フィルタの技術動向 フィルタの設計例一般的な 2.4GHz 帯の積層フィルタの特性例および製品外観を図 2に示します 製品サイズは mmに収めて 妨害波の阻止が求められる.7-2GHz 近辺はトラップ制御技術を用いてフィルタの減衰特性を確保しています 今後 ますます新しい無線の機能が端

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1 Special Topic2 ユビキタスを支える 近年 ノート PC などでの無線 LAN 搭載や 携帯電話等の Bluetooth や地上波デジタル放送などを搭載した機器も多く見られるようになってきました 今後も無線通信および放送の技術はさらに進化を続け それを支える無線系部品も含めた無線市場は さらに拡大していくと考えられています そうしたユビキタス社会の中で 通信システムを構成する主要な IC や受動部品等の無線系部品の高性能化 小型化 低価格化が不可欠となっています 今回 その無線系部品の中で キーとなるフィルタに関してのプロセスや現状の当社のラインナップや設計に当たっての技術留意点などを中心にご説明いたします 積層フィルタの材料 積層フィルタのプロセス 数百 MHz ~ 数 GHz 帯で使われる積層セラミックフィルタは Ag や Cu などの低 積層フィルタなどの無線系セラミック部品は 図 のようなプロセスで作られてお 抵抗率の導体材料と誘電体材料より作ら り 検査工程を除き積層インダクタなどの れており 導体材料は Ag 系の材料が主に使われています 積層部品と同様な工程で作ることが可能です フィルタ特性は 材料誘電率 誘電 つぎに 誘電体材料は Ag 導体を内蔵 体層厚み 印刷 積層 カット および するため コンデンサで使われる 300 以上で焼成する誘電体材料でなく 900 焼成時の材料収縮などの工程精度より大きく影響するため 安定した生産性と信頼性 程度で焼成できるいわゆる LTCC(Low を持った商品を低価格供給するためには Temperature Cofire Ceramics: 低温焼成基板 ) 材料が使われております プロセスはとても重要です 2 Taiyo Yuden Navigator 2008

2 フィルタの技術動向 フィルタの設計例一般的な 2.4GHz 帯の積層フィルタの特性例および製品外観を図 2に示します 製品サイズは mmに収めて 妨害波の阻止が求められる.7-2GHz 近辺はトラップ制御技術を用いてフィルタの減衰特性を確保しています 今後 ますます新しい無線の機能が端末に搭載され それに伴い妨害波の阻止する周波数も多くなり かつ 小型化への展開も進んでいます Taiyo Yuden Navigator

3 Special Topic2 複合化 マッチングフリー化フィルタ + バラン 近年 通信分野における RF 半導体デバイスの複合化 ( ワンチップ化 ) が急速に進んでいますが パッシブデバイスの複合化も例外ではありません さらに従来からの小型低背化の流れは変わらず 複合化との相乗効果で実装面積は省スペース化され モジュールやセットの小型化に貢献しています しかし デバイスの複合化 小型化は材料技術 プロセス技術 設計技術が高次元で融合しないと実現することが困難となっています 当社は従来から有する これらのコア技術を高度化し図 3のように RF ブロックのキーパーツであるフィルタとバランを複合化した いわゆる バランスフィルタを 2.0mm.25mm という小型パッケージで開発しました 通常 フィルタは誘電率が 80 程度の材料を使用し バランは誘電率が 20 程度の材料を使用するのが設計的に好ましいのですが このバランスフィルタは独自の設計技術により同一材料で構成したことが特徴で 量産性にも考慮した構造になっています このように 複合化 小型化することで従来の実装面積と比較して 30% 以上の省スペース化が可 能となり さらにフィルタとバランを接続ら 202 サイズと小型でシンプルな構造する線路等によるミスマッチ ( 不整合 ) がのマッチングフリー バランスフィルタを開解消され セットの性能向上に貢献できる発しました RF-IC ごとに個別設計し製品ものと考えています バリエーションを揃える必要があるというデメリットもありますが 構造がシンプマッチングフリー化ルであるのでデータベース化が容易であさらなる複合化の流れとしてバランスり 新規のインピーダンス設計でも短期フィルタのマッチングフリー化があげられ間で対応することができます ます RF 半導体 IC(RF-IC) の入力 出力インピーダンスは複素数 (r± jx Ω) であ実装における注意点り 従来のバランスフィルタと直接繋げる実装基板上でバランスフィルタの平衡側とミスマッチが生じて本来の RF-IC の性能と RF-IC を結ぶ 2 本の線路は最短で同じが発揮されません このため従来ではバ物理長でなければなりません 線路長がランと RF-IC の間にマッチング回路を設け違うとバランスが崩れそれぞれの信号に差てインピーダンス整合をとっていましたがが生じてしまい 本来の性能が発揮されな省スペース化 低コスト化の障害になってくなります しかし 線路を同じ物理長でおりました RF-IC によりインピーダンス設計しても 実装する際に θずれが生じるが異なるので回路構成は様々ですが 一と物理長が変化して特性ばらつきの要因に般的なマッチング回路は図 4の様な LC 素なりかねないので注意が必要です また 子の組合せで構成されます マッチングバランスフィルタ実装面近傍の GND インフリーのバランスフィルタはこのマッチンダクタンスが特性に与える影響が大きいのグ機能をも取り込んでワンパッケージ化しで 図 5のように製品直下などの GND をたものです これにより RF-IC とバランス blind-via などで内層 GND と接続し強化すフィルタを直結することができ さらなるる必要があります 省スペース化 低コスト化が可能となります 当社は従来とは全く異なる設計思想か 4 Taiyo Yuden Navigator 2008

4 バランスフィルタ設計例 表 に当社開発の Bluetooth 用マッチ ングフリー バランスフィルタを示します 標準的なバランス側のインピーダンスは 50Ωと00Ωですが 当社のバランスフィルタは 複素数のインピーダンスに対応したものもあり IC ごとに対応したカスタム品となっております 当社ではモジュール評価も可能であり 開発したマッチングフリー バランスフィルタが所定の RF-IC で動作するかのテストが可能であり お客様は希望するパフォーマンスを実現するために何度も部品メーカーとやり取りをする煩わしさから開放されます 太陽誘電のフィルタラインナップ当社製フィルタは 前述の Bluetooth 用のバランスフィルタの他に W-LAN などの 2.4GHz 帯に対応した 形状の BPF(Band Pass Filter) やワンセグ (ISDB-T) 用の 形状の LPF (Low Pass Filter) などのフィルタを製品化しております さらに 今後拡大が見込まれる WiMAX UWB 用のフィルタ開発も積極的に行なっており さらにセルラーバンドに対応した開発にも着手しており 将来的には 積層フィルタのフルラインナップ化を目指し 積層フィルタのトータルソリューションをご提供できるよう努力してまいります ( 図 6 参照 ) 表 IC ごとのバランスフィルタ対応表 IC メーカー太陽誘電対応品番 FI22C24503 FI22C CSR 製 Bluetooth 用 IC FI22C FI22C FI22C TI 製 Bluetooth 用 IC FI22C24504 STMicro 製 Bluetooth 用 IC FI22C24505 今後の技術 開発動向今後 フィルタには今まで以上の小型化 低価格化が重要となり 市場のニーズにマッチした商品のスピーディな開発が求められます 現状 形状のものが主体となってきましたが 今後 005 などより一層の小型化ニーズが出てくると思われ 当社は そうしたニーズに対応すべく 製品開発 プロセス開発を進めてまいります また 携帯電話やノート PC などのモバイル機器や車載機器においては Bluetooth W-LAN GPS 地上波デジタル TV など 様々な無線通信 放送システムなどの機能が同時に搭載されて行きます それに伴い 新たな仕様ニーズ 新部品ニーズ 新たなサービスニーズが発生すると思われます 当社は 前述ご紹介した 材料技術 積層プロセス技術 設計技術に加え 無線における高周波モジュール技術 高密度実装技術 無線の認証業務などと連携した商品開発 トータルソリューションをご提供してまいります フィルタラインナップ LPF 608 Balance BPF 608 BPF 202 LPF 202 Balance BPF 202 BPF 608 BPF 2520 BPF 202 BPF 202 Balun 608 Balun 202 Taiyo Yuden Navigator

5 Special Topic2 外形寸法 EXTERNAL DIMENSIONS アイテム一覧 電気的特性 代表特性 Part Numbers Electrical Characteristics Typical Characteristics 6 Taiyo Yuden Navigator 2008

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