JP2008167157A - High-pass filter - Google Patents
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本発明は、主に通信機器分野で用いられるハイパスフィルタに関するものである。 The present invention relates to a high-pass filter mainly used in the field of communication equipment.
従来のハイパスフィルタに、図6に示す様に、入力端子61と出力端子62間に複数のコンデンサC8、C9、C10が直接に接続され、コンデンサC8とコンデンサC9の接続点とアース間にコイルL3とコンデンサC11の直列回路が接続され、コンデンサC9とコンデンサC10の接続点とアース間にコイルL4とコンデンサC12の直列回路が接続されたものがある。この様なハイパスフィルタは、例えば、これらの回路素子としてディスクリートタイプのものを用いて、図7に示す様に、コンデンサC8、C9、C10、C11、C12とコイルL3、L4を配線基板70に実装し、配線基板70の配線パターンを介してこれらを接続して回路が形成されたり、絶縁体層と導体パターンを積層した積層体内にこれらコンデンサC8、C9、C10、C11、C12とコイルL3、L4を一体に形成することにより回路が形成されたりする(例えば、特許文献1、特許文献2を参照。)。
As shown in FIG. 6, a plurality of capacitors C8, C9, C10 are directly connected to the conventional high pass filter between the
この種のハイパスフィルタが用いられる携帯電話などの移動体通信機器においては、小型化、低背化が進んでおり、ハイパスフィルタも小型化、低背化が望まれている。ハイパスフィルタがディスクリート部品を用いて形成された場合は、個々の電子部品は小型化されているものの、これらで回路を形成するためには移動体通信機器の配線基板上で配線パターンを介して接続する必要があり、回路を形成するための実装面積が大きくなる。また、汎用の電子部品は、例えば、コンデンサの場合、1pF単位といったように、特定の単位ごとに商品化されているのが通常であり、必要な定数の電子部品が入手できずにハイパスフィルタとしての十分な特性を得ることができなかった。
また、積層型電子部品内にハイパスフィルタを形成した場合は、小型化によって入力側のコンデンサC8と出力側のコンデンサC10がアースと近接し、図8に示す様に、入力端子61とアース間に浮遊容量C13が、出力端子62とアース間に浮遊容量C14がそれぞれ発生しやすくなる。この様に浮遊容量が発生した場合、図9に91で示す様に通過帯域の高域側に減衰域が生じてしまう。この様なハイパスフィルタを通過帯域の広い移動体通信機器に用いた場合、通過帯域の高域側の信号が減衰されてしまうという問題があった。
In mobile communication devices such as mobile phones using this type of high-pass filter, miniaturization and low profile are progressing, and high-pass filters are also desired to be small and low profile. When a high-pass filter is formed using discrete components, each electronic component is miniaturized, but in order to form a circuit with these components, it is connected via a wiring pattern on the wiring board of a mobile communication device. Therefore, the mounting area for forming the circuit is increased. Also, general-purpose electronic components are usually commercialized for each specific unit, such as a 1 pF unit in the case of a capacitor. As a high-pass filter, a necessary number of electronic components are not available. It was not possible to obtain sufficient characteristics.
When the high-pass filter is formed in the multilayer electronic component, the input-side capacitor C8 and the output-side capacitor C10 are close to the ground due to the miniaturization, and as shown in FIG. 8, between the
本発明は、信号の伝送特性を劣化させることなく、通信機器の配線基板への実装面積を低減できるハイパスフィルタを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a high-pass filter that can reduce the mounting area of a communication device on a wiring board without deteriorating signal transmission characteristics.
本発明のハイパスフィルタは、入出力側のコンデンサ以外の回路素子を、絶縁体層と導体パターンを積層して形成した積層体内に一体に形成することにより上述の課題を解決するものである。すなわち、絶縁体層と導体パターンを積層し、これらの積層体内に、入出力端子間に接続された第1のコンデンサ、第1のコンデンサの入力側とアース間に直列接続された第1のコイルと第2のコンデンサ及び、第1のコンデンサの出力側とアース間に直列接続された第2のコイルと第3のコンデンサを具える。この積層体は、基板に実装され、基板の配線パターンを介して入力端子に第4のコンデンサが、出力端子に第5のコンデンサがそれぞれ接続される。 The high-pass filter of the present invention solves the above-mentioned problems by integrally forming circuit elements other than the input / output side capacitor in a laminate formed by laminating an insulator layer and a conductor pattern. That is, an insulator layer and a conductor pattern are laminated, and in these laminates, a first capacitor connected between the input and output terminals, and a first coil connected in series between the input side of the first capacitor and the ground And a second capacitor, and a second coil and a third capacitor connected in series between the output side of the first capacitor and the ground. This laminate is mounted on a substrate, and a fourth capacitor is connected to the input terminal and a fifth capacitor is connected to the output terminal via the wiring pattern of the substrate.
本発明のハイパスフィルタは、絶縁体層と導体パターンを積層し、これらの積層体内に、入出力端子間に接続された第1のコンデンサ、第1のコンデンサの入力側とアース間に直列接続された第1のコイルと第2のコンデンサ及び、第1のコンデンサの出力側とアース間に直列接続された第2のコイルと第3のコンデンサを具えるので、信号の通過帯域が狭まることによる信号の伝送特性の劣化を防止できると共に、通信機器の配線基板への実装面積を低減できる。 The high-pass filter of the present invention is formed by laminating an insulator layer and a conductor pattern, and in the laminated body, a first capacitor connected between the input and output terminals, and a series connection between the input side of the first capacitor and the ground. Since the first coil and the second capacitor, and the second coil and the third capacitor connected in series between the output side of the first capacitor and the ground, the signal due to the narrowing of the signal pass band is provided. In addition to preventing the transmission characteristics from being deteriorated, the mounting area of the communication device on the wiring board can be reduced.
本発明のハイパスフィルタは、絶縁体層と導体パターンを積層し、導体パターンによって積層体内に、入出力端子間に接続された第1のコンデンサ、第1のコンデンサの入力側とアース間に直列接続された第1のコイルと第2のコンデンサ及び、第1のコンデンサの出力側とアース間に直列接続された第2のコイルと第3のコンデンサが形成される。この時、第1のコイルと第2のコイルは、その巻軸が互いに重畳することなく、かつ、電磁気的に互いに負に結合する様に、絶縁体層表面に第1のコイル用導体パターンと第2のコイル用導体パターンを線対称に形成し、絶縁体層間の各コイル用導体パターンを接続して形成される。この第1のコイルと第2のコイルの積層方向における一方の面側に絶縁体層と導体パターンを積層して第2のコンデンサと第3のコンデンサが形成される。また、第1のコイルと第2のコイルの積層方向における他方の面側に絶縁体層と導体パターンを積層して第1のコンデンサが形成される。これらの回路素子が形成された積層体(積層型電子部品)は基板に実装される。この基板には入力側の第4のコンデンサと出力側の第5コンデンサも実装され、基板の配線パターンによって第1のコンデンサの入力側が第4のコンデンサを介して入力端に接続され、第1のコンデンサの出力側が第5のコンデンサを介して出力端に接続される。
従って、本発明のハイパスフィルタは、通信機器の配線基板における回路を形成するための実装面積を従来のディスクリート型のものよりも小さくできると共に、入出力側のコンデンサとアースの距離を従来の積層型のものよりも離すことができる。
The high-pass filter of the present invention includes an insulator layer and a conductor pattern laminated, and a first capacitor connected between the input / output terminals in the laminate by the conductor pattern, and a serial connection between the input side of the first capacitor and the ground The formed first coil and second capacitor, and the second coil and third capacitor connected in series between the output side of the first capacitor and the ground are formed. At this time, the first coil and the second coil have the first coil conductor pattern on the surface of the insulator layer so that the winding axes do not overlap each other and are electromagnetically coupled to each other negatively. The second coil conductor pattern is formed in line symmetry, and is formed by connecting the coil conductor patterns between the insulator layers. A second capacitor and a third capacitor are formed by laminating an insulator layer and a conductor pattern on one surface side in the laminating direction of the first coil and the second coil. Also, the first capacitor is formed by laminating the insulator layer and the conductor pattern on the other surface side in the laminating direction of the first coil and the second coil. A laminate (laminated electronic component) on which these circuit elements are formed is mounted on a substrate. A fourth capacitor on the input side and a fifth capacitor on the output side are also mounted on the substrate, and the input side of the first capacitor is connected to the input terminal via the fourth capacitor according to the wiring pattern of the substrate. The output side of the capacitor is connected to the output end via a fifth capacitor.
Therefore, the high-pass filter of the present invention can reduce the mounting area for forming a circuit on the wiring board of a communication device as compared with the conventional discrete type, and the distance between the capacitor on the input / output side and the ground is the conventional multilayer type. Can be separated from the ones.
以下、本発明のハイパスフィルタを図1乃至図5を参照して説明する。
図1は本発明のハイパスフィルタの実施例の回路図、図2は本発明のハイパスフィルタの実施例を示す分解斜視図、図3は本発明のハイパスフィルタの実施例を示す斜視図である。
図1において、11は入力端子、12は出力端子である。
入力端子11と出力端子12間にはコンデンサC1が接続される。このコンデンサC1の入力側とアース間にはコイルL1とコンデンサC2が直列に接続される。また、このコンデンサC1の出力側とアース間にはコイルL2とコンデンサC3が直列に接続される。そして、入力端子11がコンデンサC6を介して入力端13に接続され、出力端子12がコンデンサC7を介して出力端14に接続される。なお、C4はコイルL1に並列に発生する浮遊容量であり、C5はコイルL2に並列に発生する浮遊容量である。
Hereinafter, the high-pass filter of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a circuit diagram of an embodiment of the high-pass filter of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of the high-pass filter of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the high-pass filter of the present invention.
In FIG. 1, 11 is an input terminal and 12 is an output terminal.
A capacitor C1 is connected between the
この様なハイパスフィルタは、点線で囲まれた部分10が、図2のように絶縁体層と導体パターンを積層することにより、積層体内に形成される。
絶縁体層21A乃至21Pは、磁性体、非磁性体、誘電体等絶縁性を有する材料を用いて形成される。
絶縁体層21Aの表面には、アース用導体パターン22Aが形成される。アース用導体パターン22Aは、絶縁体層21Aの対向する側面まで引き出される。
絶縁体層21Bの表面には、コンデンサ用導体パターン23Aとコンデンサ用導体パターン24Aが互いに接触しない様に離間して形成される。コンデンサ用導体パターン23Aとコンデンサ用導体パターン24Aは、それぞれアース用導体パターン22Aと対向する位置に形成される。
絶縁体層21Cの表面には、アース用導体パターン22Bが形成される。アース用導体パターン22Bは、コンデンサ用導体パターン23Aとコンデンサ用導体パターン24Aに対向する位置に形成され、絶縁体層21Cの対向する側面まで引き出される。
絶縁体層21Dの表面には、コンデンサ用導体パターン23Bとコンデンサ用導体パターン24Bが互いに接触しない様に離間して形成される。コンデンサ用導体パターン23Bとコンデンサ用導体パターン24Bは、それぞれアース用導体パターン22Bと対向する位置に形成される。
絶縁体層21Eの表面には、アース用導体パターン22Cが形成される。アース用導体パターン22Cは、コンデンサ用導体パターン23Bとコンデンサ用導体パターン24Bに対向する位置に形成され、絶縁体層21Eの対向する側面まで引き出される。
絶縁体層21Fの表面には、コンデンサ用導体パターン23Cとコンデンサ用導体パターン24Cが互いに接触しない様に離間して形成される。コンデンサ用導体パターン23Cとコンデンサ用導体パターン24Cは、それぞれアース用導体パターン22Cと対向する位置に形成される。
絶縁体層21Gの表面には、コイル用導体パターン25Aとコイル用導体パターン26Aが互いに接触しない様に離間して互いに線対称に形成される。コイル用導体パターン25Aは、一端が絶縁体層21C〜21Gのスルーホール内の導体を介してコンデンサ用導体パターン23A、23B、23Cと接続される。また、コイル用導体パターン26Aは、一端が絶縁体層21C〜21Gのスルーホール内の導体を介してコンデンサ用導体パターン24A、24B、24Cと接続される。
絶縁体層21Hの表面には、コイル用導体パターン25Bとコイル用導体パターン26Bが互いに接触しない様に離間して互いに線対称に形成される。コイル用導体パターン25Bは、一端がスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン25Aの他端に接続される。また、コイル用導体パターン26Bは、一端がスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン26Aの他端に接続される。
絶縁体層21Iの表面には、コイル用導体パターン25Cとコイル用導体パターン26Cが互いに離間して互いに線対称に形成される。コイル用導体パターン25Cは、一端がスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン25Bの他端に接続される。また、コイル用導体パターン26Cの一端は、スルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン26Bの他端に接続される。
絶縁体層21Jの表面には、コイル用導体パターン25Dとコイル用導体パターン26Dが互いに離間して互いに線対称に形成される。コイル用導体パターン25Dは、一端がスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン25Cの他端に接続される。また、コイル用導体パターン26Dの一端は、スルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン26Cの他端に接続される。
絶縁体層21Kの表面には、コイル用導体パターン25Eとコイル用導体パターン26Eが形成される。コイル用導体パターン25Eとコイル用導体パターン26Eは互いに線対称に形成される。コイル用導体パターン25Eの一端は、スルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン25Dの他端に接続される。また、コイル用導体パターン26Eの一端は、スルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン26Dの他端に接続される。
絶縁体層21Lの表面には、コイル用導体パターン25Fとコイル用導体パターン26Fが形成される。コイル用導体パターン25Eとコイル用導体パターン26Eは互いに線対称に形成される。コイル用導体パターン25Fの一端は、スルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン25Eの他端に接続される。また、コイル用導体パターン26Fの一端は、スルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン26Eの他端に接続される。コイル用導体パターン25Fの他端とコイル用導体パターン26Fの他端は、それぞれ絶縁体層21Lの対向する端面まで引き出される。この様にコイル用導体パターン25A乃至コイル用導体パターン25Fを螺旋状に接続することによりコイルL1が形成され、コイル用導体パターン26A乃至コイル用導体パターン26Fを螺旋状に接続することによりコイルL2が形成される。このコイルL1とコイルL2は、その巻軸が互いに重畳することがなく、電磁気的に負に結合する。
絶縁体層21Mの表面には、その中央部にコンデンサ用導体パターン27Aが形成される。コンデンサ用導体パターン27Aは、絶縁体層21Mの一方の端面まで引き出される。
絶縁体層21Nの表面には、その中央部にコンデンサ用導体パターン27Bが形成される。コンデンサ用導体パターン27Bは、絶縁体層21Nの他方の端面まで引き出される。
絶縁体層21Oの表面には、その中央部にコンデンサ用導体パターン27Cが形成される。コンデンサ用導体パターン27Cは、絶縁体層21Oの一方の端面まで引き出される。
この絶縁体層21Oの上には、絶縁体層21Pが積層される。
この様に絶縁体層と導体パターンが積層された積層体10には、図3に示す様に、積層体の端面に入力端子11と出力端子12が、積層体の側面にアース端子Gがそれぞれ形成される。そして、コンデンサ用導体パターン27Aとコンデンサ用導体パターン27Cが入力端子11に、コンデンサ用導体パターン27Bが出力端子12に、アース用導体パターン22A、22B、22Cがアース端子Gにそれぞれ接続される。この様にして積層体内には、コンデンサ用導体パターン27A〜27C間の容量によってコンデンサC1が、コイル用導体パターン25A〜25FによってコイルL1が、コイル用導体パターン26A〜26FによってコイルL2が、コンデンサ用導体パターン23A〜23Cとアース用導体パターン22A〜22C間の容量によってコンデンサC2が、コンデンサ用導体パターン24A〜24Cとアース用導体パターン22A〜22C間の容量によってコンデンサC3がそれぞれ形成される。
In such a high-pass filter, a
The
A grounding conductor pattern 22A is formed on the surface of the
The
A
The
A grounding conductor pattern 22C is formed on the surface of the
The capacitor conductor pattern 23C and the capacitor conductor pattern 24C are formed on the surface of the
On the surface of the insulating layer 21G, the
On the surface of the
On the surface of the insulator layer 21I, the coil conductor pattern 25C and the
On the surface of the insulating layer 21J, the coil conductor pattern 25D and the coil conductor pattern 26D are spaced apart from each other and symmetrically formed. One end of the coil conductor pattern 25D is connected to the other end of the coil conductor pattern 25C via a conductor in the through hole. One end of the coil conductor pattern 26D is connected to the other end of the
A coil conductor pattern 25E and a
A
On the surface of the
On the surface of the insulating
On the surface of the insulating layer 21O, a
An
As shown in FIG. 3, the
この様に形成された積層体(積層型電子部品)10は、図4に示す様に移動体通信機器等の配線基板40に実装され、入力端子11が配線パターン41に、出力端子12が配線パターン42に、アース端子Gがアースパターン43にそれぞれ接続される。また、この配線基板40には、ハイパスフィルタの入力側のコンデンサC6とハイパスフィルタの出力側のコンデンサC7も実装され、コンデンサC6が配線パターン41と入力端13間に接続され、コンデンサC7が配線パターン42と出力端14間に接続される。この様にして、積層体(積層型電子部品)10とコンデンサC6、コンデンサC7が配線パターンを介して接続されることにより本発明のハイパスフィルタが形成される。
The laminated body (laminated electronic component) 10 formed in this way is mounted on a
この様なハイパスフィルタは、絶縁体層の誘電率を21、コイル用導体パターンの線幅を75μm、積層体の形状を1.6mm×0.8mm×0.55mmとし、コンデンサC6、C7に18pFの0603サイズ(0.6mm×0.3mm×0.3mm)のコンデンサを用いたところ、図5に示す様に、通過帯域が470〜770MHz、挿入損失が1.12dB、リターンロスが20.9dB、減衰周波数帯域が100〜220、減衰周波数帯域における減衰量が31.8dBとなった。なお、図5において、横軸は周波数、縦軸は減衰量をそれぞれ示し、51に伝送特性、52に反射特性をそれぞれ示している。
従って、本発明のハイパスフィルタは、従来のディスクリート型のものの実装面積(図7の一点鎖線で囲まれた部分の面積)が4.2mm×1.5mmの6.3mm2であるのに対して、配線基板への実装面積(図4の一点鎖線で囲まれた部分の面積)が2.8mm×1.75mmの4.9mm2となり、実装面積を約22%削減することができた。この様なハイパスフィルタは、例えば、デジタルテレビ等に用いることができる。
In such a high-pass filter, the dielectric constant of the insulator layer is 21, the line width of the coil conductor pattern is 75 μm, the shape of the laminate is 1.6 mm × 0.8 mm × 0.55 mm, and 18 pF is applied to the capacitors C6 and C7. When using a 0603 size capacitor (0.6 mm x 0.3 mm x 0.3 mm), the passband is 470-770 MHz, the insertion loss is 1.12 dB, and the return loss is 20.9 dB, as shown in FIG. The attenuation frequency band was 100 to 220, and the attenuation amount in the attenuation frequency band was 31.8 dB. In FIG. 5, the horizontal axis represents frequency, the vertical axis represents attenuation, 51 represents transmission characteristics, and 52 represents reflection characteristics.
Therefore, the high-pass filter of the present invention has a mounting area of the conventional discrete filter (the area surrounded by the one-dot chain line in FIG. 7) of 4.2 mm × 1.5 mm, which is 6.3 mm 2 . The mounting area on the wiring board (the area surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 4) was 4.9 mm 2 of 2.8 mm × 1.75 mm, and the mounting area could be reduced by about 22%. Such a high-pass filter can be used for a digital television, for example.
11 入力端子
12 出力端子
13 入力端
14 出力端
C1、C2、C3、C6、C7 コンデンサ
L1、L2 コイル
11
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