行動電話裝置的製作方法

2023-04-26 11:08:26 4

專利名稱：行動電話裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有均可以包括高頻元件的發射機與接收機的行動電話裝置。行動電話裝置除了包括揚聲器、顯示裝置和電源裝置之外，特別包括具有高頻元件的發射機與具有高頻元件的接收機以接收與發射數據。
行動電話裝置不僅包括高頻電路而且還包括將從高頻信號中去耦的DC電源。
電容器(即，所謂的去耦電容器)用於去耦。去耦電容器的作用是衰減不需要的高頻信號以保證提供恆定的DC電源給高頻電路的組成部分。
為了在寬的頻率範圍上實現去耦，要求具有高C/L(電容/電感)比(即，具有高電容值與低電感值)的去耦電容器。在理想情況中，利用這樣的電容器平滑掉所有不需要的高頻信號。雖然現在能製造具有低電感值的分立電容器，但類型0402的電容器的400pH的電感值和類型0201的電容器的300pH的電感值是如此之高，以致只有可能使用具有幾個pF的電容值的電容器。利用這樣的去耦電容器只能去耦窄的頻率範圍。因此，在具有高頻電路與DC電源的基底上提供具有不同電容值的幾個分立電容器以去耦寬的頻率範圍。低電容的電容器因而用於去耦較高頻率，而高電容的電容器用於去耦較低頻率。
幾個分立去耦電容器的使用與安裝不僅是昂貴的，而且這些分立去耦電容器也佔據基底上大的空間。
從US6038122中知道一種去耦電容器，其一個電極具有例如三角或扇形的錐形形狀。此特殊的電極設計使電容器改變其兩個連接端之間的電容值，並且在此去耦電容器的不同區域中去耦不同的頻率。此去耦電容器的優點是只安裝一個分立元件。此去耦電容器的缺點是由於特殊的電極結構而製造非常複雜與昂貴。
本發明具有提供配備有發射機與接收機的行動電話裝置的目的，發射機與接收機均可以包括高頻元件以及去耦電容器，其中此去耦電容器在寬的頻率範圍實施去耦並且製造簡單。
此目的利用具有發射機與接收機的行動電話裝置來實現，發射機與接收機均可以包括高頻元件，其中此高頻元件包括公共基底上的高頻電路、DC電源和集成去耦電容器，其中此去耦電容器包括在此去耦電容器的同一側上的第一電極、電介質、第二電極以及第一與第二電流源端子，並且其中一個電極連接到此高頻電路與DC電源，而另一電極連接到地。
有可能利用此基底上的去耦電容器與高頻電路的直接集成在行動電話裝置中生成低電感值的去耦電容器，這是因為非常小的電極尺寸。結果，能增加去耦電容器的C/L比。另外，能製造一種去耦電容器，其中電流源端子由於集成而位於此去耦電容器的同一側上。此電容器的同一側上電極的接觸表示電流反向通過電極，並且明顯減少出現在去耦電容器中並定義自感的磁場，從而增加去耦電容器的C/L比。一側上電流源端子的配備也稱為反向電流原理。
去耦電容器提高的C/L比表示只要求一個去耦電容器用於去耦寬頻帶。此行動電話裝置的另一優點是集成去耦電容器的外部尺寸較小，因此能製造較小的高頻元件，這一起使行動電話裝置進一步小型化是有可能的。而且，高頻元件上的分立去耦電容器的昂貴安裝變得多餘。
本發明還涉及包括公共基底上的高頻電路、DC電源和集成去耦電容器的高頻元件，其中此去耦電容器包括此去耦電容器的同一側上的第一電極、電介質、第二電極和第一與第二電流源端子，並且其中一個電極連接到高頻電路與DC源，而另一電極連接到地。
優選地，利用薄膜技術來構造去耦電容器。
利用薄膜處理能影響去耦電容器的C/L比。在薄膜處理中，能實現其電介質具有較小層厚度d(d＜1μm)並因此具有較高電容密度的去耦電容器。所得到的去耦電容器具有C/L比的較高值。
在基底上提供另一集成無源元件是特別優選的。
利用去耦電容器的電極與電介質的合適構造或利用其他功能層的沉積可以直接在基底上提供諸如例如線圈、電阻或電容器的其他的集成無源元件。結果，避免其他分立元件安裝在此高頻元件上，並且還有可能進一步小型化行動電話裝置。
此高頻電路是放大器電路、混頻級或壓控振蕩器是有益的。
在所有這些高頻電路中不需要的高頻信號的有效去耦是必需的。
現在將在下面結合3個附圖和兩個實施例更具體解釋本發明。在附圖中


圖1是具有集成去耦電容器的基底的截面圖，圖2是具有去耦電容器、高頻電路和DC電源的基底的平面圖，和圖3表示與集成去耦電容器的衰減曲線相比兩個分立電容器的衰減曲線。
行動電話裝置例如包括電源裝置、顯示裝置、揚聲器、話筒、輸入裝置、存儲裝置、天線、發射機和接收機。發射機與接收機可以均包括帶有高頻電路8與DC電源9的高頻元件。此高頻元件包括用於從高頻信號中去耦DC電源9的去耦電容器。
在圖1中，集成去耦電容器包括基底上的第一電極2，基底1例如包括具有功能的陶瓷材料的低溫共同加熱基底；具有粘合層的包括玻璃平面化層的陶瓷材料、玻璃-陶瓷材料、玻璃材料、Si、GaAs、藍寶石、層壓板、玻璃基底；或具有粘合層的玻璃基底與粘合層上的SiO2。如果矽或GaAs用作基底1，則在基底1上提供例如SiO2、Si3N4或玻璃的附加無源層。優選具有介電常數εr(εr＞20)的電介質3出現在第一電極2上。可以使用的材料例如是具有與不具有La或Mn的摻雜劑和具有或不具有超導的PbZrxTi11-xO3(0≤x≤1)，具有與不具有摻雜劑的Ba1-xSrxTiO3(0≤x≤1)，[Ba1-xSrxTiO3]-Pb1-yCayTiO3(0≤x≤1，0≤y≤1)，具有與不具有摻雜劑的Ba1-xSrxZryTi1-yO3(0≤x≤1，0≤y≤1)，具有或不具有超導的Ba1-xPbxTiO3(0≤x≤1)，Ba1-xCaxTiO3(0≤x≤1)，具有與不具有摻雜劑的SrZrxTi1-xO3(0≤x≤1)，[PbMg1/3Nb2/3O3]x-[PbTiO3]1-x(0≤x≤1)，(Pb，Ba，Sr)(Mg1/3Nb2/3)xTiy(Zn1/3Nb2/3)1-x-yO3(0≤x≤1，0≤y≤1)，Pb1-xCaxTiO3(0≤x≤1)，(Ba1-xSrx)2NaNb5O15(0≤x≤1)，(Ba1-xSrx)2KNb5O15(0≤x≤1)，(Ba1-xSrx)2k1-3ySEyNb5O15(0≤x≤1，0≤y≤1，SE＝稀土金屬組中的離子)，Ta2O5，與Al2O3摻雜的Ta2O5，TiO2，與TiO2和Zr(Sr，Ti)O4摻雜的Ta2O5，具有與不具有VOx(1≤x≤2.5)和/或CuO摻雜劑與以下摻雜劑的BiNbO4a)PbMg1/2W1/2O3b)PbFe1/2Nb1/2O3c)PbFe2/3W1/3O3d)PbNi1/3Nb2/3O3
e)PbZn1/3Nb2/3O3f)PbSc1/2Ta1/2O3以及成分a)-f)與PbTiO3和/或PbMg1/3N2/3O3的組合。可以選擇地在基底1的整個表面上提供電介質3。在電介質3上提供第二電極4。第一電極2與第二電極4可以包括例如層厚度為50nr-1μm的Pt、層厚度為1-20nm的Ti/層厚度為20-600nm的Pt、層厚度為1-20nm的Ti/層厚度為20-600nm的Pt/層厚度為1-20nm的Ti、W、Ni、Mo、Au、Cu、Ti/Pt/Al、Ti/Ag、Ti/Ag/Ti、Ti/Ag/Ir、Ti/Ir、Ti/Pd、Ti/Ag1-xPtx(0≤x≤1)、Ti/Ag1-xPdx(0≤x≤1)、Ag1-xPtx(0≤x≤1)、Ti/Pt1-xAlx(0≤x≤1)，Pt1-xAlx(0≤x≤1)，Ti/Ag/Pt1-xAlx(0≤x≤1)，Ti/Ag/Ru，Ru，Ru/RuO2，Ti/Ru，Ti/Ir，Ti/Ir/IrO2，Ti/Ru/RuxPt1-x(0≤x≤1)，Ti/Ag/Ir/IrOx(0≤x≤2)，Ti/Ag/Ru/RuOx(0≤x≤2)，Ti/Ag/Ru/RuxPt1-x(0≤x≤1)，Ti/Ag/Ru/RuxPt1-x/RuOy(0≤x≤1，0≤y≤2)，Ti/Ag/Ru/RuOx/RuyPt1-y(0≤x≤2，0≤y≤1)，Ti/Ag/RuxPt1-x(0≤x≤1)，Ti/Ag/PtxAl1-x(0≤x≤1)，PtxAl1-x/Ag/PtyAl1-y(0≤x≤1，0≤y≤1)，Ti/Ag/Pty(RhOx)1-y(0≤x≤2，0≤y≤1)，Ti/Ag/Rh/RhOx(0≤x≤2)，Rh，Rh/RhO2，Ti/Ag/PtxRh1-x(0≤x≤1)，Ti/Ag/Pty(RhOx)1-y/PtzRh1-z(0≤x≤2，0≤y≤1，0≤z≤1)，Ti/AgxPt1-x/Ir(0≤x≤1)，Ti/AgxPt1-x/Ir/IrOy(0≤x≤1，0≤y≤2)，Ti/AgxPt1-x/PtyAl1-y(0≤x≤1，0≤y≤1)，Ti/AgxPt1-x/Ru(0≤x≤1)，Ti/AgxPt1-x/Ru/RuOy(0≤x≤1，0≤y≤2)，Ti/Ag/Cr，Ti/Ag/Ti/ITO，Ti/Ag/Cr/ITO，Ti/Ag/ITO，Ti/Ni/ITO，Ti/Rh，Ti/Rh/RhO2，Ti/Ni/Al/ITO，Ti/Ni，Ti/W/Ti，WxTi1-x(0≤x≤1)，WxTi1-x/Al(Cu)(0≤x≤1)，WxTi1-x/Al(Si)(0≤x≤1)，WxTi1-x/Al(0≤x≤1)，Al，與Cu摻雜的Al，與Si，NixCryAlz/Al(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1)摻雜的Al，與Cu摻雜的NixCryAlz/Al(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1)，與Si或Ti/Cu摻雜的NixCryAlz/Al(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1)。
優選擴展在基底1的整個表面上的保護層5位於第二電極2上。可以用於保護層的材料例如是SiO2和Si3N4。第二電極4利用第一電流源端子6進行連接，而第二電極利用第二電流源端子7進行連接。第一與第二電流源端子6、7可以包括例如Al，Cu，Cu/Ni/Au，Ni/Cr/Cu/Ni/Au或Ni/Au。
隨後在保護層5上提供此高頻元件的其他組成部分。
第一電流源端子6將去耦電容器連接到高頻電路8並連接到DC電源9，而第二電流源端子7連接到地12。
可選擇地，可以在基底1與第一電極2之間提供阻擋層，此層例如可以包括TiO2、Al2O3、HfO2、MgO或ZrO2。
圖2是具有去耦電容器的電極2、4與電流源端子6，7、高頻電路8、DC電源9和導電軌跡10，11的基底1的平面圖。在此基底1上具有去耦電容器的第一電極2，並且上面具有未在圖2中表示出的電介質3。第二電極4位於電介質3上。在第二電極2上並在基底1的整個表面上提供保護層5。在此保護層上具有高頻電路8、DC電源9和導電軌跡10，11。高頻電路8例如是放大器電路、混頻級或壓控振蕩器。高頻電路8通過例如由Al，Cu，Cu/Ni/Au，Ni/Cr/Cu/Ni/Au或Ni/Au構成的導電軌跡10連接到去耦電容器並連接到例如是蓄電池的DC電源9。第二電流源端子7與例如由Al，Cu，Cu/Ni/Au，Ni/Cr/Cu/Ni/Au或Ni/Au構成的導電軌跡12將此去耦電容器連接到地12。在此去耦電容器的同一側上具有第一電流源端子6與第二電流源端子7。
高頻電路8可以選擇地利用引線接合或倒裝片安裝進行安裝。
可選擇地，例如，可以在基底1上提供諸如電阻器、線圈的另一集成無源元件或另一電容器。為此，例如，諸如電阻層或另一電容器的第一電極、電介質和第二電極的其他功能層位於保護層5上。在最上面的功能層上提供另一保護層。通過這另一保護層上的通路電接觸此集成無源元件。此無源元件可以連接到高頻元件上的其他組成部分、例如電晶體電路。
也有可能在基底1上提供諸如例如電阻器和例如具有比去耦電容器低的電容值C的電容器的兩個或多個無源元件。為此，在保護層5上提供電阻層和這另一電容器的第一電極。第一另一保護層位於上面，同時形成另一電容器的電介質。在此第一另一保護層上具有這另一電容器的第二電極，並且在第二電極上具有最好擴展在基底1的整個表面上的第二另一保護層。這些集成的無源元件通過其他保護層中的通路進行電連接，並且利用導體軌跡連接到此高頻元件上的其他元件，例如電晶體電路。
例如，諸如電極2、4與電介質3的功能層首先在基底1上利用公知的薄膜技術來提供並根據高頻元件製造中的其功能進行構造。在沉積保護層5之後，利用公知方法提供諸如例如高頻電路8、導體軌跡10、11與DC電源9的此高頻元件所必需的零件。
例如，可以在移動通信系統的發射機或接收機中(例如，在行動電話裝置中)或在例如藍牙模塊的移動數據傳輸系統中使用這樣的高頻元件。
圖3表示與集成去耦電容器的衰減曲線相比兩個分立電容器的衰減曲線。曲線13表示兩個分立電容器的衰減曲線，第一分立電容器具有330pF的電容和0.6nH的電感。第二電容器具有82pV的電容和0.6nH的電感。曲線14表示具有1nF的電容和0.1nH的電感的集成去耦電容器的衰減曲線。
此高頻元件結構中例如有關此去耦電容器的哪個電極2，4連接到地的選擇方案是本領域技術人員所熟知的。
下面更具體地解釋表示可以如何實施本發明的本發明的實施例。
在行動電話裝置的發射機與接收機中採用這樣的高頻元件。
實施例2在玻璃基底1上提供TiO2的阻擋層，並在所述阻擋層上提供Ti/Pt的第一電極2。具有5％鑭摻雜劑的PbZr0.53Ti0.47O3的電介質3沉積在第一電極2和基底1的整個表面上。在電介質3上具有Ti0.1W0.9/Al的第二電極4。Si3N4的保護層5位於第二電極4和基底1的整個表面上。9/在Al保護層5上具有Ni0.3Cr0.6Al0.1的電阻層和Si3N4的另一保護層。通過保護層5和這另一保護層蝕刻一個洞並利用Ni/Cr/Cu/Ni/Au填充此洞以使第二電極4與第一電流源端子6接觸。通過保護層5、這另一保護層與電介質3蝕刻一個洞並利用Ni/Cr/Cu/Ni/Au填充此洞，以使第一電極2與第二電流源端子7接觸。在這另一保護層中蝕刻兩個洞並利用Ni/Cr/Cu/Ni/Au填充這兩個洞以接觸此電阻層。在這另一保護層上提供放大器電路作為高頻電路8，並提供蓄電池、Ni/Cr/Cu/Ni/Au的導體軌跡10、11和電晶體電路作為DC電源9。構造導體軌跡10，以使之互連高頻電路8、第一電流源端子6和DC電源9。構造導體軌跡11，以使之將第二電流源端子7連接到地。利用導體軌跡將電阻連接到電晶體電路。
在移動藍牙模塊中採用這樣的高頻元件。
權利要求
1.一種行動電話裝置，具有均可以包括高頻元件的發射機與接收機，其中此高頻元件包括公共基底(1)上的高頻電路(8)、DC電源(9)和集成去耦電容器，其中此去耦電容器包括在此去耦電容器的同一側上的第一電極(2)、電介質(3)、第二電極(4)以及第一與第二電流源端子(6，7)，並且其中一個電極(2，4)連接到此高頻電路(8)與DC電源(9)，而另一電極(4，2)連接到地(12)。
2.一種高頻元件，包括公共基底(1)上的高頻電路(8)、DC電源(9)和集成去耦電容器，其中此去耦電容器包括在此去耦電容器的同一側上的第一電極(2)、電介質(3)、第二電極(4)以及第一與第二電流源端子(6，7)，並且其中一個電極(2，4)連接到此高頻電路(8)與DC電源(9)，而另一電極(4，2)連接到地(12)。
3.根據權利要求1或2的高頻元件，其特徵在於，此去耦電容器利用薄膜技術進行構造。
4.根據權利要求1或2的高頻元件，其特徵在於，在此基底(1)上提供另一集成無源元件。
5.根據權利要求1或2的高頻元件，其特徵在於，此高頻電路(8)是放大器電路、混頻級或壓控振蕩器。
全文摘要
本發明描述具有均可以包括高頻元件以及集成去耦電容器的發射機與接收機的行動電話裝置。本發明也涉及高頻元件。
文檔編號H01G4/35GK1335737SQ0112590
公開日2002年2月13日 申請日期2001年7月18日 優先權日2000年7月21日
發明者R·基維特, M·K·克萊, P·W·耶德洛 申請人:皇家菲利浦電子有限公司