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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenzkomponenten mit
Metallabdeckungen, die an dieselben angebracht sind, und auf Kommunikationsvorrichtungen,
die dieselben enthalten.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Bei
einer herkömmlichen
Hochfrequenzkomponente wie z. B. einem spannungsgesteuerten Oszillator
(VCO) und einem PLL-Modul,
das in einem Mobiltelephon und dergleichen verwendet wird, sind verschiedene
Arten von Chipkomponenten auf einem Substrat mit einer Elektrodenstruktur,
die auf demselben gebildet ist, befestigt. Zusätzlich ist eine Metallabdeckung
an dem Substrat angebracht, um die Oberseite des Substrats einschließlich der
Chipkomponenten abzudecken.
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Jede
der 7A und 7B zeigt den Aufbau einer
derartigen herkömmlichen
Hochfrequenzkomponente. 7A zeigt
eine perspektivische Ansicht der Hochfrequenzkomponente und 7B zeigt eine Querschnittsansicht
derselben. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein
Keramiksubstrat, auf dem verschiedene Arten von Chipkomponenten einschließlich einer
Chipspule 3 befestigt sind. Eine Metallabdeckung 2 ist über die
Oberseite des Substrats 1 aufgesetzt, um die Oberseite
des Substrats 1 abzudecken, auf dem die Chipkomponenten
befestigt sind.
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Bei
der herkömmlichen
Hochfrequenzkomponente, bei der die Oberseite des Substrats 1,
das die Chipkomponenten auf demselben befestigt aufweist, mit der
Metallabdeckung 2 abgedeckt ist, kommt die Metallabdeckung 2 nahe
an die auf dem Substrat befestigten Komponenten heran, insbesondere
kommt sie nahe an die Chipspule 3 heran. Dies führt dazu,
daß die
Induktivität
der Chipspule wahrscheinlich abnimmt. Hinzu kommt, daß die Induktivität der Chipspule 3 schwankt,
wenn sich eine Position zum Anbringen der Metallabdeckung 2 an
das Substrat 1 aufgrund einer positionellen Ungenauigkeit
bezüglich
eines Befestigens der Chipspule 3 an dem Substrat 1 und
einer Abmessungsungenauigkeit der Metallabdeckung 2 ändert.
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Dies
führt dazu,
daß die
obigen Probleme die Charakteristika der Hochfrequenzkomponente wie
z. B. eines VCO und eines PLL-Moduls beeinflussen. Die Charakteristika
derselben weichen von einem vorbestimmten charakteristischen Bereich
ab, wodurch ein gutes Produktverhältnis verschlechtert wird.
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Die
US-A-5,039,974 beschreibt eine schützende Abdeckung für eine drehbar-einstellbare
elektrische Komponente, die eine gedruckte Platine mit einem auf
derselben befestigten Chip, ein Gehäuse, das die Oberseite der
gedruckten Platine abdeckt, und ein Loch aufweist, das in einem
Abschnitt des Gehäuses
in der Nähe
des Chips gebildet ist.
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Die
US-A-5,783,978 offenbart einen Bandsperrfilter, der einen dielektrischen
Resonator aufweist. Der dielektrische Resonator weist eine dielektrische
Basis auf, die aus einem dielektrischen Material hergestellt ist.
Ein hindurchgehendes Loch erstreckt sich in einer Längsrichtung
der dielektrischen Basis von einem Mittelpunkt eines Seitenendes
der dielektrischen Basis zu einem Mittelpunkt des anderen Seitenendes.
Eine äußere leitfähige Schicht
ist auf vier Außenseitenoberflächen der
dielektrischen Basis angeordnet. Eine innere leitfähige Schicht
ist auf einer Innenseitenoberfläche
der dielektrischen Basis angeordnet.
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Die
US-A-4,707,722 beschreibt ein Lasermarkierungsverfahren und eine
Ablationsschicht zur Verwendung bei derselben. Eine Stahlabdeckung wird
gereinigt und gespült.
Eine Nickelschicht wird auf die Stahloberfläche aufgebracht. Die Nickelschicht
wird mittels eines Säurebads
in eine Form umgewandelt, die für
Laserenergie hoch absorbierend ist. Die Nickelschicht wird mit einer
Lasermarkierungsvorrichtung markiert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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In
Anbetracht des vorangegangenen ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Hochfrequenzkomponente zu schaffen, die in der Lage
ist, Veränderungen
der Induktivität
einer Chipspule, die auf einem Substrat befestigt ist, zu unterdrücken, um stabile
Charakteristika zu erhalten. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung,
eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen, die die Hochfrequenzkomponente enthält.
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Diese
Aufgaben werden durch eine Hochfrequenzkomponente gemäß Anspruch
1 und eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 3 gelöst.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist eine Hochfrequenzkomponente vorgesehen,
die ein Substrat, Hochfrequenzschaltungskomponenten einschließlich einer
auf dem Substrat befestigten Chipspule, eine Metallabdeckung zum
Abdecken der Oberseite des Substrats und ein Loch, das in einem Abschnitt
der Metallabdeckung in der Nähe
der Chipspule gebildet ist, umfaßt, wobei der Durchmesser oder
die Breiten des Lochs größer sind
als der Durchmesser oder die Breiten der Chipspule und gleich einer
oder geringer als eine Länge
hergestellt sind, die 1/4 einer Wellenlänge einer verwendeten Frequenz entspricht.
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Bei
dieser Anordnung besteht im wesentlichen ein großer Abstand zwischen der Chipspule
und der Metallabdeckung, so daß eine
Kopplung zwischen der Chipspule und der Metallabdeckung geschwächt ist.
Dies kann Einflüsse,
die auftreten, wenn die Metallabdeckung nahe bei der Chipspule positioniert
ist, reduzieren. Hinzu kommt, daß diese Anordnung auch Veränderungen
der Induktanz der Chipspule, die in Zusammenhang mit Veränderungen
des Abstands zwischen der Chipspule und der Metallabdeckung stehen,
reduzieren kann.
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Bei
dieser Anordnung können
die Strahlung und das Einfallen von elektromagnetischen Wellen von
Frequenzbändern,
die gleich oder höher
sind als das verwendete Frequenzband, ausreichend unterdrückt werden.
Dies führt
dazu, daß der
Abschirmeffekt der Metallabdeckung aufrecht erhalten werden kann.
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Hinzu
kommt, daß bei
dieser Hochfrequenzkomponente eine Innenoberfläche der Metallabdeckung lötplattiert
und eine Außenoberfläche derselben
nickelplattiert sein kann.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kommunikationsvorrichtung vorgesehen,
die die Hochfrequenzkomponente mit dem obigen Aufbau enthält. Zum
Beispiel wird die Hochfrequenzkomponente als Oszillator oder Filter, der
für Hochfrequenzsignale
verwendet wird, angewendet.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1A zeigen eine perspektivische
Ansicht und eine und 1B Querschnittsansicht
einer Hochfrequenzkomponente gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vor liegenden Erfindung;
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2A zeigen Draufsichten der
Hochfrequenzkomponente; und 2B
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3 zeigt ein Schaltungsdiagramm
des Hauptteils der Hochfrequenzkomponente;
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4 zeigt eine Draufsicht
einer Hochfrequenzkomponente gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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5 zeigt eine Teilquerschnittsansicht
einer Hochfrequenzkomponente gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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6 zeigt ein Blockdiagramm
einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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7A zeigen eine perspektivische
Ansicht und eine und 7B Querschnittsansicht
zum Zweck einer Darstellung des Aufbaus einer herkömmlichen Hochfrequenzkomponente.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Es
wird eine Beschreibung des Aufbaus eines PLL-Moduls als Hochfrequenzkomponente
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1A und 1B bis 3 gegeben.
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1A zeigt eine perspektivische
Ansicht des PLL-Moduls, und 1B zeigt
eine Querschnittsansicht desselben. Bei diesem PLL-Modul ist auf
einer oberen Oberfläche
eines Keramiksubstrats 1 eine Elektrodenstruktur gebildet,
und vorbestimmte Chipkomponenten einschließlich einer Chipspule 3 sind
auf demselben befestigt. In einem Teil einer Metallabdeckung 2 ist
ein Loch 4 nahe bei der Chipspule 3 gebildet.
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2A zeigt eine Draufsicht
des PLL-Moduls, und 2B zeigt
eine teilweise vergrößerte Ansicht
desselben. Die Breiten w1 und w2 des Lochs 4 sind größer als
die Breiten der Chipspule 3 hergestellt und sind festgelegt,
um gleich einer oder geringer als eine Länge zu sein, die 1/4 einer
Wellenlänge einer
verwendeten Frequenz entspricht.
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In
diesen Figuren sind die Breiten der Chipspule 3 auf 1,0
mm × 0,5
mm festgelegt. Die Breite w1 ist größer als 1,0 mm, und die Breite
w2 ist größer als
0,5 mm. Hinzu kommt, daß sowohl
w1 als auch w2 geringer als eine Länge von 31 mm hergestellt sind,
die 1/4 einer Wellenlänge
einer verwendeten Frequenz von 2,4 GHZ entspricht.
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3 zeigt ein Schaltungsdiagramm
des Hauptteils des obigen PLL-Moduls. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet
eine Hochfrequenz-Integrierte-Schaltung (IC). Eine Verstärkerschaltung,
die in der Hochfrequenz-IC enthalten ist, und eine Resonanzschaltung,
die aus einem Chip-Induktor L1, einem Chip-Kondensator C2 und einer
Varaktordiode VD zusammengesetzt ist, bilden eine spannungsgesteuerte
Oszillationsschaltung (VCO). Das Ausgangsende des Schleifenfilters 12 ist
mit der Kathode einer Varaktordiode VD verbunden. Das Ausgangsende
einer Modulationsschaltung, die in der Hochfrequenz-IC 11 enthalten
ist, ist über
einen Widerstandsspannungsteiler 13, der eine Spannung
durch einen Widerstand teilt, mit der Anode der Varaktordiode VD
verbunden. Hinzu kommt, daß eine
Spannung einer Leistungsversorgungsschaltung, die in der Hochfrequenz-IC 11 enthalten
ist, über
einen Kondensator C1, einen Widerstand R1 und eine Drosselspule
L2 mit dem Chip-Induktor L1 verbunden ist. Mit dieser Anordnung
wird der Verstärkerschaltung
eine Leistungsversorgungsspannung zugeführt.
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Die
obige PLL-Schaltung führt
einen Phasenvergleich zwischen einem Referenzfrequenzsignal, das
von außen
zugeführt
wird, und einem Oszillationssignal der Oszillationsschaltung durch
und sendet über
den Schleifenfilter 12 ein Phasenfehlersignal zu der Varaktordiode
VD. Mit dieser Anordnung wird die Kapazität der Varaktordiode VD verändert, so daß die Oszillationsfrequenz
gesteuert wird. Des weiteren steuert die Modulationsschaltung eine Spannung,
die an der Varaktordiode VD angelegt ist, um die Oszillationsfrequenz
zu modulieren.
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Die
Bezugszeichen 11, L1, C2 und das Bezugszeichen VD, das
in den 2A und 2B gezeigt ist, entsprechen
der Hochfrequenz-IC 11, dem Chip-Induktor L1, dem Chip-Kondensator
C2, der Varaktordiode VD, die in 3 gezeigt
sind.
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Wie
hier gezeigt ist, ist das Loch 4 der Metallabdeckung 2 nahe
bei der Chipspule 3 (L1) positioniert. Diese Anordnung
kann eine elektromagnetische Kopplung zwischen der Chipspule 3 und
der Metallabdeckung 2 unterdrücken. Somit tritt nur eine leichte
Veränderung
der Induktivität
der Chipspule 3 vor und nach dem Abdecken mit der Metallabdeckung 2 auf.
Dies führt
dazu, daß es
vor dem Abdecken des Oberseitenteils des Substrats 1 mit
der Metallabdeckung 2 lediglich notwendig ist, die Charakteristika
des PLL-Moduls zu messen und einzustellen. Hinzu kommt, daß sich die
Charakteristika des PLL-Moduls selbst nach dem Abdecken mit der
Metallabdeckung 2 nicht ändern.
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Des
weiteren sind die Breiten des Lochs 4, das in der Metallabdeckung 2 gebildet
ist, größer als die
Chipspule 3. Selbst wenn eine geringe Abweichung zwischen
der Position der Chipspule 3 und der Position des Lochs 4 der
Metallabdeckung 2 auftritt, ändert sich somit die Induktivität der Chipspule 3 kaum,
wenn die Metallabdeckung 2 der Chipspule nahekommt. Ungeachtet
der Abmessungsgenauigkeit einer Position zum Befestigen der Chipspule 3 auf
dem Substrat 1, der Genauigkeit des Aufsetzens der Metallabdeckung 2 über das
Substrat 1 und der Abmessungsgenauigkeit der Metallabdeckung 2 zeigt
die Induktivität
der Chipspule 3 somit einen vorbestimmten Wert, so daß das PLL-Modul
stabile Charakteristika aufweisen kann.
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Des
weiteren sind die Breiten des Loches 4, das in der Metallabdeckung 2 gebildet
ist, gleich einer oder geringer als eine Länge hergestellt, die 1/4 einer Wellenlänge der
verwendeten Frequenz entspricht. Somit kann die unnötige Strahlung
von elektromagnetischen Wellen in dem verwendeten Frequenzband und
einem höheren
Frequenzband nach außen
und der Einfall derselben von außen nach innen unterdrückt werden.
Dies führt
dazu, daß der
Abschirmeffekt der Metallabdeckung 2 aufrecht erhalten
werden kann.
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4 zeigt eine Hochfrequenzkomponente gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 4 zeigt
die Draufsicht der Hochfrequenzkomponente. Wie aus einem Vergleich
mit dem in den 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiel klar
ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel
die Chipspulen 3A und 3B nah zueinander auf einem
Substrat positioniert. Eine Metallabdeckung 2 weist ein Loch 4 auf,
das durch die beiden Chipspulen 3a und 3b geteilt
wird. Mit dieser Anordnung kann, in ähnlicher Weise, eine Kopplung
zwischen der Metallabdeckung 2 und den Chipspulen 3a und 3b unterdrückt werden.
Dies führt
dazu, daß die
gleichen Vorteile wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden
können.
Hinzu kommt, daß bei
diesem Ausführungsbeispiel
die Metallabdeckung 2 ohne weiteres hergestellt werden
kann, da das einzelne Loch 4 nur in der Metallabdeckung 2 gebildet
ist.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
weist das Loch 4 eine rechteckige Form auf. Das Loch 4 kann jedoch
ein rundes Loch mit einem Durchmesser sein, der größer als
die Breiten der Chipspule 3 und geringer als eine Länge ist,
die ¼ einer
Wellenlänge
einer verwendeten Frequenz entspricht.
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Als
nächstes
zeigt 5 einen Teilquerschnitt
einer Hochfrequenzkomponente gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Innenoberfläche A einer
Metallabdeckung 2 lötplattiert
und eine Außenoberfläche B derselben
nickelplattiert.
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Eine
derartige Metallabdeckung wird wie folgt gebildet. Das heißt, daß eine Metallplatte
bereitgestellt wird, wobei eine Oberfläche der Metallplatte nickelplattiert
und die andere Oberfläche
derselben lötplattiert
ist. Danach wird die Metallplatte ausgestanzt oder komprimiert,
um eine Abdeckung zu bilden.
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Wenn
die Metallabdeckung 2 an der Oberseite des Substrats 1 angebracht
wird, werden die Innenoberflächen
von Randabschnitten der Metallabdeckung 2 mit einer Elektrodenanschlußfläche 5 auf dem
Substrat verlötet.
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Wie
oben erwähnt
kann, wenn die Innenoberfläche
der Metallabdeckung 2 lötplattiert
ist, die Benetzbarkeit der gelöteten
Oberfläche
genügend zufriedenstellend
sein, um die Festigkeit zum Anbringen der Metallabdeckung 2 an
dem Substrat 1 ohne weiteres aufrecht zu erhalten. Hinzu
kommt, daß die Metallabdeckung 2,
da die Außenoberfläche der
Metallabdeckung 2 nickelplattiert ist, heller wird und auch
eine Lasermarkierung durchgeführt
werden kann.
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Als
nächstes
wird eine Beschreibung des Aufbaus einer Kommunikationsvorrichtung
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 gegeben. In dieser Figur bezeichnet
das Bezugszeichen ANT eine Übertragungs-/Empfangsantenne,
das Bezugszeichen DPX einen Duplexer, bezeichnen die Bezugszeichen
BPFa, BPFb und BPFc Bandpaßfilter und
die Bezugszeichen AMPa und AMPb Verstärkerschaltungen. Die Bezugszeichen
MIXa und MIXb bezeichnen Mischer, das Bezugszeichen OSC bezeichnet
einen Oszillator und das Bezugszeichen DIV einen Frequenzteiler
(Synthesizer). Das Bezugszeichen VCO bezeichnet einen spannungsgesteuerten Oszillator,
der eine Oszillationsfrequenz mit einem Signal gemäß einem übertragenen
Signal (übertragene
Daten) moduliert.
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Der
MIXa moduliert ein Frequenzsignal, das von dem DIV ausgegeben wurde,
mit einem Modulationssignal. Der BPFa läßt nur Signale eines übertragenen
Frequenzbandes durch, und die AMPa führt eine Leistungsverstärkung der
Signale durch, um von der ANT über
den DPX zu übertragen.
Der BPFb läßt nur Signale
eines empfangenen Frequenzbandes unter Signalen, die von dem DPX
ausgegeben wurden, durch, und der AMPb verstärkt die Signale. Der MIXb mischt
ein Frequenzsignal, das von dem BPFc ausgegeben wurde, und ein empfangenes
Signal, um ein Zwischenfrequenzsignal IF auszugeben.
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Die
in den 1A und 1B bis 5 gezeigten Hochfrequenzkomponenten werden
als Hochfrequenzkomponente, die eine Chipspule verwendet, verwendet,
wie z. B. der VCO und die in 6 dargestellten
Filter. Dies führt
dazu, daß eine
Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt werden kann, die die Hochfrequenzkomponente
mit stabilen Charakteristika enthält.
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Wie
oben beschrieben, ist es gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung unwahrscheinlich, daß die Chipspule
durch die nahe bei der Chipspule positionierte Metallabdeckung beeinflußt wird.
Somit kann die Chipspule als ein Bauelement mit einer geeigneten
Induktivität
verwendet werden. Des weiteren werden Veränderungen der Induktivität der Chipspule
bezüglich
Veränderungen
des Abstands zwischen der Chipspule und der Metallabdeckung reduziert.
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Hinzu
kommt, daß die
Strahlung und der Einfall von elektromagnetischen Wellen in einem
Frequenzband gleich einem oder höher
als ein verwendetes Frequenzband durch das in der Metallabdeckung
gebildete Loch hindurch ausreichend unterdrückt werden können. Dies
führt dazu,
daß stabile Operationen
durchgeführt
werden können.
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Hinzu
kommt, daß die
Festigkeit zum Anbringen der Metallabdeckung an der Elektrodenanschlußfläche auf
dem Substrat ausreichend erhöht werden
kann. Des weiteren kann das Erscheinungsbild der Hochfrequenzkomponente
verbessert werden. Zusätzlich
kann, mit Hilfe der Lasermarkierung, die Produktnummer und dergleichen
ohne weiteres auf der Metallabdeckung eingetragen werden.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung, wird die Hochfrequenzkomponente, die vorbestimmte
Charakteristika aufweist und auf eine stabile Weise wirksam ist,
verwendet, um den Hochfrequenzschaltungsabschnitt einschließlich des
Filters, des Oszillators und dergleichen zu bilden, der für Hochfrequenzsignale
angewendet wird. Somit kann die Kommunikationsvorrichtung mit vorbestimmten
Kommunikationsfähigkeiten
ohne weiteres gebildet werden.