JPWO2020149087A1 - Lc複合部品及び通信端末装置 - Google Patents

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Abstract

LC複合部品は、それぞれに導体パターンが形成された複数の絶縁性基材を含む複数の絶縁性基材の積層による直方体形状の積層体で構成される。キャパシタ用導体パターン(Ca,Cb,Cc)は、複数の絶縁性基材のうち、コイル用導体パターン(LO)が形成された絶縁性基材とは別の絶縁性基材に形成され、積層方向に視て、第1端子(T1)の中心と第2端子(T2)の中心とを最短で結ぶ線分(LS)に重なる延伸部(EX)と、線分(LS)の方向とは異なる方向に突出する突出部(P11,P12,P13,P21,P22,P23)とを有し、突出部(P11,P12,P13,P21,P22,P23)は、積層方向に視て、コイル用導体パターン(LO)の屈曲形状部(BP1,BP2,BP3,BP4)に重ならずに直線形状部(SP1,SP2,SP3,SP4)に重なる。

Description

本発明は、高周波回路に設けられるLC複合部品に関し、特に、絶縁性基材の積層体内にコイル及びキャパシタが形成されたLC複合部品及びそれを備える通信端末装置に関する。
例えばLCフィルタ、インピーダンス整合回路、移相器等において、それらが単一の部品として構成される場合、コイルとキャパシタとが単一の積層体内に形成されたLC複合部品で構成される場合がある。
携帯電話端末をはじめとする通信端末装置等においては、複数の周波数帯域においてインピーダンス整合を図ることが必要となる場合が多い。例えば、図19に示すように、インピーダンス整合回路72と第2高周波回路74との間に移相器73を設け、この移相器73とインピーダンス整合回路72とで、第1高周波回路71と第2高周波回路74とをインピーダンス整合させる場合、複数の周波数帯域でインピーダンス整合させるために、移相器には周波数帯に応じた移相特性が要求される。
例えば、特許文献1には、第1ポートとグランドとの間に接続された第1コイルと、第2ポートとグランドとの間に接続され、第1コイルと磁界結合する第2コイルと、第1ポートと第2ポートとの間に接続されたキャパシタとを備えることで、周波数に応じた移相が可能なトランス型の移相器が示されている。
特許第6183566号公報
特許文献1に記載のトランス型の移相器を積層チップ部品として構成する場合、トランスのコイルを構成するコイル用導体パターンと、キャパシタを構成するキャパシタ用導体パターンとの干渉を抑制することが重要である。
例えば、図20(A)は積層チップ部品として構成しようとする場合の移相器の断面図であり、図20(B)は積層体の内部に形成されるキャパシタ用導体パターンの平面図である。この例では、積層体の内部に第1コイルL1用の導体パターン、第2コイルL2用の導体パターン及びキャパシタC用の導体パターンがそれぞれ形成されている。
上記キャパシタCは、トランスによる移相量を補うために、ある程度の容量が必要であるが、キャパシタ用導体パターンの面積を大きくすると、キャパシタ用導体パターンがトランスの磁束を干渉してしまう。そのため、図20(A)に示したように、トランス(図20(A)の例では第2コイルL2用の導体パターン)とキャパシタC用の導体パターンとの積層方向の間隔GAPを充分に大きくすることになる。図20(A)において破線は磁束の概略経路を表している。
一方、図21(A)は図20(A)とは別の移相器の断面図であり、図21(B)は積層体の内部に形成されるキャパシタ用導体パターンの平面図である。チップサイズの制限があって、上記間隔GAPを充分に大きくできない場合は、図21(B)に示すように、キャパシタ用導体パターンを、コイル形状に沿う形状の電極開口H及び切り欠きNを有する形状にすることが考えられる。この形状により、トランスはキャパシタCの影響を受け難くできる。図21(A)において破線は磁束の概略経路を表している。
しかし、このような形状のキャパシタ用導体パターンでは、図21(B)中に矢印で示すような、線幅の細い電流経路が生じるので、キャパシタのESL(等価直列インダクタンス)が大きくなる。その結果、所定の位相−周波数特性が得られなくなってしまう。
上述の例は移相器として用いるLC複合部品についてであったが、移相器に限らず、積層体内にコイル及びキャパシタが形成されたLC複合部品において、コイルとキャパシタとの干渉を如何に抑制するかが重要である。
本発明の目的は、コイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとの干渉を抑制しつつ小型化を図ったLC複合部品を提供することにある。
(A)本開示の一例としてのLC複合部品は、
それぞれに導体パターンが形成された複数の絶縁性基材を含む複数の絶縁性基材の積層による積層体と、
前記複数の絶縁性基材の積層方向に視て、前記積層体の互いに対向する二辺に沿って形成された第1端子及び第2端子と、
を備え、
前記導体パターンはコイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとを含み、
前記コイル用導体パターンは、コイル開口の周囲を周回する位置に複数の直線形状部及び複数の屈曲形状部を有し、
前記キャパシタ用導体パターンは、前記第1端子に導通する第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2端子に導通し、前記積層方向に前記第1キャパシタ用導体パターンと対向する第2キャパシタ用導体パターンとで構成され、
前記第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2キャパシタ用導体パターンは、前記複数の絶縁性基材のうち、前記コイル用導体パターンが形成された絶縁性基材とは別の絶縁性基材に形成され、前記積層方向に視て、前記第1端子の中心と前記第2端子の中心とを最短で結ぶ線分に重なる延伸部と、前記線分の方向とは異なる方向に突出する突出部とを有し、
前記突出部は、前記積層方向に視て、前記コイル用導体パターンの前記屈曲形状部に重ならずに前記直線形状部に重なる。
(B)本開示の一例としてのLC複合部品は、
それぞれに導体パターンが形成された複数の絶縁性基材を含む複数の絶縁性基材の積層による積層体と、
前記複数の絶縁性基材の積層方向に視て、前記積層体の互いに対向する二辺に沿って形成された第1端子及び第2端子と、
を備え、
前記導体パターンはコイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとを含み、
前記コイル用導体パターンは、コイル開口の周囲を周回する位置に複数の直線形状部及び複数の屈曲形状部を有し、
前記キャパシタ用導体パターンは、前記第1端子に導通する第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2端子に導通し、前記積層方向に前記第1キャパシタ用導体パターンと対向する第2キャパシタ用導体パターンとで構成され、
前記第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2キャパシタ用導体パターンは、前記複数の絶縁性基材のうち、前記コイル用導体パターンが形成された絶縁性基材とは別の絶縁性基材に形成され、前記積層方向に視て、前記第1端子の中心と前記第2端子の中心とを最短で結ぶ線分に重なる延伸部と、前記線分の方向とは異なる方向に突出する突出部とを有し、
前記突出部は、前記積層方向に視て、前記コイル用導体パターンの前記屈曲形状部よりも前記直線形状部に近接する。
(C)本開示の一例としての通信端末装置は、給電回路と、前記給電回路に接続されるアンテナと、を備え、前記給電回路と前記アンテナとの間にLC複合部品を備え、このLC複合部品は、上記(A)又は(B)に記載の構成に加えて、
前記積層体に形成されたグランド端子を備え、
前記コイル用導体パターンは、第1コイルを構成する第1コイル用導体パターンと、前記第1コイルに対して磁界結合する第2コイルを構成する第2コイル用導体パターンとを含み、
前記第1コイルが前記第1端子と前記グランド端子との間に接続され、
前記第2コイルが前記第2端子と前記グランド端子との間に接続される。
(D)本開示の一例としての通信端末装置は、2つの入出力端子と、この2つの入出力端子間をつなぐ信号線路と、この信号線路とグランドとの間のシャント接続経路に、LC複合部品とLC共振回路との直列回路を備える。このLC複合部品は、上記(A)又は(B)に記載の構成を備える。
本発明によれば、コイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとの干渉を抑制しつつ小型化を図ったLC複合部品が得られる。
図1は第1の実施形態に係る移相器101の回路図である。 図2は移相器101の外観斜視図である。 図3は図2におけるY方向に視た移相器101の正面図である。 図4は移相器101の複数の絶縁性基材のそれぞれの平面図である。 図5(A)、図5(B)は、キャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。 図6(A)、図6(B)は、コイル用導体パターンについて示す平面図である。 図7(A)、図7(B)は、キャパシタ用導体パターンの突出部について示す平面図である。 図8は通信端末装置内における移相器101の使用形態を示す回路図である。 図9は、図8における移相器101の移相量の周波数特性を示す図である。 図10は通信端末装置内における移相器101の使用形態を示す回路図である。 図11は、図10における移相器101の移相量の周波数特性を示す図である。 図12(A)、図12(B)は、キャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。 図13(A)、図13(B)は、第3の実施形態に係る移相器のキャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。 図14(A)、図14(B)は、第3の実施形態に係る移相器のキャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。 図15(A)、図15(B)は、第3の実施形態に係る移相器のキャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。 図16(A)、図16(B)は、第3の実施形態に係る移相器のキャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。 図17(A)、図17(B)は、第3の実施形態に係る移相器のキャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。 図18は第4の実施形態に係る通信端末装置200のブロック図である。 図19は、第1高周波回路71と第2高周波回路74とのインピーダンス整合を行う回路の構成例を示す図である。 図20(A)は積層チップ部品として構成しようとする場合の移相器の断面図であり、図20(B)は積層体の内部に形成されるキャパシタ用導体パターンの平面図である。 図21(A)は積層チップ部品として構成しようとする場合の移相器の断面図であり、図21(B)は積層体の内部に形成されるキャパシタ用導体パターンの平面図である。
まず、本発明に係る移相器及び通信端末装置における幾つかの態様について列挙する。この移相器はLC複合部品の一例である。
本発明に係る第1の態様のLC複合部品は、それぞれに導体パターンが形成された複数の絶縁性基材を含む複数の絶縁性基材の積層による直方体形状の積層体と、前記複数の絶縁性基材の積層方向に視て、前記積層体の互いに対向する二辺に沿って形成された第1端子及び第2端子と、を備える。また、前記導体パターンはコイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとを含み、前記コイル用導体パターンは、コイル開口の周囲を周回する位置に複数の直線形状部及び複数の屈曲形状部を有し、前記キャパシタ用導体パターンは、前記第1端子に導通する第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2端子に導通し、前記積層方向に前記第1キャパシタ用導体パターンと対向する第2キャパシタ用導体パターンとで構成される。そして、前記第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2キャパシタ用導体パターンは、前記複数の絶縁性基材のうち、前記コイル用導体パターンが形成された絶縁性基材とは別の絶縁性基材に形成され、前記積層方向に視て、前記第1端子の中心と前記第2端子の中心とを最短で結ぶ線分に重なる延伸部と、前記線分の方向とは異なる方向に突出する突出部とを有し、前記突出部は、前記積層方向に視て、前記コイル用導体パターンの前記屈曲形状部に重ならずに前記直線形状部に重なる。
この構造によれば、キャパシタ用導体パターンの面積を大きく確保でき、かつ第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンに鎖交する磁束がキャパシタ用導体パターンで妨げられ難い。
本発明に係る第2の態様のLC複合部品では、前記突出部は、前記積層方向に視て、前記直線形状部に重ならない場合には、突出部は、第1コイル用導体パターン又は第2コイル用導体パターンの屈曲形状部よりも直線形状部に近接する。この構造によれば、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンに鎖交する磁束がキャパシタ用導体パターンで妨げられ難い。また、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとの間に生じる寄生容量が抑制される。
本発明に係る第3の態様のLC複合部品では、前記突出部の数は複数である。
本発明に係る第4の態様のLC複合部品では、前記突出部の突出方向を示す直線には、前記積層方向に視て、前記線分の中心を通る直線を有する。この構造によれば、キャパシタ用導体パターンが、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンによる磁束密度の相対的に低い箇所に存在することになるので、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとの干渉が効果的に抑制される。
本発明に係る第5の態様のLC複合部品では、前記キャパシタ用導体パターンの、前記線分に対する直交方向の幅は、前記突出部よりも前記第1端子又は前記第2端子に直接接続される部分で小さい。この構造によれば、キャパシタ用導体パターンは、必然的に、前記線分の端部より線分の中心から突出する形状となるので、キャパシタ用導体パターンが、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンによる磁束密度の相対的に低い箇所に存在するだけであるので、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとの干渉が効果的に抑制される。
本発明に係る第6の態様のLC複合部品では、前記キャパシタ用導体パターンは前記線分に対して対称形である。この構造によれば、キャパシタ用導体パターンが、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンによる磁束密度の相対的に低い箇所に効果的に配置されるので、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとの干渉が効果的に抑制される。
本発明に係る第7の態様のLC複合部品では、前記突出部は、前記積層方向に視て、前記線分に対して直交方向に線状に突出する形状である。この構造によれば、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとの干渉が効果的に抑制される。
本発明に係る第8の態様のLC複合部品では、前記突出部は、前記積層方向に視て、前記第1端子及び前記第2端子から前記線分の中心にかけて前記線分に対する直交方向の幅が連続的に拡がる形状である。この構造によれば、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンによる磁束密度の高い箇所を避けてかつなるべく広面積のキャパシタ用導体パターンが形成される。
本発明に係る第9の態様のLC複合部品では、前記突出部は、前記積層方向に視て、前記線分の中心が曲率を有する(丸みを帯びて膨らむ)形状である。この構造によれば、同面積の矩形状突出部が形成される場合に比べて、より磁束密度の高い箇所を避けてキャパシタ用導体パターンを形成できる。
本発明に係る第10の態様のLC複合部品では、前記積層体に形成されたグランド端子を備え、前記コイル用導体パターンは、第1コイルを構成する第1コイル用導体パターンと、前記第1コイルに対して磁界結合する第2コイルを構成する第2コイル用導体パターンとを含み、前記第1コイルが前記第1端子と前記グランド端子との間に接続され、前記第2コイルが前記第2端子と前記グランド端子との間に接続される。この構造によれば、第1端子と第2端子との間で信号を所定量だけ移相させる移相器として作用する。
本発明に係る第11の態様の通信端末装置は、給電回路と、前記給電回路に接続されるアンテナと、を備え、前記給電回路と前記アンテナとの間に、前記LC複合部品を備える。この構造によれば、広帯域に亘って整合するアンテナを備える通信端末装置を構成できる。
本発明に係る第12の態様の通信端末装置は、2つの入出力端子と、前記2つの入出力端子間をつなぐ信号線路と、前記信号線路とグランドとの間のシャント接続経路に、前記LC複合部品と、LC共振回路との直列回路を備える。この構造によれば、LC共振回路をトラップフィルタとして作用させる周波数を、LC複合部品の移相量−周波数特性に応じて定めることができる。
本発明に係る第13の態様の通信端末装置は、上記第12の態様において、信号線路に接続された増幅器を備える。この構成により、増幅器により生じる所定周波数の不要周波数成分を選択的に抑制できる。
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、実施形態を説明の便宜上分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせは可能である。第2の実施形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第1の実施形態》
図1は第1の実施形態に係る移相器101の回路図である。この移相器101は、第1端子T1とグランド端子GNDとの間に接続された第1コイルL1と、第2端子T2とグランド端子GNDとの間に接続され、第1コイルL1に対して磁界結合する第2コイルL2と、第1端子T1と第2端子T2との間に接続されたキャパシタCと、を備える。
図2は移相器101の外観斜視図である。図3は図2におけるY方向に視た移相器101の正面図である。ただし、移相器101の内部を透視して表している。
移相器101は、第1コイルを構成する第1コイル用導体パターンが形成された絶縁性基材と、第2コイルを構成する第2コイル用導体パターンが形成された絶縁性基材と、キャパシタを構成するキャパシタ用導体パターンが形成された絶縁性基材とを含む複数の絶縁性基材が積層されて構成される。図2に示す積層体100は複数の絶縁性基材の積層体である。この積層体100の外面に、第1端子T1、第2端子T2及びグランド端子GNDが形成されている。
図2、図3に示すX,Y,Z直交系において、積層体100のX軸方向の両端に第1端子T1及び第2端子T2が配置されている。また、積層体100の側面には、各絶縁性基材に形成された第1端子T1同士を積層方向(Z)に導通させる導体膜、各絶縁性基材に形成された第2端子T2同士を積層方向に導通させる導体膜、各絶縁性基材に形成されたグランド端子GND同士を積層方向に導通させる導体膜がそれぞれ形成されている。
図3に表れているように、第1コイル用導体パターンL1a〜L1dおよびこれらを互いに接続するビア導体によって第1コイルL1が構成されていて、第2コイル用導体パターンL2a〜L2dおよびこれらを互いに接続するビア導体によって第2コイルL2が構成されている。また、第1キャパシタ用導体パターンCa,Cc及び第2キャパシタ用導体パターンCbによってキャパシタCが構成されている。
図4は移相器101の上記複数の絶縁性基材のそれぞれの平面図である。移相器101の積層体100は絶縁性基材S1〜S15で構成されている。図4においては、いずれの絶縁性基材S1〜S15についても下面図である。
絶縁性基材S7〜S10には第1コイル用導体パターンL1a〜L1dが形成されている。絶縁性基材S12〜S15には第2コイル用導体パターンL2a〜L2dが形成されている。絶縁性基材S2〜S4にはキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccが形成されている。絶縁性基材S5,S6にはスペーサとして設けられている。つまり、第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dと、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccとの間に所定の間隔を設けている。
全ての絶縁性基材S1〜S15には第1端子T1、第2端子T2、グランド端子GNDを構成する端子用導体パターンがそれぞれ形成されている。換言すれば、各絶縁性基材の同一平面上に、コイル用導体パターン又はキャパシタ用導体パターンと共に端子用導体パターンが形成されている。これは、本実施形態の移相器の製法に起因する。
具体的には、移相器は以下に示すようにして作られる。まず、スクリーン印刷によって、絶縁ペーストを塗布することで形成された絶縁性基材の上に、感光性導電ペーストを塗布し、フォトリソグラフィ工程によって、それぞれの絶縁性基材上にコイル用導体パターン又はキャパシタ用導体パターン、および端子用導体パターンを形成する。次に、感光性絶縁ペーストをスクリーン印刷し、開口及びビアホール(ビア導体形成のための開口)を形成する。この感光性絶縁ペーストも絶縁性基材を形成する。その後、感光性導電ペーストをスクリーン印刷し、フォトリソグラフィ工程によって、コイル用導体パターン又はキャパシタ用導体パターン、および端子用導体パターンを形成する。これにより、端子用導体パターンは開口内に形成され、ビア導体はビアホールに形成され、コイル用導体パターン又はキャパシタ用導体パターンは絶縁ペースト上に形成される。上記工程を繰り返すことで、移相器の各端子は、複数の積層された端子用導体パターンで構成されるため、全ての絶縁性基材が端子用導体パターンを備える。導体パターンの形成方法はこれに限らず、例えば、導体パターン形状に開口したスクリーン版による導体ペーストの印刷積層工法でもよい。また、外部電極の形成方法はこれに限らず、例えば、積層した素体に導体ペーストのディップやスパッタ法によって、端子電極を形成してもよく、その表面にめっき加工を施してもよい。
第1コイル用導体パターンL1aの一端は第1端子T1に繋がっていて、第1コイル用導体パターンL1dの一端はグランド接続パターンEcに繋がっている。このグランド接続パターンEcはグランド端子GNDに繋がっている。第1コイル用導体パターンL1aと第1コイル用導体パターンL1bとの間、第1コイル用導体パターンL1bと第1コイル用導体パターンL1cとの間、第1コイル用導体パターンL1cと第1コイル用導体パターンL1dとの間、はそれぞれ図4において破線の小円で示すビア導体を介して接続されている。
第2コイル用導体パターンL2aの一端は第2端子T2に繋がっていて、第2コイル用導体パターンL2dの一端はグランド接続パターンEcに繋がっている。第2コイル用導体パターンL2aと第2コイル用導体パターンL2bとの間、第2コイル用導体パターンL2bと第2コイル用導体パターンL2cとの間、第2コイル用導体パターンL2cと第2コイル用導体パターンL2dとの間、はそれぞれ図4において破線の小円で示すビア導体を介して接続されている。
キャパシタ用導体パターンCa,Ccの一端はそれぞれ第1端子T1に繋がっていて、キャパシタ用導体パターンCbの一端は第2端子T2に繋がっている。
図5(A)、図5(B)は、キャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。図7(A)、図7(B)は、キャパシタ用導体パターンの突出部について示す平面図である。図6(A)、図6(B)は、コイル用導体パターンについて示す平面図である。図5(A)、図5(B)、図6(A)、図6(B)、図7(A)、図7(B)においては、コイル用導体パターンL1a〜L1d,L2a〜L2dを統合したパターンとして概略コイル用導体パターンLOを表している。つまり、積層方向から見てコイル用導体パターンL1a〜L1d,L2a〜L2dのいずれかによって覆われる部分の平面形状を概略コイル用導体パターンLOとして表している。図5(A)は絶縁性基材S2,S4に形成されたキャパシタ用導体パターンCa,Ccと概略コイル用導体パターンLOとの関係を示す平面図である。図5(B)は絶縁性基材S3に形成されたキャパシタ用導体パターンCbと概略コイル用導体パターンLOとの関係を示す平面図である。
図6(A)に示すように、本実施形態の移相器101において、第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dは、コイル開口COの周囲を周回する位置に直線形状部SP1,SP2,SP3,SP4と屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4とを有する。屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4は次のように定義される。
屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4は、図6(A)に示すように、概略コイル用導体パターンLO上の曲部である。より詳細には、この屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4は、次のように定めることが好ましい。まず、コイル開口COのX方向の長さをXco、Y方向の長さをYcoで表す。コイル開口CO(概略コイル用導体パターンLOの内周)のX方向の二辺をX方向に延長し、Y方向の二辺をY方向に延長し、このX方向に延長した二つの直線とY方向に延長した二つの直線との交点を角部C1,C2,C3,C4と定義する(図6(B))。そして、角部C1から角部C4方向へXco/8だけ進んだ位置を、屈曲形状部BP1と直線形状部SP1との境界とする。また、角部C1から角部C2方向へYco/8だけ進んだ位置を、直線形状部SP1と直線形状部SP2との境界とする。他の屈曲形状部BP2,BP3,BP4についても同様に定義される。このようにして、図6(B)に示す例では、略コイル用導体パターンLOは、4つのI字型の直線形状部SP1〜SP4と、4つのJ字型の屈曲形状部BP1〜BP4とで構成される。
図5(A)、図5(B)に示すように、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは、複数の絶縁性基材の積層方向に対向する複数の導体パターンであり、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは、積層方向に視て、第1端子T1の中心と第2端子T2の中心とを最短で結ぶ線分LSに重なる延伸部EXと、線分LSの方向とは異なる方向に突出する突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23を有する。
ここで、図7(A)、図7(B)を参照して、「突出部」を定義すると、この突出部は、絶縁性基材の積層方向(Z方向)に視て、第1端子T1の中心と第2端子T2の中心とを最短で結ぶ線分LSの方向とは異なる方向に線分LSから突出する部分である。本実施形態では、図7(A)、図7(B)に示すように、線分LSから+Y方向(線分LSの方向に直交する方向)突出する3つの突出部P11,P12,P13と、線分LSから−Y方向(線分LSの方向に直交する方向)に突出する3つの突出部P21,P22,P23を備える。特に、突出部P12,P22は、これら突出部P12,P22の突出方向を示す直線が線分LSの中心Oを通る。
突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23は、積層方向に視て、コイル用導体パターンの屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4に重ならずに直線形状部SP1,SP2,SP3,SP4に重なる。
キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccが、積層方向に視て、第1端子T1の中心と第2端子T2の中心とを最短で結ぶ線分LSに重なる延伸部EXと、線分LSの方向とは異なる方向に突出する突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23を有することは、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccに切り欠き部N11,N12,N21,N22が形成されている、と表現することもできる。
図5(A)、図5(B)において、ハッチングを施した部分は、図5(C)に示すコイル用導体パターンの屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4に近く、かつキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccとは重ならない領域を示している。また、コイル用導体パターンに発生する磁束密度は屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4で発生する磁束の磁束密度の方が直線形状部SP1,SP2,SP3,SP4で発生する磁束の磁束密度よりも高い。このように、磁束密度が相対的に高い箇所を避けるように、キャパシタ用導体パターンの突出部が形成されている。換言すれば、積層方向に視て、第1コイル用導体パターン又は第2コイル用導体パターンの屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4に重ならないので、第1コイル用導体パターン(図3に示すL1a〜L1d)及び第2コイル用導体パターン(L2a〜L2d)に鎖交する磁束がキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccで妨げられ難い。
また、本実施形態では、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccの、線分LSに対する直交方向の幅は、突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23よりも第1端子T1又は第2端子T2に直接接続される部分で小さい。つまり、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccの、第1端子T1又は第2端子T2に直接接続される部分の幅Wnは突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23の幅Wfより小さい。
ところで、本実施形態においては、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccと第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dとの間の距離が離れているため、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccが形成される層における磁束密度は、コイルの巻回軸に近いほど相対的に低い。上記構造によれば、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは、必然的に、線分LSの端部よりも線分の中心に近い位置から突出する形状となるので、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccが、第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dによる磁束密度の相対的に低い箇所に存在するだけとなり、第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dとキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccとの干渉が効果的に抑制される。
また、本実施形態では、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは線分LSに対して対称形である。この構造によれば、非対称である場合に比べ、電流密度分布を線分LSに対して対称にでき、線分LSに電流密度を集中させることができる。換言すれば、非対称である場合には、電流密度の高い領域が線分LSから外れてしまい、最短経路よりも長い経路に主電流が流れることになり、これによって、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,CcのESLが増加する。したがって、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccが線分LSに対して対称形であることによって、キャパシタのESLを減らすことができる。
また、本実施形態では、突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23は、積層方向に視て、線分LSに対して直交方向に線状に突出する形状であるので、突出部と第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dとの対向面積が抑制され、第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dとキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccとの干渉が効果的に抑制される。
図8は通信端末装置内における本実施形態の移相器101の使用形態を示す回路図である。この例では、通信回路50とアンテナ1との間に移相器101が接続(挿入)されている。通信回路50は本発明に係る「給電回路」に相当する。
図9は、図8における移相器101の移相量の周波数特性を示す図である。この例では、ローバンド(700MHzから900MHz帯)で移相量はほぼ90度、ハイバンド(1.7GHzから2.7GHz帯)で移相量はほぼ0度である。すなわち、図8に示した移相器101は、ハイバンドの信号を殆ど移相させず、ローバンドの信号を約90度移相させる。
図10は通信端末装置内における移相器101の使用形態を示す回路図である。図10に示す回路部には、2つの入出力端子Po1,Po2と、2つの入出力端子Po1,Po2間をつなぐ信号線路と、を備え、この信号線路とグランドとの間のシャント接続経路に、移相器101と、LC並列共振回路56との直列回路が設けられている。LC並列共振回路56はインダクタL10とキャパシタC10との並列回路である。このLC並列共振回路56の共振周波数は2.4GHzである。また、図10に示す例では、入出力端子Po1に、高周波信号を増幅する増幅器55が接続されている。
図11は、図10における移相器101の移相量の周波数特性を示す図である。この例では、移相器101の移相量は2.4GHzのときに90度となるように定めている。この移相器101と、共振周波数2.4GHzのLC並列共振回路56との直列回路を信号線路とグランドとの間にシャント接続することにより、信号線路からシャント接続経路をみたインピーダンスは、2.4GHzでショートにみえる。つまり、このシャント接続回路は2.4GHzのトラップフィルタとして作用する。
このようなトラップフィルタは、例えば、信号線路の一端に接続された増幅器55によって発生した2.4GHzのノイズ成分を選択的に抑制することができる。
既に述べたとおり、本実施形態の移相器101はESLが抑制されたキャパシタ電極を備えているので、移相量の周波数特性のばらつきが抑制され、精度の良いフィルタを構成することができる。これは、キャパシタのESLが抑えられると、移相量の周波数に対する変化を小さくする(周波数変化に対する移相量変化の傾きを小さくする)ことができるためである。
《第2の実施形態》
第2の実施形態では、キャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係が第1の実施形態とは異なる例を示す。
図12(A)、図12(B)は、キャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。図12(C)はコイル用導体パターンL1a〜L1d,L2a〜L2dを統合して表す概略コイル用導体パターンLOの平面図である。図12(A)は絶縁性基材S2,S4に形成されたキャパシタ用導体パターンCa,Ccと概略コイル用導体パターンLOとの関係を示す平面図である。図12(B)は絶縁性基材S3に形成されたキャパシタ用導体パターンCbと概略コイル用導体パターンLOとの関係を示す平面図である。
第1の実施形態で示した図5(A)、図5(B)と比較すれば明らかなように、第2の実施形態では、突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23は、積層方向に視て、概略コイル用導体パターンLO(つまり、第1の実施形態に示した第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2d)に重ならない。そして、突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23は、概略コイル用導体パターンLOの屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4よりも直線形状部SP1,SP2,SP3,SP4に近接する。より詳細に記述すると、突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23の先端が、概略コイル用導体パターンLOの屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4よりも、平面視で直線形状部SP1,SP2,SP3,SP4に近い距離に配置されている。換言すると、概略コイル用導体パターンLOの屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4とキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccとの間隔は、概略コイル用導体パターンLOの直線形状部SP1,SP2,SP3,SP4とキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccとの間隔より離れている。その他の構成は第1の実施形態で示したものと同様である。
本実施形態によれば、第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dに鎖交する磁束がキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccで妨げられ難い。また、第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dとキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccとの間に生じる寄生容量が抑制される。そのため、第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dとキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccとの干渉が効果的に抑制される。
《第3の実施形態》
第3の実施形態では、これまでに示したキャパシタ用導体パターンとは形状が異なるキャパシタ用導体パターンの例について示す。
図13(A)、図13(B)、図14(A)、図14(B)、図15(A)、図15(B)、図16(A)、図16(B)、図17(A)、図17(B)は、いずれもキャパシタ用導体パターンとコイル用導体パターンとの関係を示す平面図である。図13(A)、図14(A)、図15(A)、図16(A)、図17(A)は、絶縁性基材S2,S4に形成されたキャパシタ用導体パターンCa,Ccと概略コイル用導体パターンLOとの関係を示す平面図である。図13(B)、図14(B)、図15(B)、図16(B)、図17(B)は、絶縁性基材S3に形成されたキャパシタ用導体パターンCbと概略コイル用導体パターンLOとの関係を示す平面図である。概略コイル用導体パターンLOは既に述べたとおり、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンを統合して表すパターンである。その他の構成は第1、第2の実施形態で示したものと同様である。
図13(A)、図13(B)に示す例では、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは、積層方向に視て、第1端子T1の中心と第2端子T2の中心とを最短で結ぶ線分LSの方向に直交する方向に突出する突出部P1,P2を有する。このように、突出部の数は線分LSから二方向に1つずつ突出する形状であってもよい。
図14(A)、図14(B)に示す例では、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは、積層方向に視て、線分LSの方向に直交する方向に突出する突出部P11,P12,P13,P21,P22,P23を有する。そして、線分LSに沿う方向の中心の突出部P12,P22の突出量(突出部の面積)はその他の突出部P11,P13,P21,P23の突出量より大きい。このように、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは、線分LSの端部に比べて中心の突出部ほど、突出量が大きいことで、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccが、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンによる磁束密度の相対的に高い箇所を避けるように存在するので、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccとの干渉が効果的に抑制される。
図15(A)、図15(B)に示す例では、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは、積層方向に視て、線分LSの方向に直交する方向に突出する突出部P1,P2を有する。そして、突出部P1,P2は、第1端子T1及び第2端子T2から線分LSの中心にかけて線分LSに対する直交方向の幅が連続的に拡がる形状である。この例では概略菱形である。
図15(A)において、キャパシタ用導体パターンCa,Ccの延伸部EXは屈曲形状部BP1,BP2の間を通るように配置され、先端が屈曲形状部BP3,BP4の間に向かって延伸している。図15(B)において、キャパシタ用導体パターンCbの延伸部EXは屈曲形状部BP3,BP4の間を通るように配置され、先端が屈曲形状部BP1,BP2の間に向かって延伸している。この構造によれば、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンによる磁束密度の高い箇所を避けてかつなるべく広面積のキャパシタ用導体パターンが形成される。
図16(A)、図16(B)に示す例では、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは、積層方向に視て、線分LSの方向に直交する方向に突出する突出部P1,P2を有する。突出部P1,P2は、第1端子T1及び第2端子T2から線分LSの中心にかけて線分LSに対する直交方向の幅が連続的に拡がる形状である。この例では概略六角形である。この構造によれば、第1コイル用導体パターンL1a〜L1d及び第2コイル用導体パターンL2a〜L2dの屈曲形状部BP1,BP2,BP3,BP4は、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンによる磁束密度の高い箇所を避けてかつなるべく広面積のキャパシタ用導体パターンが形成される。
図17(A)、図17(B)に示す例では、キャパシタ用導体パターンCa,Cb,Ccは、積層方向に視て、線分LSの方向に直交する方向に突出する突出部P1,P2を有する。突出部P1,P2は、積層方向に視て、線分LSの中心が曲率を有する(丸みを帯びて膨らむ)形状である。この構造によれば、突出部P1,P2が矩形状である場合(図17(A)、図17(B)の突出部P1,P2と同面積の矩形状突出部である場合)に比べて、より磁束密度の高い箇所を避けてキャパシタ用導体パターンを形成できる。
以上に示したいずれの実施形態においても、第1端子T1に繋がるキャパシタ用導体パターンCa,Cbと、第2端子T2に繋がるキャパシタ用導体パターンCbは、積層方向に視て、第1端子T1の中心と第2端子T2の中心とを最短で結ぶ線分に沿って延伸する延伸部EXを有するため、キャパシタ用導体パターンを最短経路で電流が流れる。そのため、キャパシタの実効的なESLは、図21(B)に示したような電極開口Hを有するものよりも小さい。そのことにより、移相量の周波数特性の不要な大きな傾きは抑制される。
《第4の実施形態》
第4の実施形態では通信端末装置の例について示す。図18は第4の実施形態に係る通信端末装置200のブロック図である。本実施形態の通信端末装置200は、アンテナ1、アンテナ整合回路40、移相器101、通信回路51、ベースバンド回路52、アプリケーションプロセッサ53及び入出力回路54を備えている。通信回路51はローバンド(700MHzから900MHz帯)とハイバンド(1.7GHzから2.7GHz帯)についての送信回路TX及び受信回路RX、さらにはアンテナ共用器を備えている。アンテナ1は、ローバンドとハイバンドに対応するモノポールアンテナ、逆L型アンテナ、逆F型アンテナ等である。
上記構成要素は1つの筐体内に収納されている。例えば、アンテナ整合回路40、移相器101、通信回路51、ベースバンド回路52、アプリケーションプロセッサ53はプリント配線板に実装され、プリント配線板は筐体内に収納される。入出力回路54は表示・タッチパネルとして筐体に組み込まれる。アンテナ1はプリント配線板に実装されるか、筐体の内面又は内部に配置される。
以上に示した構成により、広帯域に亘って整合するアンテナを備える通信端末装置が得られる。
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
例えば、以上に示した各実施形態では、キャパシタ用導体パターン、第1コイル用導体パターン及び第2コイル用導体パターンを備えて、移相器として作用するLC複合部品を示したが、本発明は移相器に限らない。例えばLCフィルタやLCを含むインピーダンス整合回路等において、それらが単一の部品として構成される場合に、コイルとキャパシタとが単一の積層体内に形成されたLC複合部品についても同様に適用できる。例えば、以上に示した移相器の第1コイル用導体パターン又は第2コイル用導体パターンのようなコイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとでLCフィルタやインピーダンス整合回路を構成することができ、その場合に、コイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとの干渉が抑制される。
BP1,BP2,BP3,BP4…屈曲形状部
C…キャパシタ
Ca,Cc…第1キャパシタ用導体パターン
Cb…第2キャパシタ用導体パターン
CO…コイル開口
Ec…グランド接続パターン
EX…延伸部
GAP…間隔
GND…グランド端子
H…電極開口
L1…第1コイル
L1a,L1b,L1c,L1d…第1コイル用導体パターン
L2…第2コイル
L2a,L2b,L2c,L2d…第2コイル用導体パターン
LO…概略コイル用導体パターン
LS…線分
N11,N12,N21,N22…切り欠き部
P1,P2…突出部
Po1,Po2…入出力端子
P11,P12,P13,P21,P22,P23…突出部
S1〜S13…絶縁性基材
SP1,SP2,SP3,SP4…直線形状部
T1…第1端子
T2…第2端子
Z…積層方向
1…アンテナ
40…アンテナ整合回路
51…通信回路
52…ベースバンド回路
53…アプリケーションプロセッサ
54…入出力回路
55…増幅器
56…LC並列共振回路
71…第1高周波回路
72…インピーダンス整合回路
73…移相器
74…第2高周波回路
100…積層体
101…移相器
200…通信端末装置

Claims (13)

  1. それぞれに導体パターンが形成された複数の絶縁性基材を含む複数の絶縁性基材の積層による積層体と、
    前記複数の絶縁性基材の積層方向に視て、前記積層体の互いに対向する二辺に沿って形成された第1端子及び第2端子と、
    を備え、
    前記導体パターンはコイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとを含み、
    前記コイル用導体パターンは、コイル開口の周囲を周回する位置に複数の直線形状部及び複数の屈曲形状部を有し、
    前記キャパシタ用導体パターンは、前記第1端子に導通する第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2端子に導通し、前記積層方向に前記第1キャパシタ用導体パターンと対向する第2キャパシタ用導体パターンとで構成され、
    前記第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2キャパシタ用導体パターンは、前記複数の絶縁性基材のうち、前記コイル用導体パターンが形成された絶縁性基材とは別の絶縁性基材に形成され、前記積層方向に視て、前記第1端子の中心と前記第2端子の中心とを最短で結ぶ線分に重なる延伸部と、前記線分の方向とは異なる方向に突出する突出部とを有し、
    前記突出部は、前記積層方向に視て、前記コイル用導体パターンの前記屈曲形状部に重ならずに前記直線形状部に重なる、
    LC複合部品。
  2. それぞれに導体パターンが形成された複数の絶縁性基材を含む複数の絶縁性基材の積層による積層体と、
    前記複数の絶縁性基材の積層方向に視て、前記積層体の互いに対向する二辺に沿って形成された第1端子及び第2端子と、
    を備え、
    前記導体パターンはコイル用導体パターンとキャパシタ用導体パターンとを含み、
    前記コイル用導体パターンは、コイル開口の周囲を周回する位置に複数の直線形状部及び複数の屈曲形状部を有し、
    前記キャパシタ用導体パターンは、前記第1端子に導通する第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2端子に導通し、前記積層方向に前記第1キャパシタ用導体パターンと対向する第2キャパシタ用導体パターンとで構成され、
    前記第1キャパシタ用導体パターン及び前記第2キャパシタ用導体パターンは、前記複数の絶縁性基材のうち、前記コイル用導体パターンが形成された絶縁性基材とは別の絶縁性基材に形成され、前記積層方向に視て、前記第1端子の中心と前記第2端子の中心とを最短で結ぶ線分に重なる延伸部と、前記線分の方向とは異なる方向に突出する突出部とを有し、
    前記突出部は、前記積層方向に視て、前記コイル用導体パターンの前記屈曲形状部よりも前記直線形状部に近接する、
    LC複合部品。
  3. 前記突出部の数は複数である、
    請求項1又は2に記載のLC複合部品。
  4. 前記コイル用導体パターンは巻回軸を共有し、
    前記突出部の突出方向を示す直線には、前記積層方向に視て、前記線分の中心を通る直線を有し、前記線分の中心は前記積層方向に視て前記コイル用導体パターンの前記屈曲形状部よりも前記巻回軸に近い、
    請求項1から3のいずれかに記載のLC複合部品。
  5. 前記キャパシタ用導体パターンの、前記線分に対する直交方向の幅は、前記突出部よりも前記第1端子又は前記第2端子に直接接続される部分で小さい、
    請求項1から4のいずれかに記載のLC複合部品。
  6. 前記キャパシタ用導体パターンは前記線分に対して対称形である、
    請求項1から5のいずれかに記載のLC複合部品。
  7. 前記突出部は、前記積層方向に視て、前記線分に対して直交方向に線状に突出する形状である、
    請求項1から6のいずれかに記載のLC複合部品。
  8. 前記突出部は、前記積層方向に視て、前記第1端子及び前記第2端子から前記線分の中心にかけて前記線分に対する直交方向の幅が連続的に拡がる形状である、
    請求項1から6のいずれかに記載のLC複合部品。
  9. 前記突出部は、前記積層方向に視て、前記線分の中心に曲率を有する形状である、
    請求項1から6のいずれかに記載のLC複合部品。
  10. 前記積層体に形成されたグランド端子を備え、
    前記コイル用導体パターンは、第1コイルを構成する第1コイル用導体パターンと、前記第1コイルに対して磁界結合する第2コイルを構成する第2コイル用導体パターンとを含み、
    前記第1コイルが前記第1端子と前記グランド端子との間に接続され、
    前記第2コイルが前記第2端子と前記グランド端子との間に接続された、
    請求項1から9のいずれかに記載のLC複合部品。
  11. 給電回路と、前記給電回路に接続されるアンテナと、を備え、
    前記給電回路と前記アンテナとの間に、請求項10に記載のLC複合部品を備える、通信端末装置。
  12. 2つの入出力端子と、前記2つの入出力端子間をつなぐ信号線路と、前記信号線路とグランドとの間のシャント接続経路に、請求項10に記載のLC複合部品と、LC共振回路との直列回路を備える、通信端末装置。
  13. 前記信号線路に接続された増幅器を備える、請求項12に記載の通信端末装置。
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