特許 7582451 誘電体フィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】誘電体フィルタ

(51)【国際特許分類】

   H01P 1/205 20060101AFI20241106BHJP

   H01P 7/04 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H01P1/205 B

H01P7/04

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023510569

(86)(22)【出願日】2022-02-03

(86)【国際出願番号】 JP2022004292

(87)【国際公開番号】W WO2022209277

(87)【国際公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-09-19

(31)【優先権主張番号】P 2021055344

(32)【優先日】2021-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒井 雅司

(72)【発明者】

【氏名】多田 斉

【審査官】岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１９６８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３７６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－５１０３２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｐ １／２０５

Ｈ０１Ｐ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の誘電体層を備え、直方体の形状を有する積層体と、
前記積層体の内部において積層方向に離間して配置された第１平板電極および第２平板電極と、
前記第１平板電極と前記第２平板電極との間に配置され、前記積層方向に直交する第１方向に延在する複数の共振器と、
前記積層体において、前記第１方向に垂直な第１側面および第２側面にそれぞれ配置され、前記第１平板電極および前記第２平板電極に接続された第１シールド導体および第２シールド導体とを備え、
前記複数の共振器は、前記積層体の内部において、前記積層方向および前記第１方向の双方に直交する第２方向に並んで配置されており、
前記複数の共振器の各々の第１端部は前記第１シールド導体に接続されており、第２端部は前記第２シールド導体から離間しており、
前記複数の共振器の各々は、前記積層方向に積層された複数の導体によって構成されており、
前記複数の共振器を前記第１方向から平面視した場合に、前記複数の導体の端部を含む第１領域の厚みは、前記第１領域以外の部分の厚みよりも厚い、誘電体フィルタ。

【請求項2】

前記第１方向から平面視した場合に、前記複数の導体の一部の前記第１領域は、前記積層方向にジグザグに配置される、請求項１に記載の誘電体フィルタ。

【請求項3】

前記複数の導体の一部において、前記第１領域以外の部分に開口部が設けられている、請求項１または２に記載の誘電体フィルタ。

【請求項4】

前記複数の共振器の各々において、前記第１端部側に配置され、かつ、前記複数の共振器の各々を前記第１平板電極および前記第２平板電極に接続する第１接続導体をさらに備え、
前記複数の導体において、前記第１接続導体との接続部分を含む第２領域の厚みは、前記第１領域および前記第２領域以外の部分の厚みよりも厚い、請求項１～３のいずれか１項に記載の誘電体フィルタ。

【請求項5】

前記複数の共振器の各々において、前記第２端部側に配置され、かつ、前記複数の導体を互いに電気的に接続する第２接続導体をさらに備え、
前記複数の導体において、前記第２接続導体との接続部分を含む第３領域の厚みは、前記第１領域、前記第２領域および前記第３領域以外の部分の厚みよりも厚い、請求項４に記載の誘電体フィルタ。

【請求項6】

前記複数の共振器の各々において、前記第２端部側に配置され、かつ、前記複数の導体を互いに電気的に接続する第２接続導体をさらに備え、
前記複数の導体において、前記第２接続導体との接続部分を含む第３領域の厚みは、前記第１領域および前記第３領域以外の部分の厚みよりも厚い、請求項１～３のいずれか１項に記載の誘電体フィルタ。

【請求項7】

前記複数の導体において、前記第１端部を含む第４領域の厚みは、前記第１領域、前記第３領域および前記第４領域以外の部分の厚みよりも厚い、請求項６に記載の誘電体フィルタ。

【請求項8】

前記複数の導体において、前記第１端部を含む第４領域の厚みは、前記第１領域および前記第４領域以外の部分の厚みよりも厚い、請求項１～３のいずれか１項に記載の誘電体フィルタ。

【請求項9】

前記第４領域の前記第１方向の長さは、前記複数の導体の前記第１方向の長さの１／２以下である、請求項７または８に記載の誘電体フィルタ。

【請求項10】

前記複数の導体において、前記積層方向における中央領域の導体間隔は、前記積層方向における端部領域の導体間隔よりも広い、請求項１～９のいずれか１項に記載の誘電体フィルタ。

【請求項11】

複数の誘電体層を備え、直方体の形状を有する積層体と、
前記積層体の内部において積層方向に離間して配置された第１平板電極および第２平板電極と、
前記第１平板電極と前記第２平板電極との間に配置され、前記積層方向に直交する第１方向に延在する複数の共振器と、
前記積層体において、前記第１方向に垂直な第１側面および第２側面にそれぞれ配置され、前記第１平板電極および前記第２平板電極に接続された第１シールド導体および第２シールド導体とを備え、
前記複数の共振器は、前記積層体の内部において、前記積層方向および前記第１方向の双方に直交する第２方向に並んで配置されており、
前記複数の共振器の各々の第１端部は前記第１シールド導体に接続されており、第２端部は前記第２シールド導体から離間しており、
前記複数の共振器の各々は、前記積層方向に積層された複数の導体によって構成されており、
前記複数の導体において、前記積層方向における中央領域の導体間隔は、前記積層方向における端部領域の導体間隔よりも広い、誘電体フィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、誘電体フィルタに関し、より特定的には、誘電体フィルタにおけるフィルタ特性を向上するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００７－２３５４６５号公報（特許文献１）には、誘電体内に複数の内部電極層が積層された積層型誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタが開示されている。特開２００７－２３５４６５号公報（特許文献１）に開示されたバンドパスフィルタにおいては、内部電極層のインダクタ部が長手パターンで構成されており、当該長手パターンの一部の幅が徐々に狭くなる形状を有している。このような構成とすることによって、Ｑ値を低下させることなく共振周波数を低下させることができるので、共振器の小型化を図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２３５４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特開２００７－２３５４６５号公報（特許文献１）に開示されたような誘電体フィルタは、たとえば、携帯電話あるいはスマートフォンに代表される小型携帯端末において、高周波信号をフィルタリングするために用いられる。

【0005】

誘電体フィルタは、一般的には、複数の平板導体が配置された誘電体を圧着あるいは焼結することによって製造される。このような工程で製造された誘電体フィルタにおいては、外部から加えられる圧力あるいは熱収縮による応力によって、平板導体の先端が当該平板導体の他の部分に比べて細くなる場合がある。

【0006】

一般的に、高周波電流は、表皮効果のために、主に信号伝達部材である導体の表面付近に流れることが知られている。そのため、誘電体フィルタにおいて平板導体の先端が細くなっていると、高周波電流の通過経路における抵抗値が大きくなってしまい、電流通過に伴う損失が増加してＱ値が低下し、フィルタ特性が低下する可能性がある。

【0007】

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、誘電体フィルタにおけるＱ値の低下を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に係る誘電体フィルタは、直方体の形状を有する積層体と、第１平板電極および第２平板電極と、複数の共振器と、第１シールド導体および第２シールド導体とを備える。積層体は、複数の誘電体層を備える。第１平板電極および第２平板電極は、積層体の内部において積層方向に離間して配置される。複数の共振器は、第１平板電極と第２平板電極との間に配置され、積層方向に直交する第１方向に延在している。第１シールド導体および第２シールド導体は、積層体において、第１方向に垂直な第１側面および第２側面にそれぞれ配置され、第１平板電極および第２平板電極に接続されている。複数の共振器は、積層体の内部において、積層方向および第１方向の双方に直交する第２方向に並んで配置されている。複数の共振器の各々の第１端部は第１シールド導体に接続されており、第２端部は第２シールド導体から離間している。複数の共振器の各々は、積層方向に積層された複数の導体によって形成されている。複数の共振器を第１方向から平面視した場合に、複数の導体の端部を含む第１領域の厚みは、第１領域以外の部分の厚みよりも厚い。

【発明の効果】

【0009】

本開示に係る誘電体フィルタによれば、誘電体共振器を構成する複数の電極の端部を含む第１領域の厚みが、当該第１領域以外の部分の厚みよりも厚い。このような形状とすることによって、各電極に高周波電流が流れた場合の電流の通過経路における抵抗値を低減できるので、誘電体フィルタにおけるＱ値の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１のフィルタ装置が適用される高周波フロントエンド回路を有する通信装置のブロック図である。

【図2】実施の形態１のフィルタ装置の外観斜視図である。

【図3】実施の形態１のフィルタ装置の内部構造を示す透過斜視図である。

【図4】実施の形態１のフィルタ装置の断面図である。

【図5】実施の形態１のフィルタ装置の断面図である。

【図6】変形例１のフィルタ装置の断面図である。

【図7】変形例２のフィルタ装置の断面図である。

【図8】変形例２のフィルタ装置における、積層方向の中央部の導体の平面図の一例である。

【図9】変形例３のフィルタ装置の断面図である。

【図10】実施の形態２のフィルタ装置の内部構造を示す透過斜視図である。

【図11】共振器における導体が間引かれた場合のＱ値の変化を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0012】

［実施の形態１］
（通信装置の基本構成）
図１は、実施の形態１のフィルタ装置が適用される高周波フロントエンド回路２０を有する通信装置１０のブロック図である。通信装置１０は、たとえば、スマートフォンに代表される携帯端末、あるいは、携帯電話基地局である。

【0013】

図１を参照して、通信装置１０は、アンテナ１２と、高周波フロントエンド回路２０と、ミキサ３０と、局部発振器３２と、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）４０と、ＲＦ回路５０とを備える。また、高周波フロントエンド回路２０は、バンドパスフィルタ２２，２８と、増幅器２４と、減衰器２６とを含む。なお、図１においては、高周波フロントエンド回路２０が、アンテナ１２から高周波信号を送信する送信回路を含む場合について説明するが、高周波フロントエンド回路２０はアンテナ１２を介して高周波信号を受信する受信回路を含んでいてもよい。

【0014】

通信装置１０は、ＲＦ回路５０から伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ１２から放射する。ＲＦ回路５０から出力された変調済みのデジタル信号は、Ｄ／Ａコンバータ４０によってアナログ信号に変換される。ミキサ３０は、Ｄ／Ａコンバータ４０によってアナログ信号に変換された信号を、局部発振器３２からの発振信号と混合して高周波信号へとアップコンバートする。バンドパスフィルタ２８は、アップコンバートによって生じた不要波を除去して、所望の周波数帯域の信号のみを抽出する。減衰器２６は、信号の強度を調整する。増幅器２４は、減衰器２６を通過した信号を、所定のレベルまで電力増幅する。バンドパスフィルタ２２は、増幅過程で生じた不要波を除去するとともに、通信規格で定められた周波数帯域の信号成分のみを通過させる。バンドパスフィルタ２２を通過した信号は、送信信号としてアンテナ１２から放射される。

【0015】

上記のような通信装置１０におけるバンドパスフィルタ２２，２８として、本開示に対応したフィルタ装置を採用することができる。

【0016】

（フィルタ装置の構成）
次に図２～図５を用いて、実施の形態１のフィルタ装置１００の詳細な構成について説明する。フィルタ装置１００は、分布定数素子である複数の共振器により構成される誘電体フィルタである。

【0017】

図２は、フィルタ装置１００の外観斜視図である。図２においては、フィルタ装置１００の外表面から見ることができる構成についてのみ示されており、内部の構成については省略されている。図３は、フィルタ装置１００の内部構造を示す透過斜視図である。図４は、フィルタ装置１００の断面図である。図４は、フィルタ装置１００を構成する共振器をＹ軸方向から見た断面図である。また、図５は、フィルタ装置１００の断面図である。図５は、フィルタ装置１００のＹ軸方向に沿った断面図である。

【0018】

図２を参照して、フィルタ装置１００は、複数の誘電体層が積層方向に積層された、直方体または略直方体の積層体１１０を備えている。積層体１１０は、上面１１１と、下面１１２と、側面１１３と、側面１１４と、側面１１５と、側面１１６とを有している。側面１１３は、Ｘ軸の正方向の側面であり、側面１１４はＸ軸の負方向の側面である。側面１１５，１１６はＹ軸方向に垂直な側面である。

【0019】

積層体１１０の各誘電体層は、たとえば低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）などのセラミックス、あるいは樹脂により形成されている。積層体１１０の内部において、各誘電体層に形成された複数の平板導体、および、誘電体層間に形成された複数のビアによって、共振器を構成する分布定数素子、ならびに、当該分布定数素子間を結合するためのキャパシタおよびインダクタが構成される。本明細書において「ビア」とは、異なる誘電体層に設けられた導体同士を接続し、積層方向に延在する導体を示す。ビアは、たとえば、導電ペースト、めっき、および／または金属ピンなどによって形成される。

【0020】

なお、以降の説明においては、積層体１１０の積層方向を「Ｚ軸方向」とし、Ｚ軸方向に垂直であって積層体１１０の長辺に沿った方向を「Ｘ軸方向」（第２方向）とし、積層体１１０の短辺に沿った方向を「Ｙ軸方向」（第１方向）とする。また、以下では、各図におけるＺ軸の正方向を上側、負方向を下側と称する場合がある。

【0021】

図２に示されるように、フィルタ装置１００は、積層体１１０の側面１１５，１１６を覆う、シールド導体１２１，１２２を備えている。シールド導体１２１，１２２は、積層体１１０のＸ軸方向から見たときに略Ｃ字形状を有している。すなわち、シールド導体１２１，１２２は、積層体１１０の上面１１１および下面１１２の一部を覆っている。シールド導体１２１，１２２において、積層体１１０の下面１１２に配置された部分は、図示しない実装基板上の接地電極に、はんだバンプなどの接続部材によって接続される。すなわち、シールド導体１２１，１２２は接地端子としても機能する。

【0022】

また、フィルタ装置１００は、積層体１１０の下面１１２に配置されている、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２を備えている。入力端子Ｔ１は、下面１１２において、Ｘ軸の正方向の側面１１３に近い位置に配置されている。一方で、出力端子Ｔ２は、下面１１２において、Ｘ軸の負方向の側面１１４に近い位置に配置されている。入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２は、実装基板上の対応する電極に、はんだバンプなどの接続部材によって接続される。

【0023】

次に図３を参照して、フィルタ装置１００の内部構造について説明する。フィルタ装置１００は、図２に示した構成に加えて、平板電極１３０，１３５と、複数の共振器１４１～１４５と、接続導体１５１～１５５，１７１～１７５と、キャパシタ電極１６１～１６５とをさらに備える。なお、以降の説明において、共振器１４１～１４５、接続導体１５１～１５５，１７１～１７５、およびキャパシタ電極１６１～１６５を、それぞれ包括的に「共振器１４０」、「接続導体１５０」、「接続導体１７０」、および「キャパシタ電極１６０」と称する場合がある。

【0024】

平板電極１３０，１３５は、積層体１１０の内部において積層方向（Ｚ軸方向）に離間した位置に、互いに対向して配置されている。平板電極１３０は、上面１１１に近い誘電体層に設けられており、Ｘ軸に沿った端部においてシールド導体１２１，１２２に接続されている。平板電極１３０は、積層方向から平面視した場合に、誘電体層をほぼ覆うような形状を有している。

【0025】

平板電極１３５は、下面１１２に近い誘電体層に設けられている。平板電極１３５は、積層方向から平面視した場合に、入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２に対向する部分に切り欠き部が形成された、略Ｈ型形状を有している。平板電極１３５は、Ｘ軸に沿った端部においてシールド導体１２１，１２２に接続されている。

【0026】

積層体１１０において、平板電極１３０と平板電極１３５との間に、共振器１４１～１４５が配置されている。共振器１４１～１４５の各々はＹ軸方向に延在している。共振器１４１～１４５の各々におけるＹ軸の正方向の端部（第１端部）は、シールド導体１２１に接続されている。一方、共振器１４１～１４５の各々におけるＹ軸の負方向の端部（第２端部）は、シールド導体１２２から離間している。

【0027】

フィルタ装置１００においては、共振器１４１～１４５は、積層体１１０の内部においてＸ軸方向に並んで配置されている。より具体的には、Ｘ軸の正方向から負方向に向かって、共振器１４１，１４２，１４３，１４４，１４５の順に配置されている。

【0028】

共振器１４１～１４５の各々は、積層方向に沿って配置された複数の導体によって構成されている。図４に示されるように、各共振器１４０のＺＸ平面に平行な断面（すなわち、Ｙ軸方向から平面視した断面）において、複数の導体は全体として略楕円形状を有している。言い換えれば、複数の導体において最上層および最下層に配置される導体のＸ軸方向の寸法（第１幅）は、中央付近の層に配置される導体のＸ軸方向の寸法（第２幅）よりも狭い。また、本実施の形態１のフィルタ装置１００においては、各導体におけるＹ軸に沿った端部を含む第１領域ＡＲ１（図４の破線部）の導体の厚みは、当該第１領域以外の部分の導体の厚みよりも厚くされている。

【0029】

図５を参照して、共振器１４０は、シールド導体１２１に接続されている第１端部に近い位置において、接続導体１５０を介して、平板電極１３０，１３５に接続されている。フィルタ装置１００においては、接続導体１５０は、平板電極１３０から、対応する共振器１４０の複数の導体を貫通して平板電極１３５まで延在している。各接続導体は、対応する共振器を形成する複数の導体と電気的に接続されている。

【0030】

また、共振器１４０において、各共振器を構成する複数の導体は、シールド導体１２２側の第２端部に近い位置において、接続導体１７０によって電気的に接続されている。各共振器において、伝達される高周波信号の波長をλとすると、各共振器の第２端部と接続導体１５０との間の距離は約λ／４となるように設計される。

【0031】

図５に示されるように、共振器１４０の複数の導体において、接続導体１５０との接続部分を含む第２領域ＡＲ２の導体の厚み、および、接続導体１７０との接続部分を含む第３領域ＡＲ３の導体の厚みは、それ以外の部分の導体の厚みよりも厚くされている。

【0032】

共振器１４０は、複数の導体を中心導体とし、平板電極１３０，１３５を外導体とする、分布定数型のＴＥＭモード共振器として機能する。

【0033】

共振器１４１は、ビアＶ１０，Ｖ１１および平板電極ＰＬ１を介して、入力端子Ｔ１に接続されている。なお、図３においては、共振器によって隠れて見えなくなっているが、共振器１４５は、ビアおよび平板電極を介して出力端子Ｔ２に接続されている。共振器１４１～１４５は、互いに磁気結合しており、入力端子Ｔ１に入力された高周波信号は、共振器１４１～１４５の順に伝達されて、出力端子Ｔ２から出力される。このとき、各共振器間の結合度合いによって、フィルタ装置１００はバンドパスフィルタとして機能する。

【0034】

共振器１４０の第２端部側には、隣接する共振器との間に突出したキャパシタ電極が設けられている。キャパシタ電極は、共振器を構成する複数の導体の一部が張り出した構造となっている。キャパシタ電極のＹ軸方向の長さ、隣接する共振器との距離、および／または、キャパシタ電極を構成する導体の数によって、共振器間の容量結合の度合いを調整することができる。

【0035】

フィルタ装置１００においては、図３に示されるように、共振器１４１から共振器１４２に向かってキャパシタ電極Ｃ１０が突出して設けられており、共振器１４２から共振器１４１に向かってキャパシタ電極Ｃ２０が突出して設けられている。また、共振器１４３から共振器１４２に向かってキャパシタ電極Ｃ３０が突出して設けられており、共振器１４４から共振器１４３に向かってキャパシタ電極Ｃ４０が突出して設けられている。さらに、共振器１４５から共振器１４４に向かってキャパシタ電極Ｃ５０が突出して設けられている。

【0036】

なお、キャパシタ電極Ｃ１０～Ｃ５０は必須の構成ではなく、共振器間の所望の結合度合いが実現できれば、一部または全部のキャパシタ電極は設けられなくてもよい。また、図３の構成に加えて、フィルタ装置は、共振器１４２から共振器１４３に向かって突出して設けられたキャパシタ電極、共振器１４３から共振器１４４に向かって突出して設けられたキャパシタ電極、共振器１４４から共振器１４５に向かって突出して設けられたキャパシタ電極を備えていてもよい。

【0037】

また、フィルタ装置１００においては、共振器１４０の第２端部に対向して、キャパシタ電極１６０が配置されている。キャパシタ電極１６０のＺＸ平面に平行な断面は、共振器１４０と同様の断面を有している。キャパシタ電極１６０は、シールド導体１２２に接続されている。これにより、共振器１４０と、対応するキャパシタ電極１６０とによってキャパシタが構成される。図５における共振器とキャパシタ電極との間のギャップ（Ｙ軸方向の距離）ＧＰを調整することによって、共振器１４０と対応するキャパシタ電極１６０とによって構成されるキャパシタのキャパシタンスを調整することができる。

【0038】

フィルタ装置１００において、入力端子Ｔ１から出力端子Ｔ２に高周波信号が伝達される場合、各共振器には高周波信号の共振に伴って、共振器を構成する導体に高周波電流が流れる。

【0039】

一般的に、高周波電流は、表皮効果のために、主に導体の表面付近を流れることが知られている。そのため、複数の導体の全体の断面形状が矩形形状の場合、角部分（すなわち、最上層および最下層の電極の端部）に電流が集中することになる。図３に示されるように、複数の導体の断面を略楕円形状とすることによって、電流の集中を緩和することができる。

【0040】

また、フィルタ装置１００の共振器においては、共振器を形成する導体の長手方向（Ｙ軸方向）にも電流が流れるとともに、接続導体１５０，１７０を介して導体間および平板電極１３０，１３５にも電流が流れる。図３および図４において説明したように、フィルタ装置１００においては、各導体におけるＹ軸に沿った端部を含む第１領域ＡＲ１における導体の厚み、ならびに、平板電極１３０，１３５との接続部分を含む第２領域ＡＲ２および第３領域ＡＲ３における導体の厚みが、導体の他の部分よりも厚くされている。このような構成によって、各導体における電流経路の抵抗値が低減されるので、電流通過に伴う損失を低減することができ、結果としてフィルタ装置１００のＱ値の低下を抑制することができる。

【0041】

なお、共振器を構成する導体の抵抗値を低くする際に、上記のような特定の領域のみの導体の厚みを厚くするのではなく、導体の全体の厚みを厚くすることも考えられる。しかしながら、積層方向の導体密度が増加すると、製造工程において、導体の少ない部分との熱膨張係数の差により、導体と誘電体との間のクラック、層間の剥がれ、および／または、積層体１１０の表面の平坦性の悪化などの構造欠陥が生じる可能性がある。そのため、実施の形態１のフィルタ装置１００のように、導体における電流経路に対応する領域の導体の厚みを相対的に厚くし、電流経路への寄与の少ない領域の導体の厚みを相対的に薄くすることによって、Ｑ値の低下を抑制するとともに、構造欠陥の発生を抑制することができる。

【0042】

また、導体の端部の厚みを厚くすることによって、隣接する共振器間の容量結合を強めることができるので、フィルタ装置１００を小型化することにも寄与する。

【0043】

なお、実施の形態１における「平板電極１３０」および「平板電極１３５」は、本開示における「第１平板電極」および「第２平板電極」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「側面１１５」および「側面１１６」は、本開示における「第１側面」および「第２側面」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「シールド導体１２１」および「シールド導体１２２」は、本開示における「第１シールド導体」および「第２シールド導体」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「Ｙ軸方向」および「Ｘ軸方向」は、本開示における「第１方向」および「第２方向」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「接続導体１５０（１５１～１５５）」は、本開示における「第１接続導体」に対応する。実施の形態１における「接続導体１７０（１７１～１７５）」は、本開示における「第２接続導体」に対応する。

【0044】

（変形例１）
変形例１においては、共振器を形成する導体の形状の第１変形例について説明する。図６は、変形例１のフィルタ装置１００Ａの断面図である。図６は、フィルタ装置１００Ａにおける共振器１４０ＡをＹ軸方向から見た断面図である。図６においては、共振器１４０Ａのうち、共振器１４１Ａ，１４２Ａ，１４３Ａが例示されている。

【0045】

図６を参照して、変形例１のフィルタ装置１００Ａにおいては、実施の形態１と同様に、共振器１４０Ａの断面は、全体として略楕円形状となっている。そして、フィルタ装置１００Ａの各共振器においては、隣接する導体における端部の第１領域ＡＲ１同士が積層方向に重ならずに、複数の導体が配置されている。より具体的には、積層方向の中央付近の導体における第１領域が、積層方向にジグザグに配置されている。

【0046】

導体の厚みを厚くした第１領域が積層方向に重なり合っていると、当該部分における導体密度が他の部分と比べて増加してしまうため、上述したような構造欠陥の要因になり得る。しかしながら、変形例１のフィルタ装置１００Ａにおいては、積層方向に隣接する導体の端部が重ならないように、複数の導体が配置されている。これにより、導体の端部の位置が分散化され、積層方向の導体密度を低下することができるので、構造欠陥の発生を抑制することができる。

【0047】

（変形例２）
変形例２においては、共振器を形成する導体の形状の第２変形例について説明する。図７は、変形例２のフィルタ装置１００Ｂの断面図である。図７は、フィルタ装置１００Ｂにおける共振器１４０ＢをＹ軸方向から見た断面図である。図７においても、共振器１４０Ｂのうち、共振器１４１Ｂ，１４２Ｂ，１４３Ｂが例示されている。

【0048】

図７を参照して、変形例２のフィルタ装置１００Ｂにおいては、実施の形態１と同様に、共振器１４０Ｂの断面は、全体として略楕円形状となっている。そして、フィルタ装置１００Ｂにおいては、共振器１４０Ｂの中心付近の導体の厚みが薄い部分（すなわち、第１領域ＡＲ１以外の部分）に開口部が設けられている。具体的には、共振器１４１Ｂ，１４２Ｂ，１４３Ｂには、開口部１９１，１９２，１９３がそれぞれ設けられている。なお、導体における共振器１４０Ｂの中心付近に開口部が設けられ、導体が第１領域ＡＲ１の部分のみを有する構成であってもよい。

【0049】

図８は、変形例２のフィルタ装置１００Ｂにおける、積層方向の中央部の導体の平面図の一例である。図８に示されるように、接続導体１５０，１７０との接続部分を含む第２領域ＡＲ２および第３領域ＡＲ３の部分には、開口部は設けられていない。

【0050】

以上のように、共振器を構成する複数の導体において、電流経路への寄与の少ない領域の導体の一部を除いた構成とすることによって、積層体における導体密度差を低減できるので、構造欠陥の発生をさらに抑制することができる。

【0051】

なお、変形例１の構成について、変形例２の構成をさらに適用してもよい。
（変形例３）
変形例３においては、接続導体１５０との接続部分の第２領域ＡＲ２をさらに大きくした構成について説明する。

【0052】

図９は、変形例３のフィルタ装置１００Ｃの断面図である。図９は、フィルタ装置１００Ｃにおける共振器１４０ＣのＹ軸方向に沿った断面図である。フィルタ装置１００Ｃの共振器１４０Ｃを構成する複数の導体においては、シールド導体１２１に接続された第１端部から第２端部方向に、Ｌ１の長さまでの第４領域ＡＲ４の導体の厚みが厚くされている。なお、共振器１４０Ｃについては、各導体のＸ軸方向の端部の第１領域ＡＲ１、および、接続導体１７０との接続部分を含む第３領域ＡＲ３についても、導体の厚みが厚くされている。なお、上記のＬ１の長さは、共振器を形成する導体の１／２までの長さとすることが好ましい。

【0053】

ＴＥＭ共振器においては、開放端（第２端部）の電流密度が低く、短絡端（第１端部）側に行くほど電流密度が高くなるので、第１端部付近の導体厚みを厚くすることによって、挿入損失を改善することができる。

【0054】

［実施の形態２］
複数の導体が積層された共振器を有する誘電体フィルタにおいては、上述のように、積層体において当該共振器が設けられる領域と、共振器が設けられずに誘電体のみの領域との導体密度の違いから、製造工程において導体と誘電体との間でクラックなどの構造欠陥が生じる場合がある。

【0055】

実施の形態２においては、共振器における導体の数および配置を調整することによって、フィルタ特性の劣化を抑制しつつ、構造欠陥の発生を防止する構成について説明する。

【0056】

図１０は、実施の形態２のフィルタ装置１００Ｄの内部構造を示す透過斜視図である。フィルタ装置１００Ｄは、図３で示した実施の形態１のフィルタ装置１００における共振器１４０（１４１～１４５）が共振器１４０Ｄ（１４１Ｄ～１４５Ｄ）に置き換えられており、キャパシタ電極１６０（１６１～１６５）がキャパシタ電極１６０Ｄ（１６１Ｄ～１６５Ｄ）に置き換えられた構成となっている。また、フィルタ装置１００Ｄにおいては、共振器におけるシールド導体１２１側の第１端部付近において、接続導体１８０，１８１によって各共振器が互いに接続されている。なお、図１０において、図３と重複する要素の構成は繰り返さない。

【0057】

実施の形態１のフィルタ装置１００においては、共振器１４０およびキャパシタ電極１６０を構成する複数の導体は、積層方向において等間隔で配置されている。一方で、実施の形態２のフィルタ装置１００Ｄにおける共振器１４０Ｄおよびキャパシタ電極１６０Ｄにおいては、積層方向の中央領域における導体間隔が、積層方向における端部領域の導体間隔よりも広くされた構成となっている。

【0058】

そして、各共振器における上面１１１側の端部領域の導体が、接続導体１８０によって互いに接続されている。また、各共振器における下面１１２側の端部領域の導体が、接続導体１８１によって互いに接続されている。接続導体１８０，１８１が設けられていることにより、共振器間の誘導結合の度合いを強くすることができる。なお、所望の特性によっては、接続導体１８０，１８１は設けられなくてもよい。

【0059】

実施の形態１において説明したように、高周波電流は、表皮効果によって共振器の断面における端部に流れる傾向がある。そのため、共振器およびキャパシタ電極の断面について考えると、積層方向においては、上面１１１および下面１１２に近い端部領域に電流が集中して流れやすい。そのため、実施の形態２においては、共振器およびキャパシタ電極を形成する複数の導体について、上面側および下面側の端部領域の導体間隔が、中央領域の導体間隔よりも狭くなるように配置することによって、電流通過に伴う損失を低減している。

【0060】

言い換えれば、フィルタ装置１００Ｄにおいては、共振器およびキャパシタ電極の導体のすべてが端部領域と同じ導体間隔で配置された状態から、中央領域における導体の一部が間引かれた構成となっている。したがって、すべての導体が端部領域と同じ導体間隔で配置された場合に比べると、中央領域における導体の数が低減されており、積層方向における導体密度が低減されている。したがって、電流損失を抑制してＱ値の低下を抑制しながら、導体密度差に伴う構造欠陥を抑制することができる。

【0061】

図１１は、共振器における導体が間引かれた場合のＱ値の変化を説明する図である。図１１は、共振器において、一部の導体が間引かれる際の、導体が間引かれる位置と数によるＱ値への影響を示している。図１１においては、２５層の導体を等間隔で配置した状態を初期状態とし、図１０のように中央領域の導体が間引かれた場合（上段）、および端部領域の導体が間引かれた場合（中段）のＱ値のシミュレーション値が下段のグラフに示されている。導体数については、２３層、２１層、１９層、および１７層の４ケースについてシミュレーションを行なっている。下段のグラフにおいては、実線ＬＮ１０が中央領域が間引かれた場合におけるＱ値を示しており、破線ＬＮ１１が端部領域が間引かれた場合におけるＱ値を示している。

【0062】

図１１を参照して、中央領域の導体が間引かれた場合、および端部領域の導体が間引かれた場合のいずれの場合においても、導体数が減少するにつれてＱ値は低下する傾向にある。しかしながら、図１０の実施の形態２のように中央領域の導体が間引かれた場合のＱ値の方が、端部領域の導体が間引かれた場合のＱ値よりも大きくなっていることがわかる。

【0063】

以上のように、共振器およびキャパシタ電極を形成する複数の導体について、中央領域の導体間隔を端部領域の導体間隔よりも広くすることによって、損失を抑制しつつ、導体の総数を低減することができる。したがって、Ｑ値の低下を抑制しながら、導体密度差に起因する構造欠陥を抑制することができる。

【0064】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて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。

【符号の説明】

【0065】

１０ 通信装置、１２ アンテナ、２０ 高周波フロントエンド回路、２２，２８ バンドパスフィルタ、２４ 増幅器、２６ 減衰器、３０ ミキサ、３２ 局部発振器、４０ Ｄ／Ａコンバータ、５０ ＲＦ回路、１００，１００Ａ～１００Ｄ フィルタ装置、１１０ 積層体、１１１ 上面、１１２ 下面、１１３～１１６ 側面、１２１，１２２ シールド導体、１３０，１３５，ＰＬ１ 平板電極、１４０～１４５，１４０Ａ～１４３Ａ，１４０Ｂ～１４３Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄ～１４５Ｄ 共振器、１５０，１５１，１５５，１７０，１７１，１７５，１８０，１８１ 接続導体、１６０，１６０Ｄ～１６５Ｄ，１６１，１６５，Ｃ１０～Ｃ５０ キャパシタ電極、１９１～１９３ 開口部、ＡＲ１～ＡＲ４ 領域、Ｔ１ 入力端子、Ｔ２ 出力端子、Ｖ１０，Ｖ１１ ビア。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】