高頻器件的製作方法
2023-05-14 02:19:56 2
專利名稱：高頻器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及行動電話等移動通信設備所用的高頻器件。
背景技術：
行動電話等移動通信設備逐年小型化，要求其中收納的高頻器件也小型化。此外，在移動通信設備中，已認識到從天線端子侵入的靜電可能破壞內部的電路。該靜電是在1納秒以下的時間內產生幾百～幾千伏高壓的靜電。
(日本)特開2001-127663號公報記載的現有的高頻器件示於圖31。在該器件中，在天線端子1001和開關電路1002之間連接有由電容器和電感器構成的高通濾波器(HPF)1003，來保護電路1002。
為了增大HPF 1003的通帶外的信號的衰減量，需要將許多電容器和電感器連接成多級。如果HPF 1003包含許多電容器和電感器，則不僅HPF 1003的插入損耗增大，而且高頻器件也變大。因此，在有限的大小中，高頻器件不能得到令人滿意的特性。
再者，如果靜電等信號通帶近旁的頻率的高壓噪聲侵入器件，則有時會通過HPF 1003侵入天線端子1001上連接的電路1002，破壞電路1002。
發明內容
高頻器件包括天線端子；信號線，被連接在上述天線端子上；高頻信號處理電路，被連接在上述信號線上；電容元件，一端被連接在上述信號線上，另一端被接地；以及電感器，一端被連接在上述信號線上，另一端被接地。
在該高頻器件中，即使靜電等靠近信號通帶的頻率的高壓噪聲侵入，也能夠保護高頻信號處理電路。
圖1是本發明實施方式1～3的高頻器件的電路方框圖。
圖2是實施方式2的高頻器件的剖面圖。
圖3是實施方式3的高頻器件的剖面圖。
圖4是比較例1的高頻器件的電路圖。
圖5示出實施方式1的高頻器件的靜電除去特性。
圖6示出圖4所示的比較例1的高頻器件的靜電除去特性。
圖7是本發明實施方式4～6的高頻器件的電路方框圖。
圖8是實施方式5的高頻器件的剖面圖。
圖9是實施方式6的高頻器件的剖面圖。
圖10示出實施方式4的高頻器件的靜電除去特性。
圖11是本發明實施方式7～9的高頻器件的電路方框圖。
圖12是實施方式8的高頻器件的剖面圖。
圖13是實施方式9的高頻器件的剖面圖。
圖14是比較例2的高頻器件的電路圖。
圖15示出實施方式7的高頻器件的靜電除去特性。
圖16示出圖14所示的比較例2的高頻器件的靜電除去特性。
圖17是本發明實施方式10～12的高頻器件的電路方框圖。
圖18是實施方式11的高頻器件的剖面圖。
圖19是實施方式12的高頻器件的剖面圖。
圖20示出實施方式10的高頻器件的靜電除去特性。
圖21是本發明實施方式13～15的高頻器件的電路方框圖。
圖22是實施方式14的高頻器件的剖面圖。
圖23是實施方式15的高頻器件的剖面圖。
圖24是比較例3的高頻器件的電路圖。
圖25示出實施方式13的高頻器件的靜電除去特性。
圖26示出圖24所示的比較例3的高頻器件的靜電除去特性。
圖27是本發明實施方式16～18的高頻器件的電路方框圖。
圖28是實施方式17的高頻器件的剖面圖。
圖29是實施方式18的高頻器件的剖面圖。
圖30示出實施方式16的高頻器件的靜電除去特性。
圖31是現有的高頻器件的電路圖。
圖32表示實施方式1的高頻器件的靜電試驗電路。
具體實施例方式
(實施方式1)圖1是實施方式1的高頻器件的電路方框圖。該高頻器件例如可以用作歐洲行動電話標準GSM/DCS雙頻行動電話中的天線共用器。天線端子110上連接的雙工器111對GSM頻帶和DCS頻帶的頻率分量進行分頻/合成。在圖1中，部分A是處理GSM頻帶的頻率分量的電路，部分B是處理DCS頻帶的頻率分量的電路。在雙工器111上連接有切換發送、接收的開關112、113，在開關112、113上連接有除去發送信號的諧波分量的低通濾波器(LPF)116、117、及以各個頻帶為通帶的帶通濾波器——SAW濾波器114、115。在濾波器114、115、116、117上分別連接有端子131、132、133、134。開關112、113用半導體元件——二極體形成。
在天線端子110和雙工器111之間的信號線上分別連接具有3pF容量的電容元件——電容器121和18nH電感的電感器122的一端。電容器121和電感器122的另一端分別連接在接地端子123上。
靜電電容在10pF以下而且儘量小的電容器121能夠防止通帶的插入損耗增大，而不會減小靜電除去效果。如果靜電電容大於10pF，則難以減小通帶的插入損耗，所以不理想。
電感器122通過使電感為50nH以下，靜電除去效果大。如果電感超過50nH，則靜電除去效果小，所以不太理想。如果電感在3nH以上，則能夠減小信號通帶的插入損耗，所以很理想。
通過這種結構的高頻器件，能夠保護SAW濾波器114、115，而不會增大信號通帶的插入損耗。
為了確認實施方式1的高頻器件的效果，如圖4所示準備了使用高通濾波器(HPF)150的比較例1的高頻器件。比較例1的高頻器件的其他結構與圖1所示的高頻器件相同。在圖4中，如果考慮到信號通帶的插入損耗，則HPF150需要使電感器151的電感為100nH左右，使電容器152的靜電電容為33pF左右。在靜電從天線端子110侵入的情況下，HPF 150不能充分除去頻率靠近其通帶的靜電的高壓分量。此外，如果電感器151的電感小，則HPF 150的通帶的插入損耗大。再者，由於電容器152的靜電電容大至33pF，所以HPF 150不能除去靠近通帶的高頻靜電分量。
對實施方式1的高頻器件和比較例1的高頻器件，由圖32所示的電路進行靜電試驗及評價。連接開關103，由直流電源101將規定的電壓施加在靜電電容為150pF的電容箱104上，進行電荷充電。然後，將開關103斷開並連接開關105，將充電於電容箱104上的電荷作為靜電脈衝通過330Ω的電阻106施加在天線端子110上。然後，測定施加靜電脈衝時的各個雙工器111上的電壓波形。
圖5和圖6示出向實施方式1的高頻器件和比較例1的高頻器件的各天線端子110接觸放電8kV的靜電時向各雙工器111以後的電路施加的電壓。
在實施方式1的高頻器件中，如圖5所示，在幾納秒期間只施加470V左右的電壓；而在比較例1的高頻器件中，如圖6所示，在幾納秒期間施加了950V左右的電壓。
實施方式1的高頻器件與比較例1的高頻器件相比，施加的電壓為1/2左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子110和雙工器111之間的信號線、和地之間並聯連接的電容器121和電感器122，能夠只發送需要的信號，而不會增大通帶的插入損耗，不會向雙工器111以後的電路施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器122旁路到接地端子123，電感器122未除盡的上升沿的高壓噪聲的高頻分量由電容器121吸收。
因此，實施方式1的高頻器件能可靠地保護很可能受高壓噪聲的不良影響的開關112、113和SAW濾波器114、115，具有優良的可靠性。
(實施方式2)圖2是實施方式2的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與圖1所示的實施方式1的相同，所以省略其說明。
在圖2中，疊層陶瓷基板140由交替疊層的陶瓷層141和導體圖形142構成。在疊層陶瓷基板140的內部及外周面上形成天線端子110、雙工器111、開關112、113的除二極體以外的部分、LPF 116、117、端子131、132、133、134(未圖示)。在疊層陶瓷基板140的表面上安裝二極體136、SAW濾波器137、電容器121及電感器122，形成圖1所示的電路。其中，在SAW濾波器137中，在一個封裝內設有SAW濾波器114、115。
實施方式2的高頻器件通過將其構成部件一體化，能夠比實施方式1的高頻器件更加小型化，對移動通信設備的應用範圍擴展了。
再有，通過對陶瓷層和導電層進行疊層作為一個元件來一體形成電容器121和電感器122，具有與實施方式1的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個數的、安裝成本低的高頻器件。
(實施方式3)圖3是實施方式3的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與圖1所示的實施方式1的高頻器件相同，所以省略其說明。
實施方式3的高頻器件與實施方式2的高頻器件的電容器121及電感器122的形狀不同。
在實施方式3中，如圖3所示，在陶瓷層141和導體圖形142疊層而成的疊層陶瓷基板140的內部及外周面上形成天線端子110、雙工器111、開關112、113的除二極體以外的部分、LPF 116、117、端子131、132、133、134(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板140時，形成電感器122，並且同時疊層由電容器材料形成的陶瓷層144和內部電極145，從而電容器121也被形成在內部。在疊層陶瓷基板140的表面上安裝二極體136、SAW濾波器137，形成圖1所示的電路。其中，在SAW濾波器137中，在一個封裝內設有SAW濾波器114、115。
實施方式3的高頻器件能夠比實施方式2的器件更加小型化，能夠擴展對移動通信設備的應用。再者，在形成疊層陶瓷基板140後無需安裝電容器和電感器，所以實施方式3的高頻器件能夠以很高的生產率來生產。
再有，在實施方式1～3中，電容器121和電感器122被設在天線端子110和雙工器111之間。並聯連接的電容器121和電感器122的一端被連接在SAW濾波器114、115和天線端子110之間，而且它們的另一端被連接在接地端子123上即可。然而，如實施方式1～3所示，通過在電路上靠近天線端子110的位置上連接電容器121和電感器122，不僅能夠可靠地保護SAW濾波器114、115，而且能夠可靠地保護包含構成開關112、113的二極體的電路。
(實施方式4)圖7是實施方式4的高頻器件的方框電路圖。對與實施方式1相同的部分附以相同的標號，省略它們的說明。在實施方式4的高頻器件中，在天線端子110和雙工器111之間的信號線上分別連接具有3pF靜電電容的電容元件——變阻器221和18nH電感的電感器222的各一端，另一端分別連接在接地端子223上。
變阻器221的靜電電容和電感器222的電感基於與圖1所示的實施方式1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設定。
通過這種結構的高頻器件，能保護SAW濾波器114、115，而不會增大信號通帶的插入損耗。
在實施方式4的高頻器件中，用與實施方式1相同的方法來進行靜電試驗和評價。圖10示出向實施方式4的高頻器件的天線端子110接觸放電8kV的靜電時向雙工器111以後的電路施加的電壓。
在實施方式4的高頻器件中，如圖10所示，在幾納秒期間只施加240V左右的電壓，該電壓比圖6所示的比較例1的高頻器件低得多。
因此，實施方式4的高頻器件與比較例1的高頻器件相比，施加的電壓為1/4左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子110和雙工器111之間的信號線、和地之間並聯連接的變阻器221和電感器222，能夠只發送需要的信號，而不會增大通帶的插入損耗，不會向雙工器111以後的電路施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器222旁路到接地端子223，電感器222未除盡的噪聲的上升沿的高頻分量由變阻器221吸收。
因此，實施方式4的高頻器件能可靠地保護很可能受高壓噪聲的不良影響的開關112、113和SAW濾波器114、115，具有優良的可靠性。
(實施方式5)圖8是實施方式5的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與圖4所示的實施方式4的相同，所以省略其說明。
在圖8中，疊層陶瓷基板240由交替疊層的陶瓷層241和導體圖形242構成。在疊層陶瓷基板240的內部及外周面上形成天線端子110、雙工器111、開關112、113的除二極體以外的部分、LPF 116、117、端子131、132、133、134(未圖示)。在疊層陶瓷基板240的表面上安裝二極體136、SAW濾波器137、變阻器221及電感器222，形成圖7所示的電路。其中，在SAW濾波器137中，在一個封裝內設有SAW濾波器114、115。
實施方式5的高頻器件通過將其構成部件一體化，能夠比實施方式4的高頻器件更加小型化，對移動通信設備的應用範圍擴展了。
再有，通過對陶瓷層和導電層進行疊層作為一個元件來一體形成變阻器221和電感器222，具有與實施方式4的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個數的、安裝成本低的高頻器件。
(實施方式6)圖9是實施方式6的高頻器件的剖面圖。其構成電路與圖7所示的實施方式4的器件相同，所以省略其說明。
實施方式6的高頻器件與實施方式5的高頻器件的變阻器221及電感器222的形狀不同。
在實施方式6中，如圖9所示，在陶瓷層241和導體圖形242疊層而成的疊層陶瓷基板240的內部及外周面上形成天線端子110、雙工器111、開關112、113的除二極體以外的部分、LPF 116、117、端子131、132、133、134(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板240時，形成電感器222，並且還同時疊層由電容器材料形成的陶瓷層244和內部電極245，從而變阻器221也被形成在內部。在疊層陶瓷基板240的表面上安裝二極體136、SAW濾波器137，形成圖7所示的電路。其中，在SAW濾波器137中，在一個封裝內設有SAW濾波器114、115。
實施方式6的高頻器件能夠比實施方式5的器件更加小型化，能夠擴展對移動通信設備的應用。再者，在形成疊層陶瓷基板240後無需安裝變阻器221和電感器222，所以實施方式6的高頻器件能夠以很高的生產率來生產。
再有，在實施方式4～6中，變阻器221和電感器222被設在天線端子110和雙工器11 1之間。並聯連接的變阻器221和電感器222的一端被連接在SAW濾波器114、115和天線端子110之間，而且另一端被連接在接地端子223上即可。然而，如實施方式4～6所示，通過在電路上靠近天線端子110的位置上連接變阻器221和電感器222，不僅能夠可靠地保護SAW濾波器114、115，而且能夠可靠地保護包含構成開關112、113的二極體的電路。
在實施方式1～6中，示出了將高頻器件應用於GSM/DCS雙頻系統，但是並不限於此，還可以應用於單頻、三頻通信設備。
在實施方式1～6中，高頻器件包括SAW濾波器114、115，但是濾波器中的一個或兩個也可以是介質濾波器等其他方式的濾波器。此外，開關112、113包含作為半導體元件的二極體，但是也可以包含GaAs場效應電晶體等其他半導體元件。
(實施方式7)圖11是實施方式7的高頻器件的電路方框圖。該高頻器件例如可以用作歐洲行動電話標準的GSM行動電話中的天線共用器。天線端子310上連接的開關311將信號切換到發送端和接收端。開關311由半導體開關構成，在開關311上連接有發送端端子331、SAW濾波器312及接收端端子332。
在天線端子310和開關311之間的信號線上分別連接有3pF靜電電容的電容器321和18nH電感的電感器322的一端。電容器321和電感器322的另一端被連接在接地端子323上。
電容器321的靜電電容和電感器322的電感基於與圖1所示的實施例1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設定。
通過這種結構的高頻器件，能保護SAW濾波器312，而不會增大信號通帶的插入損耗。
為了確認實施方式7的高頻器件的效果，如圖14所示準備了使用高通濾波器(HPF)350的比較例2的高頻器件。比較例2的高頻器件的其他結構與圖11所示的實施方式7的器件相同。HPF 350的電感器351的電感和電容器352的靜電電容基於與圖4所示的電感器151的電感和電容器152的靜電電容同樣的理由被同樣設定。比較例2的高頻器件與比較例1的器件同樣不能充分除去靜電的高壓分量。
分別對於實施方式7的高頻器件和比較例2的高頻器件，用與實施方式1相同的方法進行靜電試驗及評價。圖15和圖16示出向實施方式7的高頻器件和比較例2的高頻器件的各天線端子310接觸放電8kV的靜電時向各開關311以後的電路施加的電壓。
在實施方式7的高頻器件中，如圖15所示，在幾納秒期間只施加470V左右的電壓；而在比較例2的高頻器件中，如圖16所示，在幾納秒期間施加了950V左右的電壓。
實施方式7的高頻器件與比較例2的高頻器件相比，施加的電壓為1/2左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子310和開關311之間的信號線、和地之間並聯連接的電容器321和電感器322，能夠只發送需要的信號，而不會增大通帶的插入損耗，不會向開關311及SAW濾波器312施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器322旁路到接地端子323，電感器322未除盡的高壓噪聲的上升沿的高頻分量由電容器321吸收。
因此，實施方式7的高頻器件能可靠地保護很可能受高壓噪聲的不良影響的開關311和SAW濾波器312，具有優良的可靠性。
(實施方式8)圖12是實施方式8的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與實施方式7的相同，所以省略其說明。
在圖12中，疊層陶瓷基板340由交替疊層的陶瓷層341和導體圖形342構成。在疊層陶瓷基板340的內部及外周面上形成天線端子310、發送端端子331及接收端端子332以及連接各元件和端子的電路(未圖示)。在疊層陶瓷基板340的表面上安裝由GaAs場效應電晶體(FET)構成的開關311、SAW濾波器312、電容器321及電感器322，形成圖11所示的電路。
實施方式8的高頻器件通過將其構成部件一體化，能夠比實施方式7的器件更加小型化，對移動通信設備的應用範圍擴展了。
再有，通過對陶瓷層和導電層進行疊層作為一個元件來一體形成電容器321和電感器322，具有與實施方式7的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個數的、安裝成本低的高頻器件。
(實施方式9)圖13是實施方式9的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與圖11所示的實施方式7的相同，所以省略其說明。
實施方式9的高頻器件與實施方式8的高頻器件的電容器321及電感器322的形狀不同。
在實施方式9中，如圖13所示，在陶瓷層341和導體圖形342疊層而成的疊層陶瓷基板340的內部及外周面上形成天線端子310、發送端端子331、接收端端子332及連接各元件和端子的電路(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板340時，形成電感器322，並且還同時疊層由介質材料形成的陶瓷層344和內部電極345，從而電容器321也被形成在內部。在疊層陶瓷基板340的表面上安裝FET開關311及SAW濾波器312，形成圖11所示的電路。
實施方式9的高頻器件能夠比實施方式8的器件更加小型化，能夠擴展對移動通信設備的應用。再者，在形成疊層陶瓷基板340後無需安裝電容器321和電感器322，所以實施方式8的器件能夠以很高的生產率來生產。
再有，在實施方式7～9中，電容器321和電感器322被設在天線端子310和開關311之間。並聯連接的電容器321和電感器322的一端被連接在SAW濾波器312和天線端子310之間，而且它們的另一端被連接在接地端子323上即可。然而，如實施方式7～9所示，通過在電路上靠近天線端子310的位置上連接電容器321和電感器322，不僅能夠可靠地保護SAW濾波器312，而且能夠可靠地保護包含開關311的電路。
(實施方式10)圖17是實施方式10的高頻器件的電路方框圖。對與實施方式7相同的部分附以相同的標號，省略其說明。在實施方式10的高頻器件中，在天線端子310和開關311之間的信號線上分別連接具有3pF靜電電容的變阻器421和18nH電感的電感器422的一端。變阻器421和電感器422的另一端被連接在接地端子423上。
變阻器421的靜電電容和電感器422的電感基於與圖1所示的實施方式1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設定。
通過這種結構的高頻器件，能保護SAW濾波器312，而不會增大信號通帶的插入損耗。
對實施方式10的高頻器件，用與實施方式1同樣的方法進行靜電試驗及評價。圖20示出向實施方式10的高頻器件的天線端子310接觸放電8kV的靜電時向各開關311以後的電路施加的電壓。
實施方式10的高頻器件如圖20所示，在幾納秒期間只施加240V左右的電壓，該電壓比圖16所示的比較例2的高頻器件低得多。
因此，實施方式10的高頻器件與比較例2的高頻器件相比，施加的電壓為1/4左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子310和開關311之間的信號線、和地之間連接的變阻器421和電感器422，能夠只發送需要的信號，而不會增大通帶的插入損耗，不會向開關311及SAW濾波器312施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器422旁路到接地端子423，電感器422未除盡的高壓噪聲的上升沿的高頻分量由變阻器421吸收。
因此，實施方式10的高頻器件能可靠地保護很可能受高壓噪聲的不良影響的開關311和SAW濾波器312，具有優良的可靠性。
(實施方式11)圖18是實施方式11的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與圖17所示的實施方式10的相同，所以省略其說明。
在圖18中，疊層陶瓷基板440由交替疊層的陶瓷層441和導體圖形442構成。在疊層陶瓷基板440的內部及外周面上形成天線端子310、發送端端子331及接收端端子332以及連接各元件和端子的電路(未圖示)。在疊層陶瓷基板440的表面上安裝由GaAs場效應電晶體(FET)構成的開關311、SAW濾波器312、變阻器421及電感器422，形成圖17所示的電路。
實施方式11的高頻器件通過將其構成部件一體化，能夠比實施方式10的高頻器件更加小型化，對移動通信設備的應用範圍擴展了。
再有，通過對陶瓷層和導電層進行疊層來一體形成變阻器421和電感器422作為一個元件，具有與實施方式10的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個數的、安裝成本低的高頻器件。
(實施方式12)圖19是實施方式12的高頻器件的剖面圖。其構成電路與圖17所示的實施方式10的器件相同，所以省略其說明。
實施方式12的高頻器件與實施方式11的高頻器件的變阻器421及電感器422的形狀不同。
在實施方式12中，如圖19所示，在陶瓷層441和導體圖形442疊層而成的疊層陶瓷基板440的內部及外周面上形成天線端子310、發送端端子331、接收端端子332及連接各元件和端子的電路(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板440時，形成電感器422，並且還同時疊層由變阻器材料形成的陶瓷層444和內部電極445，從而變阻器421也被形成在內部。在疊層陶瓷基板440的表面上安裝FET開關311及SAW濾波器312，形成圖17所示的電路。
實施方式12的高頻器件能夠比實施方式11的器件更加小型化，能夠擴展對移動通信設備的應用。再者，在形成疊層陶瓷基板440後無需安裝變阻器421和電感器422，所以實施方式12的器件能夠以很高的生產率來生產。
其中，在實施方式10～12中，變阻器421和電感器422被設在天線端子310和開關311之間。並聯連接的變阻器421和電感器422的一端被連接在SAW濾波器312和天線端子310之間，而且它們的另一端被連接在接地端子423上即可。然而，如實施方式10～12所示，通過在電路上靠近天線端子310的位置上連接變阻器421和電感器422，不僅能夠可靠地保護SAW濾波器312，而且能夠可靠地保護包含開關311的電路。
在實施方式7～12中，示出了將高頻器件應用於GSM系統，但是並不限於此，例如在PDC或AMPS系統中，也可以應用於單頻、三頻通信設備。
在實施方式7～12中，開關311包含FET，但是也可以包含PIN(正-本徵-負)二極體等。SAW濾波器312隻被裝入接收端，但是也可以被裝入發送端。再者，為了提高精度，高頻器件也可以包括多個濾波器。這些濾波器不限於SAW濾波器312，也可以是其他濾波器、例如介質濾波器。
(實施方式13)圖21是實施方式13的高頻器件的電路方框圖。該高頻器件例如可以用作歐洲行動電話標準的GSM行動電話中的天線共用器。天線端子510上連接的共用器511對GSM頻帶的發送、接收的頻率分量進行分頻。共用器511由移相器514和SAW濾波器512、513構成，與發送端端子531及接收端端子532相連。
在天線端子510和共用器511之間的信號線上分別連接具有3pF靜電電容的電容器521和18nH電感的電感器522的一端。電容器521和電感器522的另一端分別連接在接地端子523上。
電容器521的靜電電容和電感器522的電感基於與圖1所示的實施例1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設定。
通過這種結構的高頻器件，能夠可靠地保護共用器511、特別是SAW濾波器512、513，而不會增大信號通帶的插入損耗。
為了確認實施方式13的高頻器件的效果，如圖24所示準備了使用高通濾波器(HPF)550的比較例3的高頻器件。比較例3的高頻器件的其他結構與圖21所示的實施方式13的器件相同。HPF 550的電感器551的電感和電容器552的電容基於與圖4所示的電感器151的電感和電容器150的電容同樣的理由被同樣設定。比較例3的高頻器件與比較例1的器件同樣不能充分除去靜電的高壓分量。
分別對於實施方式13的高頻器件和比較例3的高頻器件，用與實施方式1相同的方法進行靜電試驗及評價。圖25和圖26示出向實施方式13的高頻器件和比較例3的高頻器件的各天線端子510接觸放電8kV的靜電時向各共用器511以後的電路施加的電壓。
在實施方式13的高頻器件中，如圖25所示，在幾納秒期間只施加470V左右的電壓；而在比較例3的高頻器件中，如圖26所示，在幾納秒期間施加了950V左右的電壓。
實施方式13的高頻器件與比較例3的高頻器件相比，施加的電壓為1/2左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子510和共用器511之間的信號線、和地之間並聯連接的電容器521和電感器522，能夠只發送需要的信號，而不會增大通帶的插入損耗，不會向共用器511以後的電路施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器522旁路到接地端子523，電感器522未除盡的噪聲的上升沿的高頻分量由電容器521吸收。
因此，實施方式13的高頻器件能可靠地保護很可能受高壓噪聲的不良影響的共用器511、特別是SAW濾波器512，具有優良的可靠性。
(實施方式14)圖22是實施方式14的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與實施方式13所示的相同，所以省略其說明。
在圖22中，疊層陶瓷基板540由交替疊層的陶瓷層541和導體圖形542構成。在疊層陶瓷基板540的內部及外周面上形成天線端子510、移相器514、發送端端子531及接收端端子532(未圖示)。在疊層陶瓷基板540的表面上安裝SAW濾波器512、513、電容器521及電感器522，形成圖21所示的電路。
實施方式14的高頻器件通過將其構成部件一體化，能夠比實施方式13的器件更加小型化，對移動通信設備的應用範圍擴展了。
再有，通過對陶瓷層和導電層進行疊層作為一個元件來一體形成電容器521和電感器522，具有與實施方式13的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個數的、安裝成本低的高頻器件。
(實施方式15)圖23是實施方式15的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與圖21所示的實施方式13的相同，所以省略其說明。
實施方式15的高頻器件與實施方式14的高頻器件的電容器521及電感器522的形狀不同。
在實施方式15中，如圖23所示，在陶瓷層541和導體圖形542疊層而成的疊層陶瓷基板540的內部及外周面上形成天線端子510、移相器514、發送端端子531及接收端端子532(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板540時，形成電感器522，並且還同時疊層由電容器材料形成的陶瓷層544和內部電極545，從而電容器521也被形成在內部。在疊層陶瓷基板540的表面上具有凹部547，並且在凹部547中安裝SAW濾波器518，形成圖21所示的電路。凹部547由蓋543密封。其中，在SAW濾波器518中，在一個封裝內設有SAW濾波器512、513。
實施方式15的高頻器件能夠比實施方式14的器件更加小型化，能夠擴展對移動通信設備的應用。再者，在形成疊層陶瓷基板540後無需安裝電容器521和電感器522，所以實施方式15的器件能夠以很高的生產率來生產。
再有，在實施方式13～15中，電容器521和電感器522被設在天線端子510和移相器514之間。並聯連接的電容器521和電感器522的一端被連接在SAW濾波器512、513和天線端子510之間，而且它們的另一端被連接在接地端子523上即可。然而，如實施方式13～15所示，通過在電路上靠近天線端子510的位置上連接電容器521和電感器522，能夠可靠地保護共用器511以後的電路。
(實施方式16)圖27是實施方式16的高頻器件的方框電路圖。對與實施方式13相同的部分附以相同的標號，省略其說明。在實施方式16的高頻器件中，在天線端子510和共用器511之間的信號線上分別連接具有3pF靜電電容的變阻器621和18nH電感的電感器622的一端。變阻器621和電感器622的另一端分別連接在接地端子623上。
變阻器621的靜電電容和電感器622的電感基於與圖1所示的實施方式1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設定。
通過這種結構的高頻器件，能夠可靠地保護共用器511、特別是SAW濾波器512、513，而不會增大信號通帶的插入損耗。
對於實施方式16的高頻器件，用與實施方式1同樣的方法進行靜電試驗及評價。圖30示出向實施方式16的高頻器件的天線端子510接觸放電8kV的靜電時向各共用器511以後的電路施加的電壓。
實施方式16的高頻器件如圖30所示，在幾納秒期間只施加240V左右的電壓，該電壓比圖26所示的比較例3的高頻器件低得多。
實施方式16的高頻器件與比較例3的高頻器件相比，施加的電壓為1/4左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子510和共用器511之間的信號線、和地之間連接的變阻器621和電感器622，能夠只發送需要的信號，而不會增大通帶的插入損耗，不會向共用器511以後的電路施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器622旁路到接地端子623，電感器622未除盡的噪聲的上升沿的高頻分量由變阻器621吸收。
因此，實施方式16的高頻器件能可靠地保護很可能受高壓噪聲的不良影響的共用器511、特別是SAW濾波器512、513，具有優良的可靠性。
(實施方式17)圖28是實施方式17的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與圖27所示的實施方式16的相同，所以省略其說明。
在圖28中，疊層陶瓷基板640由交替疊層的陶瓷層641和導體圖形642構成。在疊層陶瓷基板640的內部及外周面上形成天線端子510、移相器514、發送端端子531及接收端端子532(未圖示)。在疊層陶瓷基板640的表面上安裝SAW濾波器512、513、變阻器621及電感器622，形成圖27所示的電路。
實施方式17的高頻器件通過將其構成部件一體化，能夠比實施方式16的器件更加小型化，對移動通信設備的應用範圍擴展了。
再有，通過對陶瓷層和導電層進行疊層作為一個元件來一體形成變阻器621和電感器622，具有與實施方式16的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個數的、安裝成本低的高頻器件。
(實施方式18)圖29是實施方式18的高頻器件的剖面圖。該器件的構成電路與圖27所示的實施方式16的器件相同，所以省略其說明。
實施方式18的高頻器件與實施方式17的高頻器件的變阻器621及電感器622的形狀不同。
在實施方式18中，如圖29所示，在陶瓷層641和導體圖形642疊層而成的疊層陶瓷基板640的內部及外周面上形成天線端子510、移相器514、發送端端子531及接收端端子532(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板640時，形成電感器622，並且還同時疊層由變阻器材料形成的陶瓷層644和內部電極645，從而變阻器621也被形成在內部。在疊層陶瓷基板640的表面上具有凹部647，並且在凹部647中安裝SAW濾波器518，形成圖27所示的電路。凹部647由蓋643密封。其中，在SAW濾波器518中，在一個封裝內設有SAW濾波器512、513。
實施方式18的高頻器件能夠比實施方式17的器件更加小型化，能夠擴展對移動通信設備的應用。再者，在形成疊層陶瓷基板640後無需安裝變阻器621和電感器622，所以實施方式18的器件能夠以很高的生產率來生產。
再有，在實施方式16～18中，變阻器621和電感器622被設在天線端子510和移相器514之間。並聯連接的變阻器621和電感器622的一端被連接在SAW濾波器512、513和天線端子510之間，而且另一端被連接在接地端子623上即可。然而，如實施方式16～18所示，通過在電路上靠近天線端子510的位置上連接變阻器621和電感器622，能夠可靠地保護共用器511以後的電路。
在實施方式13～18中，示出了將高頻器件應用於GSM系統，但是並不限於此，例如在PDC或AMPS系統中，也可以應用於單頻、三頻通信設備。
在實施方式13～18中，共用器511包括移相器514和SAW濾波器512、513。濾波器中的至少一個也可以是介質濾波器。
權利要求
1.一種高頻器件，包括天線端子；信號線，被連接在上述天線端子上；高頻信號處理電路，被連接在上述信號線上；電容元件，一端被連接在上述信號線上，另一端被接地；以及電感器，一端被連接在上述信號線上，另一端被接地。
2.如權利要求1所述的高頻器件，其中，上述電容元件和上述電感器被一體化。
3.如權利要求1所述的高頻器件，其中，還包括疊層陶瓷基板，該疊層陶瓷基板具有陶瓷層和設在上述陶瓷層上的導體圖形，並形成上述天線端子、上述電容元件以及上述電感器。
4.如權利要求1所述的高頻器件，其中，上述電容元件是電容器。
5.如權利要求1所述的高頻器件，其中，上述電容元件是變阻器。
6.如權利要求1所述的高頻器件，其中，上述電感器的電感在50nH以下。
7.如權利要求1所述的高頻器件，其中，上述電容元件的電容在10pF以下。
8.如權利要求1所述的高頻器件，其中，上述高頻信號處理電路包含連接在上述信號線上的開關。
9.如權利要求8所述的高頻器件，其中，上述高頻信號處理電路還包含連接在上述開關上的濾波器。
10.如權利要求1所述的高頻器件，其中，上述高頻信號處理電路包含連接在上述信號線上的共用器。
11.如權利要求1所述的高頻器件，其中，上述高頻信號處理電路包含連接在上述信號線上的雙工器。
全文摘要
高頻器件包括天線端子；信號線，被連接在上述天線端子上；高頻信號處理電路，被連接在上述信號線上；電容元件，一端被連接在上述信號線上，另一端被接地；以及電感器，一端被連接在上述信號線上，另一端被接地。在該高頻器件中，即使靜電等靠近信號通帶的頻率的高壓噪聲侵入，也能夠保護高頻信號處理電路。
文檔編號H04B1/50GK1481189SQ0315255
公開日2004年3月10日 申請日期2003年8月5日 優先權日2002年8月8日
發明者井上竜也, 德永英晃, 井上 也, 晃 申請人:松下電器產業株式會社