(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、製造コストが安価なローパスフィルタを提供する。【解決手段】複数のコンデンサ及び複数のコイルから構成されるローパスフィルタであって、複数のコンデンサは、島状の複数のパターン電極が形成される第１の面、及び複数のパターン電極と対向するように電極が形成された第２の面を有する誘電体基板で形成され、複数のコイルは、メアンダ状に折り曲げられた線状導体で形成され、線状導体は、両端部間の複数の導体部分が複数のパターン電極とそれぞれ接続可能に折り曲げられ、導体部分が複数のパターン電極にそれぞれ接続されており、線状導体の両端部は、誘電体基板の第２の面と同一面まで延出している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンデンサ及び複数のコイルから構成されるローパスフィルタであって、
前記複数のコンデンサは、島状の複数のパターン電極が形成される第１の面、及び前記複数のパターン電極と対向するように電極が形成された第２の面を有する誘電体基板で形成され、
前記複数のコイルは、メアンダ状に折り曲げられた線状導体で形成され、
前記線状導体は、両端部間の複数の導体部分が前記複数のパターン電極とそれぞれ接続可能に折り曲げられ、前記導体部分が前記複数のパターン電極にそれぞれ接続されており、前記線状導体の両端部は、前記誘電体基板の前記第２の面と同一面まで延出している、ローパスフィルタ。
【請求項２】
前記誘電体基板は、前記線状導体の両端部に位置する部分に切り欠き部を有し、前記線状導体の両端部は、前記切り欠き部に挿入されており、前記誘電体基板の前記第２の面と同一面まで延出している、請求項１に記載のローパスフィルタ。
【請求項３】
前記線状導体の両端部は、前記第２の面に形成された前記電極から隔絶されている、請求項１又は請求項２に記載のローパスフィルタ。
【請求項４】
前記誘電体基板の厚みは、前記線状導体の太さの１／２以上である、請求項２に記載のローパスフィルタ。
【請求項５】
前記線状導体の両端部は前記複数のパターン電極の並び方向と直角な方向に延出している請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のローパスフィルタ。
【請求項６】
前記線状導体の両端部の一方は前記複数のパターン電極の並び方向と直角な方向に延出し、前記両端部の他方は前記複数のパターン電極の並び方向と平行な方向に延出している請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のローパスフィルタ。
【請求項７】
表面に、固定電位とされた電極と、２つの信号ラインとが形成された実装基板を有し、
前記第２の面の電極と前記固定電位とされた電極とが接続され、前記線状導体の両端部はそれぞれ前記２つの信号ラインに接続される請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のローパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコンデンサ及び複数のコイルから構成されるローパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの移動体通信機器では、送信信号に対して高調波領域を減衰させるためにローパスフィルタがしばしば用いられる。
特許文献１では、ケース上にディスクリートコンデンサを複数個配置し、さらに複数のコイルを接続することでローパスフィルタを構成する方法が開示されている。
特許文献２では、１つの誘電体ブロックに複数のコンデンサを形成し、隣接するコンデンサをメアンダ状に折り曲げられた１本の線状導体で形成されたコイルで接続する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２８７４０１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１３９１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、移動体通信機器は小型化、高性能化が求められており、同時に低コスト化も求められている。使用部品にも小型化や最適な設計による高性能化が求められ、さらには部品点数削減などによる低コスト化が求められている。
しかしながら、特許文献１の場合、ケース上にディスクリートコンデンサを複数個配置し、さらに複数のコイルを接続しているので、部品点数が多く低コスト化に問題がある。
【０００５】
特許文献２の場合、複数のコンデンサが一つの誘電体基板で形成されており、コイルもメアンダ状に折り曲げられた１本の線状導体で形成されているため、部品点数は低減されているが、外部回路と接続するためにコネクタを用いており、依然部品点数は低減されない。
特許文献２において、コネクタを使用しない手法として図１４の如く誘電体基板１１０の端面に電極１１０ａを形成し、入出力端子と接続し回路基板へ表面実装する方法が考えられる。しかしながら、このような方法の場合、端面及び誘電体基板の裏面となる第２の面（図示せず）に外部回路に接続するための接続電極を設ける必要があり、電極形成の工程が増えるため製造コストが増大するという問題がある。図１４においては、誘電体基体１１０上のパターン電極１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに、メアンダ状に折り曲げられた１本の線状導体１２０が接続される。
【０００６】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたもので、部品点数が少なく、製造コストが安価なローパスフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
複数のコンデンサ及び複数のコイルから構成されるローパスフィルタであって、
前記複数のコンデンサは、島状の複数のパターン電極が形成される第１の面、及び前記複数のパターン電極と対向するように電極が形成された第２の面を有する誘電体基板で形成され、
前記複数のコイルは、メアンダ状に折り曲げられた線状導体で形成され、
前記線状導体は、両端部間の複数の導体部分が前記複数のパターン電極とそれぞれ接続可能に折り曲げられ、前記導体部分が前記複数のパターン電極にそれぞれ接続されており、前記線状導体の両端部は、前記誘電体基板の前記第２の面と同一面まで延出している、ローパスフィルタ、が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、部品点数が少なく、製造コストが安価なローパスフィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるローパスフィルタの第１の実施形態を示す模式的斜視図である。
【図２】図１に示したローパスフィルタの分解斜視図である。
【図３】図１に示したローパスフィルタが実装基板に実装されている状態を示す縦断面図である。
【図４】図４は図１に示したローパスフィルタの等価回路である。
【図５】本発明によるローパスフィルタの第２の実施形態を示す模式的斜視図である。
【図６】本発明によるローパスフィルタの第３の実施形態を示す部分縦断面である。
【図７】本発明によるローパスフィルタの第４の実施形態を示す模式的斜視図である。
【図８】本発明によるローパスフィルタの第５の実施形態を示す上面図である。
【図９】本発明によるローパスフィルタの第１の実施形態を示す上面図である。
【図１０】本発明によるローパスフィルタの第６の実施形態を示す上面図である。
【図１１】第６の実施形態のローパスフィルタの変形例を示す上面図である。
【図１２】第１〜第４、及び第６の実施形態の変形例を示す模式的斜視図である。
【図１３】第１〜第４、及び第６の実施形態の他の変形例を示す模式的斜視図である。
【図１４】特許文献２に記載されたローパスフィルタを示す模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明によるローパスフィルタの第１の実施形態を示す模式的斜視図である。図２は、図１に示したローパスフィルタの分解斜視図である。図３は、図１に示したローパスフィルタが実装基板に実装されている状態を示す縦断面図である。図４は図１に示したローパスフィルタの等価回路である。
【００１１】
本実施形態では、図４に示すように、３つのコンデンサＣ１〜Ｃ３と２つのコイルＬ１、Ｌ２とを有する５段のローパスフィルタが構成されている。
３つのコンデンサＣ１〜Ｃ３は、図１〜図３に示すように、誘電体基板１１の第１の面Ｓ１（上面側）上に一列に配置された島状の３つのパターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃを形成し、３つのパターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃと対向するように、誘電体基板１１の第２の面Ｓ２（下面側）上に電極１１ｄを形成することで構成されている。つまり、誘電体を挟んでそれぞれのパターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃと電極１１ｄとが対向することでコンデンサＣ１〜Ｃ３を形成している。なお、電極１１ｄはここでは接地されているが、必ずしも接地されていなくともよく、固定電位とされていればよい。
【００１２】
誘電体基板１１は、長さＬ、幅Ｗ及び厚さＴの基本形状を持っている。誘電体基板１１の長さＬはたとえば約２２ｍｍであり、幅Ｗはたとえば約５ｍｍであり、厚さＴはたとえば約１ｍｍである。誘電体基板１１の材質としては、たとえばＭｇ２ＳｉＯ４を主成分とするフォルステライト系セラミックであって、比誘電率εｒが１０程度の誘電体セラミックスを使用することができる。
【００１３】
パターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び電極１１ｄは、たとえば銀電極が用いられる。コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値はローパスフィルタの特性によって決められ、パターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃの面積を変えることで容量値を変えることができる。コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値は全て同じとすることもできるが、それぞれ異なるように設定することもできる。パターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃの間隔は等間隔でなくともよく、パターン電極間の線状導体１２の長さを変えるために適宜設定することができる。
線状導体１２は、メアンダ状に折り曲げられ、３つのパターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃに接続されている。接続方法は、例えば半田によって接合されるが、導電性接着剤等を用いても良い。
【００１４】
２つのコイルＬ１、Ｌ２は、１本の線状導体１２で形成されている。線状導体１２は導線を用いることができ、たとえば直径０．５ｍｍの丸棒線材で、材質としては、たとえば銅系材料が用いられる。線状導体１２は、同一面でメアンダ（蛇行）状に折り曲げられている。
ここで、本実施形態では、メアンダ状の一例として、矩形波状を取り上げているが、正弦波状、台形波状、又は逆台形波状等であってもよい。またパターン電極間の線状導体の形状は矩形波状の場合は「コ」の字状、台形波状の場合は台形状、逆台形波状の場合は逆台形状となっているが、形状は特に限定されず、半円状、又は半楕円状等の形状であってもよい。
【００１５】
以上説明したように、パターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃと線状導体１２を３点で接続させることで、５段のローパスフィルタが構成される。
一本の線状導体１２は、パターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃと接続することで、２つのコイルＬ１、Ｌ２を形成する。
線状導体１２の両端部は、誘電体基板１１の長さＬ方向に延出しており、誘電体基板１１の両端面Ｓ４、Ｓ５で、第２の面と同一面上になるように折り曲げられている。
【００１６】
図３に示すように、図１に示したローパスフィルタは、実装基板１３に実装することができる。実装基板１３には、信号ライン１３ａと電極１３ｂが形成されており、線状導体１２の両端部と信号ライン１３ａとが接続され、電極１１ｄと電極１３ｂとが接続されている。なお、電極１３ｂは電極１１ｄと接続されるので、接地されているが、必ずしも接地されていなくともよく、固定電位とされていればよい。このような構造にすることで、実装基板１３に表面実装した場合、誘電体基板１１の端面および第２の面に接続電極を設けることなく信号ライン１３ａから外部信号を取り込むことができる。従って誘電体基板１１に電極を形成する工程が簡略化された、製造コストの低い安価なローパスフィルタを提供することができる。
【００１７】
［第２の実施形態］
図５は、本発明によるローパスフィルタの第２の実施形態を示す模式的斜視図である。本実施形態は図１〜図４に示した第１の実施形態のローパスフィルタに金属ケースを被せたローパスフィルタを示している。
本実施形態において、図５の如く、誘電体基板１１と長さＬ、幅Ｗが略同寸法で、誘電体基板１１の基板厚みを含めて高さＨとなるような金属ケース１４が設けられている。金属ケース１４の高さに誘電体基板１１の基板厚みを加えたローパスフィルタの高さＨは、たとえば約１０ｍｍである。本実施形態において、誘電体基板１１の側面Ｓ３（図２参照）に側面電極１１ｅが形成されており、側面電極１１ｅは電極１１ｄと接続されている。金属ケース１４は、側面電極１１ｅと接続されている。このような構造とすることで、電磁シールドが向上し、さらに減衰特性の良いローパスフィルタが提供される。なお、本実施形態で説明した金属ケースを被せる構成は後述する第３〜第６の実施形態においても適用できる。
【００１８】
［第３の実施形態］
図６は、本発明によるローパスフィルタの第３の実施形態を示す部分断面図である。本実施形態のローパスフィルタの構成は、線状導体１２の端部の形状を除き、図１〜図４のローパスフィルタと構成は同じである。図１〜図４のローパスフィルタと同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態によれば、線状導体１２の両端部が誘電体基板１１の端面と平行に誘電体基板１１の第２の面と同一面上になるように曲げられている。そして、線状導体１２の端部は信号ライン１３ａに、信号ライン１３ａの表面に対してほぼ垂直に接続される。このような構造にすることで、線状導体を曲げる箇所が少なくなり、製造コストがさらに低減される。なお、本実施形態の構成は後述する第４〜第６の実施形態においても適用できる。
【００１９】
［第４の実施形態］
図７は、本発明によるローパスフィルタの第４の実施形態を示す模式的斜視図である。図１〜図４のローパスフィルタと同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。
図７において、誘電体基板１１のそれぞれの端面Ｓ４，Ｓ５からＬ方向（長さ方向）に、幅Ｗ１、長さＬ１の切り欠き部１１fが形成されている。幅Ｗ１はたとえば約０．６ｍｍ、長さＬ１はたとえば約３ｍｍである。線状導体１２は、第１の実施形態と略同じ形状であり、信号ライン１３ａとの接続部分が誘電体基板１１の切り欠き部１１fに挿入されている。線状導体１２の両端部は、誘電体基板１１の第２の面Ｓ２に形成された電極１１ｄから隔絶され、電気的に分離されている。線状導体１２と電極１１ｄとを電気的に分離する場合に、切り欠き部１１ｆの周囲の幅Ｗ１＋幅α、長さＬ１＋幅βの領域おいて電極１１ｄを除去することが好ましい。なお、幅αと幅βは同一の長さ（α＝β）でも、異なってもよい（α＞β又はα＜β）。このような構造にすることで、線状導体１２をパターン電極１１ａ、１１ｃに接続する際に位置決めが正確にでき、製造ばらつきが抑制され、歩留まりの良いローパスフィルタが製造できる。
誘電体基板１１の基板厚みは、線状導体１２の太さ（Ｈ方向寸法）の１／２以上が好適である。このような厚みにすることで、線状導体１２の位置決めが正確にできるとともに、倒れも防止でき、より歩留まりが良好になる。なお、本実施形態の構成は後述する第５、第６の実施形態においても適用できる。
【００２０】
［第５の実施形態］
図８は、本発明によるローパスフィルタの第５の実施形態を示す上面図である。図９は本発明によるローパスフィルタの第１の実施形態を示す上面図である。
図９に示すように第１の実施形態では、誘電体基板面の上方から見た場合に、パターン電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃは一列に直線状に配列され、線状導体１２も直線状に配置されている。
本実施形態のローパスフィルタの構成は、図８に示すように、ローパスフィルタのパターン電極の配列を二列とし、線状導体１２を二列のパターン電極に交互に接続したものである。
【００２１】
図８に示すように、パターン電極は第一列目のパターン電極１１ａ，１１ｃと第二列目のパターン電極１１ｂとからなり、線状導体１２は誘電体基板面の上方から見た場合に、矩形波状となるように、第一列目のパターン電極と第二列目のパターン電極とに交互に接続されている。
線状導体１２は誘電体基板面の上方から見た場合に、台形波状、又は逆台形波状となるように形成されてもよい。
本実施形態のローパスフィルタは、第１の実施形態と比べて、幅Ｗは大きくなるが、長さＬを小さくすることができる。
【００２２】
［第６の実施形態］
図１０は、本発明によるローパスフィルタの第６の実施形態を示す上面図である。図１１は本実施形態のローパスフィルタの変形例を示す上面図である。
図１〜図９に示すローパスフィルタでは、線状導体１２の両端部は端面Ｓ４、Ｓ５側（複数のパターン電極の並び方向と平行な方向）にそれぞれ延出されている。本実施形態では、線状導体１２の両端部を側面Ｓ３側（複数のパターン電極の並び方向と直角な方向）、又は側面Ｓ３，Ｓ６側（複数のパターン電極の並び方向と直角な方向）に延出されるようにした。
実装基板１３の信号ライン１３ａのレイアウトによっては、誘電体基板１１の端面側でなく側面側に線状導体１２の両端部を延出させた方がよい場合がある。線状導体１２の両端部は、図１０示すように一方の側面Ｓ３又はＳ６側に延出されるようにしてもよく、図１１に示すように、側面Ｓ３、Ｓ６側にそれぞれ延出されてもよい。
また、線状導体１２の両端部は、端面Ｓ４側と側面Ｓ３側又はＳ６側とに延出されるようにしてもよく、端面Ｓ５側と側面Ｓ３側又はＳ６側とに延出されるようにしてもよい。
本実施形態において、第４の実施形態と同様の構成を適用する場合には誘電体基板１１の端面Ｓ４とＳ５、側面Ｓ３とＳ６、側面Ｓ３又はＳ６、端面Ｓ４と側面Ｓ３又はＳ６から内側に切り欠き部を形成し、線状導体１２は、実装基板の信号ラインとの接続部分が誘電体基板１１の切り欠き部に挿入されるようにする。
【００２３】
以上、本発明のローパスフィルタの各実施形態について説明したが、各実施形態において、以下に示すように、種々の形態が可能である。
・ローパスフィルタの段数は、本実施形態に限るものではなく、６段以上のローパスフィルタに本発明を適用することができる。
・誘電体基板はセラミックスに限らず樹脂系の基板でもよい。
・パターン電極は銀電極に限らす銅系のものでもよい。
・コイルの材質も銅に限らず導体であればよい。
・線状導体の断面形状は、丸に限らず矩形であってもよい。
【００２４】
また、第１〜第４、及び第６の実施形態では、図１及び図７に示すように、線状導体１２は誘電体基板面に対して垂直な同一面でメアンダ（蛇行）状に折り曲げられているが、図１２に示すように、線状導体１２の「コ」の字状部１２ａ、１２ｂを折り曲げ、誘電体基板面に対して垂直な面から一定角度傾けた同一面でメアンダ（蛇行）状に折り曲げられるようにしてもよい。このようにすることで、第２の実施形態のように、金属ケース１４の空間内に線状導体１２を配置した場合に、線状導体１２が誘電体基板面に対して斜めに配置されるので、線状導体１２の長さを長くすることができる。
【００２５】
また、図１３に示すように、線状導体１２を、誘電体基板面に対して垂直な面から一定角度傾けた面で折り曲げる場合に、線状導体１２の「コ」の字状部１２ａ、１２ｂを、パターン電極１１ａ〜１１ｃの配列方向に対して左右交互に折り曲げることも可能である。このような構成においても、第２の実施形態のように、金属ケース１４の空間内に線状導体１２を配置した場合に、線状導体１２が誘電体基板面に対して斜めに配置されるので、線状導体１２の長さを長くすることができる。さらに、この構成は線状導体を逆台形波状に折り曲げる場合に、逆台形状部が重ならないように、上辺を長くとることができる利点がある。
【００２６】
また、各実施形態では、島状の複数のパターン電極の両端にコンデンサが形成されて、５段のローパスフィルタを形成している。しかし、島状の複数のパターン電極の両端の一方にコンデンサを形成せずに、コンデンサが２個、コイルが２個の４段のローパスフィルタ、又はそれ以上の偶数段のローパスフィルタを形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のローパスフィルタは、各種の計測機器、オーディオ機器、移動体通信，衛星通信用の通信機器等に用いることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１１  誘電体基板
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  パターン電極
１１ｄ  電極
１２  線状導体
１３  実装基板
１４  金属ケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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