JP4460855B2 - filter - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタに関し、特に比較的周波数の低いノイズに対し従来の貫通コンデンサよりも高いアイソレーションを実現するフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のシールドケースにおける信号のアイソレーションを説明する図である。基板３は、例えば無線基地局装置用の高周波回路を構成しており、金属製のベースであるシャーシ２の上に設置される。高周波回路のうち特に高いアイソレーションが必要な回路ブロックに対しては、シールドケース１を基板の表面から被せ、裏面のシャーシ２と挟み込むことで、回路ブロックを電磁的にほぼ密閉し遮蔽効果を得ている。また、シールドケース１内外の（特に低周波の）信号のやり取りには、信号線を伝ったノイズの侵入を防ぐため貫通コンデンサ５を使用している。貫通コンデンサ５は、一般的な円筒状のものであり、肉厚の金属材からなるシールドケース１に設けたネジ穴に貫通する形で螺設される。
【０００３】
上記のほか、本発明に関連する技術として、両面に電極をめっきしてコンデンサを形成するとともに穴を穿設した誘電体板にＵ字型のリード線を貫通させ、前記コンデンサとリード線のインダクタンスによりπ型ローパスフィルタを構成する組体を、π型フィルタのＬ部分を金属板と誘電体板とで挟み込むように、金属板の凹所に設置するものが知られる（例えば、特許文献１参照。）。
また、電極を引き出すためのパターンを、パターンのベースとなる金属基板とパターンの上に絶縁層を介して被せた金属板とでサンドイッチにすることで、前記パターンを貫通コンデンサとして代用するものが知られる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３２２５９５号公報
【特許文献２】
特開平６−２３６５７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、貫通コンデンサ５を使用すると、シールドケース１に貫通穴を設け、ネジ止め或いはハンダ付けで貫通コンデンサ５を固定しなければならず、また固定した後のシールドケース１の着脱が容易でないので、工数が増大したり工程順序が限定されたりする問題があった。また、貫通コンデンサ５のリードを基板３から垂直に伸びる端子３１とハンダ付けする構成となっているため、ハンダ付けの熱により貫通コンデンサの誘電体部分（セラミック）がクラックなどの損傷を受け、経年と共に短絡することがあった。また、ハンダ付けしたリードは機械的に弱く外部の力により変形、切断することがあり、従来の構成はコスト面、信頼性共に満足できるものではなかった。
【０００６】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、従来の貫通コンデンサの使用によるコスト上昇、低い信頼性を解決し、高いアイソレーションを実現するフィルタ提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、回路を実装する配線基板と、前記配線基板の表面の一部を被装する金属製のシールドケースと、前記配線基板の裏面のうち少なくとも前記シールドケースに被装される表面に対応する面を含む面に着設若しくは並行に接近させて設置される金属製のシャーシと、前記配線基板の裏面に実装され、前記シールドケースの内部と外部とを接続する導線と、前記導線に直列接続されるコイルと、前記ジャンパ線と前記コイルの直列回路の両端のうち、前記シールドケースの外側及び内側の端に夫々接続される第１及び第２のコンデンサと、を備え、前記シャーシが前記導線を収納するための凹部を有し、少なくとも前記コイルと第２のコンデンサが低域通過フィルタとして機能することを特徴とするフィルタ。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。本実施例の説明にあたり、従来の構成と同一の部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図１は本実施例におけるフィルタの断面図である。本実施例において、シールドケース１の内外を接続するのに、従来の貫通コンデンサ５の代わりにジャンパー線４を用いる。ジャンパー線４は、部品のリード線と同様の導線であり、両端の夫々がシールドケース１の内側と外側にある基板３上のパターンにハンダ付けされ、シールドケースを避けるように基板の裏面を通して前記パターン間を接続し、直流若しくは低周波の信号（以後ＤＣ信号と呼ぶ）をシールドケース１の内に導入若しくは外に導出する。
【０００９】
シャーシ２は、基板３の裏面と接しており、ジャンパー線４を這わせる部分にはジャンパー線を収納するための空間としてザグリ２１が施されている。このようにすることで、ジャンパー線４を基板の表面を這わせシールドケースに切り欠きを設ける構造に比べ、ジャンパー線４の露出を避けられるので、高いアイソレーションを得やすくなる。
【００１０】
図２は本実施例におけるフィルタの上面図である。ジャンパー線４には、シールドケース１外側においてバイパスコンデンサＣ１、Ｃ４が並列接続され、シールドケース内側においてはコイルＬ２が直列に接続され更にバイパスコンデンサＣ２、Ｃ３が並列に接続されている。これらの回路により、ＤＣ信号をシールドケース内外で接続する。
【００１１】
図３は、本実施例におけるフィルタの等価回路である。バイパスコンデンサＣ１、Ｃ４はＤＣ信号に乗った不要なＡＣ成分、及びシールドケース１内で発生したＲＦ成分をグランドに短絡させる。
コイルＬ１は、ジャンパ線４のインダクタンス成分である。基板の埋め込み配線ではなく、よりインダクタンス成分の大きいジャンパー線を用いることで、より低周波数側のノイズに対しても除去効果を得られるようにしたことが本実施例の特徴である。ジャンパー線４は、シャーシ２やシールドケース若しくは基板のグランドパターンと近接しておりそれらとの間で静電容量を持つので、これらは等価的に貫通コンデンサをも形成している。貫通コンデンサとしてみても、従来の貫通コンデンサは公称値によりアイソレシーションが得られる周波数帯が固定され必要以上に高く狭かったのに対し、本実施例ではインダクタンス成分を大きくしたことで必要な周波数帯でアイソレショーンを得ることができる。
コイルＬ２、バイパスコンデンサＣ２、Ｃ３はローパスフィルタを構成する。必要な遮断特性が得られるように、ローパスフィルタの時定数が決定される。
以上の構成により本回路はトータルで高いアイソレーションを実現する。本回路の諸元の一例として、３００ＭＨｚ以下の周波数に対するアイソレーションを重視した場合、Ｃ１〜Ｃ４＝０．１μＦ、Ｌ２＝１００ｎＨ、Ｌ１のジャンパ線長＝２０ｍｍとなる。
【００１２】
本実施例において、基板３は必ずしもシャーシ２に直接貼り合わせるように着設する必要はなく、間に絶縁体が介在してもよい。また、ジャンパー線はラッピングケーブルのような被覆線でもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、信頼性の高いフィルタを低コストに実現できると共に、フィルタの字定数を任意に設定できるので必要な周波数のアイソレーションを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるフィルタの断面図。
【図２】本発明の実施例におけるフィルタの上面図。
【図３】本発明の実施例におけるフィルタの等価回路。
【図４】従来のシールドケースにおける信号のアイソレーションを説明する図。
【符号の説明】
１ シールドケース、２ シャーシ、３ 基板、４ ジャンパー線、５ 貫通コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a filter, and more particularly to a filter that achieves higher isolation than conventional feedthrough capacitors with respect to relatively low frequency noise.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a diagram for explaining signal isolation in a conventional shield case. Thesubstrate 3 constitutes a high-frequency circuit for a radio base station device, for example, and is installed on thechassis 2 that is a metal base. For circuit blocks that require particularly high isolation among high-frequency circuits, theshield case 1 is covered from the front surface of the board, and sandwiched with thechassis 2 on the back surface, so that the circuit block is almost sealed electromagnetically to obtain a shielding effect. ing. Further, in the exchange of signals inside and outside the shield case 1 (particularly at low frequency), afeedthrough capacitor 5 is used to prevent noise from entering the signal line. Thefeedthrough capacitor 5 has a general cylindrical shape, and is screwed so as to penetrate through a screw hole provided in theshield case 1 made of a thick metal material.
[0003]
In addition to the above, as a technique related to the present invention, a capacitor is formed by plating electrodes on both surfaces, and a U-shaped lead wire is passed through a dielectric plate with holes, and the inductance of the capacitor and the lead wire Is known in which an assembly constituting a π-type low-pass filter is installed in a recess of a metal plate so that an L portion of the π-type filter is sandwiched between a metal plate and a dielectric plate (see, for example, Patent Document 1). .)
In addition, it is known that a pattern for drawing out an electrode is sandwiched between a metal substrate serving as a base of a pattern and a metal plate covered with an insulating layer on the pattern, thereby substituting the pattern as a feedthrough capacitor. (For example, refer to Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-322595 [Patent Document 2]
JP-A-6-236571 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if thefeedthrough capacitor 5 is used, a through hole must be provided in theshield case 1 and thefeedthrough capacitor 5 must be fixed by screwing or soldering. There was a problem that man-hours increased and the process order was limited. In addition, since the lead of thefeedthrough capacitor 5 is soldered to theterminal 31 extending vertically from thesubstrate 3, the dielectric portion (ceramic) of the feedthrough capacitor is damaged by cracks and the like due to the heat of soldering. There was a short circuit. Also, the soldered lead is mechanically weak and may be deformed or cut by an external force, and the conventional configuration is not satisfactory in terms of cost and reliability.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a filter that solves the increase in cost and low reliability due to the use of a conventional feedthrough capacitor and realizes high isolation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a wiring board on which a circuit is mounted, a metal shield case that covers a part of the surface of the wiring board, and at least the shield case among the back surface of the wiring board. Mounted on the back surface of the wiring board and connected to the inside and the outside of the shield case, which is mounted on the surface including the surface corresponding to the surface to be mounted or installed in parallel with the surface. A conductive wire, a coil connected in series to the conductive wire, and first and second capacitors respectively connected to an outer end and an inner end of the shield case among both ends of a series circuit of the jumper wire and the coil; And the chassis has a recess for accommodating the conducting wire, and at least the coil and the second capacitor function as a low-pass filter.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same parts as those in the conventional configuration are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a filter in this embodiment. In this embodiment, ajumper wire 4 is used in place of theconventional feedthrough capacitor 5 to connect the inside and outside of theshield case 1. Thejumper wire 4 is a conductive wire similar to a lead wire of a component, and both ends are soldered to a pattern on thesubstrate 3 on the inside and outside of theshield case 1, and the above-describedjumper wire 4 is passed through the back surface of the substrate so as to avoid the shield case. The patterns are connected, and a direct current or low frequency signal (hereinafter referred to as a DC signal) is introduced into theshield case 1 or led out.
[0009]
Thechassis 2 is in contact with the back surface of thesubstrate 3, and acounterbore 21 is provided as a space for storing the jumper wire at a portion where thejumper wire 4 is held. By doing so, exposure of thejumper wire 4 can be avoided as compared with a structure in which thejumper wire 4 is turned over and the notch is provided in the shield case, so that high isolation can be easily obtained.
[0010]
FIG. 2 is a top view of the filter in this embodiment. By-pass capacitors C1 and C4 are connected in parallel to thejumper wire 4 outside theshield case 1, and a coil L2 is connected in series and further bypass capacitors C2 and C3 are connected in parallel inside the shield case. With these circuits, the DC signal is connected inside and outside the shield case.
[0011]
FIG. 3 is an equivalent circuit of the filter in this embodiment. The bypass capacitors C1 and C4 short-circuit unnecessary AC components on the DC signal and RF components generated in theshield case 1 to the ground.
The coil L <b> 1 is an inductance component of thejumper wire 4. A feature of the present embodiment is that the use of a jumper wire having a larger inductance component, instead of the embedded wiring of the substrate, can obtain a removal effect even for noise on a lower frequency side. Thejumper wire 4 is close to thechassis 2, the shield case, or the ground pattern of the substrate and has a capacitance between them, so that they equivalently form a feedthrough capacitor. Even when viewed as a feedthrough capacitor, the conventional feedthrough capacitor has a fixed frequency band where isolation is obtained by the nominal value, and it is higher and narrower than necessary. In the present embodiment, the frequency band required by increasing the inductance component is You can get an isolestone.
The coil L2 and the bypass capacitors C2 and C3 constitute a low-pass filter. The time constant of the low-pass filter is determined so as to obtain a necessary cutoff characteristic.
With the above configuration, this circuit achieves a total high isolation. As an example of the specifications of this circuit, when importance is attached to isolation with respect to a frequency of 300 MHz or less, C1 to C4 = 0.1 μF, L2 = 100 nH, and L1 jumper line length = 20 mm.
[0012]
In the present embodiment, thesubstrate 3 is not necessarily attached so as to be directly bonded to thechassis 2, and an insulator may be interposed therebetween. The jumper wire may be a covered wire such as a wrapping cable.
[0013]
【The invention's effect】
According to the present invention, a highly reliable filter can be realized at a low cost, and the character constant of the filter can be arbitrarily set, so that necessary frequency isolation can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of a filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an equivalent circuit of a filter in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining signal isolation in a conventional shield case.
[Explanation of symbols]
1 Shield Case, 2 Chassis, 3 Substrate, 4 Jumper Wire, 5 Feedthrough Capacitor

Claims (1)

Translated fromJapanese

回路を実装する配線基板と、
前記配線基板の表面の一部を被装する金属製のシールドケースと、
前記配線基板の裏面のうち少なくとも前記シールドケースに被装される表面に対応する面を含む面に着設若しくは並行に接近させて設置される金属製のシャーシと、
前記配線基板の裏面に実装され、前記シールドケースの内部と外部とを接続するジャンパー線である導線と、
前記導線に直列接続されるコイルと、
前記導線と前記コイルの直列回路の両端のうち、前記シールドケースの外側及び内側の端に夫々接続される第１及び第２のコンデンサと、を備え、
前記シャーシが前記導線を収納するための凹部を有し、
前記導線は、両端の夫々が前記シールドケースの内側と外側にある前記配線基板のパターンにハンダ付けされ、前記配線基板の裏面を前記シャーシの凹部を通して前記パターン間を接続し、
少なくとも前記コイルと第２のコンデンサが低域通過フィルタとして機能することを特徴とするフィルタ。A wiring board for mounting the circuit;
A metal shielding case covering a part of the surface of the wiring board;
A metal chassis that is attached to a surface including at least a surface corresponding to the surface to be mounted on the shield case among the back surface of the wiring board, or is installed close to the surface;
Conductor wire that is mounted on the back surface of the wiring board and is ajumper wire that connects the inside and outside of the shield case;
A coil connected in series to the conducting wire;
A first capacitor and a second capacitor connected to the outer and inner ends of the shield case, respectively, of both ends of the series circuit of the conducting wire and the coil; and
The chassis has a recess for receiving the conductor;
The conductive wire is soldered to the wiring board pattern at both ends inside and outside the shield case, and the back surface of the wiring board is connected between the patterns through the recess of the chassis,
At least the coil and the second capacitor function as a low-pass filter.

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