化調整部24a2の両側縁形状を、直線ではなく凹状曲線にしてある。この実施形態においても、図1〜図13に示す実施形態と同様な作用効果を奏する上に、さらに電界集中の低減を図れる。
その他の実施形態
The embodiment shown in FIG. 14C is a further modification of the embodiment shown in FIGS. 1 to 13, and the both-side edge shape of the tapered width change adjusting portion 24a2 is not a straight line but a concave curve. Also in this embodiment, the same effect as that of the embodiment shown in FIGS. 1 to 13 can be obtained, and the electric field concentration can be further reduced.
Other embodiments
上述した実施形態では、各インダクタ部L1およびL2は、誘電体層40を介して5層の直線パターン24a〜32aで構成してあるが、本発明では、これに限定されない。本発明では、図7および図9に示す内部電極層26および30を省略し、3層の電極層24,28,32に形成してある直線パターン24a,28a,32aで各インダクタ部L1およびL2を構成しても良い。
In the above-described embodiment, each of the inductor portions L1 and L2 is configured by five layers of
あるいは、図7および図9に示す内部電極層26および30の直線パターン26a,30aに、図6および図10に示す幅変化調整部24a2,32a2および調整用直線パターン24a1,32a1と同様なパターンを形成しても良い。
Alternatively, the
また、本発明に係る積層型誘電体共振器は、バンドパスフィルタのみではなく、その他の用途の共振器としても使用することも可能である。 Further, the multilayer dielectric resonator according to the present invention can be used not only as a band-pass filter but also as a resonator for other purposes.
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
実施例1Example 1
図1〜図13に示す積層型バンドパスフィルタのサンプルを実際に複数製造し、共振周波数およびQ値の平均値を求めたところ、共振周波数の平均値は、約2.4GHzであり、Q値の平均値は、89.5であった。なお、直線パターン24a,32aにおける主要部の幅W1は、300μmであり、その全長D1は1200μmであり、調整用直線パターン32a1の幅W2は260μmであり、その長さD2は、長さD1の約半分であり、テーパ状幅変化調整部24a2の長さD3は、100μmであった。また、素子本体4の縦横寸法は2.5mm×2.0mmであり、Z軸方向の高さは1.0mmであった。
A plurality of samples of the multilayer bandpass filter shown in FIGS. 1 to 13 were actually manufactured, and the average value of the resonance frequency and the Q value was obtained. The average value of the resonance frequency was about 2.4 GHz, and the Q value The average value of was 89.5. In addition, the width W1 of the main part in the
比較例1Comparative Example 1
直線パターン24a,32aには、調整用直線パターン24a1,32a1およびテーパ状幅変化調整部24a2,32a2を設けず、全長にわたり、幅W1=300μmとした以外は、実施例1と同様にして、積層型バンドパスフィルタのサンプルを実際に複数製造し、共振周波数およびQ値の平均値を求めた。共振周波数の平均値は、約2.7GHzであり、Q値の平均値は、90.04であった。比較例1では、目的とする周波数領域を得ることができなかった。
The
比較例2Comparative Example 2
直線パターン24a,32aには、調整用直線パターン24a1,32a1およびテーパ状幅変化調整部24a2,32a2を設けず、全長にわたり、幅W1=280μmとした以外は、実施例1と同様にして、積層型バンドパスフィルタのサンプルを実際に複数製造し、共振周波数およびQ値の平均値を求めた。共振周波数の平均値は、約2.4GHzであり、Q値の平均値は、84.1であった。比較例2では、目的とする周波数領域を得ることができたが、Q値が低下してしまった。
The
2… 積層型バンドパスフィルタ
4… 素子本体
6… 入力端子電極
8… 出力端子電極
10,12… 接地用端子電極
20〜36… 内部電極層
24a〜32a… 直線パターン
24a1,32a1… 調整用直線パターン
24a2,32a2,24a3… 幅変化調整部
24b〜32b… リードパターン
24c,32c… コンデンサ電極部
C1,C2,C3… コンデンサ部
L1,L2… インダクタ部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
平面側から見て重複するように、前記誘電体層を介して3層または5層の長手パターンが積層され、これらの長手パターンのそれぞれの第1端部が第1接地用端子電極に接続されて前記インダクタ部を構成してあり、
前記誘電体層を介して3層または5層で積層された前記長手パターンのうち、積層方向の中央に位置する中央位置長手パターンの幅が最も広く、その中央位置長手パターンから積層方向に離れる長手パターンほど、長手パターンの幅が狭くなるように構成してあり、
前記誘電体層を介して3層または5層で積層された前記長手パターンのうち、積層方向の中央に位置する中央位置長手パターンから積層方向に最も離れた位置に配置してある一対の外側位置長手パターンの当該外側位置長手パターンに沿っての前記第1端部とは反対側の各第2端部には、前記コンデンサ部の一方の電極となるコンデンサ電極部が形成してあり、当該コンデンサ電極部から前記第1端部に向けて当該外側位置長手パターンに沿って離れている部分に、前記コンデンサ電極部が形成してある前記外側位置長手パターンの幅よりも幅が徐々に狭くなる幅変化調整部が形成され、
前記中央位置長手パターンの前記第1端部と反対側の第2端部から、前記中央位置長手パターンの長手方向に沿って、所定距離離れた位置には、前記コンデンサ部の他方の電極となるコンデンサ電極部が形成してあり、当該コンデンサ電極部は前記第1接地用端子電極とは異なる第2接地用端子電極に接続してあることを特徴とする積層型誘電体共振器。 A multilayer dielectric resonator in which a plurality of internal electrode layers are laminated via a dielectric layer, and a capacitor part and an inductor part are formed by a pattern and a laminated structure of these internal electrode layers,
Three or five longitudinal patterns are stacked via the dielectric layers so as to overlap when viewed from the plane side , and the first ends of these longitudinal patterns are connected to the first ground terminal electrode. The inductor part is configured,
Wherein one of said longitudinal pattern with the dielectric layer are laminated in three layers or five layers, the width of the center longitudinal pattern located in the center of the stacking direction is the most widely longitudinal away in the stacking direction from the center position longitudinal pattern The longer the pattern , the shorter the width of the longitudinal pattern,
Among the longitudinal patterns laminated in 3 layers or 5 layers through the dielectric layer, a pair of outer positions arranged at positions farthest in the laminating direction from the central position longitudinal pattern located at the center in the laminating direction A capacitor electrode portion serving as one electrode of the capacitor portion is formed at each second end portion of the longitudinal pattern opposite to the first end portion along the outer position longitudinal pattern, and the capacitor A width that gradually becomes smaller than the width of the outer position longitudinal pattern formed by the capacitor electrode portion in a portion separated along the outer position longitudinal pattern from the electrode portion toward the first end. A change adjustment part is formed,
The other electrode of the capacitor portion is located at a predetermined distance along the longitudinal direction of the central position longitudinal pattern from the second end opposite to the first end of the central position longitudinal pattern. A multilayer dielectric resonator , wherein a capacitor electrode portion is formed, and the capacitor electrode portion is connected to a second ground terminal electrode different from the first ground terminal electrode .
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