JP4122252B2 - High frequency switch module - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波分野における携帯用移動無線機、自動車電話等の移動無線通信機に使用され得る高周波スイッチモジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の高周波スイッチモジュールの一例としてGaAsスイッチ素子を用いたものがあり、図5にはデュアルバンド用フロントエンドモジュールの回路構成が示され、アンテナANTと、GSMとDCSとの分岐又は結合を行う分波器DIPと、GSM用伝送回路に組込まれ、GSMの送信信号と受信信号とを切換えるGaAsスイッチ素子SW1と、DCS用伝送回路に組込まれ、DCSの送信信号と受信信号とを切換えるGaAsスイッチ素子SW2とを有している。分波器DIPは、基本的にはインダクタ素子とコンデンサから成っている。そして例えばGSM用GaAsスイッチ素子SW1は送信時にはアンテナ側端子とGSM用の送信回路側Txとを接続し、受信時にはアンテナ側端子とGSM用の受信回路側Rxとを接続する。(非特許文献1参照)。
【0003】
通常、GaAsスイッチは、多層基板上に搭載され、ダイプレクサやローパスフィルターなどは多層基板内に内層されている。多層基板の表面には、GaAsスイッチ素子の端子の接続されるパッドが設けられ、該パッドは、多層基板内の配線(すなわち引き回し線路)を介して多層基板の側面もしくは裏面に形成された外部回路接続端子に接続されている。
【0004】
【非特許文献1】
雑誌IEEE Radio Frequency Integrated Circuits System Vol. 2001 PP213〜216
【0005】
多層基板はPCBに実装されるため、多層基板の側面もしくは裏面に形成される外部回路接続端子の位置又は部位は、実装されるPCBの端子配置によって決定される。ところで、この種の部品は、一般的に専門の製造メーカーから供給され、製造コストや設計の観点から製造メーカー独自の規格で製造されているのが実状である。すなわち、パッドのそれぞれの端子と多層基板の側面もしくは裏面に形成される外部回路接続端子とはしばしば位置的に対応していない。そのためパッドのそれぞれの端子と外部回路接続端子とは配線を用いて接続されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図6に示すように例えば外部回路接続端子900HzRxと、この外部回路接続端子に接続すべきGaAsスイッチ搭載用パッドの端子900HzRxの位置が離れている場合には、これら端子間を最短距離で接続すると、GaAsスイッチ素子の下側に配線が位置することになり、そのため相互干渉が起こったり、浮遊容量が発生するなど、電気的特性に影響を及ぼすという問題があった。そのため、GaAsスイッチ素子搭載型高周波スイッチモジュールでは、GaAsスイッチ素子の端子または、GaAsスイッチ素子搭載用パッドと高周波スイッチモジュールの外部回路接続端子との配置によってはGaAsスイッチ素子の下側に配線が位置しないように、更には、多層基板に内層されている別の回路素子との干渉(カップリング)を避けるように、多層基板内で長い引き回し配線Wが必要とされる。しかし、このような長い引き回しの配線は、伝送損失を大きくすることになる。
【0007】
そこで、本発明は、上記の問題点を解決して、電気的特性に影響せずにしかも伝送損失の増大を避けることができる高周波スイッチモジュールを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による高周波スイッチモジュールは、
多層基板と、
多層基板の側面もしくは裏面に形成された外部回路接続端子と、
多層基板の表面に形成されたGaAsスイッチ素子搭載用パッドと、
多層基板上に前記GaAsスイッチ素子搭載用パッドを介して搭載されるGaAsスイッチ素子と、
多層基板内に形成され、前記GaAsスイッチ素子以外の別の回路素子と、
多層基板内の上下に離間した位置に形成された少なくとも2つの接地電極と、
多層基板内の上下に離間して位置する前記接地電極に挟まれた多層基板の領域に形成され、前記GaAsスイッチ素子搭載用パッドと前記外部回路接続端子とを電気的に接続する配線と、
を有し、
前記接地電極で挟まれた前記領域以外の多層基板内に、前記別の回路素子を配置したこと
を特徴としている。
【0009】
好ましくは、GaAsスイッチ素子搭載用パッドと外部回路接続端子とを電気的に最短距離で接続する配線と、その上下に位置する接地電極とは少なくとも30μm以上離間され得る。
【0010】
さらに好ましくは、前記別の回路素子は、送信信号が通過するローパスフィルターであり得る。
【0011】
さらに好ましくは、前記別の回路素子は、受信信号又は送信信号が通過する分波回路であり得る。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1には、本発明の一実施の形態による高周波スイッチモジュールを概略的に示す。図示高周波スイッチモジュールは複数の誘電体基板1、2、3、4、5、6で構成される多層基板7に形成されている。最上方の誘電体基板6上にはGaAsスイッチ素子搭載用パッド8が形成され、このGaAsスイッチ素子搭載用パッド8にはGaAsスイッチ素子9の各端子が電気的に接続され、GaAsスイッチ素子9が搭載されている。
【0013】
ここで、高周波スイッチモジュールにおけるGaAsスイッチ素子を用いてデュアルバンド用として構成されるスイッチ回路の構成の一例について説明すると、図2に示すように、アンテナANTと、EGSMとDCSとの分岐又は結合を行う分波器DIPと、多層基板のアンテナ端子ANTとEGSM用の送信回路端子Tx1(EGSM)及び受信回路端子Rx1(EGSM)とDCS用の送信回路端子Tx2(DCS)と受信回路端子Rx2(DCS)に接続されたGaAsスイッチ素子部9とを有している。GaAsスイッチ素子部は、EGSM用伝送回路に組込まれ、EGSMの送信信号と受信信号とを切換えるGaAsスイッチ素子部9Aと、DCS用伝送回路に組込まれ、DCSの送信信号と受信信号とを切換えるGaAsスイッチ素子部9Bとを備えている。分波器DIPは、基本的にはインダクタ素子とコンデンサから成っている。GaAsスイッチ素子部9A、9Bは、単極双投型(SPDT)のGaAsスイッチ素子として構成されている。
【0014】
EGSM用GaAsスイッチ素子部9Aは、多層基板のアンテナ端子ANTとEGSM用の送信回路端子Tx1(EGSM)と受信回路端子Rx1(EGSM)に接続され、送信時にはアンテナ側端子とEGSM用の送信回路端子Tx1(EGSM)とを接続し、受信時にはアンテナ側端子とEGSM用の受信回路端子Rx1(EGSM)とを接続するように構成されている。DCS用GaAsスイッチ素子部9Bは、多層基板のアンテナ端子ANTとDCS用の送信回路端子Tx2(DCS)と受信回路端子Rx2(DCS)に接続され、送信時にはアンテナ側端子とDCS用の送信回路端子Tx2(DCS)とを接続し、受信時にはアンテナ側端子とDCS用の受信回路端子Rx2(DCS)とを接続するように構成されている。
【0015】
GaAsスイッチ素子部9Aの第1端子9aは多層基板のEGSM用の受信回路端子Rx1(EGSM)に接続され、第2端子9bはローパスフィルターLPF1を介して多層基板の送信回路端子Tx1(EGSM)に接続され、またGaAsスイッチ素子部9Aの共通端子9cは分波器DIPを介して多層基板のアンテナ端子ANTに接続されている。またGaAsスイッチ素子部9Aには駆動電力供給端子T1、T2が接続されている。同様に、GaAsスイッチ素子9Bの第1端子9dは多層基板のDCS用の受信回路端子Rx2(DCS)に接続され、第2端子9eはローパスフィルターLPF2を介して多層基板の送信回路端子Tx2(DCS)に接続され、またGaAsスイッチ素子部9Bの共通端子9fは分波器DIPを介して多層基板のアンテナ端子ANTに接続されている。またGaAsスイッチ素子部9Bには動作制御端子T3、T4が接続されている。
【0016】
GaAsスイッチ素子9には、図3に示すように、多層基板のEGSM用の受信回路端子Rx1(EGSM)に接続される端子9a、ローパスフィルターLPF1を介して多層基板の送信回路端子Tx1(EGSM)に接続される端子9b、分波器DIPを介して多層基板のアンテナ端子ANTに接続される端子9c、多層基板のDCS用の受信回路端子Rx2(DCS)に接続される端子9d、ローパスフィルターLPF2を介して多層基板の送信回路端子Tx2(DCS)に接続される端子9e、分波器DIPを介して多層基板のアンテナ端子ANTに接続される端子9f、駆動電力供給端子T1、T2、及び動作制御端子T3、T4のパッドが形成されている。
【0017】
多層基板7内には、図1に示すように、GaAsスイッチ素子搭載用パッド8と多層基板7の側面に形成された外部回路接続端子(図示していない)の対応した端子同士を電気的に接続する配線11が配列され、この配線11を上下に挟んで接地電極12、13が配列されている。すなわち、接地電極12、13とで挟まれた領域に配線11が配置されている。またこの配線11は図4に示すように、GaAsスイッチ素子搭載用パッド8と多層基板7の側面に形成された外部回路接続端子(図示していない)の対応した端子同士を実質的に直線で結ぶすなわち最短距離となるように配列されている。そして配線11と上下に配置された接地電極12、13の各々との間隔は少なくとも30μm以上となるように構成されている。また、14、15、16、17、18、19はそれぞれ高周波スイッチモジュールの回路構成におけるその他の回路素子の電極パターンを略示している。
【0018】
図1から認められるように、接地電極12、13とで挟まれた領域には配線11のみが設けられ、その他の回路素子の電極パターン14、15、16、17、18、19すなわちはローパスフィルター又は分波回路を構成するその他の回路素子の電極パターンは接地電極12、13で挟まれた領域以外の多層基板内に設けられている。
【0019】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明による高周波スイッチモジュールにおいては、多層基板と、多層基板の側面もしくは裏面に形成された外部回路接続端子と、多層基板の表面に形成されたGaAsスイッチ素子搭載用パッドと、多層基板上に前記GaAsスイッチ素子搭載用パッドを介して搭載されるGaAsスイッチ素子と、多層基板内に形成され、前記GaAsスイッチ素子以外の別の回路素子と、多層基板内に形成され、前記GaAsスイッチ素子搭載用パッドと前記外部回路接続端子とを電気的に接続する配線と、多層基板内に形成された少なくとも2つの接地電極とを有し、少なくとも2つの接地電極によって挟まれた領域に、配線を配置し、接地電極で挟まれた領域以外の多層基板内に、別の回路素子を配置して構成しているので、配線と別の回路素子との上下方向での干渉が避けられ、また、GaAsスイッチ素子搭載用パッドと外部回路接続端子との間を最短距離で電気的に接続することが可能となることから、伝送損失を低減させることができるようになる。
【0020】
また配線の上下のみに接地電極を配置しているので、すなわち、接地電極で挟まれた領域には、配線のみを配置しているので、接地電極以外の多層基板内に別の回路パターンを配置することができることが可能となり、別の回路素子との干渉が少なく高周波スイッチモジュールのサイズを縮小することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による高周波スイッチモジュールの概略縦断面図。
【図2】本発明の高周波スイッチモジュールの回路構成を示す概略ブロック図。
【図3】図2に示す高周波スイッチモジュールに用いられたGaAsスイッチ素子の接続端子構成を示す概略平面図。
【図4】本発明の高周波スイッチモジュールにおける配線の配列を例示する概略上面図。
【図5】従来の高周波スイッチモジュールの回路構成の一例を示すブロック図。
【図6】従来の高周波スイッチモジュールを概略平面図。
【符号の説明】
1、2、3、4、5、6 :誘電体基板
7 :多層基板
8 :GaAsスイッチ素子搭載用パッド
9 :GaAsスイッチ素子
11 :電気的接続配線
12、13 :接地電極
14、15、16、17、18、19:他の回路パターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency switch module that can be used in portable radios such as portable radios and automobile phones in the microwave field.
[0002]
[Prior art]
As an example of this type of high frequency switch module, there is one using a GaAs switch element. FIG. 5 shows a circuit configuration of a dual-band front end module, and the antenna ANT, GSM and DCS are branched or coupled. A demultiplexer DIP, a GaAs switch element SW1 incorporated in a GSM transmission circuit for switching between a GSM transmission signal and a reception signal, and a GaAs switch incorporated in a DCS transmission circuit for switching between a DCS transmission signal and a reception signal. It has element SW2. The duplexer DIP basically includes an inductor element and a capacitor. For example, the GSM GaAs switch element SW1 connects the antenna side terminal and the GSM transmission circuit side Tx during transmission, and connects the antenna side terminal and the GSM reception circuit side Rx during reception. (Refer nonpatent literature 1).
[0003]
Usually, a GaAs switch is mounted on a multilayer substrate, and a diplexer, a low-pass filter, and the like are layered in the multilayer substrate. A pad to which the terminal of the GaAs switch element is connected is provided on the surface of the multilayer substrate, and the pad is an external circuit formed on the side surface or the back surface of the multilayer substrate via a wiring (that is, a routing line) in the multilayer substrate. Connected to the connection terminal.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
Magazine IEEE Radio Frequency Integrated Circuits System Vol. 2001 PP213〜216
[0005]
Since the multilayer substrate is mounted on the PCB, the position or location of the external circuit connection terminals formed on the side surface or the back surface of the multilayer substrate is determined by the terminal arrangement of the mounted PCB. By the way, this type of component is generally supplied from a specialized manufacturer and is actually manufactured according to the manufacturer's own standard from the viewpoint of manufacturing cost and design. That is, each terminal of the pad and the external circuit connection terminal formed on the side surface or the back surface of the multilayer substrate often do not correspond in position. Therefore, each terminal of the pad and the external circuit connection terminal are connected using wiring.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 6, for example, when the positions of the external circuit connection terminal 900 HzRx and the terminal 900 HzRx of the GaAs switch mounting pad to be connected to the external circuit connection terminal are separated from each other, these terminals are separated by the shortest distance. When connected, the wiring is located below the GaAs switch element, which causes problems such as mutual interference and stray capacitance, which affects the electrical characteristics. Therefore, in the GaAs switch element-mounted high-frequency switch module, the wiring is not located below the GaAs switch element depending on the arrangement of the GaAs switch element terminal or the GaAs switch element mounting pad and the external circuit connection terminal of the high-frequency switch module. As described above, further, a long wiring W is required in the multilayer substrate so as to avoid interference (coupling) with another circuit element that is layered on the multilayer substrate. However, such a long wiring leads to a large transmission loss.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a high-frequency switch module that solves the above-described problems and that can avoid an increase in transmission loss without affecting the electrical characteristics.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a high-frequency switch module according to the present invention provides:
A multilayer substrate;
An external circuit connection terminal formed on the side surface or the back surface of the multilayer substrate;
A GaAs switch element mounting pad formed on the surface of the multilayer substrate;
A GaAs switch element mounted on the multilayer substrate via the GaAs switch element mounting pad;
Another circuit element other than the GaAs switch element formed in the multilayer substrate;
At least two ground electrodes formed in positions spaced apart from each other in the multilayer substrate;
Formed in a region of the multilayer substrate sandwiched between the ground electrodes that are spaced apart in the vertical direction in the multilayer substrate, wiring for electrically connecting the GaAs switch element mounting pad and the external circuit connection terminal;
Have
Sandwiched by the multilayer substrate other than the region in the ground electrode, it is characterized in that a said further circuit elements.
[0009]
Preferably, the wiring for electrically connecting the GaAs switch element mounting pad and the external circuit connection terminal at the shortest distance and the ground electrodes located above and below the wiring can be separated by at least 30 μm or more.
[0010]
More preferably, the another circuit element may be a low-pass filter through which a transmission signal passes.
[0011]
More preferably, the another circuit element may be a branching circuit through which a reception signal or a transmission signal passes.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 schematically shows a high-frequency switch module according to an embodiment of the present invention. The illustrated high-frequency switch module is formed on a
[0013]
Here, an example of the configuration of a switch circuit configured for dual band using a GaAs switch element in a high frequency switch module will be described. As shown in FIG. 2, branching or coupling of an antenna ANT, EGSM, and DCS is performed. The branching filter DIP, the antenna terminal ANT of the multilayer substrate, the transmission circuit terminal Tx1 (EGSM) for EGSM, the reception circuit terminal Rx1 (EGSM), the transmission circuit terminal Tx2 (DCS) for DCS, and the reception circuit terminal Rx2 (DCS) And a GaAs
[0014]
The EGSM GaAs
[0015]
The
[0016]
As shown in FIG. 3, the
[0017]
In the
[0018]
As can be seen from FIG. 1, only the
[0019]
【The invention's effect】
As described above, in the high-frequency switch module according to the present invention, the multilayer substrate, the external circuit connection terminal formed on the side surface or the back surface of the multilayer substrate, the GaAs switch element mounting pad formed on the surface of the multilayer substrate, A GaAs switch element mounted on the multilayer substrate via the GaAs switch element mounting pad, formed in the multilayer substrate, another circuit element other than the GaAs switch element, and formed in the multilayer substrate, A wiring for electrically connecting a pad for mounting a GaAs switch element and the external circuit connection terminal, and at least two ground electrodes formed in the multilayer substrate, and in a region sandwiched by at least two ground electrodes Since the wiring is arranged and another circuit element is arranged in the multilayer substrate other than the area sandwiched between the ground electrodes, Interference in the vertical direction between the wiring and another circuit element is avoided, and it becomes possible to electrically connect the GaAs switch element mounting pad and the external circuit connection terminal in the shortest distance, Transmission loss can be reduced.
[0020]
In addition, since the ground electrodes are arranged only above and below the wiring, that is, only the wiring is arranged in the area sandwiched between the ground electrodes, so another circuit pattern is arranged in the multilayer substrate other than the ground electrode. This makes it possible to reduce the size of the high-frequency switch module with less interference with other circuit elements.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a high-frequency switch module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a circuit configuration of a high-frequency switch module according to the present invention.
3 is a schematic plan view showing a connection terminal configuration of a GaAs switch element used in the high-frequency switch module shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic top view illustrating the arrangement of wirings in the high-frequency switch module of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a circuit configuration of a conventional high-frequency switch module.
FIG. 6 is a schematic plan view of a conventional high-frequency switch module.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3, 4, 5, 6: Dielectric substrate 7: Multilayer substrate 8: GaAs switch element mounting pad 9: GaAs switch element 11:
Claims (4)
多層基板の側面もしくは裏面に形成された外部回路接続端子と、
多層基板の表面に形成されたGaAsスイッチ素子搭載用パッドと、
多層基板上に前記GaAsスイッチ素子搭載用パッドを介して搭載されるGaAsスイッチ素子と、
多層基板内に形成され、前記GaAsスイッチ素子以外の別の回路素子と、多層基板内の上下に離間した位置に形成された少なくとも2つの接地電極と、
多層基板内の上下に離間して位置する前記接地電極に挟まれた多層基板の領域に形成され、前記GaAsスイッチ素子搭載用パッドと前記外部回路接続端子とを電気的に接続する配線と、
を有し、
前記接地電極で挟まれた前記領域以外の多層基板内に、前記別の回路素子を配置したこと
を特徴とする高周波スイッチモジュール。A multilayer substrate;
An external circuit connection terminal formed on the side surface or the back surface of the multilayer substrate;
A GaAs switch element mounting pad formed on the surface of the multilayer substrate;
A GaAs switch element mounted on the multilayer substrate via the GaAs switch element mounting pad;
Another circuit element other than the GaAs switch element formed in the multilayer substrate, and at least two ground electrodes formed in positions spaced apart from each other in the multilayer substrate;
Formed in a region of the multilayer substrate sandwiched between the ground electrodes that are spaced apart in the vertical direction in the multilayer substrate, wiring for electrically connecting the GaAs switch element mounting pad and the external circuit connection terminal;
Have
High-frequency switch module, wherein the sandwiched by the multilayer substrate other than the region by the ground electrodes were placed said other circuit elements.
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