JP4258748B2

JP4258748B2 - High frequency electronic components

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Publication number: JP4258748B2
Application number: JP24113299A
Authority: JP
Inventors: 純悦浦田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP2001068904A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や中継増幅器などの無線通信機器に使用される、誘電体フィルタなどの高周波用電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信分野においては、携帯電話などの端末装置に代表されるように、装置の小型化が急速に推し進められている。したがって、これらを構成する電子部品においても小型化、高性能化が課題となっており、配線基板の設計においても、実装効率、実装自由度の高い電子部品への要求が高まっている。
図９は、この種の無線通信機器などに用いられている従来の誘電体フィルタの外観斜視図である。この誘電体フィルタは、上面に誘電体同軸共振器などの電子部品素子を実装する誘電体からなるベース基板302と、このベース基板302の上面に覆設される金属製のカバー301と、入出力電極303とによって構成されている。
【０００３】
図１０は、図９に示す誘電体フィルタのベース基板302の下面図である。ベース基板302の一端側には入力もしくは出力用の電極膜状の入出力電極303、また、ベース基板302の他端側には出力もしくは入力用の電極膜状の入出力電極303が形成されている。各入出力電極303はベース基板302の上下面に形成されており、ベース基板302の端面に形成した電極膜を介して上下面の入出力電極303を導通している。また、ベース基板302の入出力電極303以外の上下面にはアース電極404が形成され、端面に形成された電極膜402、スルーホール401を介して上下面の導通を行っている。このような従来の誘電体フィルタは、配線基板に表面実装して用いられるものであり、配線基板のパターンとベース基板302の入出力電極303、及び配線基板のアースパターンとベース基板302のアース電極404とが、それぞれ半田付けされて配線基板に実装されるものである。403はスルーホールである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来技術においては、誘電体フィルタのベース基板302に形成されている入出力電極303の位置は、図１０に示すように、横方向（ベース基板302の長手方向）に対向して形成されている。このような位置関係は、ベース基板302の上面に実装される電子部品素子の大きさや、その配置関係に依存される。すなわち、ベース基板302に形成される入出力電極303が一意に決められてしまうため、配線基板設計上の一つの制約となり、配線基板上の配置自由度を奪っている。さらに、入出力電極303を任意方向に出したい要求に応えるには、必要に応じて専用のベース基板を用意する必要があり、それに対応するために新たな費用と時間が発生するなどの問題がある。
【０００５】
また、特開平１０−２８００４号公報には、ベース基板のコーナを利用して入力端子を設けることにより、入出力端子の取り出しを縦出し、横出しのどちらでもできるような構造が開示されている。しかし、この技術の場合も、電子部品素子の配置上の自由度については全く解決されていない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、１対の入出力系をもつベース基板において、入出力電極（端子）を３カ所以上に設ける構成にして、電子部品の配置に自由度を持たせ、もって、配線基板の設計自由度が向上し得る高周波用電子部品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、電子回路部品素子を実装するベース基板において、入力パターン及び出力パターンの何れか一方、または両方のパターンを、ストリップラインで複数に分岐し、分岐電気長を使用周波数波長の（２ｎ−１）／４倍（但し、ｎ＝１、２、３…）の長さで形成し、３カ所以上の入出力電極を備えたことを特徴とする高周波用電子部品である。これによって、入出力電極位置の組合せによって、複数パターンの入出力線の引き出し配置で使用できると共に、使用しない入出力パターン部分は、使用周波数において、１／４波長のショートスタブとして作用するので、インピーダンスが非常に大きくなり配線として無視できる。
【０００８】
すなわち、本発明の第１の側面に従う高周波用電子部品は、ベース基板の一面に実装された電子部品素子の端子が、このベース基板の他面に形成された入出力パターン配線の所定の位置に接続され、入出力パターン配線の端末が、配線基板に電気接続されるように構成された高周波用電子部品において、ベース基板に形成された入出力パターン配線は、入力側パターン配線または出力側パターン配線の少なくとも一方において２系統以上に分岐され、分岐された各々の入出力パターン配線の終端は、ベース基板上で３カ所以上の入出力端子として形成され、且つ、分岐された入出力パターン配線の各々の入出力端子までの電気長は、使用周波数波長の（２ｎ−１）／４倍となるように形成されていることを特徴とする。但し、ｎ＝１，２，３…とする。
【０００９】
すなわち、入出力パターン配線は、例えば、入力側パターン配線と出力側パターン配線のそれぞれについて２系統に分岐して、分岐された入力側パターン配線の端末をベース基板の前端と左端に配置し、分岐された出力側パターン配線の端末をベース基板の前端と右端に配置する。勿論、何れが入力側パターン配線で、何れが出力側パターン配線であっても構わない。このようにすることによって、この高周波用電子部品を配線基板に実装したとき、何れの方向からでも入出力を取り出すことができるので、配線基板の実装レイアウトや配線基板側の配線引き回しが自由となり、設計の自由度が向上する。また、入出力パターン配線の電気長が、使用周波数波長の（２ｎ−１）／４倍（但し、ｎ＝１，２，３…）となっているので、使用周波数での特性に影響を与えることはなく、使用周波数波長の（２ｎ−１）／４倍（但し、ｎ＝１，２，３…）の波長を持つ周波数で減衰特性を有するため、不要波を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の第２の側面に従う高周波用電子部品は、３層以上に積層されたベース基板の一面に実装された電子部品素子の端子が、このベース基板の何れかの層に形成された入出力パターン配線の所定の位置に接続され、入出力パターン配線の端末が、配線基板に電気接続されるように構成された高周波用電子部品において、入出力パターン配線が形成された層は、上面層と下面層との間に、少なくとも１層以上で積層され、入出力パターン配線は、入力側パターン配線または出力側パターン配線の少なくとも一方において２系統以上に分岐され、分岐された各々の入出力パターン配線の終端は、ベース基板上で３カ所以上の入出力端子として形成され、分岐された入出力パターン配線の、各々の入出力端子までの電気長は、使用周波数波長の（２ｎ−１）／４倍となるように形成されていることを特徴とする。但し、ｎ＝１，２，３…とする。
【００１１】
すなわち、この発明はベース基板を３層以上に積層したものであり、その作用及び効果は前述の第１の発明の場合と全く同じである。ただ、この発明の場合は、第１の発明のように、ベース基板の実装面に相当する部分のパターンを抜いた配線基板にする必要はなく、配線基板に細工をすることなく実装することができるので、より一層、設計の自由度が向上する。また、この発明の場合は、分岐した入出力パターンの長さは、ベース基板を実装する配線基板の誘電率や基板厚さなどの条件によらず、ベース基板の基板条件、すなわち、誘電率、層間厚さ、ストリップ線幅のみで、使用周波数の１／４波長の長さに設計することができる。つまり、第２の発明によれば、ベース基板を実装する配線基板の条件に依存されないため、配線基板側の設計自由度が一層向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の幾つかの実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における誘電体フィルタの全体構成を示す分解図であり、先ず、この図を用いて第１の実施の形態を説明する。この実施の形態では、誘電体フィルタを５段のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）としたものである。
すなわち、１／４波長型の誘電体同軸共振器101〜105は、それぞれ所定の周波数で共振するように同調しており、誘電体同軸共振器101〜105の内導体を形成する内導体穴106には、金属製の接続端子107が誘電体同軸共振器101〜105の開放端側から圧入され、内導体と接触して導通されるようになっている。
【００１３】
また、接続端子107の、誘電体同軸共振器101〜105から外部に突き出している部分は、誘電体同軸共振器101〜105同志を結合させる結合基板108上に形成された結合パターン109に半田付けなどで接続されるようになっている。この実施の形態における誘電体同軸共振器101〜105同志の結合は、結合パターン109間のギャップを用いた容量性結合である。
また、結合基板108は、柱状の入出力ピン111により、ベース基板112との距離を保つと共に、ベース基板112のランドパターン114,115を有するスルーホール116,117と電気的接続を行う。つまり、入出力ピン111は、結合基板108の結合基板穴110とベース基板112のスルーホール116,117とに挿入され、半田付けなどにより接続固定される。
【００１４】
また、ベース基板112の上面は、ランドパターン114,115、スルーホール116,117以外の部分には、アース電極113が形成されている。そして、このアース電極113は、ベース基板112の端面に形成された電極膜118、及びアース電極113と共に形成されたスルーホール119により、ベース基板112の下面のアース電極と導通されている。また、カバー120はベース基板1１2上のアース電極113と半田付けなどにより固定する。
【００１５】
図２は、図１に示す誘電体フィルタのベース基板112の下面図である。斜線部で示したアース基板201は、基板端面の電極膜118、スルーホール119によりベース基板112の上面のアース電極113と導通している。ベース基板112の上面に実装されたＢＰＦの入出力の一端は、スルーホール116を介して、ベース基板112下面のランドパターン202に導通しており、これにより、入出力パターン204を介して、パターン分岐点221で入出力パターン206,208に分岐している。入出力パターン206は基板端の入出力電極211に接続されており、また、入出力パターン208は基板端の入出力電極213に接続されていて、何れも外部との接続端子部を形成している。
また、ベース基板112の上面に実装されたＢＰＦの入出力端子の他端は、スルーホール117を介して、ベース基板112下面のランドパターン203に導通しており、これにより、入出力パターン205を介して、パターン分岐点222で入出力パターン207,209に分岐している。入出力パターン207は基板端の入出力電極212に接続されており、また入出力パターン209は基板端の入出力電極214に接続されいて、何れも外部との接続端子部を形成している。
【００１６】
また、パターン分岐点22１から入出力電極211の間と、パターン分岐点221から入出力電極213の間と、パターン分岐点222から入出力電極212の間と、パターン分岐点222から入出力電極214の間の、それぞれのパターン長は、配線基板の実装時に、ベース基板112の上面に実装された誘電体フィルタの中心周波数の１／４波長になるように設計されている。
【００１７】
したがって、この実施の形態の誘電体フィルタを配線基板に実装する場合、例えば、誘電体フィルタの入出力の一端を入出力電極211とし、他の一端を入出力電極214としたときは、使用しない入出力電極213,212を配線基板のアース面に接続する。このとき、使用しない入出力パターン部分、すなわちパターン分岐点221から入出力パターン208を経て入出力電極213までと、パターン分岐点222から入出力パターン207を経て入出力電極212までは、使用周波数において、１／４波長のショートスタブとして作用するので、インピーダンスが非常に大きくなり配線として無視できる。また、使用周波数の２倍、４倍…においては、ｎ／２波長（ｎ＝１、２、３…）のショートスタブとして作用するので、それぞれ２倍、４倍…の周波数成分を減衰させることができる。
【００１８】
また、この実施の形態の誘電体フィルタを配線基板に実装する場合、入出力線を同一方向から引き出したいときには入出力電極211,212の組合せを用い、また、対向方向から引き出したいときには入出力電極213,214の組合せを用い、さらに、入出力が９０度方向変換するように引き出したいときには、入出力電極211,214の組合せを用いるか、または入出力電極212,213の組合せを用いればよい。このように、１種類のベース基板で複数の実装レイアウトの要求に応えることができる。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態に適用されるベース基板701の側面図である。このベース基板701の上面には第１の実施の形態に示した誘電体フィルタが実装されるものとする。このベース基板701は、ベース基板上面のＡ層702と、ベース基板下面のＢ層704と、ベース基板中層のＣ層703と、によって構成された３層基板である。基板端面の電極膜705はＡ層702とＢ層704を導通し、入出力端子部ではＡ層702、Ｂ層704、Ｃ層703を導通している。
【００２０】
図６は、図５に示すベース基板701の各々の層をベース基板下面方向からみたパターン図であり、（ａ）はＡ層702、（ｂ）はＣ層703、（ｃ）はＢ層704のパターン図である。図６（ａ）のベース基板Ａ層702は、誘電体フィルタの入出力ピンのランドパターン801,802、ベース基板701の入出力電極803,804,805,806、アース電極807、他層との導通を図る基板端面の電極膜808、Ｃ層703と導通するスルーホール809,810とからなっている。
【００２１】
図６（ｂ）のベース基板Ｃ層703は、ベース基板上に実装された誘電体フィルタの一端の入出力端子を、Ａ層702からスルーホール809を介してランドパターン821に導通する。そして、ランドパターン821より入出力パターン823を介してパターン分岐点829で入出力パターン825,827に分岐している。入出力パターン825は基板端の入出力電極803に接続され、入出力パターン827は基板端の入出力電極805に接続されており、いずれも基板端面の電極膜として接続されている。
また、ベース基板上に実装された誘電体フィルタの他端の入出力端子は、Ａ層702からスルーホール810を介してランドパターン822に導通する。これにより、ランドパターン822より入出力パターン824を介してパターン分岐点830で入出力パターン826,828に分岐している。入出力パターン826は基板端の入出力電極804に接続され、入出力パターン828は基板端の入出力電極806に接続されており、いずれも基板端面の電極膜として接続されている。
【００２２】
図６（ｃ）のＢ層704は、Ａ層702のアース電極807と導通するスルーホール811と、アース電極831と、入出力電極803,804,805,806とからなっており、これらの電極はＡ層702、Ｃ層703の電極と基板端面で導通している。
このような構成のベース基板701により、パターン分岐点829から入出力電極803の間と、パターン分岐点829から入出力電極805の間と、パターン分岐点830から入出力電極804の間と、パターン分岐点830から入出力電極806の間の、それぞれの入出力パターン配線は、Ａ層702のアース電極807とＢ層704のアース電極831とに挟まれたストリップ線路を形成する。したがって、分岐した入出力パターンの長さは、ベース基板701を実装する配線基板の誘電率や基板厚さなどの条件によらず、ベース基板701の基板条件、すなわち、誘電率、層間厚さ、ストリップ線幅のみで、使用周波数の１／４波長の長さに設計することができる。つまり、第２の実施の形態によれば、ベース基板を実装する配線基板の条件に依存されないため、配線基板側の設計自由度が一層向上する。
【００２３】
図７は、本発明の高周波用電子部品の、配線基板への実装レイアウトの一例を示す図である。前述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の電子部品がこの図のように実装できる。すなわち、配線基板910は、アースパターン913と入力パターン911と出力パターン912とを有している。但し、第１の実施の形態のようなベース基板形態のときは、ベース基板901の実装面は、半田914を付ける部分以外はパターンを抜いておくなど、実装時にベース基板下面の分岐パターンが使用周
波数の１／４波長になるように、予め決められた条件になっている必要がある。
この図の例は、カバー902を被せたベース基板901を配線基板910の角にレイアウトしたものである。このとき、ベース基板901の入出力は、入出力電極903,906の組合せを用いればよく、他の入出力電極904,905は、他のベース基板端面の電極と共に配線基板のアースパターン913に半田付けすればよいだけである。
【００２４】
図３は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態のベース基板を用いた誘電体フィルタの等価回路である。すなわち、誘電体同軸共振器501〜505と、共振器間結合容量507〜510と、入出力整合容量506,511と、１／４波長の入出力ラインの入出力パターンモデル521,522,523,524とを持った５段のバンドパスフィルタである。使用する入出力ラインには入出力パターンモデル521,524を用い、実際に使用しない入出力ラインの入出力パターンモデル522,523は、アース端子として用いた状態を示している。
【００２５】
図４は、本発明のベース基板を用いた誘電体フィルタと、従来のベース基板を用いた誘電体フィルタとの比較特性図である。横軸に周波数（MHz）をとり、左側縦軸はフィルタの伝送特性（dB）、右側縦軸はフィルタの反射特性（dB）をとってある。また、フィルタの基本特性は、中心周波数947.5MHz、帯域幅25MHz、中心周波数±32.5MHzで35dB以上の減衰特性を持つものである。
同図において、従来の誘電体フィルタの伝送特性は602、反射特性は604であり、本発明を適用した誘電体フィルタの伝送特性は601、反射特性は603である。
【００２６】
この特性図から、本発明の入出力構成を用いた場合でも通過帯域近傍、主減衰領域における特性の変化がないことがわかる。また、入出力ラインとして使用しない入出力パターンが中心周波数の２倍近く（1895MHz付近）で１／２波長のショートスタブとして作用し、２倍周波数付近の不要波を抑制していることがわかる。
【００２７】
以上説明したように、本発明のベース基板によれば、複数に分岐した入出力ライン（入出力パターン）を使用周波数の１／４波長で形成することにより、図４に示すような効果が得られたが、入出力ライン長は３／４波長、５／４波長…等にしても同様の効果が得られる。すなわち、入出力ライン長は使用周波数に影響を与えないように、（2n-1)/4波長としても同様の効果が得られることは明らかである。但し、ｎ＝１、２、３…とする。
また、上述の第１、第２の実施の形態では、入出力の両端をそれぞれ２分岐したが、一端当たりの分岐数は自由に設定することができる。
【００２８】
図８は、本発明のベース基板で一端３分岐の例を示すパターン図である。第２の実施の形態のＣ層に対応する層をＣ層1001としたとき、ベース基板上面のＡ層の入出力と導通するスルーホール1002,1003は、ランドパターン1004,1005に導通している。そして、ランドパターン1004から引き出された入出力パターンはパターン分岐点1010で３分岐し、それぞれ基板端面の入出力電極1006,1007,1008に接続されている。また、他端のランドパターン1005は基板端面の入出力電極1009に接続されている。このようにして、一端３分岐を構成することができる。尚、分岐する入出力パターンの電気長の条件は第２の実施の形態の場合と同様に設計される。
【００２９】
以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能である。例えば、図８では第２の実施の形態のＣ層に対応する面のパターンを示したが、第１の実施の形態のような下面に入出力パターンを持つ構成でも実現できることは明らかである。また、入出力の両面を任意の分岐数にすることも可能であることは容易に想像がつく。さらに、上記の第１、第２の実施の形態では、誘電体同軸共振器を用いた５段のバンドパスフィルタを例に挙げたが、共振器の段数に制限されることはなく、また、誘電体フィルタに限らず、入出力端子を有するベース基板を持った種々の電子回路にも適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高周波用電子部品は、例えば、上面に高周波用の電子部品素子を実装し、下面の端部には入出力端子をベース基板に形成し、このベース基板が、入出力端子を介して配線基板に半田付けされるように構成されている。しかも、複数箇所に入出力端子を有する構成であるため、１種類のベース基板で複数の入出力引き出し方向に対応できるようになっているので、配線基板実装のレイアウトや、配線基板側の配線の引き回しなどにおける設計の自由度を向上させることができる。
さらに、ベース基板に内層を設け、この内層に分岐する入出力パターンを形成して、複数箇所に入出力を設けるように構成することにより、実装相手である配線基板の基板条件を限定することなく、自由に実装することができる。
【００３１】
また、入出力端子方向の異なるベース基板を複数用意する必要がなく、部品管理や製造コストの面での優位性もある。加えて、入出力として使用しない入出力端子は、使用周波数波長の（２ｎ−１）／４倍（但し、ｎ＝１、２、３…）の電気長を持っているので、使用周波数での特性に影響を与えることはない。すなわち、使用周波数波長の（２ｎ−１）／４倍（但し、ｎ＝１、２、３…）の波長を持つ周波数で減衰特性を有するため、不要波の抑制にも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における誘電体フィルタの全体構成を示す分解図である。
【図２】図１に示す誘電体フィルタのベース基板112の下面図である。
【図３】本発明の実施の形態のベース基板を用いた誘電体フィルタの等価回路である。
【図４】本発明のベース基板を用いた誘電体フィルタと、従来のベース基板を用いた誘電体フィルタとの比較特性図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に適用されるベース基板701の側面図である。
【図６】図５に示すベース基板701の各々の層をベース基板下面方向からみたパターン図であり（ａ）はＡ層702、（ｂ）はＣ層703、（ｃ）はＢ層704のパターン図である。
【図７】本発明の高周波用電子部品の、配線基板への実装レイアウトの一例を示す図である。
【図８】本発明のベース基板で一端３分岐の例を示すパターン図である。
【図９】従来の誘電体フィルタの外観斜視図である。
【図１０】図３に示す誘電体フィルタのベース基板302の下面図である。
【符号の説明】
101〜105 誘電体同軸共振器
106 誘電体同軸共振器内導体穴
107 接続端子
108 結合基板
109 結合パターン
110 結合基板穴
111 入出力ピン
112,701,901 ベース基板
113,201,807,831 アース電極
114,115,202,203,801,802,821,822,1004,1005 ランドパターン
116,117,119,809,810,811,1002,1003 スルーホール
118,705,808 基板端面の電極膜
120,902 カバー
204〜209,823〜828 入出力パターン
211〜214,803〜806,903〜906,1006〜1009 入出力電極
221,222,829,830,1010 パターン分岐点
501〜505 誘電体同軸共振器モデル
506〜511 結合容量
521〜524 入出力パターンモデル
702 ベース基板Ａ層
703 ベース基板Ｃ層
704 ベース基板Ｂ層
910 配線基板
911 配線基板入力ライン
912 配線基板出力ライン
913 配線基板アースパターン
914 半田
1001 ベース基板Ｃ層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency electronic component such as a dielectric filter used in a wireless communication device such as a mobile phone or a relay amplifier.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the field of wireless communication, miniaturization of devices has been promoted rapidly, as represented by terminal devices such as mobile phones. Therefore, miniaturization and high performance are also problems in the electronic components constituting them, and there is an increasing demand for electronic components with high mounting efficiency and high degree of mounting freedom in the design of wiring boards.
FIG. 9 is an external perspective view of a conventional dielectric filter used in this type of wireless communication device. This dielectric filter includes a base substrate 302 made of a dielectric for mounting an electronic component element such as a dielectric coaxial resonator on the upper surface, a metal cover 301 covering the upper surface of the base substrate 302, and an input / output And electrode 303.
[0003]
FIG. 10 is a bottom view of the base substrate 302 of the dielectric filter shown in FIG. An electrode film-like input / output electrode 303 for input or output is formed on one end side of the base substrate 302, and an electrode film-like input / output electrode 303 for output or input is formed on the other end side of the base substrate 302. Yes. Each input / output electrode 303 is formed on the upper and lower surfaces of the base substrate 302, and the input / output electrodes 303 on the upper and lower surfaces are electrically connected through an electrode film formed on the end surface of the base substrate 302. In addition, ground electrodes 404 are formed on the upper and lower surfaces of the base substrate 302 other than the input / output electrodes 303, and the upper and lower surfaces are connected through the electrode film 402 and the through hole 401 formed on the end surfaces. Such a conventional dielectric filter is used by being mounted on the surface of a wiring board. The wiring board pattern and the input / output electrodes 303 of the base board 302, and the grounding pattern of the wiring board and the ground electrode of the base board 302 are used. 404 are each soldered and mounted on the wiring board. Reference numeral 403 denotes a through hole.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique as described above, the position of the input / output electrode 303 formed on the base substrate 302 of the dielectric filter is opposed to the horizontal direction (longitudinal direction of the base substrate 302) as shown in FIG. Is formed. Such a positional relationship depends on the size of the electronic component elements mounted on the upper surface of the base substrate 302 and the arrangement relationship thereof. In other words, since the input / output electrodes 303 formed on the base substrate 302 are uniquely determined, this is a restriction on the design of the wiring board and deprives the degree of freedom of arrangement on the wiring board. In addition, in order to meet the demand for extending the input / output electrode 303 in any direction, it is necessary to prepare a dedicated base substrate as necessary, and there are problems such as new costs and time required to meet this requirement. is there.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-28004 discloses a structure in which an input terminal is provided using a corner of a base substrate so that the input / output terminal can be taken out vertically or horizontally. . However, even in this technique, the degree of freedom in arrangement of electronic component elements has not been solved at all.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an electronic component having a configuration in which input / output electrodes (terminals) are provided at three or more locations in a base substrate having a pair of input / output systems. It is an object of the present invention to provide a high-frequency electronic component capable of improving the degree of freedom in designing a wiring board.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to the present invention, in a base substrate on which an electronic circuit component element is mounted, one or both of an input pattern and an output pattern are branched into a plurality of strip lines, thereby branching electricity. The length is (2n-1) / 4 times the operating frequency wavelength (where n = 1, 2, 3,...), And has three or more input / output electrodes. It is an electronic component. As a result, depending on the combination of the input / output electrode positions, the input / output line can be used in a plurality of patterns, and the unused input / output pattern portion acts as a ¼ wavelength short stub at the operating frequency. Becomes very large and can be ignored as wiring.
[0008]
That is, in the high-frequency electronic component according to the first aspect of the present invention, the terminal of the electronic component element mounted on one surface of the base substrate is at a predetermined position of the input / output pattern wiring formed on the other surface of the base substrate. In high-frequency electronic components configured such that the terminal of the input / output pattern wiring is electrically connected to the wiring board, the input / output pattern wiring formed on the base substrate is the input side pattern wiring or the output side pattern wiring. At least one of the input / output pattern wirings is branched into at least one of the two systems, and the terminal ends of the branched input / output pattern wirings are formed as input / output terminals at three or more locations on the base substrate. The electrical length to the input / output terminal is formed to be (2n-1) / 4 times the wavelength of the used frequency. However, n = 1, 2, 3...
[0009]
That is, for example, the input / output pattern wiring is branched into two systems for each of the input side pattern wiring and the output side pattern wiring, and the terminals of the branched input side pattern wiring are arranged at the front end and the left end of the base substrate. Terminals of the output pattern wiring thus formed are arranged at the front end and the right end of the base substrate. Of course, any of them may be input side pattern wiring and any of them may be output side pattern wiring. In this way, when this high-frequency electronic component is mounted on a wiring board, input / output can be taken out from any direction, so the wiring board mounting layout and wiring wiring on the wiring board side are free, Design freedom is improved. Also, since the electrical length of the input / output pattern wiring is (2n-1) / 4 times the operating frequency wavelength (where n = 1, 2, 3,...), The characteristics at the operating frequency are affected. However, since it has an attenuation characteristic at a frequency having a wavelength of (2n−1) / 4 times (where n = 1, 2, 3,...) Of the used frequency wavelength, unnecessary waves can be suppressed.
[0010]
In addition, in the high frequency electronic component according to the second aspect of the present invention, the terminal of the electronic component element mounted on one surface of the base substrate laminated in three or more layers is formed on any layer of the base substrate. In a high-frequency electronic component configured to be connected to a predetermined position of the input / output pattern wiring and the terminal of the input / output pattern wiring is electrically connected to the wiring board, the layer on which the input / output pattern wiring is formed is At least one or more layers are laminated between the layer and the lower layer, and the input / output pattern wiring is branched into two or more systems in at least one of the input side pattern wiring and the output side pattern wiring, and each branched input / output The termination of the pattern wiring is formed as three or more input / output terminals on the base substrate. The electrical length of each branched input / output pattern wiring to each input / output terminal is the frequency wave used. Characterized in that it is formed to be the (2n-1) / 4 times. However, n = 1, 2, 3...
[0011]
That is, the present invention is obtained by laminating the base substrate into three or more layers, and the operation and effect thereof are exactly the same as those of the first invention described above. However, in the case of the present invention, unlike the first invention, it is not necessary to make a wiring board in which a pattern corresponding to the mounting surface of the base board is removed, and the wiring board can be mounted without any work. As a result, the degree of freedom in design is further improved. Further, in the case of the present invention, the length of the branched input / output pattern is not dependent on the conditions such as the dielectric constant and the substrate thickness of the wiring substrate on which the base substrate is mounted, but the substrate conditions of the base substrate, that is, the dielectric constant, The length can be designed to be ¼ wavelength of the used frequency only by the interlayer thickness and the strip line width. That is, according to the second aspect of the invention, the degree of freedom in design on the side of the wiring board is further improved because it does not depend on the conditions of the wiring board on which the base board is mounted.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded view showing the overall configuration of the dielectric filter according to the first embodiment of the present invention. First, the first embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the dielectric filter is a five-stage band pass filter (BPF).
That is, the quarter-wavelength type dielectric coaxial resonators 101 to 105 are tuned so as to resonate at a predetermined frequency, respectively, and the inner conductor hole 106 that forms the inner conductor of the dielectric coaxial resonators 101 to 105. The metal connection terminal 107 is press-fitted from the open end side of the dielectric coaxial resonators 101 to 105 so as to be in contact with the inner conductor to be conducted.
[0013]
Further, the portion of the connection terminal 107 protruding outside from the dielectric coaxial resonators 101 to 105 is soldered to the coupling pattern 109 formed on the coupling substrate 108 for coupling the dielectric coaxial resonators 101 to 105 together. And so on. The coupling between the dielectric coaxial resonators 101 to 105 in this embodiment is capacitive coupling using a gap between the coupling patterns 109.
The coupling substrate 108 maintains a distance from the base substrate 112 by columnar input / output pins 111 and is electrically connected to the through holes 116 and 117 having the land patterns 114 and 115 of the base substrate 112. That is, the input / output pins 111 are inserted into the coupling substrate hole 110 of the coupling substrate 108 and the through holes 116 and 117 of the base substrate 112, and are connected and fixed by soldering or the like.
[0014]
Further, a ground electrode 113 is formed on the upper surface of the base substrate 112 at portions other than the land patterns 114 and 115 and the through holes 116 and 117. The ground electrode 113 is electrically connected to the ground electrode on the lower surface of the base substrate 112 through an electrode film 118 formed on the end surface of the base substrate 112 and a through hole 119 formed together with the ground electrode 113. The cover 120 is fixed to the ground electrode 113 on the base substrate 11 2 by soldering or the like.
[0015]
FIG. 2 is a bottom view of the base substrate 112 of the dielectric filter shown in FIG. The ground substrate 201 indicated by the hatched portion is electrically connected to the ground electrode 113 on the upper surface of the base substrate 112 through the electrode film 118 and the through hole 119 on the end surface of the substrate. One end of the input / output of the BPF mounted on the upper surface of the base substrate 112 is electrically connected to the land pattern 202 on the lower surface of the base substrate 112 through the through-hole 116, whereby the pattern is transferred via the input / output pattern 204. The input / output patterns 206 and 208 are branched at the branch point 221. The input / output pattern 206 is connected to the input / output electrode 211 at the substrate end, and the input / output pattern 208 is connected to the input / output electrode 213 at the substrate end, both of which form connection terminal portions to the outside. Yes.
In addition, the other end of the input / output terminal of the BPF mounted on the upper surface of the base substrate 112 is electrically connected to the land pattern 203 on the lower surface of the base substrate 112 through the through hole 117. Via the pattern branch point 222 to the input / output patterns 207 and 209. The input / output pattern 207 is connected to the input / output electrode 212 at the substrate end, and the input / output pattern 209 is connected to the input / output electrode 214 at the substrate end, both of which form connection terminal portions to the outside.
[0016]
Also, between the pattern branch point 221 and the input / output electrode 211, between the pattern branch point 221 and the input / output electrode 213, between the pattern branch point 222 and the input / output electrode 212, and from the pattern branch point 222 to the input / output electrode 214. The respective pattern lengths are designed to be ¼ wavelength of the center frequency of the dielectric filter mounted on the upper surface of the base substrate 112 when the wiring board is mounted.
[0017]
Therefore, when the dielectric filter of this embodiment is mounted on a wiring board, for example, when one end of the input / output of the dielectric filter is the input / output electrode 211 and the other end is the input / output electrode 214, it is not used. The input / output electrodes 213 and 212 are connected to the ground plane of the wiring board. At this time, the unused input / output pattern portion, that is, the pattern branch point 221 through the input / output pattern 208 to the input / output electrode 213, and the pattern branch point 222 through the input / output pattern 207 to the input / output electrode 212 at the operating frequency. Since it acts as a quarter wavelength short stub, the impedance becomes very large and can be ignored as wiring. In addition, it acts as a short stub of n / 2 wavelengths (n = 1, 2, 3,...) At twice, four times, etc. of the operating frequency, so that the frequency components of twice, four times, etc. are attenuated, respectively. Can do.
[0018]
When the dielectric filter of this embodiment is mounted on a wiring board, a combination of the input / output electrodes 211 and 212 is used when the input / output lines are to be drawn from the same direction, and when the input / output electrodes 213 and 214 are to be drawn from the opposite direction, When a combination is used and it is desired to draw out the input / output so as to change the direction by 90 degrees, the combination of the input / output electrodes 211 and 214 or the combination of the input / output electrodes 212 and 213 may be used. In this manner, a single type of base substrate can meet a plurality of mounting layout requirements.
[0019]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a side view of a base substrate 701 applied to the second embodiment of the present invention. It is assumed that the dielectric filter shown in the first embodiment is mounted on the upper surface of the base substrate 701. The base substrate 701 is a three-layer substrate constituted by an A layer 702 on the upper surface of the base substrate, a B layer 704 on the lower surface of the base substrate, and a C layer 703 on the middle layer of the base substrate. The electrode film 705 on the end face of the substrate conducts the A layer 702 and the B layer 704 and conducts the A layer 702, the B layer 704, and the C layer 703 in the input / output terminal portion.
[0020]
FIG. 6 is a pattern diagram of each layer of the base substrate 701 shown in FIG. 5 as viewed from the bottom surface direction of the base substrate. (A) is an A layer 702, (b) is a C layer 703, and (c) is a B layer 704. FIG. The base substrate A layer 702 in FIG. 6A is a land pattern 801, 802 of the input / output pins of the dielectric filter, the input / output electrodes 803, 804, 805, 806 of the base substrate 701, the ground electrode 807, and the electrode film on the end face of the substrate for electrical connection with other layers 808 and through-holes 809 and 810 that are electrically connected to the C layer 703.
[0021]
The base substrate C layer 703 in FIG. 6B conducts the input / output terminal at one end of the dielectric filter mounted on the base substrate from the A layer 702 to the land pattern 821 through the through hole 809. The land pattern 821 branches to the input / output patterns 825 and 827 at the pattern branch point 829 via the input / output pattern 823. The input / output pattern 825 is connected to the input / output electrode 803 at the substrate end, and the input / output pattern 827 is connected to the input / output electrode 805 at the substrate end, both of which are connected as electrode films on the substrate end surface.
The input / output terminal at the other end of the dielectric filter mounted on the base substrate is electrically connected to the land pattern 822 from the A layer 702 through the through hole 810. As a result, the land pattern 822 branches to the input / output patterns 826 and 828 at the pattern branch point 830 via the input / output pattern 824. The input / output pattern 826 is connected to the input / output electrode 804 at the substrate end, and the input / output pattern 828 is connected to the input / output electrode 806 at the substrate end, both of which are connected as electrode films on the substrate end surface.
[0022]
The B layer 704 in FIG. 6C includes a through hole 811 that is electrically connected to the ground electrode 807 of the A layer 702, a ground electrode 831, and input / output electrodes 803, 804, 805, and 806. These electrodes are the A layer 702, C The electrode of the layer 703 is electrically connected to the end face of the substrate.
With the base substrate 701 having such a configuration, the pattern branch point 829 to the input / output electrode 803, the pattern branch point 829 to the input / output electrode 805, the pattern branch point 830 to the input / output electrode 804, the pattern Each input / output pattern wiring between the branch point 830 and the input / output electrode 806 forms a strip line sandwiched between the ground electrode 807 of the A layer 702 and the ground electrode 831 of the B layer 704. Therefore, the length of the branched input / output pattern is not dependent on conditions such as the dielectric constant and substrate thickness of the wiring board on which the base substrate 701 is mounted, but the substrate conditions of the base substrate 701, that is, the dielectric constant, the interlayer thickness, The length can be designed to be a quarter wavelength of the used frequency only by the strip line width. That is, according to the second embodiment, the degree of freedom in design on the wiring board side is further improved because it is not dependent on the conditions of the wiring board on which the base board is mounted.
[0023]
FIG. 7 is a diagram showing an example of a mounting layout of the high frequency electronic component of the present invention on a wiring board. The electronic components of the first embodiment and the second embodiment described above can be mounted as shown in this figure. That is, the wiring board 910 has a ground pattern 913, an input pattern 911, and an output pattern 912. However, in the case of the base substrate form as in the first embodiment, the mounting surface of the base substrate 901 uses the branch pattern on the bottom surface of the base substrate during mounting, such as removing the pattern except for the portion where the solder 914 is attached. It is necessary to satisfy a predetermined condition so that the wavelength is ¼ wavelength.
In the example of this figure, a base substrate 901 covered with a cover 902 is laid out at the corner of the wiring substrate 910. At this time, the input / output of the base substrate 901 may use a combination of the input / output electrodes 903 and 906, and the other input / output electrodes 904 and 905 may be soldered to the ground pattern 913 of the wiring substrate together with the electrodes on the other end surfaces of the base substrate. Only.
[0024]
FIG. 3 is an equivalent circuit of a dielectric filter using the base substrate of the first embodiment and the second embodiment. That is, a five-stage circuit including dielectric coaxial resonators 501 to 505, inter-resonator coupling capacitors 507 to 510, input / output matching capacitors 506 and 511, and input / output pattern models 521, 522, 523, and 524 of an input / output line of a quarter wavelength. It is a bandpass filter. Input / output pattern models 521 and 524 are used for input / output lines to be used, and input / output pattern models 522 and 523 for input / output lines that are not actually used are shown as ground terminals.
[0025]
FIG. 4 is a comparison characteristic diagram between a dielectric filter using a base substrate of the present invention and a dielectric filter using a conventional base substrate. The horizontal axis represents frequency (MHz), the left vertical axis represents the transmission characteristic (dB) of the filter, and the right vertical axis represents the reflection characteristic (dB) of the filter. Further, the basic characteristics of the filter are those having an attenuation characteristic of 35 dB or more at a center frequency of 947.5 MHz, a bandwidth of 25 MHz, and a center frequency of ± 32.5 MHz.
In the figure, the transmission characteristic of the conventional dielectric filter is 602 and the reflection characteristic is 604. The transmission characteristic of the dielectric filter to which the present invention is applied is 601 and the reflection characteristic is 603.
[0026]
From this characteristic diagram, it can be seen that there is no change in characteristics in the vicinity of the passband and in the main attenuation region even when the input / output configuration of the present invention is used. It can also be seen that the input / output pattern not used as the input / output line acts as a half-wave short stub near twice the center frequency (near 1895 MHz) and suppresses unnecessary waves near the double frequency.
[0027]
As described above, according to the base substrate of the present invention, the effect as shown in FIG. 4 is obtained by forming a plurality of input / output lines (input / output patterns) at a quarter wavelength of the use frequency. However, even if the input / output line length is 3/4 wavelength, 5/4 wavelength, etc., the same effect can be obtained. That is, it is clear that the same effect can be obtained even when the (2n-1) / 4 wavelength is used so that the input / output line length does not affect the operating frequency. However, n = 1, 2, 3...
Further, in the first and second embodiments described above, both ends of the input and output are branched into two, respectively, but the number of branches per one end can be set freely.
[0028]
FIG. 8 is a pattern diagram showing an example of one branch at one end in the base substrate of the present invention. When the layer corresponding to the C layer of the second embodiment is a C layer 1001, the through holes 1002 and 1003 that conduct to the input / output of the A layer on the upper surface of the base substrate are conducted to the land patterns 1004 and 1005. . The input / output pattern drawn out from the land pattern 1004 is branched into three at a pattern branch point 1010 and connected to input / output electrodes 1006, 1007, and 1008 on the substrate end face, respectively. The land pattern 1005 at the other end is connected to the input / output electrode 1009 at the end face of the substrate. In this way, one-end three branches can be configured. The condition of the electrical length of the branched input / output pattern is designed in the same manner as in the second embodiment.
[0029]
The embodiment described above is an example for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the invention. For example, FIG. 8 shows the pattern of the surface corresponding to the C layer of the second embodiment, but it is obvious that the structure having the input / output pattern on the lower surface as in the first embodiment can be realized. In addition, it is easy to imagine that both the input and output sides can have any number of branches. Furthermore, in the first and second embodiments described above, a five-stage bandpass filter using a dielectric coaxial resonator is taken as an example. However, the number of resonator stages is not limited, and The present invention can be applied not only to the dielectric filter but also to various electronic circuits having a base substrate having input / output terminals.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the high-frequency electronic component of the present invention has, for example, a high-frequency electronic component element mounted on the upper surface, and input / output terminals formed on the base substrate at the end of the lower surface. It is configured to be soldered to the wiring board via the input / output terminals. In addition, since the configuration has input / output terminals at a plurality of locations, one type of base substrate can be adapted to a plurality of input / output lead directions, so the wiring board mounting layout and wiring on the wiring board side can be accommodated. It is possible to improve the degree of freedom of design in routing and the like.
Furthermore, by providing an inner layer on the base substrate, forming an input / output pattern that branches to the inner layer, and providing input / output at a plurality of locations, without limiting the substrate conditions of the wiring substrate that is the mounting partner Can be implemented freely.
[0031]
In addition, there is no need to prepare a plurality of base boards having different input / output terminal directions, and there is an advantage in terms of component management and manufacturing costs. In addition, the input / output terminals that are not used as input / output have an electrical length of (2n-1) / 4 times (where n = 1, 2, 3,...) Of the operating frequency wavelength. It does not affect the characteristics. That is, since it has an attenuation characteristic at a frequency having a wavelength of (2n-1) / 4 times (where n = 1, 2, 3,...) Of the use frequency wavelength, it is also effective in suppressing unnecessary waves.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded view showing an overall configuration of a dielectric filter according to a first embodiment of the present invention.
2 is a bottom view of a base substrate 112 of the dielectric filter shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit of a dielectric filter using the base substrate according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a comparative characteristic diagram between a dielectric filter using a base substrate of the present invention and a dielectric filter using a conventional base substrate.
FIG. 5 is a side view of a base substrate 701 applied to the second embodiment of the present invention.
6 is a pattern diagram of each layer of the base substrate 701 shown in FIG. 5 as viewed from the bottom surface direction of the base substrate. FIG. 6A shows an A layer 702, FIG. 5B shows a C layer 703, and FIG. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a mounting layout of a high frequency electronic component of the present invention on a wiring board.
FIG. 8 is a pattern diagram showing an example of one branch at one end of the base substrate of the present invention.
FIG. 9 is an external perspective view of a conventional dielectric filter.
10 is a bottom view of the base substrate 302 of the dielectric filter shown in FIG. 3. FIG.
[Explanation of symbols]
101-105 dielectric coaxial resonator
106 Conductor hole in dielectric coaxial resonator
107 Connection terminal
108 Bonded substrate
109 bond pattern
110 Bonding board hole
111 I / O pins
112,701,901 Base board
113,201,807,831 Earth electrode
114,115,202,203,801,802,821,822,1004,1005 Land pattern
116,117,119,809,810,811,1002,1003 Through hole
118,705,808 Electrode film on substrate edge
120,902 cover
204 ~ 209,823 ~ 828 Input / output pattern
211 to 214, 803 to 806, 903 to 906, 1006 to 1009 Input / output electrodes
221,222,829,830,1010 Pattern branch point
501 to 505 dielectric coaxial resonator model
506-511 coupling capacity
521 to 524 I / O pattern model
702 Base substrate A layer
703 Base substrate C layer
704 Base substrate B layer
910 Wiring board
911 Wiring board input line
912 Wiring board output line
913 Wiring board ground pattern
914 solder
1001 Base substrate C layer

Claims

The terminal of the electronic component element mounted on one surface of the base substrate is connected to a predetermined position of the input / output pattern wiring formed on the other surface of the base substrate, and the terminal of the input / output pattern wiring is electrically connected to the wiring substrate. In high-frequency electronic components configured to be connected,
The input / output pattern wiring formed on the base substrate is
At least one of the input side pattern wiring or the output side pattern wiring branches into two or more systems,
The end of each branched I / O pattern wiring is
Formed as three or more input / output terminals on the base substrate,
The electrical length to each input / output terminal of the branched input / output pattern wiring is
It is formed to be (2n-1) / 4 times the operating frequency wavelength,
An unused input / output terminal is connected to the ground so that the input / output pattern wiring portion is a quarter wavelength short stub .
However, n = 1, 2, 3...

A terminal of an electronic component element mounted on one surface of a base substrate laminated in three or more layers is connected to a predetermined position of an input / output pattern wiring formed on any layer of the base substrate, and the input / output pattern In a high-frequency electronic component configured such that the end of the wiring is electrically connected to the wiring board,
The layer in which the input / output pattern wiring is formed is laminated in at least one layer between the upper surface layer and the lower surface layer,
The input / output pattern wiring is
At least one of the input side pattern wiring or the output side pattern wiring branches into two or more systems,
The end of each branched I / O pattern wiring is
Formed as three or more input / output terminals on the base substrate,
The electrical length to each input / output terminal of the branched input / output pattern wiring is
It is formed to be (2n-1) / 4 times the operating frequency wavelength,
An unused input / output terminal is connected to the ground so that the input / output pattern wiring portion is a quarter wavelength short stub .
However, n = 1, 2, 3...