專利名稱：高頻開關和無線電通信裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及例如用于移動電話等的裝配SAW濾波器，高頻開關和無線電通信裝置的多層體。
背景技術：
近年來，由于移動通信用戶數量增加和系統全球化，故高頻開關已引入注目。現提供在單個移動電話等使用EGSM(移動通信用的增強型全球系統)，DCS(數字式蜂窩狀系統)和PCS(個人通信服務)的高頻開關，這些系統具有圖7的相應頻段。此外，圖7是解釋圖，說明EGSM，DCS和PCS的相應頻段。
參照圖8，這是方塊圖，說明常規的高頻開關，下面將討論用于移動電話等的常規的高頻開關的配置和工作。
現提供的3波段(上述的EGSM，DCS和PCS)的常規的高頻開關800是由發送—接收切換電路801和802，連接發送—接收切換電路801和802至天線(ANT)的分支濾波器電路803和在傳輸期間抑止高頻失真的低通濾波器804和805等組成。帶通濾波器806，807和808進一步連接至接收端，只取出所需的頻段，而封裝的SAW濾波器主要用作為帶通濾波器。
常規的高頻開關800一般使用PIN二極管作為發送—接收切換電路801和802。組成發送—接收切換電路801和802，分支濾波器電路803，低通濾波器804和805的電感器和電容器形成為內層，在多層體中用作為電極圖形或使用片狀元件裝配在表面層上。這樣，分支濾波器電路803，發送—接收切換電路801和803，和低通濾波器804和805等組成了單個單獨的疊片式器件。
然而，接收端上SAW濾波器和高頻開關800需要連接至主基片上。為此，有必要取得足夠寬的封裝區，這樣，移動電話的微小型化就困難。
還考慮到，常規封裝的SAW濾波器是裝配地高頻開關800的表面層上。然而因為封裝的SAW濾波器比較大，約3平方mm，高約1mm，要獲得又小又低的高頻開關就困難。
發明內容
此外，還考慮到，SAW濾波器以裸露的片狀器件裝與在表面層上。在這情況下，有必要取得如常規封裝的SAW濾波器那樣的接地強度，和平衡特性惡化。要實現這種配置較困難。
由于上述一些問題，為了把SAW濾波器裝配在高頻開關表面層上和取得低縱斷面的器件，本發明目的是提供裝配SAW濾波器、高頻開關和無線電通信裝置的小的低縱斷面的多層體，因而在高頻開關中具有足夠的接地強度，達到常規封裝器件的程度，并取得較佳的特性，不會惡化平衡特性。
本發明的第一發明是一種裝配至少一個SAW濾波器的多層體，它包括其上形成表面層電極圖形的表面介質層，和其上形成一對電極圖形和第一接地電極圖形的第一介質層，其中不平衡輸入—平衡輸出的SAW濾波器的一對平衡輸出端通過表面層電極圖形分別連接至這對電極圖形，和第一接地電極圖形的一部分放置于這對電極圖形之間。
本發明的第二發明是一種裝配至少一個SAW濾波器的多層體，它包括其上形成表面層電極圖形的表面介質層，和其上形成一對電極圖形和第一接地電極圖形的第一介質層，其中不平衡輸入—平衡輸出的SAW濾波器的一對平衡輸出端通過表面層電極圖形分別連接至這對電極圖形，和第一接地電極圖形的一部分放置于這對電極圖形的兩側。
本發明的第三發明是一種具有對應于多個頻段的多個信號通路的高頻開關，該高頻開關包括在發送期間組合來自多個信號通路的發送信號和在接收期間將接收信號分配至多個信號通路的分支濾波器電路，將多個信號通路切換至發送部分和接收部分的多個發送—接收切換電路，和放置于信號通路中的多個濾波器，其中組成分支濾波器電路、多個發送—接收切換電路和多個濾波器的帶狀線和電容器中的至少一個以電極形式形成在多層體中，多個濾波器中的至少一個是由SAW濾波器組成的，SAW濾波器裝配在多層體的表面上，和此多層體是根據第一發明或第二發明裝配SAW濾波器的多層體。
本發明的第四發明是如第三發明所述的高頻開關，還包括多層體中的一個或多個第二接地電極圖形，其中第一介質層直接置于在多層體的表面層上形成的介質層的表面層下面，和第一接地電極圖形通過第一通孔電極電氣連接至第二接地電極圖形或第三接地電極圖形，第二接地電極圖形是在置于多層體最低表面上的第一外部接端電極的背面上形成的，第三接地電極圖形是在第一接地電極圖形和第二接地電極圖形之間形成的。
本發明的第五發明是如第四發明所述的高頻開關，其中第一通孔電極電氣連接至第一接地電極圖形并且第二接地電極圖形置于第一接地電極圖形的至少每一個角上。
本發明的第六發明是如第五發明所述的高頻開關，其中第一通孔電極的直徑大于第二通孔電極的直徑，第二通孔電極連接組成分支濾波器電路、多個發送—接收切換電路和多個濾波器的帶狀線和電容器。
本發明的第七發明是如第四發明所述的高頻開關，其中組成分支濾波器電路、多個發送—接收切換電路和多個濾波器的帶狀線和電容器，在多層體上形成的電極圖形置于第一接地電極和第二接地電極之間的介質層上。
本發明的第八發明是如第三發明所述的高頻開關，其中表面電極圖形具有電氣連接到SAW濾波器接地電極端的第一表面層電極圖形，和第一接地電極圖形通過第一通孔電極電氣連接至第一表面層電極圖形。
本發明的第九發明是如第四發明所述的高頻開關，其中第一接地電極圖形通過第一通孔電極，部分地接至第二或第三接地電極圖形。
本發明的第十發明是一種無線電通信裝置，它包括
根據第三發明的高頻開關，輸出發送信號至高頻開關的發送電路，和輸入來自高頻開關的接收信號的接收電路。
附圖簡述
圖1是剖示的透視圖，示出根據本發明實施例的高頻開關。
圖2a是解釋圖，示出根據本發明實施例的高頻開關(正面)圖2b是解釋圖，示出高頻開關(背面)。
圖3是電路圖，示出根據本發明實施例的高頻開關。
圖4a是平面圖，示出根據本發明實施例的高頻開關的第15介質層。
圖4b是平面圖，示出根據本發明實施例的高頻開關的第14介質層。
圖4c是沿圖4a和4b中線AA’的剖面圖。
圖4d是沿圖4a和4b中線BB’的剖面圖。
圖5是曲線圖，示出根據本發明實施例的高頻開關的Ant→Rx2的通過特性。
圖6是曲線圖，示出根據本發明實施例的高頻開關在Ant→Rx2通過期間的幅度平衡特性。
圖7是解釋圖，示出EGSM，DCS和PCS的相應頻段。
圖8是常規的高頻開關方框圖。
符號說明800高頻開關801，802發送—接收切換電路803分支濾波器電路804，805低通濾波器(LPF)806，807，808帶通濾波器(BPF)具體實施方式
下面將根據附圖討論本發明實例。首先，參照圖1和圖2，根據本實施例來討論高頻開關的配置。圖1是剖示的透視圖，示出本實施例的高頻開關(介質層DL1的背面示于圖1中介質層DL1的下面)。圖2a是解釋圖，示出本實施例的高頻開關(正面)。圖2b是解釋圖，示出本實施例的高頻開關(背面)。
在圖1中，本實施例的高頻開關由15片介質層DL1-DL15組成。根據高頻開關必要的特性，來合適地選擇堆迭的介質層的數目。
此外，采用一種玻璃陶瓷基片作為介質層，其中低熔點玻璃料和陶瓷粉末如以鎂橄欖石或氧化鋁作為主要成份的復合物進行混合。又，在通過把有機粘合劑，有機溶劑和陶瓷粉末相混合而取得的稀漿所形成的未燒結薄片上用機械沖孔法或激光束加工法鉆出供多層布線電氣連接用的許多通孔。
使用以銀(金或銅)粉末作為導體主要成份的導電膏進行印刷(或印制)，在預定的未燒結薄片上形成布線圖形。把導電膏印刷和注入至在未燒結薄片的布線圖形之間進行內層連接的通孔中。這樣，形成帶狀線和電容器電極。
將獲得的15層未燒結薄片加以精確地對準，介質層DL1-DL15按次序地推迭，在某種情況下，對迭層增加溫度和壓力，以便取得一個集成的多層體。在多層體烘干后，未燒結薄片中的有機粘合劑在氧化氣體中爐中經400°至500℃的燃燒而燒盡了。當使用金或銀粉末作為導體主要成份時，燃燒在850°至950℃(1)在普通的空氣中進行，和(2)在使用銅粉末時，燃燒在隋性氣本或還原氣中進行。這樣，取得最終的多層體1。
如圖2所示，在具有構成高頻開關的各種帶狀線和電容器的疊片結構的多層體1的上層表面上，輸入平衡—不平衡的SAW濾波器SF1和SF2，二極管D1至D5，片狀元件SD1至SD8如電容器和電阻器等通過多層板1的上層表面上形成的端口T2向裝配上去，和電氣連接至多層板1的內電路。
在介質層DL1的背面還形成許多端頭T1，它可把高頻開關用表面安裝法裝配在電子設備的主基板上。端頭T1和T2是采用上述導電膏進行印刷和構成圖形而形成的。
參照一些例子，下面討論具有疊片結構的高頻開關的布線圖形的多層結構。通過印刷法，接地電極G1，G2和G3在第1，第7和第14介電層DL1，DL7和Dl14上形成。第2至第14介質層可這樣適當安排，即通孔電極Vg1和接地電極G1，G2和G3進行電氣連接。還有，置于第1介質層DL1背面的端頭T1的接電端電極Tg1和接地電極G1同樣通過通孔電極Vg1進行電氣連接。
第4介質層DL14上帶狀線電極圖形通過通孔Vp11，Vp12與第13介質DL13上帶狀線電極圖形進行層際連接。第13介質層DL13上帶狀線電狀圖形通過通孔Vp12，Vp22與第12介質層DL12上的帶狀線圖形進行層際連接。這樣，帶狀線L1和L2通過通孔電極分別順序地穿過第9至第14介質層DL9至DlDL14的6層薄片進行連接。
電容器C1和C2通過提供第11介質層DL11上電容器C1的電極圖形，第10介質層DL10上電容器C1和C2共享的電極圖形和第9介質層DL9上電容器C2的電極圖形而實行串聯連接。
同樣，帶狀線電極圖形，電容器電極圖形和通孔電極圖形均被適合地排列，并電氣連接至以合適方式裝配至多層體表面層上的二極管等，這樣，在多層板上就配置了圖3的高頻開關電路。這里，圖1帶狀線L1，L2和電容器C1，C2對應于圖3的電容器和電容器。
電容器和帶狀線是這樣配置的。本實施例的高頻開關的輸入/輸出都通過通孔集中在第1介質層DL1的背面。這樣，當開關裝配在電子設備的主基板上，裝配面積就可減小。
參照圖4a，4b，4c和4d，下面將專門討論本發明的高頻開關的配置。圖4a是平面圖，示出圖1的第15介質層DL15，圖4b是平面圖，示出圖1的第14介質層DL14。圖4a只示出裝配SAW濾波器部分，為了簡化起見，其他表面層電極圖形就省去了。同樣，圖4b只示出連接至釁4a表面層電極圖形的一部分。又，圖4c是沿著圖4a，4b的AA’線的截面圖，而圖4a是沿著圖4a，4b的BB’線的截面圖。
在圖4a中，當不平衡—輸入平衡輸出的SAW濾波器SF1和SF2裝配在表面層時，表面層接地電極圖形SG1，SG2通過焊接裝配法，倒裝片法等連接至SAW順SF1，SF2的接地電極上(未示出)。此外，表面層接地電極通過在第15介質層DL15上提供的通孔電極Vg2，電氣連接至第14介質層DL14上形成的接地電極G3。
表面層輸入電極圖形S11，S12通過通孔電極Vpi1，Vip2從內電路電氣連接至SAW濾波器SF1，SF2的輸入端上(未示出)。
同樣，SAW濾波器SF1，SF2的輸出端(未示出)電氣連接至表面層輸出電極圖形SO1，SO2，而表面層輸出電極圖形連接至在第14介質層DL14上形成的輸出電極圖形Lo11，Lo12，Lo21，Lo22，上述連接分別通過通孔電極Vpo1，Vpo2來完成。
第14介質層DL14上形成的接地電極G3具有電極圖形可連接至所有的通孔電極Vg2，接地電極G3通過通孔電極Vg1合適地接至圖1的接地電極G1，G2。
這樣，通過短的走線完成表面層上形成的表面層接地電極圖形至共用的接地電極的連接，使得寄生分量的影響得以減少，取得較佳的衰減特性。又，電氣連接至接地電極的通孔電極Vg1，Vg2，其直徑要大于其他通孔電極(Vpi1，Vpi2，Vpo1，Vpo2等等)，這樣，可進一步減少由通孔電極所引起的寄生分量，取得更佳的衰減特性。即，可獲得高接地強度。這里，電氣接地強度就是電氣接地狀態，簡稱為接地強度。電氣的理想接地狀態是電勢為零，接地強度低就是遠離理想的接地狀態，接地強工高就是接近理想的接地狀態。
接地電極G3的一部分G3a的放置于輸出電極圖形Lo11，Lo12之間。接地電極G3的另一部分G3b放置于輸出電極圖形Lo11，Lo12的兩側。此外，從接地電極的G3a和G3b部分合適地連接至接地電極G1和G2是通過通孔電極Vg1來完成。
圖5示出從Ant至DCS-Rx(圖3中Rx2)的通過特性，圖6示出此時的幅度平衡特性。圖5的51和圖6的61指出接地電極g的G3a，G3b部分放置在第14介質層DL14上，和通過通孔電極Vg1合適地連接至接地電極G1和G2的一種配置的特性。圖5的52和圖6的62指出沒放置接地電極的G3a和G3b部分時的配置特性。
這樣，由于在輸出電極圖形之間放置接地電極部分，有可能取得較佳特性，也不惡化衰減特性的裝配在表面上的不平衡輸入—平衡輸出的SAW濾波器的平衡特性。又，因為接地電極部分放置在輸出圖形兩側，就有可能進一步取得較佳特性。
當本實施例高頻開關用于移動電話等的時候，就要裝配至組成無線電電路的主基板上。在這情況下，因為多層體和SAW濾波器是結合在一起的，就有可能大大減少裝配面積，可獲得較小的且低縱截面高度的移動電話。
此外，本實施例討論裝配2個SAW濾波器的示例。當裝配1個SAW濾波器和當裝配3個或更多SAW濾波器時，可獲得同樣的效果。
此外，本實施例還討論3種系統EGSM，DCS和PCS的組合使用的示例。也可同樣地采用其他系統ESSM，DCS和UMTS(全球移動通信系統)的結合。
本實施例討論使用3種通信系統的三個波段的高頻開關的示例。通過改變開關電路的配置在使用二種通信系統(即，EGSM和UMTS)的雙波段的高頻開關的情況下，和在使用4種或更多系統的高頻開關情況下(即，EGSM，AMPS—先進的移動電話服務，DCS和PCS)，都能取得同樣的效果。
還有，本實施例討論使用二極管作為開關電路的示例。在使用1只砷化鎵開關作為1條開關電路，和在使用多個砷化鎵開關作為2條開關電路時，也可取得同樣的效果。
本實施例討論了裝配CSP型SAW濾波器的情況。配置并不限于上述情況，也可裝配裸露的片狀SAW濾波器。當裝配裸露的片狀SAW濾波器時，最好表面電極端具有較寬的間隔，才可裝配SAW濾波器，如圖4a、b所示。這樣，在表面層電極端具有較寬間隔時，本實施例也可裝配裸露的片狀SAW濾波器。
此外，本實例討論接地電極G3的G3a部分放置于輸出電極圖形Lo11，Lo12之間，和接地電極G3的G3b部分放置于輸出電極圖形Lo11，Lo12兩側的情況。配置不限于上述情況。接地電極G3的G3a部分可放置在輸出電極圖形Lo11，Lo12之間，且接地電極G3的G3b部分可不放置在輸出電極圖形Lo11，Lo12兩側。在這種情況下，有可能取得具有較佳衰減特性的高頻開關。又，接地電極G3的G3a部分可不放置在輸出電極圖形Lo11，Lo12之間，或接地電極的G3b部分可放置在輸出電極圖形Lo11和Lo12兩側。在這情況下，有能獲得具有較佳平衡特性的高頻開關。
從上面解釋很明顯，本發明有可能提供裝配SAW濾波器，高頻開關和無線電通信裝置的多層體；從而SAW濾波器裝配在多層體上，可獲得小的和低縱斷面的迭層器件，和獲得較佳的衰減特性和平衡特性。
權利要求
1.一種裝配至少一個SAW濾波器的多層體，其特征在于，它包括其上形成表面層電極圖形的表面介質層，和其上形成一對電極圖形和第一接地電極圖形的第一介質層，其中不平衡輸入—平衡輸出的SAW濾波器的一對平衡輸出端通過表面層電極圖形分別連接至這對電極圖形，和第一接地電極圖形的一部分放置于這對電極圖形之間。
2.一種裝配至少一個SAW濾波器的多層體，其特征在于，它包括其上形成表面層電極圖形的表面介質層，和其上形成一對電極圖形和第一接地電極圖形的第一介質層，其中不平衡輸入—平衡輸出的SAW濾波器的一對平衡輸出端通過表面層電極圖形分別連接至這對電極圖形，和第一接地電極圖形的一部分放置于這對電極圖形的兩側。
3.一種具有對應于多個頻段的多個信號通路的高頻開關，其特征在于，該高頻開關包括在發送期間組合來自多個信號通路的發送信號和在接收期間將接收信號分配至多個信號通路的分支濾波器電路，將多個信號通路切換至發送部分和接收部分的多個發送—接收切換電路，和放置于信號通路中的多個濾波器，其中組成分支濾波器電路、多個發送—接收切換電路和多個濾波器的帶狀線和電容器中的至少一個以電極形式形成在多層體中，多個濾波器中的至少一個是由SAW濾波器組成的，SAW濾波器裝配在多層體的表面上，和此多層體是根據權利要求1或2而裝配SAW濾波器的多層體。
4.如權利要求3所述的高頻開關，其特征在于還包括多層體中的一個或多個第二接地電極圖形，其中第一介質層直接置于在多層體的表面層上形成的介質層的表面層下面，和第一接地電極圖形通過第一通孔電極電氣連接至第二接地電極圖形或第三接地電極圖形，第二接地電極圖形是在置于多層體最低表面上的第一外部接端電極的背面上形成的，第三接地電極圖形是在第一接地電極圖形和第二接地電極圖形之間形成的。
5.如權利要求4所述的高頻開關，其特征在于，第一通孔電極電氣連接至第一接地電極圖形并且第二接地電極圖形置于第一接地電極圖形的至少每一個角上。
6.如權利要求5所述的高頻開關，其特征在于，第一通孔電極的直徑大于第二通孔電極的直徑，第二通孔電極連接組成分支濾波器電路、多個發送—接收切換電路和多個濾波器的帶狀線和電容器。
7.如權利要求4所述的高頻開關，其特征在于，組成分支濾波器電路、多個發送—接收切換電路和多個濾波器的帶狀線和電容器，在多層體上形成的電極圖形置于第一接地電極和第二接地電極之間的介質層上。
8.如權利要求3所述的高頻開關，其特征在于，表面電極圖形具有電氣連接到SAW濾波器接地電極端的第一表面層電極圖形，和第一接地電極圖形通過第一通孔電極電氣連接至第一表面層電極圖形。
9.如權利要求4所述的高頻開關，其特征在于，第一接地電極圖形通過第一通孔電極，部分地接至第二或第三接地電極圖形。
10.一種無線電通信裝置，其特征在于包括根據權利要求3的高頻開關，輸出發送信號至高頻開關的發送電路，和輸入來自高頻開關的接收信號的接收電路。
全文摘要
本發明涉及一種裝配至少一個SAW濾波器的多層體，它包括其上形成表面層電極圖形的表面介質層，和其上形成一對電極圖形和第一接地電極圖形的第一介質層；其中不平衡輸入一平衡輸出的SAW濾波器的一對平衡輸出端通過表面層電極圖形分別連接至這對電極圖形，以及第一接地電極圖形的一部分放置于這對電極圖形之間。本發明還涉及包含所述多層體的高頻開關和無線電通信裝置。
文檔編號H05K1/02GK1409571SQ02144278
公開日2003年4月9日 申請日期2002年10月8日 優先權日2001年10月2日
發明者瓜生一英, 大西慶治, 山田徹, 石崎俊雄 申請人:松下電器產業株式會社