(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
複数の誘電体層が積層されてなり、それぞれ前記複数の誘電体層のうち所定の層間に配置された、それぞれ少なくとも1つの第1および第2のインダクタパターンならびにそれぞれ少なくとも2つの第1および第2のキャパシタパターンと、前記複数の誘電体層の少なくとも1つを貫通して配置された少なくとも1つの第1の導電部材とを含む積層体と、前記積層体の底面に形成される第1ないし第3の信号電極と、接地電極とを備え、
前記第1のインダクタパターンと前記第1のキャパシタパターンとを含み、第1の通過帯域を有する第1のフィルタが、前記第1の信号電極と前記第2の信号電極との間に形成されており、
前記第2のインダクタパターンと前記第2のキャパシタパターンとを含み、前記第1の通過帯域より低周波側にある第2の通過帯域を有する第2のフィルタが、前記第1の信号電極と前記第3の信号電極との間に形成されており、
前記積層体を前記複数の誘電体層の積層方向から見たとき、前記第1のフィルタと前記第2のフィルタとは、互いに重ならないように配置されており、
前記第1の導電部材は、一方端が接地され、他方端が前記第1のインダクタパターンのうちの1つに接続され、かつ前記第1のキャパシタパターンのうちの少なくとも1つと前記第2のキャパシタパターンの少なくとも1つとの間に配置されていることを特徴とする、積層複合フィルタ装置。
前記積層体を前記積層方向と直交する方向から見たとき、前記第1の導電部材が間に配置されている前記第1のキャパシタパターンの少なくとも一部と前記第2のキャパシタパターンの少なくとも一部とは、異なる誘電体層上に配置されていることを特徴とする、請求項5に記載の積層複合フィルタ装置。
前記第1のフィルタは、前記第1の信号電極と前記第2の信号電極との間の経路に接続された第1の直列キャパシタと、前記第1の直列キャパシタと前記第2の信号電極との間の経路と前記接地電極との間の経路に接続された第1の並列キャパシタと、前記第1の並列キャパシタと前記接地電極との間の経路に接続された第1の並列インダクタとを含む第1のハイパスフィルタを備え、
前記第2のフィルタは、前記第1の信号電極と前記第3の信号電極との間の経路に接続された第2直列キャパシタと、前記第2直列キャパシタと前記第3の信号電極との間の経路と前記接地電極との間の経路に接続された第2の並列キャパシタと、前記第2の並列キャパシタと前記接地電極との間の経路に接続された第2の並列インダクタとを含む第2のハイパスフィルタを備え、
前記第1の導電部材は、前記第1のハイパスフィルタを構成する前記第1のキャパシタパターンのうちの少なくとも1つと、前記第2のハイパスフィルタを構成する前記第2のキャパシタパターンのうちの少なくとも1つとの間に配置されていることを特徴とする、請求項5または6に記載の積層複合フィルタ装置。
【発明を実施するための形態】
【0018】
この開示の特徴とするところを、この開示の実施形態に基づき、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さないことがある。
【0019】
−積層複合フィルタ装置の第1の実施形態−
この開示に従う積層複合フィルタ装置の第1の実施形態である積層複合フィルタ装置100について、
図1および
図2を用いて説明する。
【0020】
積層複合フィルタ装置100は、誘電体層が積層されて構成され、パターン導体およびビア導体を含む、直方体形状の積層体を備えている。誘電体層の積層方向は、パターン導体と直交する方向であり、矢印で表されている。
【0021】
図1は、積層複合フィルタ装置100の積層体が有する、互いに異なる領域である第1の領域10、第2の領域20および第3の領域30の、各々の配置が示された透視斜視図である。第1の領域10に対応する破線、第2の領域20に対応する一点鎖線、第3の領域30に対応する二点鎖線は、各領域が互いに異なる領域であることを模式的に示すものである。
図1では、誘電体層を透視してパターン導体およびビア導体が目視できるようにされている。
【0022】
第1の領域10には、第1の通過帯域を有する第1のフィルタF1が配置されている。第1のフィルタF1は、第1のインダクタL1と第3のインダクタL3とを含んでいる。第1のインダクタL1および第3のインダクタL3は、第1の領域10のハッチングが施された領域に配置されている。
【0023】
第2の領域20には、第1の通過帯域より低周波側にある第2の通過帯域を有する第2のフィルタF2が配置されている。第2のフィルタF2は、第2のインダクタL2を含んでいる。第2のインダクタL2は、第2の領域20のハッチングが施された領域に配置されている。
【0024】
ここで、第2の通過帯域が第1の通過帯域より低周波側にあるとは、第2の通過帯域の下限値が第1の通過帯域の下限値より低周波側にあり、第2の通過帯域の上限値が第1の通過帯域の上限値より低周波側にあることをいう。通過帯域の下限値とは、
図6に示すようなS21(減衰特性)の周波数特性において、信号レベルの最大値(0dB)より3dB小さくなる周波数のうち、最も低周波側の周波数をいう。また、通過帯域の上限値とは、
図6に示すようなS21の周波数特性において、信号レベルの最大値(0dB)より3dB小さくなる周波数のうち、最も高周波側の周波数をいう。
【0025】
第3の領域30には、第2の通過帯域よりさらに低周波側にある第3の通過帯域を有する第3のフィルタF3が配置されている。そして、第3の通過帯域の下限値は第2の通過帯域の下限値より低周波側にあり、第3の通過帯域の上限値は第2の通過帯域の上限値より低周波側にある。上限値と下限値は上記と同様である。
【0026】
すなわち、積層複合フィルタ装置100は、3つの通過帯域を有し、互いに周波数帯域が異なる3つの信号を分離するトリプレクサである。ただし、後述するように、この開示に係る発明は、トリプレクサに限らず、ダイプレクサまたはクワッドプレクサなどを含めたマルチプレクサや、それ以外の積層複合フィルタ装置にも適用できる。
【0027】
第1の領域10のうち第2の領域20と隣り合う領域には、第1の導電部材S1と、第2の導電部材S2とが配置されている。
【0028】
積層複合フィルタ装置100において、第1の導電部材S1は、3つのビア導体S11,S12,S13から構成されている。3つのビア導体S11,S12,S13は、各々積層体の積層方向に延び、一方端が接地されている。また、第2の導電部材S2は、2つのビア導体S21,S22から構成されている。2つのビア導体S21,S22も、各々積層体の積層方向に延び、一方端が接地されている。
【0029】
そして、第1の導電部材S1を構成する3つのビア導体のS11,S12,S13の各々の他方端は、第1のインダクタL1に接続されている。また、第2の導電部材S2を構成する2つのビア導体のS21,S22の各々の他方端は、第3のインダクタL3に接続されている。
【0030】
上記の構成は、第1の導電部材S1のみを接地する構成よりも接地領域が広いため、第2のフィルタから漏洩する信号をシールドする機能を向上させることができる。
【0031】
なお、第1の導電部材S1および第2の導電部材S2の構成は、上記に限らない。また、後述するように、第1の導電部材S1および第2の導電部材S2は、第1のフィルタF1を接地する際の接地導体と、第1のフィルタF1と第2のフィルタF2との間のシールド導体を兼ねるものである。第1のフィルタF1の構造によっては、第1の導電部材S1だけで接地を行なう場合もある。すなわち、第2の導電部材S2は、必須の構成要素ではない。
【0032】
図2は、積層複合フィルタ装置100において、第1の領域10に配置され第1の通過帯域を有する第1のフィルタF1の等価回路図である。第2のフィルタF2および第3のフィルタF3の等価回路図は省略される。第1のフィルタF1では、第1の信号ポートPO1と第2の信号ポートPO2との間に、第1のキャパシタC1と第2のキャパシタC2とが直列に接続されている。
【0033】
第1のキャパシタC1と第2のキャパシタC2との間のノードと、グランドとの間には、第3のキャパシタC3と第1のインダクタL1と第1の導電部材S1とが直列に接続されている。前述したように、第1の導電部材S1の一方端は接地され、他方端は第1のインダクタL1に接続されている。
【0034】
同様に、第2のキャパシタC2と第2の信号ポートPO2との間と、グランドとの間には、第4のキャパシタC4と第3のインダクタL3と第2の導電部材S2とが直列に接続されている。前述したように、第2の導電部材S2の一方端は接地され、他方端は第3のインダクタL3に接続されている。
【0035】
積層複合フィルタ装置100では、第2の通過帯域を通る信号が第1のフィルタF1側に漏洩したとしても、一方端が接地されている第1の導電部材S1および第2の導電部材S2を介してグランドに落とされる。すなわち、第1の導電部材S1および第2の導電部材S2は、第2の通過帯域から第1の通過帯域への信号漏洩を抑制するシールド部材となっている。
【0036】
なお、第1の導電部材S1は、第2の領域20のうち第1の領域10と隣り合う領域に配置されるようにしてもよい。第1の導電部材S1の一方端は、前述したように接地され、他方端は第1のインダクタには接続されず、第2のインダクタL2に接続される。また、第1のフィルタF1が第3のインダクタL3を有している場合、第2の領域20のうち第1の領域10と隣り合う領域には、第2の導電部材S2がさらに配置されるようにしてもよい。第2の導電部材S2の一方端は、前述したように接地され、他方端は第3のインダクタには接続されず、第2のインダクタL2に接続される。
【0037】
この場合、積層複合フィルタ装置100では、第1の通過帯域を通る信号が第2のフィルタF2側に漏洩したとしても、一方端が接地されている第1の導電部材S1および第2の導電部材S2を介してグランドに落とされる。すなわち、第1の導電部材S1および第2の導電部材S2は、第1の通過帯域から第2の通過帯域への信号漏洩を抑制するシールド部材となっている。
【0038】
したがって、積層複合フィルタ装置100は、第1のフィルタF1と第2のフィルタF2との間の信号漏洩を抑制することができる。
【0039】
なお、積層複合フィルタにおいては、低周波側の通過帯域を通過する信号の高調波が高周波側の通過帯域へ漏洩し減衰特性およびアイソレーション特性に影響を及ぼす傾向がある。すなわち、良好なフィルタ特性を得るためには、低周波側の通過帯域から高周波側の通過帯域への信号漏洩を抑制することが効果的である。したがって、第1の導電部材S1および第2の導電部材S2は、第1の領域10のうち第2の領域20と隣り合う領域に配置されていることが好ましい。
【0040】
−積層複合フィルタ装置の第2の実施形態−
この開示に従う積層複合フィルタ装置の第2の実施形態である積層複合フィルタ装置100Aについて、
図3および
図4を用いて説明する。
【0041】
図3は、積層複合フィルタ装置100Aの積層体が有する、互いに異なる領域である第1の領域10、第2の領域20および第3の領域30の、各々の配置が示された透視斜視図である。第1の領域10に対応する破線、第2の領域20に対応する一点鎖線、第3の領域30に対応、二点鎖線は、
図1と同様に各領域が互いに異なる領域であることを模式的に示すものである。
【0042】
積層複合フィルタ装置100Aの積層体の第1の領域10には、積層複合フィルタ装置100の第1のフィルタF1に代えて、第1の通過帯域を有する第1のフィルタF1Aが配置されている。第2の領域20には、第1の通過帯域より低周波側にある第2の通過帯域を有する第2のフィルタF2が配置されている。第3の領域30には、第2の通過帯域よりさらに低周波側にある第3の通過帯域を有する第3のフィルタF3が配置されている。
【0043】
第1の領域10には、第1の通過帯域を有する第1のフィルタF1が配置されている。第1のフィルタF1は、第1のインダクタL1と第3のインダクタL3とを含んでいる。第1のインダクタL1および第3のインダクタL3は、第1の領域10のハッチングが施された領域に配置されている。そして、第1の領域10のうち第2の領域20と隣り合う領域には、第1の導電部材S1と、第2の導電部材S2と、第3の導電部材S3とが配置されている。第3の導電部材S3は、第1の導電部材S1と第2の導電部材S2との間に配置されている。
【0044】
積層複合フィルタ装置100Aにおいて、第1の導電部材S1は、2つのビア導体S11,S12から構成されている。2つのビア導体S11,S12は、各々積層体の積層方向に延び、一方端が接地されている。また、第2の導電部材S2は、2つのビア導体S21,S22から構成されている。2つのビア導体S21,S22も、各々積層体の積層方向に延び、一方端が接地されている。そして、第3の導電部材S3は、1つのビア導体で構成されている。第3の導電部材S3も、積層体の積層方向に延び、一方端が接地されている。
【0045】
なお、第1の導電部材S1、第2の導電部材S2および第3の導電部材S3の構成は、上記に限らない。
【0046】
そして、第1の導電部材S1を構成する3つのビア導体のS11,S12の各々の他方端は、第1のインダクタL1に接続されている。第2の導電部材S2を構成する2つのビア導体のS21,S22の各々の他方端は、第3のインダクタL3に接続されている。一方、第3の導電部材S3の他方端は開放状態となっている。開放状態とは、どこにも電気的に接続されておらず、浮いている状態を示す。
【0047】
図4は、積層複合フィルタ装置100Aにおいて、第1の領域10に配置されている第1のフィルタF1Aの等価回路図である。第2のフィルタF2および第3のフィルタF3の等価回路図は省略される。
図4の等価回路図は、第1のフィルタF1Aにおいて、第1の導電部材S1と第2の導電部材S2との間に、一方端が接地され、他方端は他の回路素子に接続されず、開放状態となっている第3の導電部材S3が配置されていることを示すものである。その他の構成は、
図2の等価回路図と同じであるため、説明は省略される。
【0048】
積層複合フィルタ装置100Aでは、第1の導電部材S1および第2の導電部材S2が、積層複合フィルタ装置100と同様に、第2の通過帯域から第1の通過帯域への信号漏洩を抑制するシールド部材となっている。
【0049】
また、積層複合フィルタ装置100Aが備えている第3の導電部材S3により、第1の導電部材S1のビア導体S12と第2の導電部材S2のビア導体S22との間の電磁界結合が抑制されている。そのため、第1のインダクタL1と第3のインダクタL3との間の電磁界結合が抑制されている。その結果、第1のインダクタL1および第3のインダクタL3のインピーダンスを抑制し、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【0050】
−積層複合フィルタ装置の第2の実施形態におけるフィルタ特性の調査例−
この開示に従う積層複合フィルタ装置の第2の実施形態である積層複合フィルタ装置100Aのフィルタ特性について、前述の各導電部材がない場合のフィルタ特性と比較した調査例について、
図5および
図6を用いて説明する。
【0051】
図5は、積層複合フィルタ装置100Aに対する比較例である積層複合フィルタ装置200の積層体が有する、互いに異なる領域である第1の領域210、第2の領域220および第3の領域230の、各々の配置が示された透視斜視図である。第1の領域210に対応する破線、第2の領域220に対応する一点鎖線、第3の領域230に対応する二点鎖線は、
図1と同様に各領域が互いに異なる領域であることを模式的に示すものである。
【0052】
積層複合フィルタ装置200の積層体の第1の領域210には、第1の通過帯域を有する第1のフィルタF201が配置されている。第2の領域220には、第1の通過帯域より低周波側にある第2の通過帯域を有する第2のフィルタF202が配置されている。第3の領域230には、第2の通過帯域よりさらに低周波側にある第3の通過帯域を有する第3のフィルタF203が配置されている。
【0053】
第1のフィルタF201では、第1の領域210のうち第2の領域220と隣り合う領域、および第2の領域220のうち第1の領域210と隣り合う領域に、第1のフィルタF1Aが有する各導電部材に相当するものが配置されていない。その他の構成は、積層複合フィルタ装置100Aと同様であるため、説明は省略される。
【0054】
図6は、積層複合フィルタ装置100Aおよび積層複合フィルタ装置200における、各フィルタのフィルタ特性(減衰特性およびアイソレーション特性)が表されたグラフである。なお、各フィルタのフィルタ特性は、各キャパシタのキャパシタンスおよび各インダクタのインダクタンスを所定の値として行なったシミュレーションにより求められている。
【0055】
図6(A)は、各々の積層複合フィルタ装置の第1のフィルタの減衰特性(S21)が表されたグラフである。この結果を見ると、通過帯域よりも低周波側において、第1のフィルタF1Aは、比較例の第1のフィルタF201よりも減衰している。
【0056】
図6(B)は、各々の積層複合フィルタ装置の第2のフィルタの減衰特性(S21)が表されたグラフである。各々の積層複合フィルタ装置における第2のフィルタが有する第2の通過帯域は、上記の第1のフィルタが有する第1の通過帯域より低周波側にある。この結果を見ると、通過帯域より高周波側において第2のフィルタF2は、比較例の第2のフィルタF202よりも減衰している。
【0057】
すなわち、第2の領域20の縁部と対向する第1の領域10の縁部に前述の各導電部材が形成されている積層複合フィルタ装置100Aでは、第1のフィルタと第2のフィルタとの間の信号漏洩が抑制されている。
【0058】
図6(C)は、各々の積層複合フィルタ装置の、第2のフィルタの通過帯域から第1のフィルタの通過帯域への信号漏洩に対するアイソレーション特性(S21)が表されたグラフである。この結果を見ると、積層複合フィルタ装置100Aでは、第2のフィルタF2の減衰域(約7.5GHzから約12GHzの間、
図6(B)参照)において、積層複合フィルタ装置200と比較して、高いアイソレーションが得られている。
【0059】
すなわち、積層複合フィルタ装置100Aでは、第1のフィルタと第2のフィルタとの間の信号漏洩が抑制されているため、第1のフィルタと第2のフィルタとの間で高いアイソレーションが得られている。
【0060】
−積層複合フィルタ装置の第3の実施形態−
この開示に従う積層複合フィルタ装置の第3の実施形態である積層複合フィルタ装置100Bについて、
図7ないし
図9を用いて説明する。
【0061】
図7は、積層複合フィルタ装置100Bの分解斜視図である。
図8は、積層複合フィルタ装置100Bが備える第1のフィルタF1Bおよび第2のフィルタF2Bの等価回路図である。
【0062】
図7は、以後の説明に必要な構成要素のみを図示しており、その他のパターン導体およびビア導体などの構成要素は、図示が省略されている。そのため、
図8に示された等価回路図においては、
図7にその構成要素が図示されていないものがある。また、
図7は模式図であり、例えば誘電体層および後述する各パターン導体の厚み、ならびにビア導体の太さなどは、模式的なものである。また、製造工程上で発生する各構成要素の形状のばらつきなどは、各図面に必ずしも反映されていない。すなわち、以後、この明細書中で説明のために用いられる図面は、たとえ実際の製品と異なる部分があったとしても、本質的な面で実際の製品を表すものと言うことができる。
【0063】
積層複合フィルタ装置100Bは、誘電体層1aないし1u(複数の誘電体層)が積層されてなる積層体と、第1の信号電極2u
1と、第2の信号電極2u
2と、第3の信号電極2u
3と、接地電極2u
4とを備えている。なお、第3の実施形態における「接地導体」は、接地電極2u
4を含んでもよい。
【0064】
積層体は、第1のインダクタパターンと、第2のインダクタパターンと、第1のキャパシタパターンと、第2のキャパシタパターンと、第1ないし第3の導電部材と、接続部材とを含んでいる。
【0065】
第1のインダクタパターンは、第1のフィルタF1Bを構成する複数のインダクタに含まれるパターン導体であり、パターン導体2a
1、2b
1を含む。そして、パターン導体2a
1は
図8の等価回路のインダクタL3に含まれ、パターン導体2b
1は
図8の等価回路のインダクタL1に含まれる。第1のキャパシタパターン(第1のキャパシタ)は、第1のフィルタF1Bを構成する複数のキャパシタに含まれるパターン導体であり、パターン導体2e
1、2f
1、2g
1、2i
1、2i
2、2k
1、2m
1、2r
1、2t
1を含んでいる。なお、第3の実施形態における「第1のインダクタ」は、インダクタL1およびL3を含んでもよい。
【0066】
そして、パターン導体2e
1は
図8の等価回路のキャパシタC3に含まれ、パターン導体2f
1は
図8の等価回路のキャパシタC4に含まれ、パターン導体2g
1は
図8の等価回路のキャパシタC2とC4とC5に含まれ、パターン導体2i
1は
図8の等価回路のキャパシタC1とC2とC3に含まれ、パターン導体2i
2は
図8の等価回路のキャパシタはC5に含まれ、パターン導体2k
1は
図8の等価回路のキャパシタC2に含まれ、パターン導体2m
1は
図8の等価回路のキャパシタC1に含まれ、パターン導体2r
1は
図8の等価回路のキャパシタC6に含まれ、パターン導体2t
1は
図8の等価回路のキャパシタC6に含まれる。
【0067】
第2のインダクタパターンは、第2のフィルタF2Bを構成する複数のインダクタに含まれるパターン導体であり、2a
2、2o
2を含んでいる。パターン導体2a
2は
図8の等価回路のインダクタL2に含まれ、パターン導体2o
2は
図8の等価回路のキャパシタC8と並列に接続されるインダクタに含まれる。なお、パターン導体2o
2を設地するビア電極は図示を省略している。第2のキャパシタパターン(第2のキャパシタ)は、第2のフィルタF2Bを構成する複数のインダクタに含まれるパターン導体であり、第2のキャパシタパターンは、パターン導体2e
2、2g
2、2j
1、2l
1、2s
1、2t
2を含んでいる。なお、第3の実施形態における「第2のインダクタ」は、インダクタL2を含んでもよい。
【0068】
そして、パターン導体2e
2は
図8の等価回路のキャパシタC10に含まれ、パターン導体2g
2は
図8の等価回路のキャパシタC9とC10に含まれ、パターン導体2j
1は
図8の等価回路のキャパシタC8とC9に含まれ、パターン導体2l
1は
図8の等価回路のキャパシタC8に含まれ、パターン導体2s
1は
図8の等価回路のキャパシタC7に含まれ、パターン導体2t
2は
図8の等価回路のキャパシタC7に含まれる。
【0069】
なお、第3の実施形態における「複数の導体層」は、パターン導体2a
1から2t
1、2a
2から2t
2、信号電極2u
1から2u
3、および接地電極2u
4を含んでもよい。
【0070】
第1の導電部材S1は、ビア導体3a、3bを含んでいる。第2の導電部材S2は、ビア導体3c、3dを含んでいる。第3の導電部材S3は、ビア導体3eを含んでいる。接続部材は、パターン導体2t
1およびビア導体3fを含み、第1の導電部材S1、第2の導電部材S2および第3の導電部材S3と接地電極2u
4とを接続している。なお、第3の実施形態における「導電部材」は、ビア導体3a〜3dを含んでもよい。また、第3の実施形態における「第2のビア導体」は、ビア導体3eを含んでもよい。
【0071】
上記の第1および第2のインダクタパターンならびに第1および第2のキャパシタパターンを構成する各キャパシタパターンは、それぞれ複数の誘電体層のうち所定の層間に配置されている。第1ないし第3の導電部材を構成する各ビア導体は、誘電体層の少なくとも1つを貫通して配置されている。
【0072】
第1の信号電極2u
1と、第2の信号電極2u
2との間には、上記の第1のインダクタパターンと第1のキャパシタパターンとを含み、第1の通過帯域を有する第1のフィルタF1Bが形成されている。第1の信号電極2u
1は、アンテナ接続電極であって、等価回路図における第1の信号ポートPO1に対応する。第2の信号電極2u
2は、第1の通過帯域(高周波側)の入出力電極であって、等価回路図における第2の信号ポートPO2に対応する。第1のフィルタF1Bは、第1のキャパシタC1ないし第6のキャパシタC6と、第1のインダクタL1および第3のインダクタL3と、第1の導電部材S1ないし第3の導電部材S3とを含んでいる。
【0073】
第1のキャパシタC1は、パターン導体2i
1と、パターン導体2m
1とにより構成されている。第2のキャパシタC2は、パターン導体2g
1と、パターン導体2i
1と、パターン導体2k
1とにより構成されている。第3のキャパシタC3は、パターン導体2e
1と、パターン導体2i
1とにより構成されている。第4のキャパシタC4は、パターン導体2f
1と、パターン導体2g
1とにより構成されている。第5のキャパシタC5は、パターン導体2g
1と、パターン導体2i
2とにより構成されている。第6のキャパシタC6は、パターン導体2r
1と、パターン導体2t
1とにより構成されている。
【0074】
すなわち、パターン導体2i
1は、第1のキャパシタC1ないし第3のキャパシタC3で共有されている。また、パターン導体2g
1は、第2のキャパシタC2、第4のキャパシタC4および第5のキャパシタC5で共有されている。これらにより、パターン導体の点数を減らすことができ、延いては積層複合フィルタ装置の構成を簡略化することができ、積層複合フィルタ装置を小型化することができる。
【0075】
なお、第3の実施形態における「第1のキャパシタ」は、キャパシタC1からC5を含んでもよい。
【0076】
第1のインダクタL1は、パターン導体2b
1に含まれる。第3のインダクタL3は、パターン導体2a
1に含まれる。その他の不図示のインダクタの構成については説明を省略する。第1のインダクタL1は、後述する第1の導電部材S1を介して、接地電極2u
4に接続されている。第3のインダクタL3は、後述する第2の導電部材S2を介して、接地電極2u
4に接続されている。
【0077】
第1の信号電極2u
1と第3の信号電極2u
3との間には、上記の第2のインダクタパターンと第2のキャパシタパターンとを含み、第1の通過帯域より低周波側にある第2の通過帯域を有する第2のフィルタF2Bが形成されている。第3の信号電極2u
3は、第2の通過帯域(低周波側)の入出力電極であって、等価回路図における第3の信号ポートPO3に対応する。第2のフィルタF2Bは、第7のキャパシタC7ないし第10のキャパシタC10と、第2のインダクタL2とを含んでいる。
【0078】
第7のキャパシタC7は、パターン導体2s
1と、パターン導体2t
2とにより構成されている。第8のキャパシタC8は、パターン導体2j
1と、パターン導体2l
1とにより構成されている。第9のキャパシタC9は、パターン導体2g
2と、パターン導体2j
1とにより構成されている。第10のキャパシタC10は、パターン導体2e
2と、パターン導体2g
2とにより構成されている。
【0079】
すなわち、パターン導体2j
1は、第8のキャパシタC8および第9のキャパシタC9で共有されている。また、パターン導体2g
2は、第9のキャパシタC9および第10のキャパシタC10で共有されている。これらにより、パターン導体の点数を減らすことができ、延いては積層複合フィルタ装置の構成を簡略化することができ、積層複合フィルタ装置を小型化することができる。
【0080】
なお、第3の実施形態における「第2のキャパシタ」は、キャパシタC7からC10を含んでもよい。
【0081】
第2のインダクタL2はパターン導体2a
2を含み、図示しないビア電極によって接地電極2u
4に接続されている。パターン導体2a
1および2a
2は、接地電極2u
4から最も距離的に遠い誘電体層1aに形成されている。
【0082】
積層体を誘電体層1aないし1uの積層方向から見たとき、第1のフィルタF1Bと第2のフィルタF2Bとは、互いに重ならないように配置されている(
図3参照)。
【0083】
第1の導電部材S1は、前述したように、ビア導体3a、3bを含んでいる。第2の導電部材S2は、ビア導体3c、3dを含んでいる。ビア導体3bは、パターン導体2q
1を介してビア導体3aに接続されている。第3の導電部材S3は、ビア導体3eを含んでいる。ビア導体3a、3cないし3eは、それぞれ一方端がパターン導体2t
3に接続され、ビア導体3fおよび接地電極2u
4を介して接地されている。
【0084】
第1のフィルタF1Bが第1の導電部材S1および第2の導電部材S2を介して接地される。上記の構成は、第1の導電部材S1のみを接地する構成よりも接地領域が広いため、第2のフィルタから漏洩する信号をシールドする機能を向上させることができる。なお、第1のフィルタF1Bは、第2の導電部材S2を含まなくてもよい。
【0085】
ビア導体3a、3bの他方端は、第1のインダクタパターンを構成するパターン導体2b
1に接続されている。また、ビア導体3c、3dの他方端は、同じく第1のインダクタパターンを構成するパターン導体2a
1に接続されている。ビア導体3eの他方端は、積層複合フィルタ装置100Bにおいては、開放状態となっている。開放状態とは、どこにも電気的に接続されておらず、浮いている状態を示す。その結果、ビア導体3eはいわゆるオープンスタブとなっている。このビア導体3a、3bにより、第1の導電部材S1のビア導体3a、3bと第2の導電部材S2の3c、3dとの間の電磁界結合が抑制されている。そのため、第1のインダクタL1と第3のインダクタL3との間の電磁界結合が抑制されている。その結果、第1のインダクタL1および第3のインダクタL3のインピーダンスを抑制し、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【0086】
なお、第1の導電部材S1と第2の導電部材S2とは、それぞれ第2のインダクタパターンを構成するパターン導体に接続されるようにしてもよい。なお、第1のフィルタF1Bは、第3の導電部材S3を含まなくてもよい。
【0087】
図9は、第1のキャパシタパターンを構成するパターン導体と、第2のキャパシタパターンを構成するパターン導体と、第1の導電部材S1との位置関係の一例を表す透視斜視図である。第1の導電部材S1は、
図9に示すように、第1のキャパシタパターンのうちの少なくとも1つと第2のキャパシタパターンの少なくとも1つとの間に配置されている。
【0088】
積層複合フィルタ装置100Bでは、第1の通過帯域を通る信号が第2のフィルタF2B側に漏洩したとしても、一方端が接地されている第1の導電部材S1を介してグランドに落とされる。すなわち、第1の導電部材S1は、第1の通過帯域から第2の通過帯域への信号漏洩を抑制するシールド部材となっている。そして、第1の導電部材S1は、他方端が不図示のパターン導体に接続されているため、漏洩した信号をより効果的にグランドに落とすことができる。
【0089】
したがって、積層複合フィルタ装置100Bは、第1のフィルタF1と第2のフィルタF2との間の信号漏洩を抑制することができる。
【0090】
なお、不図示の第2の導電部材S2についても、第1の導電部材S1と同様のことが言える。そして、不図示の第3の導電部材S3により、第1の導電部材S1のビア導体3aと第2の導電部材S2のビア導体3dとの間の電磁界結合が抑制されている。そのため、第1のインダクタL1と第3のインダクタL3との間の電磁界結合が抑制されている(
図8参照)。その結果、第1のインダクタL1および第3のインダクタL3のインピーダンスが増大せず、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【0091】
なお、積層体を各誘電体層の積層方向と直交する方向から見たとき、第1の導電部材S1が間に配置されている第1のキャパシタパターンと第2のキャパシタパターンとは、同じ平面上に配置されていてもよい。
図9(A)では、第1の導電部材S1であるビア導体3a、3bが、積層複合フィルタ装置100Bの底面から同じ高さh1にあるパターン導体2g
1とパターン導体2g
2との間に配置されている場合を示している。ここで、パターン導体2g
1は、第1のキャパシタパターンを構成している。また、パターン導体2g
2は、第2のキャパシタパターンを構成している。
【0092】
また、第1の導電部材S1が間に配置されている第1のキャパシタパターンと第2のキャパシタパターンとは、異なる平面上に配置されていてもよい。
図9(B)では、第1の導電部材S1であるビア導体3a、3bが、積層複合フィルタ装置100Bの底面から高さh2にあるパターン導体2f
1と高さh3にあるパターン導体2e
2との間に配置されていることを示している。ここで、パターン導体2f
1は、第1のキャパシタパターンを構成している。また、パターン導体2e
2は、第2のキャパシタパターンを構成しているいずれの場合であっても、第1の導電部材S1は、シールド部材として機能する。
【0093】
対向するパターン導体間の容量は、対向するパターン導体がそれぞれ異なる平面上に配置されている場合の方が、対向するパターン導体がそれぞれ同じ平面上に配置されている場合よりも大きくなる。そして、容量に比例して漏洩する信号も増える。したがって、第1のキャパシタパターンと第2のキャパシタパターンとが異なる平面上に配置されている場合の方が、それらの間に配置された第1の導電部材S1のシールド部材としての効果は高くなる。
【0094】
ここで、
図8を参照して、積層複合フィルタ装置100Bの回路構成を見ると、第1のフィルタF1Bは、第1のハイパスフィルタと、第1のローパスフィルタとを備えたフィルタと言える。
【0095】
第1のハイパスフィルタは、第1の直列キャパシタと、第1の並列キャパシタと、第1の並列インダクタとを含んでいる。第1の直列キャパシタは、第1の信号ポートPO1(第1の信号電極2u
1)と第2の信号ポートPO2(第2の信号電極2u
2)との間の経路に接続されている。第1の並列キャパシタは、第1の直列キャパシタと第2の信号ポートPO2との間の経路と接地電極2u
4との間の経路に接続されている。第1の並列インダクタは、第1の並列キャパシタと接地電極2u
4との間の経路に接続されている。
【0096】
例えば、第1のキャパシタC1と、第3のキャパシタC3と、第1のインダクタL1との組み合わせで、第1のハイパスフィルタが構成される。また、第2のキャパシタC2と、第4のキャパシタC4と、第3のインダクタL3との組み合わせで、第1のハイパスフィルタが構成されるとしてもよい(
図8参照)。
【0097】
ここで、第2のキャパシタC2と、第4のキャパシタC4と、第1のインダクタL1との組み合わせで、第1のハイパスフィルタが構成される場合を考える。前述したように、第2のキャパシタC2は、パターン導体2g
1と、パターン導体2i
1と、パターン導体2k
1とにより構成されている。第4のキャパシタC4は、パターン導体2f
1と、パターン導体2g
1とにより構成されている。すなわち、
図7において、第1のハイパスフィルタは、パターン導体2f
1、2g
1、2i
1、2k
1と、第1のインダクタL1を構成するパターン導体2b
1、を含んで構成されている。
【0098】
第2のキャパシタC2、第4のキャパシタC4およびパターン導体2g
1とパターン導体2i
2とにより構成される第5のキャパシタC5は、パターン導体2g
1を共有している。すなわち、パターン導体2g
1は、第2のキャパシタC2と第4のキャパシタC4と第5のキャパシタC5との間の接続導体を兼ねている。また、パターン導体2i
1とパターン導体2m
1とにより構成される第1のキャパシタC1および第2のキャパシタC2は、パターン導体2i
1を共有している。すなわち、パターン導体2i
1は、第1のキャパシタC1と第2のキャパシタC2との間の接続導体を兼ねている。
【0099】
そして、第2のキャパシタC2の一方側電極であるパターン導体2i
1は、パターン導体2m
1、2p
1と不図示のビア導体とを介して、第1の信号電極2u
1と電気的に接続されている。また、第2のキャパシタC2の他方側電極であり、第4のキャパシタC4の一方側電極であるパターン導体2g
1は、パターン導体2i
2と不図示のビア導体を介して、第2の信号電極2u
2と電気的に接続されている。また、第4のキャパシタC4の他方側電極であるパターン導体2f
1は、第1のインダクタL1を構成するビア導体(不図示含む)と、ビア導体3a、3bと、パターン導体2t
3とを介して、接地電極2u
4と電気的に接続されている。
【0100】
同様に、第2のフィルタF2Bは、第2のローパスフィルタと、第2のハイパスフィルタとを備えたフィルタと言える。
【0101】
第2のハイパスフィルタは、例えば、第9のキャパシタC9と、第10のキャパシタC10と、第2のインダクタL2との組み合わせで、第2のハイパスフィルタを構成することができる(
図8参照)これに限定されず、以下の構成としてもよい。第2の直列キャパシタと、第2の並列キャパシタと、第2の並列インダクタとを含んでいる。第2の直列キャパシタは、第1の信号ポートPO1(第1の信号電極2u
1)と第3の信号ポートPO3(第3の信号電極2u
3)との間の経路に接続されている。第2の並列キャパシタは、第2の直列キャパシタと第3の信号ポートPO3との間の経路と接地電極2u
4との間の経路に接続されている。第2の並列インダクタは、第2の並列キャパシタと接地電極2u
4との間の経路に接続されている。
【0102】
第2のローパスフィルタは、たとえば、第7のキャパシタC7と、第7のキャパシタC7とGNDとの間に接続されるインダクタと、第8のキャパシタC8と、第8のキャパシタC8と並列に接続されるインダクタと、で構成される。
【0103】
前述したように、第9のキャパシタC9は、パターン導体2g
2と、パターン導体2j
1とにより構成されている。第10のキャパシタC10は、パターン導体2e
2と、パターン導体2g
2とにより構成されている。すなわち、
図7において、第2のハイパスフィルタは、パターン導体2e
2、2g
2、2j
1と、第2のインダクタL2を構成するビア導体(不図示含む)とを含んで構成されている。
【0104】
第9のキャパシタC9および第10のキャパシタC10は、パターン導体2g
2を共有している。すなわち、第2のキャパシタC2と第4のキャパシタC4と第5のキャパシタC5との間の接続導体を兼ねている。
【0105】
そして、第9のキャパシタC9の一方側電極であるパターン導体2j
1は、パターン導体2n
1、2o
2と不図示のビア導体とを介して、第1の信号電極2u
1と電気的に接続されている。また、第9のキャパシタC9の他方側電極であり、第10のキャパシタC10の一方側電極であるパターン導体2g
2は、不図示のパターン導体と不図示のビア導体を介して、第3の信号電極2u
3と電気的に接続されている。また、第10のキャパシタC10の他方側電極であるパターン導体2e
2は、第2のインダクタL2を構成するビア導体(不図示含む)を介して、接地電極2u
4と電気的に接続されている。
【0106】
そして、第1の導電部材S1は、第1のハイパスフィルタを構成する第1のキャパシタパターンのうちの少なくとも1つと、第2のハイパスフィルタを構成する第2のキャパシタパターンのうちの少なくとも1つとの間に配置されている。
【0107】
例えば、第1の導電部材S1であるビア導体3a、3bは、第4のキャパシタC4のパターン導体2f
1と、第10のキャパシタC10のパターン導体2e
2との間に配置されている。第4のキャパシタC4は、前述したように第1のハイパスフィルタを構成している。第10のキャパシタC10は、第2のハイパスフィルタを構成している。
【0108】
第1のハイパスフィルタを構成するキャパシタのパターン導体から第2のハイパスフィルタを構成するキャパシタのパターン導体で信号漏洩が生じると、そのまま第3の信号ポートPO3に漏洩した信号が流れてしまう。そのため、フィルタ特性に与える悪影響が大きい。したがって、第1の導電部材S1が上記のように配置されることにより、第1のフィルタF1Bと第2のフィルタF2Bとの間の信号漏洩を効果的に抑制することができる。
【0109】
−積層複合フィルタ装置の第3の実施形態の変形例−
この開示に従う積層複合フィルタ装置の第3の実施形態である積層複合フィルタ装置100Bの第1ないし第4の変形例について、
図10および
図11を用いて説明する。
【0110】
図10は、積層複合フィルタ装置100Bにおいて、互いに対向しているパターン導体2f
1とパターン導体2e
2との位置関係を種々変更した第1ないし第3の変形例を示す、積層体を各誘電体層の積層方向から見たときの透視平面図である。なお、第1ないし第3の変形例においては、第1の導電部材S1は、1本のビア導体で構成されているとする。
【0111】
ここで、パターン導体2e
2と対向するパターン導体2f
1の外縁を第1の外縁とし、パターン導体2f
1と対向するパターン導体2e
2の外縁を第2の外縁とする。そして、第1の外縁と、第2の外縁と、第1の外縁の一方端と、第2の外縁の一方端とを仮想的につなぐ線分と、第1の外縁の他方端と第2の外縁の他方端とを仮想的につなぐ線分とにより構成される仮想的な図形を考える。なお、それぞれの外縁の一方端および他方端は、同じ側にあるものとする。なお、
図9(A)は、この仮想的な図形において、第1の外縁を第2の外縁に投影したとき、第1の外縁と第2の外縁とが重なるような場合を示す。
【0112】
図10(A)に示された第1の変形例は、この仮想的な図形において、第1の外縁を第2の外縁に投影したとき、第2の外縁が第1の外縁より長く、第1の外縁が第2の外縁と重なる場合を示す。なお、第1の外縁が第2の外縁より長く、第2の外縁が第1の外縁と重なる場合も同様である。
図10(B)に示された第2の変形例は、第1の外縁の一部が第2の外縁と重なる場合を示す。
図10(C)に示された第3の変形例は、第1の外縁と第2の外縁とが、線として重ならない場合を示す。
【0113】
第1のフィルタF1と第2のフィルタF2との間の信号漏洩は、信号の回り込みを無視すれば、基本的にはこの仮想的な図形の領域で生じる。したがって、第1ないし第3の変形例のいずれの場合であっても、仮想的な図形の内部に第1の導電部材が配置されているため、第1のフィルタF1と第2のフィルタF2との間の信号漏洩を抑制することができる。
【0114】
一方、第4の変形例では、第1の導電部材S1が2つのビア導体S11(
図7のビア導体3aに相当)およびビア導体S12(
図7のビア導体3bに相当)で構成されているとする。
図11は、積層複合フィルタ装置100Bにおいて、積層方向から見たときの、パターン導体2f
1とパターン導体2e
2と2つのビア導体S11、S12との位置関係を規定した第4の変形例を示す透視平面図である。
【0115】
第4の変形例では、ビア導体S11は、第1の外縁の一方端と第2の外縁の一方端とを仮想的につなぐ線分上に配置されている。また、ビア導体S12は、第1の外縁の他方端と第2の外縁の他方端とを仮想的につなぐ線分上に配置されている。
【0116】
パターン導体2f
1とパターン導体2e
2との間に発生する電界は、いわゆる縁端効果の影響を受ける。すなわち、両者の間に発生する電界は、第1の外縁の一方端と第2の外縁の一方端とを仮想的につなぐ線分上と、第1の外縁の他方端と第2の外縁の他方端とを仮想的につなぐ線分上とで強くなる。したがって、電界が強くなった部分に第1の導電部材S1を配置することにより、第1のフィルタF1と第2のフィルタF2との間の信号漏洩を効果的に抑制することができる。
【0117】
この明細書に開示された実施形態は、例示的なものであって、この開示に係る発明は、上記の実施形態および変形例に限定されるものではない。すなわち、この開示に係る発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、上記の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。
【0118】
この開示に係る発明は、スマートフォンに代表される小型移動体通信機器に用いられる分波器であるマルチプレクサなどに適用されるが、これに限られない。
【0119】
なお、本発明の隣り合うという表現について補足する。たとえば、第1の領域に配置される部材のうち、第1の導電部材が最も第2の領域に近接して配置されているとき、第1の導電部材が配置される領域を第2の領域に隣り合う領域と言う。