本實用新型涉及配置有多個由線圈元件以及電容器元件構成的濾波器的濾波陣列。
背景技術:
以往,公知有內置于層疊多個基材層而成的層疊體并且具備線圈元件以及電容器元件的表面安裝型濾波器。
在專利文獻1中,公開了一種以陣列狀配置有低通濾波器的表面安裝型電子部件。各濾波器構成T型LC濾波器,其由形成有導體圖案的多個基材層構成,并具有磁性體部分(電感器)以及電介質部分(電容器)。在上述多個基材層分別僅形成有電感器圖案以及電容器圖案的任一個。通過進一步層疊具有該層疊構造的各濾波器,來將多個濾波陣列化。
專利文獻1:日本特開平7-45477號公報
然而,在專利文獻1所記載的電子部件的構造中,由于對層疊僅形成有電感器以及電容器的多個基材層而形成的一個濾波器進行進一步層疊而將其陣列化,所以難以實現層疊方向上的小型化,不利于表面安裝。另外,由于在濾波器間使用了不同的層,所以容易產生濾波器間的電感值以及電容值等電路常數的差異。因此,難以最大限度地確保電容值以及電感值等的濾波器的電路常數的設計值。
技術實現要素:
本實用新型是為了解決上述問題而產生的,其目的在于提供一種既最大限度地確保濾波器的電路常數的設計值又小型化的濾波陣列。
為了實現上述目的,本實用新型的一個方式的濾波陣列具備:立方體基板,該立方體基板通過層疊多個基材層而形成;以及多個濾波器,在將上述多個基材層各自的平面中的長邊方向設為X軸方向,將短邊方向設為Y軸方向,將上述多個基材層的層疊方向設為Z軸方向的情況下,該多個濾波器在上述立方體基板內沿上述X軸方向排列,上述多個濾波器各自包括:線圈元件,其由在上述Z軸方向上具有卷繞軸的線圈圖案構成;以及電容器元件,其由在上述Z軸方向上交替配置的電容器圖案構成,并形成于與形成有上述線圈元件的基材層不同的基材層,上述多個濾波器中的位于從上述X軸方向的中心點向正方向第n個(n為任意的自然數)位置的濾波器的上述電容器圖案、與位于從上述中心點向負方向上述第n個位置的濾波器的上述電容器圖案相對于上述中心點形成為點對稱。
由此,配置為多個線圈元件在相同的基材層內被排列有多個,并且,多個電容器元件在相同的基材層內被排列有多個,多個線圈元件與多個電容器元件形成層疊關系。因此,構成立方體基板的基材層的層疊數無需根據排列的濾波器的個數而增加,具有形成于一個濾波器所需的量即可,因此能夠在基材層的層疊方向上小型化。另外,由于電容器圖案相對于X軸方向的中心點配置為點對稱,所以能夠使將不同的層的導體圖案彼此連接的層間連接導體相對于中心點對稱配置。根據該配置,能夠將不與層間連接導體連接的各電容器圖案最大化。因此,能夠提供一種既最大限度地確保濾波器的電路常數(電容值)的設計值又小型化的濾波陣列。
另外,優選,上述電容器圖案包括第一電容器圖案以及第二電容器圖案,上述第一電容器圖案是在多個上述電容器元件各自中獨立的圖案,上述第二電容器圖案是在多個上述電容器元件共用的圖案。
電容器元件的電容值由從Z軸方向觀察時的第一電容器圖案與第二電容器圖案的重復面積決定。在相同的基材層內排列的多個第一電容器圖案、以及在相同的基材層內排列的多個第二電容器圖案分別相對于上述中心點配置為點對稱,由此能夠將上述重復面積最大化。
另外,優選,上述第一電容器圖案形成于多個上述基材層,形成于不同的基材層的上述第一電容器圖案彼此是相同形狀。
由此,能夠將設置于形成有第一電容器圖案的基材層的層間連接導體配置于各層中相同的位置,因此能夠將第一電容器圖案最大化。
另外,優選,上述多個濾波器在上述X軸方向上設置有奇數個,構成位于上述X軸方向上的中央的濾波器的上述第一電容器圖案大于構成其他濾波器的上述第一電容器圖案,并且與構成位于上述中央的濾波器的上述第一電容器圖案對置的上述第二電容器圖案的中央部未形成有導體圖案。
在設置有奇數個且多個濾波器的情況下,為了將第二電容器圖案相對于中心點配置為點對稱,需要將不與位于X軸方向上的中央的第二電容器圖案導通且沿Z軸方向貫通的層間連接導體用導體圖案配置于該第二電容器圖案的中央部分。此時,為了使由第一電容器圖案與第二電容器圖案的重復面積規定的各電容器元件的容量均勻,需要使位于X軸方向上的中央的第一電容器圖案大于其他第一電容器圖案。由此,即便在設置有奇數個且多個濾波器的情況下,也能夠既將各電容器元件的電容器圖案最大化又使各電容器元件的電容值均勻。
另外,優選,還具有設置于上述立方體基板的表面的多個第一I/O端子、多個第二I/O端子以及GND端子,上述線圈圖案包括:第一線圈圖案,其配置于上述Y軸方向的正方向,并與上述多個第一I/O端子中的一個連接;以及第二線圈圖案,其配置于上述Y軸方向的負方向且與上述第一線圈圖案并排配置,并且與該第一線圈圖案以及上述多個第二I/O端子中的一個連接,上述第一電容器圖案被連接于上述第一線圈圖案與上述第二線圈圖案的連接點,上述第二電容器圖案與上述GND端子連接,上述多個濾波器中的位于從上述中心點向上述X軸方向的正方向第n個位置的濾波器的上述第一線圈圖案、與位于從上述中心點向上述X軸方向的負方向上述第n個位置的濾波器的上述第二線圈圖案相對于上述X軸方向以及上述Y軸方向的中心點形成為點對稱。
根據線圈元件與電容器元件的上述連接關系、以及多個線圈元件與多個電容器元件的上述層疊關系,在線圈圖案相對于上述中心點形成為點對稱的情況下,容易將電容器圖案相對于上述中心點配置為點對稱。另外,能夠抑制將形成于不同的層的線圈圖案彼此連接的層間連接導體配置得接近的情況,因此能夠防止產生立方體基板的形狀不良、裂縫等,從而能夠確保高可靠性。
另外,優選,上述多個濾波器中的一個濾波器的上述第一線圈圖案與上述第二線圈圖案相對于沿上述X軸方向延伸的中心線形成為線性對稱。
由此,第一線圈圖案與第二線圈圖案相對于上述中心線形成為線性對稱,因此能夠進一步抑制將形成于不同的層的線圈圖案彼此連接的層間連接導體配置得接近的情況。
另外,優選,上述多個濾波器中的位于從上述中心點向上述X軸方向的負方向的位置并且鄰接的兩個以上的濾波器的上述第一線圈圖案彼此或者上述第二線圈圖案彼此為相同形狀,或者,位于從上述中心點向上述X軸方向的正方向的位置并且鄰接的兩個以上的濾波器的上述第一線圈圖案彼此或者上述第二線圈圖案彼此為相同形狀。
由此,在與相同形狀且鄰接的兩個以上的線圈圖案連接的兩個以上的電容器圖案中,能夠在該兩個以上的電容器圖案中共享不與該兩個以上的電容器圖案導通且沿Z軸方向貫通的層間連接導體。因此,能夠既將各電容器元件的電容器圖案最大化又使各電容器元件的電容值均勻。
根據本實用新型,能夠提供一種既最大限度地確保濾波器元件的電路常數的設計值又小型化的濾波陣列。
附圖說明
圖1是表示實施方式的濾波陣列的外觀的立體圖。
圖2是表示實施方式的濾波陣列的安裝面的俯視圖。
圖3是表示實施方式的濾波陣列的等效電路的電路圖。
圖4A是表示構成實施方式的線圈元件的各基材層的導體圖案的一個例子的俯視圖。
圖4B是表示構成實施方式的電容器元件的各基材層的導體圖案的一個例子的俯視圖。
圖5是實施方式的濾波陣列在圖1的Ⅴ-Ⅴ線上的剖視圖。
圖6是實施方式的濾波陣列在圖1的Ⅵ-Ⅵ線上的剖視圖。
圖7是實施方式的濾波陣列在圖1的Ⅶ-Ⅶ線上的的剖視圖。
圖8A是對實施方式的電容器元件的電容值進行說明的俯視圖。
圖8B是對比較例的電容器元件的電容值進行說明的俯視圖。
圖9是對實施方式的線圈圖案的配置進行說明的俯視圖。
圖10是實施方式的變形例的濾波陣列在圖1的Ⅶ-Ⅶ線上的剖視圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對本實用新型的實施方式的濾波陣列進行說明。此外,以下說明的實施方式均表示本實用新型的優選的一個具體例。以下的實施方式中示出的數值、形狀、材料、構成要素、構成要素的配置位置以及連接方式、制造工序、以及制造工序的順序等為一個例子,其主旨并不限定本實用新型。另外,對于以下的實施方式的構成要素中的未記載于表示最上位示意的獨立權利要求中的構成要素,作為任意的構成要素進行說明。另外,附圖所示的構成要素的大小或者大小之比未必嚴密。
本實施方式的濾波陣列具備沿層疊多個基材層而成的立方體基板的長邊方向排列的多個濾波器。濾波器的每一個都包括由在立方體基板的層疊方向上具有卷繞軸的線圈圖案構成的線圈元件、以及形成于與形成有該線圈元件的基材層不同的基材層的電容器元件。此處,上述多個濾波器中的位于從上述長邊方向的中心點向正方向第n個(n為任意的自然數)位置的濾波器的電容器圖案、與位于從上述中心點向負方向第n個位置的濾波器的電容器圖案相對于上述中心點形成為點對稱。
[1.濾波陣列的簡要結構]
首先,使用圖1以及圖2對本實施方式的濾波陣列的簡要結構進行說明。
圖1是表示實施方式的濾波陣列1的外觀的立體圖。另外,圖2是表示實施方式的濾波陣列1的安裝面的俯視圖。
如圖1以及圖2所示,濾波陣列1具備設置于層疊體1A的表面的第一I/O端子11~15、第二I/O端子21~25以及GND端子30。第一I/O端子11~15、第二I/O端子21~25以及GND端子30是設置于層疊體1A的安裝面10b的平面電極端子(亦即LGA(Land Grid Array)型電極端子)。
如圖2所示,GND端子30具有直線狀的形狀,第一I/O端子11~15與第二I/O端子21~25配置為相對于GND端子30線性對稱。由此,由于在各第一I/O端子與各第二I/O端子之間配置有GND端子30,所以能夠提高絕緣性能。
層疊體1A是層疊圖4A以及圖4B所示的多個基材層101~114而成的立方體基板。關于各基材層的詳細結構將在后面進行說明。
如圖1以及圖2所示,層疊體1A的表面包括:安裝面10b(圖1以及圖2中的z軸方向負側的端面)、與安裝面10b相反的一側(亦即層疊體1A的里側)的面亦即頂面10a、以及連結安裝面10b與頂面10a的側面。
如圖1所示,在層疊體1A的側面設置有側面電極32。此外,雖在圖1以及圖2中未被示出,但層疊體1A的與設置有側面電極32的側面相反的一側(亦即圖1的x軸方向負側)的側面也設置有側面電極。各側面電極在層疊體1A的內部與GND端子30連接。
此外,在圖1以及圖2中,使濾波陣列1的第一I/O端子以及第二I/O端子的個數分別形成為五個,但其個數并不限定于五個。例如,具備各一個第一I/O端子與第二I/O端子的濾波器也包含于本實施方式的一個方式中。
[2.濾波陣列的電路結構]
接著,使用圖3對本實施方式的濾波陣列1以及濾波器的電路結構進行說明。
圖3是表示實施方式的濾波陣列1的等效電路的電路圖。如該圖所示,濾波陣列1具備:低通濾波器F1、F2、F3、F4和F5、第一I/O端子11~15、第二I/O端子21~25以及GND端子30。
低通濾波器F1是使低頻帶的信號通過的濾波器,具備線圈元件L11、L21以及電容器元件C1。線圈元件L11以及L21構成電感器。線圈元件L11與第一I/O端子11連接,線圈元件L21與線圈元件L11以及第二I/O端子21連接。電容器元件C1連接于線圈元件L11與L21的連接點以及GND端子30。以下,低通濾波器F2~F5的連接結構也如圖3所示那樣為與低通濾波器F1相同的結構,因此省略說明。
線圈元件L11~L15以及線圈元件L21~L25形成于層疊多個基材層而成的電感器層疊部40L,電容器元件C1~C5形成于層疊多個基材層而成的電容器層疊部40C。
[3.各基材層的導體圖案布局結構]
接著,使用圖4A以及圖4B對構成本實施方式的層疊體1A的各基材層的導體圖案的結構進行說明。
圖4A是表示構成實施方式的線圈元件的各基材層的導體圖案的一個例子的俯視圖。另外,圖4B是表示構成實施方式的電容器元件的各基材層的導體圖案的一個例子的俯視圖。
層疊體1A由圖4A以及圖4B的各俯視圖所示的基材層101~114構成。在圖4A以及圖4B中從層疊體1A的安裝面10b側按照層疊順序示出了基材層101~114。
圖4A的俯視圖(a)~(f)所示的基材層101~106作為主要成分包含磁性體。基材層101~106例如由磁性陶瓷等形成。作為磁性陶瓷,例如使用磁性鐵氧體陶瓷。具體而言,可以使用以氧化鐵為主要成分并包含鋅、鎳以及銅中的至少一個以上的鐵氧體。
圖4B的俯視圖(a)~(h)所示的基材層107~114作為主要成分包含非磁性體。基材層107~114例如由低磁導率或者非磁性的陶瓷等形成。作為非磁性的陶瓷,例如可以使用以非磁性鐵氧體陶瓷、氧化鋁為主要成分的氧化鋁陶瓷。
在各基材層形成有導體圖案。此外,在圖4A以及圖4B中,被畫陰影線的部分表示形成有導體圖案的部分。利用該導體圖案形成構成低通濾波器F1~F5的各線圈元件以及各電容器元件。此外,圖4A以及圖4B所示的各基材層中示出的實線以及虛線的圓表示設置有通孔電極的位置。通孔電極是貫通基材層的層間連接導體。
作為導體圖案的材料,特別優選以銀為主要成分的金屬或者合金。以銀為主要成分的金屬或者合金作為基材層使用LTCC陶瓷,從而能夠以比較低的燒制溫度燒結層疊后的基材層,因此能夠使用以熔點比較低的銀為主要成分的金屬或者合金。另外,通過作為導體圖案使用以銀為主要成分的金屬或者合金,能夠降低導體電阻,從而能夠改善例如信號傳輸延遲等特性。另外,作為通孔電極的材料,例如能夠使用與導體圖案相同的材料。并且,對于各第一I/O端子、各第二I/O端子以及GND端子30,例如也可以實施基于鎳、鈀或者金的鍍敷。
低通濾波器F1~F5中的線圈元件以及電容器元件分別設置于不同的基材層,在本實施方式中,分別將線圈元件配置于安裝面10b側,將電容器元件配置為相比線圈元件更靠頂面10a側。各線圈元件設置于作為主要成分包含磁性體的基材層102~106。由此,與在作為主要成分包含非磁性體的基材層設置有各線圈元件的情況相比,能夠增大各線圈元件的電感。另一方面,各電容器元件設置于作為主要成分包含非磁性體的基材層107~113。
以下,使用圖4A以及圖4B對構成層疊體1A的各基材層進行說明。
如圖4A的俯視圖(a)所示,在基材層101形成有各電極端子。各電極端子利用通孔電極與基材層102的各導體圖案連接。
如圖4A的俯視圖(b)所示,在基材層102設置有導體圖案35以及121~130。
導體圖案35是與GND端子30連接的導體圖案,其長邊方向(圖4A的x軸方向)的端部351以及352從基材層102的長邊方向(圖4A的x軸方向)的端部突出。端部351以及352分別與設置于層疊體1A的側面的側面電極31和32連接(側面電極31和32參照圖1以及后述的圖6)。
導體圖案121~125分別是形成線圈元件L11~L15的各一端的導體。導體圖案121~125分別與第一I/O端子11~15連接。另外,導體圖案121~125分別利用通孔電極與基材層103的第一線圈圖案11a~15a連接。
導體圖案126~130分別是形成線圈元件L21~L25的各另一端的導體。導體圖案126~130分別是與第二I/O端子21~25連接的導體。另外,導體圖案126~130分別通過通孔電極與基材層103的第二線圈圖案21b~25b連接。
如圖4A的俯視圖(c)~(e)所示,在基材層103~105形成有構成各線圈元件的環狀的導體圖案。例如,線圈元件L11包括基材層103的第一線圈圖案11a、基材層104的第一線圈圖案31a、以及基材層105的第一線圈圖案51a。另外,線圈元件L21包括基材層103的第二線圈圖案21b、基材層104的第二線圈圖案41b、以及基材層105的第二線圈圖案61b。此外,各導體圖案間由通孔電極連接。
其他線圈元件L12~L15以及L22~L25也同樣地構成。即,線圈元件L12~L15分別包括基材層103的第一線圈圖案12a~15a、基材層104的第一線圈圖案32a~35a、以及基材層105的第一線圈圖案52a~55a。另外,線圈元件L22~L25分別包括基材層103的第二線圈圖案22b~25b、基材層104的第二線圈圖案42b~45b、以及基材層105的第二線圈圖案62b~65b。
如圖4A的俯視圖(c)~(e)所示,構成各低通濾波器的線圈元件的線圈圖案包括在圖4A的y軸方向鄰接配置的第一線圈圖案以及第二線圈圖案。線圈元件L11~L15由第一線圈圖案構成。另外,線圈元件L21~L25由第二線圈圖案構成。
如圖4A的俯視圖(f)所示,在基材層106形成有構成各第一線圈圖案與各第二線圈圖案的連接部的導體圖案161~165。換句話說,形成于基材層106的導體圖案161~165分別構成線圈元件L11~L15與線圈元件L21~L25的連接部。
如圖4B的俯視圖(a)所示,在基材層107形成有通孔電極171~175。通孔電極171~175分別是構成電容器元件C1~C5的一端的導體。通孔電極171~175連接于構成線圈元件L11~L15與線圈元件L21~L25的連接部的導體圖案161~165。
在圖4B的俯視圖(b)~(g)所示的基材層108~113形成有構成各電容器元件的電極的導體圖案。形成于基材層108、110以及112的導體圖案(第一電容器圖案)構成與各線圈元件連接的電極。另一方面,形成于基材層109、111以及113的導體圖案(第二電容器圖案)構成與GND端子30連接的電極。此外,形成于基材層109、111以及113的第二電容器圖案經由形成于層疊體1A的側面的側面電極31和32與GND端子30連接。
基材層108的第一電容器圖案C1d~C5d分別經由基材層109的通孔電極196~200與基材層110的第一電容器圖案C1a~C5a連接。基材層110的第一電容器圖案C1a~C5a分別經由基材層111的通孔電極216~220與基材層112的第一電容器圖案C1f~C5f連接。
另外,基材層109的第二電容器圖案C0e經由基材層110的通孔電極206~209與基材層111的第二電容器圖案C0b連接。基材層111的第二電容器圖案C0b經由基材層112的通孔電極226~229與基材層113的導體圖案231連接。
導體圖案231是經由側面電極31和32與GND端子30連接的導體圖案,其長邊方向(圖4B的x軸方向)的端部2311以及2312從基材層113的長邊方向(圖4B的x軸方向)的端部突出。端部2311以及2312分別與設置于層疊體1A的側面的側面電極31和32連接。
如圖4B所示,例如,電容器元件C1的電極中的與線圈元件L11連接的電極包括基材層108的第一電容器圖案C1d、基材層110的第一電容器圖案C1a、以及基材層112的第一電容器圖案C1f。另一方面,電容器元件C1的電極中的與GND端子30連接的電極包括基材層109的第二電容器圖案C0e、基材層111的第二電容器圖案C0b、以及基材層113的導體圖案231。
其他電容器元件C2~C5也同樣地構成。即,電容器元件C2~C5的電極中的與線圈元件L12~L15連接的電極包括基材層108的第一電容器圖案C2d~C5d、基材層110的第一電容器圖案C2a~C5a、以及基材層112的第一電容器圖案C2f~C5f。另外,電容器元件C2~C5的電極中的與GND端子30連接的電極包括基材層109的第二電容器圖案C0e、基材層111的第二電容器圖案C0b、以及基材層113的導體圖案231。這樣,電容器元件C1~C5共享與GND端子30連接的電極亦即第二電容器圖案。
換句話說,電容器元件C1~C5分別由第一電容器圖案以及第二電容器圖案構成。第一電容器圖案是在電容器元件C1~C5各自中獨立的圖案,第二電容器圖案是在電容器元件C1~C5中共用的圖案。
圖4B的俯視圖(h)所示的基材層114是構成層疊體1A的頂面的基材層,未形成有導體圖案。
如上的層疊基材層而成的層疊體1A根據圖4A以及圖4B的配置通過如下工序來形成,即:準備在形成有導體圖案的預定位置配置有導體膏的非磁性或者磁性的多個陶瓷生片,按照層疊的順序進行重疊而一體化為未燒制層疊體塊,并一并對該未燒制層疊體塊進行燒制。此外,在未燒制層疊體塊的狀態下,在與層疊體1A的側面對應的位置設置有形成側面電極31和32的導體。另外,在未燒制層疊體塊的狀態下,也可以在燒制之前從轉印片轉印形成各第一I/O端子、各第二I/O端子以及GND端子30的導體。
[4.濾波陣列的剖面構造]
接著,使用圖5~圖7對如上所述地層疊各基材層而成的層疊體1A的內部構造的簡要情況進行說明。
圖5是實施方式的濾波陣列1在圖1的Ⅴ-Ⅴ線上的剖視圖。圖6是實施方式的濾波陣列1在圖1的Ⅵ-Ⅵ線上的剖視圖。圖7是實施方式的濾波陣列1在圖1的Ⅶ-Ⅶ線上的剖視圖。此外,各圖只不過是示意表示濾波陣列1的剖面構造的圖,未必是準確地表示實際的剖面構造的圖。
如圖5所示,第一I/O端子11~15、線圈元件L11~L15、以及電容器元件C1~C5沿層疊體1A的長邊方向排列。另外,雖未圖示,但第二I/O端子21~25以及線圈元件L21~L25也同樣沿層疊體1A的長邊方向排列。
如圖5~圖7所示,各線圈元件以及各電容器元件分別設置于構成層疊體1A的基材層中的不同的基材層。各線圈元件設置于層疊體1A中的作為主要成分包含磁性體的電感器層疊部40L,各電容器元件設置于層疊體1A中的作為主要成分包含非磁性體的電容器層疊部40C。
如圖6所示,構成各電容器元件的電極中的與GND端子30連接的電極的導體圖案231經由設置于層疊體1A的側面的側面電極31和32與GND端子30連接。更詳細而言,導體圖案231經由設置于層疊體1A的側面的側面電極31和32、導體圖案35、以及通孔電極56與GND端子30連接。
由此,在本實施方式的濾波陣列1中,為了連接各電容器元件與GND端子30,也可以不使用貫通設置有各線圈元件以及各電容器元件的基材層的通孔電極。因此,能夠有效利用設置有各線圈元件以及各電容器元件的基材層,能夠分別獲得最大限度的電感以及容量。并且,在本實施方式中,在安裝面10b以外設置的表面電極亦即側面電極31和32所占的面積并不限定于側面的一部分。因此,在濾波陣列1中,能夠抑制與配置于周邊的部件等產生短路。
如圖7所示,線圈元件L13以及L23分別經由設置于層疊體1A的內部的通孔電極303以及304與第一I/O端子13以及第二I/O端子23連接。此處,通孔電極303以及304是利用各基材層與導體圖案導通的電極。
此外,如圖7所示,濾波陣列1在作為主要成分包含非磁性體的電容器層疊部40C中具備通孔電極306以及308。此外,在使用圖4B所示的基材層的濾波陣列1中,與一個電容器元件對應的通孔電極的個數未必為兩個或者三個。
上述通孔電極306以及308分別是用于將形成電容器元件C3的電極的第二電容器圖案間以及第一電容器圖案間連接的電極。因此,上述通孔電極306以及308是在將形成電容器元件C3的電極的導體圖案間在層疊體1A的內部連接的情況下最低限度所需的通孔電極。
根據圖5~圖7所示的濾波陣列1的剖面構造可知:電容器元件C1~C5分別通過使在Z軸方向交替配置的第一電容器圖案以及第二電容器圖案在從Z軸方向觀察時相互重疊而形成。另外,線圈元件L11~L15由在Z軸方向上具有卷繞軸的第一線圈圖案構成,線圈元件L21~L25由在Z軸方向上具有卷繞軸的第二線圈圖案構成。
根據上述剖面構造可知:本實施方式的濾波陣列1配置為多個線圈元件在相同的基材層(電感器層疊部40L)內被排列有多個,并且,多個電容器元件在相同的基材層(電容器層疊部40C)內被排列有多個,多個線圈元件與多個電容器元件形成層疊關系。因此,能夠將構成多個濾波器的層疊體1A小型化。
以下,對具有上述結構的濾波陣列1的要部特征亦即電容器圖案以及線圈圖案的布局情況詳細地進行說明。
[5.電容器圖案的對稱性]
圖8A是對實施方式的電容器元件的電容值進行說明的俯視圖。在圖8A的上層(d)示出了構成圖3所示的電容器元件C1、C2、C3、C4以及C5的基材層110的第一電容器圖案C1a、C2a、C3a、C4a以及C5a。另外,在圖8A的中層(e)示出了構成圖3所示的電容器元件C1~C5的基材層111的第二電容器圖案C0b。并且,在圖8A的下層((d)+(e))示出了使基材層110與基材層111重疊后的圖。
此處,如圖8A的上層所示,低通濾波器F1~F5中的位于從X軸方向的中心點向正方向第n個(n為任意的自然數)的位置的低通濾波器F4以及F5的第一電容器圖案C4a以及C5a,與位于從上述中心點向負方向第n個位置的低通濾波器F2以及F1的第一電容器圖案C2a以及C1a相對于上述中心點成為點對稱的形狀以及位置關系。另外,如圖8A的中層所示,低通濾波器F1~F5中共用的第二電容器圖案C0b相對于上述中心點形成為點對稱的形狀。
由此,第一電容器圖案C1a~C5a以及第二電容器圖案C0b相對于X軸方向的中心點配置為點對稱,因此能夠使將不同的基材層的導體圖案彼此連接的通孔電極相對于中心點對稱配置。因此,能夠將鄰接的電容器元件C1以及C2中共享的通孔電極206、與鄰接的電容器元件C4以及C5中共享的通孔電極209相對于上述中心點對稱配置。根據該配置,能夠既躲避將第二電容器圖案彼此連接的通孔電極206~209,又將第一電容器圖案C1a~C5a最大化。因此,能夠最大限度地確保低通濾波器F1~F5的設計電容值。
圖8B是對比較例的電容器元件的電容值進行說明的俯視圖。在圖8B的上層示出了構成在X軸方向排列的五個電容器元件的基材層510的第一電容器圖案C51a、C52a、C53a、C54a以及C55a。另外,在圖8B的中層示出了構成上述五個電容器元件的基材層511的第二電容器圖案C50b。并且,在圖8B的下層示出了使基材層510與基材層511重疊后的圖。
此處,如圖8B的上層所示,在X軸方向排列的五個低通濾波器的第一電容器圖案C51a~C55a相對于上述中心點不形成為點對稱,在從Z軸方向觀察時形成為相同形狀。另外,如圖8B的中層所示,五個低通濾波器中共用的第二電容器圖案C50b相對于上述中心點不形成為點對稱。
根據該配置,將基材層510的第一電容器圖案C51a~C55a與其他基材層的第一電容器圖案連接的通孔電極571~575配置于y軸方向的相同的一側(圖中上側)。因此,基材層511的第二電容器圖案C50b若配置成避開通孔電極571~575,則變得比圖8A的中層所示的本實施方式的第二電容器圖案C0b小。
另外,將基材層511的第二電容器圖案C50b與其他基材層的第二電容器圖案連接的通孔電極561~565配置于y軸方向的相同的一側(圖中下側)。因此,基材層510的第一電容器圖案C51a~C55a不共享通孔電極,因此不得不相對于第一電容器圖案C51a~C55a一對一對應地配置通孔電極561~565。于是,基材層510的第一電容器圖案C51a~C55a若配置成避開通孔電極561~565,則變得比圖8A的上層所示的本實施方式的第二電容器圖案C1a~C5a小。
電容器元件C1~C5的電容值由從Z軸方向觀察時的第一電容器圖案與第二電容器圖案的重復面積的大小決定。如上所述,本實施方式的電容器圖案大于比較例的電容器圖案。與之相伴,比較圖8A的下層與圖8B的下層可知:本實施方式的電容器元件C1~C5能夠大范圍確保第一電容器圖案與第二電容器圖案的重復面積。此外,在圖8A的下層中,分別利用A1~A5示出了反映本實施方式的電容器元件C1~C5的電容值的重復面積。另一方面,在圖8B的下層中,分別利用B1~B5示出了反映比較例的五個電容器元件的電容值的重復面積。換句話說,形成為A1~A5>B1~B5。
換句話說,在相同的基材層110內排列的第一電容器圖案C1a~C5a、以及在相同的基材層111內排列的第二電容器圖案C0b分別相對于上述中心點配置為點對稱,從而能夠將上述重復面積最大化。
此外,如圖4B所示,第一電容器圖案形成于多個基材層108、110以及112,形成于基材層108、110以及112的第一電容器圖案也可以為相同形狀。
由此,能夠將設置于形成有第一電容器圖案的基材層108、110以及112且不與該第一電容器圖案連接的通孔電極在各層中配置于相同的位置,因此能夠將第一電容器圖案最大化。
另外,本實施方式的濾波陣列1沿X軸方向設置有奇數個(五個)低通濾波器F1~F5。在該情況下,如圖8A所示,位于X軸方向的中央的第一電容器圖案C3a大于其他第一電容器圖案C1a、C2a、C4a以及C5a,并且與第一電容器圖案C3a對置的第二電容器圖案C0b的中央部C0c未形成有導體圖案。
如本實施方式那樣,在設置有奇數個濾波器的情況下,為了將第二電容器圖案C0b相對于中心點配置為點對稱,需要將不與第二電容器圖案C0b導通且沿Z軸方向貫通的通孔電極218配置于第二電容器圖案C0b的中央部C0c。此時,在全部濾波器間,為了使由第一電容器圖案與第二電容器圖案的重復面積規定的電容器元件的容量均勻,需要使位于X軸方向的中央的第一電容器圖案C3a大于其他第一電容器圖案。由此,即便在設置有奇數個濾波器的情況下,也能夠使第一電容器圖案與第二電容器圖案的重復面積相同,從而能夠既將各電容器元件的電容器圖案最大化又使各電容器元件的電容值均勻。
[6.線圈圖案的對稱性]
圖9是對實施方式的線圈圖案的配置進行說明的俯視圖。在圖9中示出了構成圖3所示的線圈元件L11~L15以及L21~L25的基材層103、104以及105的第一線圈圖案11a~15a、31a~35a以及51a~55a、和第二線圈圖案21b~25b、41b~45b以及61b~65b。
此處,如圖9的上層(c)所示,低通濾波器F1~F5中的位于從X軸方向的中心點向正方向第一個位置的濾波器的第一線圈圖案14a、與位于從上述中心點向負方向第一個位置的濾波器的第二線圈圖案22b,相對于X軸方向與Y軸方向的中心點形成為點對稱的形狀以及配置關系。另外,位于向正方向第二個位置的第一線圈圖案15a、與位于向負方向第二個位置的第二線圈圖案21b形成為點對稱的形狀以及配置關系。另外,位于向正方向第一個位置的第二線圈圖案24b、與位于向負方向第一個位置的第一線圈圖案12a形成為點對稱的形狀以及配置關系。另外,位于向正方向第二個位置的第二線圈圖案25b、與向負方向第二個位置的第一線圈圖案11a形成為點對稱的形狀以及配置關系。
并且,圖9的(d)所示的線圈圖案以及圖9的(e)所示的線圈圖案的配置關系也與圖9的(c)所示的線圈圖案的配置關系相同。換句話說,位于從X軸方向的中心點向正方向第n個(n為任意的自然數)位置的濾波器的第一線圈圖案、與位于從上述中心點向負方向第n個位置的濾波器的第二線圈圖案,相對于X軸方向與Y軸方向的中心點形成為點對稱。另外,位于從X軸方向的中心點向正方向第n個(n為任意的自然數)位置的濾波器的第二線圈圖案、與位于從上述中心點向負方向第n個位置的濾波器的第一線圈圖案,相對于X軸方向與Y軸方向的中心點形成為點對稱。
在根據構成本實施方式的濾波陣列1的線圈元件與電容器元件的連接關系(參照圖3)、以及多個線圈元件與多個電容器元件的層疊關系(參照圖5~圖7),使線圈圖案如上所述地形成為點對稱的情況下,容易將電容器圖案相對于上述中心點配置為點對稱。另外,能夠抑制將連接線圈圖案彼此的通孔電極接近配置的情況。因此,能夠防止產生層疊體1A的形狀不良、裂縫等,從而能夠確保高可靠性。
此外,如圖9所示,構成一個低通濾波器的第一線圈圖案與第二線圈圖案也可以相對于沿X軸方向延伸的中心線形成為線性對稱。在本實施方式中,例如,構成低通濾波器F1的第一線圈圖案11a與第二線圈圖案21b相對于上述中心線形成為線性對稱。另外,第一線圈圖案12a以及第二線圈圖案22b、第一線圈圖案14a以及第二線圈圖案24b、和第一線圈圖案15a以及第二線圈圖案25b的關系也分別相對于上述中心線形成為線性對稱。其中,配置于X軸方向的中心的第一線圈圖案13a以及第二線圈圖案23b相對于上述中心線不形成為線性對稱的關系,而相對于X軸方向以及Y軸方向的中心點形成為點對稱。
由此,能夠進一步抑制將連接線圈圖案彼此的通孔電極接近配置的情況。
另外,屬于位于從上述中心點向X軸方向的負方向的位置的組G1的第一線圈圖案彼此、屬于組G4的第二線圈圖案彼此、屬于位于從上述中心點向X軸方向的正方向的位置的組G3的第一線圈圖案彼此、以及屬于組G2的第二線圈圖案彼此可以為相同形狀。換句話說,位于從上述中心點向X軸方向的負方向的位置并且鄰接的兩個以上的濾波器、或者位于從上述中心點向X軸方向的正方向的位置并且鄰接的兩個以上的濾波器的第一線圈圖案彼此或者第二線圈圖案彼此可以為相同形狀。
在本實施方式的濾波陣列1中,位于從X軸方向的中心點向正方向第n個(n為任意的自然數)位置的組G3的第一線圈圖案、與位于從上述中心點向負方向第n個位置的組G4的第二線圈圖案相對于X軸方向與Y軸方向的中心點形成為點對稱。另外,位于從X軸方向的中心點向正方向第n個位置的組G2的第二線圈圖案、與位于從上述中心點向負方向第n個位置的組G1的第一線圈圖案相對于X軸方向與Y軸方向的中心點形成為點對稱。另外,組內的線圈圖案形成為相同形狀。
由此,在與相同形狀且鄰接的兩個以上的線圈圖案連接的兩個以上的電容器圖案中,能夠既抑制通孔電極彼此的接近又在該兩個以上的電容器圖案中共享不與該兩個以上的電容器圖案導通且沿Z軸方向貫通的通孔電極。因此,能夠既將各電容器元件的電容器圖案最大化又使各電容器元件的電容值均勻。
(其他實施方式)
以上,對本實用新型的實施方式的濾波陣列進行了說明,但本實用新型并不限定于上述實施方式。
例如,上述實施方式的濾波陣列1具有將形成有線圈元件的電感器層疊部40L配置于安裝基板側,并且,將形成有電容器元件的電容器層疊部40C配置于頂面側的結構,但也可以形成為相反的配置關系。
圖10是實施方式的變形例的濾波陣列1p在圖1的Ⅶ-Ⅶ線上的剖視圖。圖10所示的剖面構造與圖7所示的本實施方式的濾波陣列1的剖面構造對應。
如圖10所示,本變形例的濾波陣列1p與實施方式的濾波陣列1同樣設置于層疊體1A的安裝面10b,并具備第一I/O端子13p、第二I/O端子23p以及GND端子30p。另外,濾波陣列1p具備包含內置于層疊體1A的線圈元件L13p、L23p以及電容器元件C3p的低通濾波器。此外,雖未圖示,但與本實施方式的濾波陣列1同樣,在濾波陣列1p設置有五個低通濾波器。
如圖10所示,在濾波陣列1p中,層疊體1A中的作為主要成分包含非磁性體的電容器層疊部40C設置于安裝面10b側,作為主要成分包含磁性體的電感器層疊部40L配置于頂面10a側。與之相伴,在濾波陣列1p中,各電容器元件配置于安裝面10b側,各線圈元件配置于頂面10a側。
如圖10所示,在濾波陣列1p中具有如上結構,與之相伴,具備至少五個通孔電極311~315。通孔電極311以及312分別是將線圈元件L13p以及L23p與第一I/O端子13p以及第二I/O端子23p連接的電極。通孔電極313以及314分別是將構成電容器元件C3p的各電極的電容器圖案間連接的電極。通孔電極315是將線圈元件L13p以及L23p與電容器元件C3p連接的電極。
通孔電極311~315有時不與導體圖案導通,并貫通形成有該導體圖案的基材層。換句話說,在濾波陣列1p中,在將導體圖案形成于各基材層的情況下,有時形成為避開通孔電極311~315。因此,由于具備通孔電極311~315,所以限制各線圈元件的電感以及各電容器元件的容量。
即便在本變形例的濾波陣列1p中,也與實施方式1的濾波陣列1同樣,位于從X軸方向的中心點向正方向第n個(n為任意的自然數)位置的濾波器的電容器圖案、與位于從上述中心點向負方向第n個位置的濾波器的電容器圖案相對于上述中心點形成為點對稱,從而能夠既躲避通孔電極,又將各電容器圖案最大化。因此,能夠提供能夠既最大限度地確保濾波器的電路常數(電容值)的設計值又小型化的濾波陣列。
此外,在本實用新型中,多層基板的各層的厚度、形狀、導體以及空隙的位置、大小等各種尺寸值并不被特別限定。另外,構成多層基板的各層的陶瓷材料的成分以及成分的配合比、磁導率等物理參數;多層基板內的導體等所使用的材料的成分以及成分的配合比、導電率等物理參數也不被特別限定。上述數值是思考層疊線圈部件所要求的直流疊加特性、額定電容等各種電特性而適當決定的。
工業上的利用可行性
本實用新型作為內置有線圈元件以及電容器元件的濾波陣列,能夠廣泛利用于手持式終端等電子設備。
附圖標記說明
1、1p…濾波陣列;1A…層疊體;10a…頂面;10b…安裝面;11、12、13、14、15、13p…第一I/O端子;11a、12a、13a、14a、15a、31a、32a、33a、34a、35a、51a、52a、53a、54a、55a…第一線圈圖案;21、22、23、24、25、23p…第二I/O端子;21b、22b、23b、24b、25b、41b、42b、43b、44b、45b、61b、62b、63b、64b、65b…第二線圈圖案;30、30p…GND端子;31、32…側面電極;35、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、161、162、163、164、165、231…導體圖案;40C…電容器層疊部;40L…電感器層疊部;56、171、172、173、174、175、196、197、198、199、200、206、207、208、209、216、217、218、219、220、226、227、228、229、303、304、306、308、311、312、313、314、315、561、562、563、564、565、571、572、573、574、575…通孔電極;101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、510、511…基材層;C0b、C0e、C50b…第二電容器圖案;C0c…中央部;C1、C2、C3、C4、C5、C3p…電容器元件;C1a、C2a、C3a、C4a、C5a、C1d、C2d、C3d、C4d、C5d、C1f、C2f、C3f、C4f、C5f、C51a、C52a、C53a、C54a、C55a…第一電容器圖案;F1、F2、F3、F4、F5…低通濾波器;L11、L12、L13、L14、L15、L21、L22、L23、L24、L25、L13p、L23p…線圈元件;351、352、2311、2312…端部。