JP2018098701A

JP2018098701A - 平衡不平衡変換器

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Publication number: JP2018098701A
Application number: JP2016243566A
Authority: JP
Inventors: 博也鈴木; Hiroya Suzuki; 識顕大塚; Noriaki Otsuka; 裕太芦田; Yuta Ashida
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-21
Also published as: CN108232391A; US10432165B2; CN108232391B; US20180175820A1

Abstract

【課題】簡易な構成で断線検査を可能とする平衡不平衡変換器を提供する。【解決手段】平衡不平衡変換器１は、第１ストリップライン４０と、第２ストリップライン４１と、第３ストリップライン４２と、第４ストリップライン４３と、不平衡端子４と、開放端子７と、を備え、第１ストリップライン４０は、渦巻き状の第１導体１９を含んで構成されており、第２ストリップライン４１は、渦巻き状の第２導体１４を含んで構成されており、第１導体１９の外周端１９ｂが不平衡端子４に電気的に接続されており、第２導体１４の外周端１４ａが開放端子７に電気的に接続されている。【選択図】図３

Description

本発明は、平衡不平衡変換器に関する。

従来の平衡不平衡変換器として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の従来の平衡不平衡変換器は、第１ストリップラインと、第２ストリップラインと、第１ストリップラインと電磁結合する第３ストリップラインと、第２ストリップラインと電磁結合する第４ストリップラインと、を備えている。第１ストリップラインの一端は不平衡端子に電気的に接続されており、第１ストリップラインの他端は第２ストリップラインの一端に電気的に接続されている。第２ストリップラインの他端は開放されている。

特開２００４−１８８２１８号公報

平衡不平衡変換器に生じる不具合の原因の一つとして、ストリップラインの断線がある。チップ部品として平衡不平衡変換器が構成されている場合、ストリップラインの断線は視認できない。そのため、不具合を解明するための対応として、通電による断線検査を行うことが考えられる。しかしながら、従来の平衡不平衡変換器では、第２ストリップラインの他端が開放されているため、第１ストリップライン及び第２ストリップラインの断線検査を行うことができない。断線検査を行うためには、第２ストリップラインの他端を端子に電気的に接続する必要があるが、上記従来の平衡不平衡変換器において第２ストリップラインの他端と端子とを電気的に接続しようとすると、構造が複雑化する。

本発明は、簡易な構成で断線検査を可能とする平衡不平衡変換器を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る平衡不平衡変換器は、第１ストリップラインと、第２ストリップラインと、第１ストリップラインと電磁結合する第３ストリップラインと、第２ストリップラインと電磁結合する第４ストリップラインと、第１ストリップラインの一端に電気的に接続された不平衡端子と、第２ストリップラインの一端に電気的に接続された開放端子と、を備え、第１ストリップラインの他端と第２ストリップラインの他端とが電気的に接続されており、第１ストリップラインは、渦巻き状の第１導体を含んで構成されており、第２ストリップラインは、渦巻き状の第２導体を含んで構成されており、第１導体の外周端が不平衡端子に電気的に接続されており、第２導体の外周端が開放端子に電気的に接続されている。

本発明の一側面に係る平衡不平衡変換器では、第２導体の外周端が開放端子に電気的に接続されているため、断線検査を行うことが可能である。また、第１導体の外周端が不平衡端子に電気的に接続されており、第２導体の外周端が開放端子に電気的に接続されている。このように、各導体の外周端を各端子に接続するため、例えば、内周端と端子とを接続する場合に比べて、各導体と各端子との接続を簡易な構造で実現できる。したがって、平衡不平衡変換器では、簡易な構成で断線検査を可能とする。

一実施形態においては、第１導体と第２導体とは、一方の外周端を始点とした場合、互いに巻き方向が逆向きであってもよい。第１ストリップラインと第２ストリップラインとが電磁結合すると、特性が低下し得る。一実施形態では、第１導体と第２導体との巻き方向を逆向きにしているため、第１ストリップラインと第２ストリップラインとが電磁結合することを抑制できる。これにより、平衡不平衡変換器の特性低下を抑制できる。

一実施形態においては、第１導体及び第２導体のそれぞれは、複数設けられていてもよい。この構成では、複数の導体により導体の巻き数を確保できるため、１つの導体における巻き数を少なくすることができる。これにより、導体の構成の簡易化を図れる。したがって、ラインアンドスペースの制限が緩和されるため、導体を容易に作製することができる。

一実施形態においては、第３ストリップラインの一端に電気的に接続された第１平衡端子と、第４ストリップラインの一端に電気的に接続された第２平衡端子と、２つのグランド端子と、を備え、第１ストリップライン、第２ストリップライン、第３ストリップライン及び第４ストリップラインは、実装面を有する素体内に配置されており、実装面には、当該実装面の第１方向に沿って、不平衡端子、グランド端子及び第１平衡端子がこの順番で配置されていると共に、第１方向に直交する第２方向に沿って、不平衡端子と開放端子、グランド端子とグランド端子、及び、第１平衡端子と第２平衡端子とが並んで配置されていてもよい。この構成においては、第１導体の外周端を不平衡端子に接続し、第２導体の外周端を開放端子に接続することにより、各導体と各端子との接続を簡易な構造で実現できる。特に、第１導体と第２導体との巻き方向が逆向きである場合には、導体の巻き数の関係から、上記端子の配置とすることが構成の簡易化を図るために有効である。

本発明の一側面によれば、簡易な構成で断線検査を可能とする。

図１は、一実施形態に係る積層バランを示す斜視図である。図２は、素体の分解斜視図である。図３は、素体内の構成を示す斜視図である。図４は、積層バランの等価回路図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示されるように、積層バラン（平衡不平衡変換器）１は、素体２と、第１端子電極４と、第２端子電極５と、第３端子電極６と、第４端子電極７と、第５端子電極８と、第６端子電極９と、を備えている。

素体２は、直方体形状を呈している。素体２は、その外表面として、互いに対向する一対の端面２ａ，２ｂと、一対の端面２ａ，２ｂの間を連結するように延びており且つ互いに対向している一対の主面２ｃ，２ｄと、一対の主面２ｃ，２ｄの間を連結するように延びており且つ互いに対向している一対の側面２ｅ，２ｆと、を有している。主面２ｃは、例えば積層バラン１を図示しない他の電子機器（例えば、回路基板、又は、電子部品など）に実装する際、他の電子機器と対向する実装面として規定される。

各端面２ａ，２ｂの対向方向と、各主面２ｃ，２ｄの対向方向と、各側面２ｅ，２ｆの対向方向とは、互いに略直交している。なお、直方体形状には、角部及び稜線部が面取りされている直方体の形状、及び、角部及び稜線部が丸められている直方体の形状が含まれる。

素体２は、複数の絶縁体層１０（図２参照）が積層されることによって構成されている。各絶縁体層は６、素体２の各主面２ｃ，２ｄの対向方向に積層されている。すなわち、各絶縁体層１０の積層方向は、素体２の各主面２ｃ，２ｄの対向方向と一致している。以下、各主面２ｃ，２ｄの対向方向を「積層方向」ともいう。各絶縁体層１０は、略矩形形状を呈している。実際の素体２では、各絶縁体層１０は、その層間の境界が視認できない程度に一体化されている。

各絶縁体層１０は、例えば、誘電体材料（ＢａＴｉＯ_３系材料、Ｂａ(Ｔｉ，Ｚｒ)Ｏ_３系材料、（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ_３系材料、ガラス材料、又はアルミナ材料など）を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の素体２では、各絶縁体層１０は、層間の境界が視認できない程度に一体化されている。

各端子電極４〜９は、素体２の主面２ｃに配置されている。各端子電極４〜９は、平面視において、略矩形状を呈している。第１端子電極４、第２端子電極５及び第３端子電極６は、主面２ｃの第１方向（一対の端面２ａ，２ｂの対向方向）に沿って、所定の間隔をあけて配置されている。第４端子電極７、第５端子電極８及び第６端子電極９は、主面２ｃの第１方向に沿って、所定の間隔をあけて配置されている。第１端子電極４と第４端子電極７とは、主面２ｃの第２方向（一対の側面２ｅ，２ｆの対向方向、第１方向に直交する方向）に沿って所定の間隔をあけて並んで配置されている。第２端子電極５と第５端子電極８とは、主面２ｃの第２方向に沿って所定の間隔をあけて並んで配置されている。第３端子電極６と第６端子電極９とは、主面２ｃの第２方向に沿って所定の間隔をあけて並んで配置されている。

各端子電極４〜９は、導電材（例えば、Ａｇ又はＰｄなど）を含んでいる。各端子電極４〜９は、導電性材料（例えば、Ａｇ粉末又はＰｄ粉末など）を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。各端子電極４〜９の表面にはめっき層が形成されている。めっき層は、例えば電気めっきにより形成される。めっき層は、Ｃｕめっき層、Ｎｉめっき層、及びＳｎめっき層からなる層構造、又は、Ｎｉめっき層及びＳｎめっき層からなる層構造などを有する。

積層バラン１は、図３に示されるように、素体２内に配置された第１ライン１２ａ、第２ライン１２ｂ及び第３ライン１２ｃと、内部電極２１と、を備えている。図２及び図３に示されるように、第１ライン１２ａは、導体１３及び導体１５を含んでいる。第２ライン１２ｂは、導体１８及び導体２０を含んでいる。第３ライン１２ｃは、導体（第２導体）１４、導体１６、導体１７及び導体（第１導体）１９を含んでいる。導体１３〜２０は、平面視において、渦巻き状を呈している。つまり、導体１３〜２０は、平面スパイラル導体である。

複数の導体１３〜２０及び内部電極２１は、例えば、Ａｇ及びＰｄの少なくとも一方を導電性材料として含んで形成される。複数の導体１３〜２０及び内部電極２１は、導電性材料としてＡｇ及びＰｄの少なくとも一方を含む導電ペーストの焼結体として構成される。

導体１３の一端１３ａは、スルーホール導体２３により、第２端子電極５に電気的に接続されている。導体１３の他端１３ｂは、スルーホール導体２４により、導体１５の一端１５ａに電気的に接続されている。導体１４の一端１４ａは、スルーホール導体２５により、第４端子電極７に電気的に接続されている。導体１４の他端１４ｂは、スルーホール導体２６により、導体１６の一端１６ａに電気的に接続されている。

導体１５の他端１５ｂは、スルーホール導体２７により、第３端子電極６に電気的に接続されている。導体１６の他端１６ｂは、スルーホール導体２８により、導体１７の一端１７ａに電気的に接続されている。

導体１７の他端１７ｂは、スルーホール導体２９により、導体１９の一端１９ａに電気的に接続されている。導体１８の一端１８ａは、スルーホール導体３０により、第６端子電極９に電気的に接続されている。導体１８の他端１８ｂは、スルーホール導体３１により、導体２０の一端２０ａに電気的に接続されている。

導体１９の他端１９ｂは、スルーホール導体３２により、第１端子電極４に電気的に接続されている。導体２０の他端２０ｂは、スルーホール導体２３により、第２端子電極５に電気的に接続されている。

第１ライン１２ａの一端は、第２端子電極５に電気的に接続されており、第１ライン１２ａの他端は、第３端子電極６に電気的に接続されている。第２ライン１２ｂの一端は、第６端子電極９に電気的に接続されており、第２ライン１２ｂの他端は、第３端子電極６に電気的に接続されている。第３ライン１２ｃの一端は、第１端子電極４に電気的に接続されており、第３ライン１２ｃの他端は、第４端子電極７に電気的に接続されている。

内部電極２１は、長方形状を呈している。内部電極２１は、スルーホール導体３３により、第５端子電極８に電気的に接続されている。

図４は、上記構成を有する積層バラン１の等価回路図である。図４に示されるように、積層バラン１は、第１ストリップライン４０と、第２ストリップライン４１と、第３ストリップライン４２と、第４ストリップライン４３と、を備えている。第１ストリップライン４０、第２ストリップライン４１、第３ストリップライン４２及び第４ストリップライン４３のそれぞれは、１／４波長のストリップラインである。第１ストリップライン４０と第３ストリップライン４２とは、電磁結合する。第２ストリップライン４１と第４ストリップライン４３とは、電磁結合する。積層バラン１は、平衡と不平衡との状態にある電気信号を変換する。

第１ストリップライン４０は、図２及び図３に示される導体１７及び導体１９により構成されている。第２ストリップライン４１は、導体１４及び導体１６により構成されている。第３ストリップライン４２は、導体１８及び導体２０により構成されている。第４ストリップライン４３は、導体１３及び導体１５により構成されている。

第１端子電極４は、不平衡端子を構成する。第２端子電極５は、グランド端子を構成する。第３端子電極６は、平衡端子を構成する。第４端子電極７は、開放端子を構成する。第５端子電極８は、グランド端子を構成する。第６端子電極９は、平衡端子を構成する。これにより、本実施形態では、図１に示されるように、素体２の主面２ｃには、主面２ｃの第１方向に沿って、不平衡端子、グランド端子及び第１平衡端子がこの順番で配置される。また、素体２の主面２ｃには、第１方向に直交する第２方向に沿って、不平衡端子と開放端子、グランド端子とグランド端子、及び、第１平衡端子と第２平衡端子とが並んで配置されている。

第１ストリップライン４０の一端は、不平衡端子（第１端子電極４）に電気的に接続されている。第２ストリップライン４１の一端は、開放端子（第４端子電極７）に電気的に接続されている。第１ストリップライン４０の他端と第２ストリップライン４１の他端とは、電気的に接続されている（スルーホール導体２８により電気的に接続されている）。第３ストリップライン４２の一端は、平衡端子（第３端子電極６）に電気的に接続されている。第３ストリップライン４２の他端は、グランド端子（第２端子電極５）に電気的に接続されている。第４ストリップライン４３の一端は、平衡端子（第６端子電極９）に電気的に接続されている。第４ストリップライン４３の他端は、グランド端子（第２端子電極５）に電気的に接続されている。

図２に示されるように、第１ストリップライン４０を構成する導体１９の他端１９ｂは、外周端である（一端１９ａは内周端）。外周端は、巻回された導体において外側に位置する端部である。導体１９の他端１９ｂは、一対の主面２ｃ，２ｄの対向方向において第１端子電極４と対向する位置に配置されている。第２ストリップライン４１を構成する導体１４の一端１４ａは、外周端である（他端１４ｂは内周端）。導体１４の一端１４ａは、一対の主面２ｃ，２ｄの対向方向において第４端子電極７と対向する位置に配置されている。

第１ストリップライン４０を構成する導体１７及び導体１９の巻き方向と、第２ストリップライン４１を構成する導体１４及び導体１６の巻き方向とは、互いに逆方向である。具体的には、本実施形態では、素体２を主面２ｃ側から見たときに、導体１９の他端１９ｂを始点として導体１４の一端１４ａを終点とした場合、導体１７及び導体１９は反時計回り方向であり、導体１４及び導体１６は時計回り方向である。

以上説明したように、本実施形態に係る積層バラン１では、導体１４の外周端である一端１４ａが第４端子電極７（開放端子）に電気的に接続されているため、断線検査（ＲＤＣ特性の検出）を行うことが可能である。また、積層バラン１では、導体１９の外周端である他端１９ｂが第１端子電極４（不平衡端子）に電気的に接続されている。このように、各導体１４，１９の外周端１４ａ，１９ｂを各端子電極４，７に接続するため、内周端と端子とを接続する場合に比べて、導体１４，１９と各端子電極４，７との接続を簡易な構造で実現できる。

本実施形態では、導体１４の外周端である一端１４ａと第４端子電極７とは、素体２の積層方向に略直線的に延びるスルーホール導体２５により電気的に接続されている。導体１９の外周端である他端１９ｂと第１端子電極４とは、素体２の積層方向に略直線的に延びるスルーホール導体３１により電気的に接続されている。このように、積層バラン１では、スルーホール導体を積層方向に延在させる簡易な構造で接続を実現している。したがって、積層バラン１ででは、簡易な構成で断線検査を可能とする。

本実施形態に係る積層バラン１では、導体１７，１９と導体１４，１６とは、一方の外周端１４ａ，１９ｂを始点とした場合、互いに巻き方向が逆向きである。第１ストリップライン４０と第２ストリップライン４１とが電磁結合すると、特性が低下する。積層バラン１では、導体１７，１９と導体１４，１６との巻き方向を逆向きにしているため、第１ストリップライン４０と第２ストリップライン４１とが電磁結合することを抑制できる。これにより、積層バラン１の特性低下を抑制できる。

本実施形態に係る積層バラン１では、第１ストリップライン４０が２つの導体１７，１９により構成されており、第２ストリップライン４１が２つの導体１４，１６により構成されている。この構成では、２つの導体１７，１９によりコイルの巻き数を確保できるため、１つの導体における巻き数を少なくすることができる。これにより、導体の構成の簡易化を図れる。したがって、ラインアンドスペースの制限が緩和されるため、導体を容易に作製することができる。

本実施形態に係る積層バラン１は、第３ストリップライン４２の一端に電気的に接続された第３端子電極６（第１平衡端子）と、第４ストリップライン４３の一端に電気的に接続された第６端子電極９（第２平衡端子）と、第２端子電極５及び第５端子電極８（２つのグランド端子）と、を備える。素体２の主面２ｄには、第１方向に沿って、第１端子電極４、第２端子電極５及び第３端子電極６がこの順番で配置されていると共に、第１方向に直交する第２方向に沿って、第１端子電極４と第４端子電極７、第２端子電極５と第５端子電極８、及び、第３端子電極６と第６端子電極９とが並んで配置されていている。この構成では、導体１９の外周端１９ｂを第１端子電極４に接続し、導体１４の外周端１４ａを第４端子電極７に接続することにより、導体１４，１９と各端子電極４，７との接続を簡易な構造で実現できる。特に、導体１７，１９と導体１４，１６との巻き方向が逆向きである場合には、導体１７，１９と導体１４，１６との巻き数の関係から、上記端子の配置とすることが構成の簡易化を図るために有効である。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

上記実施形態では、第１ストリップライン４０が導体１７及び導体１９により構成されている形態を一例に説明した。しかし、第１ストリップラインは、１つの導体により構成されてもよいし、３つ以上の導体により構成されてもよい。第２ストリップライン４１、第３ストリップライン４２及び第４ストリップライン４３についても同様である。

上記実施形態では、第１ストリップライン４０を構成する導体１７及び導体１９と、第２ストリップライン４１を構成する導体１４及び導体１６との巻き方向が、逆向き（逆巻き）である形態を一例に説明した。しかし、導体１７及び導体１９と、導体１４及び導体１６との巻き方向は、同じ方向であってもよい。

上記実施形態では、導体１４の一端１４ａをスルーホール導体２５により第４端子電極７（開放端子）に電気的に接続する形態を一例に説明した。しかし、例えば、導体１４の一端１４ａから主面２ｃ側に延びるスルーホール導体により、導体１４と第４端子電極７とを電気的に接続してもよい。

上記実施形態では、各端子電極４〜６が側面２ｅ及び主面２ｃ，２ｄに配置され、各端子電極７〜９が側面２ｆ及び主面２ｃ，２ｄに配置される形態を一例に説明した。しかし、各端子電極４〜９の形状（配置形態）はこれに限定されない。

１…積層バラン（平衡不平衡変換器）、２…素体、２ｃ…主面（実装面）、４…第１端子電極（不平衡端子）、７…第４端子電極（開放端子）、１４，１６…導体（第２導体）、１４ａ…一端（外周端）、１７，１９…導体（第１導体）、１９ｂ…他端（外周端）、４０…第１ストリップライン、４１…第２ストリップライン、４２…第３ストリップライン、４３…第４ストリップライン。

Claims

第１ストリップラインと、
第２ストリップラインと、
前記第１ストリップラインと電磁結合する第３ストリップラインと、
前記第２ストリップラインと電磁結合する第４ストリップラインと、
前記第１ストリップラインの一端に電気的に接続された不平衡端子と、
前記第２ストリップラインの一端に電気的に接続された開放端子と、を備え、
前記第１ストリップラインの他端と前記第２ストリップラインの他端とが電気的に接続されており、
前記第１ストリップラインは、渦巻き状の第１導体を含んで構成されており、
前記第２ストリップラインは、渦巻き状の第２導体を含んで構成されており、
前記第１導体の外周端が前記不平衡端子に電気的に接続されており、
前記第２導体の外周端が前記開放端子に電気的に接続されている、平衡不平衡変換器。
前記第１導体と前記第２導体とは、一方の前記外周端を始点とした場合、互いに巻き方向が逆向きである、請求項１に記載の平衡不平衡変換器。
前記第１導体及び前記第２導体のそれぞれは、複数設けられている、請求項１又は２に記載の平衡不平衡変換器。
前記第３ストリップラインの一端に電気的に接続された第１平衡端子と、
前記第４ストリップラインの一端に電気的に接続された第２平衡端子と、
２つのグランド端子と、を備え、
前記第１ストリップライン、前記第２ストリップライン、前記第３ストリップライン及び前記第４ストリップラインは、実装面を有する素体内に配置されており、
前記実装面には、当該実装面の第１方向に沿って、前記不平衡端子、前記グランド端子及び前記第１平衡端子がこの順番で配置されていると共に、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記不平衡端子と前記開放端子、前記グランド端子と前記グランド端子、及び、前記第１平衡端子と前記第２平衡端子とが並んで配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の平衡不平衡変換器。