CN1374755A - 层叠型介质谐振器及层叠型介质滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在抑制因谐振电极与内层接地电极重叠状态偏移而导致的特性变动,提高层叠型介质滤波器等的成品率并使之小型化。在位于谐振电极16与一侧的内层接地电极18之间的介质层内,谐振电极16的开路端部分与一侧的内层接地电极18之间的重叠部分22中有一部分被设为空间24;在位于谐振电极16与另一侧的内层接地电极20之间的介质层内,谐振电极16的开路端部分与另一侧的内层接地电极20之间的重叠部分26中有一部分被设为空间28;而且,在空间24与28内分别充填其介电常数高于所述介质层的介电常数的高介电常数材料30。
Description
技术领域
本发明涉及用以构成数百MHz～数GHz频带上的谐振电路的层叠型介质谐振器及层叠型介质滤波器，具体涉及可抑制制造偏差、实现层叠型介质滤波器等的小型化并提高其生成成品率的层叠型介质谐振器及层叠型介质滤波器。
技术背景
近来，随着便携式电话等无线通信系统的多样化，对层叠型介质滤波器的小型化、低耗损化方面的要求日益强烈。
为了实现层叠型介质滤波器的小型化，必须使谐振器(谐振电极)体积减小。
以往，一般采用在谐振电极开路端附加电容量的方法，特别是采用如图10所示的方法，在层叠型介质滤波器200上，在表面形成接地电极202的介质衬底204内形成谐振电极206的同时，形成多个内层接地电极208与210，让多个这种内层接地电极208与210将谐振电极206的开路端206a夹在其中。
如此，长期以来，通过将谐振电极206的开路端的一部分和介质层夹于其中的重叠配置的内层接地电极208与210，改变谐振器的阻抗，以求实现谐振器的小型化；但是，越是小型化，谐振电极206的开路端的一部分跟内层接地电极208与210的重叠面积便越小。因此，为了减小谐振器的阻抗，特别是开路端的阻抗，必须减少在谐振电极206和内层接地电极208与210之间的介质层的厚度。
而且，在上述重叠面积减小的情况下，如在谐振电极206跟内层接地电极208与210之间存在层叠偏移，就会使谐振电极206跟内层接地电极208与210之间的电容量有很大的改变，于是便产生了会因制造偏差导致器件特性变动的问题。
发明内容
本发明针对解决上述问题而形成，旨在提供可抑制因谐振电极与内层接地电极的重叠状态偏移而导致的特性变动的、可提高层叠型介质滤波器等的成品率的层叠型介质谐振器及层叠型介质滤波器。
本发明的层叠型介质谐振器的特征在于：在多个介质层层叠构成的介质衬底内设有内层接地电极与谐振电极，在所述介质衬底内，所述谐振电极的开路端部分与所述内层接地电极之间的重叠部分处有一部分的介电常数高于其他部分的介电常数。
谐振电极与内层接地电极之间的电容值，由所述谐振电极的开路端与所述内层接地电极之间的重叠部分处的一部分决定，因此即使谐振电极与内层接地电极的重叠状态有偏移，也只是改变低介电常数部分上的重叠面积而已，谐振电极与内层接地电极之间的电容值变化很小。
换言之，在本发明的层叠型介质谐振器中，可以抑制谐振电极与内层接地电极的重叠偏移而导致的特性变动，从而可以改善层叠型介质滤波器等的制造成品率。
也可以在上述结构中，在所述介质衬底内的所述谐振电极的开路端部分与所述内层接地电极之间的重叠部分处的一部分中设置空间，在所述空间内充填其介电常数高于设置在所述谐振电极与所述内层接地电极之间的介质层的材料。
由此，可以在所述介质衬底内以简单的结构实现，使所述谐振电极的开路端与所述内层接地电极之间的重叠部分处有一部分的介电常数高于其他部分的介电常数。
这种场合，可以让所述材料的一端跟所述谐振电极接触或者靠近，让其另一端跟所述内层接地电极接触或者靠近。
并且，本发明的特征在于：在多个介质层层叠构成的介质衬底内的具有谐振电极与其他电极的层叠型介质滤波器中，所述介质衬底内的所述谐振电极的开路端与所述其他电极之间的重叠部分处有一部分的介电常数高于其他部分的介电常数。
由此，可以抑制因谐振电极与其他电极的重叠状态偏移导致的特性变动，提高层叠型介质滤波器的成品率。
在上述结构中，所述其他电极可以是内层接地电极。并且，当形成多个所述谐振电极时，设有用以调整所述介质衬底内的所述谐振电极之间耦合度的耦合调整电极的场合，所述其他电极也可以是耦合调整电极。
并且，当形成多个所述谐振电极时，在所述介质衬底内所述多个谐振电极中，形成了用以经由电容耦合输入侧的谐振电极与输入端子的输入用电极和经由电容耦合输出侧的谐振电极与输出端子的输出用电极的场合，所述其他电极也可以是所述输入用电极和/或输出用电极。
附图说明
图1是显示本发明实施例的层叠型介质谐振器结构的纵向剖面图。
图2是显示本发明实施例的层叠型介质谐振器结构的分解透视图。
图3是显示本发明实施例的层叠型介质谐振器结构的平面图。
图4是显示本发明实施例的层叠型介质谐振器的变形例结构的纵向剖面图。
图5是显示本发明实施例的层叠型介质滤波器结构的透视图。
图6是显示本发明实施例的层叠型介质滤波器结构的分解透视图。
图7是显示本发明实施例的层叠型介质滤波器的第一变形例结构的分解透视图。
图8是显示本发明实施例的层叠型介质滤波器的第二变形例结构的分解透视图。
图9是显示本发明实施例的层叠型介质滤波器的第三变形例结构的分解透视图。
图10是显示传统的层叠型介质谐振器结构的纵向剖面图。
(符号说明)
10——层叠型介质谐振器 12——接地电极
14——介质衬底 16、16A、16B——谐振电极
16a——开路端
18、18A、18B、20、20A、20B——内层接地电极
22、26——重叠部分 24、28——空间
30——材料
100、100a～100c——层叠型介质滤波器
具体实施方式
以下参照图1～图9说明本发明的层叠型介质谐振器及层叠型介质滤波器的实施例。
本实施例的层叠型介质谐振器10，如图1与图2所示，由多个介质层(S1～S7：见图2)层叠、烧结成一体，含有在其表面形成接地电极12的介质衬底14，在介质衬底14内形成谐振电极16与多个内层接地电极18与20。
在图2所示的例子中，第四介质层S4的一主面上形成谐振电极16，在第二与第六介质层S2与S6的各一主面上分别形成内层接地电极18与20。
在谐振电极16采用1/4波长谐振电极的场合，如图1所示，采用使谐振电极16一侧的端部跟接地电极12短路的结构，在介质衬底14的侧面谐振电极16露出的面上形成接地电极12。
这种场合，通过经由内层接地电极18与20使谐振电极16的开路端16a跟接地电极12电容耦合，可使谐振电极16的电长度缩短，这有助于层叠型介质谐振器10的小型化。
又，在本实施例的层叠型介质谐振器10中，如图1～图3所示，在谐振电极16与其一侧的内层接地电极18之间设置的第二与第三介质层S2与S3中，谐振电极16的开路端部分与一侧的内层接地电极18之间的重叠部分22(图3中斜向虚线区域表示的部分)中有一部分被设置为空间24；在谐振电极16与其另一侧的内层接地电极20之间设置的第四与第五介质层S4与S5中，谐振电极16的开路端部分与另一侧的内层接地电极20之间的重叠部分26中的一部分被设置为空间28；进而在空间24与28内分别充填其介电常数高于所述第二～第五介质层S2～S5的材料30。例如，当第二～第五介质层S2～S5的介电常数被设定为7或25时，材料30的介电常数则被选定为80。
此处，谐振电极16跟内层接地电极18与20之间的电容值，由谐振电极的开路端部分与内层接地电极18与20之间的重叠部分22与26的面积、厚度及介电常数决定。本实施例中，由于在重叠部分22与26中的一部分(空间24与28)中分别充填了高介电常数的材料30，谐振电极16跟内层接地电极18与20之间的电容值等于存在所述材料30的部分的电容值与没有所述材料30的部分的电容值之和。
在这两个电容值中，由于采用了具有高介电常数的材料，存在所述材料30的部分的电容值要高于没有所述材料30的部分的电容值。结果，总电容量为存在所述材料30的部分的电容值所支配。
在谐振电极16跟内层接地电极18与20的重叠状态发生偏移的场合，几乎只是位于低介电常数部分的重叠面积发生变动而已。因此，即使谐振电极16跟内层接地电极18与20的重叠状态有变化，存在所述材料30的部分的电容值几乎没有改变，致使谐振电极16跟内层接地电极18与20之间的电容值变化很小。
如此，本实施例的层叠型介质谐振器10中，可以抑制因谐振电极16跟内层接地电极18与20的重叠状态发生偏移造成的特性变动，从而可以提高层叠型介质滤波器等的成品率。
如图1所示，上述实施例是将具有高介电常数的材料30充填到分别跟内层接地电极18与20以及谐振电极16接触的例子，但是，如图4所示，也可将具有高介电常数的材料30充填到分别跟内层接地电极18与20以及谐振电极16靠近的程度。
接着，参照图5说明用上述的本实施例的层叠型介质谐振器10形成具有双排结构的层叠型介质滤波器100。
该层叠型介质滤波器100，如图5所示，由多个介质层(S1～S9：见图6)层叠、烧结成一体，且有其表面形成接地电极12的介质衬底14，在介质衬底14内形成两个谐振电极16A与16B。
并且，在介质衬底14的表面的一侧形成输入端子102，在另一侧形成输出端子104。又，在输入端子102与接地电极12之间以及输出端子104与接地电极12之间分别设置用以绝缘的区域(介质衬底14露出的部分)106与108。
在分别将谐振电极16A与16B设定为1/4波长的谐振电极的场合，采用这样的结构：在介质衬底14的侧面内谐振电极16A与16B露出的面上形成接地电极12，使谐振电极16A与16B的一端跟接地电极12短接。
然后，如图6所示，在第三介质层S3的一主面上，在含有谐振电极16A与16B的各开路端的位置处分别平面地形成内层接地电极18A与18B，进而再形成用以调整谐振电极16A与16B之间的耦合度的耦合调整电极110。
在第五介质层S5的一主面上，形成两个谐振电极16A与16B，其中输入侧的谐振电极16A经由引线电极112跟输入端子102(见图5)连接，输出侧的谐振电极16B经由引线电极114跟输出端子104(见图5)连接。
并且，在第七介质层S7的一主面上，在含有谐振电极16A与16B的各开路端的位置处分别平面地形成内层接地电极20A与20B。
然后，在该层叠型介质滤波器100的第三与第四介质层S3与S4内，在各谐振电极16A与16B的开路端部分和与它们对应的位于一侧的各内层接地电极18A与18B之间的重叠部分中各有一部分被设置成空间，在这些空间中分别充填其介电常数高于第三与第四介质层S3与S4的高介电常数材料30。
并且，在第五与第六介质层S5与S6内，在各谐振电极16A与16B的开路端部分和与它们对应的位于一侧的各内层接地电极20A与20B之间的重叠部分中各有一部分被设置成空间，在这些空间中分别充填其介电常数高于第五与第六介质层S5与S6的高介电常数材料30。
这种双排结构的层叠型介质滤波器100，由于利用上述的本实施例的层叠型介质谐振器10来构成，可以抑制该层叠型介质滤波器100的制造偏差，实现层叠型介质滤波器100的小型化并提高其成品率。
接着，参照图7～图9就所述层叠型介质滤波器100的若干变形例进行说明。
第一变形例的层叠型介质滤波器100a，如图7所示，具有跟上述层叠型介质滤波器100大致相同的结构；但是，此例中，在第四介质层S4的一主面上形成用以经由电容耦合输入侧谐振电极16A与输入端子102的输入用电极116和用以经由电容耦合输出侧谐振电极16B与输出端子104的输出用电极118，这不同于在第六介质层S6的一主面上形成耦合调整电极110的情况。
第二变形例的层叠型介质滤波器100b，如图8所示，具有跟上述第一变形例的层叠型介质滤波器100a大致相同的结构，但是，存在如下的不同点。
也就是，在各谐振电极16A与16B和耦合调整电极110之间的第五介质层S5内，在各谐振电极16A与16B和耦合调整电极110之间的重叠部分中各有一部分分别被设置为空间，在这些空间中分别充填其介电常数高于所述第五介质层S5的高介电常数材料30。
第三变形例的层叠型介质滤波器100c，如图9所示，具有跟上述第一变形例的层叠型介质滤波器100a大致相同的结构，但是，存在如下的不同点。
也就是，在各谐振电极16A与16B和输入用电极116与输出用电极118之间设置的第四介质层S4内，输入侧谐振电极16A与输入用电极116之间的重叠部分中的一部分和输出侧谐振电极16B与输出用电极118之间的重叠部分中有一部分分别被设置为空间，在这些空间中分别充填其介电常数高于第四介质层S4的高介电常数材料30。
跟上述的本实施例的层叠型介质滤波器100相同，采用上述的第一～第三变形例的层叠型介质滤波器100a～100c，也可以抑制该层叠型介质滤波器100a～100c的制造偏差，实现层叠型介质滤波器100a～100c的小型化并提高其成品率。
上述各例描述了，将本实施例的层叠型介质谐振器10用于双排结构的层叠型介质滤波器100、100a～100c的情况，但是，虽然未作图示，该层叠型介质谐振器10还适用于三排结构的层叠型介质滤波器或四排以上结构的层叠型介质滤波器。
再有，本发明的层叠型介质谐振器及层叠型介质滤波器并不限于上述的实施例，不言而喻，只要不偏离本发明的要点，它们可以采用各种各样的结构。
(发明的效果)
综上所述，本发明的层叠型介质谐振器及层叠型介质滤波器，可以抑制谐振电极与内层接地电极的重叠状态偏移而导致的特性变动，可以改善层叠型介质滤波器等的成品率并使之小型化。
Claims (7)
1.一种层叠型介质谐振器，它包含设于由多个介质层层叠而成的介质衬底内的内层接地电极与谐振电极；其特征在于：
所述介质衬底内，所述谐振电极的开路端部分与所述内层接地电极之间的重叠部分中有一部分其介电常数高于其他部分的介电常数。
2.如权利要求1所述的层叠型介质谐振器，其特征在于：
在所述介质衬底内，所述谐振电极的开路端部分与所述内层接地电极之间的重叠部分中有一部分被设为空间；
在所述空间内，充填其介电常数高于设置在所述谐振电极与所述内层接地电极之间的介质层的介电常数的材料。
3.如权利要求2所述的层叠型介质谐振器，其特征在于：
所述材料的一端接触或靠近所述谐振电极，其另一端接触或靠近所述内层接地电极。
4.一种层叠型介质滤波器，它包含设于由多个介质层层叠而成的介质衬底内的谐振电极与其他电极，其特征在于：
在所述介质衬底内，所述谐振电极的开路端部分与所述其他电极之间的重叠部分中有一部分其介电常数高于其他部分的介电常数。
5.如权利要求4所述的层叠型介质滤波器，其特征在于：
所述其他电极为内层接地电极。
6.如权利要求4所述的层叠型介质滤波器，其特征在于：
当形成多个所述谐振电极时，在设有用以调整所述介质衬底内的所述各谐振电极之间耦合度的耦合调整电极的场合，所述其他电极为耦合调整电极。
7.如权利要求4所述的层叠型介质滤波器，其特征在于：
当形成多个所述谐振电极时，在所述介质衬底内所述多个谐振电极中设有用以经由电容耦合输入侧谐振电极与输入端子的输入用电极，以及经由电容耦合输出侧谐振电极与输出端子的输出用电极的场合，所述其他电极为所述输入用电极和/或输出用电极。
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