WO2014156343A1 - Lcフィルタ素体およびlcフィルタ - Google Patents
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- WO2014156343A1 WO2014156343A1 PCT/JP2014/053121 JP2014053121W WO2014156343A1 WO 2014156343 A1 WO2014156343 A1 WO 2014156343A1 JP 2014053121 W JP2014053121 W JP 2014053121W WO 2014156343 A1 WO2014156343 A1 WO 2014156343A1
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- H03H2001/0085—Multilayer, e.g. LTCC, HTCC, green sheets
Definitions
- the present invention relates to an LC filter element body and a LC filter including a ceramic laminate for realizing an LC filter circuit to which a trap filter circuit is connected.
- LC filters have been widely used as electronic components that allow signals in a specific frequency band to pass.
- a small LC filter has been realized by configuring an LC filter circuit with a ceramic laminate formed by laminating an electrode pattern and a ceramic layer.
- the LC filter provided with the above ceramic laminate is required to have various pass characteristics and attenuation characteristics depending on the application. In particular, there is often a need to change the attenuation characteristic in order to realize a variation of a specification having similar characteristics.
- Patent Document 1 As one method for designing the attenuation characteristic of the LC filter, as shown in, for example, Japanese Patent No. 3702767 (Patent Document 1), by incorporating a trap filter circuit in the LC filter circuit, the attenuation characteristic of the trap filter circuit ( There are methods for changing the trap frequency, attenuation, etc.). The change of the pass characteristic requires not only the frequency change but also the adjustment of the return loss, which is not easy to realize. On the other hand, the attenuation characteristic of the trap filter circuit can be changed relatively easily.
- An object of the present invention is to reduce the design cost by facilitating the provision of a plurality of types of LC filters having different attenuation characteristics by the trap filter circuit.
- the present invention is directed to an LC filter element body and an LC filter using the LC filter element body.
- An LC filter element body is formed on a surface of a ceramic laminate in which a plurality of ceramic layers are laminated, an LC filter circuit formed in the ceramic laminate, and the ceramic laminate. Input terminal, output terminal and ground terminal.
- a trap filter circuit is connected to the LC filter circuit.
- a mounting electrode for mounting an external surface mounting component used as at least a part of the inductor and the capacitor constituting the trap filter circuit is formed on the surface of the ceramic laminate.
- An LC filter according to an aspect of the present invention includes an LC filter element body according to an aspect of the present invention and an external surface mount component mounted on the LC filter element body.
- the external surface mount component is mounted on the mounting electrode of the LC filter element body.
- an LC filter element body is for mounting on a substrate for use, and a ceramic laminate in which a plurality of ceramic layers are laminated, and the inside of the ceramic laminate.
- An LC filter circuit formed, and an input terminal, an output terminal, and a ground terminal formed on the surface of the ceramic laminate are provided.
- a trap filter circuit is connected to the LC filter circuit.
- Part of the inductor and the capacitor constituting the trap filter circuit is formed inside the ceramic laminate.
- the remaining inductors and / or capacitors that are not formed inside the ceramic laminate are electrically connected to the external inductors and / or capacitors mounted on the substrate.
- a relay electrode is formed on the surface of the ceramic laminate.
- An LC filter according to another aspect of the present invention includes a substrate, an LC filter element body according to another aspect of the present invention mounted on the substrate, an external inductor mounted on the substrate, and / or Or it has a capacitor.
- the external inductor and / or capacitor is electrically connected to the relay electrode.
- the trap filter circuit is configured by the external inductor and / or capacitor and a part of the inductor and capacitor formed inside the ceramic laminate.
- the present invention it is possible to easily realize an LC filter having various attenuation characteristics by a trap filter circuit simply by selecting and mounting the type of the surface mount component that becomes a part of the trap filter circuit. it can. Therefore, this can reduce the design cost of the LC filter. That is, various types of LC filters can be easily realized only by designing a predetermined LC filter element body.
- 1 is an exploded perspective view of an LC filter element body according to a first embodiment of the present invention.
- 1 is an external perspective view of an LC filter element body according to a first embodiment of the present invention.
- It is an equivalent circuit diagram of the LC filter element body according to the first embodiment of the present invention.
- 1 is an external perspective view of an LC filter according to a first embodiment of the present invention.
- It is an equivalent circuit diagram of the LC filter according to the first embodiment of the present invention.
- It is a graph which shows the passage characteristic of LC filter concerning a 1st embodiment of the present invention.
- It is a disassembled perspective view of the LC filter element body concerning the 2nd Embodiment of this invention.
- FIG. 1A, 1B, and 2 show an LC filter element body 100 according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 1A is an exploded perspective view of the LC filter element body 100
- FIG. 1B is an external perspective view of the LC filter element body 100
- FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the LC filter element body 100. .
- FIG. 3 and 4 show the LC filter 1100 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is an external perspective view of the LC filter 1100
- FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the LC filter 1100.
- the LC filter 1100 is configured by mounting the surface mounting components 91 and 92 on the mounting electrodes of the LC filter element body 100.
- the LC filter 1100 is a band pass filter.
- the LC filter element body 100 includes a ceramic laminate 10 composed of a plurality of ceramic layers, as shown in FIG. 1A.
- the material of the ceramic laminated body 10 is not specifically limited, For example, barium titanate can be used.
- the ceramic laminate 10 has a structure in which five ceramic layers 11, 21, 31, 41, 51 are laminated in order from the bottom.
- a rectangular internal electrode 12 is formed on the surface of the ceramic layer 11.
- the internal electrode 12 is drawn out from the two opposing long sides of the ceramic layer 11 toward the outside of the ceramic laminate 10.
- Two rectangular internal electrodes 22 a and 22 b are formed on the surface of the ceramic layer 21. Further, two via electrodes 23 a and 23 b are formed in the ceramic layer 21 so as to penetrate the ceramic layer 21. The via electrodes 23a and 23b are electrically connected to the internal electrode 12, respectively.
- Two internal electrodes 32 a and 32 b are formed on the surface of the ceramic layer 31.
- the two internal electrodes 32 a and 32 b are drawn out from the two opposing short sides of the ceramic layer 31 toward the outside of the ceramic laminate 10.
- six via electrodes 33a, 33b, 33c, 33d, 33e, and 33f are formed in the ceramic layer 31 so as to penetrate the ceramic layer 31.
- the via electrode 33a is electrically connected to the via electrode 23a.
- the via electrode 33b is electrically connected to the via electrode 23b.
- the via electrodes 33c and 33d are electrically connected to the internal electrode 22b.
- the via electrodes 33e and 33f are electrically connected to the internal electrode 22a.
- Two rectangular internal electrodes 42 a and 42 b are formed on the surface of the ceramic layer 41. Further, eight via electrodes 43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f, 43g, and 43h are formed in the ceramic layer 41 so as to penetrate the ceramic layer 41.
- the via electrode 43a is electrically connected to the internal electrode 32a.
- One end of the via electrode 43b is electrically connected to the internal electrode 42a, and the other end of the via electrode 43b is electrically connected to the via electrode 33a.
- One end of the via electrode 43c is electrically connected to the internal electrode 42b, and the other end of the via electrode 43c is electrically connected to the via electrode 33b.
- One end of the via electrode 43d is electrically connected to the internal electrode 32b.
- One end of the via electrode 43e is electrically connected to the via electrode 33c.
- One end of the via electrode 43f is electrically connected to the other end of the internal electrode 42b, and the other end of the via electrode 43f is electrically connected to the via electrode 33d.
- One end of the via electrode 43g is electrically connected to the other end of the internal electrode 42a, and the other end of the via electrode 43g is electrically connected to the via electrode 33e.
- the via electrode 43h is electrically connected to the via electrode 33f.
- four rectangular mounting electrodes 54a, 54b, 54c and 54d are formed on the surface of the ceramic layer 51.
- four via electrodes 53a, 53b, 53c, and 53d are formed in the ceramic layer 51 so as to penetrate the ceramic layer 51.
- One end of the via electrode 53a is electrically connected to the via electrode 43a, and the other end of the via electrode 53a is electrically connected to the mounting electrode 54a.
- One end of the via electrode 53b is electrically connected to the via electrode 43d, and the other end of the via electrode 53b is electrically connected to the mounting electrode 54b.
- One end of the via electrode 53c is electrically connected to the via electrode 43e, and the other end of the via electrode 53c is electrically connected to the mounting electrode 54c.
- One end of the via electrode 53d is electrically connected to the via electrode 43h, and the other end of the via electrode 53d is electrically connected to the mounting electrode 54d.
- an input terminal IN and an output terminal OUT are formed on side surfaces of the ceramic laminate 10 on the opposite short side. However, the input terminal IN is hidden in the ceramic laminate 10 and is not shown in the figure.
- the input terminal IN is connected to the internal electrode 32a, and the output terminal OUT is connected to the internal electrode 32b.
- a pair of ground terminals GND are formed on the side surfaces of the ceramic laminate 10 on the opposite long side. However, one of the pair of ground terminals GND is hidden by the ceramic laminate 10 and is not shown in the figure. The pair of ground terminals GND is connected to the internal electrode 12 respectively.
- ground terminal GND Internal electrodes 12, 22a, 22b, 32a, 32b, 42a, 42b, via electrodes 23a, 23b, 33a-33f, 43a-43h, 53a-53d, mounting electrodes 54a-54d, input terminal IN, output terminal OUT, and
- the material of the ground terminal GND is not particularly limited.
- a conductor paste containing Cu can be used.
- the LC filter element body 100 having the above structure includes an equivalent circuit shown in FIG.
- an LC resonance circuit Q1 in which an inductor L7 and a capacitor C3 are connected in parallel is inserted between an input terminal IN and a ground terminal GND.
- the inductor L7 is mainly formed by a loop-shaped path from the internal electrode 22a to the internal electrode 12 via the via electrode 33e, the via electrode 43g, the internal electrode 42a, the via electrode 43b, the via electrode 33a, and the via electrode 23a.
- the capacitor C3 mainly includes a capacitor formed by the ceramic layer 21, the internal electrode 22a and the internal electrode 12 sandwiching the ceramic layer 21.
- an LC resonance circuit Q2 in which an inductor L8 and a capacitor C4 are connected in parallel is inserted between the output terminal OUT and the ground terminal GND.
- the inductor L8 is mainly formed by a path from the internal electrode 22b to the internal electrode 12 via the via electrode 33d, the via electrode 43f, the internal electrode 42b, the via electrode 43c, the via electrode 33b, and the via electrode 23b.
- the capacitor C4 mainly includes a capacitor formed by the ceramic layer 21, the internal electrode 22b and the internal electrode 12 sandwiching the ceramic layer 21.
- a mutual inductance M is formed between the inductor L7 and the inductor L8, whereby the LC resonance circuit Q1 and the LC resonance circuit Q2 are electromagnetically coupled.
- the capacitor C1 is mainly composed of a capacitor formed by the ceramic layer 31, the internal electrode 22a and the internal electrode 32a sandwiching the ceramic layer 31.
- the inductor L1 is mainly formed by a path from the internal electrode 32a to the mounting electrode 54a via the via electrode 43a and the via electrode 53a.
- the inductor L3 is mainly formed by a path from the mounting electrode 54d to the internal electrode 22a via the via electrode 53d, the via electrode 43h, and the via electrode 33f.
- a capacitor C2 and inductors L4 and L6 constituting a part of the trap filter circuit are connected between the output terminal OUT and the LC resonance circuit Q2.
- the capacitor C2 is mainly composed of a capacitor formed by the ceramic layer 31, the internal electrode 22b and the internal electrode 32b sandwiching the ceramic layer 31.
- the inductor L4 is mainly formed by a path from the mounting electrode 54c to the internal electrode 22b via the via electrode 53c, the via electrode 43e, and the via electrode 33c.
- the inductor L6 is mainly formed by a path from the internal electrode 32b to the mounting electrode 54b via the via electrode 43d and the via electrode 53b.
- the mounting electrode 54a that is one end of the inductor L1 and the mounting electrode 54d that is one end of the inductor L3 are open ends.
- the mounting electrode 54c, which is one end of the inductor L4, and the mounting electrode 54b, which is one end of the inductor L6, are also open ends.
- the external surface mount component 91 is a chip inductor in which terminal electrodes 91a and 91b are formed at both ends.
- the external surface mount component 92 is a chip inductor having terminal electrodes 91c and 91d formed at both ends.
- the external surface mounting component 91 is mounted on the mounting electrodes 54 a and 54 d of the LC filter element body 100.
- the external surface mounting component 92 is mounted on the mounting electrodes 54 b and 54 c of the LC filter element body 100.
- the terminal electrodes 91a and 91b at both ends of the surface mount component 91 are soldered to the mounting electrodes 54a and 54d, respectively.
- the terminal electrodes 92c and 92d at both ends of the surface mounting component 92 are soldered to the mounting electrodes 54b and 54c, respectively.
- FIG. 3 detailed illustration of the joint portion is omitted.
- the LC filter circuit includes a trap filter circuit T1 composed of inductors L1, L2, L3 and a capacitor C1, and a trap filter circuit composed of inductors L4, L5, L6 and a capacitor C2. T2 is connected. Therefore, the attenuation characteristics of the trap filter circuits T1 and T2 can be adjusted by selecting the surface mount components 91 and 92 having different inductances.
- an LC filter having various attenuation characteristics by a trap filter circuit can be easily realized simply by selecting the types of surface-mounted components that are part of the trap filter circuit and mounting them. Can do. Therefore, this can reduce the design cost of the LC filter. That is, various types of LC filters can be easily realized only by designing a predetermined LC filter element body.
- chip inductors are used as the surface mount components 91 and 92.
- the attenuation characteristics of the trap filter circuits T1 and T2 may be adjusted using a chip capacitor as the surface mount components 91 and 92. Good.
- a ceramic green sheet for forming the ceramic layers 11, 21, 31, 41, 51 is prepared.
- the ceramic green sheet can be manufactured by a known method that has been widely used in the manufacturing process of ceramic multilayer electronic components.
- holes for forming the via electrodes 23a, 23b, 33a to 33f, 43a to 43h, and 53a to 53d are formed in the ceramic green sheet.
- the hole can be formed by punching, laser light irradiation, or the like.
- a conductive paste is applied to the surface of the ceramic green sheet in a desired shape, thereby forming the internal electrodes 12, 22a, 22b, 32a, 32b, 42a, 42b and the mounting electrodes 54a to 54d.
- the via electrodes 23a, 23b, 33a to 33f, 43a to 43h, and 53a to 53d are formed by filling the holes for forming the via electrodes with the conductive paste.
- ceramic green sheets are laminated and these are pressure-bonded, whereby an unfired ceramic laminate 10 is produced.
- the conductive paste is applied to the surface of the ceramic laminate 10 in a predetermined shape, thereby forming the input terminal IN, the output terminal OUT, and the ground terminal GND.
- the ceramic laminate 10 is manufactured by firing the unfired ceramic laminate 10 with a predetermined profile.
- the LC filter element body 100 according to the first embodiment of the present invention is completed by being manufactured by such a method.
- FIG. 5 shows the pass characteristics of the LC filter 1100 obtained by the above simulation.
- the solid line corresponds to the pass characteristic of Experimental Example 1
- the broken line corresponds to the pass characteristic of Experimental Example 2.
- the structure of the LC filter element body 100 and the LC filter 1100 according to the first embodiment of the present invention and an example of the manufacturing method thereof have been described.
- the LC filter element body and the LC filter of the present invention are not limited to these contents, and various modifications are assumed in accordance with the spirit of the present invention.
- a part of the inductor constituting the trap filter circuit T1 is constituted by the surface mount component 91, and a part of the inductor constituting the trap filter circuit T2 is constituted by the surface mount component 92.
- all the inductors constituting the trap filter circuit may be constituted by surface mount components. That is, the trap filter circuit main body may not be formed inside the ceramic laminate.
- the type and structure of the surface mount components 91 and 92 are arbitrary, and may be a multilayer chip inductor or a wound type chip inductor.
- 6A, 6B, and 7 show an LC filter element body 200 according to the second embodiment of the present invention.
- 6A is an exploded perspective view of the LC filter element body 200
- FIG. 6B is an external perspective view of the LC filter element body 200
- FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the LC filter element body 200. .
- FIG. 8 and 9 show an LC filter 1200 according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is an external perspective view of the LC filter 1200
- FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the LC filter 1200.
- the LC filter 1200 is configured by mounting the LC filter element body 200 and the surface mount components 91 and 92 on a substrate.
- the LC filter 1200 is a high pass filter.
- the LC filter element body 200 includes a ceramic laminate 10 composed of a plurality of ceramic layers as shown in FIG. 6A.
- the ceramic laminate 10 has a structure in which eight ceramic layers 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81 are laminated in order from the bottom.
- a rectangular internal electrode 12 is formed on the surface of the ceramic layer 11.
- the internal electrode 12 is drawn out from the two opposing long sides of the ceramic layer 11 toward the outside of the ceramic laminate 10.
- Two rectangular internal electrodes 22 a and 22 b are formed on the surface of the ceramic layer 21.
- the internal electrodes 22 a and 22 b are each led out from one long side of the ceramic layer 21 toward the outside of the ceramic laminate 10.
- Two rectangular internal electrodes 32 a and 32 b and a jump coupling electrode 35 are formed on the surface of the ceramic layer 31.
- the internal electrodes 32 a and 32 b are drawn out from the two opposing short sides of the ceramic layer 31 toward the outside of the ceramic laminate 10.
- two via electrodes 33 a and 33 b are formed in the ceramic layer 31 so as to penetrate the ceramic layer 31.
- the via electrode 33a is electrically connected to the internal electrode 22a.
- the via electrode 33b is electrically connected to the internal electrode 22b.
- two H-shaped internal electrodes 42a and 42b are formed on the surface of the ceramic layer 41 . Further, two via electrodes 43 c and 43 d are formed in the ceramic layer 41 so as to penetrate the ceramic layer 41.
- the via electrode 43c is electrically connected to the via electrode 33b.
- the via electrode 43d is electrically connected to the via electrode 33a.
- Two substantially C-shaped internal electrodes 52 a and 52 b are formed on the surface of the ceramic layer 51.
- four via electrodes 53a, 53b, 53c, and 53d are formed in the ceramic layer 51 so as to penetrate the ceramic layer 51.
- One end of the via electrode 53a is electrically connected to one end of the internal electrode 42a, and the other end of the via electrode 53a is electrically connected to one end of the internal electrode 52a.
- One end of the via electrode 53b is electrically connected to one end of the internal electrode 42b, and the other end of the via electrode 53b is electrically connected to one end of the internal electrode 52b.
- the via electrode 53c is electrically connected to the via electrode 43c.
- the via electrode 53d is electrically connected to the via electrode 43d.
- Two substantially C-shaped internal electrodes 62 a and 62 b are formed on the surface of the ceramic layer 61. Further, four via electrodes 63a, 63b, 63c, and 63d are formed in the ceramic layer 61 so as to penetrate the ceramic layer 61.
- One end of the via electrode 63a is electrically connected to one end of the internal electrode 52a, and the other end of the via electrode 63a is electrically connected to one end of the internal electrode 62a.
- One end of the via electrode 63b is electrically connected to one end of the internal electrode 52b, and the other end of the via electrode 63b is electrically connected to one end of the internal electrode 62b.
- the via electrode 63c is electrically connected to the via electrode 53c.
- the via electrode 63d is electrically connected to the via electrode 53d.
- Two substantially C-shaped internal electrodes 72 a and 72 b are formed on the surface of the ceramic layer 71.
- four via electrodes 73a, 73b, 73c, and 73d are formed in the ceramic layer 71 so as to penetrate the ceramic layer 71.
- One end of the via electrode 73a is electrically connected to one end of the internal electrode 62a, and the other end of the via electrode 73a is electrically connected to one end of the internal electrode 72a.
- One end of the via electrode 73b is electrically connected to one end of the via electrode 63d, and the other end of the via electrode 73b is electrically connected to one end of the internal electrode 72a.
- One end of the via electrode 73c is electrically connected to the via electrode 63c, and the other end of the via electrode 73c is electrically connected to one end of the internal electrode 72b.
- One end of the via electrode 73d is electrically connected to one end of the internal electrode 62b, and the other end of the via electrode 73d is electrically connected to one end of the internal electrode 72b.
- one rectangular identification mark D is formed on the surface of the ceramic layer 81.
- an input terminal IN and an output terminal OUT are formed on the side surfaces of the ceramic laminate 10 on the short side facing each other. However, the input terminal IN is hidden in the ceramic laminate 10 and is not shown in the figure.
- the input terminal IN is connected to the internal electrode 32a, and the output terminal OUT is connected to the internal electrode 32b.
- a pair of ground terminals GND are formed on the side surfaces of the ceramic laminate 10 on the opposite long side. However, one of the pair of ground terminals GND is hidden by the ceramic laminate 10 and is not shown in the figure. The pair of ground terminals GND is connected to the internal electrode 12 respectively.
- Two relay electrodes N1 and N2 are formed on one of the opposing long side surfaces of the ceramic laminate 10.
- the relay electrode N1 is connected to the internal electrode 22a.
- the relay electrode N2 is connected to the internal electrode 22b.
- the LC filter element body 200 having the above structure includes an equivalent circuit shown in FIG.
- three capacitors C1, C2, and C3 are inserted in series between the input terminal IN and the output terminal OUT.
- the capacitor C1 mainly includes a capacitor formed by the ceramic layer 41, the internal electrode 32a sandwiching the ceramic layer 41, and one end of the internal electrode 42a.
- the capacitor C2 mainly includes a capacitance formed by a path from one end of the internal electrode 42a to the one end of the internal electrode 42b via the jump coupling electrode 35.
- the capacitor C3 mainly includes a capacitance formed by the ceramic layer 41, one end of the internal electrode 42b sandwiching the ceramic layer 41, and the internal electrode 32b.
- the inductor L1 mainly includes the internal electrode 42a, the via electrode 53a, the internal electrode 52a, the via electrode 63a, the internal electrode 62a, the via electrode 73a, the internal electrode 72a, the via electrode 73b, the via electrode 63d, the via electrode 53d, and the via electrode. 43d and a path reaching the internal electrode 22a via the via electrode 33a.
- the capacitor C5 is mainly composed of a capacitor formed by the ceramic layer 21, the internal electrode 22a and the internal electrode 12 sandwiching the ceramic layer 21.
- the inductor L2 mainly includes the internal electrode 42b, the via electrode 53b, the internal electrode 52b, the via electrode 63b, the internal electrode 62b, the via electrode 73d, the internal electrode 72a, the via electrode 73c, the via electrode 63c, the via electrode 53c, and the via electrode. 43c and a path reaching the internal electrode 22b via the via electrode 33b.
- the capacitor C6 mainly includes a capacitor formed by the ceramic layer 21, the internal electrode 22b and the internal electrode 12 sandwiching the ceramic layer 21.
- the inductor L1 and the ground terminal GND an open end is provided by the relay electrode N1 connected to the internal electrode 12.
- the inductor L2 and the ground terminal GND have an open end due to the relay electrode N2 connected to the internal electrode 12.
- the LC filter element body 200 having the above structure is used as an LC filter by the following method, for example.
- the LC filter element 200 is mounted on the substrate 1 having the electrode pattern 2 formed on the surface thereof by soldering.
- two external surface mount components 91 and 92 are mounted on the substrate 1 by soldering.
- one terminal electrode 91a of the surface mounting component 91 is connected to the relay electrode N1
- the other terminal electrode 91b of the surface mounting component 91 is connected to the ground terminal GND.
- one terminal electrode 92a of the surface mount component 92 is connected to the relay electrode N2
- the other terminal electrode 92b of the surface mount component 92 is connected to the ground terminal GND.
- the LC filter 1200 is completed.
- the detailed illustration of the joint portion is omitted.
- substrate 1 a general printed circuit board may be used and the board
- the LC filter circuit is connected to a trap filter circuit T1 composed of an inductor L1 and capacitors C4 and C5, and a trap filter circuit T2 composed of an inductor L2 and capacitors C6 and C7. Will be.
- various types of attenuation characteristics of the trap filter circuit can be obtained simply by selecting the types of surface mount components to be connected as a part of the trap filter circuit and mounting them.
- An LC filter can be easily realized. Therefore, this can reduce the design cost of the LC filter. That is, various types of LC filters can be easily realized only by designing a predetermined LC filter element body.
- the attenuation characteristics of the trap filter circuit in the LC filter element may fluctuate due to the variation in the amount of solder when the LC filter element is mounted on the substrate and the influence of the electrode pattern formed on the substrate surface.
- the external filter which becomes a part of the trap filter circuits T1 and T2 while confirming the variation of the attenuation characteristic while the LC filter element body 200 is mounted on the substrate 1 is confirmed.
- the type of surface mount component can be selected. As a result, according to the present embodiment, an effect of easily adjusting the characteristics of the trap filter circuit to an appropriate one can be obtained.
- the manufacturing method of the LC filter body 200 conforms to the manufacturing method of the LC filter body 100 according to the first embodiment, the description thereof is omitted here.
- FIG. 10 shows the pass characteristics of the LC filter 1200 obtained by the above simulation.
- the solid line corresponds to the pass characteristic of Experimental Example 3
- the broken line corresponds to the pass characteristic of Experimental Example 4.
- the structure of the LC filter element body 200 and the LC filter 1200 according to the second embodiment of the present invention and an example of the manufacturing method thereof have been described.
- the LC filter element body and the LC filter of the present invention are not limited to these contents, and various modifications are assumed in accordance with the spirit of the present invention.
- LC filter element body 200 surface mount components are used as external capacitors, but lead type capacitors may be used.
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
LCフィルタ素体(100)は、複数のセラミック層が積層されたセラミック積層体(10)と、セラミック積層体(10)の内部に形成されたLCフィルタ回路と、セラミック積層体(10)の表面に形成された入力端子、出力端子(OUT)およびグランド端子(GND)とを備える。LCフィルタ回路には、トラップフィルタ回路が接続される。セラミック積層体(10)の表面には、トラップフィルタ回路を構成するインダクタおよびコンデンサの少なくとも一部として使用される外付けの表面実装部品を実装するための実装用電極(54a~54d)が形成される。実装用電極(54a~54d)に外付けの表面実装部品が実装されることにより、LCフィルタが構成される。
Description
本発明は、トラップフィルタ回路が接続されたLCフィルタ回路を実現するための、セラミック積層体を備えたLCフィルタ素体およびLCフィルタに関する。
従来、移動体通信機器等の電子機器において、LCフィルタが、特定の周波数帯の信号を通過させる電子部品として広く使用されている。近年においては、電極パターンおよびセラミック層を積層してなるセラミック積層体でLCフィルタ回路を構成することにより、小型のLCフィルタが実現されている。
上記のセラミック積層体を備えたLCフィルタにおいては、用途に応じて、種々の通過特性や減衰特性を備えることが求められている。特に、似た特性を備えた仕様違いのバリエーションを実現するために、減衰特性を変更する必要性に迫られることが頻繁にある。
LCフィルタの減衰特性を設計する1つの方法として、例えば特許第3702767号(特許文献1)に示されるように、LCフィルタ回路にトラップフィルタ回路を内蔵させることにより、当該トラップフィルタ回路の減衰特性(トラップ周波数、減衰量等)を変更する方法がある。通過特性の変更は、周波数変更だけでなくリターンロスの調整も必要であるため、その実現が容易ではないのに対し、トラップフィルタ回路の減衰特性の変更は、比較的容易に行える。
しかしながら、上記特許第3702767号に開示されているような従来のLCフィルタにおいて、トラップフィルタ回路の減衰特性を変更するためには、個々のLCフィルタごとに、トラップフィルタ回路を構成するセラミック積層体の内部の電極パターンの形状等を変更しなければならず、LCフィルタの設計コストが高くなってしまうという問題があった。
本発明の目的は、トラップフィルタ回路による減衰特性が異なる複数の種類のLCフィルタの提供を容易に実現可能にすることにより、その設計コストを低減することにある。
本発明は、LCフィルタ素体および当該LCフィルタ素体を使用するLCフィルタに向けられる。
本発明のある局面に基づくLCフィルタ素体は、複数のセラミック層が積層されたセラミック積層体と、上記セラミック積層体の内部に形成されたLCフィルタ回路と、上記セラミック積層体の表面に形成された入力端子、出力端子およびグランド端子とを備えている。上記LCフィルタ回路には、トラップフィルタ回路が接続される。上記トラップフィルタ回路を構成するインダクタおよびコンデンサの少なくとも一部として使用される外付けの表面実装部品を実装するための実装用電極が、上記セラミック積層体の表面に形成されている。
本発明のある局面に基づくLCフィルタは、上記本発明のある局面に基づくLCフィルタ素体と、当該LCフィルタ素体に実装された外付けの表面実装部品とを備えている。上記LCフィルタ素体の上記実装用電極には、上記外付けの表面実装部品が実装されている。
また、本発明の別の局面に基づくLCフィルタ素体は、基板に実装して使用するためのものであって、複数のセラミック層が積層されたセラミック積層体と、上記セラミック積層体の内部に形成されたLCフィルタ回路と、上記セラミック積層体の表面に形成された入力端子、出力端子およびグランド端子とを備えている。上記LCフィルタ回路には、トラップフィルタ回路が接続される。上記トラップフィルタ回路を構成するインダクタおよびコンデンサの一部は、上記セラミック積層体の内部に形成されている。上記トラップフィルタ回路を構成するインダクタおよびコンデンサのうち、上記セラミック積層体の内部に形成されていない残りとなる、上記基板に実装される外付けのインダクタおよび/またはコンデンサと電気的に接続するための中継電極が、上記セラミック積層体の表面に形成されている。
また、本発明の別の局面に基づくLCフィルタは、基板と、上記基板に実装された上記本発明の別の局面に基づくLCフィルタ素体と、上記基板に実装された外付けのインダクタおよび/またはコンデンサとを備えている。上記中継電極には、上記外付けのインダクタおよび/またはコンデンサが電気的に接続されている。上記外付けのインダクタおよび/またはコンデンサと、上記セラミック積層体の内部に形成されたインダクタおよびコンデンサの一部とにより、上記トラップフィルタ回路が構成されている。
本発明によれば、トラップフィルタ回路の一部となる表面実装部品の種類を選択してこれを実装するだけで、トラップフィルタ回路による様々な減衰特性を備えたLCフィルタを容易に実現することができる。そのため、これにより、LCフィルタの設計コストを低減することができる。すなわち、所定のLCフィルタ素体を設計することのみで、様々な種類のLCフィルタを容易に実現することができる。
(第1の実施形態)
以下、図面とともに、本発明の第1の実施形態について説明する。
以下、図面とともに、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1A、図1Bおよび図2に、本発明の第1の実施形態にかかるLCフィルタ素体100を示す。ここで、図1Aは、LCフィルタ素体100の分解斜視図であり、図1Bは、LCフィルタ素体100の外観斜視図であり、図2は、LCフィルタ素体100の等価回路図である。
また、図3および図4に、本発明の第1の実施形態にかかるLCフィルタ1100を示す。ここで、図3は、LCフィルタ1100の外観斜視図であり、図4は、LCフィルタ1100の等価回路図である。
後述するように、本実施形態においては、LCフィルタ素体100の実装用電極に表面実装部品91,92を実装することにより、LCフィルタ1100が構成される。なお、LCフィルタ1100は、バンドパスフィルタである。
LCフィルタ素体100は、図1Aに示すように、複数のセラミック層からなるセラミック積層体10を備えている。セラミック積層体10の材質は、特に限定されないが、例えばチタン酸バリウムを用いることができる。
セラミック積層体10は、5つのセラミック層11,21,31,41,51が、下から順に積層された構造からなる。
セラミック層11の表面には、矩形の内部電極12が形成されている。内部電極12は、セラミック層11の対向する2つの長辺からセラミック積層体10の外部に向けて引き出されている。
セラミック層21の表面には、2つの矩形の内部電極22a,22bが形成されている。また、セラミック層21には、当該セラミック層21を貫通して、2つのビア電極23a,23bが形成されている。ビア電極23a,23bは、それぞれ内部電極12と導通している。
セラミック層31の表面には、2つの内部電極32a,32bが形成されている。2つの内部電極32a,32bは、それぞれセラミック層31の対向する2つの短辺からセラミック積層体10の外部に向けて引き出されている。また、セラミック層31には、当該セラミック層31を貫通して、6つのビア電極33a,33b,33c,33d,33e,33fが形成されている。ビア電極33aは、ビア電極23aと導通している。ビア電極33bは、ビア電極23bと導通している。ビア電極33c,33dは、それぞれ内部電極22bと導通している。ビア電極33e,33fは、それぞれ内部電極22aと導通している。
セラミック層41の表面には、2つの長方形の内部電極42a,42bが形成されている。また、セラミック層41には、当該セラミック層41を貫通して、8つのビア電極43a,43b,43c,43d,43e,43f,43g,43hが形成されている。ビア電極43aは、内部電極32aと導通している。ビア電極43bの一端は、内部電極42aと導通しており、ビア電極43bの他端は、ビア電極33aと導通している。ビア電極43cの一端は、内部電極42bと導通しており、ビア電極43cの他端は、ビア電極33bと導通している。ビア電極43dの一端は、内部電極32bと導通している。ビア電極43eの一端は、ビア電極33cと導通している。ビア電極43fの一端は、内部電極42bの他端と導通しており、ビア電極43fの他端は、ビア電極33dと導通している。ビア電極43gの一端は、内部電極42aの他端と導通しており、ビア電極43gの他端は、ビア電極33eと導通している。ビア電極43hは、ビア電極33fと導通している。
セラミック層51の表面には、4つの矩形の実装用電極54a,54b,54c,54dが形成されている。また、セラミック層51には、当該セラミック層51を貫通して、4つのビア電極53a,53b,53c,53dが形成されている。ビア電極53aの一端は、ビア電極43aと導通しており、ビア電極53aの他端は、実装用電極54aと導通している。ビア電極53bの一端は、ビア電極43dと導通しており、ビア電極53bの他端は、実装用電極54bと導通している。ビア電極53cの一端は、ビア電極43eと導通しており、ビア電極53cの他端は、実装用電極54cと導通している。ビア電極53dの一端は、ビア電極43hと導通しており、ビア電極53dの他端は、実装用電極54dと導通している。
セラミック積層体10の対向する短辺側の側面には、図1Bに示すように、入力端子INおよび出力端子OUTが形成されている。ただし、入力端子INは、セラミック積層体10に隠れており、図には表われていない。入力端子INは、内部電極32aに接続されており、出力端子OUTは、内部電極32bに接続されている。
セラミック積層体10の別の対向する長辺側の側面には、1対のグランド端子GNDが形成されている。ただし、1対のグランド端子GNDの一方は、セラミック積層体10に隠れており、図には表われていない。1対のグランド端子GNDは、それぞれ内部電極12に接続されている。
内部電極12,22a,22b,32a,32b,42a,42b、ビア電極23a,23b,33a~33f,43a~43h,53a~53d、実装用電極54a~54d、入力端子IN、出力端子OUT、および、グランド端子GNDの材質は、特に限定されないが、例えばCuを含む導体ペーストなどを用いることができる。
以上の構造からなるLCフィルタ素体100は、図2に示す等価回路からなる。
LCフィルタ素体100においては、入力端子INとグランド端子GNDとの間に、インダクタL7とコンデンサC3とが並列に接続されたLC共振回路Q1が挿入されている。インダクタL7は、主に、内部電極22aから、ビア電極33e、ビア電極43g、内部電極42a、ビア電極43b、ビア電極33a、ビア電極23aを経由して内部電極12に至るループ状の経路により形成されている。コンデンサC3は、主に、セラミック層21とこれを挟む内部電極22aおよび内部電極12とで形成される容量からなる。
LCフィルタ素体100においては、入力端子INとグランド端子GNDとの間に、インダクタL7とコンデンサC3とが並列に接続されたLC共振回路Q1が挿入されている。インダクタL7は、主に、内部電極22aから、ビア電極33e、ビア電極43g、内部電極42a、ビア電極43b、ビア電極33a、ビア電極23aを経由して内部電極12に至るループ状の経路により形成されている。コンデンサC3は、主に、セラミック層21とこれを挟む内部電極22aおよび内部電極12とで形成される容量からなる。
また、LCフィルタ素体100においては、出力端子OUTとグランド端子GNDとの間に、インダクタL8とコンデンサC4とが並列に接続されたLC共振回路Q2が挿入されている。インダクタL8は、主に、内部電極22bから、ビア電極33d、ビア電極43f、内部電極42b、ビア電極43c、ビア電極33b、ビア電極23bを経由して内部電極12に至る経路により形成されている。コンデンサC4は、主に、セラミック層21とこれを挟む内部電極22bおよび内部電極12とで形成される容量からなる。
インダクタL7とインダクタL8との間には、相互インダクタンスMが形成されており、これにより、LC共振回路Q1とLC共振回路Q2とが電磁気的に結合されている。
入力端子INとLC共振回路Q1との間には、トラップフィルタ回路の一部を構成するコンデンサC1およびインダクタL1,L3が接続されている。コンデンサC1は、主に、セラミック層31とこれを挟む内部電極22aおよび内部電極32aとで形成される容量からなる。インダクタL1は、主に、内部電極32aから、ビア電極43a、ビア電極53aを経由して実装用電極54aに至る経路により形成されている。インダクタL3は、主に、実装用電極54dから、ビア電極53d、ビア電極43h、ビア電極33fを経由して内部電極22aに至る経路により形成されている。
出力端子OUTとLC共振回路Q2との間には、トラップフィルタ回路の一部を構成するコンデンサC2およびインダクタL4,L6が接続されている。コンデンサC2は、主に、セラミック層31とこれを挟む内部電極22bおよび内部電極32bとで形成される容量からなる。インダクタL4は、主に、実装用電極54cから、ビア電極53c、ビア電極43e、ビア電極33cを経由して内部電極22bに至る経路により形成されている。インダクタL6は、主に、内部電極32bから、ビア電極43d、ビア電極53bを経由して実装用電極54bに至る経路により形成されている。
インダクタL1の一端である実装用電極54aと、インダクタL3の一端である実装用電極54dとは、それぞれ開放端となっている。また、インダクタL4の一端である実装用電極54cと、インダクタL6の一端である実装用電極54bも、同様に開放端となっている。
次に、上述したLCフィルタ素体100の実装用電極54a~54dに、外付けの表面実装部品を実装することにより、LCフィルタ1100を構成する方法について説明する。
外付けの表面実装部品91は、両端に端子電極91a,91bが形成されたチップインダクタである。また、外付けの表面実装部品92は、両端に端子電極91c,91dが形成されたチップインダクタである。
図3に示すように、外付けの表面実装部品91は、LCフィルタ素体100の実装用電極54a,54dに実装される。また、図3に示すように、外付けの表面実装部品92は、LCフィルタ素体100の実装用電極54b,54cに実装される。なお、表面実装部品91の両端の端子電極91a,91bは、実装用電極54a,54dにそれぞれはんだ付けされている。また、表面実装部品92の両端の端子電極92c,92dは、実装用電極54b,54cにそれぞれはんだ付けされている。ただし、図3においては、接合部分の詳細な図示を省略している。
以上の実装の結果、図4に示すように、LCフィルタ回路には、インダクタL1,L2,L3およびコンデンサC1からなるトラップフィルタ回路T1と、インダクタL4,L5,L6およびコンデンサC2からなるトラップフィルタ回路T2とが接続されることになる。そのため、異なるインダクタンスを有する表面実装部品91,92を選択することにより、トラップフィルタ回路T1,T2の減衰特性を調整することができる。
本実施形態によれば、トラップフィルタ回路の一部となる表面実装部品の種類を選択してこれらを実装するだけで、トラップフィルタ回路による様々な減衰特性を備えたLCフィルタを容易に実現することができる。そのため、これにより、LCフィルタの設計コストを低減することができる。すなわち、所定のLCフィルタ素体を設計することのみで、様々な種類のLCフィルタを容易に実現することができる。
なお、本実施形態においては、表面実装部品91,92としてチップインダクタを用いたが、表面実装部品91,92としてチップコンデンサを用いてトラップフィルタ回路T1,T2の減衰特性を調整するようにしてもよい。
次に、本発明の第1の実施形態にかかるLCフィルタ素体100の製造方法の一例について説明する。
まず、セラミック層11,21,31,41,51を形成するためのセラミックグリーンシートが準備される。セラミックグリーンシートは、従前においてセラミック積層電子部品の製造工程において広く用いられている公知の方法により製造することができる。
次に、セラミックグリーンシートにビア電極23a,23b,33a~33f,43a~43h,53a~53dを形成するための孔が形成される。孔は、パンチングやレーザ光の照射等により形成することができる。
次に、セラミックグリーンシートの表面にそれぞれ所望の形状に導電性ペーストが塗布されることにより、内部電極12,22a,22b,32a,32b,42a,42bおよび実装用電極54a~54dが形成される。このとき、同時に、ビア電極を形成するための孔にも導電性ペーストが充填されることにより、ビア電極23a,23b,33a~33f,43a~43h,53a~53dが形成される。
次に、下から順番に、セラミックグリーンシートが積層されてこれらが圧着されることにより、未焼成のセラミック積層体10が作製される。
次に、セラミック積層体10の表面に導電性ペーストが所定の形状に塗布されることにより、入力端子IN、出力端子OUTおよびグランド端子GNDが形成される。
次に、未焼成のセラミック積層体10が所定のプロファイルで焼成されることにより、セラミック積層体10が作製される。
このような方法で製造されることにより、本発明の第1の実施形態にかかるLCフィルタ素体100が完成する。
(第1実験例)
本実施形態の有効性を確認するために、次のシミュレーションによる実験を行った。
本実施形態の有効性を確認するために、次のシミュレーションによる実験を行った。
まず、上述した本発明の第1の実施形態にかかるLCフィルタ1100を想定し、実験例1として通過特性をシミュレーションした。次に、実験例1における表面実装部品91(チップインダクタ)および表面実装部品92(チップインダクタ)の各々のインダクタンスの値のみを変化させたLCフィルタ1100を想定し、実験例2として通過特性をシミュレーションした。
図5に、上記のシミュレーションにより得られたLCフィルタ1100の通過特性を示す。図中において、実線は、実験例1の通過特性に対応しており、破線は、実験例2の通過特性に対応している。
図5から分かるように、実験例1および実験例2においては、それぞれ通過帯域よりも高周波側である5GHz付近において、トラップフィルタ回路T1,T2による2つの減衰極ができている。
また、実験例1と実験例2とを比較すると、インダクタンス成分の値が異なる表面実装部品91,92を実装することにより、トラップフィルタ回路T1,T2による2つの減衰極の周波数を変化させることができていることが分かる。
本実験例では、2種類のLCフィルタを想定したが、実装する表面実装部品の種類をさらに増やしてその中から実際に実装する表面実装部品を種々選択することにより、設計コストの負担を抑制しつつ、より多くの種類のLCフィルタを得ることが可能になる。
以上においては、本発明の第1の実施形態にかかるLCフィルタ素体100およびLCフィルタ1100の構造ならびにその製造方法の一例について説明した。しかしながら、本発明のLCフィルタ素体およびLCフィルタは、これらの内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨に沿って種々の変更が想定されるものである。
例えば、LCフィルタ素体100では、トラップフィルタ回路T1を構成するインダクタの一部を表面実装部品91で構成し、トラップフィルタ回路T2を構成するインダクタの一部を表面実装部品92で構成しているが、トラップフィルタ回路を構成するインダクタ全てを表面実装部品で構成しても良い。すなわち、セラミック積層体の内部には、トラップフィルタ回路本体が形成されていなくても良い。
また、表面実装部品91,92の種類、構造等も任意であり、積層型のチップインダクタであっても良いし、あるいは、巻線型のチップインダクタであっても良い。
(第2の実施形態)
以下、図面とともに、本発明の第2の実施形態について説明する。
以下、図面とともに、本発明の第2の実施形態について説明する。
図6A、図6Bおよび図7に、本発明の第2の実施形態にかかるLCフィルタ素体200を示す。ここで、図6Aは、LCフィルタ素体200の分解斜視図であり、図6Bは、LCフィルタ素体200の外観斜視図であり、図7は、LCフィルタ素体200の等価回路図である。
また、図8および図9に、本発明の第2の実施形態にかかるLCフィルタ1200を示す。ここで、図8は、LCフィルタ1200の外観斜視図であり、図9は、LCフィルタ1200の等価回路図である。
後述するように、本実施形態においては、LCフィルタ素体200および表面実装部品91,92を基板上に実装することにより、LCフィルタ1200が構成される。なお、LCフィルタ1200は、ハイパスフィルタである。
LCフィルタ素体200は、図6Aに示すように、複数のセラミック層からなるセラミック積層体10を備えている。セラミック積層体10は、8つのセラミック層11,21,31,41,51,61,71,81が、下から順に積層された構造からなる。
セラミック層11の表面には、矩形の内部電極12が形成されている。内部電極12は、セラミック層11の対向する2つの長辺からセラミック積層体10の外部に向けて引き出されている。
セラミック層21の表面には、2つの矩形の内部電極22a,22bが形成されている。内部電極22a,22bは、それぞれセラミック層21の1つの長辺からセラミック積層体10の外部に向けて引き出されている。
セラミック層31の表面には、2つの矩形の内部電極32a,32bおよび飛び結合用電極35が形成されている。内部電極32a,32bは、それぞれセラミック層31の対向する2つの短辺から、セラミック積層体10の外部に向けて引き出されている。また、セラミック層31には、当該セラミック層31を貫通して、2つのビア電極33a,33bが形成されている。ビア電極33aは、内部電極22aと導通している。ビア電極33bは、内部電極22bと導通している。
セラミック層41の表面には、2つのH字状の内部電極42a,42bが形成されている。また、セラミック層41には、当該セラミック層41を貫通して、2つのビア電極43c,43dが形成されている。ビア電極43cは、ビア電極33bと導通している。ビア電極43dは、ビア電極33aと導通している。
セラミック層51の表面には、2つの略C字状の内部電極52a,52bが形成されている。また、セラミック層51には、当該セラミック層51を貫通して、4つのビア電極53a,53b,53c,53dが形成されている。ビア電極53aの一端は、内部電極42aの一端と導通しており、ビア電極53aの他端は、内部電極52aの一端と導通している。ビア電極53bの一端は、内部電極42bの一端と導通しており、ビア電極53bの他端は、内部電極52bの一端と導通している。ビア電極53cは、ビア電極43cと導通している。ビア電極53dは、ビア電極43dと導通している。
セラミック層61の表面には、2つの略C字状の内部電極62a,62bが形成されている。また、セラミック層61には、当該セラミック層61を貫通して、4つのビア電極63a,63b,63c,63dが形成されている。ビア電極63aの一端は、内部電極52aの一端と導通しており、ビア電極63aの他端は、内部電極62aの一端と導通している。ビア電極63bの一端は、内部電極52bの一端と導通しており、ビア電極63bの他端は、内部電極62bの一端と導通している。ビア電極63cは、ビア電極53cと導通している。ビア電極63dは、ビア電極53dと導通している。
セラミック層71の表面には、2つの略C字状の内部電極72a,72bが形成されている。また、セラミック層71には、当該セラミック層71を貫通して、4つのビア電極73a,73b,73c,73dが形成されている。ビア電極73aの一端は、内部電極62aの一端と導通しており、ビア電極73aの他端は、内部電極72aの一端と導通している。ビア電極73bの一端は、ビア電極63dの一端と導通しており、ビア電極73bの他端は、内部電極72aの一端と導通している。ビア電極73cの一端は、ビア電極63cと導通しており、ビア電極73cの他端は、内部電極72bの一端と導通している。ビア電極73dの一端は、内部電極62bの一端と導通しており、ビア電極73dの他端は、内部電極72bの一端と導通している。
また、セラミック層81の表面には、1つの矩形の識別マークDが形成されている。
セラミック積層体10の対向する短辺側の側面には、図6Bに示すように、入力端子INおよび出力端子OUTが形成されている。ただし、入力端子INは、セラミック積層体10に隠れており、図には表れていない。入力端子INは、内部電極32aに接続されており、出力端子OUTは、内部電極32bに接続されている。
セラミック積層体10の対向する短辺側の側面には、図6Bに示すように、入力端子INおよび出力端子OUTが形成されている。ただし、入力端子INは、セラミック積層体10に隠れており、図には表れていない。入力端子INは、内部電極32aに接続されており、出力端子OUTは、内部電極32bに接続されている。
セラミック積層体10の別の対向する長辺側の側面には、1対のグランド端子GNDが形成されている。ただし、1対のグランド端子GNDの一方は、セラミック積層体10に隠れており、図には表われていない。1対のグランド端子GNDは、それぞれ内部電極12に接続されている。
セラミック積層体10の上記対向する長辺側の側面の一方には、2つの中継電極N1,N2が形成されている。中継電極N1は、内部電極22aに接続されている。中継電極N2は、内部電極22bに接続されている。
以上の構造からなるLCフィルタ素体200は、図7に示す等価回路からなる。
LCフィルタ素体200においては、入力端子INと出力端子OUTとの間に、3つのコンデンサC1,C2,C3が直列に挿入されている。コンデンサC1は、主に、セラミック層41とこれを挟む内部電極32aおよび内部電極42aの一端とで形成される容量からなる。コンデンサC2は、主に、内部電極42aの一端から飛び結合用電極35を経由して内部電極42bの一端に至る経路で形成される容量からなる。コンデンサC3は、主に、セラミック層41とこれを挟む内部電極42bの一端および内部電極32bとで形成される容量からなる。
LCフィルタ素体200においては、入力端子INと出力端子OUTとの間に、3つのコンデンサC1,C2,C3が直列に挿入されている。コンデンサC1は、主に、セラミック層41とこれを挟む内部電極32aおよび内部電極42aの一端とで形成される容量からなる。コンデンサC2は、主に、内部電極42aの一端から飛び結合用電極35を経由して内部電極42bの一端に至る経路で形成される容量からなる。コンデンサC3は、主に、セラミック層41とこれを挟む内部電極42bの一端および内部電極32bとで形成される容量からなる。
また、LCフィルタ素体200においては、コンデンサC1とコンデンサC2との間の接続点と、グランド端子GNDとの間に、インダクタL1とコンデンサC5とが直列に接続されたトラップフィルタ回路の一部が挿入されている。インダクタL1は、主に、内部電極42aから、ビア電極53a、内部電極52a、ビア電極63a、内部電極62a、ビア電極73a、内部電極72a、ビア電極73b、ビア電極63d、ビア電極53d、ビア電極43d、ビア電極33aを経由して内部電極22aに至る経路により形成されている。コンデンサC5は、主に、セラミック層21とこれを挟む内部電極22aおよび内部電極12とで形成される容量からなる。
さらに、LCフィルタ素体200においては、コンデンサC2とコンデンサC3との間の接続点と、グランド端子GNDとの間にも、同様に、インダクタL2とコンデンサC6とが直列に接続されたトラップフィルタ回路の一部が挿入されている。インダクタL2は、主に、内部電極42bから、ビア電極53b、内部電極52b、ビア電極63b、内部電極62b、ビア電極73d、内部電極72a、ビア電極73c、ビア電極63c、ビア電極53c、ビア電極43c、ビア電極33bを経由して内部電極22bに至る経路により形成されている。コンデンサC6は、主に、セラミック層21とこれを挟む内部電極22bおよび内部電極12とで形成される容量からなる。
インダクタL1とグランド端子GNDとの間は、内部電極12に接続する中継電極N1により、開放端となっている。また、インダクタL2とグランド端子GNDとの間は、内部電極12に接続する中継電極N2により、開放端となっている。
以上の構造からなるLCフィルタ素体200は、例えば、以下の方法でLCフィルタとして使用する。
図8に示すように、表面に電極パターン2が形成された基板1にLCフィルタ素体200がはんだ付けにより実装される。
次に、図8に示すように、2つの外付けの表面実装部品91,92(チップコンデンサ)が基板1にはんだ付けにより実装される。この実装により、表面実装部品91の一方の端子電極91aは、中継電極N1と接続されることになり、表面実装部品91の他方の端子電極91bは、グランド端子GNDと接続されることになる。また、表面実装部品92の一方の端子電極92aは、中継電極N2と接続されることになり、表面実装部品92の他方の端子電極92bは、グランド端子GNDと接続されることになる。
これにより、LCフィルタ1200が完成する。ただし、図8においては、接合部分の詳細な図示を省略している。なお、基板1としては、一般的なプリント基板を用いても良いし、セラミック層を積層してなる基板を用いても良い。
以上の実装の結果、図9に示すように、LCフィルタ回路には、インダクタL1およびコンデンサC4,C5からなるトラップフィルタ回路T1と、インダクタL2およびコンデンサC6,C7からなるトラップフィルタ回路T2とが接続されることになる。
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、トラップフィルタ回路の一部として接続する表面実装部品の種類を選択してこれらを実装するだけで、トラップフィルタ回路による様々な減衰特性のLCフィルタを容易に実現することができる。そのため、これにより、LCフィルタの設計コストを低減することができる。すなわち、所定のLCフィルタ素体を設計することのみで、様々な種類のLCフィルタを容易に実現することができる。
また、LCフィルタ素体を基板に実装した際のはんだ量のばらつきや基板表面に形成された電極パターンの影響により、LCフィルタ素体内のトラップフィルタ回路の減衰特性が変動してしまう場合がある。しかしながら、本実施形態のLCフィルタ1200によれば、基板1にLCフィルタ素体200を実装した状態で、減衰特性の変動を確認しながら、トラップフィルタ回路T1,T2の一部となる外付けの表面実装部品の種類を選択することができる。その結果、本実施形態によれば、トラップフィルタ回路の特性を適切なものに容易に調整することができる効果も得られる。
なお、LCフィルタ素体200の製造方法は、第1の実施形態にかかるLCフィルタ素体100の製造方法に準じたものであるため、ここではその説明を省略する。
(第2実験例)
本実施形態の有効性を確認するために、第2の実施形態のLCフィルタ1200に対して、第1の実施形態と同様に、通過特性についてのシミュレーションによる実験を行った。
本実施形態の有効性を確認するために、第2の実施形態のLCフィルタ1200に対して、第1の実施形態と同様に、通過特性についてのシミュレーションによる実験を行った。
まず、上述した本発明の第2の実施形態にかかるLCフィルタ1200を想定し、実験例3として通過特性をシミュレーションした。次に、実験例3における表面実装部品91(チップコンデンサ)および表面実装部品92(チップコンデンサ)の各々の容量の値のみを変化させたLCフィルタ1200を想定し、実験例4として通過特性をシミュレーションした。
図10に、上記のシミュレーションにより得られたLCフィルタ1200の通過特性を示す。図中において、実線は、実験例3の通過特性に対応しており、破線は、実験例4の通過特性に対応している。
図10から分かるように、実験例3および実験例4においては、それぞれ通過帯域よりも低周波側である1GHz付近において、トラップフィルタ回路T1,T2による2つの減衰極ができている。
また、実験例3と実験例4とを比較すると、容量の値の異なる表面実装部品91,92を実装することにより、トラップフィルタ回路T1,T2による2つの減衰極の周波数を変化させることができていることが分かる。
本実験例では、2種類のLCフィルタを想定したが、実装する表面実装部品の種類をさらに増やしてその中から実際に実装する表面実装部品を種々選択することにより、設計コストの負担を抑制しつつ、より多くの種類のLCフィルタを得ることが可能になる。
以上においては、本発明の第2の実施形態にかかるLCフィルタ素体200およびLCフィルタ1200の構造ならびにその製造方法の一例について説明した。しかしながら、本発明のLCフィルタ素体およびLCフィルタは、これらの内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨に沿って種々の変更が想定されるものである。
例えば、LCフィルタ素体200では、外付けのコンデンサとして、表面実装部品を使用しているが、リード型コンデンサを使用しても良い。
本発明の技術的範囲は、請求の範囲によって画定され、また、請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
1 基板、2 電極パターン、10 セラミック積層体、11,21,31,41,51,61,71,81 セラミック層、12,22a,22b,32a,32b,42 内部電極、23a,23b,33a~33f,43a~43h,53a~53d,63a~63d,73a~73d ビア電極、35 飛び結合用電極、54a~54d 実装用電極、91,92 表面実装部品(チップインダクタまたはチップコンデンサ)、91a,91b,92a,92b 端子電極、100,200 LCフィルタ素体、1100,1200 LCフィルタ、IN 入力端子、OUT 出力端子、GND グランド端子、D 識別マーク、N1,N2 中継電極、M 相互インダクタンス、L1~L6 インダクタ、C1~C7 コンデンサ、T1,T2 トラップフィルタ回路、Q1,Q2 LC共振回路。
Claims (5)
- 複数のセラミック層が積層されたセラミック積層体と、
前記セラミック積層体の内部に形成されたLCフィルタ回路と、
前記セラミック積層体の表面に形成された入力端子、出力端子およびグランド端子と、を備え、
前記LCフィルタ回路にトラップフィルタ回路が接続され、
前記トラップフィルタ回路を構成するインダクタおよびコンデンサの少なくとも一部として使用される外付けの表面実装部品を実装するための実装用電極が、前記セラミック積層体の表面に形成されている、LCフィルタ素体。 - 前記トラップフィルタ回路を構成するインダクタおよびコンデンサのうち、前記外付けの表面実装部品以外のインダクタおよび/またはコンデンサが、前記セラミック積層体の内部に形成されている、請求項1に記載のLCフィルタ素体。
- 請求項1または2に記載の前記LCフィルタ素体と、
前記LCフィルタ素体に実装された外付けの表面実装部品と、を備え、
前記LCフィルタ素体の前記実装用電極に、前記外付けの表面実装部品が実装されている、LCフィルタ。 - 基板に実装して使用するためのLCフィルタ素体であって、
複数のセラミック層が積層されたセラミック積層体と、
前記セラミック積層体の内部に形成されたLCフィルタ回路と、
前記セラミック積層体の表面に形成された入力端子、出力端子およびグランド端子と、を備え、
前記LCフィルタ回路にトラップフィルタ回路が接続され、
前記トラップフィルタ回路を構成するインダクタおよびコンデンサの一部が、前記セラミック積層体の内部に形成され、
前記トラップフィルタ回路を構成するインダクタおよびコンデンサのうち、前記セラミック積層体の内部に形成されていない残りとなる、前記基板に実装される外付けのインダクタおよび/またはコンデンサと電気的に接続するための中継電極が、前記セラミック積層体の表面に形成されている、LCフィルタ素体。 - 基板と、
前記基板に実装された請求項4に記載の前記LCフィルタ素体と、
前記基板に実装された外付けのインダクタおよび/またはコンデンサと、を備え、
前記中継電極に、前記外付けのインダクタおよび/またはコンデンサが電気的に接続され、
前記外付けのインダクタおよび/またはコンデンサと、前記セラミック積層体の内部に形成されたインダクタおよびコンデンサの一部とにより、前記トラップフィルタ回路が構成されている、LCフィルタ。
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| JP2013-069274 | 2013-03-28 |
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- 2013-03-28 JP JP2013069274A patent/JP2016106445A/ja active Pending
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2014
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