JP2003017968A

JP2003017968A - 積層フィルタ

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Publication number: JP2003017968A
Application number: JP2001196153A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Abe; 敏之阿部
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-17
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JP4608821B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エッジ電流の問題が解決されて損失が小さくな
ると共に、薄型化しても所望のインダクタンスおよびフ
ィルタ特性が容易に得られる積層フィルタを提供する。【解決手段】複数のチップ分のインダクタ導体およびコ
ンデンサ電極と共に絶縁体層を複数層積層し、該積層さ
れた材料を個々のチップごと切断して積層フィルタ１が
得られる。積層フィルタ１には、複数個のＬＣ共振回路
を内蔵する。LC共振回路のインダクタは、積層方向に形
成し積層されて連続し、断面形状が円形のスルーホール
導体４、５により構成される。グランド電極８または９
からなる切断面をプリント基板への実装面とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯域通過特性を有
する積層フィルタに係り、特に携帯電話機、無線ＬＡＮ
等の無線機器に用いる場合に好適な積層フィルタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の積層型バンドパスフィルタは、
１つの基体に複数のＬＣ共振回路を内蔵し、ＬＣ共振器
は電気的に互いに結合してフィルタ特性を実現してい
る。この種の積層フィルタは、ＬＣ共振回路を構成する
インダクタ部において、インダクタ導体が平らな形状を
なすため、導体の端部に高周波電流が導体の端部に集中
するいわゆるエッジ電流の問題が発生するために損失が
増大し、フィルタ特性を悪化させるという問題点があっ
た。

【０００３】この問題点を解決するため、特開２０００
−８２６１６公報においては、インダクタ導体を断面形
状が円形のスルーホール導体によって構成している。こ
の積層フィルタは、スルーホールを形成した誘電体層の
積層方向がプリント基板への実装面に対して垂直をな
し、スルーホール導体は、各誘電体に形成されたスルー
ホール導体を積み重ねて形成したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のように、
スルーホール導体の積み重ねによりインダクタ導体を構
成する場合、積層フィルタの厚み方向の薄型化を図ろう
とすると、インダクタ導体の長さが短くなり、所望のイ
ンダクタンスが得られなくなり、その結果、所望のフィ
ルタ特性が得られなくなるという問題点がある。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み、前記エッジ
電流の問題が解決されて損失が小さくなると共に、薄型
化しても所望のインダクタンス特性、すなわちフィルタ
特性が容易に得られる積層フィルタを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の積層フィルタ
は、複数のチップ分のインダクタ導体およびコンデンサ
電極と共に絶縁体層を複数層積層し、該積層された材料
を個々のチップごと切断することにより、複数個のＬＣ
共振回路を内蔵して構成されるチップ状の積層フィルタ
であって、前記LC共振回路のインダクタ導体は、積層方
向に形成し積層されて連続する断面形状が円形のスルー
ホール導体により構成されると共に、切断面をプリント
基板への実装面としたことを特徴とする。

【０００７】このように、積層体の切断面がプリント基
板への実装面となる構成とすることにより、積層フィル
タの積層方向の長さは積層フィルタの実装面に垂直方向
の厚みに係りなく設定することができ、インダクタ導体
の長さを所望の長さに確保することができるので、薄型
でありながら所望のインダクタンスが容易に得られる。
また、スルーホール導体は断面形状が円形をなすので、
エッジ電流による損失の増大の問題が発生せず、Ｑ値の
高い積層フィルタが得られる。

【０００８】請求項２の積層フィルタは、請求項１にお
いて、前記絶縁体層が、樹脂、または該樹脂に粉末状の
機能材料を混合した複合材料でなることを特徴とする。

【０００９】このように、絶縁体層（誘電体層または磁
性体層）を樹脂によって構成することにより、高温焼成
が不要であって、かつ加工が容易であり、しかも誘電率
の低い高周波用のものが容易に得られる。

【００１０】請求項３の積層フィルタは、請求項１また
は２において、前記積層フィルタは２つのLC共振回路を
内蔵し、各LC共振回路を構成するコンデンサは、積層方
向の両端部に形成されることを特徴とする。

【００１１】このように、積層方向の両端部にコンデン
サを構成すれば、中央のインダクタ形成層の材質と両端
のコンデンサ形成層の材質が異なる場合に、材質の相違
に基づく縮率の相違による積層フィルタのそりが防止さ
れる。また、樹脂により絶縁体層を形成する場合、積層
方向の中央側のインダクタ層をコア基板により構成し、
その両側にプリプレグを重ねて導体と共に硬化させるか
あるいは硬化後に導体を形成してパターニングする工程
を繰り返して積層する場合、プリプレグが硬化する際に
コア基板の両側が同時に縮むため、そりが防止される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は本発明による積層フ
ィルタの一実施の形態を示す斜視図、図１（Ｂ）はその
等価回路図、図１（Ｃ）は（A）のE−E断面図（ただし
絶縁体層についてのハッチングを省く）である。本実施
の形態では、図１（Ｂ）に示すように、インダクタＬ１
とコンデンサＣ１からなるＬＣ共振回路と、インダクタ
Ｌ２とコンデンサＣ２とからなるＬＣ共振回路と、入出
力端子２、３間を結合するバイパスコンデンサＣ３によ
りバンドパスフィルタを構成した例を示す。

【００１３】図１（Ａ）、（Ｃ）において、１は積層体
でなる積層フィルタであり、矢印Ｘ方向が積層方向を示
す。２、３は対向する２面に設けた入出力端子、４、５
は積層フィルタ１の内部に矢印Ｘで示す積層方向に連続
して形成されたインダクタ導体であり、それぞれ前記イ
ンダクタＬ１、Ｌ２を構成するものである。該インダク
タ導体４、５はスルーホールに設ける導体（スルーホー
ル導体）により、断面形状が円形に構成される。６、７
は積層方向の両端に設けたグランド電極、８、９は積層
フィルタの上面と下面（これらのいずれかが実装面とな
る）に設けたグランド電極である。図示のように、グラ
ンド電極８、９が形成された実装面に対し、インダクタ
導体４、５は平行に形成される。

【００１４】前記インダクタ導体４、５は中間部をそれ
ぞれ入出力端子２、３に引き出し用導体１２、１３によ
り接続する。１０ａ〜１０ｃはグランド電極６と共に前
記コンデンサＣ１を構成するコンデンサ電極である。１
１ａ〜１１ｃはグランド電極７と共に前記コンデンサＣ
１を構成するコンデンサ電極である。一方のインダクタ
導体４は、その一端側を、グランド電極８、９に接続さ
れるコンデンサ電極１１ｂに接続し、他端側をコンデン
サ電極１０ａ、１０ｃに接続する。一方のインダクタ導
体５は、その一端側を、グランド電極８、９に接続され
るコンデンサ電極１０ｂに接続し、他端側をコンデンサ
電極１１ａ、１１ｃに接続する。

【００１５】図２は該積層フィルタを樹脂または樹脂と
機能粉末（誘電体粉末または磁性体粉末）との複合材料
を絶縁体層に用いた場合の層構造図である。図２におい
ては、電極の形状を説明する関係上、製造上一体化され
る原料の層と異なる層構成で描いてある。

【００１６】１ａ〜１ｉは前記積層フィルタ１の基体を
構成する絶縁体層であり、中間部の絶縁体層１ｄ〜１ｆ
は、インダクタ導体４、５の長さを確保するため、厚み
の厚いプリプレグを用い、かつ強度確保のため、ガラス
クロス入りのものを用いた。また、これらの層１ｄ〜１
ｆには必要に応じて磁性フェライト粉末を混合した複合
材料を用いてインダクタンス値の向上を図る。一方、絶
縁体層１ａ〜１ｃ、１ｇ〜１ｉには取得容量を増大させ
るために誘電体粉末を混合した複合材料を用いる共に、
ガラスクロスを使用せず、かつ層を薄くしたものを用い
た。

【００１７】４ａ〜４ｇ、５ａ〜５ｇはそれぞれこれら
が積み重ねられて連続的に接続されることにより前記イ
ンダクタ導体４、５を構成する各層のインダクタ導体で
ある。６、７は前記グランド電極、８ａ〜８ｉ、９ａ〜
９ｉはそれぞれ前記グランド電極８、９を構成するグラ
ンド電極である。１４、１５は前記バイパスコンデンサ
Ｃ３を構成するコンデンサ電極である。

【００１８】本実施の形態の積層フィルタは、半硬化状
態のプリプレグおよびプリプレグを本硬化させたコア基
板を用いて作製される。機能粉末を樹脂に混合してなる
複合材料を用いる場合には、樹脂に機能粉末とトルエン
等の溶剤を加えて混練してペースト化する。ここで、樹
脂としては、エポキシ樹脂、ビニルベンジル樹脂、フェ
ノール樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジ
ン）、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）等が用い
られる。

【００１９】また、これらの樹脂に磁性体粉末を混合す
る場合には、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系等のフェライト粉末、
金属磁性粉末、磁性単結晶粉末、絶縁皮膜を有する磁性
金属粉末等が用いられる。

【００２０】また、誘電体粉末として、比較的高い誘電
率を得る場合は、例えばＢａＴｉＯ _３−ＢａＺｒＯ
_３系、ＢａＯ−ＴｉＯ_２−Ｎｄ_２Ｏ_３系、ＢａＯ−４Ｔ
ｉＯ_２系等のセラミック誘電体粉末や、誘電体単結晶粉
末、誘電体皮膜を有する金属粉末等が用いられる。ま
た、比較的低い誘電率のものを得る場合は、アルミナ等
低い誘電率粉末を用いる。本発明を実施する場合には、
前記以外の熱硬化性樹脂、磁性体粉末、誘電体粉末も勿
論用いることができる。

【００２１】次に、前記複合材料のペーストを入れた容
器に、リールに巻いたガラスクロスを繰り出して、ペー
ストに浸漬させる。その後、ガラスクロスに塗工したペ
ーストを、ガラスクロスを乾燥機に通すことにより乾燥
し、巻き取りリールに巻き取る。その後、この素材をカ
ッタにより所定の寸法ごとに切断してガラスクロス入り
のプリプレグを作成する。

【００２２】なお、ガラスクロスを用いないで例えばベ
ースとなるシートにペーストを塗布し、乾燥、剥離して
プリプレグを作製する場合もあり、この場合は、ガラス
クロスを用いた場合（最低厚みが約５０μｍ程度）に比
較して２０μｍ程度あるいはさらに１０μｍ程度の厚み
のプリプレグを作製することも可能となる。

【００２３】このようにして作製されたプリプレグは、
コア基板あるいは半硬化した接着層としてのプリプレグ
として利用する。コア基板の形成は、例えば前記ビニル
ベンジル樹脂を複合材料ペーストに用いた場合には２０
０℃にて２時間行う。

【００２４】なお、プリプレグの半硬化工程において、
例えばビニルベンジル樹脂を複合材料ペーストに用いた
場合の半硬化は１１０℃で１時間行う。

【００２５】グランド電極６、７、コンデンサ電極１０
ａ〜１０ｃ、１１ａ〜１１ｃ、引き出し用導体１２、１
３、コンデンサ電極１４、１５等の導体パターンは、プ
リプレグに対して貼付けられる銅箔のエッチングや、乾
式メッキ（蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビ
ーム法、気層成長法、ＣＶＤ法等）あるいは湿式メッキ
により形成された導体膜のエッチング等により形成する
ことができる。メッキによる場合、導体としては、銅、
銀、ニッケル、錫、亜鉛、アルミニウムなどを用いるこ
とができる。

【００２６】湿式メッキによる導体形成工程において
は、無電解メッキ後に電解メッキを行うことにより、導
体を形成する。この湿式メッキによる導体形成には銅等
を用いることができる。

【００２７】インダクタ導体４、５の形成工程において
は、ドリル、パンチあるいはレーザによりスルーホール
を開け、その内壁に導体を湿式メッキするかまたは導電
性ペーストを充填する。メッキによる行う場合、メッキ
厚が薄く、スルーホール内に空洞が生じる場合にはその
空洞を樹脂により塞ぐとよい。

【００２８】図２に示す積層フィルタを製造する場合、
まずコア基板となる絶縁体層１ｅを形成する。この場
合、プリプレグの表裏面に銅箔を貼り付け、本硬化後に
引き出し用導体１２、１３と、コンデンサ電極１４、１
５（パターンが判り易くなるように便宜絶縁体層１ｆ上
にこの電極のパターンを示す）となる部分をエッチング
により形成する。

【００２９】その後、入出力端子２、３となる部分にス
ルーホールを空け、スルーホールの部分にメッキにより
入出力端子２、３となる導体を設け、樹脂によりスルー
ホールを穴埋めしておく。ここで、スルーホールは楕
円、長円、長方形等、ある程度切断面に面積が得られる
ような断面形状とする。また、樹脂による穴埋めは、プ
リプレグの積層におけるプレス圧でプリプレグがスルー
ホール内に流れることを防ぐためである。

【００３０】次に前記コア基板１ｅの両面に絶縁体層１
ｄ、１ｆとなる銅箔付きプリプレグを貼付け、硬化して
コンデンサ電極１０ｃ、１１ｃを形成する。

【００３１】次にこのようにして積層、硬化したコア基
板の両面に、絶縁体層１ｃ、１ｇとなる銅箔付きプリプ
レグを貼付け、硬化させてコンデンサ電極１０ｂ、１１
ｂを形成する。

【００３２】このようにして積層、硬化させたコア基板
の両面に、絶縁体層１ｂ、１ｈとなる銅箔付きプリプレ
グを貼付け、硬化させてコンデンサ電極１０ａ、１１ａ
を形成する。

【００３３】その後、インダクタ４、５となるスルーホ
ールを空ける。このスルーホールに相当する部分を図２
において、それぞれ４ａ〜４ｇ、５ａ〜５ｇで示す。こ
れらのインダクタ用スルーホールにメッキを行ない、そ
のメッキ後の穴を樹脂により埋めて後工程におけるプリ
プレグ圧着の際にプリプレグがスルーホール内に流れ込
むことを防止する。

【００３４】その後、絶縁体層１ａ、１ｉとなる銅箔付
きプリプレグを貼付け、硬化させてグランド電極６、７
を形成する。

【００３５】その後、グランド電極８（８ａ〜８ｉ）、
９（９ａ〜９ｉ）となるスルーホールを空け、導体をそ
の中にメッキした後、個々のチップに切断する。ここ
で、このグランド電極８、９用のスルーホールは、楕
円、長円、長方形等、ある程度切断面に面積が得られる
ような断面形状とする。

【００３６】そして、前記切断により、入出力端子２、
３が露出させると共に、一連のグランド電極８、９を露
出させ、これらのグランド電極８または９の形成面を実
装面とする。前記入出力端子２、３となるスルーホール
をメッキした後に充填した樹脂は、溶液により除去す
る。なお、この穴埋め用樹脂の代わりに導電性ペースト
を充填した場合にはこれを除去する必要はない。

【００３７】このように、積層体の切断面がプリント基
板への実装面となる構成とすることにより、インダクタ
導体４、５の長さを積層フィルタの厚みに係りなく設定
することができ、インダクタ導体４、５の長さを所望の
長さに確保することができるので、薄型でありながら所
望のインダクタンス、すなわちフィルタ特性が容易に得
られる。また、インダクタ導体４、５となるスルーホー
ル導体は断面形状が円形をなすので、エッジ電流による
損失の増大の問題が発生せず、Ｑ値の高い積層フィルタ
が得られる。

【００３８】また、本発明は、グリーンシートの積層や
スクリーン印刷法により絶縁体層にセラミック焼結体に
より構成することもできるが、前記絶縁体層として、熱
硬化性樹脂、または該樹脂に粉末状の機能材料を混合し
てなる複合材料を用いることにより、高温焼成が不要で
あって、かつ加工が容易であり、しかも誘電率の低い高
周波用のものが容易に得られる。

【００３９】また、本実施の形態のように、積層方向の
両端部にコンデンサＣ１、Ｃ２を構成すれば、中央のイ
ンダクタ形成層の材質と両端のコンデンサ形成層の材質
が異なる場合に、材質の相違に基づく縮率の相違による
積層フィルタのそりが防止される。

【００４０】また、前述のように、プリプレグの貼付
け、本硬化を繰り返す場合にはコア基板の両側が同時に
縮むため、そりが防止される。

【００４１】なお、本発明を実施する場合、上記の工程
と異なり、コア基板と接着層としてのプリプレグとを交
互に重ね、前記本硬化の温度、時間で熱プレスすること
によりプリプレグの層も本硬化させ、積層体を得るよう
にしてもよい。また、入出力端子とＬＣ共振回路との間
をコンデンサにより結合した構成や、３以上のＬＣ共振
回路からなる回路にも本発明を適用できる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１によれば、積層体の切断面がプ
リント基板への実装面となる構成としたので、インダク
タ導体の長さを積層フィルタの厚みに係りなく設定する
ことができ、薄型でありながら所望のインダクタンス、
すなわちフィルタ特性が容易に得られる。また、インダ
クタ導体となるスルーホール導体は断面形状が円形をな
すので、エッジ電流による損失の増大の問題が発生せ
ず、Ｑ値の高い積層フィルタが得られる。

【００４３】請求項２によれば、絶縁体層として、樹
脂、または該樹脂に粉末状の機能材料を混合してなる複
合材料を用いることにより、高温焼成が不要であって、
かつ加工が容易であり、しかも誘電率の低い高周波用の
ものが容易に得られる。

【００４４】請求項３によれば、積層方向の両端部にコ
ンデンサを構成したので、中央のインダクタ形成層の材
質と両端のコンデンサ形成層の材質が異なる場合に、材
質の相違に基づく縮率の相違による積層フィルタのそり
が防止される。

【００４５】また、前述のように、中央のコア基板の両
側にプリプレグの貼付け、本硬化する工程を繰り返す場
合には、本硬化の際にプリプレグがコア基板の両側で同
時に縮むため、そりが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明による積層フィルタの一実施の形態を
示す斜視図、（Ｂ）はその等価回路図、（Ｃ）は（Ａ）
のＥ−Ｅ断面図（絶縁体層のハッチングを省く）であ
る。

【図２】本実施の形態の積層フィルタの層構造図であ
る。

【符号の説明】

１：積層フィルタ、１ａ〜１ｉ：絶縁体層、２、３：入
出力端子、４、４ａ〜４ｇ、５、５ａ〜５ｇ：インダク
タ導体、６〜９、８ａ〜８ｉ、９ａ〜９ｉ：グランド電
極、１０ａ〜１０ｃ、１１ａ〜１１ｃ：コンデンサ電
極、１２、１３：引き出し用導体、１４、１５：コンデ
ンサ電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のチップ分のインダクタ導体およびコ
ンデンサ電極と共に絶縁体層を複数層積層し、該積層さ
れた材料を個々のチップごと切断することにより、複数
個のＬＣ共振回路を内蔵して構成されるチップ状の積層
フィルタであって、前記LC共振回路のインダクタ導体は、積層方向に形成し
積層されて連続する断面形状が円形のスルーホール導体
により構成されると共に、切断面をプリント基板への実
装面としたことを特徴とする積層フィルタ。
【請求項２】請求項１の積層フィルタにおいて、前記絶
縁体層が、樹脂、または該樹脂に粉末状の機能材料を混
合した複合材料でなることを特徴とする積層フィルタ。
【請求項３】請求項１または２の積層フィルタにおい
て、前記積層フィルタは２つのLC共振回路を内蔵し、各
LC共振回路を構成するコンデンサは、積層方向の両端部
に形成されることを特徴とする積層フィルタ。