TWI413295B

TWI413295B - 基板、通訊模組及通訊裝置

Info

Publication number: TWI413295B
Application number: TW098103504A
Authority: TW
Inventors: Jun Tsutsumi; Kazuhiro Matsumoto
Original assignee: Taiyo Yuden Kk
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2013-10-21
Also published as: US8159315B2; JP2009200715A; EP2093828A1; KR20090090276A; JP5344736B2; TW200950205A; CN101515660A; KR101057201B1; CN101515660B; US20090206956A1

Description

基板、通訊模組及通訊裝置

相關申請案之相互參照

本申請案係主張2008年2月20日所申請之日本專利申請案第2008-038927號的優先權，茲將其完整內容在此列入參考。

發明領域

本發明係有關於一種高頻濾波器用的基板和一種用於典型例子為行動電話之行動通訊裝置與無線裝置的多工器。此外，本發明係有關於一種高頻濾波器和一種雙工器，更特別地，係有關於使用聲波裝置的一種高頻濾波器和一種雙工器。再者，本發明係有關於使用這些的一種模組和一種通訊裝置。

發明背景

近來，一種多頻帶/多系統使得典型例子為行動電話的無線通訊裝置進步。數個通訊裝置是安裝到一個行動電話。一個通訊裝置通常需要數個濾波器、一個雙工器、和一個功率放大器。因此，一個行動電話必須包括數個高頻裝置，而這變成行動電話尺寸無法縮小的因素。因此，在高頻裝置之尺寸與厚度上的縮減是極其需要的。

就用於通訊裝置的高頻濾波器、雙工器、和功率放大器而言，其之輸入/輸出阻抗被調整到為50歐姆。然後，它們中之每一者被包封成一個單一組件並且被供應。像是表面聲波(SAW)濾波器與薄膜體聲波共振(FBAR)濾波器般的聲波裝置是廣泛地用於高頻濾波器和雙工器。由於輸入/輸出阻抗能夠藉著該等聲波裝置之濾波器元件的設計來被調整，在沒有增加另一匹配電路之下50歐姆能夠被實現。然而，在功率放大器的情況中，其之輸入/輸出阻抗通常是幾個歐姆，而50歐姆是無法僅藉著放大器元件的設計來達成。因此，匹配電路元件是必要的，那麼其所需的空間是必須的，而這變成組件之尺寸縮減的障礎。

第18A圖顯示一種習知行動電話之RF區塊的略圖。在第18A圖中所示的高頻區塊包含：一個天線101；一個雙工器102；一個低-雜訊放大器(LNA)103；一個中間級濾波器104；一個LNA 105；混合器106和109；低通濾波器(LPF)107和110；可變增益放大器(VGA)108和111；一個相位控制電路112；一個傳輸器113；一個中間級濾波器114；及一個功率放大器(PA)115。第18A圖描繪一個用於構築一個通訊裝置的RF區塊。一種多頻帶/多系統行動電話包含數個RF區塊。

請參閱第18A圖所示，在傳輸級與雙工器102之間的濾波器114通常是分別佈置在功率放大器115前面和在其後面。請參閱第18B圖所示，該功率放大器115通常是提供作為一個具有一放大器元件115a和匹配電路115b和115c的功率放大器模組，藉此執行在該濾波器與該雙工器之間之50歐姆的阻抗匹配。因此，該功率放大器模組的尺寸是大約4x4mm，而且它是比高頻濾波器大(例如，1.4 x 1.0mm)。為了縮減該RF區塊的尺寸，連接到該功率放大器115之匹配電路的簡化或者刪除是有幫助的。因此，該雙工器與該高頻濾波器的輸入/輸出可調整阻抗應被設計成遠比50歐姆小，接近該功率放大器的輸入/輸出阻抗。

然而，該高頻濾波器與該雙工器是連接到該功率放大器而且亦連接到輸入/輸出阻抗通常是為50歐姆的另一部份。因此，該高頻濾波器與雙工器的輸入/輸出阻抗必須獨立地為兩個阻抗，包括50歐姆和比50歐姆小很多的值。

習知地，藉由平衡/失衡輸出轉換，具有兩個作為輸入/輸出阻抗之不同阻抗的高頻濾波器和雙工器獨立地具有50歐姆的輸入阻抗和比50歐姆大之100歐姆或200歐姆的輸入阻抗。該濾波器和雙工器被實現俾可省略一個存在於一低雜訊放大器與一濾波器之間的平衡/失衡變換電路，相當於一個用於減少雜訊的平衡輸入(請參閱，例如，日本早期公開專利公告第2001-267885號案)。

由於具有幾個歐姆之輸入/輸出阻抗的功率放大器一般被設置作為一個包括一匹配電路的模組。因此，同時具有50歐姆和比50歐姆小之值之阻抗的高頻濾波器和雙工器不是可得到的。然而，如上所述，由於縮減高頻裝置之尺寸的需求，該功率放大器的匹配電路該功率放大器的匹配電路最好被簡化或者刪除。因此，具有50歐姆之阻抗與比50歐姆小之阻抗的高頻濾波器與雙工器是必需的。

此外，在第19圖中所示之一個用於行動電話之RF區塊的雙工器201是預期被直接連接到一個具有比50歐姆小之阻抗的功率放大器203和一個具有比50歐姆大之阻抗的低雜訊放大器202。因此，在該雙工器201中，一個傳輸埠205必須具有一個比50歐姆小的輸入阻抗，一個連接到該天線101的天線埠206必須具有一個50歐姆的阻抗，而一個連接到該低雜訊放大器202的接收埠204必須具有一個比50歐姆大的阻抗。即，該雙工器201必須具有三個不同的阻抗。

概括而言，該高頻濾波器與該雙工器個別地必須具有包括比50歐姆小之阻抗和50歐姆之阻抗的兩種類型阻抗(例如，在第18A圖中所示的傳輸級之間的中間級濾波器114)、包括比50歐姆小之阻抗、50歐姆之阻抗、和比50歐姆大之阻抗的三種類型阻抗(在第19圖中所示的雙工器201)、或者包括50歐姆之阻抗和比50歐姆大之阻抗的兩種類型阻抗(例如，在第18A圖中所示的中間級濾波器104)。

為了製造滿足以上之規格的高頻濾波器和雙工器，包括SAW和FBAR濾波器之濾波器元件的輸入/輸出阻抗必須具有比50歐姆小和大的各個阻抗值。此外，置於一設置有濾波器元件之基板上之傳輸線的特性阻抗也必須具有比50歐姆小和大的各個阻抗值。由於該SAW濾波器與該FBAR濾波器的輸入阻抗可以輕易地作調整，該SAW濾波器與該FBAR濾波器不具有問題。

發明概要

然而，在沒有增加包括有一傳輸線之基板或者晶片的成本與尺寸之下，一種慣常的設計方法不會被應用於具有像是比50歐姆小和大之值般之不同特性阻抗之傳輸線的設計。因為習知基板的幾個參數是受到限制俾可實現具有不同阻抗的傳輸線。此外，鑑於目前有需求之高頻濾波器與雙工器的成本，最好的是，針對包括在第18A中之中間級濾波器114、中間級濾波器104、與雙工器102的數個部件，在該基板中的層結構是統一。據此，藉著單一個層的結構，特性阻抗是能夠輕易作調整且該層結構使得設計自由度增加之如此的基板是被需求。

本發明之目的是為穩定地提供小尺寸且低成本之具有比50歐姆小之阻抗和具有不比50歐姆小之阻抗的一種高頻濾波器和一種雙工器。此外，本發明之另一目的是為實現一種具有該基板、該濾波器、或者該雙工器的通訊模組。再者，本發明之另一目的是為實現一種具有該通訊模組的通訊裝置。

本發明之一第一基板包含：一個具有一條用於連接該濾波器元件之傳輸線的濾波器連接線層；一個佈置在該濾波器連接線層下面且至少在它之至少一部份上具有一接地部份的接地層；及一個佈置在該濾波器連接線層與該接地層之間的絕緣層。該絕緣層是形成有一個端視該濾波器連接線層之連接線寬度與一介電常數和該絕緣層之厚度來被決定的特性阻抗，範圍從0.1至50歐姆。

本發明之一第二基板包含：一個具有一條用於連接該濾波器元件之傳輸線的濾波器連接線層；一個佈置在該濾波器連接線層下面且至少在它之至少一部份上具有一接地部份的接地層；及一個佈置在該濾波器連接線層與該接地層之間的絕緣層。該絕緣層的厚度被形成不超過一個具有一個端視該濾波器連接線層之金屬線寬度與一介電常數和該絕緣層之厚度來被決定之範圍從0.1至50歐姆之特性阻抗之厚度的一半。

圖式簡單說明

第1圖描繪本發明之一實施例之一基板的剖視圖；第2圖描繪設置在一基板上之微帶線之結構的立體圖；第3圖描繪一個圖表，該圖表顯示一微帶線之寬度之絕緣器之介電常數與厚度(μm)之間的關係，其中，設置在該絕緣器上之微帶線的阻抗是為50歐姆；第4圖描繪在第一階之係數與線寬之間的關係；第5圖描繪在常數項目的值與線寬之間的關係；第6圖描繪本發明之第一實施例之基板的剖視圖；第7圖描繪本發明之第一實施例之基板的剖視圖；第8圖描繪本發明之第一實施例之基板的剖視圖；第9圖描繪一個顯示設置在本發明之第一實施例之基板上之匹配電路與濾波器的示意圖；第10圖描繪一個顯示設置在本發明之第一實施例之基板上之匹配電路與濾波器的示意圖；第11圖描繪本發明之第二實施例之基板的剖視圖；第12圖描繪本發明之第二實施例之基板的剖視圖；第13圖描繪本發明之第二實施例之基板的剖視圖；第14圖描繪一個顯示一設置在本發明之第一實施例之基板上之濾波器的示意圖；第15圖描繪一個顯示一設置在本發明之第一實施例之基板上之濾波器的示意圖；第16圖描繪一個顯示一包括一基板、濾波器或雙工器之傳輸模組的示意方塊圖；第17圖描繪一個顯示一包括本發明之一實施例之傳輸模組之傳輸裝置的示意方塊圖；第18A圖描繪一個顯示一習知RF區塊的方塊圖而第18B圖描繪一個被包括在該在第18A圖中所示之方塊圖內之功率放大器的結構；及第19圖描繪一習知RF區塊的方塊圖。

較佳實施例之詳細說明 [1.基板、濾波器、與雙工器的結構]

第1圖是為一個顯示本發明之實施例之基板之層結構的橫截面圖。請參閱第1圖所示，該基板包括一個第一絕緣層1、一個第二絕緣層2、和一個第三絕緣層3。此外，一個第一金屬層4被形成在該第一絕緣層1的表面上。再者，一個第二金屬層5是形成在該第一絕緣層1與該第二絕緣層2之間。此外，一個第三金屬層6是形成在該第二絕緣層2與該第三絕緣層3之間而一個第四金屬層7被形成到該第三絕緣層3的下表面。該第一金屬層4被使用作為一像是微帶線(microstripline)般的傳輸線。

該第一金屬層4是為一個用於連接本發明之實施例之濾波器元件之濾波器連接線層的例子。此外，該第二金屬層5、該第三金屬層6、和該第四金屬層7至少在其之一個部份上可以具有一個接地圖案(接地部份)，而且是為本實施例之一接地層的例子。

作為一傳輸線之一微帶線的特性阻抗是在下面作說明，該微帶線是形成在一基板的一表面上。第2圖描繪該微帶線的結構。該微帶線的金屬圖案12是形成到一絕緣體11的表面，而一個接地層13是形成在該絕緣層11的背側。

該微帶線的特性阻抗大約是端視該絕緣體11的厚度d和介電常數以及金屬圖案12的寬度W來決定。該絕緣體11的介電常數是端視絕緣材料來決定，而因此設計要素是為絕緣體11的厚度d和金屬圖案的寬度W。

於此中，該特性阻抗的調整方法將會被描述。為了降低該特性阻抗，絕緣體11的厚度d必須變薄或者金屬圖案12的寬度W必須增加。反之，在特性阻抗上的增加必須使絕緣體11的厚度d變厚或者使金屬圖案12的寬度W變小。根據在特性阻抗、絕緣體11之厚度、與金屬圖案12之寬度之間的這些關係，說明具有該層結構的基板一方面能夠輕易穩定地經濟地製成，而另一方面不管較小和較薄尺寸，特性阻抗是可在比50歐姆小的值到比50歐姆大的值的範圍作調整。

請再次參閱第1圖所示，在本實施例的基板中，該第一金屬層4是用於連接該濾波器元件，而且是形成到該基板的表面。此外，該第二金屬層5是在該第一金屬層4下面而且是以單一個層形成在一濾波器安裝表面下面。再者，該接地圖案是至少佈置到該第二金屬層5的一個部份，藉此形成該微帶線。

如上所述，該微帶線的特性阻抗是端視：該第一金屬層4之金屬圖案的寬度；夾在該第一金屬層4與該第二金屬層5之間之該第一絕緣層1的厚度和介電常數來決定。因此，根據本實施例，該第一絕緣層1的厚度是變薄以致於該特性阻抗是比50歐姆小而該基板包括一個幾乎與該第一絕緣層1一樣厚或者比它更厚的絕緣層。

由於該基板具有以上的結構，具比50歐姆小之特性阻抗的微帶線在一個金屬圖案被形成到該第一金屬層4和一個接地圖案被形成到該第二金屬層5之下能夠被製成。藉此，該基板能夠在沒有增加該金屬圖案的寬度之下被製成。該特性阻抗的下限值可以是為該基板的製造極限值，例如，0.1歐姆。此外，在50歐姆或更大之特性阻抗的情況中，第一金屬層4之金屬圖案的寬度是較小。對於一接地圖案被形成到在該第二金屬層5下面之該金屬層(第三金屬層6或第四金屬層7)的增加特性阻抗來說也是有效的。在沒有妨礎在尺寸上的縮減之下，該結構實現具希望之特性阻抗的基板。

該第一絕緣層1是變薄，而該基板的整個強度會因此是弱的。然而，另一個絕緣層(第二絕緣層2或者第三絕緣層3)的厚度是比第一絕緣層1的厚度厚，藉此確保該強度並且穩定地補足該基板。

構築該基板如下也是理想的。假設：標號W表示形成微帶線之第一金屬層4之金屬圖案的寬度；而標號e_r 表示被該第一金屬層4與該第二金屬層5夾在中間之第一絕緣層1的介電常數。該第一絕緣層1的厚度d在滿足下面的關係時能夠被決定。

d≦(0.0952xW+0.6)xe_r +(0.1168xW+1.32)....(式1)

此外，該基板可以包括一個絕緣層，它實質地與該第一絕緣層1的厚度d相匹配或者是比它更厚。

如上所述，該第一絕緣層1的厚度d是在滿足式1時被決定，而該金屬與該接地圖案被佈置俾可把該第一絕緣層1夾在它們之間，如將於稍後所述，藉此在沒有妨礎在尺寸上的縮減之下輕易地形成該具有比50歐姆小之特性阻抗的傳輸線。此外，不小於50歐姆的特性阻抗是藉由使該第一金屬層4之金屬圖案的寬度W變薄或者藉由把該接地圖案形成到一個在該第二金屬層5下面的金屬層來被實現。該第一絕緣層1是變薄而該基板的整個強度會因此是弱。然而，另一個絕緣層(第二絕緣層2或者第三絕緣層3)是形成比該第一絕緣層1厚，藉此確保強度。因此，該基板能夠被穩定地製成與補足。

另一種方式是顯示在下面，藉此該基板作用來形成該具有比50歐姆小或者相等於50歐姆之特性阻抗的微帶線。該絕緣層1的厚度被設計比提供由構成微帶線之金屬圖案4之寬度W與第一絕緣層1之相對介電常數e_r 所決定之50歐姆之特性阻抗的一半小或者與它相等。除此之外，該基板包括一個絕緣層，該絕緣層具有一個大約與該第一絕緣層1之厚度相同或者比它更厚的厚度。

藉著以上所述的結構，在特性阻抗比50歐姆小的情況中，該金屬圖案被形成到該第一金屬層4而該接地圖案被佈置到該第二金屬層5。藉此該基板能夠輕易製成。另一方面，為了達成50歐姆特性阻抗的微帶線，形成到第一金屬層4之金屬圖案的寬度被形成更小。或者該接地圖案是設置在該第三絕緣層3上以致於該第一絕緣層1與該第二絕緣層2兩者皆被該第一金屬層4與該接地圖案夾在中間。然後，該第一絕緣層1與該第二絕緣層2的總厚度是作調整，藉此完成剛好50歐姆的特性阻抗。換句話說，比50歐姆小的特性阻抗和50歐姆的特性阻抗能夠在沒有改變該金屬圖案的寬度W之下被實現。此外，為了實現比50歐姆大的特性阻抗，該第一金屬層4之金屬圖案的寬度是較小，或者該接地圖案是經由一個在該第二絕緣層2下面的絕緣層來被形成，藉此輕易地實現該基板。再者，在該基板中，該第一絕緣層1被形成比當該第一絕緣層1實現50歐姆之特性阻抗時薄很多。因此，該基板包括一個具有實質與第一絕緣層1之厚度相匹配之厚度或者比它大之厚度的絕緣層，而該基板能夠在保持基板的整體強度的同時被穩定地製成。

d≦{(0.0952xW+0.6)xe_r +(0.1168xW+1.32)}/2....(式2)

該第一絕緣層1的厚度d是依據式2來被決定，而且是因此相等於具有50歐姆之絕緣層之厚度的一半或者比它更小，如將於稍後所述。因此，該金屬圖案和該接地圖案被佈置把該第一絕緣層1夾在它們之間，藉此輕易地形成該具有比50歐姆小很多之特性阻抗的傳輸線。另一方面，為了達成50歐姆之特性阻抗的微帶線，形成到第一金屬層4之金屬圖案的寬度是形成較小。或者該接地圖案是設置在該第二絕緣層2上以致於該第一絕緣層1與該第二絕緣層2兩者皆被該第一金屬層4和該接地圖案夾在中間。然後，該第一絕緣層1和該第二絕緣層2的總厚度被調整，藉此完成則好50歐姆的特性阻抗。換句話說，比50歐姆小的特性阻抗和50歐姆的特性阻抗能夠在沒有改變金屬圖案的寬度W之下被實現。此外，為了實現比50歐姆大的特性阻抗，該第一金屬層4之金屬圖案的寬度是較小，或者該接地圖案是經由一個在該第二絕緣層2下面的絕緣層來被形成，藉此輕易地實現比50歐姆大的特性阻抗。再者，在具有如上所述之結構之基板的情況中，該第一絕緣層1被形成比當該第一絕緣層1實現50歐姆之特性阻抗時薄很多。因此，該基板包括一個具有實質地與第一絕緣層1之厚度相匹配之厚度或者比它更大之厚度的絕緣層，而該基板能夠在保持基板之整體強度的同時被穩定地製成或補足。

該基板可以包含三個或者更多個絕緣層。因此，用於實現三個具有比50歐姆小之值、50歐姆之值、和比50歐姆大之值之特性阻抗的介電厚度是個別地形成而且，最好的是，高度自由度的設計能夠被達成。

一種密封結構能夠藉由使用一個至少包括一種含陶之材料的絕緣層來被實現，因為該基板的強度增加而吸濕性是降低。

為了該基板的穩定製作，最好的是，作為該基板之最底層之該絕緣層(本實施例的第三絕緣層3)的厚度是比該第一絕緣層1的厚度大。藉此，該最底層能夠作用為一個具有供在基板之製作中之層疊製程用之高強度的底基板。該基板能夠在層的低對準失誤之下被穩定地製造。

第3圖顯示用於實現微帶線之50歐姆特性阻抗之絕緣體之以線寬W和絕緣體之介電常數e_r 作為參數的預算厚度，該微帶線是為形成在基板之表面上之傳輸線。第3圖顯示在雙工器或者高頻濾波器的基板被實際製作的假設下藉由在50至150μm之範圍內每隔25μm改變該金屬寬度和在2至10之範圍內每隔2改變絕緣體的介電常數e_r 來得到的預算結果。

配合第3圖所示會了解到，在預算範圍之內，對於所有金屬寬度而言在改變介電常數e_r 之時，用於實現50歐姆之絕緣層的厚度是線性地估計。

此外，就每一金屬寬度的介電常數e_r 而言，在線性地估計在用於實現50歐姆之絕緣層之厚度d上的改變之時，一個估計方程式是如下。標號d₅₀ ,d₇₅ ,d₁₀₀ ,d₁₂₅ ,和d₁₅₀ 分別表示該絕緣層在金屬寬度是為50μm,75um,100μm,125um,和150μm時的厚度。

d₅₀ =5.40 x e_r +6.80.......(方程式3)

d₇₅ =7.75 x e_r +10.10.......(方程式4)

d₁₀₀ =10.05 x e_r +13.50.......(方程式5)

d₁₂₅ =12.45 x e_r +16.30.......(方程式6)

d₁₅₀ =14.95 x e_r +18.30.......(方程式7)

即，用於實現50歐姆之絕緣層的厚度d是由後面的方程式表示。

d=a(W)x e_r +b(W).......(方程式8)

此外，在方程式8中單位μm之金屬寬度W之第一階係數a(W)和常數項目b(W)上的改變是顯示在第4和5圖中。顯而易見，在金屬寬度W之第一階係數與常數項目上的改變是線性地估計。然後，在線性地估計在第5和6圖中的改變時，一個估計方程式是如下。

第一階係數a(W)=0.0952xW+0.6.....(方程式9)

常數項目b(W)=0.1168xW+1.32.....(方程式10)

因此，方程式9和10是代入至方程8。然後，在決定金屬寬度W與絕緣體的介電常數e_r 之時，用於得到50歐姆的絕緣體厚度d是由後面的方程式表示，即，該絕緣體厚度d是輕易且獨特地得到。

d≦(0.0952xW+0.6)xe_r +(0.1168xW+1.32)....(方程式11)

(第一實施例)

第6圖顯示第一實施例之基板的層結構。由於與在第1圖中所示的結構相似，該層結構的描述被省略。絕緣層1至3包含含鋁的陶作為主要組件，而其之介電常數e_r 是為9.5。該第一金屬層4的金屬寬度W是為100μm。此外，該第一絕緣層1的厚度da是為50μm，該第二絕緣層2的厚度db是為50μm，而該第三絕緣層3的厚度dc是為90μm。

首先，藉著方程式11，用於得到50歐姆之絕緣層的厚度d是在e_r =9.5且W=100時得到。然後，d=109.14μm是得到。因此，如50μm之該第一絕緣層1的厚度da是比第一實施例之用於得到50歐姆之絕緣體之厚度的1/2更薄。因此，該接地圖案是佈置在該第一絕緣層1下面，藉此輕易地得到比50歐姆小的特性阻抗。

請參閱第7圖所示，藉由把接地圖案佈置在該第一絕緣層1下面(在第二金屬層5處)，32.5歐姆的特性阻抗是得到。順便一提，在第7圖中所示的結構中，第二金屬層5包括該接地圖案。因此，電氣地連接到該第二金屬層5之接地圖案的介層孔圖案8和9是佈置到該第二絕緣層2和該第三絕緣層3。該等介層孔圖案8和9的末端是電氣連接到該第四金屬層7作為該基板的足圖案而且是因此接地。

此外，該第一絕緣層1的厚度是比實現50歐姆之特性阻抗之厚度的一半小或者是與它相同。請參閱第8圖所示，接地圖案是佈置在該第二絕緣層2下面(在該第三金屬層6處)，藉此得到47.8歐姆。因此，一個極接近50歐姆的特性阻抗能夠在沒有改變金屬寬度之下被實現。順便一提，在第8圖中所示的結構中，該第三金屬層6具有接地圖案。因此，一個電氣連接到第三金屬層6之接地圖案的介層孔圖案10是佈置到該第三絕緣層3。該介層孔圖案10的末端是電氣連接到該第四金屬層7作為該基板的足圖案而且是因此接地。

第9圖顯示用於藉由設置該具有在第6圖中所示之層結構之基板的濾波器來構築一雙工器的例子。在第9圖中所示的雙工器是藉由提供該基板20一匹配電路21、一接收SAW濾波器22、和一傳輸SAW濾波器23來被構築而成。一個天線埠24a、一個接收埠24b、和一個傳輸埠24c是為形成到該第一金屬層4的金屬。此外，在第一金屬層4上的寬度W(請參閱第6圖所示)是為100μm。該傳輸埠24c被構築與一形成在第二金屬層5上的接地圖案25c相對，藉此把輸入阻抗設定成32.5歐姆，比50歐姆小。再者，在該天線埠24a與該接收埠24b下面，接地圖案25a和25b是形成到該第三金屬層6，藉此達成接近50歐姆的輸入阻抗。此外，一個接地圖案25c是形成到該第二金屬層5。

順便一提，在第9圖中所示的結構中，該等接地圖案是佈置僅接近在該等金屬下面。請參閱第10圖所示，一個接地圖案25e是佈置到該第二金屬層5的一個大部份，僅有希望阻抗接近50歐姆的一天線埠24a和一接收埠24b會連接到被設置到第三金屬層6的其他接地圖案25a和25b。

此外，在製造比50歐姆大的阻抗到接收埠24b之時，一個形成接近該接收埠之金屬下面的接地圖案會形成到該第四金屬層7。或者，該接地圖案不會形成在該基板。

(第二實施例)

第11圖顯示第二實施例之基板的結構。絕緣層31至34的材料是為陶(低溫共燒陶瓷)，而其之介電常數e_r 是為7。設置到該第一金屬層35的寬度W是為100μm。此外，該結構是藉由層疊四個絕緣層來得到。該第一絕緣層31的厚度da是為25μm，該第二絕緣層32的厚度db是為70um，該第三絕緣層33的厚度dc是為70μm，而該第四絕緣層34的厚度dd是為70um。

首先，藉著方程式11，50歐姆之特性阻抗之絕緣層的厚度d是當e_r =7且W=100時得到。那麼，d=83.84μm是得到。因此，第二實施例之第一絕緣層31的厚度da是為25μm而因此是比用於得到50歐姆之特性阻抗之絕緣層的厚度d更薄。藉由把接地圖案佈置在第一絕緣層31(第二金屬層36)下面，一個低特性阻抗是輕易得到。

請參閱第12圖所示，該接地圖案是佈置在該第一絕緣層31下面(在第二金屬層36處)，而23.4的特性阻抗是因此獲得。在這情況下，一個電氣連接到該第二金屬層36的介層孔圖案40是插入至該第二絕緣層32而且是電氣連接到第三金屬層37的接地圖案。此外，該第三金屬層37的接地圖案是藉由一個佈置到第三絕緣層33的介層孔圖案41來電氣連接到一第四金屬層38的接地圖案。此外，一第四金屬層38的接地圖案是藉由一個佈置到第四絕緣層34的介層孔圖案42來電氣連接到一第五金屬層39而然後是接地。

請參閱第13圖所示，該接地圖案是佈置在該第二絕緣層32下面(在該第三金屬層33處)，而53.7歐姆的特性阻抗是因此獲得，藉此在沒有改變金屬寬度之下實現極接近50歐姆的特性阻抗。在這情況中，電氣連接到第三金屬層37的介層孔43是插入至該第三絕緣層33並且電氣連接至該設置到第四金屬層38的接地圖案。此外，該第四金屬層38的接地圖案是藉著形成到第四絕緣層34的介層孔圖案44來電氣連接到該第五金屬層39作為一個足圖案而然後是接地。

如上所述，金屬寬度不必作改變而基板能夠因此以高生產率製造。此外，最底下之絕緣層的厚度是為70μm，即，比該第一絕緣層更厚。因此，該基板在製造時能夠在低對準失誤之下穩定地製造。

第14圖顯示藉由提供濾波器元件該具有在第11圖中所示之層結構之基板來形成一個高頻濾波器的例子。在第14圖中所示的高頻濾波器是藉由設置一個FBAR濾波器52在一基板51上來被構築而成。一個輸入埠53a和一個輸出埠53b是形成俾可以導線連接到該第一金屬層35。設置到第一金屬層35(請參閱第11圖)的金屬寬度是為100μm。一接地圖案54a是形成到該第二金屬層36，藉此把輸入埠53a的輸入阻抗設定成23.4歐姆，比50歐姆小。一接地圖案54b是形成到該第三金屬層37，藉此達成53.7之輸出埠53b的輸入阻抗，接近50歐姆。

順便一提，請參閱第13圖所示，接地圖案是僅佈置接近該等金屬的下面。或者，請參閱第14圖所示，接地圖案54c可以佈置到該第二金屬層36的一個大部份。藉著這結構，另一個接地圖案54b可以僅被形成到希望接近50歐姆之阻抗的輸出埠53b。

此外，在表1中所示的絕緣層可以被適當地使用。

根據第一和第二實施例，含陶作為主要成份的材料是被用作基板的材料。而且就一種使用像是玻璃環氧樹脂、聚醯亞胺、或者氟樹脂般之印刷電路板材料的印刷電路板而言，相同的優點是得到。或者，一種撓性基板可以被使用。

此外，根據第一和第二實施例，當使用一種含陶作為主要成份的材料作為基板的材料時，基板的強度是高的。當該基板是形成如洞穴結構時，一金屬蓋是藉著焊接連接來連接到該基板，藉此達成氣密。因此，藉著該結構，高頻濾波器或雙工器的基板會達成理想的特性和高可靠性。

此外，作為形成到基板之表面的傳輸線，該微帶線是用於實施例的說明。或者，一種共面線(coplanar line)或其類似能夠被使用，藉此獲得相同的優點。此外，當該傳輸線是由一共面線構築而成且該接地圖案是形成到該基板表面上時，如果在該金屬與地線之間的距離是比第一絕緣層的厚度長的話，佈置到一第二導體層的地線決定該特性阻抗。因此，由方程式1與2所顯示的關係能夠使用於共面線。

[2.通訊模組的結構]

第16圖顯示一種具有該等實施例之基板、濾波器、或雙工器之通訊模組的例子。請參閱第16圖所示，一個雙工器62包含：一個接收濾波器62a；和一個傳輸濾波器62b。此外，對應於一平衡輸出的接收電極63a和63b是連接到該接收濾波器62a。再者，該傳輸濾波器62b是經由一功率放大器64來連接到一傳輸電極65。於此中，該實施例之基板、濾波器、或雙工器是被包括在該接收與傳輸濾波器62a,62b內。

在接收運作時，在經由一天線電極61輸入之接收訊號當中僅處於一預定頻帶之內的訊號通過該接收濾波器62a。最終的訊號是從接收電極63a和63b輸出到外部。此外，在傳輸運作時，在從傳輸電極65輸入且由功率放大器64放大的傳輸訊號當中僅處於一預定頻帶之內的訊號通過該傳輸濾波器62b。該等訊號然後從天線電極61輸出到外部。

如上所述，該等實施例的基板、濾波器、或者雙工器是提供給在該通訊模組內的該接收濾波器62a和該傳輸濾波器62b，藉此實現低成本與品質穩定的通訊模組。此外，由於該基板的第一絕緣層或者最外面的絕緣層是變薄，該通訊模組會是薄的。再者，該匹配電路能夠被簡化而該通訊模組的尺寸能夠被縮減。

順便一提，在第16圖中所示之通訊模組的結構是為例子而該等實施例的基板、濾波器、或者雙工器能夠被設置到另一通訊模組，藉此得到相同的優點。

[3.通訊裝置的結構]

第17圖顯示一種作為具有該等實施例之通訊模組之通訊裝置之例子之行動電話的RF區塊。此外，在第17圖中所示的結構是為相當於泛歐數位式行動電話系統(GSM)通訊系統與寬頻多重分碼存取(W-CDMA)通訊系統之行動電話的結構。再者，該實施例的GSM通訊系統對應於850MHz頻帶、950MHz頻帶、1.8GHz頻帶、和1.9GHz頻帶。此外，除了在第17圖中所示的結構之外，該行動電話包含一麥克風、一揚聲器、和一液晶顯示器，及其類似。由於它們的描述是不必要的，該等圖式被省略。於此中，接收濾波器73a,77,78,79,和80，及一傳輸濾波器73b包括該等實施例的基板、濾波器、或者雙工器。

首先，端視經由天線71輸入之接收訊號之通訊系統是W-CDMA或GSM而定，一個天線開關電路72選擇指派給通訊系統的LSI或LSIs。當輸入接收訊號對應於該W-CDMA通訊系統時，該接收訊號被切換來被輸出到一雙工器73。輸入到該雙工器73的接收訊號是由該接收濾波器73a限制到一預定頻帶，而一平衡型接收訊號是輸出到一低雜訊放大器(LNA)74。該LNA 74把接收訊號放大而然後把放大訊號輸出到一LSI 76。該LSI 76根據要被輸入的接收訊號來對一音頻訊號執行解調制處理並且控制行動電話中之單元的運作。

在傳輸一訊號時，該LSI 76產生一個傳輸訊號。產生的傳輸訊號是由該功率放大器75放大而且是輸入至該傳輸濾波器73b。在要被輸入之傳輸訊號當中僅處於一預定頻帶之內的訊號通過該傳輸濾波器73b。從傳輸濾波器73b輸出的傳輸訊號是經由天線開關電路72從天線71輸出到外部。

此外，當要被輸入的接收訊號對應於GSM通訊系統時，該天線開關電路72依據頻帶選擇接收濾波器77至80中之一者，並且把接收訊號輸出到所選擇的接收濾波器。頻帶是由該等接收濾波器77至80中之一者所限制的接收訊號是輸入到一LSI 83。該LSI 83依據要被輸入之接收訊號來對該音頻訊號執行解調制處理並且控制行動電話內之單元的運作。當傳輸一訊號時，該LSI 83產生傳輸訊號。被產生的傳輸訊號是由一功率放大器81或82放大，而且是經由天線開關電路72從該天線71輸出到外部。

如上所述，具有該等實施例之基板、濾波器、或雙工器的通訊模組是提供給通訊裝置，藉此實現低成本且品質穩定的通訊裝置。此外，該通訊裝置是薄的俾可使該基板的第一絕緣層變薄。

根據該等實施例，關於構築具有數個輸入阻抗之高頻濾波器或者雙工器所需的阻抗，要穩定地提供一種能夠以低成本且極高設計自由度來製造的基板是有可能的。因此，要低成本且品質穩定地提供高頻濾波器與雙工器是有可能的。

此外，整個基板由於使得基板的第一絕緣層(實施例的第一絕緣層1)變薄而變薄。具有該基板的高頻濾波器和雙工器是變薄。

再者，本發明的基板、濾波器、或者雙工器是提供給該通訊模組或者通訊裝置，藉此縮減該通訊模組或者通訊裝置的尺寸或者使得該通訊模組或者通訊裝置變薄。

1．．．第一絕緣層

2．．．第二絕緣層

3．．．第三絕緣層

4．．．第一金屬層

5．．．第二金屬層

6．．．第三金屬層

7．．．第四金屬層

8．．．介層孔圖案

9．．．介層孔圖案

10．．．介層孔圖案

11．．．絕緣體

12．．．金屬圖案

13．．．接地層

20．．．基板

21．．．匹配電路

22．．．接收SAW濾波器

23．．．傳輸SAW濾波器

24a．．．天線埠

24b．．．接收埠

24c．．．傳輸埠

25a．．．接地圖案

25b．．．接地圖案

25c．．．接地圖案

25e．．．接地圖案

31．．．第一絕緣層

32．．．第二絕緣層

33．．．第三絕緣層

34．．．第四絕緣層

35．．．第一金屬層

36．．．第二金屬層

37．．．第三金屬層

38．．．第四金屬層

39．．．第五金屬層

40．．．介層孔圖案

41．．．介層孔圖案

42．．．介層孔圖案

43．．．介層孔圖案

44．．．介層孔圖案

51．．．基板

52．．．FBAR濾波器

53a．．．輸入埠

53b．．．輸出埠

54a．．．接地圖案

54b．．．接地圖案

54c．．．接地圖案

62．．．雙工器

62a．．．接收濾波器

62b．．．傳輸濾波器

63a．．．接收電極

63b．．．接收電極

64．．．功率放大器

65．．．傳輸電極

71．．．天線

72．．．天線開關電路

73．．．雙工器

73a．．．接收濾波器

73b．．．傳輸濾波器

74．．．低雜訊放大器

75．．．功率放大器

76．．．LSI

77．．．接收濾波器

78．．．接收濾波器

79．．．接收濾波器

80．．．接收濾波器

81．．．功率放大器

82．．．功率放大器

83．．．LSI

101．．．天線

102．．．雙工器

103．．．低雜訊放大器

104．．．中間級濾波器

105．．．低雜訊放大器

106．．．混合器

107．．．低通濾波器

108．．．可變增益放大器

109．．．混合器

110．．．低通濾波器

111．．．可變增益放大器

112．．．相位控制電路

113．．．傳輸器

114．．．中間級濾波器

115．．．功率放大器

115a．．．放大器元件

115b．．．匹配電路

115c．．．匹配電路

201．．．雙工器

202．．．低雜訊放大器

203．．．功率放大器

204．．．接收埠

205．．．傳輸埠

206．．．天線埠

第1圖描繪本發明之一實施例之一基板的剖視圖；

第2圖描繪設置在一基板上之微帶線之結構的立體圖；

第3圖描繪一個圖表，該圖表顯示一微帶線之寬度之絕緣器之介電常數與厚度(μm)之間的關係，其中，設置在該絕緣器上之微帶線的阻抗是為50歐姆；

第4圖描繪在第一階之係數與線寬之間的關係；

第5圖描繪在常數項目的值與線寬之間的關係；

第6圖描繪本發明之第一實施例之基板的剖視圖；

第7圖描繪本發明之第一實施例之基板的剖視圖；

第8圖描繪本發明之第一實施例之基板的剖視圖；

第9圖描繪一個顯示設置在本發明之第一實施例之基板上之匹配電路與濾波器的示意圖；

第10圖描繪一個顯示設置在本發明之第一實施例之基板上之匹配電路與濾波器的示意圖；

第11圖描繪本發明之第二實施例之基板的剖視圖；

第12圖描繪本發明之第二實施例之基板的剖視圖；

第13圖描繪本發明之第二實施例之基板的剖視圖；

第14圖描繪一個顯示一設置在本發明之第一實施例之基板上之濾波器的示意圖；

第15圖描繪一個顯示一設置在本發明之第一實施例之基板上之濾波器的示意圖；

第16圖描繪一個顯示一包括一基板、濾波器或雙工器之傳輸模組的示意方塊圖；

第17圖描繪一個顯示一包括本發明之一實施例之傳輸模組之傳輸裝置的示意方塊圖；

第18A圖描繪一個顯示一習知RF區塊的方塊圖而第18B圖描繪一個被包括在該在第18A圖中所示之方塊圖內之功率放大器的結構；及

第19圖描繪一習知RF區塊的方塊圖。