CN101515660B - 衬底、通信模块及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种衬底、通信模块及通信设备。其中用于安装滤波器的衬底，包括：连接线路层，其具有用于连接所述滤波器的传输线路；接地层，其设置在所述连接线路层之下并且具有接地图案；和绝缘层，其设置在所述传输线路和所述接地层之间，并且具有满足使得所述传输线路的特征阻抗位于0.1到50欧姆范围内的厚度，所述特征阻抗由所述绝缘层的厚度和介电常数和所述传输线路的宽度所确定。

Description

衬底、通信模块及通信设备

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2008年2月20日提交的在先日本专利申请No.2008-038927的优先权，在此通过引用而引入其全部内容。

技术领域

本发明涉及一种用于高频滤波器的衬底和用于移动通信设备和无线装置的复用器，所述移动通信设备和无线装置例如为移动电话。本发明还涉及一种高频滤波器和复用器，更具体地，涉及一种使用声波装置的高频滤波器和复用器。而且，本发明涉及一种使用上述装置的模块和通信设备。

背景技术

最近，用于例如为移动电话的无线通信设备的多频带/多系统得到了进步。多个通信设备安装到一个移动电话中。一个通信设备通常需要多个滤波器、复用器和功率放大器。一个移动电话从而需要包括大量的高频装置，并且这成为阻止移动电话的尺寸减小的一个因素。因而，非常需要减小高频装置的尺寸和厚度。

对于用于通信设备的高频滤波器、复用器和功率放大器，其输入/输出阻抗被调节到50欧姆。然后，它们中的每一个都被包装成单个部件并进行供应。例如表面声波(SAW)滤波器和膜式体积声波共振器(FBAR)滤波器的声波装置广泛用于高频滤波器和复用器。由于输入/输出阻抗能够通过用于声波装置的滤波器元件的设计而调节，所以可以无需增加其它匹配电路而实现50欧姆。然而，在功率放大器的情况下，其输入/输出阻抗通常为几个欧姆，并且不能仅通过放大器元件的设计而实现50欧姆。从而，需要匹配电路，然后需要空间，并且这成为了减小部件尺寸的障碍。

图18A示出了传统移动电话的RF单元的略图。图18A中示出的高频单元包括：天线101、复用器102、低噪放大器(LNA)103、级间滤波器104、LNA105、混合器106和109、低通滤波器(LPF)107和110、可变增益放大器(VGA)108和111、相位控制电路112、发射器113、级间滤波器114和功率放大器(PA)115。图18A示出用于构成一个通信设备的RF单元。多频带/多系统移动电话包括多个RF单元。

参照图18A，在发射级之间的滤波器114和复用器102通常分别布置在功率放大器115前方及其后方。参照图18B，功率放大器115一般作为具有放大元件115a和匹配电路115b和115c的功率放大器模块而提供，从而在滤波器和复用器之间执行50欧姆的阻抗匹配。从而，功率放大器模块的尺寸约为4×4mm，并且其大于高频滤波器(例如1.4×1.0mm)。为了减小RF单元的尺寸，对连接到功率放大器115的匹配电路进行简化或删除是有利的。从而，高频滤波器和复用器的输入/输出可调节阻抗应该被设计为远小于与功率放大器的输入/输出阻抗接近的50欧姆。

然而，高频滤波器和复用器连接到功率放大器并且还连接到输入/输出阻抗通常为50欧姆的另一部件上。从而，高频滤波器和复用器的输入/输出阻抗需要分别成为包括50欧姆的两个阻抗以及远小于50欧姆的值。

一般地，具有作为输入/输出阻抗的两个不同阻抗的高频滤波器和复用器具有50欧姆的输入阻抗以及带平衡/非平衡输出转换的大于50欧姆的100欧姆或200欧姆的输入阻抗。滤波器和复用器被实现为省去存在于低噪放大器和滤波器之间的平衡/非平衡转换电路——相当于用于减小噪音的平衡输入(例如参见日本早期公开专利文献No.2001-267885)。

由于具有几个欧姆的输入/输出阻抗的功率放大器一般作为包括匹配电路的模块而提供。从而，具有50欧姆的阻抗和小于50欧姆的值的阻抗的高频滤波器和复用器不是有利的。然而，如上所述，由于需要减小高频装置而优选地简化或删除功率放大器的匹配电路。从而，需要具有50欧姆的阻抗和小于50欧姆的值的阻抗的高频滤波器和复用器。

而且，用于图19中示出的移动电话的RF单元的复用器201希望直接连接到具有小于50欧姆的阻抗的功率放大器203和具有大于50欧姆的阻抗的低噪放大器202。从而，在复用器201中，发射端口205需要具有小于50欧姆的输入阻抗，连接到天线101的天线端口206需要具有50欧姆的阻抗，并且连接到低噪放大器202的接收端口204需要具有大于50欧姆的输入阻抗。即，复用器201需要具有三个不同的阻抗。

总之，高频滤波器和复用器需要具有小于50欧姆的阻抗和50欧姆的阻抗的两种阻抗(例如图18A中示出的发射级之间的级间滤波器114)、小于50欧姆的阻抗、50欧姆的阻抗和大于50欧姆的阻抗的三种阻抗(如图19中示出的复用器201)，或者包括50欧姆的阻抗和大于50欧姆的阻抗的两种阻抗(例如图18A中示出的级间滤波器104)。

为了制造满足上述指标的高频滤波器和复用器，包括SAW和FBAR滤波器的滤波元件的输入/输出阻抗需要同时具有小于和大于50欧姆的阻抗值。并且，设置在衬底上的传输线路(transmission line)的特征阻抗也需要同时具有小于和大于50欧姆的阻抗值，所述衬底上设置有滤波元件。由于可以容易地调节SAW滤波器和FBAR滤波器的输入阻抗，所以SAW滤波器和FBAR滤波器没有问题。

发明内容

然而，在不增加其上或其中包括传输线路的衬底或芯片的成本和尺寸的情况下，常规的设计方法可能不适于具有不同特征阻抗的传输线路的设计，例如其具有小于和大于50欧姆的值。这是因为常规衬底的几个参数被限制于实现具有不同阻抗的传输线路。而且，按照当前所需要的高频滤波器和复用器的成本，优选地，所述衬底中的分层结构被统一成用于包括图18A中的级间滤波器114、级间滤波器104和复用器102的多个部件。因此，按照一层的结构，需要这种衬底，可以容易地调节其特征阻抗并且分层结构使得设计自由度增大。

本发明的一个目的是稳定地提供一种具有小于50欧姆的阻抗和不小于50欧姆的阻抗并且尺寸小、成本低的高频滤波器和复用器。而且，本发明的另一目的是实现具有所述衬底、所述滤波器或复用器的通信模块。而且，本发明的另一目的是实现具有通信模块的通信设备。

根据本发明的第一衬底包括：滤波器连接线路层，其具有用于连接滤波器元件的传输线路；接地层，其设置在所述滤波器连接线路层之下并且至少在其一部分上具有接地图案(pattern)；和绝缘层，其设置在所述滤波器连接线路层和所述接地层之间。所述绝缘层形成有根据所述滤波器连接线路层的连接线路宽度以及绝缘层的介电常数和厚度所确定的特征阻抗，范围为0.1到50欧姆。

根据本发明的第二衬底包括：滤波器连接线路层，其具有用于连接滤波器元件的传输线路；接地线层，其设置在所述滤波器连接线路层之下并且至少在其一部分上具有接地图案；和绝缘层，其设置在所述滤波器连接线路层和所述接地层之间。所述绝缘层的厚度形成为不大于具有根据所述滤波器连接线路层的金属宽度和介电常数以及绝缘层的厚度所确定的、范围为0.1到50欧姆的特征阻抗的厚度的一半。

附图说明

图1示出根据实施例的衬底的截面图；

图2示出设置在衬底上的微波带状线路的立体图；

图3示出对于微波带状线路的每个宽度的绝缘体的厚度(微米)与介电常数的关系的图形，其中设置在绝缘体上的微波带状线路的阻抗是50欧姆；

图4示出第一阶系数和线宽之间的关系；

图5示出常数项的值与线宽之间的关系；

图6示出根据第一实施例的衬底的截面图；

图7示出根据第一实施例的衬底的截面图；

图8示出根据第一实施例的衬底的截面图；

图9示出设置在根据第一实施例的衬底上的匹配电路和滤波器的示意图；

图10示出设置在根据第一实施例的衬底上的匹配电路和滤波器的示意图；

图11示出根据第二实施例的衬底的截面图；

图12示出根据第二实施例的衬底的截面图；

图13示出根据第二实施例的衬底的截面图；

图14示出设置在根据第一实施例的衬底上的滤波器的示意图；

图15示出设置在根据第一实施例的衬底上的滤波器的示意图；

图16示出包括衬底、滤波器或复用器的发射模块的示意框图；

图17示出包括根据实施例的发射模块的发射设备的示意框图；

图18A示出常规RF单元的框图；图18B示出包括在图18A中示出的框图中的功率放大器的构造；和

图19示出常规RF单元的框图。

具体实施方式

[1、衬底、滤波器和复用器的结构]

图1示出根据实施例的衬底的分层结构的截面图。参照图1，所述衬底包括第一绝缘层1、第二绝缘层2和第三绝缘层3。而且，第一金属层4形成于第一绝缘层1的表面上。而且，第二金属层5形成于第一绝缘层1和第二绝缘层2之间。此外，第三金属层6形成于第二绝缘层2和第三绝缘层3之间，第四金属层7形成于第三绝缘层3的下表面。第一金属层4用作例如微波带状线路的传输线路。

第一金属层4是用于连接根据本实施例的滤波器元件的滤波器连接线路层的实例。而且，第二金属层5、第三金属层6和第四金属层7至少在其一部分上可具有接地图案(接地部分)，并且是根据本实施例的接地层的实例。

下面描述作为传输线路的微波带状线路的特征阻抗，其中微波带状线路形成于所述衬底的表面上。图2示出微波带状线路的结构。微波带状线路的金属图案12形成于绝缘体11的表面，并且接地层13形成于绝缘层11的背面侧。

微波带状线路的特征阻抗根据绝缘体11的介电常数和金属图案12的宽度W大致确定。绝缘体11的介电常数根据绝缘体材料确定，从而设计因素是绝缘体11的厚度和金属图案12的宽度W。

这里，将描述特征阻抗的调节方法。为了减小特征阻抗，绝缘体11的厚度d需要制造得更细，或者金属图案12的宽度W需要增大。相反，特征阻抗的增大需要使得绝缘体11的厚度d更大或者金属图案12的宽度W更小。基于特征阻抗与绝缘体11的厚度以及金属图案12的宽度之间的这些关系，解释了具有层状结构的衬底可以容易地低成本稳定地制造，而不论尺寸或厚或薄，都可以将特征阻抗值调节到小于50欧姆到大于50欧姆的范围中的一个值。

再回头参照图1，在根据本实施例的衬底中，第一金属层4用于连接第一元件，并形成于所述衬底的表面。而且，第二金属层5在第一金属层4之下，并由滤波器安装表面之下的一层形成。而且，接地图案布置在第二金属层5的至少一部分上，从而形成微波带状线路。

如上所述，微波带状线路的特征阻抗根据下列因素确定：第一金属层4的金属图案的宽度；第一绝缘层1的介电常数和厚度，所述第一绝缘层1夹在第一金属层4和第二金属层5之间。从而，根据本实施例，第一绝缘层1的厚度被形成得更薄，使得特征阻抗小于50欧姆，并且所述衬底包括绝缘层，所述绝缘层的厚度几乎等于或大于第一绝缘层1的厚度。

由于所述衬底具有上述结构，可由形成于第一金属层4的金属图案和形成于第二金属层5的接地图案而构造具有小于50欧姆的特征阻抗的微波带状线路。从而，可无需增大金属部分的宽度而构造所述衬底。特征阻抗的最小极值可以是衬底的制造极值，例如0.1欧姆。而且，当特征阻抗为50欧姆或以上时，第一金属层4的金属图案的宽度更小。对于增大的特征阻抗而言，将接地图案形成于第二金属层5之下的金属层(第三金属层6或第四金属层7)是有效的。所述结构实现了具有所需的特征阻抗的衬底，而未阻止减小尺寸。

第一绝缘层1被制得更薄，并且所述衬底的整体强度从而可能更弱。然而，另一绝缘层(第二绝缘层2或第三绝缘层3)的厚度被制得厚于第一绝缘层1的厚度，从而确保强度并稳定地供应所述衬底。

如下构造所述衬底也是优选的。假定：参数W代表形成微波带状线路的第一金属层4的金属图案的宽度；参数e_r代表夹在第一金属层4和第二金属层5之间的第一绝缘层1的介电常数。第一绝缘层1的厚度d可以被确定为满足下列关系。

d≤(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)……(表达式1)

所述衬底可还包括一绝缘层，此绝缘层大致等于第一绝缘层1的厚度d或者比其略厚。

如上所述，第一绝缘层1的厚度d被确定为满足表达式1，并且金属和接地图案设置为夹住第一绝缘层1，如后所述，从而，容易地形成具有小于50欧姆的特征阻抗而不会阻止减小尺寸的传输线路。并且，通过使得第一金属层4的金属图案的宽度W更薄或者通过在第二金属层5之下的金属层形成接地图案而实现不小于50欧姆的特征阻抗。第一绝缘层1被制得更薄并且所述衬底的整体强度可能会因而更弱。然而，另一绝缘层(第二绝缘层2或第三绝缘层3)形成为厚于第一绝缘层1，从而确保强度。从而可以稳定地制造并提供所述衬底。

另一方式如下所示，从而，所述衬底用于形成具有小于或等于50欧姆的特征阻抗的微波带状线路。绝缘层1的厚度被设计为小于或等于提供50欧姆的特征阻抗的厚度的一半，提供50欧姆的特征阻抗的厚度由第一绝缘层1的相对介电常数e_r和构成微波带状线路的金属图案4的宽度W确定。

由上述结构，在小于50欧姆的特征阻抗的情形下，金属图案形成于第一金属层4并且接地图案设置于第二金属层5。从而，可容易地制造所述衬底。另一方面，为了实现具有50欧姆的特征阻抗的微波带状线路，形成于第一金属层4的金属图案的宽度被形成为更小。或者接地图案设置于第三绝缘层3上，使得第一绝缘层1和第二绝缘层2都被第一金属层4和接地图案所夹住。然后，对第一绝缘层1和第二绝缘层2的总厚度进行调节，从而实现刚好50欧姆的特征阻抗。换言之，无需改变金属图案的宽度W即可实现小于50欧姆的特征阻抗和等于50欧姆的特征阻抗。而且，为了实现大于50欧姆的特征阻抗，第一金属层4的金属图案的宽度更小，或者接地图案经由第二绝缘层2之下的绝缘层形成，从而容易实现所述衬底。而且，在所述衬底中，第一绝缘层1形成为比实现50欧姆的特征阻抗的第一绝缘层1的厚度要小得多。从而，所述衬底包括一绝缘层，此绝缘层的厚度大致匹配第一绝缘层1的厚度，或者大于其厚度，并且可以稳定地制造或供应所述衬底，同时保持所述衬底的整体强度。

如下构造所述衬底也是优选的。假定：参数W代表形成微波带状线路的第一金属层4的金属图案的宽度；参数e_r代表夹在第一金属层4和第二金属层5之间的第一绝缘层1的介电常数。第一绝缘层1的厚度d可以被确定为满足下列关系。

d≤{(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)}/2……(表达式2)

所述衬底可还包括一绝缘层，此绝缘层大致等于第一绝缘层1的厚度d或者比其略厚。

第一绝缘层1的厚度d根据表达式2确定，并且等于或小于具有50欧姆的绝缘层的厚度的一半，如后所述。从而，通过夹住第一绝缘层1而设置金属图案和接地图案，从而，容易地形成具有小于50欧姆的特征阻抗的传输线路。另一方面，为了实现具有50欧姆的特征阻抗的微波带状线路，形成于第一金属层4的金属图案的厚度形成为更小。或者接地图案设置在第二绝缘层2上使得第一绝缘层1和第二绝缘层2都由第一金属层4和接地图案夹住。然后，调节第一绝缘层1和第二绝缘层2的总厚度，从而实现刚好50欧姆的特征阻抗。换言之，无需改变金属图案的宽度W即可实现小于50欧姆的特征阻抗和等于50欧姆的特征阻抗。而且，为了实现大于50欧姆的特征阻抗，第一金属层4的金属图案的宽度更小，或者接地图案经由第二绝缘层2之下的绝缘层形成，从而容易实现大于50欧姆的特征阻抗。而且，在具有上述结构的所述衬底的情形下，第一绝缘层1形成为比实现50欧姆的特征阻抗的第一绝缘层1的厚度要小得多。从而，所述衬底包括一绝缘层，此绝缘层的厚度大致匹配第一绝缘层1的厚度，或者大于其厚度，并且可以稳定地制造或提供所述衬底，同时保持所述衬底的整体强度。

衬底可包括三层或更多绝缘层。因而，分别形成用于实现具有小于50欧姆的值、等于50欧姆的值以及大于50欧姆的值的三个特征阻抗的电介质厚度，并且优选地，可实现具有更高自由度的设计。

通过使用包括至少由陶瓷制成的材料的绝缘层可实现密封结构，因为所述衬底的强度增强而吸水性降低。

为了稳定地制造所述衬底，作为衬底的最下层的绝缘层(根据本实施例为第三绝缘层3)的厚度大于第一绝缘层1的厚度是优选的。从而，在衬底的制造中，最下层可用作具有在层叠工艺中的高强度的基体衬底。可稳定地制造所述衬底并使层的未对准率较低。

图3示出用于实现微波带状线路的50欧姆的特征阻抗的绝缘层的计算得的厚度，所述微波带状线路是形成于所述衬底表面上的传输线路，具有绝缘体的介电常数e_r和线宽W的参数。图3示出通过使得金属线宽在50微米到150微米的范围内每改变25微米而绝缘体的介电常数e_r在2到10的范围内每改变2而计算得的结果，假定高频滤波器或复用器的衬底是实际制造的。

正如参照图3理解的那样，在计算范围内，随着改变介电常数e_r，用于实现50欧姆的绝缘层的厚度对于所有金属宽度几乎是线性的。

而且，用于实现50欧姆的绝缘层的厚度d对于每个金属宽度几乎线性地随着介电常数e_r而改变，近似方程如下所示。参数d₅₀、d₇₅、d₁₀₀、d₁₂₅和d₁₅₀分别代表当金属宽度是50微米、75微米、100微米、125微米和150微米时绝缘层的厚度。

d₅₀＝5.40×e_r+6.80……(方程3)

d₇₅＝7.75×e_r+10.10……(方程4)

d₁₀₀＝10.05×e_r+13.50……(方程5)

d₁₂₅＝12.45×e_r+16.30……(方程6)

d₁₅₀＝14.95×e_r+18.30……(方程7)

即，用于实现50欧姆的绝缘层的厚度d由下列方程表示。

d＝a(W)×e_r+b(W)……(方程8)

而且，在方程8中用于金属宽度W的第一阶系数a(W)和常数项b(W)的变化在图4和5中示出。很显然，用于金属宽度W的第一阶系数和常数项的变化几乎是线性的。然后，在图5和6中几乎线性变化时，近似方程如下所示。

第一阶系数a(W)＝0.0952×W+0.6……(方程9)

常数项b(W)＝0.1168×W+1.32……(方程10)

结果是，方程9和10被代入方程8。然后，在确定金属宽度W和绝缘体的介电常数e_r时，用于获得50欧姆的绝缘体厚度d由下列方程表示，即绝缘体厚度d容易地并且唯一地获得。

d≤(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)……(方程11)

(第一实施例)

图6示出根据第一实施例的衬底的层状结构。其层状结构的描述被略去，因为其与图1中示出的结构类似。绝缘层1-3包含陶瓷，其含有铝作为主要成分，并且其介电常数e_r为9.5。第一金属层4的金属宽度W为100微米。第一绝缘层1的厚度da为50微米，第二绝缘层2的厚度db为50微米，第三绝缘层3的厚度dc为90微米。

首先，由方程11，当e_r＝9.5并且W＝100时，得到用于获得50欧姆的绝缘体的厚度d。然后，得到d＝109.14微米。结果是，根据第一实施例，第一绝缘层1的50微米的厚度da比用于获得50欧姆的绝缘体的厚度的1/2要薄。从而，接地图案设置在第一绝缘层1之下，因而容易地获得小于50欧姆的特征阻抗。

参照图7，通过在第一绝缘层1之下(在第二金属层5处)设置接地图案，获得32.5欧姆的特征阻抗。顺便，在图7示出的结构中，第二金属层5包括接地图案。从而，电连接到第二金属层5的接地图案上的过孔图案(via-pattern)8和9被设置到第二绝缘层2和第三绝缘层3。过孔图案8和9的末端电连接到作为所述衬底的基板图案(foot pattern)的第四金属层7，从而接地。

而且，第一绝缘层1的厚度小于或等于实现50欧姆的特征阻抗时的厚度的一半。参照图8，接地图案设置在第二绝缘层2之下(在第三金属层6处)，从而获得47.8欧姆。从而，能够实现极为接近于50欧姆的特征阻抗而不用改变金属宽度。顺便，在图8示出的结构中，第三金属层6具有接地图案。从而，电连接到第三金属层6的接地图案上的过孔图案10被设置到第三绝缘层3。过孔图案10的末端连接到作为所述衬底的底座部分的第四金属层7，从而接地。

图9示出通过为具有图6示出的层状结构的所述衬底提供滤波器而构成复用器的实例。通过为所述衬底20提供匹配电路21、接收SAW滤波器22和发射SAW滤波器23而构成图9中示出的复用器。天线端口24a、接收端口24b和发射端口24c是形成为第一金属层4的金属件。第一金属层4的宽度W(参照图6)也是100微米。发射端口24c被构造为与已经存在于下面的形成于第二金属层5上的接地图案25c相反，从而将输入阻抗设定为32.5欧姆，小于50欧姆。而且，在天线端口24a和接收端口24b之下，接地图案25a和25b形成于第三金属层6，从而实现接近于50欧姆的输入阻抗。此外，接地图案25d形成于第二金属层5。

顺便，在图9示出的结构中，仅在金属件之下设置接地图案25e。参照图10，接地图案25e设置于第二金属层5的大部分，接近于50欧姆的阻抗所需要的天线端口24a和接收端口24b只可连接到设置于第三金属层6的其它接地图案25a和25b。

而且，当制造大于50欧姆的到接收端口24b的阻抗时，形成于接收端口的金属件之下附近的接地图案可以形成于第四金属层7。可选地，接地图案可以不形成于所述衬底上。

(第二实施例)

图11示出根据第二实施例的衬底的结构。绝缘层31-34的材料是陶瓷(低温共烧陶瓷)，其介电常数e_r为7。设置于第一金属层35的金属宽度W为100微米。并且，通过层叠四层绝缘层而得到该结构。第一绝缘层31的厚度da为25微米，第二绝缘层32的厚度db为70微米，第三绝缘层33的厚度dc为70微米，第四绝缘层34的厚度dd为70微米。

首先，由方程11，当e_r＝7并且W＝100时，得到用于获得50欧姆的绝缘体的厚度d。然后，得到d＝83.84微米。结果是，根据第二实施例，第一绝缘层1的厚度da为25微米，比用于获得50欧姆的绝缘层的厚度d的要薄。通过将接地图案设置在第一绝缘层31之下(第二金属层36)，因而容易地获得小特征阻抗。

参照图12，接地图案设置在第一绝缘层31之下(在第二金属层36处)，获得23.4欧姆的特征阻抗。在此情形下，电连接到第二金属层36的接地图案上的过孔图案40被插入到第二绝缘层32中并被电连接到第三金属层37的接地图案。而且，第三金属层37的接地图案通过设置到第三绝缘层33的过孔图案41而电连接到第四金属层38的接地图案。并且，第四金属层38的接地图案通过设置到第四绝缘层34的过孔图案42而电连接到作为基板图案的第五金属层39，然后接地。

参照图13，接地图案设置在第二绝缘层32之下(在第三金属层33处)，并获得53.7欧姆的特征阻抗，从而无需改变金属宽度而实现极为接近于50欧姆的特征阻抗。在此情况下，电连接到第三金属层37的过孔图案43被插入到第三绝缘层33中并被电连接到设置于第四金属层38的接地图案。而且，第四金属层38的接地图案通过形成于第四绝缘层34的过孔图案44而电连接到作为基板图案的第五金属层39，然后接地。

如上所述，金属宽度无需做出改变，并且从而可以高产量地制得衬底。而且，最下层绝缘层的厚度为70微米，即厚于第一绝缘层。从而，在制造期间可稳定地制造所述衬底并使层的未对准率较低。

图14示出通过为具有图11中示出的层状结构的衬底提供滤波器元件而形成高频滤波器的实例。通过在所述衬底51上提供FBAR滤波器52而构成图14中示出的高频滤波器。输入端口53a和输出端口53b形成为有线连接到第一金属层35。设置于第一金属层35的金属宽度(参照图11)为100微米。接地图案54a形成于第二金属层36，从而将输入端口53a的输入阻抗设定为小于50欧姆的23.4欧姆。接地图案54b形成于第三金属层37，从而将输入端口53b的输入阻抗设定为接近于50欧姆的53.7欧姆。

顺便，参照图13，仅在金属件之下设置接地图案。可选地，参照图14，接地图案54c可设置于第二金属层36的大部分。由此结构，另一接地图案54b可形成于需要接近50欧姆的阻抗的输出端口53b。

并且，可合适地使用表1中示出绝缘层。

表1

陶瓷	介电常数
		A	7

B	27
		C	81
D	125
		E	7.8
F	9

根据第一和第二实施例，含有陶瓷作为主要成分的材料被用作所述衬底的材料。对于使用例如玻璃环氧树脂、聚酰亚胺或含氟树脂的印刷电路板材料的印刷电路板，也可获得同样的优点。可选地，可使用柔性衬底。

而且，根据第一和第二实施例，当使用含有陶瓷作为主要成分的材料作为所述衬底的材料时，所述衬底的强度高。当所述衬底形成为腔体结构时，金属帽通过焊缝连接到所述衬底，从而实现空气密封。从而，由此结构，度与高频滤波器或复用器的衬底，可实现优选的特性可高可靠性。

而且，作为形成于所述衬底表面的传输线路，使用微波带状线路是为了解释所述实施例。可选地，可使用共面线路，从而获得同样的优点。并且，当传输线路由共面线路构造成时并且接地图案形成于衬底表面上时，如果金属件和地面之间的距离大于第一绝缘层的厚度，设置于第二导电层的接地确定了特征阻抗。从而，方程1和方程2所示的关系能用于共面线路。

[2、通信模块的结构]

图16示出具有根据所述实施例的衬底、滤波器或复用器的通信模块的实例。参照图16，复用器62包括：接收滤波器62a和发射滤波器62b。而且，相当于平衡输出的接收端子63a和63b连接到接收滤波器62a。并且，发射滤波器62b通过功率放大器64连接到发射端子65。这里，根据所述实施例的衬底、滤波器或复用器包括在接收滤波器62a和发射滤波器62b中。

在接收操作中，从天线端子61输入的接收信号中，仅有预定频带内的信号通过接收滤波器62a。所得到的信号从接收端子63a和63b输出到外部。而且，在发射操作中，从发射端子65输入的发射信号中，仅有预定频带内的信号通过发射滤波器62b并由功率放大器64放大。然后所述信号从天线端子61被输出到外部。

如上所述，在通信模块中为接收滤波器62a和发射滤波器62b提供根据所述实施例的衬底、滤波器或复用器，从而实现具有低成本和稳定质量的通信模块。而且，由于所述衬底的第一绝缘层或最外层制得较薄，所以所述通信模块可以较薄。而且，可以简化匹配电路并可缩小通信模块的尺寸。

顺便，图16中示出的通信模块的结构是实例，并且根据所述实施例的衬底、滤波器或复用器可被提供到其它通信模块上，从而获得相同的优点。

[3、通信设备的结构]

图17示出作为通信设备的实例的移动电话RF单元，其具有根据所述实施例的通信模块。而且，图17中示出的结构是相当于全球移动通信系统(GSM)和宽带码分多址接入(W-CDMA)的移动电话的结构。而且，根据所述实施例的GSM通信系统对应于850MHz、950MHz、1.8GHz和1.9GHz频带。此外，除了图17中示出的所述结构外，移动电话还包括麦克风、扬声器和液晶显示器等。由于根据所述实施例，其描述不是必需的，所以省去其附图。这里，接收滤波器73a、77、78、79和80、发射滤波器73b包括根据实施例的衬底、滤波器或复用器。

首先，根据从天线71输入的接收信号的通信系统是W-CDMA还是GSM，天线切换电路72选择为所述通信系统设计的LSI。当输入的接收信号对应于W-CDMA通信系统时，接收信号切换为输出到复用器73。输入到复用器73的接收信号由接收滤波器73a限制到预定频带，并且平衡型的接收信号被输出到低噪放大器(LNA)74。LNA 74放大所述接收信号然后将放大的信号输出到LSI 76。LSI 76基于被输入的接收信号对音频信号执行解调过程并控制移动电话中单元的操作。

在发射信号时，LSI 76产生发射信号。所产生的发射信号由功率放大器75放大并输入到发射滤波器73b。在所输入的发射信号中，仅有预定频带内的信号通过发射滤波器73b。从发射滤波器73b输出的发射信号经由天线切换电路72从天线71输出到外部。

而且，当所输入的接收信号对应于GSM通信系统时，天线切换电路根据所述频带选择滤波器77到80中的其中一个滤波器，并将接收信号输出到选定的接收滤波器。其频带由滤波器77到80中的其中一个滤波器所限制的接收信号被输入到LSI 83。LSI 83基于被输入的接收信号对音频信号执行解调过程并控制移动电话中单元的操作。当发射信号时，LSI 83产生发射信号。所产生的发射信号由功率放大器81或82放大，并经由天线切换电路72从天线71输出到外部。

如上所述，为所述通信设备提供具有根据所述实施例的衬底、滤波器或复用器的通信模块，从而实现具有低成本和稳定质量的通信设备。而且，所述衬底的第一绝缘层较薄从而使得所述通信设备制得较薄。

根据所述实施例，对于构造具有多个输入阻抗的高频滤波器或复用器所需的阻抗，可以稳定地提供一种衬底，所述衬底可以低成本并且具有极高的设计自由度而制造。因而，可以提供具有低成本和稳定质量的高频滤波器或复用器。

而且，真个衬底都制得较薄，因为所述衬底的第一绝缘层(根据所述实施例的第一绝缘层1)较薄。具有所述衬底的高频滤波器或复用器制得较薄。

而且，为通信模块或通信设备提供根据所述实施例的衬底、滤波器或复用器，从而缩小通信模块或通信设备的尺寸，或者使得缩小通信模块或通信设备更薄。

Claims (16)

1.一种用于安装一个或多个滤波器元件的衬底，包括：

连接线路层，其具有至少一个用于连接所述滤波器元件的传输线路；

接地层，其设置在所述连接线路层之下并且具有至少一个接地图案；和

绝缘层，其设置在所述连接线路层和所述接地层之间，并且具有满足使得所述传输线路的特征阻抗位于0.1到50欧姆范围内的厚度，所述特征阻抗由所述绝缘层的厚度和介电常数以及所述传输线路的宽度所确定，

其中所述绝缘层的厚度满足关系式：

d≤(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)，其中d是绝缘层的厚度，W是所述传输线路的宽度，e_r是所述介电常数。

2.如权利要求1所述的衬底，还包括两层或多于两层的绝缘层。

3.如权利要求1所述的衬底，其中所述绝缘层包括陶瓷。

4.如权利要求1所述的衬底，还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层的厚度等于或大于所述绝缘层的厚度。

5.如权利要求1所述的衬底，还包括一层或多层绝缘层，其中所述一层或多层绝缘层的底层的厚度厚于放置在所述连接线路层和所述接地层之间的所述绝缘层的厚度。

6.一种用于安装一个或多个滤波器元件的衬底，包括：

连接线路层，其具有至少一个用于连接所述滤波器元件的传输线路；

接地层，其设置在所述连接线路层之下并且具有接地图案；和

绝缘层，其设置在所述连接线路层和所述接地层之间，并且厚度为满足使得所述传输线路的特征阻抗位于0.1到50欧姆范围内的厚度的一半，所述特征阻抗由所述绝缘层的厚度和介电常数和所述传输线路的宽度所确定，

其中所述绝缘层的厚度满足关系式：

d≤{(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)}/2，其中d是绝缘层的厚度，w是所述传输线路的宽度，e_r是所述介电常数。

7.如权利要求6所述的衬底，还包括两层或多于两层的绝缘层。

8.如权利要求6所述的衬底，其中所述绝缘层包括陶瓷。

9.如权利要求6所述的衬底，还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层的厚度等于或大于所述绝缘层的厚度。

10.如权利要求6所述的衬底，还包括一层或多层绝缘层，其中所述一层或多层绝缘层的底层的厚度厚于放置在所述连接线路层和所述接地层之间的所述绝缘层的厚度。

11.一种滤波器，其包括：

一种用于安装滤波器元件的衬底，所述衬底包括：

连接线路层，其具有用于连接所述滤波器元件的传输线路；

接地层，其设置在所述连接线路层之下并且具有接地图案；和

绝缘层，其设置在所述连接线路层和所述接地层之间，并且具有满足使得所述传输线路的特征阻抗位于0.1到50欧姆范围内的厚度，所述特征阻抗由所述绝缘层的厚度和介电常数和所述传输线路的宽度所确定，

其中所述绝缘层的厚度满足关系式：

d≤(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)，其中d是绝缘层的厚度，W是所述传输线路的宽度，e_r是所述介电常数。

12.一种滤波器，其包括：

一种用于安装滤波器元件的衬底，所述衬底包括：

连接线路层，其具有用于连接所述滤波器元件的传输线路；

接地层，其设置在所述连接线路层之下并且具有接地图案；和

绝缘层，其设置在所述连接线路层和所述接地层之间，并且厚度为满足使得所述连接线路层的特征阻抗位于0.1到50欧姆范围内的厚度的一半，所述特征阻抗由所述绝缘层的厚度和介电常数和所述传输线路的宽度所确定，

其中所述绝缘层的厚度满足关系式：

d≤{(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×w+1.32)}/2，其中d是绝缘层的厚度，W是所述传输线路的宽度，e_r是所述介电常数。

13.一种复用器，包括：

一种滤波器，其包括：

一种用于安装滤波器元件的衬底，所述衬底包括：

连接线路层，其具有用于连接所述滤波器元件的传输线路；

接地层，其设置在所述连接线路层之下并且具有接地图案；和

绝缘层，其设置在所述连接线路层和所述接地层之间，并且具有满足使得所述传输线路的特征阻抗位于0.1到50欧姆范围内的厚度，所述特征阻抗由所述绝缘层的厚度和介电常数和所述传输线路的宽度所确定，

其中所述绝缘层的厚度满足关系式：

d≤(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)，其中d是绝缘层的厚度，W是所述传输线路的宽度，e_r是所述介电常数。

14.一种复用器，包括：

一种滤波器，其包括：

一种用于安装滤波器元件的衬底，所述衬底包括：

连接线路层，其具有用于连接所述滤波器元件的传输线路；

接地层，其设置在所述连接线路层之下并且具有接地图案；和

绝缘层，其设置在所述连接线路层和所述接地层之间，并且厚度为满足使得所述传输线路的特征阻抗位于0.1到50欧姆范围内的厚度的一半，所述特征阻抗由所述绝缘层的厚度和介电常数和所述传输线路的宽度所确定，

其中所述绝缘层的厚度满足关系式：

d≤{(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)}/2，其中d是绝缘层的厚度，W是所述传输线路的宽度，e_r是所述介电常数。

15.一种通信模块，包括

一种复用器，其包括：

一种滤波器，其包括：

一种用于安装滤波器元件的衬底，所述衬底包括：

连接线路层，其具有用于连接所述滤波器元件的传输线路；

接地层，其设置在所述连接线路层之下并且具有接地图案；和

绝缘层，其设置在所述连接线路层和所述接地层之间，并且具有满足使得所述传输线路的特征阻抗位于0.1到50欧姆范围内的厚度，所述特征阻抗由所述绝缘层的厚度和介电常数和所述传输线路的宽度所确定，

其中所述绝缘层的厚度满足关系式：

d≤(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)，其中d是绝缘层的厚度，W是所述传输线路的宽度，e_r是所述介电常数。

16.一种通信设备，包括

一种通信模块，包括：

一种复用器，其包括：

一种滤波器，其包括：

一种用于安装滤波器元件的衬底，所述衬底包括：

连接线路层，其具有用于连接所述滤波器元件的传输线路；

接地层，其设置在所述连接线路层之下并且具有接地图案；和

绝缘层，其设置在所述连接线路层和所述接地层之间，并且厚度为满足使得所述传输线路的特征阻抗位于0.1到50欧姆范围内的厚度的一半，所述特征阻抗由所述绝缘层的厚度和介电常数和所述传输线路的宽度所确定，

其中所述绝缘层的厚度满足关系式：

d≤{(0.0952×W+0.6)×e_r+(0.1168×W+1.32)}/2，其中d是绝缘层的厚度，W是所述传输线路的宽度，e_r是所述介电常数。

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