DE10139164B4

DE10139164B4 - Monolithische LC-Komponenten

Info

Publication number: DE10139164B4
Application number: DE10139164A
Authority: DE
Inventors: Sadayuki Nagaokakyo Matsumura; Noboru Nagaokakyo Kato; Hiroko Nagaokakyo Nomura
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: JP2002057543A; US20020057139A1; GB0118233D0; CN1402377A; GB2370921B; GB2370921A; US6542052B2; DE10139164A1

Abstract

Monolithische LC-Komponente (41;71;71A;90) mit folgenden Merkmalen:
einem monolithischen Element (60), das geschichtete Isolatorschichten (42–48; 91–93)) und Durchgangslöcher (50a–50f, 51a-51f, 59a–59h; 72a–72f;82a–82f, 83a–83f) umfaßt, die in dem monolithischen Element (60j gebildet sind;
einer Mehrzahl von elektromagnetisch gekoppelten LC-Resonatoren (Q1, Q2), wobei jeder von der Mehrzahl von LC-Resonatoren (Q1, Q2) durch eine Induktivität (L1, L2) und einen Kondensator (C1, C2), die in dem monolithischen Element (41;71;71A;90) angeordnet sind, definiert ist, wobei die Induktivität (L1, L2) durch eine erste Gruppe der Durchgangslöcher (50a–50f, 51a–51f) definiert ist, die in einer Richtung, in der die Isolatorschichten (42–48; 91–93) geschichtet sind, verbunden sind; und
einem Kopplungs-Einstellungs-Leiter (59;72;82, 83), der durch eine zweite Gruppe der Durchgangslöcher (59a–59h; 72a–72f;82a–82f, 83a–83f) definiert ist, die in der Richtung, in der die Isolatorschichten (42–48; 91–93) geschichtet sind, verbunden sind, wobei der Kopplungs-Einstellungs-Leiter (59;72;82, 83), zwischen mindestens zwei der benachbarten Induktoren von jedem LC-Resonator (Q1, Q2) angeordnet ist, um einen Kopplungskoeffizienten zwischen den benachbarten LC-Resonatoren (Q1, Q2) einzustellen, wobei der Kopplungs-Einstellungs-Leiter (59; 72;82, 83) geerdet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf monolithische LC-Komponenten, und spezieller auf eine monolithische LC-Komponente, wie z. B. ein Bandpaßfilter, die eine Mehrzahl von LC-Resonatoren aufweist.
Eine bekannte monolithische LC-Komponente umfaßt ein monolithisches LC-Bandpaßfilter, das, wie es in 7 und 8 gezeigt ist, aufgebaut ist. Ein monolithisches LC-Bandpaßfilter 1 umfaßt, wie es in 7 gezeigt, keramische Lagen 2 bis 8, die mit Induktivitäts-Durchgangslöchern 10a bis 10d und 11a bis 11d, Resonanzkondensator-Strukturen 13 und 14, Eingangs/Ausgangs-Kondensator-Strukturen 17 und 18 und Abschirmstrukturen 20 und 21 versehen sind.
Die keramischen Lagen 2 bis 8 sind geschichtet, und auf der oberen Oberfläche der keramischen Lage 2 und der unteren Oberfläche der keramischen Lage 8 sind keramische Schutzlagen vorgesehen. Danach werden die keramischen Lagen 2 bis 8 mit den Schutzlagen gebrannt, wodurch ein monolithisches Element 24, das in 8 gezeigt ist, hergestellt wird. Ein Eingangsanschluß P1, ein Ausgangsanschluß P2 und Masseanschlüsse G1 und G2 sind an dem monolithischen Element 24 vorgesehen. Die Eingangs/Ausgangs-Kondensator-Struktur 17 ist mit dem Eingangsanschluß P1 verbunden, während die Eingangs/Ausgangs-Kondensator-Struktur 18 mit dem Ausgangsanschluß P2 verbunden ist. Die Abschirmstrukturen 20 und 21 sind mit den Masseanschlüssen G1 und G2 verbunden.
Bei dem Bandpaßfilter 1 sind die Induktivitäts-Durchgangslöcher 10a bis l0d und 11a bis 11d in der Richtung, in der die keramischen Lagen 2 bis 8 geschichtet sind (in der Richtung der Z-Achse), miteinander verbunden, wodurch säulenförmige Induktivitäten L1 bzw. L2 gebildet sind. Die Resonanz-Kondensator-Strukturen 13 und 14 sind an der X-Y-Ebene der keramischen Lage 4 angeordnet und sind der Abschirmstruktur 20 zugewandt, wobei die keramischen Lagen 2 und 3 zwischen ihnen gehalten werden, wodurch die Resonanzkondensatoren C1 bzw. C2 definiert sind. Die säulenförmige Induktivität L1 und der Resonanzkondensator C1 definieren einen LC-Resonator Q1, während die säulenförmige Induktivität L2 und der Resonanzkondensator C2 einen LC-Resonator Q2 definieren. Die LC-Resonatoren Q1 und Q2 sind in einer Weise angeordnet, daß sie durch einen vorbestimmten Abstand zwischen ihnen voneinander getrennt sind und mit einem geeigneten Kopplungskoeffizienten elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind. Die Eingangs/Ausgangs-Kondensator-Strukturen 17 und 18 sind den Resonanz-Kondensator-Strukturen 13 bzw. 14 jeweils zugewandt, wobei die keramischen Lagen 4 und 5 dazwischen gehalten werden, wodurch ein Eingangskondensator C3 bzw. ein Ausgangskondensator C4 definiert ist.
Wenn bei einem wie oben beschrieben aufgebauten Bandpaßfilter 1 Schmalband-Filterungseigenschaften erforderlich sind, sollte der Abstand zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 vergrößert werden, damit die elektromagnetische Kopplung zwischen ihnen gehemmt wird. Doch zur Vergrößerung des Raumes zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 müssen die LC-Resonatoren Q1 und Q2 an den Kanten des Bandpaßfilters 1 angeordnet sein. Dadurch wird der Abschirmeffekt der Abschirmstrukturen 20 und 21 an den LC-Resonatoren Q1 und Q2 geschwächt, und folglich werden die Q-Charakteristika der LC-Resonatoren Q1 und Q2 verringert. Normalerweise muß daher das Bandpaßfilter 1 vergrößert werden, um die Charakteristika der LC-Resonatoren Q1 und Q2 auf hohem Niveau beizubehalten.

Das US-Patent 5,834,994 zeigt ein aus Schichten aufgebautes Tiefpassfilter mit Durchgangslöchern, die mit einem elektrisch leitenden Material gefüllt sind und eine Trennbarrie re bilden, um unerwünschte Streukopplungen zwischen Kondensatoren zu verhindern.

Das US-Patent 5,818,313 zeigt ein ähnliches Filter, bei dem die Durchgangslöcher mit Kondensatoren C1 und C2 verbunden sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine monolithische LC-Komponente, wie ein Bandpaßfilter, das eine Mehrzahl von LC-Resonatoren aufweist, mit günstigen Eigenschaften zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine monolithische LC-Komponente gemäß Anspruch 1 gelöst.

Um die oben beschriebenen Probleme zu bewältigen, schaffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine kompakte monolithische LC-Komponente, bei der hohe Q-Charakteristika von Resonatoren erreicht werden können, während die Anforderungen an Schmalband-Filterungscharakteristika erfüllt werden.

Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt eine monolithische LC-Komponente ein monolithisches Element, das durch laminierte bzw. geschichtete Isolatorschichten definiert ist, eine Mehrzahl von elektromagnetisch gekoppelten LC-Resonatoren, von denen jeder durch eine Induktivität und einen Kondensator, die in dem monolithischen Element angeordnet sind, definiert ist, wobei die Induktivität durch Verbindungs-Durchgangslöcher in einer Richtung, in der die Isolatorschichten geschichtet sind, definiert ist, und einen Kopplungs-Einstellungs-Leiter, der durch Verbindungs-Durchgangslöcher in der Richtung, in der die Isolatorschichten geschichtet sind, definiert ist, wobei der Kopplungs-Einstellungs-Leiter zwischen mindestens zwei der benachbarten LC-Resonatoren angeordnet ist, um einen Kopplungskoeffizienten zwischen den benach barten LC-Resonatoren einzustellen und wobei der Kopplungs-Einstellungs-Leiter geerdet ist.

Wie oben erörtert, ist der Kopplungs-Einstellungs-Leiter, der durch Verbindungs-Durchgangslöcher in der Richtung, in der die Isolatorschichten geschichtet sind (in der Richtung der X-Achse), definiert ist, zwischen zwei benachbarten LC-Resonatoren angeordnet. Folglich kann die Gegeninduktivität zwischen den Induktivitäten der benachbarten LC-Resonatoren mit Hilfe des Kopplungs-Einstellungs-Leiters eingestellt werden, wodurch der Kopplungskoeffizient zwischen den benachbarten LC-Resonatoren verändert wird. Daher ist es möglich, den Kopplungskoeffizienten der benachbarten LC-Resonatoren zu hemmen, ohne den dazwischenliegenden Abstand erhöhen zu müssen. Dementsprechend müssen die LC-Resonatoren nicht an den Kanten der LC-Komponente positioniert sein. Infolgedessen können die Q-Charakteristika der LC-Resonatoren beibehalten werden.

Die Induktivitäten der benachbarten LC-Resonatoren, zwischen denen der Kopplungs-Einstellungs-Leiter positioniert ist, können durch eine Kopplungs-Einstellungs-Leiterstruktur, die an der Oberfläche (X-Y-Ebene) der Isolatorschicht angeordnet ist, elektrisch miteinander verbunden sein. Bei dieser Anordnung kann der Einstellbereich des Kopplungskoeffizienten erweitert werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine monolithische LC-Komponente gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine externe perspektivische Ansicht, die die monolithische LC-Komponente, die in 1 gezeigt ist, darstellt;
3 ein elektrisches Ersatzschaltbild, das die monolithische LC-Komponente, die in 1 gezeigt ist, darstellt;
4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine monolithische LC-Komponente gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 eine auseinandergezogenen perspektivische Ansicht, die eine an der monolithischen LC-Komponente, die in 4 gezeigt ist, vorgenommene Veränderung darstellt;
6 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine monolithische LC-Komponente gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine herkömmliche monolithische LC-Komponente darstellt; und
8 eine externe perspektivische Ansicht, die die monolithische LC-Komponente, die in 7 gezeigt ist, darstellt.
Monolithische LC-Komponenten der vorliegenden Erfindung sind nachstehend bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen mittels Darstellung von bevorzugten Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben.
Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben. 1 stellt die Konfiguration von einem monolithischen LC-Bandpaßfilter 41 dar, und die 2 und 3 sind eine externe perspektivische Ansicht bzw. ein elektrisches Ersatzschaltbild des Bandpaßfilters 41.
Das Bandpaßfilter 41 umfaßt vorzugsweise, wie es in 1 gezeigt ist, Isolatorlagen 42 bis 48, die mit Induktivitäts-Durchgangslöchern 50a bis 50d und 51a bis 51d versehen sind, Resonanzkondensatorstrukturen 53 und 54, eine Eingangskondensatorstruktur 55, eine Ausgangskondensatorstruktur 56, Abschirmstrukturen 57 und 58 und Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöcher 59a bis 59f. Die Isolatorlagen 42 bis 48 sind vorzugsweise durch Verkneten eines dielektrischen Keramikpulvers oder eines Magnetpulvers mit einem Haftmittel gebildet. Die Strukturen 53 bis 58 bestehen vorzugsweise aus mindestens einem aus der Gruppe ausgewählten Material, die Ag, Pd, Cu, Ni, Au oder Ag-Pd umfasst, oder aus einem anderen geeigneten Material und sind vorzugsweise mittels eines Verfahrens wie Drucken, Zerstäuben oder Aufbringen oder eines anderen geeigneten Verfahren gebildet. Die Induktivitäts-Durchgangslöcher 50a bis 51d und die Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöcher 59a bis 59f sind in den erwünschten Konfigurationen durch Lochen der Isolatorlagen 42 bis 47 mit Hilfe einer Form oder eines Laser und durch Füllen der Löcher mit einem leitfähigen Material wie z. B. Ag, Pd, Cu, Ni, Au oder Ag-Pd oder einem anderen geeigneten Material gebildet.
Die Induktivitäts-Durchgangslöcher 50a bis 50d und 51a bis 51d sind in der Richtung, in der die Isolatorlagen 44 bis 48 geschichtet sind (in der Richtung der Z-Achse), miteinander verbunden, wodurch die säulenförmigen Induktivitäten L1 bzw. L2 gebildet sind. Das heißt, die axiale Richtung der Induktivitäten L1 und L2 ist im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche (X-Y-Ebene) der Isolatorlagen 44 bis 48. Durch Einstellen der Dicke der Isolatorlage 47 können die Induktivitätswerte der Induktivitäten L1 und L2 verändert werden. Bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Isolatorlage 47 aufgrund der Kapazitätswerte eines Eingangskondensators C3 und eines Ausgangskondensators C4 (nachstehend erläutert) dicker als die Isolatorlagen 44 und 45. Wenn jedoch der Eingangskondensator C3 und der Ausgangskondensator C4 geringere Kapazitätswerte aufweisen oder wenn die Isolatorlagen 44 und 45 größere Dielektrizitätskonstanten aufweisen, sollten die Abstände zwischen den Resonanzkondensatorstrukturen 53 und 54 und der Eingangskondensatorstruktur 55 bzw. der Ausgangskondensatorstruktur 56 größer sein. In diesem Fall sind die Isolatorlagen 44 und 45 dicker als die Isolatorlage 47. Die Isolatorlage 47 kann als einzelne dicke Lage gebildet sein oder durch Schichten bzw. Laminieren einer Mehrzahl von dünnen Lagen, wie z. B. der Isolatorlagen 44 und 45, gebildet sein.
Ein Ende (Durchgangsloch 50d oder 51d) von jedem der Induktivitäten L1 und L2 ist mit der Abschirmstruktur 58 verbunden und durch diese kurzgeschlossen. Die anderen Enden (Durchgangslöcher 50a und 51a) der Induktivitäten L1 und L2 sind mit den Resonanzkondensatorstrukturen 53 bzw. 54 verbunden. Wenn ein Strom in die Induktivität L1 oder L2 fließt, wird ein Magnetfeld um die Induktivität L1 oder L2 erzeugt, um in der Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung der Induktivität L1 oder L2 ist, zu zirkulieren.
Die Resonanzkondensatorstrukturen 53 und 54 sind auf der X-Y-Ebene der Isolator 44 angeordnet und sind der Abschirmstruktur 57 zugewandt, wobei die Isolatorlagen 42 und 43 dazwischen angeordnet sind, wodurch die Resonanzkondensatoren C1 bzw. C2 definiert sind. Die Resonanzkondensatorstruktur 53 ist mit einem Ende (Durchgangsloch 50a) der Induktivität L1 verbunden. Die Induktivität L1 und der Kondensator C1 definieren einen LC-Resonator Q1. Die Resonanzkondensatorstruktur 54 ist direkt mit einem Ende (Durchgangsloch 51a) der Induktivität L2 verbunden. Die Indukti vität L2 und der Kondensator C2 definieren einen LC-Resonator Q2. Zwischen den Induktivitäts-Durchgangslöchern 50a bis 50d bzw. 51a bis 51d ist eine Gegeninduktivität definiert, wodurch die Resonatoren Q1 und Q2 magnetisch gekoppelt sind.
Die Eingangskondensatorstruktur 55 erstreckt sich zur linken Seite der Lage 46, während die Ausgangskondensatorstruktur 56 sich zur rechten Seite der Lage 46 erstreckt. Die Eingangskondensatorstruktur 55 und die Ausgangskondensatorstruktur 56 sind den Resonanzkondensatorstrukturen 53 bzw. 54 zugewandt, wobei die Isolatorlagen 44 und 45 dazwischen angebracht sind, wodurch der Eingangskondensator C3 bzw. der Ausgangskondensator C4 definiert sind.
Die Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöcher 59a bis 59f sind jeweils im wesentlichen in der Mitte der Isolatorlagen 42 bis 47 angeordnet und in der Richtung, in der die Isolatorlagen 42 bis 47 geschichtet sind (in der Richtung der Z-Achse) miteinander verbunden, wodurch ein säulenförmiger Kopplungs-Einstellungs-Leiter 59 definiert ist. Der säulenförmige Kopplungs-Einstellungs-Leiter 59 ist zwischen und im wesentlichen parallel zu den säulenförmigen Induktivitäten L1 und L2 in der Richtung der Z-Achse angeordnet. Ein Ende (Durchgangsloch 59f) des säulenförmigen Kopplungs-Einstellungs-Leiters 59 ist mit der Abschirmstruktur 58 verbunden, während das andere Ende (Durchgangsloch 59a) mit der Abschirmstruktur 57 verbunden ist. Wie bei den Induktivitäts-Durchgangslöchern 50a bis 50d und 51a bis 51d, ist bei den Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöchern 59a bis 59f die Länge D1 größer als die Breite D2 im Querschnitt. Zum Beispiel betragen D1 ca. 1,2 mm und D2 ca. 0,2 mm.
Die Abschirmstrukturen 57 und 58 sind derart angeordnet, um einen großen Bereich (X-Y-Ebene) der Isolatorlagen 42 bzw. 48 zu belegen. Die LC-Resonatoren Q1 und Q2 sind zwischen den Abschirmstrukturen 57 und 58 angeordnet.
Die Isolatorlagen 42 bis 48 sind in der Reihenfolge geschichtet, wie sie in 1 gezeigt ist, und Schutzisolatorlagen sind an der oberen Oberfläche der Isolatorlage 42 und der unteren Oberfläche der Isolatorlage 48 vorgesehen. Dann werden die Isolatorlagen 42 bis 48 mit den Schutzlagen integral bzw. einstöckig gebrannt, wodurch ein monolithisches Element 60, das in 2 gezeigt ist, erzeugt wird (z. B. L = 5 mm, W = 4 mm und H = 2 mm). Ein Eingangsanschluß P1 bzw. ein Ausgangsanschluß P2 sind an der linken Oberfläche und der rechten Oberfläche des monolithischen Elements 60 angeordnet. Masseanschlüsse G1 bzw. G2 sind an der nahen Oberfläche und der fernen Oberfläche des monolithischen Elementes 60 angeordnet. Die Eingangskondensatorstruktur 55 ist mit dem Eingangsanschluß P1 verbunden, während die Ausgangskondensatorstruktur 56 mit dem Ausgangsanschluß P2 verbunden ist. Die Abschirmstrukturen 57 und 58 sind mit den Masseanschlüssen G1 und G2 verbunden.
Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten Bandpaßfilter 41 ist der säulenförmige Kopplungs-Einstellungs-Leiter 59, der durch die Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöcher 59a bis 59f definiert ist, zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 angeordnet. Es ist somit möglich, die Gegeninduktivität M zwischen den säulenförmigen Induktivitäten L1 und L2 der LC-Resonatoren Q1 und Q2 mittels des Kopplungs-Einstellungs-Leiters 59 einzustellen. Infolgedessen kann der Kopplungskoeffizient zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 verändert werden. Das heißt, daß bei dem Bandpaßfilter 41, das gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, der Kopplungs-Einstellungs-Leiter 59 in einem im Querschnitt länglichen Aufbau angeordnet ist, wie es in 1 gezeigt ist, wodurch der magnetische Kopplungskoeffizient zwischen den säulenförmigen Induktivitäten L1 und L2 der LC-Resonatoren Q1 bzw. Q2 erheblich verringert wird.
Dementsprechend kann der Kopplungskoeffizient zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 gehemmt werden, ohne den Abstand zwischen ihnen erhöhen zu müssen. Folglich müssen die LC- Resonatoren Q1 und Q2 nicht an den Kanten des Bandpaßfilters 41 angeordnet sein. Infolgedessen können die Q-Charakteristika der LC-Resonatoren Q1 und Q2 beibehalten werden.
Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
4 stellt die Konfiguration eines Bandpaßfilters 71 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels dar. Bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie es in 4 gezeigt ist, ist anstelle des Kopplungs-Einstellungs-Leiters 59 des Bandpaßfilters 41 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in 1 gezeigt ist, ein Kopplungs-Einstellungs-Leiter 72 mit einem kleinen, im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt vorgesehen. Der Kopplungs-Einstellungs-Leiter 72 ist dadurch definiert, daß die Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöcher 72a bis 72f im wesentlichen jeweils in der Mitte der Isolatorlagen 42 bis 47 vorgesehen sind, und daß diese in der Richtung, in der die Isolatorlagen 42 bis 47 geschichtet sind (in der Richtung der Z-Achse) miteinander verbunden sind. In 4 sind die Elemente, die mit denen, die in 1 gezeigt sind, identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erläuterung derselben wird daher ausgelassen. Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten monolithischen Bandpaßfilter 71 kann der Kopplungskoeffizient zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 um einen kleinen Betrag unterdrückt werden, da der Querschnittsaufbau des Kopplungs-Einstellungs-Leiters 72 ein kleiner Kreis ist. Das heißt, der Kopplungskoeffizient zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 kann in kleinen Inkrementen eingestellt werden.
Die Anzahl und die Positionen der Kopplungs-Einstellungs-Leiter kann verändert werden. Zum Beispiel kann das Bandpaßfilter 71, wie es in 5 gezeigt ist, zu einem Bandpaßfilter 71A modifiziert werden, der mit zwei säulenförmi gen Kopplungs-Einstellungs-Leitern 82 und 83 versehen ist, die jeweils durch Verbinden von Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöchern 82a bis 82f und 83a bis 83f definiert sind. Bei dieser Anordnung kann der Kopplungskoeffizient zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 verändert werden.
6 stellt den Aufbau eines Bandpaßfilter 90 gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. In 6 sind die Elemente, die mit denen, die in 1 gezeigt sind, gleich sind, durch gleichartige Bezugszeichen angegeben, und eine Erläuterung derselben wird daher ausgelassen. Bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Isolatorlagen 91, 92 und 93 anstelle der Isolatorlage 47 des Bandpaßfilters 1 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in 1 gezeigt ist, verwendet.
An den Isolatorlagen 91 bis 93 sind jeweils die Induktivitäts-Durchgangslöcher 50d bis 50f und 51d bis 51f und Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöcher 59f bis 59h vorgesehen. An der Oberfläche der Isolatorlage 92 sind auf der X-Y-Ebene zwei Kopplungs-Einstellungs-Leiterstrukturen 96 und 98 zur elektrischen Verbindung der Induktivitäts-Durchgangslöcher 50e und 51e angeordnet, um das Kopplungs-Einstellungs-Durchgangsloch 59g zu umgeben.
Beim Bandpaßfilter 90 können die Positionen der Kopplungs-Einstellungs-Leiterstrukturen 96 und 98 verändert werden. Zum Beispiel können die Kopplungs-Einstellungs-Leiterstrukturen 96 und 98 entlang der Dicke des Filters 90 positioniert werden, wodurch der Kopplungskoeffizient zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 variiert wird. Insbesondere können die Kopplungs-Einstellungs-Leiterstrukturen 96 und 98 in Richtung zu den Resonanzkondensatorstrukturen 53 und 54, in der Richtung, in der die Isolatorlagen 44 bis 48 geschichtet sind, verschoben werden, wodurch der Kopplungskoeffizient zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 erhöht wird. Umgekehrt können die Kopplungs-Einstellungs-Leiterstruk turen 96 und 98 in Richtung zu der Abschirmstruktur 58 verschoben werden, wodurch der Kopplungskoeffizient zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 verringert wird. Infolgedessen kann der Einstellbereich des Kopplungskoeffizienten zwischen den LC-Resonatoren Q1 und Q2 erweitert werden.
Die monolithischen LC-Komponenten der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorhergehenden bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt, und es können im Sinne und innerhalb des Schutzbereiches der beigefügten Ansprüche verschiedene Abänderungen vorgenommen werden.
Die LC-Komponenten umfassen nicht nur Bandpaßfilter, sondern auch Tiefpaßfilter, Hochpaßfilter, einen Duplexer, der durch eine Kombination aus Bandpaßfiltern definiert ist, und einen Duplexer, der durch eine Kombination aus verschiedenen Typen von Schaltungen definiert ist, wie z. B. aus einem Tiefpaßfilter, einem Hochpaßfilter und einem Sperrkreis. Die LC-Komponenten umfassen auch einen Triplexer und einen Multiplexer, die eine Mehrzahl von eingebauten Filtern in einem einzigen monolithischen Element oder ein eingebautes Filter und eine andere Art von Schaltung aufweisen. Ein Koppler mit einem eingebauten Bandpaßfilter, in dem eine Kopplungsleitung entlang der Schichtung der Isolatorschichten gemäß den säulenförmigen Induktivitäten, die durch Durchgangslöcher definiert sind, vorgesehen ist, kann ebenfalls verwendet werden.
Obwohl bei dem vorhergehenden bevorzugten Ausführungsbeispiel die Induktivitäts-Durchgangslöcher 50a bis 50d und 51a bis 51d säulenförmige Induktivitäten definieren, die im Querschnitt eine längliche Form aufweisen, können sie aufgebaut sein, um wie beim Kopplungs-Einstellungs-Leiter 72 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels (4) eine im wesentlichen zylindrische Form aufzuweisen. Alternativ können die Induktivitäten, die durch Induktivitäts-Durchgangslöcher definiert sind, im wesentlichen zylind risch sein, und die Kopplungs-Einstellungs-Leiter können im Querschnitt länglich sein.
Die Abschirmstruktur kann durch nur die obere Oberfläche oder nur die untere Oberfläche des monolithischen Elementes geformt sein. Die Anzahl der LC-Resonatoren ist nicht auf zwei beschränkt, und es können mehr LC-Resonatoren vorgesehen sein. Ein Kopplungs-Einstellungs-Leiter muß nicht unbedingt zwischen den gesamten LC-Resonatoren vorgesehen sein. Der Querschnittsaufbau, die Anzahl, die Länge und die Position der Kopplungs-Einstellungs-Leiter können verändert werden, wobei in diesem Fall der Kopplungskoeffizient zwischen den LC-Resonatoren eingestellt werden kann.
Die Kopplungs-Einstellungs-Leiterstrukturen 96 und 98, die bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet werden, können eine erwünschte Form, wie z. B. eine gerade Linie, eine V-Form oder einen Bogen, aufweisen, solange sie die Induktivitäts-Durchgangslöcher 50e und 51e verbinden.
Jedoch fließt in der Kopplungs-Einstellungs-Leiterstruktur 96 oder 98 ein Kopplungsstrom, und dieser kann in einer Ecke des winkelförmigen (V-förmigen) Kopplungs-Einstellungs-Leiters 96 oder 98 reflektiert werden. Dementsprechend weisen die Kopplungs-Einstellungs-Leiterstrukturen 96 und 98 vorzugsweise eine glatte Form auf, wie z. B. eine Bogenform.
Bei den vorhergehenden bevorzugten Ausführungsbeispielen werden die Isolatorlagen, die mit Leiterstrukturen und Durchgangslöchern versehen sind, geschichtet und anschließend integral gebrannt. Es können jedoch auch vorgebrannte Isolatorlagen verwendet werden.
Alternativ kann eine LC-Komponente nach dem nachstehenden Verfahren gefertigt werden. Eine Isolatorschicht kann mittels Hilfe eines pastenartigen Isoliermaterials durch Drucken gebildet werden, und dann kann ein pastenartiges Lei termaterial auf die Oberfläche der Isolatorschicht aufgetragen werden, wodurch die Leiterstrukturen und Durchgangslöcher definiert werden. Anschließend kann ein pastenartiges Isoliermaterial auf die Leiterstrukturen und die Durchgangslöcher aufgetragen werden, wodurch eine weitere Isolatorschicht definiert wird. In ähnlicher Weise können das pastenartige Isoliermaterial und das pastenartige Leitermaterial abwechselnd aufgetragen werden, wodurch eine monolithische LC-Komponente definiert wird.

Claims

Monolithische LC-Komponente (41;71;71A;90) mit folgenden Merkmalen: einem monolithischen Element (60), das geschichtete Isolatorschichten (42–48; 91–93)) und Durchgangslöcher ( 50a–50f, 51a-51f, 59a–59h; 72a–72f; 82a–82f, 83a–83f) umfaßt, die in dem monolithischen Element (60j gebildet sind; einer Mehrzahl von elektromagnetisch gekoppelten LC-Resonatoren (Q1, Q2), wobei jeder von der Mehrzahl von LC-Resonatoren (Q1, Q2) durch eine Induktivität (L1, L2) und einen Kondensator (C1, C2), die in dem monolithischen Element (41; 71; 71A; 90) angeordnet sind, definiert ist, wobei die Induktivität (L1, L2) durch eine erste Gruppe der Durchgangslöcher (50a–50f, 51a–51f) definiert ist, die in einer Richtung, in der die Isolatorschichten (42–48; 91–93) geschichtet sind, verbunden sind; und einem Kopplungs-Einstellungs-Leiter (59; 72; 82, 83), der durch eine zweite Gruppe der Durchgangslöcher (59a–59h; 72a–72f; 82a–82f, 83a–83f) definiert ist, die in der Richtung, in der die Isolatorschichten (42–48; 91–93) geschichtet sind, verbunden sind, wobei der Kopplungs-Einstellungs-Leiter (59; 72; 82, 83), zwischen mindestens zwei der benachbarten Induktoren von jedem LC-Resonator (Q1, Q2) angeordnet ist, um einen Kopplungskoeffizienten zwischen den benachbarten LC-Resonatoren (Q1, Q2) einzustellen, wobei der Kopplungs-Einstellungs-Leiter (59; 72; 82, 83) geerdet ist.
Eine monolithische LC-Komponente (90) gemäß Anspruch 1, die ferner eine Kopplungs-Einstellungs-Leiterstruktur (96, 98) aufweist, die an einer Ober fläche der Isolatorschicht (92) angeordnet ist, wobei die Induktivitäten (L1, L2) der zwei benachbarten LC-Resonatoren (Q1, Q2), zwischen denen der Kopplungs-Einstellungs-Leiter (59) angeordnet ist, durch die Kopplungs-Einstellungs-Leiterstruktur (96, 98) elektrisch miteinander verbunden sind.
Eine monolithische LC-Komponente (41; 71; 71A; 90) gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner Resonanzkondensatorstrukturen (53, 54), eine Eingangskondensatorstruktur (55), eine Ausgangskondensatorstruktur (56) und eine Abschirmstruktur (57, 58) aufweist.
Eine monolithische LC-Komponente (41; 71; 71A; 90) gemäß Anspruch 1, bei der die Induktivitäts-Durchgangslöcher (50a–50f, 51a–51f) miteinander verbunden sind, um säulenförmige Induktivitäten (L1, L2) zu definieren.
Eine monolithische LC-Komponente (41; 71; 71A; 90) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der eine der geschichteten Isolatorlagen (42–48; 91–93) dicker ist als die anderen der geschichteten Isolatorlagen (42–48; 91–93).
Eine monolithische LC-Komponente (41; 71; 71A; 90) gemäß Anspruch 3, bei der die Eingangskondensatorstruktur (55) sich zur linken Seite des monolithischen Elementes (60) erstreckt und die Ausgangskondensatorstruktur (56) sich zur rechten Seite des monolithischen Elements (60) erstreckt.
Eine monolithische LC-Komponente (71; 71A) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Kopplungs-Einstellungs-Leiter (72; 82, 83) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Eine monolithische LC-Komponente (41; 71; 71A; 90) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Kopplungs-Einstellungs-Leiter (59; 72; 82, 83) durch Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöcher (59a–59h; 72a–72f; 82a–82f, 83a–83f) definiert ist, die miteinander verbunden sind und im wesentlichen in der Mitte der geschichteten Isolatorschichten (42–48; 91–93) angeordnet sind.
Eine monolithische LC-Komponente (90) gemäß Anspruch 1, die ferner zwei Kopplungs-Einstellungs-Leiterstrukturen (96, 98) aufweist, die angeordnet sind, um die Induktivitäts-Durchgangslöcher (50a–50f, 51a–51f) elektrisch miteinander zu verbinden, um die Kopplungs-Einstellungs-Durchgangslöcher (59a–59h) zu umgeben.
Eine monolithische LC-Komponente (41; 71; 71A; 90) gemäß Anspruch 1, bei der die monolithische LC-Komponente (41; 71; 71A; 90) ein Bandpaßfilter, ein Tiefpaßfilter, ein Hochpaßfilter, ein Duplexer, ein Triplexer oder ein Multiplexer ist.