DE10115775A1 - Duplexervorrichtung - Google Patents
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Abstract
Eine Duplexervorrichtung dieser Erfindung enthält zwei akustische Oberflächenwellenfilter, die verschiedene Bandmittenfrequenzen haben, und eine Phasenanpassungsschaltung zum Anpassen von Phasen der zwei akustischen Oberflächenwellenfilter. Die Phasenanpassungsschaltung ist aus einem oder mehreren Leitungsmustern gebildet, und wenigstens eines der Leitungsmuster ist so gebildet, um zwischen einer Vielzahl von internen Schichten einer mehrschichtigen Packung geteilt zu sein, und wenigstens die Leistungsmuster, die auf den internen Schichten gebildet sind, die aneinandergrenzen, haben Musterformen, die sich voneinander unterscheiden. Gemäß der Erfindung kann eine Duplexervorrichtung vorgesehen werden, die eine kleine Größe und stabile Filtercharakteristiken hat.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Duplexer
vorrichtung, und im besonderen eine Duplexervorrichtung
unter Verwendung eines akustischen Oberflächenwellenfilters.
In den letzten Jahren haben in Verbindung mit der Ent
wicklung von mobilen Kommunikationssystemen ein tragbares
Telefon und ein tragbares Informationsterminal schnell
breite Verwendung gefunden, und von ihnen ist verlangt
worden, daß sie klein sind und eine hohe Leistung haben.
Die verwendeten Frequenzbänder enthalten verschiedene
Bereiche, wie etwa ein 800-MHz- bis 1-GHz-Band und ein 1,5-
GHz- bis 2,0-GHz-Band.
Bei der Entwicklung von tragbaren Telefonen in den
letzten Jahren wird Terminals dadurch, daß sie einen dualen
Modus (wie z. B. eine Kombination aus einem analogen Modus
und einem digitalen Modus und eine Kombination aus zwei
digitalen Modi, nämlich TDMA [time division multiple access]
(Zeitteilvielfachzugriff)) und CDMA [code division multiple
access] (Codeteilvielfachzugriff) und ein duales Band (eine
Kombination aus einem 800-MHz-Band und einem 1,9-GHz-Band
und eine Kombination aus einem 900-MHz-Band und einem 1,8-
GHz-Band oder einem 1,5-GHz-Band) haben, eine hohe Leistung
verliehen.
Unter diesen Umständen wird ferner verlangt, daß Teile,
die in dem tragbaren Telefon verwendet werden (wie z. B. ein
Filter), eine hohe Leistung haben. Des weiteren werden
zusätzlich zu der hohen Leistung vermutlich ferner eine
Miniaturisierung und niedrige Produktionskosten erwartet.
In den mobilen Kommunikationsvorrichtungen wird ein An
tennenduplexer als Komponente eines HF-(Hochfrequenz)-Teils
verwendet, der eine Verzweigung und Erzeugung von Signalen
ausführt, die durch eine Antenne gesendet und empfangen
werden.
Fig. 20 zeigt ein Strukturblockdiagramm eines Hochfre
quenzteils eines tragbaren Telefons, der herkömmlicherweise
verwendet worden ist.
Ein Audiosignal 100, das von einem Mikrofon eingegeben
wird, wird durch einen Modulator 101 in ein Modulations
signal des Modulationsmodus des tragbaren Telefonsystems
transformiert, und nachdem es durch einen Lokaloszillator
108 weiter in eine vorgeschriebene Trägerfrequenz transfor
miert ist, durchläuft es ein Zwischenstufenfilter 102, das
nur ein Signal mit der vorgeschriebenen Sendefrequenz selek
tiert, das durch einen Leistungsverstärker 103 auf eine
gewünschte Signalintensität verstärkt wird, um einem Anten
nenduplexer 105 zugeführt zu werden. Der Antennenduplexer
105 führt nur ein Signal mit der vorgeschriebenen Sendefre
quenz einer Antenne 104 zu, das dann als Funksignal von der
Antenne 104 in die Atmosphäre gesendet wird.
Andererseits wird ein Signal, das durch die Antenne 104
empfangen wird, dem Antennenduplexer 105 zugeführt, und nur
ein Signal mit einer vorgeschriebenen Frequenz wird selek
tiert. Das selektierte Empfangssignal wird durch einen
rauscharmen Verstärker 106 verstärkt, und nachdem es ein
Zwischenstufenfilter 107 passiert hat, wird durch ein ZF-
Filter nur ein Nachrichtensignal selektiert und durch einen
Demodulator 111 als Audiosignal 100 entnommen. Der Antennen
duplexer 105 ist zwischen der Antenne 104 und der sogenann
ten Audiosignalverarbeitungsschaltung positioniert und
verteilt das Sendesignal und das Empfangssignal, um eine
Interferenz von ihnen zu verhindern.
Ein Antennenduplexer erfordert wenigstens ein Sendefil
ter und ein Empfangsfilter und hat ferner eine Anpassungs
schaltung (auch Phasenanpassungsschaltung oder Leitungs
muster zur Phasenanpassung genannt) zum Verhindern einer
Interferenz des Sendesignals und des Empfangssignals.
Ein Antennenduplexer des Hochleistungsterminals enthält
einen Duplexer, bei dem ein dielektrisches Material verwen
det wird, einen Kombinationsduplexer unter Verwendung eines
akustischen Oberflächenwellenfilters mit einem dielektri
schen Material in wenigstens einem Filter und einen Duplexer
nur unter Verwendung eines akustischen Oberflächenwellenfil
ters. Der Duplexer, bei dem ein dielektrisches Material
verwendet wird, ist groß, und daher ist es schwierig, eine
tragbare Terminalvorrichtung mit einer kompakten Größe und
einer kleinen Dicke herzustellen.
Im Falle eines Antennenduplexers unter Verwendung eines
akustischen Oberflächenwellenfilters in einem Filter ist es
schwierig, auf Grund der Größe der Vorrichtung aus dielek
trischem Material eine kompakte Größe und eine kleine Dicke
zu erreichen.
Die herkömmliche Duplexervorrichtung unter Verwendung
eines akustischen Oberflächenwellenfilters enthält einen
modularen Typ mit einem Filter und einer Anpassungsschal
tung, die auf einer gedruckten Schaltungsplatte separat
angeordnet sind, und einen einteiligen Typ mit Sende- und
Empfangsfilterchips in einer mehrschichtigen Keramikpackung
und einer Anpassungsschaltung innerhalb der Duplexerpackung.
Die Duplexervorrichtung dieses Typs hat eine kompakte
Größe und eine kleine Dicke, d. h., ein Volumen von 1/3 bis
zu 1/15 und eine Höhe von 1/2 bis zu 1/3 des herkömmlichen
Duplexers, bei dem ein dielektrisches Material verwendet
wird. Es ist möglich, die äquivalenten Kosten wie bei der
Vorrichtung aus dielektrischem Material zu realisieren,
indem die akustische Oberflächenwellenvorrichtung verwendet
wird und die Vorrichtungsgröße reduziert wird.
Als weitere Forderung wird eine Größenreduzierung des
Duplexers erwartet, und dafür ist es notwendig, eine Struk
tur unter Verwendung einer mehrschichtigen Keramikpackung
einzusetzen, die in der japanischen ungeprüften Patentveröf
fentlichung Nr. Hei 10(1998)-126213 offenbart ist, um zwei
Filter auf einem Chip vorzusehen und eine Flip-Chip-Montage
technik anzuwenden, bei der keine Drahtverbindung eingesetzt
wird. Auf jeden Fall eine "Duplexerpackung", die zwei aku
stische Oberflächenwellenfilter luftdicht verschließen kann,
und eine "Anpassungsschaltung", um einen Duplexer mit den
zwei Filtern zu bilden.
Das heißt, um eine Duplexervorrichtung mit kompakter
Größe und niedrigen Kosten zu realisieren, ist es erforder
lich, Duplexerpackungen, die stabile Charakteristiken haben,
durch Massenproduktion herzustellen. Um Duplexerpackungen
durch Massenproduktion herzustellen, ist solch ein Prozeß
eingesetzt worden, bei dem Packungsvorrichtungen auf einem
mehrschichtigen Keramikblatt in Matrixform angeordnet wer
den, das im Endstadium nach dem Backen in jeweilige Chips
geteilt wird. Der Prozeß wird in letzter Zeit dahingehend
verbessert, daß anstelle eines Blattes (in Fig. 4 gezeigt),
bei dem zwischen den jeweiligen Vorrichtungen der Abfallteil
vorhanden ist, ein Blatt mit einer feinen Matrixanordnung
verwendet wird (in Fig. 5 gezeigt), auf dem Vorrichtungen
direkt angeordnet sind, wodurch die Anzahl von hergestellten
Vorrichtungen zunimmt. In Fig. 4 und 5 verkörpern die jewei
ligen Quadrate Duplexervorrichtungen. Das mehrschichtige
Blatt wird durch Stapeln von zum Beispiel fünf Keramikblät
tern gebildet. Die Duplexerpackung wird hauptsächlich durch
den Stapelschritt und den anschließend ausgeführten Back
schritt hergestellt.
Ein Problem bereitet die Genauigkeit, die durch eine
Abweichung einer Schichtanhäufung beeinflußt wird, die beim
Bilden einer mehrschichtigen Struktur aus vielen Keramik
blättern verursacht wird.
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsstruktur eines herkömmli
chen Duplexers.
Der herkömmliche Duplexer, der in Fig. 6 gezeigt ist,
hat eine fünfschichtige Struktur von einer Schicht 1 (L1)
bis zu einer Schicht 5 (L5), und ein Deckel ist auf der
Schicht 1 (L1) als oberste Schicht angeordnet. Filterchips 2
und 3 sind auf eine Oberfläche der Schicht 4 (L4) montiert,
und Verbindungsanschlüsse auf dem Filterchip und Bondan
schlüsse auf der Schicht (L2) sind mit Drähten 4 verbunden.
Verbindungsanschlüsse für eine äußere Schaltung sind
auf der hinteren Oberfläche der Schicht 5 (L5) angeordnet.
Ein Leitungsmuster 1 von einer Phasenanpassungsschal
tung ist auf einer Oberfläche der Schicht 3 (L3) als interne
Schicht gebildet. Weiterhin ist eine Seitenkronierung 6 als
Verbindungsweg zu dem Verbindungsanschluß der Schicht 5 (L5)
ab der Schicht 2 (L2), die die Bondanschlüsse hat, bis zu
der hinteren Oberfläche der Schicht 5 (L5) als unterste
Schicht gebildet.
Zusammen mit der Größenreduzierung einer Duplexerpac
kung wird auch die Dicke in der Breitenrichtung auf der
Seitenoberfläche der Packung verringert, und somit ergibt
sich solch ein Problem (Kurzschlußproblem), daß ein Muster,
das in der internen Schicht gebildet ist (zum Beispiel das
Leitungsmuster 1 zur Phasenanpassung), mit einem Muster des
Verbindungsteils 6 (Seitenkronierung) in Kontakt ist, das
auf der Seitenoberfläche der Packung gebildet ist, welches
durch die Abweichung beim Stapeln der Schichten verursacht
wird.
Wenn die Anzahl von Schichten, auf denen die Seitenkro
nierung 6 gebildet ist, verringert wird, um den Kontakt zu
verhindern, wird die positionelle Genauigkeit schwieriger.
In dem Fall, wenn das Leitungsmuster zur Phasenanpassung
über die vielen Schichten gebildet wird, um die oberen und
unteren Leitungsmuster zu überlappen, treten andere Probleme
auf, dahingehend, daß sich die Charakteristiken von dem
Konstruktionswert unterscheiden und keine stabilen Charakte
ristiken erhalten werden können.
Fig. 11 bis 13 sind Diagramme zum Zeigen von Simulati
onsresultaten des Phasenrotationsbetrages des Leitungsmu
sters der herkömmlichen Phasenanpassungsschaltung.
Fig. 11 zeigt den Fall, wenn ein Leitungsmuster a in
einer Schicht gebildet ist, die solch eine Struktur hat, daß
das Leitungsmuster a zwischen GND-Mustern (b und c), die in
der oberen Schicht und der unteren Schicht gebildet sind,
sandwichartig angeordnet ist.
Hierbei beträgt eine Distanz L1 0,5 mm, L2 0,6 mm, eine
Dielektrizitätskonstante εr 9,5, eine Leitungsbreite W1 des
Leitungsmusters 0,1 mm und eine Leitungslänge L0 von ihm
24 mm.
Fig. 12 zeigt den Fall, wenn eine Anpassungsschaltung
gebildet ist, um als Leitungsmuster a1 und a2 in zwei sepa
rate Schichten geteilt zu sein und solch eine Struktur zu
haben, daß die Leitungsmuster a1 und a2 an Positionen ange
ordnet sind, die sich in der vertikalen Richtung, d. h., in
der Überlappungsrichtung der Schichten, gegenseitig überlap
pen, und zwischen GND-Mustern b und c sandwichartig angeord
net sind.
Hierbei beträgt eine Distanz L3 0,5 mm, L4 0,3 mm und
L5 0,3 mm, und die Leitungsbreite W1 und die Leitungslänge
L0 sind dieselben wie in Fig. 11.
Fig. 13 zeigt den Fall, wenn eine Anpassungsschaltung
gebildet ist, um als Leitungsmuster a1, a2 und a3 in drei
separate Schichten geteilt zu sein und solch eine Struktur
zu haben, daß die Leitungsmuster a1, a2 und a3 an Positionen
angeordnet sind, die sich in der Richtung, die zu der Pa
pieroberfläche rechtwinklig ist, gegenseitig überlappen, und
zwischen GND-Mustern b und c sandwichartig angeordnet sind.
Hierbei beträgt eine Distanz L6 0,3 mm, L7 0,2 mm, L8 0,3 mm
und L9 0,3 mm, und die Leitungsbreite W1 und die Leitungs
länge L0 sind dieselben wie in Fig. 11.
Es versteht sich, daß der Phasenrotationsbetrag in dem
Muster, das in einer Schicht gebildet ist, etwa 188° be
trägt, während der Rotationsbetrag auf 132° und 105° verrin
gert wird, wenn die Muster mit derselben Länge durch das
Falten in zwei oder drei Schichten gebildet werden, wie in
Fig. 12 und 13 gezeigt. Die Verringerung des Rotationsbetra
ges bedeutet eine Verschlechterung der Anpassungseigenschaft
von den Frequenzcharakteristiken des Filters.
Da eine Antennenduplexervorrichtung in Frequenzbändern
von mehreren hundert MHz bis hin zu mehreren GHz verwendet
wird, werden gewünschte Frequenzcharakteristiken realisiert,
indem eine so große Anzahl von Verbindungsanschlüssen wie
möglich auf der Duplexerpackung vorgesehen wird, und deshalb
sind die Verbindungsanschlüsse oft an den Peripherien aller
Ränder der Packung gebildet. Das heißt, eine leichte Abwei
chung bei der Schichtanhäufung des mehrschichtigen Blattes
verursacht ein Kurzschlußproblem.
Wenn die Muster einen Kurzschluß bilden, kann die
Schaltung des Duplexers nicht aufgebaut werden, und die
gewünschten Frequenzcharakteristiken der Duplexervorrichtung
können nicht erhalten werden, so daß ein defektes Produkt
hergestellt wird. Weiterhin wird in dem Fall, wenn die
Leitungsmuster der Anpassungsschaltung in den oberen und
unteren Schichten so wie in Fig. 12 einander überlappen,
eine kapazitive Kopplung zwischen den Leitungsmustern a1 und
a2 gebildet, wodurch der Rotationsbetrag, obwohl die Lei
tungslänge dieselbe ist, gegenüber dem gewünschten konstru
ierten Phasenrotationsbetrag verringert wird oder ein
Kriechsignal bei den Charakteristiken der Signalanschlüsse
entsteht. Als Resultat werden die Frequenzcharakteristiken
der zwei Filter, die den Duplexer bilden, verschlechtert.
Die Erfindung betrifft eine Duplexervorrichtung, die
zwei akustische Oberflächenwellenfilter mit verschiedenen
Bandmittenfrequenzen und eine Phasenanpassungsschaltung zum
Anpassen von Phasen der zwei akustischen Oberflächenwellen
filter hat, wobei die Phasenanpassungsschaltung aus einem
oder mehreren Leitungsmustern gebildet ist und wenigstens
eines der Leitungsmuster so gebildet ist, um zwischen einer
Vielzahl von internen Schichten einer mehrschichtigen Pac
kung geteilt zu sein, und wenigstens die Leitungsmuster, die
auf den internen Schichten gebildet sind, die aneinander
grenzen, Musterformen haben, die sich voneinander unter
scheiden.
Gemäß der Struktur kann eine Duplexervorrichtung mit
stabilen Filtercharakteristiken und einer hohen Leistung mit
niedrigen Kosten vorgesehen werden, die kleiner als die
herkömmliche ist.
Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine
Struktur eines Duplexers gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist ein Graph, der Frequenzcharakteristiken von
zwei SAW-Filtern zeigt, die in einem Duplexer gemäß der
Erfindung verwendet werden.
Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die
ein Beispiel einer Duplexerpackung zeigt, in die ein SAW-
Filter gemäß der Erfindung montiert ist.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein mehrschichtiges Blatt
einer herkömmlichen Duplexerpackung zeigt.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein mehrschichtiges Blatt
einer herkömmlichen Duplexerpackung bei Anwendung einer
feinen Anordnung zeigt.
Fig. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht, die
eine herkömmliche Duplexerpackung zeigt.
Fig. 7(a) bis 7(c) sind Diagramme, die ein Beispiel für
Muster von Schichten zeigen, in denen eine Anpassungsschal
tung der Erfindung gebildet ist.
Fig. 8(a) bis 8(f) sind Draufsichten, die Bildungs
muster von jeweiligen Schichten bei einem Beispiel einer
Duplexerpackung gemäß der Erfindung zeigen.
Fig. 9 ist ein Diagramm, das eine Abweichung der Lei
tungsmuster einer Phasenanpassungsschaltung gemäß der Erfin
dung zeigt.
Fig. 10 ist ein schematisches Schaltungsmuster, das
einen Duplexer unter Verwendung von SAW-Filtern des Abzweig
typs gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 11 ist ein Diagramm, das ein Simulationsresultat
eines Phasenrotationsbetrages einer herkömmlichen Phasen
anpassungsschaltung zeigt.
Fig. 12 ist ein Diagramm, das ein Simulationsresultat
eines Phasenrotationsbetrages einer herkömmlichen Phasen
anpassungsschaltung zeigt.
Fig. 13 ist ein Diagramm, das ein Simulationsresultat
eines Phasenrotationsbetrages einer herkömmlichen Phasen
anpassungsschaltung zeigt.
Fig. 14 ist ein Diagramm, das ein Simulationsresultat
eines Phasenrotationsbetrages zeigt, wenn eine Anpassungs
schaltung der Erfindung über drei Schichten gebildet ist.
Fig. 15 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der
Anzahl von Schichten, über die eine Anpassungsschaltung
gebildet ist, und dem Phasenrotationsbetrag zeigt.
Fig. 16(a) und 16(b) sind ein Smith-Diagramm und ein
Graph von Vorrichtungsfrequenzcharakteristiken in dem Fall,
wenn eine Anpassungsschaltung der Erfindung über zwei
Schichten gebildet ist.
Fig. 17 ist ein Graph, der Vorrichtungsfrequenzcharak
teristiken in dem Fall zeigt, wenn eine Anpassungsschaltung
der Erfindung über zwei Schichten gebildet ist.
Fig. 18 ist ein Smith-Diagramm, das den herkömmlichen
Fall zeigt, wenn eine Anpassungsschaltung in einer Schicht
gebildet ist.
Fig. 19(a) und 19(b) sind ein Smith-Diagramm und ein
Graph von Vorrichtungsfrequenzcharakteristiken des herkömm
lichen Falls, wenn eine Anpassungsschaltung über zwei
Schichten gebildet ist und angeordnet ist, um sich in der
Schichtrichtung zu überlappen.
Fig. 20 ist ein Strukturblockdiagramm, das einen Hoch
frequenzteil eines tragbaren Telefons zeigt, der herkömmli
cherweise verwendet worden ist.
Die Erfindung betrifft eine Duplexervorrichtung, die
zwei akustische Oberflächenwellenfilter mit verschiedenen
Bandmittenfrequenzen und eine Phasenanpassungsschaltung zum
Anpassen von Phasen der zwei akustischen Oberflächenwellen
filter umfaßt. Die Phasenanpassungsschaltung umfaßt ein oder
mehrere Leitungsmuster, und wenigstens eines der Leitungs
muster ist so gebildet, um zwischen einer Vielzahl von
internen Schichten einer mehrschichtigen Packung geteilt zu
sein, und wenigstens die Leitungsmuster, die auf den inter
nen Schichten gebildet sind, die aneinandergrenzen, haben
Musterformen, die sich voneinander unterscheiden.
Bei der Erfindung ist es möglich, daß die Phasenanpas
sungsschaltung über zwei interne Schichten gebildet ist, die
aneinandergrenzen, daß eine Musterform der Phasenanpassungs
schaltung, die auf einer der internen Schichten gebildet
ist, ein gerades Muster ist und daß eine Musterform der
Phasenanpassungsschaltung, die auf der anderen der internen
Schichten gebildet ist, ein schlangenförmiges Muster ist.
Bei der Erfindung ist es ferner möglich, daß sich eine
symmetrische Mittellinie des schlangenförmigen Musters und
eine Mittellinie in einer Breitenrichtung des geraden Mu
sters in einer Überlappungsrichtung der Schichten voneinan
der unterscheiden.
Bei der Erfindung ist es auch möglich, daß die Phasen
anpassungsschaltung über zwei interne Schichten gebildet
ist, die aneinandergrenzen, daß beide Musterformen der
Phasenanpassungsschaltungen, die auf den zwei Schichten
gebildet sind, ein gerades Muster sind und daß sich Positio
nen, wo die zwei geraden Muster gebildet sind, in einer
Überlappungsrichtung der Schichten voneinander unterschei
den.
Bei der Erfindung ist es weiterhin möglich, daß die
Muster, die über zwei interne Schichten gebildet sind, die
aneinandergrenzen, ein schlangenförmiges Muster sind.
Bei der Erfindung ist es auch möglich, daß ein erstes
Schaltungsmuster, das auf der obersten Schicht gebildet ist,
und ein zweites Schaltungsmuster, das auf einer untersten
Schicht gebildet ist, durch ein Durchgangsloch verbunden
sind, das mit keinem anderen Schaltungsmuster verbunden ist.
Bei der Erfindung ist es ferner möglich, daß die Duple
xervorrichtung eine Schicht mit einem Außenverbindungs
anschluß als unterste Schicht umfaßt und daß eine Verbin
dungsleitung, die mit dem Außenverbindungsanschluß verbunden
ist, auf einer äußeren Seitenoberfläche von Schichten
vorgesehen ist, die niedriger als jene Schichten sind, in
denen die Phasenanpassungsschaltung gebildet ist.
Unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen, die
in den Zeichnungen gezeigt sind, wird die Erfindung weiter
detailliert beschrieben, aber die Erfindung soll nicht als
darauf begrenzt angesehen werden.
Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen
Duplexer gemäß der Erfindung zeigt.
Der Duplexer umfaßt zwei akustische Oberflächenwellen
filter 2 (F1) und 3 (F2) und eine Anpassungsschaltung 1 und
hat auch einen gemeinsamen Anschluß T0, der mit einer An
tenne verbunden ist, und Eingangs- und Ausgangsanschlüsse T1
und T2.
Ein akustisches Oberflächenwellenfilter (im folgenden
als SAW-Filter [surface acoustic wave filter] bezeichnet),
das Kombinationen aus akustischen Oberflächenwellenresonato
ren umfaßt, wird als Filter F1 und F2 unter dem Gesichts
punkt der Miniaturisierung und der geforderten Leistung
verwendet.
Die Anpassungsschaltung 1 ist zwischen dem gemeinsamen
Anschluß T0 und den SAW-Filtern vorgesehen, um die Inter
ferenz der zwei SAW-Filter zu reduzieren und gewünschte
Filtercharakteristiken zu erhalten. Die Anpassungsschaltung
1 kann zwischen dem gemeinsamen Anschluß T0 und dem Filter
F1 bzw. zwischen dem gemeinsamen Anschluß T0 und dem Filter
F2 vorgesehen sein, aber unter dem Gesichtspunkt der Minia
turisierung wird es bevorzugt, wenn die Anpassungsschaltung
zwischen dem gemeinsamen Anschluß T0 und jedem der Filter
vorgesehen ist. Bei der folgenden Beschreibung wird angenom
men, daß die Anpassungsschaltung zwischen dem gemeinsamen
Anschluß T0 und dem Filter F1 vorgesehen ist.
Die Anpassungsschaltung 1 ist im allgemeinen aus einem
Material gebildet, das hauptsächlich Wolfram oder Kupfer
umfaßt, und sie wird als lange Leitung mit einer gewissen
Länge hergestellt. Die Anpassungsschaltung 1 hat eine Breite
von etwa 0,1 bis 0,2 mm und eine Leitungslänge von ungefähr
mehreren zehn mm, und ihre Leitungslänge wird im Verhältnis
zu der Mittenfrequenz des gewünschten SAW-Filters bestimmt.
Fig. 2 ist ein Graph, der Frequenzcharakteristiken der
zwei SAW-Filter F1 und F2 zeigt, die in dem Duplexer der
Erfindung verwendet werden. Die SAW-Filter F1 und F2 haben
Bandmittenfrequenzen, die sich voneinander unterscheiden
(F1 < F2), und eine Ausführungsform kann hergestellt werden,
bei der die Bandmittenfrequenz des SAW-Filters F1 836 MHz
beträgt und die Bandmittenfrequenz des SAW-Filters F2
881 MHz beträgt.
Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die
ein Beispiel für eine Duplexerpackung mit dem darin instal
lierten SAW-Filter gemäß der Erfindung zeigt. Bei diesem
Beispiel hat die Duplexerpackung eine mehrschichtige Struk
tur, die fünf Schichten umfaßt. Die Anzahl von Schichten,
die die mehrschichtige Struktur bilden, ist nicht auf fünf
begrenzt und ist unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung der
Höhe vorzugsweise klein.
Ein Deckel 5 zum Schützen der Filter im Inneren ist auf
der äußersten Schicht L1 (Schicht 1) angeordnet. Der Deckel
ist mit metallischem Material wie etwa einer Au-Plattierung
oder Ni-Plattierung gebildet, oder mit einem keramischen
Material, welches dasselbe wie jenes der Packung ist.
Die Schicht 1 (L1) ist ein Rahmen der Packung zum Tra
gen des Deckels 5 und ist mit einem Material wie etwa Glas
keramik oder Aluminiumoxidkeramik gebildet.
Die Schicht 2 (L2) und die Schicht 3 (L3) sind Schich
ten, die als Hohlraumschicht bezeichnet werden, und die
Gesamthöhe der Schicht 2 und der Schicht 3 ist im wesentli
chen dieselbe wie die Höhe der Schicht 1.
Die Oberfläche der Schicht 2 (L2) ist eine Schicht zum
Bilden einer Verbindung zwischen einem Anschluß auf dem SAW-
Filter und der Außenseite und ist als sogenannte Bond
anschlußschicht gebildet. Die Anschlüsse, die auf der
Bondanschlußschicht gebildet sind (die den Eingangs-
/Ausgangsanschlüssen T1 und T2 in Fig. 1 entsprechen), und
die Anschlüsse auf den SAW-Filtern sind durch Drähte 4
verbunden.
Die Schicht 2 (L2) ist mit einem Material wie etwa
Glas- oder Aluminiumoxidkeramik gebildet, und die Anschlüsse
und das Verdrahtungsmuster auf ihrer Oberfläche werden
gebildet, indem ein leitfähiges Material wie z. B. W, Cu und
Ag einer Au-Plattierungsbehandlung unterzogen wird. Der
Draht 4 kann mit einem Material wie etwa A1-Si gebildet
sein.
Die Schicht 3 (L3) und die Schicht 4 (L4) sind Anpas
sungsschichten, auf deren Oberfläche ein Muster der Anpas
sungsschaltung 1 gebildet ist, und sind mit einem Material
wie Glas- oder Aluminiumoxidkeramik gebildet.
In Fig. 3 ist die Anpassungsschaltung 1 ein elektrisch
verbundenes Leitungsmuster, während es Teile enthält, die
durch 1a, 1b, 1c und 1d gekennzeichnet sind, und über die
zwei Schichten, d. h., die Schicht 3 (L3) und die Schicht 4
(L4) gebildet ist.
Die Teile 1a und 1b der Anpassungsschaltung, die in der
Schicht 3 (L3) gebildet sind, sind innerhalb der Schicht in
einer vorgeschriebenen Musterform angeordnet, und ähnlich
sind die Teile 1c und 1d der Anpassungsschaltung innerhalb
der Schicht 4 (L4) in einer vorgeschriebenen Musterform
angeordnet.
Ein Ende der Anpassungsschaltung, die in der Schicht 3
(L3) gebildet ist, und ein Ende der Anpassungsschaltung, die
in der Schicht 4 (L4) gebildet ist, sind durch ein Durch
gangsloch (in der Figur nicht gezeigt), das die Schicht 3
(L3) durchdringt, elektrisch verbunden.
Die Leitungsmuster der Anpassungsschaltungen der
Schicht 3 (L3) und der Schicht 4 (L4) sind um einen Hohlraum
herum gebildet, der in der Mitte zum Aufnehmen der Filter
chips gebildet ist.
Die Schicht 4 (L4) ist auch eine Schicht, auf deren
Oberfläche die Filter F1 und F2 montiert sind (d. h., eine
sogenannte Chipmontageschicht). Ein GND-Muster 9 ist auf der
Oberfläche der Schicht 4 (L4) gebildet, worauf die Filter
montiert sind. Die SAW-Filter sind auf dem GND-Muster 9 mit
leitfähigem Klebstoff befestigt.
Die Schicht 5 (L5) ist die unterste Schicht, und ein
GND-Muster 8 zum Abschirmen ist auf deren Oberfläche in
Kontakt mit der Schicht 4 (L4) gebildet.
Außensignalanschlüsse 7 (T0, T1 und T2) sind auf der
hinteren Oberfläche der Schicht 5 (L5) gebildet.
Weiterhin ist, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Verbindungs
leitung zu den Außensignalanschlüssen, die auf der hinteren
Oberfläche der Schicht 5 (L5) vorgesehen sind, auf der
Seitenoberfläche der Schichten vorgesehen, die keinen
Bondanschluß haben und niedriger als die Schicht sind, die
die Anpassungsschaltungsmuster hat, d. h., an der Schicht 3
(L3), der Schicht 4 (L4) und der Schicht 5 (L5). Die Verbin
dungsleitung wird nachfolgend Seitenkronierung genannt.
Wenn die Seitenkronierung nur an den drei Schichten
vorgesehen ist, d. h., an den Schichten 3, 4 und 5, kann das
Positionieren der jeweiligen Schichten des mehrschichtigen
Blattes schwieriger als in dem Fall werden, wenn die Seiten
kronierung über die vier Schichten hinweg gebildet ist, d. h., ab der Schicht 2 bis zu der Schicht 5, aber es wird
möglich, das Kurzschlußproblem zu verringern, das durch die
Abweichung beim Anhäufen der Schichten verursacht wird. Mit
anderen Worten, die Ausbeute bei der Produktion kann verbes
sert werden.
Die charakteristischen Merkmale der Erfindung umfassen
solch eine Struktur, daß die jeweiligen Leitungsmuster der
Anpassungsschaltung, die über die zwei Schichten (die
Schicht 3 und die Schicht 4) hinweg gebildet sind, nicht so
angeordnet sind, um sich aus der Sicht der Richtung, die zu
der Papieroberfläche rechtwinklig ist, d. h., in der Über
lappungsrichtung der Schichten, vollständig zu überlappen.
In dem Fall, wenn die zwei Leitungsmuster der Anpas
sungsschaltung in ihrem Hauptteil einander überlappen (siehe
Fig. 12), können solche stabilen Charakteristiken, wie sie
oben beschrieben wurden, nicht erhalten werden. Der zuläs
sige Überlappungsbetrag (der Bereich der überlappten Zonen)
schwankt in Abhängigkeit von den geforderten Konstruktions
angaben, und daher kann der Überlappungsbetrag nicht defi
niert werden, aber es wird bevorzugt, die zwei Leitungs
muster auf solch eine Weise anzuordnen, daß sie sich nicht
um etwa 30% oder mehr überlappen. Das heißt, es wird solch
eine Anordnung bevorzugt, daß der Bereich der Überlappungs
zone so klein wie möglich ist.
Zum Beispiel sind in dem Fall, wenn die Leitungsmuster
der Anpassungsschaltung in den jeweiligen Schichten ein
gerades Muster sind, die Leitungsmuster der Anpassungsschal
tung in den jeweiligen Schichten in solch einer Anordnung
gebildet, daß sich die Positionen der Mittellinien in der
Breitenrichtung der jeweiligen geraden Muster um einen
vorgeschriebenen Abstand oder mehr aus der Sicht der Rich
tung des Anhäufens der Schichten unterscheiden. Generell ist
es jedoch schwierig, daß sich die Anordnungen der Leitungs
muster der Anpassungsschaltung der jeweiligen Schichten
nicht an allen Positionen überlappen, und deshalb können
teilweise überlappte Teile und überquerte Teile vorhanden
sein.
Weiterhin ist es möglich, daß das Muster der Anpas
sungsschaltung von einer Schicht ein gerades Muster ist und
das Muster der Anpassungsschaltung der anderen Schicht ein
schlangenförmiges Muster ist. Das schlangenförmige Muster
bedeutet wenigstens, daß es kein gerades Muster ist und
insgesamt ein hinlänglich gekrümmtes Muster ist, obwohl es
lokal ein gerades Muster enthält. Zum Beispiel enthält das
schlangenförmige Muster ein Sägezahnwellenmuster, ein Sinus
wellenmuster und ein Halbwellengleichrichtungsmuster.
In dem Fall, wenn eines das gerade Muster ist, aber das
andere das schlangenförmige Muster ist, sind mehrere Teile
vorhanden, wo sich die Schichten aus der Sicht der Richtung
des Anhäufens der Schichten überlappen, aber hinsichtlich
der anderen Teile haben die Schichten die Anordnung, wo sie
sich nicht überlappen. Besonders in dem Fall, wenn das
schlangenförmige Muster mit einem symmetrischen Muster wie
etwa einem Sinuswellenmuster gebildet ist, können sie auf
solch eine Weise angeordnet sein, daß die symmetrische
Mittellinie des schlangenförmigen Musters sich von der
Mittellinie in der Breitenrichtung des geraden Musters in
der Richtung des Anhäufens der Schichten unterscheidet.
Des weiteren können beide Leitungsmuster der Anpas
sungsschaltung der zwei Schichten, nämlich der Schicht 3 und
der Schicht 4, das schlangenförmige Muster haben. In diesem
Fall ist es erforderlich, daß die zwei Muster angeordnet
sind, um sich nicht zu überlappen, und Aufmerksamkeit ist
beim Konstruieren beider Muster nötig, wodurch der Bereich
der Überlappungszone der zwei schlangenförmigen Muster aus
der Sicht der Richtung des Anhäufens der Schichten so klein
wie möglich gebildet wird.
Zum Beispiel ist es möglich, die Zyklen der gekrümmten
Linien zu differenzieren, oder alternativ können die Posi
tionen der Schichten der zwei Muster in der Richtung des
Anhäufens der Schichten um einen gewissen Abstand abweichen.
Wenn die Leitungsmuster der Anpassungsschaltung, die
über die zwei Schichten gebildet sind, auf die obige Weise
angeordnet sind, können solche stabilen Filtercharakteristi
ken erhalten werden, die näher an den Frequenzcharakteristi
ken beim Konstruieren des Filters liegen. Die Filtercharak
teristiken werden später beschrieben.
Die Duplexerpackung der Erfindung hat, wie oben be
schrieben, die mehrschichtige Struktur, die fünf Schichten
umfaßt, und ihre äußere Größe kann etwa 5 mm (Breite) × 5 mm
(Tiefe) × 1,3 mm (Höhe) bei einem Duplexer für das 800-MHz-
Band betragen.
Im Falle eines Duplexers für das 1,9-GHz-Band kann die
äußere Größe 3,8 mm (Breite) × 3,8 mm (Tiefe) × 1,3 mm
(Höhe) betragen, und in jedem Fall kann die Größe zwischen
etwa 10 und 35% des herkömmlichen Duplexers liegen.
Fig. 7(a) bis 7(c) sind Diagramme, die ein Beispiel für
Muster der Oberflächen der Schicht 3 (L3) und der Schicht 4
(L4), in denen die Anpassungsschaltung 1 gebildet ist, von
den Schichten der Duplexerpackung der Erfindung zeigen.
Fig. 7(a) ist eine Draufsicht auf die Oberfläche der
Schicht 4 (L4), von oben gesehen, und Fig. 7(b) ist eine
Draufsicht auf die Oberfläche der Schicht 3 (L3) von oben
gesehen.
In Fig. 7(b) ist der rechteckige Teil in dem Mittelteil
ein Hohlraum. In Fig. 7(a) ist ein SAW-Filter in dem recht
eckigen Teil in dem Mittelteil installiert.
In Fig. 7(a) und 7(b) bezeichnet Bezugszeichen 11 ein
Leitungsmuster der Anpassungsschaltung, das durch Durch
gangslöcher verbunden ist.
In Fig. 7(b) bezeichnen Bezugszeichen 11a und 11d Enden
der Anpassungsschaltung, und 12b in Fig. 7(b) und 11b' in
Fig. 7(a) sind durch ein Durchgangsloch miteinander verbun
den, und 11c' in Fig. 7(a) und 11c in Fig. 7(b) sind durch
ein Durchgangsloch miteinander verbunden.
Das Leitungsmuster der Schicht 4 (L4) in Fig. 7(a) ist
ein schlangenförmiges Muster in der Oberflächenrichtung der
Figur, während das Leitungsmuster der Schicht 3 (L3) in
Fig. 7(b) ein gerades Muster in der Oberflächenrichtung der Figur
ist. Die Enden 11a und 11d der Anpassungsschaltung 11 sind
mit einer Antenne über den gemeinsamen Anschluß T0 und den
Außenverbindungsanschluß T1, die auf der hinteren Oberfläche
der Schicht 5 (L5) vorgesehen sind, durch die Seitenkronie
rung der Packung verbunden.
Fig. 7(c) ist eine Querschnittsansicht, die die Duple
xerpackung der Erfindung zeigt, die die Muster der Schicht 3
(L3) und der Schicht 4 (L4) enthält, die in Fig. 7(a) und
7(b) gezeigt sind.
Fig. 7(c) zeigt den Zustand von Überlappungspositionen
der Schichten der Leitungsmuster der Anpassungsschaltung 11,
wobei der Teil des schlangenförmigen Musters der Schicht 4
außerhalb des geraden Musters der Schicht 3 angeordnet ist.
Wenn angenommen wird, daß die Leitungsbreite des gera
den Musters W (≅ 0,1 mm) ist, beträgt der Abstand n zwischen
der Position der Mittellinie des geraden Musters in der
Breitenrichtung und der symmetrischen Mittellinie der
schlangenförmigen Leitung vorzugsweise 2,2 W oder mehr,
d. h., n ≧ 2,2 W.
Fig. 8(a) bis 8(f) sind Draufsichten, die Struktur
muster von jeweiligen Schichten bei einem Beispiel einer
Duplexerpackung der Erfindung zeigen.
Glaskeramik, das eine hohe Dielektrizitätskonstante (ε
= 9,5) hat, wird als Packungsmaterial der jeweiligen Schich
ten verwendet, und eine mehrschichtige Struktur wird einge
setzt, die fünf Schichten umfaßt, d. h., von der Schicht 1
(L1) bis zu der Schicht 5 (L5).
Fig. 8(a) bis 8(e) zeigen Muster auf den Oberflächen
der jeweiligen Schichten, d. h., von der Schicht 1 (L1) bis
zu der Schicht 5 (L5), und Fig. 8(f) zeigt ein Muster auf
der hinteren Oberfläche der Schicht 5 (L5).
In der Schicht 1 (L1), die in Fig. 8(a) gezeigt ist,
ist der rechteckige Teil in der Mitte ein Hohlraum, und ein
GND-Muster ist ringsherum gebildet.
In der Schicht 2 (L2), die in Fig. 8(b) gezeigt ist,
sind Inseln zum Drahtbonden für das Filter F1 und GND-An
schlüsse gebildet, und ein Muster zum Verbinden von diesen
Anschlüssen und von Anschlüssen auf der hinteren Oberfläche
der Schicht 5 (L5), die in Fig. 8(f) gezeigt sind, durch die
Seitenkronierung ist auch gebildet. Der rechteckige Teil in
der Mitte ist ein Hohlraum.
Die Seitenkronierung an der Schicht 2 (L2) wird durch
halbrunde ausgeschnittene Teile ausgedrückt, die auf der
oberen Seite und der unteren Seite der äußeren Peripherie
der Packung gebildet sind und in Fig. 8(b) gezeigt sind.
In der Schicht 3 (L3), die in Fig. 8(c) gezeigt ist,
ist eine Anpassungsschaltung 12 gebildet. Ein Ende 12a der
Anpassungsschaltung 12 ist mit der Bondinsel 12d über ein
Durchgangsmuster verbunden, und 12b ist mit 12b' der Schicht
4 (L4) als untere Schicht über ein Durchgangsloch verbunden.
Die Leitungsbreite des Leitungsmusters der Anpassungsschal
tung 12 beträgt etwa 0,1 mm. Der rechteckige Teil in der
Mitte ist ein Hohlraum.
In der Schicht 4 (L4), die in Fig. 8(d) gezeigt ist,
ist die Anpassungsschaltung 12 gebildet, wobei 12b' das Ende
ist, das mit dem Muster der Anpassungsschaltung 12 der
Schicht 3 (L3) verbunden ist, und 12c das andere Ende der
Anpassungsschaltung 12 ist. Das Ende 12c ist mit dem Bond
anschluß 12e über ein Durchgangsloch verbunden.
Aus Fig. 8(c) und 8(d) geht hervor, daß die Anpassungs
schaltung 12 ein Leitungsmuster ist, das von seinem einen
Ende 12a bis zu seinem anderen Ende 12c eine Länge über die
zwei Schichten hinweg hat.
Das Rechteck in der Mitte der Schicht 4 (L4) ist ein
GND-Muster, und ein SAW-Filter ist auf dem rechteckigen Teil
installiert.
Fig. 8(e) zeigt das Oberflächenmuster der Schicht 5
(L5), in der ein GND-Muster im wesentlichen über ihre ge
samte Oberfläche hinweg gebildet ist. Das GND-Muster ist mit
dem GND-Anschluß der Schicht 2 (L2) durch die Seitenkronie
rung auf der oberen Seite und der unteren Seite der Periphe
rie der Packung verbunden.
Eine Seitenkronierung zum Verbinden der Muster auf der
Oberfläche und der hinteren Oberfläche der Schicht 5 (L5)
ist auf der linken Seite und der rechten Seite der Periphe
rie der Packung gebildet. Die Seitenkronierung, die auf der
rechten Seite in Fig. 8(e) gebildet ist, ist mit dem GND-
Muster verbunden.
Fig. 8(f) zeigt das hintere Oberflächenmuster der
Schicht 5 (L5), worin die Anschlüsse (einschließlich des
GND-, des gemeinsamen Anschlusses T0 und der Außeneingangs-
und -ausgangsanschlüsse T1 und T2) zum Verbinden mit
Elementen außerhalb der Duplexerpackung angeordnet sind.
In Fig. 8(a) bis 8(e) bezeichnen die Bezugszeichen 13a
bis 13e in dem linken unteren Teil der Packung ein Durch
gangsloch zum Positionieren der fünf Schichten. Das Durch
gangsloch ist ein unabhängiges Muster, das nicht mit dem
Duplexermuster verbunden ist. Wenn das Positionieren normal
erreicht wird, sind 13a in der Schicht 1 bis 13e in der
Schicht 5 elektrisch miteinander verbunden.
Bei einem Anhäufungsschritt zum Anhäufen der Schicht 1
(L1) bis zu der Schicht 5 (L5) an einer vorgeschriebenen
Position wird das Durchgangsloch vor dem Hacken der Packung
gebildet, und die Verbindung des Durchgangslochs wird durch
ein Prüfwerkzeug bestätigt. Wenn die Verbindung von der
Schicht 1 bis zu der Schicht 5 nicht bestätigt werden kann,
tritt die positionelle Abweichung auf, und eine Kompensation
der Abweichung kann vor dem Backen nicht ausgeführt werden.
Die Kompensation der Positionen der Schichten kann zum
Beispiel durch Einführen eines Miniaturstiftes in das Durch
gangsloch ausgeführt werden. Da die positionelle Abweichung
bei dem Anhäufungsschritt vor dem Backen kompensiert werden
kann, kann die Qualität der Duplexerpackung verbessert
werden.
Während bei dem obigen Beispiel der Fall beschrieben
wurde, bei dem die Anpassungsschaltung über zwei Schichten
hinweg gebildet ist, kann sie über drei oder mehr Schichten
hinweg gebildet sein.
Die Filtercharakteristiken in dem Fall, wenn ein Duple
xer unter Verwendung der Duplexerpackung hergestellt wird,
werden unten beschrieben. Die Charakteristiken eines Anten
nenduplexers, in dessen mittlerem Teil Filterchips instal
liert sind, werden hierin betrachtet.
Bezüglich der installierten Filterchips ist ein soge
nanntes SAW-Filter des Abzweigtyps vorgesehen, das akusti
sche 1-Port-Oberflächenwellenresonatoren umfaßt, die ab
zweigförmig verbunden sind. Fig. 10 ist ein schematisches
Schaltungsmuster, das den Duplexer unter Verwendung der SAW-
Filter F1 und F2 des Abzweigtyps zeigt.
Das SAW-Filter umfaßt LiTaO3 (Azimut: 42°-Y-Schnitt-X-
Ausbreitung) als Substratmaterial, und eine Legierung, die
hauptsächlich Aluminium umfaßt (wie etwa Al-Cu und Al-Mg),
oder ein mehrschichtiger Film daraus (einer aus Al-Cu/Cu/Al-
Cu, Al/Cu/Al, Al/Mg/Al und Al-Mg/Mg/Al-Mg) wird als Elektro
denmaterial verwendet.
Die Filterchips werden auf der Schicht 4 (L4) der Pac
kung installiert, die in Fig. 8(d) gezeigt ist, und die
Anschlüsse der Schicht 2 (L2) und die vorgeschriebenen
Anschlüsse auf den Filterchips werden mit Al-Si-Drähten
verbunden.
In dem Fall, wenn ein Duplexer für ein 1,9-GHz-Band
hergestellt wird, liegt die Elektrodenperiode des SAW-Reso
nators etwa zwischen 1,95 und 2,18 µm, und die normierte
Filmdicke beträgt etwa 9%.
Die Leitungslänge der Phasenanpassungsschaltung 12 be
trägt etwa 10 mm und ist aus einem geraden und einem schlan
genförmigen Muster, wie es in Fig. 8(c) und 8(d) gezeigt
ist. In dem SAW-Filter für das PCS-System beträgt die Band
breite des Sende- und Empfangsfilters 60 MHz, beträgt der
Verlust etwa 2,0 dB bei dem Sendefilter und etwa 4,0 dB bei
dem Empfangsfilter, und der Sperrdämpfungsbetrag beläuft
sich auf etwa 30 dB bei dem Sendefilter und etwa 40 dB bei
dem Empfangsfilter.
In dem Fall, wenn ein Duplexer für ein 880-MHz-Band
hergestellt wird, liegt die Elektrodenperiode des SAW-Reso
nators etwa zwischen 4,3 und 4,8 µm, und die normierte
Filmdicke beträgt etwa 9%.
Die Leitungslänge der Phasenanpassungsschaltung 12 be
trägt etwa 24 mm und ist aus einem geraden und einem schlan
genförmigen Muster, wie es in Fig. 8(c) und 8(d) gezeigt
ist.
In dem SAW-Filter für das AMPS-System beträgt die Band
breite des Sende- und Empfangsfilters 25 MHz, beträgt der
Verlust etwa 1,2 dB bei dem Sendefilter und etwa 3,0 dB bei
dem Empfangsfilter, und der Sperrdämpfungsbetrag beläuft
sich auf etwa 40 dB bei dem Sendefilter und etwa 50 dB bei
dem Empfangsfilter.
Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Abweichung der Lei
tungsmuster der Phasenanpassungsschaltung bei der Erfindung
zeigt.
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht eines Teils der Du
plexerpackung, in der die Leitungsbreite des Leitungsmusters
21, das auf der Oberfläche der Schicht 3 gebildet ist, w1
beträgt und die Leitungsbreite des Leitungsmusters 22, das
auf der Oberfläche der Schicht 4 gebildet ist, w2 beträgt.
Die Teile auf der linken Seite und der rechten Seite
der beiden Leitungsmuster 21 und 22 (d. h., Teile, die durch
23, 24, 25 und 26 ausgedrückt werden) kennzeichnen "bleeding
amounts" oder Saumbereiche der Leitungsmuster, die nach dem
Backen der Packung gebildet waren. Das Zeichen w0 bezeichnet
den Abstand zwischen den beiden Mustern unter Berücksich
tigung der Saumbeträge (24 und 25). Die Saum- oder Rand
beträge liegen etwa bei 0,1 w1 bei dem Leitungsmuster 21 und
bei etwa 0,1 w2 bei dem Leitungsmuster 22.
Hier wird ein Beispiel mit w1 = w2 = 0,1 mm und w0
1,2 × w1 + 0,1w = 1,3w = 0,13 mm hergestellt.
Während bei diesem Beispiel der Duplexer beschrieben
wurde, der die Anpassungsschaltung hat, die über die zwei
Schichten hinweg gebildet ist, wie in Fig. 8(a) bis 8(f)
gezeigt, wird eine Simulation zum Vergleichen der Charakte
ristiken ausgeführt, wenn die Anpassungsschaltung in einer
Schicht gebildet ist oder über zwei oder drei Schichten
hinweg gebildet ist.
Fig. 15 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der
Anzahl von Schichten, über die die Anpassungsschaltung
gebildet ist, und dem Phasenrotationsbetrag zeigt.
Der Phasenrotationsbetrag bedeutet hierin einen Betrag
in Form eines Rotationswinkels (Grad), der das Ausmaß der
Verbesserung der Anpassung durch Einfügen der Anpassungs
schaltung auf einem Smith-Diagramm zeigt.
Da der bevorzugte Rotationswinkel in Abhängigkeit von
Parametern wie etwa einer Mittenfrequenz des objektiven
Filters schwankt, kann das Ausmaß der Verbesserung nicht nur
mit dem Betrag des Rotationswinkels diskutiert werden, aber
in Fig. 15 sind die Charakteristiken der Anpassung desto
besser, je größer der Rotationsbetrag ist, und sind die
Charakteristiken der Anpassung desto schlechter, je kleiner
der Rotationsbetrag ist.
In Fig. 15 kennzeichnen die weißen Kreise die theoreti
schen Werte in dem Fall, wenn die Anpassungsschaltung aus
einem geraden Muster ist, und die schwarzen Kreise kenn
zeichnen die Meßwerte, wenn der Duplexer hergestellt ist. In
dem Fall, wenn die Anpassungsschaltung über zwei Schichten
hinweg gebildet ist, sind beide Muster ein gerades Muster
und stimmen die Mittelpositionen in ihrer Breitenrichtung
miteinander überein. In dem Fall, wenn die Anpassungsschal
tung in einer Schicht gebildet ist, wird der Rotations
betrag, wenn der Duplexer hergestellt ist, von 180° auf 130°
verringert, und es versteht sich, daß die Anpassung ziemlich
schlecht wird.
In dem Fall, wenn die Anpassungsschaltung über zwei
Schichten hinweg gebildet ist, wird die Anpassung ein biß
chen schlecht, wird aber in dem Fall leicht verbessert, wenn
die Anpassungsschaltung über drei Schichten hinweg gebildet
ist.
Das schwarze Dreieck in Fig. 15, wenn die Anpassungs
schaltung über zwei Schichten hinweg gebildet ist, kenn
zeichnet den Fall, wenn die Formen der zwei Leitungsmuster
eine gerade Form und ein schlangenförmiges Muster haben, und
es ist ersichtlich, daß die Anpassung im Vergleich zu dem
Fall, wenn die beiden Leitungsmuster eine gerade Form haben,
weiter verbessert wird, da der Rotationsbetrag auf etwa 150°
erhöht wird.
Unter Berücksichtigung der obigen Diskussionen ist of
fensichtlich, daß die Charakteristiken des Duplexers in dem
Fall verbessert werden, wenn das Leitungsmuster der Anpas
sungsschaltung über zwei Schichten hinweg mit verschiedenen
Musterformen gebildet wird, gegenüber dem Fall, wenn es in
einer Schicht gebildet ist.
Das weiße Dreieck in Fig. 15, wenn die Anpassungsschal
tung über drei Schichten hinweg gebildet ist, kennzeichnet
den Fall, wenn die Mittelposition des mittleren Leitungs
musters von den drei Leitungsmustern von der Mittelposition
der anderen Leitungsmuster um 200 µm abweicht.
Fig. 14 ist ein Diagramm, das ein Simulationsresultat
des Phasenrotationsbetrages zeigt, wenn die Leitungsmuster
der Anpassungsschaltung über drei Schichten hinweg gebildet
sind und die Mittelposition des mittleren Leitungsmusters
abweicht. Das Zeichen L10 in Fig. 14 bezeichnet den Abwei
chungsbetrag des Leitungsmusters, und L10 = 200 µm.
Der Phasenrotationsbetrag in dem Fall, wenn die drei
Leitungsmuster ausgerichtet sind, beträgt etwa 105°, wie in
Fig. 13 gezeigt, während der Phasenrotationsbetrag in dem
Fall, wenn das mittlere Leitungsmuster abweicht, etwa 121°
beträgt, wie in Fig. 14 gezeigt. Wenn der positionelle
Abweichungsbetrag L10 100 µm ausmacht, beträgt der Phasen
rotationsbetrag etwa 111°.
In dem Fall, wenn die Anpassungsschaltung über drei
Schichten hinweg gebildet ist, wird die Anpassung dann
verbessert, wenn die Mittelposition abweicht, da der Rotati
onsbetrag gegenüber dem Fall, wenn die Mittelpositionen
ausgerichtet sind, leicht erhöht ist.
Fig. 16(a), 16(b) und 17 zeigen ein Smith-Diagramm und
Graphen, die die Vorrichtungsfrequenzcharakteristiken der
Duplexerpackung der Erfindung darstellen, die in Fig. 7(a)
bis 7(c) gezeigt ist. Die Anpassungsschaltung ist über die
zwei Schichten hinweg gebildet, d. h., über die Schicht 3
und die Schicht 4, und eines der Leitungsmuster hat eine
gerade Form, und das andere von ihnen hat ein schlangenför
miges Muster.
In Fig. 16(a) beträgt der Phasenrotationsbetrag etwa
220°.
Fig. 16(b) zeigt die Filtercharakteristiken
(Vorrichtungsfrequenzcharakteristiken) eines Duplexers für
ein 800-MHz-Band, und Fig. 17 zeigt die Filtercharakteristi
ken eines Duplexers für ein 1,9-GHz-Band. In beiden Graphen,
die in Fig. 16(b) und Fig. 17 gezeigt sind, kann eine Ver
besserung im Vergleich zu Fig. 19(b) in dem Punkt festge
stellt werden, wo der Abschwächungsbetrag im Durchlaßband
des Gegenfilters erhöht ist.
Fig. 18 ist ein Smith-Diagramm, das den herkömmlichen
Fall zeigt, wenn eine Anpassungsschaltung in einer Schicht
gebildet ist. Der Phasenrotationsbetrag beträgt in diesem
Fall etwa 180°, mit der Bedeutung, daß die Anpassung
schlecht ist, da der Rotationsbetrag um etwa 40° kleiner als
in Fig. 16(a) ist.
Fig. 19(a) und 19(b) sind ein Smith-Diagramm und ein
Graph von Vorrichtungsfrequenzcharakteristiken (800-MHz-
Band) für den Fall, wenn die Anpassungsschaltung über zwei
Schichten hinweg gebildet ist und die Mittelpositionen in
der Breitenrichtung von ihr untereinander dieselben sind, d. h.,
die Leitungsmuster sind angeordnet, um sich in der
Schichtrichtung zu überlappen.
In dem Smith-Diagramm von Fig. 19(a) beläuft sich der
Phasenrotationsbetrag auf etwa 140° und ist damit um 80°
kleiner als in Fig. 16(a).
Aus dem Vergleich zwischen den Vorrichtungsfrequenzcha
rakteristiken von Fig. 19(b) und Fig. 16(b) geht hervor, daß
der Abschwächungsbetrag in dem Durchlaßband des Gegenfilters
in Fig. 16(b) besser ist.
Der Vergleich zwischen Fig. 16(a) bis 19(b) ergibt, daß
stabile Charakteristiken vielmehr durch eine Duplexerpackung
erhalten werden können, die eine Anpassungsschaltung hat,
die über zwei Schichten hinweg gebildet ist, wobei sich die
Positionen der zwei Leitungsmuster voneinander unterschei
den, wie in Fig. 7(a) bis 7(c) gezeigt, als durch eine
Duplexerpackung, die eine Anpassungsschaltung hat, die in
einer Schicht gebildet ist, und eine Duplexerpackung, die
eine Anpassungsschaltung hat, die über zwei Schichten hinweg
gebildet ist, wobei die Positionen der zwei Leitungsmuster
in der Richtung des Anhäufens der Schichten einander über
lappen.
Die Leitungslänge der Anpassungsschaltung beträgt in
einem Duplexer für ein 800-MHz-Band unbedingt etwa 24 mm,
wodurch eine Größe einer Duplexerpackung von etwa 7 × 5 ×
1,3 mm in dem Fall erforderlich ist, wenn die Anpassungs
schaltung in einer Schicht gebildet ist, während die Größe
etwa 5 × 5 × 1,3 mm in dem Fall betragen kann, wenn die
Anpassungsschaltung über zwei Schichten hinweg gebildet ist,
wie es in Fig. 8(a) bis 8(f) gezeigt ist. Das heißt, die
Größe der Duplexerpackung kann verringert werden.
Eine Seitenkronierung der herkömmlichen Duplexerpackung
ist an der Peripherie der jeweiligen Schichten ab der
Schicht 2 (L2) bis zu der Schicht 5 (L5) gebildet, aber in
der Duplexerpackung der Erfindung ist eine Seitenkronierung,
die keine Beziehung zu dem Muster der Drahtbondschicht
(Schicht 2) hat, an der Schicht 5 gebildet, welches die
Schicht ist, die niedriger als die Schichten (Schicht 3 und
Schicht 4) ist, die die Leitungsmuster der Anpassungsschal
tung haben.
Das heißt, da keine Seitenkronierung an den Schichten
vorhanden ist, die die Leitungsmuster der Anpassungsschal
tung haben, können die Toleranzen bezüglich der Form und
Position der Leitungsmuster der Schicht 3 und der Schicht 4
groß sein, und ferner kann das Kurzschlußproblem bei der
Anhäufung verringert werden.
Da weiterhin das Durchgangsloch (13a bis 13e) eines Mu
sters unabhängig von den anderen Mustern vorgesehen ist, wie
in Fig. 8(a) bis 8(f) gezeigt, kann das Vorhandensein oder
Nichtvorhandensein einer positionellen Abweichung nach dem
Anhäufen aller Schichten, jedoch vor dem Backen, ohne weite
res nachgewiesen werden, und in dem Fall, wenn die positio
nelle Abweichung festgestellt wird, kann vor dem Backen eine
Kompensation der Positionen ausgeführt werden, wodurch die
Qualität verbessert werden kann.
Gemäß der Erfindung kann eine Duplexerpackung vorgese
hen werden, die eine kleine Größe und stabile Filtercharak
teristiken hat.
Claims (8)
1. Duplexervorrichtung mit zwei akustischen Oberflä
chenwellenfiltern, die verschiedene Bandmittenfrequenzen
haben, und einer Phasenanpassungsschaltung zum Anpassen von
Phasen der zwei akustischen Oberflächenwellenfilter, bei der
die Phasenanpassungsschaltung aus einem oder mehreren Lei
tungsmustern gebildet ist und wenigstens eines der Leitungs
muster so gebildet ist, um zwischen einer Vielzahl von
internen Schichten einer mehrschichtigen Packung geteilt zu
sein, und wenigstens die Leitungsmuster, die auf den inter
nen Schichten gebildet sind, die aneinandergrenzen, Muster
formen haben, die sich voneinander unterscheiden.
2. Duplexervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die
Musterform der Phasenanpassungsschaltung, die auf einer der
benachbarten internen Schichten gebildet ist, ein gerades
Muster ist und die Musterform der Phasenanpassungsschaltung,
die auf der anderen der benachbarten internen Schichten
gebildet ist, ein schlangenförmiges Muster ist.
3. Duplexervorrichtung nach Anspruch 2, bei der sich
eine symmetrische Mittellinie des schlangenförmigen Musters
und eine Mittellinie in einer Breitenrichtung des geraden
Musters in einer Überlappungsrichtung der internen Schichten
voneinander unterscheiden.
4. Duplexervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die
Musterformen der Phasenanpassungsschaltungen, die auf den
benachbarten internen Schichten gebildet sind, ein gerades
Leitungsmuster sind und Positionen der geraden Muster in
einer Überlappungsrichtung der internen Schichten sich
voneinander unterscheiden.
5. Duplexervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die
Musterformen der Phasenanpassungsschaltungen, die auf den
benachbarten internen Schichten gebildet sind, ein schlan
genförmiges Muster sind und Positionen der schlangenförmigen
Muster in einer Überlappungsrichtung der internen Schichten
sich voneinander unterscheiden.
6. Duplexervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche
1 bis 5, bei der ein erstes Schaltungsmuster, das auf einer
Oberfläche der obersten Schicht von der Vielzahl von inter
nen Schichten gebildet ist, und ein zweites Schaltungsmu
ster, das auf einer oberen Seite der untersten Schicht von
der Vielzahl von internen Schichten gebildet ist, durch ein
Durchgangsloch verbunden sind, das nicht mit anderen Schal
tungsmustern verbunden ist.
7. Duplexervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, ferner mit einer Bondschicht, die einen Bondanschluß zum
Verbinden mit den akustischen Oberflächenwellenfiltern hat
und über der Schicht vorgesehen ist, auf der die Phasen
anpassungsschaltung gebildet worden ist, und einer untersten
Schicht, die einen Außenverbindungsanschluß hat, bei der der
Bondanschluß und der Außenverbindungsanschluß durch eine
äußere Seitenoberfläche der internen Schichten verbunden
sind, die zwischen der Bondschicht und der untersten Schicht
angeordnet sind.
8. Duplexervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche
1 bis 6, ferner mit einer untersten Schicht, die einen
Außenverbindungsanschluß hat, bei der eine Verbindungs
leitung zum Verbinden mit dem Außenverbindungsanschluß auf
einer äußeren Seitenoberfläche einer Schicht vorgesehen ist,
die unter den Schichten angeordnet ist, auf denen die
Phasenanpassungsschaltung gebildet worden ist.
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