JP5350387B2 - 電気的構成要素 - Google Patents

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Description

本発明は、第1および第2のフィルタを有する電気的構成要素に関し、特に、共通の基板に実装されるか取り付けられた、ダイプレクサまたはデュプレクサに関する。
有利な設置面積を有するデュプレクサが、例えば特許文献1から知られている。
国際公開第2007/059735号
本発明の目的は、それによって構成要素の電気的性能を低下させることなく構成要素のさらなる小型化を可能にする、上記タイプの構成要素のためのピン止めまたは設置面積の改善を開示することである。
そのような目的は、請求項1の特徴を有する構成要素において達成される。構成要素の有利な実施形態はさらなる請求項に示される。
電気的構成要素が明記され、それは共通の基板上に実装されたかまたは取り付けられた、第1および第2のフィルタを有する。基板は底部側に共通の信号接続部を有し、そこに両方のフィルタが並列に接続される。第1および第2のフィルタのための第1および第2のフィルタ接続部もまた底部側にもたらされる。底部側のすべての信号接続部またはフィルタ接続部は、信号を伝える個々の端子、または代替的に、対地電位が互いに等しい端子面の組がそこに割り当てられることを特徴とし、前記端子面はフィルタまたは構成要素の各接続部を実装する。複数の接地端子面もまた、底部側上に配置される。少なくとも1つの接地端子面が角に配置され、該接地端子面は信号接続部の端子面よりも、フィルタ接続部の端子面から離れている。言い換えると、信号接続部の端子面とフィルタ接続部の端子面との間の距離は、角の接地端子面と信号接続部の端子面との間の距離よりも小さい。要するに、設置面は基板の縁の近くに少なくとも7つの端子面を有し、基板は、例えば長方形であり、端子面が上に記したタイプの端子面の1つに結合している。
3つの異なる接続部は、それぞれ少なくとも1つの端子面を前記接続部に割り当てられており、電気的構成要素に与えられている。存在する端子面の残りは接地端子面である。構成要素には信号端子面への距離が最大となる少なくとも1つの接地端子面が存在し、前記距離は信号接続部と任意のフィルタ接続部との間の最大距離より大きいか等しい。このことは、すべてのフィルタ接続部が信号接続部との最大距離を有するものではないことを意味する。
1つの実施形態では、構成要素は基板の底部側上に、少なくとも3×3の格子に対応する配置の端子面を有する。この目的のために、端子面は行および/または列に配置されうる。配置は、しかしながら対称である必要はない。行(および/または列)は、列(および/または行)よりも多数の端子面を有しうる。端子面は、特に、異なる寸法でありうる。必要ではないが、接地端子面が信号端子面および/またはフィルタ端子面より大きい面積を有すると有利である。
1つの実施形態では、構成要素は対地電位が互いに等しい電気的端子面の組を有し、前記組である2つの端子面は互いに直接隣接して配置される。また、構成要素は対地電位が互いに等しい端子面の組を2つか3つ有することができ、各組の端子面は互いに近接して配置される。
すべての信号端子面およびフィルタ端子面が基板の底部面上の縁領域に配置されると有利である。そして、少なくとも1つの接地端子面が中心領域に存在しうる。ここで、端子面が外側を向く行および/または列の1つに配置される場合、それは少なくとも寸法3×3の端子面のアレーの縁領域に配置されると考えられる。基板の外周をたどると、信号接続部とフィルタ接続部との間に、および第1および第2のフィルタ接続部の間に、少なくとも1つの接地端子面が縁領域に与えられる。縁領域およびそこに配置された端子面に囲まれた中心領域には、少なくとも1つの中心に配置された接地端子面が与えられる。
少なくとも1つの接地端子面の表面積は、好ましくは信号端子面またはフィルタ端子面の表面積を上回り、よって改善された接地接続が、単により大きいメタライゼーションによって与えられる。
フィルタ接続部の面積がより小さいことによって、前記領域に結合するキャパシタンスはより小さくなる。よって前記端子面は受ける容量結合が低くなりうる。
1つの変形例では、信号接続部の少なくとも1つの端子面が基板の縁の1つの中央に配置される。そして、前記信号接続部が配置される端子面の列は、信号接続部の両方の側に少なくとも2つの接地端子面を有し、したがって、合わせて少なくとも3つの端子面を有する。
構成要素は好ましくはディプレクサまたはデュプレクサとして形成される。この場合、信号接続部はアンテナ接続部へと接続されるか、またはそれ自身がアンテナ接続部を実装する。したがって、2つのフィルタ接続部がフィルタ入力および/またはフィルタ出力として形成される。
接地接続部を改善するように、各接地接続部または各接地端子面は2つのフィルタの1つに、または両方のフィルタに、複数のビアによって接続されうる。接地接続部の誘導率はしたがって最小化される。これに対して、信号接続部およびフィルタ接続部の端子面は、それぞれちょうど1つのビアのみによって対応するフィルタに接続されるのが有利である。
1つの変形実施形態では、少なくとも1つのフィルタ接続部が、対地電位が互いに等しく、信号接続部から異なる距離に配置された端子面の組を有する。組のうち、信号接続部よりも近くに配置されたほうの端子面は、該組のうち他方の端子面よりも小さな表面積を有する。距離が短いと大きくなる傾向がある、異なる端子面の間の容量結合が、領域を小さくすることによってさらに削減されるという効果がある。このように、接続部の組の両方の端子面が、信号接続部または信号端子面と大体同様に接続するように形成されうる。
接地を改善するように、少なくとも2つの接地端子面が基板の底部側で直接互いに導電的に接続されることが、さらに提案される。これは底部側に添付された導電体によって行われうる。このように、接地は「拡張され」、接地接続部の質における任意の可能な相違が、電気的接続部によって同等にされ、補償される。
上述のように、構成要素の接続部が、基板を通り抜けるビアによって対応するフィルタに接続される。各フィルタ接続部に対し、前記フィルタ接続部に接続されたビアは、同じフィルタの接地接続部に接続されるビアに直接隣接するように配線され、ビアからフィルタ接続部への距離は該ビアから他のビアへの距離よりも大きい。このようにして、信号ビアおよび接地ビアによって形成される電流ループの断面積は最小限となり、したがって生成される誘導結合は最小限となる。
中心領域では、上述のように、少なくとも1つの接地端子面が提供されることができ、その面積は他の端子面の面積よりも大きい。このようにして、異なるフィルタの端子面と、縁領域に配置された信号接続部との間の遮蔽が改善される。
第1のフィルタと第2のフィルタの間の、またはそれらのフィルタ端子面の間の良好な減結合が、異なるフィルタのための対応するフィルタ接続部が基板の互いに反対の縁に配置された場合に、達成される。信号接続部のための少なくとも1つの端子面は、したがって基板の第3の縁に配置される。
構成要素は、対地電位が互いに等しい1つ、2つ、または3つの接続部を有しうる。対地電位が等しい接続部の数が増えるにつれ、それのために必要な端子面の数も増加する。対地電位が等しい接続部を1つ有する構成要素は、縁領域に配置された端子面を少なくとも7つ必要とする。あるいは、信号接続部のための端子面と反対側に追加の接地端子面を供給すると仮定すると、端子面は、実際には8つである。
対地電位が等しい接続部を2つ有する構成要素は、縁領域に配置された端子面を少なくとも8つ必要とし、さらに、対地電位が等しい接続部を3つ有する構成要素はそのような端子面を少なくとも9つ必要とする。加えて、存在して中心領域に配置されると有利な、少なくとも1つの追加の接地端子面があり、したがって対応する全部の端子面の数が得られる。縁領域に配置された少なくとも1つのこれらの端子面がそれらの配置もしくは格子に対して互いに対称であるならば有利であり、少なくとも1つの対称面が有利に与えられる。縁領域に配置された端子面が少なくとも3つの、好ましくは最大値の4つの、端子面の行および/または列に配置される。
次に、本発明は実施形態および添付の図面を用いてより詳細に説明される。図面は単に概略的なものであり原寸に比例したものではなく、したがって絶対的な寸法も相対的な寸法もそれらからは得られない。
構成要素の異なる実施形態を示す概略的断面図である。 構成要素の異なる実施形態を示す概略的断面図である。 構成要素の異なる実施形態を示す概略的断面図である。 対地電位がすべて異なる接続部を有する構成要素のための端子面を示す図である。 対地電位がすべて異なる接続部を有する構成要素のための端子面を示す図である。 対地電位がすべて異なる接続部を有する構成要素のための端子面を示す図である。 対地電位が等しい接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい2つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい2つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい2つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい2つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい2つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい2つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい3つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい3つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。 対地電位が等しい3つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す図である。
電気的構成要素は共通の基板Sを特徴とし、それは底部側に図示の端子面を有する。第1のおよび第2のフィルタF1、F2が、図1aに示すように、個別の分離した構成要素として基板Sの表面上に、基板Sと導電的に接続されて配置される。基板Sは少なくとも1つの誘電層を有し、それは底部側のための端子面と、頂部側のフィルタのための接触面とを有する。頂部側および底部側は接続部により導電的に接続され、特に、基板の内部に配線された図示のビアV(図1では破線で示される)によって接続される。基板は有利に多数の層を有して形成され、回路を実装しうる構造化されたメタライゼーションを有するメタライゼーション面が、2つの誘電層ごとに配置される。基板は回路基板材料、高分子化合物、またはセラミックからなり、歪みが小さいLTCCセラミック(低温共焼セラミック)またはHTCCセラミック(高温共焼セラミック)から有利に形成される。
基板Sの多層設計はまた、金属面およびメタライゼーション面内の導体の構造を対応させることによって、基板内のパッシブな構成要素機能を一体化することを可能にする。したがって、多層基板が抵抗器に加えてキャパシタンスおよびインダクタンスを有することが可能である。前記パッシブな構成要素は、相互接続が構成要素の機能を有する追加の回路を実装するのに用いられるように、適切な方式で接続される。例えば、一体化されたLC素子(インダクタおよびキャパシタ)を用いて簡単なフィルタ回路を実装することができる。したがって、2つのフィルタのうち1つ(F2)は図1Bで示されるようにLC構成要素を有することができ、またはそのような構成要素を除外してつくられることができ、基板S内に一体化される。そして、他のフィルタF1は、好ましくは基板の表面上に取り付けられた離れたフィルタ構成要素として実装される。図1Bは基板内に一体化された第2のフィルタF2と、基板上に取り付けられた第1のフィルタF1とを有する配置を示す。
共通の圧電フィルタ基板FS上に2つのフィルタを形成することも可能である。圧電フィルタ基板FSは図1Cに示すように、基板Sの表面上に取り付けられる。
すべての実施形態に関して、フィルタと端子面とを互いに接続するビアは、好ましくは直線として基板Sを通って配線される。しかしながら、フィルタと端子面との間の接続は少なくとも2つの部分ビアによって行われることが可能である。部分ビアはそれぞれ多層基板の層の一部のみを貫通し、メタライゼーション面内に配置された横断方向セグメントによって互いに接続される。したがって、部分ビアは互いに対して横方向に相対的にオフセットされうる。
図2は、対地電位がすべて異なる接続部を有する構成要素に関する基板の底の端子面を上面とした図である。図2のすべての実施形態において、3×3の端子面の配置が示される。また、より大きい数の端子面を提供することも可能であるが、底面側に必要な端子面および/または領域の寸法を犠牲にすることになる。
図2Aによる実施形態では、信号接続部に割り振られた端子面SAは、図において上に示される基板の縁の中央に配置される。第1および第2のフィルタはそれぞれ、基板の底の両側部に、そして好ましくはその中央に配置された、フィルタ接続部FA1、FA2をそれぞれ有する。中央に配置されたすべての端子面は、縁方向両側で接地端子面に隣接する。加えて、示されたように、接地端子面MAは縁に隣接していない中心領域にも配置されうる。
図2Bは代替の配置例を示す。第1および第2のフィルタのための端子面FA1、FA2は基板の底の互いに反対側の縁に配置され、第1のフィルタ接続部FA1は中央に置かれ、これに対して、第2のフィルタ接続部FA2は、右下の角に配置される。信号接続部に割り振られた端子面SAは第3の縁に配置され、その中央に置かれる。3×3の格子から外れた位置に、接地端子面MAが提供されるが、それはもはや図2Bから図2Cにかけては特に示されていない。縁領域に配置されたすべての端子面はここでは同じ寸法を有するように示されているが、寸法が異なっていてもよい。特に、信号接続部SAにより近くに配置された第1のフィルタのための端子面は、信号端子面SAからより遠く離れて配置された第2のフィルタF2の端子面FA2よりも、小さい表面積を有することができる。
図2Cによる実施形態では、第1および第2のフィルタの端子面の位置が交換されており、さらに配置が鏡像になっている。
図3は対地電位が等しいぴったり1つの接続部を有する構成要素のための端子面の配置を示す。前記1つの接続部は第1のフィルタF1、第2のフィルタF2、あるいは信号接続部に割り振られることができ、したがって2つの端子面を有する。対地電位が等しい接続部の両方の端子面が、好ましくは互いに対して直接隣接し、同じ寸法で形成される。しかしながら、同じ接続部の異なる端子面(対地電位が等しい)が異なる表面積を有することもまた可能である。
図3Aは、第1のフィルタF1に関して対地電位が異なる、基板の縁の中央に配置された接続部FA1と、第2のフィルタF2に関して対地電位が等しい、基板の反対側の縁にある接続部FA2とを有する配置を示す。信号接続部SAの端子面は第3の縁の中央に配置される。図3Bは、対地電位が等しい接続部が第1のフィルタに割り当てられた、変形例を示す。
図3Aおよび図3Bに示された配置は3×3グリッドから構成される。これに対して、図3Cでは、信号接続部は、対地電位が等しくなるように構成され、縁の中央に配置された2つの端子面SAからなる。フィルタ接続部FA1およびFA2は第2および第3の縁に、互いに反対側に配置され、好ましくは中央に置かれ、接地端子面MAによって両側を囲まれる。単一の接地端子面または2つの接地端子面(図示せず)が対称性の理由で、信号端子面SAと反対側の縁に配置されうる。接地端子面が互いに接続されうるため、一般に全ての実施形態において、小さくて直接隣接する接地端子面を、1つのより大きい接地端子面に組み合わせることが可能である。
図4は、対地電位が等しい2つの接続部を有する構成要素のための、基板の底にある端子面の配置を示す。図4Aにおいて、第1および第2のフィルタ接続部FA1、FA2はそれぞれ対地電位が等しくなるように形成され、対地電位が等しい両方の端子面が互いに直接隣接するように、基板の互いに反対側の縁に配置される。対地電位が等しくない信号接続部が第3の縁の中央に配置される。第1および第2のフィルタ接続部FA1、FA2は基板の縁方向の両側で、接地端子面とそれぞれ隣接しており、前記縁方向に互いに隣接して配置される端子面の数は4であり、この数は互いに反対側の両方の縁にあてはまることである。信号接続部SAを有する基板の縁は、それに平行に配置された端子面を3つだけ有し、それと反対側の縁も同様である。
図4Bは、信号接続部SAと第2のフィルタ接続部FA2とが対地電位が等しくなるよう形成され、対照的に、第1のフィルタ接続部FA1は、対地電位が等しくない。同じことが、図4Cによる配置にあてはまる。図4Bおよび図4Cは、対地電位が等しくないフィルタ接続部FA1が、図4Cにおいては図4Bにおいてよりも信号接続部SAから遠くにある点でのみ、互いに異なっている。このことは、第1のフィルタ接続部FA1が4つの端子面を有する列内の、第2または第3の位置に配置されることにより達成される。
図4Dおよび図4Eにおいて、信号接続部SAおよび第1のフィルタ接続部FA1は対地電位が等しくなるように構成され、対照的に、第2のフィルタ接続部FA2は、対地電位が等しくない。図4Bおよび図4Cによる可能な配置の組と同様に、図4Dおよび図4Eによる配置は、対地電位が等しくない第2のフィルタ接続部FA2の位置が、図4Eにおいては図4Dにおいてよりも信号接続部SAから遠くにある点で、異なっている。
図4Fはさらなる可能性を示す。そこでは第1と第2のフィルタ接続部FA1、FA2は対地電位が等しくなるように形成され、対照的に、信号接続部SAは、対地電位が等しくない。すべてのタイプの接続部は基板の縁に沿って中央に配置され、第1および第2のフィルタの接続部は基板の互いに反対側の縁に配置され、信号接続部SAのための端子面は基板の第3の縁に配置される。前に述べたように、端子面の対称性は絶対的に必要なものではないが、それにもかかわらず、図4Fにおいては対称性の理由で端子面の数を他の実施形態よりも少なく示している。図4に示されたすべての実施形態は、接地端子面MAが基板の底部の中心領域に、3×4または4×4の格子のうち2から4の格子位置を含むように中心に配置されることを特徴とする。
図5は、対地電位が等しい3つの接続部を有する構成要素のための3つの異なる実施形態を示す。図5Aにおいて、第1および第2のフィルタ接続部FA1、FA2は互いに反対側に配置され、それぞれ基板の縁の中央に置かれる。また、信号接続部SAは基板の第3の縁の中央に配置される。図5Bでは、第2のフィルタ接続部FA2の2つの端子面が、第1のフィルタ接続部FA1の端子面よりも、信号接続部SAから離れている。図5Cによる配置では、第1のフィルタ接続部FA1の端子面は、第2のフィルタ接続部FA2の端子面よりも、信号接続部SAから離れている。図5Bおよび図5Cによる配置ではいずれの場合でも、1つのフィルタ接続部が基板の底部の角に配置され、図4および図5Aによるすべての実施形態で、基板の底部の角はすべて接地端子面が占めている。
本発明は実施形態に示した配置の端子面に限定されない。しかしながら、ほとんどすべての実施形態において、より多い、またはより少ない数の端子面が提供可能であり、複数のサイズの端子面が供給可能であり、したがって、異なったサイズの少なくとも2つの端子面が、1つの構成要素の第1のおよび第2のフィルタ接続部および/または信号接続部として実装される。大きな接地端子面の利点はすでに説明しており、そしてそれらの利点は対応する拡大された接地端子面によって提供される。
本発明による端子面配置を有する構成要素は、選択と絶縁を最大限に最適化しうる。ここで、50dBよりも大きい絶縁レベルがこれによって達成される。なぜならば、信号経路に沿っての、および信号経路間の電磁クロストークが最小にされうるためである。提案された配置は、基板の底の端子面の硬直した、特に規定された配置から最初に逸脱する。なぜならそのサイズ、数、および配置は、クロストークを最小にするための構成要素の設計において最初に考慮されたものだからである。
本発明による構成要素を用いて、3.5mm×3.5mmよりも小さい寸法の構成要素、または対応する小さい面積の構成要素が、長方形の実施形態において達成されうる。知られている端子面配置を最適化する目的に反して、第1および第2のフィルタ接続部は互いに最大の距離で離れてはいないが、それにもかかわらず、互いから良好に絶縁されており、したがって構成要素は高い選択性と良好な絶縁性を達成する。
S 基板
FS フィルタ基板
F1 第1のフィルタ
F2 第2のフィルタ
SU 基板
SA 信号端子面
FA フィルタ端子面
MA 接地端子面
FS 共通フィルタ基板
V ビア

Claims (13)

  1. 共通の基板(S)上に実装されたかまたは取り付けられた、第1および第2のフィルタ(F1、F2)を有し、
    両方のフィルタが並列に接続された共通の信号接続部(SA)を有し、
    前記第1および第2のフィルタにおいて、第1および第2のフィルタ接続部(FA1、FA2)を有し、
    基板底部上の各信号接続部およびフィルタ接続部には、信号を伝える個々の端子面、または対地電位が互いに等しい端子面の組が割り当てられ、構成要素の各接続部を実装し、
    複数の接地端子面(MA)もまた底部側に配置され、
    長方形の基板の縁の近くに配置された、全部で少なくとも7つの端子面が提供され、
    前記基板底部上の角に配置された、少なくとも1つの前記接地端子面が前記フィルタ接続部の端子面よりも、前記信号接続部の端子面から離れており、
    少なくとも1つのフィルタ接続部が、前記基板底部に配置された、前記信号接続部からの距離が異なり対地電位が互いに等しい端子面の組を有し、
    前記組のうち、信号接続部から近くに配置されたほうの端子面は、前記組のうち対応する他方の端子面よりも小さな表面積を有する、
    電気的構成要素。
  2. 前記基板底部上に少なくとも3×3の端子面の配置を有する、
    請求項1に記載の電気的構成要素。
  3. 少なくとも1つの信号接続部またはフィルタ接続部が、対地電位が互いに等しい端子面の組からなり、
    前記各組の2つの端子面が基板の縁において互いに直接隣接して配置される、
    請求項1または2に記載の電気的構成要素。
  4. 前記信号接続部および前記フィルタ接続部から選択されたすべての端子面が、基板の縁に沿って配置され、接地端子面が、異なる接続部の端子面の間に配置される、
    請求項1からのいずれか一項に記載の電気的構成要素。
  5. 前記基板の縁の近くに配置された端子面が、該端子面と比べて、前記基板底部の中心に向かう方向に関してより近くに配置された、1つまたは複数の接地端子面を取り囲む、
    請求項1からのいずれか一項に記載の電気的構成要素。
  6. 少なくとも1つの前記接地端子面が、信号接続部またはフィルタ接続部の端子面よりも大きい面積を有する、
    請求項1からのいずれか一項に記載の電気的構成要素。
  7. 前記信号接続部が前記基板の縁の1つの中央に配置された、
    請求項1からのいずれか一項に記載の電気的構成要素。
  8. 前記信号接続部がアンテナ接続部に接続され、
    前記第1および第2のフィルタ接続部がフィルタ入力および/またはフィルタ出力として形成され、
    前記構成要素がディプレクサまたはデュプレクサとして実装される、
    請求項1からのいずれか一項に記載の電気的構成要素。
  9. 各接地接続部が、ハウジング内においてメタライゼーションに接続されるか、または複数のビアによって前記2つのフィルタのうち1つに直接接続され、
    前記信号接続部およびフィルタ接続部の各端子面が、ちょうど1つのビアによって対応するフィルタに接続される、
    請求項1からのいずれか一項に記載の電気的構成要素。
  10. 前記基板底部上の少なくとも2つの接地端子面が互いに導電的に接続される、
    請求項1からのいずれか一項に記載の電気的構成要素。
  11. フィルタ接続部に接続された各ビアが、接地接続部に接続される別のビアに直接隣接するように配線され、フィルタ接続部に接続された前記ビアと、別のフィルタ接続部に接続された他のビアとの間の距離が相対的に大きい、
    請求項1から10のいずれか一項に記載の電気的構成要素。
  12. 前記第1および第2のフィルタ接続部の端子面が基板の互いに反対側の縁に配置され、前記信号接続部に割り当てられた1つまた2つの端子面が基板の第3の縁に配置される、
    請求項1から11のいずれか一項に記載の電気的構成要素。
  13. 対地電位が互いに等しい2つまたは3つの接続部が提供される、
    請求項1から12のいずれか一項に記載の電気的構成要素。
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