CN1452431A - 高频器件和通信设备 - Google Patents
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Abstract
在压电基底100上形成叉指式换能器(IDT)电极、反射器等。一非平衡输入/输出端被连接到第一输入/输出端113。第一电感112连接在平衡输入/输出端之一的第一端头110和该平衡输入/输出端的其它端的第二端111之间。进一步，第二电感116连接在平衡输入/输出端中的第一端和第二输入/输入端114之间，而平衡输入/输出端中的第二端头111连接到第三输入/输出端115。
Description
技术领域
本发明涉及用于例如便携式电话之类的声表面滤波器和复合电子组件。
背景技术
近年来，随着移动通信的发展，希望通信装置组件具有更高的性能和更小的尺寸。诸如IC之类的平衡半导体组件的开发对于改进抗噪声特性已取得进展，用于RF级的平衡滤波器也处在需求中。常规的声表面滤波器已广泛用作移动通信装置的RF级滤波器。纵向模式声表面波滤波器由于其叉指式换能器电极结构能容易地进行平衡非平衡转换，而通过使用纵向模式声表面波滤波并具有平衡式输入/输出端所形成的RF级滤波器，因而能期望具有低损耗、高衰减和良好的平衡特性。
具有平衡输入/输出端的常规的纵向模式声表面波滤波器将参考附图给以描述。
图9(a)示出了具有平衡输入/输出端的常规的纵向模式声表面波滤波器的结构(例如见日本专利公开号Hei6-204871)。参考图9(a)，声表面波滤波器901是由在压电基底911上的第一、第二和第三叉指式变换器电极(以后称为“IDT”电极)902、903和904以及第一和第二反射器电极905和906构成。第一IDT电极902的两级电极指中的一组电极指被连到不平衡输入/输出端909，而第一IDT电极902的另一组电极指9026被接地。第二IDT电极903的两组电极指中的一组电极指903a被连接到第一端907，它是平衡输入/输出端之一；而电极指903b的另一组被接地。第三IDT电极904的两组电极指中的一组电极被904a连接到第二端头908，它是平衡输入/输出端的另一端；而电极指904b的其它组被接地。
按如上所述构造可获得具有非平衡和平衡输入/输出端声表面滤波器。实际上，非平衡输入/输出端909和平衡输入/输出端907和908形成在压电基底上，在该基底上还形成了IDT电极902和903。然而，在该示例中的输入/输出端原理上表示为好像它们是在压电基底911之外。
参照图9(b)，在声表面波滤波器901中用于阻抗匹配的第一电感910被连接在平衡输入/输出端，即第一和第二端907-908之间。采用这一配置，在提供为平衡输入/输出端的第一和第二端907和908间达成了阻抗匹配。
在如上所述的滤波中，为了能使这种滤波器具有好的平衡特性，构成声表面波滤波器的IDT电极902到904以及第一和第二反射器电极905和906被如此设计和布置，使得它们对于连接到不平衡输入/输出端909的电极指组902a更接近于对称状态。通过引用，日本专利公开号Hei 6-204871的整个揭示整体被加入于此。
图10(a)、10(b)、和10(c)示出了图9中所示的常规声表面滤波器特性的曲线图。然而，作为例子示出了工作在188MHZ频带的滤波器。图10(a)所示为传输特性，图10(b)所示为在通带(以1805MHZ到1880MHZ)的幅度平衡特性，图10(c)所示为通带中的相位平衡特性。幅度平衡特性指示了在平衡输入/输出端的第一端907与非平衡输入/输出端909之间和信号幅度与平衡输入/输出端的第二端908与非平衡输入/输出端909之间的信号幅度两者之间的幅度差。如果该差值为零，幅度平衡特性未发生退化。
相位平衡特性指示了在平衡输入/输出端的第一端907和非平衡输入/输出端909之间的信号相位与在平衡输入/输出端的第二端908和非平衡输入/输出端909之间的信号相位两者之间的相位差相对于180度的偏移量。如果该偏移量为零，相位平衡特性未发生退化。
图10(b)和10(c)所示的平衡特性是在第一端907处从第二端908所见的特性。以相反方向所见的两个平衡特性的每一个通过围绕中心水平线反射图10(b)或10(c)中的曲线表示而示出。
然而，上述声表面滤波器有一个问题，就是无论对称结构如何，幅度平衡特性在通带内是-0.3db到+0.4db，相位平衡特性在通带内是-1.4℃到-1℃，在平衡特性是一个重要电气特性方面该退化是大的。
平衡特性和退化不仅是由于结构，而且还由于在输入/输出IDT电极间由寄生元件的耦合。
例如，在如图9所示的声表面滤波器901中，从非平衡输入/输出端909处所见的到平衡输入/输出端中的第一端907的距离范围内的电极指数目与从非平衡输入/输出端909处所见的到平衡输入/输出端中的第二端908距离范围内的电极指数目互相不同。因而，相应的电极指组间的寄生元件之和也不相同。从而造成在IDT电极间的不平衡耦合。
在频带，例如800-900MHZ频带，不容易产生平衡特性的退化。然而，如果该系统适应在更高的频率上被采用，如上所述则在更高的频率上，例如1800MHZ进行信号的发送和接收。随着工作频率的增加，平衡特性退化的影响变得更可观且考虑这一问题作出设计变得必须了。
然而，即使如此设计滤波滤，例如使得从非平衡输入/输出端909处所见的到平衡输入/输出端的第一端907的距离范围内的电极数目与从非平衡输入/输出端909处所见的到平衡输入/输出端的第二端908的距离范围内的电极数目互相相等，IDT电极903和904的形状不可能做得互相理想地对称，并因而在IDT电极间的耦合不可能平衡。
进一步，即使诸如园柱滤波器和介质滤波器之类也与声表面滤波器一样应该容易能设计为具有对称布局，平衡特性的退化还可能发生，并且一直存在着有效解决这一问题的需求。
发明内容
在考虑上述问题方面本发明已达到了，本发明的一个目的是要提供一种高频器件和使用该高频器件的通信装置，该高频器件加入了具有平衡输入/输出端并工作在高频频带内的高频元件，而且已改进了平衡特性。
本发明的第1方面是一种高频器件，包括：
具有至少一对平衡端的高频元件；以及
连接到所述高频元件端头的外部输入/输出端头，其中在该对平衡端头和连接到该对平衡端的外部输入/输出端头之间的阻抗值互相不同。
本发明的第2方面是如第1方面的高频器件，阻抗值不同意味着该平衡端对中具有相对于平衡端另一端相位超前的一端的阻抗值大于该平衡端对的所述另一端的阻抗值。
本发明的第3方面是如第2方面的高频器件，还包括第一电抗元件，提供在该对平衡端头的至少一端和连接到该对平衡端头之一的外部输入/输出之间。
本发明的第4方面是如第3方面的高频器件，还包括一第二电抗元件，提供在该对平衡端头的另一端和连接到该对平衡端头的另一端的外部输入/输出端之间，该第二电抗元件的电抗值不同于第一电抗元件。
本发明的第5方面是如第3或4方面的高频器件，当所述高频元件用线焊接安装在所述高频器件上时，所述第一电抗元件和所述第二电抗元件中至少一个作为所用线的电感组件来实现。
本发明的第6方面是如第4方面的高频器件，通过相对于端阻抗对所述第一电抗元件和所述第二电抗元件之间的阻抗差值进行标准化所得的值不大于0.2。
本发明的第7方面是如第3或4方面的高频器件，还包括一多层基底，具有在它们一个主表面上提供的表面层电极、在所述多层基底内提供的在至少一层上的内层电极，以及互相连接所述表面层电极和所述内层电极的通孔电极，其中每个所述外部输入/输出端头实现为所述表面层电极；
所述高频器件被安装在所述基底的另一主表面上；以及
所述第一电抗元件和所述第二电抗元件的至少一个是用基于所述内层电极的电感组件提供的。
本发明的第8方面是如第2方面的高频器件，还包括一第一电纳元件，其一端连接在该对平衡端头的至少一端和连接到该对平衡端头之一的外部输入/输出端头之间，而其另一端接地。
本发明的第9方面是如第8方面的高频器件，还包括一第二电纳元件，其一端连接在该对平衡端头的另一端和连接到该对平衡端头另一端的外部输入/输出端头之间，而其另一端接地，该第二电纳元件的导纳值不同于第一电纳元件。
本发明的第10方面是如第9方面的高频器件，通过相对于终端阻抗对所述第一电纳元件和第二电纳元件之间的导纳的值标准化后所得的值等于或大于5。
本发明的第11方面是如第4方面的高频器件，进一步包括：
形成多层结构的多个介质层；
提供在所述介质层之间的层间电极；以及
为了跨接一些所述多个介质层而提供的通孔导体，所述通孔导体连接所有或部分所述层间电极；
其中所述层间电极和所述通孔导体形成多个条状线和多个电容器，以及
所述第一电抗元件和所述第二电抗元件是由所述多个条状线。所述多个电容和所述通孔导体形成。
本发明的第12方面是如第4方面的高频器件，其特征在于，还包括：
形成多层结构的多个介质层；
提供在所述介质层之间的层间电极；以及
为了跨接一些所述多个介质层而提供的通孔导体，所述通孔导体连接所有或部分所述层间电极；
其中所述层间电极和所述通孔导体形成多个条状线和多个电容器，以及
所述第一电纳元件和所述第二电纳元件是由所述多个条状线、所述多个电容器和所述通孔导体形成。
本发明的第13方面是如第1方面的高频器件，所述高频元件包括一高频滤波器。
本发明的第14方面是如第13方面的高频器件，所述高频滤波器包括一声表面波滤波器，所述声表面波滤波器具有：
一压电基底；以及
至少一个在所述压电基底上提供的叉指式换能器。
本发明的第15方面是如第14方面的高频器件，还包括在所述压电基底上形成的第一和第二引线电极，所述第一和第二引线电极分别提供在所述一对平衡端头和所述叉指式换能器电极之间，其中所述第一和第二引线电极在形状和长度上互相不同。
本发明的第16方面是如第14方面的高频器件，所述叉指式换能电极包括至少三个叉指式换能器电极：第一、第二和第三叉指式换能器电极；
所述声表面波滤器包括使用至少一对所述叉指式换能器电极的平衡式声表面波滤波器；
所述第一叉指式换能器电极的一组电极指连接到不平衡输入/输出端，所述第一叉指式元件的另一组电极指被接地；
所述第二叉指式换能器电极的一组电极指连接到所述一对平衡端之一的第一端头，同时将所述第二叉指式换能器元件的其它组电极指接地，以及
所述第三叉指式换能器电极的一组电极指连接到所述一对平衡端的其它端的第二端头，同时将所述第三叉指式换能器元件的其它组电极指接地。
本发明的第17方面是如第14方面的高频器件，所述叉指式换能器电极包括至少三个叉指式换能器电极：第一、第二和第三叉指式换能器电极；
所述声表面波滤波器包括一个使用至少一对所述叉指式换能器电极的平衡声表面波滤波器；
所述第一叉指式换能量电极的一组电极指连接到所述一对平衡端之一的第一端头，同时所述第二叉指换能器元件的其它组电极指连接到所述一对平衡端的其它端的第二端头；以及
所述第二和第三叉指换能器电极的各电极指组连接到公共非平衡输入/输出端，同时把所述第二和第三叉指式换能器电极的其它组电极指接地。
本发明的第18方面是如第16或17方面的高频器件，进一步包括：
连接在第二电极指组之一和所述第一端头之间的第一谐振器；以及
连接在第三电极指组之一和所述第二端头之间的第二谐振器。
本发明的第19方面是如第18方面的高频器件，所述第一谐振器和所述第二谐振器在形状方面互不相同。
本发明的第20方面是如第1方面的高频器件，进一步包括相互连接所述一对平衡端之一端头和所述该对平衡端头的另一端头的电感器。
本发明的第21方面是一种通信装置，包括至少一个发送装置和接收装置，其特征在于，所述发送装置可所述接收装置使用本发明的第1到4、6、8、17到20方面之一的高频器件。
第一电感作为一元件部件被安装在多层构件的表面层。
还有，第一电感可由形成在多层构件内层中的多个带状线和通孔导体构成。
附图说明
图1(a)示出了本发明的第一实施例中的声表面波滤波器的结构图。
图1(b)示出了本发明的第一实施例中的平衡滤波器器件的结构图。
图2(a)、2(b)和2(c)示出了本发明的第一实施例的平衡滤波器特性曲线图。
图2(a)显示了传输特性曲线。
图2(b)显示了幅度平衡特性曲线。
图2(c)显示了相位平衡特性曲线。
图3示出了实施例1中的声表面滤波器结构的第一例子图。
图4示出了实施例1中的声表面滤波器结构的第二例子图。
图5示出了本发明的第二实施例中的平衡滤波器器件的结构图。
图6示出了本发明的第三实施例中的平衡滤波器器件的结构图。
图7是本发明的第4实施例中的平衡滤波器结构的截面视图。
图8是本发明的第4实施例中的平衡滤波器结构的分解透视图。
图9(a)-(b)示出了常规声表面波滤波器的电极结构图。
图10(a)、10(b)和10(c)示出了常规声表面波滤波器的特性曲线图。
图10(a)显示了传输特性曲线。
图10(b)显示了幅度平衡特性曲线。
图10(c)显示了相位平衡特性曲线。
图11是本发明的第5实施例中的复合电子组件的框图。
图12是本发明的第5实施例中的复合电子组件的分解透视图。
图13(a)示出了本发明的实施例5中的复合电子组件图(前面)，而图13(b)示出了该复合电子组件图(反面)。
图14是本发明的实施例5中的复合电子组件的电路图。
图15示出了本发明的实施例1到4的平衡滤波器的其它例子的结构图。
图16示出了本发明的高频元件的另一例子的图。
图17示出了加入了本发明高频元件的通信装置图。
符号说明
101声表面波滤波器
102、130、104 IDT电极
105、106反射器电极
107、108声表面波谐振器
109非平衡输入/输出端
110、111平衡输入/输出端
112第一电感器
113第一输入/输出端
114第二输入/输出端
115第三输入/输出端
116第二电感器
具体实施方式
本发明的实施昨将参考附图给以描述。
实施例1
将参考附图1(a)描述根据本发明的实施例1的平衡滤波器器件。图1(a)示出了根据这一实施例的具有平衡输入/输出端的声表面滤波器的结构，而图1(b)示出了具有图1(a)所示声表面滤波器的平衡滤波器器件的结构。
参考1(a)，本实施例的声表面波滤波器101包括第一、第二和第三IDT电极102、103和104，它们是由一对电极指组、第一和第二反射器电极105和106和在压电基底117上的第一和第二声表面波谐振器107和108组成。
使用第一和第二声表面波谐振器107和108的目的是提供滤波器特性中的衰减特性及用于匹配等。第一和第二声表面谐振器107和108在形状上互相一致。
第一IDT电极102的两组电极指中的一组电极指102a被连接到非平衡输入/输出端109，同时将另一组电极指102b接地。第二IDT电极103的两组电极指中的一组电极指103a被连到第一声表面谐振器107，同时将另一组电极指103b接地。第三IDT电极104的两组电极指中的一组电极指104a被连到第二声表面波谐振器108，同时将另一组电极指104b接地。
另外，第一声表面谐振器107连到第一端110，端110是平衡输入/输出端之一；第二声表面谐振器108连到第二端111，它是平衡输入/输出端的另一个端。通过如上所述构造获得具有非平衡和平衡输入/输出端的声表面滤波器。这一滤波器的构造与图9(a)所示常规声表面滤波器901相同，不同点在于配置了第一第二声表面谐振器107和108。在实际上，非平衡输入/输出端109和平衡输入/输出端110和111形成在一个压电基底上，在该基底上还形成了IDT电极102和103。然而，在该实施例中输入/输出端原理上表示为似乎它们是在压电基底117之外。对每个下述的声表面滤波器在图中以同样的方式作出图示。
在图1(b)所示的平衡滤波器器件120中，声表面滤波器101非平衡输入/输出端109连接到第一输入/输出端113。
起到电抗元件作用的第二电感116连接在平衡输入/输出端之一的第一端110和第二输入/输出端114之间，同时平衡输入/输出端的另一端即为第二端111连接到第三输入/输出端115。
还有，用于阻抗匹配的第一电感112连接到平衡输入/输出端之一的第一端110和第二电感116之间的连接点121，并连接到第二端111和第三输入/输出端115之间的连接点112。
图2(a)、2(b)和2(c)示出了图1(b)所示的平衡滤波器器件120的特性曲线的例子。图2(a)表示传输特性，图2(b)表示在通带内的幅度平衡特性，而图2(c)表示通带内的相位平衡特性。
正如图2(a)到2(c)所示，起电抗元件作用的第二电感116连接到平衡输入/输出端中的第一端110以获到在通带内具有-0.7db到+1.5db的幅度平衡特性及-0.7到+4.4的相位平衡特性。因而，与图10所示的声表面滤波器相比，相位平衡特性可被改善，同时传输和幅度平衡特性无实质上的退化。图2(b)的幅度平衡特性曲线画得夸张了。实际上，幅度平衡特性基本上不发生退化。
图2(b)和2(c)所示的平衡特性曲线是在第二输入/输出端114看从第三输入/输出端115所见的特性曲线。更具体说，相位平衡特性的退化从0到一个负值。即在平衡输入/输出端中的第一端头110处的相位超前了，且因而第二电感116不连接到第三输入/输出端115的一侧，特性曲线即从该侧处观察的，而是连到第二输入/输出端114以改善相位平衡特性。
本实施例所连的第二电感116的阻抗基本上为13.5Ω，该值相对于终端阻抗经标准化后为0.18。
虽然为了描述本实施例，已引用了常规器件的特性曲线中在负侧的退化例子，关于从观察特性曲线的第三输入/输出端115侧所见的常规器件的特性曲线正侧中出现退化的情况来说，通过在第三输入/输出端115的一侧连接一个电感也可能改善相位平衡特性。亦即，在平衡输入/输出端的第一或第二端头110或111和第二输入/输出端114或第三输入/输出端115之间放置第二电感116，在端头110或111处当对单级状态声表面滤波器101的相位平衡特性测量时可察觉到从第一和第二端头110和111的另一端所见的相位超前，而可观察到相位超前的端头被连接到端头114或115。亦即，一对平衡输入/输出端110或111相对于另一对具有相位超前时其阻抗值变得比另一对平衡端的阻抗值更大。
本实施例已描述了关于第二电感116的值相对终端阻抗标准化为0.18的情况。然而，如果该值不大于0.2也能取得相同的效果。
虽然本实施例中的声表面滤波器构造成如图1(a)所示，也可以不使用图1(a)所示的第一第二声表面谐振器107和108，用另一种方式构成图3中所示的声表面滤波器301(以与图9所示的常规声表面波滤波器相同的方式构成)。
还有，可以另外构成如图4所示的声表面滤波器401，它由第一、第二和第三IDT电极402、403、404构成，每个电极具有一对电极指组，以及第一和第二反射器电极405和406，这些电极形成在压电基底410上，第一IDT电极402的一组电极指402a连接到第一端407，端头407是平衡输入/输出端之一，第一IDT电极402的另一组电极指402b连接到第二端408，它是该平衡输入/输出端的另一端，第二和第三IDT电极403和404连接到非平衡输入/输出端409，而另一组电极指组403a和404a接地。在这种情况下也取得了本发明的相同效果。
这就是说，在本发明的平衡滤波器器件120中，即使加入的声表面滤波器具有像常规滤波器器件中那样的相位平衡特性退化，一个接在滤波器外面的电感造成了在第一端110和第二端111之间的阻抗差，起了平衡输入/输出端的作用，改进了相位平衡特性，如果本发明的声表面滤波器与其它电路一起加入到通信装置或类似装置中，它是以平衡滤波器120的方式实现的。在这种情况下，该声表面滤波器可以很容易地作为具有改进了相位平衡特性的滤波器而获得。
在本实施例中，第一电感112连接在平衡输入/输出端的第一端头110和该平衡输入/输出端的另一端的第二端头111之间。然而，如果不使用第一电感112就能达到阻抗匹配，则可不必连接第一电感112而可使用没有第一电感112的结构。
实施例2
代表本发明实施2有平衡滤波器器件将参考图5进行描述。图5示出了按照本实施例的具有平衡输入/输出端的平衡滤波器的结构。
参考图5，本实施例的滤波器器件具有一声表面滤波器件500，它是由IDT电极，反射器电极、声表面波谐振器等组成，对应于图1(a)所示的声表面滤波器101中的那些组件。第一输入/输出端501连接到声表面滤波器500的非平衡输入/输出端511(对应于图1所示的非平衡输入/输出端109)，而用于阻抗匹配的第一电感506连接在平衡输入/输出端之一的第一端头504和该平衡输入/输出端之另一端的第二端头505之间。
进一步，起电抗之件作用的第二电感507连接在平衡输入/输出端之一的第一端504和第二输入/输出端502之间，同时将起电抗元件作用的第三电感508连接在平衡输入/输出端之另一端的第二端头505和第三输入/输出503之间。
图1(a)中所示的平衡输入/输出端之一的第一端110对应于图5中所示的平衡输入/输出端之一的第一端504，而图1(a)中所示的平衡输入/输出端之另一端的第二端111对应于图5中所示的平衡输入/输出端之另一端的第二端505。第二电感507和第三电感508的值之间的关系是这样的，使得这些电感值之间的差设定为与实施例1中的第二电感116的值相同，从而获得如图2(a)到2(c)所示的相同特性。简言之，该设定使得连接到平衡输入/输出端中的第一和第二端头504和505的电感(第二电感507或第三电感508)的值更大，在该端504和505处当对单级状态的声表面滤波器500的相位平衡特性测量时可察觉到从端504和505的另一端看所见到的相应超前。亦即，一对平衡输入/输出端504和505之一具有相对于这对平衡输入/输出之另一端有相位超前的这一端具有的阻抗值变得比这对平衡端的另一端的阻抗值更大些。
与此相反，如果第二电感507和第三电感508的值互相相等，则呈出与图10所示的常规器件的特性相同的特性，且不提供平衡特性的改善。
亦即，不同的电抗元件被分别连接到第一和第二端头504和505以与图10所示的声表面滤波器相比改善其相位平衡特性而基本上不引起传输和幅度平衡特性的退化。
更具体说，关于图10(c)所示的相位平衡特性从0到负值的退化，第二电感507具有的阻抗高于连接到第三输入/输出端503一侧的第三电感508的阻抗，且被连接到第二输入/输出端502的一侧以改善相位平衡特性。在该器件中连接的第二电感507和第三电感508的阻抗之差是13.5Ω，且该值相对于终端阻抗标准化后是0.18。
虽然为了描述本实施例，已引用了常规器的特性曲线中在负侧退化的例子，通过增加用来观察特性曲线的第三输入/输出端503侧的第三电感508的阻抗值也可能改善相位平衡特性；关于从第三输入/输出端503处所见的常规器件的特性曲线中出现正侧退化的情况下，该阻抗值相对于在第二输入/输出端502侧的第二电感507的值被增加了。
本发明实施例已描述了关于第二电感507和第三电感508值之差相对于终端阻抗被标准化为0.18的情况。然而，如果这个值不大于0.2，也可取得相同的效果。
虽然本实施例中的声表面滤波器是以如图1(a)所示的相同方式构造的。即使使用了如图3或图4所示的声表面滤波器还是可以取得相同的效果。
在本实施例中，第一电感506连接在平衡输入/输出端之一的第一端504和该平衡输入/输出端之另一端的第二端505之间。然而，如果不使用第一电感506也能达到阻抗匹配，则不必连接第一电感506。
实施例3
参考图6将描述代表本发明实施例3的平衡滤波器器件结构的一个例子。
参考图6，本实施例的平衡滤波器602具有构成在压电基底600上的一个声表面波滤波器。且该声表面波滤波器通过使用焊线连接被安装在主要由陶瓷或类似材料构成的封装基底606上。非平衡输入/输出端电极601、平衡输入/输出端之一的第一端电极602、平衡输入/输出端之另一端的第二端电极603以及接地电极604和605被形成在压电基底600上。
第一到第五电极607到611形成在封装基底606上。非平衡输入/输出端电极601由第一导线612连接到第一电极607。第一端电极602，它是平衡输入/输出端之一，由第二导线613连接到第二电极608，而作为平衡输入/输出端之另一端的第二端电极603由第三导线614连接到第三电极609。接地电极604和605分别由第四和第五导线615和616连接到第四和第五电极610和611。
连接到平衡输入/输出端之一的第一端电极602的第二导线613和连接到平衡输入/输出端之另一端的第二端电极603的第三导线614，为了使这两根导线具有不同阻抗，对于它们的长度形成得互相不对称。
在安装到封装基底606的时候，改变压电基底600的方向，使得分别连接到形成为平衡输入/输出端的第一和第二电极602和603的各个导线使得对于它们的长度来说各导线互相不对称，从而提供了图5中所示的等效结构以取得如图2(b)所示的改进相位平衡特性。
虽然本实施例中电抗组件是用导线形成，通过使用在压电基底上的引线电极也可形成类电抗组件以达到同样的效果。只是在这种情况下，第二导线613和第三导线614可以形成得关于它们的长度来说是互相对称的。无需多说，第二导线613和第三614在这种情况下可以做得长度上不同。
可以通过形成图1中所示的第一声表面波谐振器107和第二声表面波谐振器108使得这两个谐振器在形状上互相不同而改变在平衡输入/输出端上的负载阻抗，从而取得相位平衡特性的类似改进。
实施例4
将参考图7和图8描述代表本发明实施例4的平衡滤波器器件。图7是本实施例平衡滤波器结构的截面视图，图8是该结构的分解透视图。
参考图7，平衡滤波器器件701以如下方式被构成，即具有如图1、3或4所示相同结构的声表面波滤波器通过使用倒装式安装法而安装在具有多个介质层构件701上。声表面波滤波器的非平衡输入/输出端、平衡输入/输出端和其它部分利用例如主要由金结构的凸起702电气连接到多层构件701上的电极703。图中仅示出了平衡输入/输出端。
电极703通过形成在穿过多层构件701或多层构件701的内层上的通孔电极704和内电极705电气连接到形成在多层构件701底面上的端电极706。端电极706电气连接到主基底(未示出)。
图8示出了图7中所示的一例结构的分解透视图。多层构件701由三个介质层701a到701c形成。根据需要选择形成多层构件的介质层的数目。
电极703a到703d形成在第一介质层701a上。内电板705a形成在第二介质层701b上。内电极705b和705c形成在第三介质层701c上。用于与主基底(未示出)连接的终端电极706a到706d形成在第三介质层701c的背面上。按需要提供用于电气连接电极703a到703d、内电极705a到705c和端电极706a到706d的通孔电极704a到704g。
形成在压电基底700上的声表面波滤波器的非平衡输入/输出端通过凸起或类似方法电气连接到703a。形成为平衡输入/输出端的一对输入/输出端通过凸起或类似方法分别电气连接到电极703b和703c，而接地端通过凸起或类似方法电气连接到电极703d。
电极703a由通孔电极704a连接到形成在第三介质层701c上的内电极705c并进一步由通孔电极704b电气连接到形成在第三介质701c背面上的端电极706a。
电极703b由通孔电极704c连接到内电极705b并进一步由通孔电极704d电气连接到形成在第三介质层701c背面上的端电极706b。
电极703c由通孔电极704e连接到形成在第三介质层701c背面上的端电极705c。
电极703d由通孔电极704f连接到内电极705a，并进一步由通孔电极705g电气连接到形成在第三介质层701c背面上的端头电极706d。
内电极705a到705c和通孔电极704e到704g具有电感组成部分。因而通过调节内电极705的长度和宽度有可能形成具有所需值的电感。因而，形成为多层构件701的内层部分的电极705c和通孔电极704c和704d的电感组成部分被连接到形成为平衡输入/输出端的一对输入/输出端之一，然而只有通孔电极704e的电感组成部分被连接到其它输入/输出端。
这就是说，在图5所示的等效电路中，内电极705c和通孔电极704c和704d对应于第二电感507，而通孔704e对应于第三电感508。
因而，当声表面波滤波器安装到小的多层封装基底上时，通过选择形成在多层构件内层上的电极的形状，不同的电感组件可分别连接到形成为声表面波滤波器的平衡输入/输出端的一对输入/输出端。从而通过将不同的电感连接到平衡输入/输出端就可获得如图2(b)所示的改进的相位平衡特性。
虽然关于实施例1到4描述了电抗组件，连接电纳元件也是可能的，更具体说在平衡输入/输出端的第一端和地之间以及在第二端和地之间连接电容。
图15示出了连接电纳的平衡滤波器器件的结构。图15中，与图5中相同的或对应的部分用相同的标号字符表示。省略了对相同或对应部分的详细描述。提供了电纳元件1510用于在声表面波滤波器500的平衡输入/输出端的第一端504和第二输入/输出端502之间的连接。提供了电纳元件1520用于在声表面波滤波器500的平衡输入/输出端的第二端505和第三输入/输出端503之间的连接。
电纳元件1510由第一电容器1511构成，其一端连接到平衡输入/输出端的第一端504和第二输入/输出端502之间的连接点，另一端接地。
电纳元件1520由第二电容器1521构成，其一端连接到平衡输入/输出端的第二端505和第三输入/输出端503之间的连接点，另一端接地。
在这样构成的器件中，连接到平衡输入/输出端中第一端或第二端504或505的电纳元件(电纳元件1510或1520)的导纳值被设定得较小，这样当声表面波滤波器500以单极状态测量其相位平衡特性时在端头504或505从它们的另一端观看时会察觉到相位超前。亦即，一对平衡输入/输出端504或506的一端相对于该对平衡输入/输出端的另一端具有相位超前的一端的阻抗值变得比该对平衡输入/输出端的另一端的阻抗值更大。
另一种不同安排可以是这样，把第四电感1512和第五电感1522移去。
在这样情况下，如果通过把连接到第一和第二端头的电纳元件的导纳相对于终端阻抗进行标准化后得到的值为5或更大则可改进本发明的效果。
进一步，仅提供第一电纳元件1510和第二电纳元件1520之一。在这种情况下，电纳元件不被提供在形成为平衡输入/输出端的第一和第二端504和505的一端处，从第一和第二端504和505的另一端处观看可察觉到该端处有相位超前。
在如图7和8所示的安装情况下，在多层封装基底和压电基底上由导线之类形成的电容组件可用于改变负荷值大小而不改器件尺寸。
实施例5
参考图11到14将描述代表本发明实施例5的复合电子组件。图11是本实施例的复合电子组件的框图。图12是本实施例的复合电子组件的分解透视图(在电介质层DL1下方图示的部分代表了介质层DL1的背面)。图13(a)的图显示了本实施的复合电子组件(前面)。图13(b)的显示了本实施例的复合电子组件(反面)。图14是本实施例的复合电子组件的电路图。
本实施例的复合电子组件1000是一个三频带高频开关，其滤波功能是允许第一频带(EGSM)、第二频带(DCS)和第三频带(PCS)的每个频带中的发送频带和接收频带中的信号从该开关通过。复合电子组件1000具有开关电路(发送/接收开关电路)1001和1002和分裂装置(分裂电路)1003。复合电子组件1000还具有低通滤波器(LPF)1004和1005，用于在发送时抑制谐波失真，以及带通滤波器(BPF)1006和1007，用于在接收时提取必要的信号。
PIN二极管通常用于发送/接收开关电路1001和1002。构成发送/接收开关电路1001和1002、分裂电路1003以及低通滤波器1004和1005的电感和电容作为电极图案形成在多层构件的内层或作为芯片另件安装在表面层。以这种方式，形成为声表面波滤器的分裂电路1003、发送/接收开关电路1001和1002、低通滤波器1004和1005以及带通滤波器1006和1007被构成为一个堆叠器件。
参考图12，本实施例的复合电子电路由15层介质层DL1和DL15构成。根据复合电子组件所必须的特性适当选择介质层的数目。
可使用玻璃陶瓷基底作为每一介质层，通过将诸如主要成分为镁橄榄石和氧化铝的混合料的低熔点玻璃料混入陶瓷粉末中形成玻璃陶瓷。在陶瓷粉末中混入有机粘合剂和有机溶液得到糊状料，由糊状料形成生片，用于在多层的各段连线间形成电连接的多个通孔可使用机械冲孔或激光加工在生片内形成。
在预定的生片上，使用主要导电材料为银(金或铜)粉的导电胶进行影印以形成布线图，并且用于在生片上布线图之间层间连接的通孔也填充有导电胶。由此形成带状线和电容电极。
这样得到的15个生片波精确地互相相对放置、从介质层DL1到介质层DL15一层叠一层，并在一定条件下加热和加压，从而得到一个集成组合多层构件1200。这一多层组件被干燥并随后在炉中的氧化气氛中以400到500度焙烧以烧去生片中的有机粘合剂。在情况(1)，金粉或银粉被用作主要导电材料时，多层构件在普通空气中在850到950的温度范围中焙烧。在情况(2)、使用铜粉时，多层构件在惰性气体或还原气氛中在相同的温度范围中焙烧。以这种方式最终得到多层构件1200。
如图13(a)所示，在具有加入了各种构成复合电子元件的条状线和电容器的多层结构的多层构件1200的上表面安装了SAW滤波器SF1和SF2、二极管D1到D5以及诸如电容量和电阻器的芯片另件SD1到SD8，其间还放置了端头T2。这些另件电气连接到多层构件1200的内电路。
用于在电子装置中的主基底上表面安装复合电子组件的多个端头T1形成在介质层DL1的背面表面。这些端头T1和T2通过印制或成型如上所述的导电胶而形成。
通过采用若干示例来描述具有上述多层结构的复合电子组件中的连线图案的堆叠结构。
在第一、第七和第十四介质层DL1、DL7和DL14上，通过例如印制形成接地电极G1、G2和G3，通孔Vg1被放在第二到第十四介质层DL2到DL14中的适当位置以电气上连接接地电极G1、G2和G3。放在第一介质层DL1背面上的端头T1中的接地端头电极Tg1和接地电极G1也通过通孔电极Vg1电气上连接。
由通孔电极Vp11和Vp21以层间连接方式将第十四介质层DL14上的条状线电极图案连接到第十三介质层DL13上的条状线电极图案。还有，由通孔电极Vp12和Vp22以层间连接方式将第十三介质层DL13上的条状线电极图案连接到第十二介质层DL12上条状线图案。因而，条状线L1和L2，例如，通过固定层：第九到第十四介质层DL9到DL16由通孔电极从一层到另一层分别连通。
电容器C1和C2以如下这种方式串联连接，即电容器C1的电极图案提供在第十一介质层DL11上，电容器C1和C2共用的电极图案提供在第十介质层DL10上，电容器C2的电极图案提供在第九层DL9上。
类似地，条状线电极图案、电容电极图案和通孔电极图案被适当地放置并适当地电气连接到形成在多层构件1200表面层上的二极管等，从而在多层构件1200上形成如图14所示的复合电子组件的电路。图12中所示的条状线L1和L2以及电容C1和C2对应于图13(a)中所示的电感器和电容器。
条状线和电容器就这样构成了。本实施例中的复合电子组件的所有输入/输出端头通过通孔电极集中在第一介质层DL1的背面表面上。从而在电子装置中的主基底上安装时能限制安装面积。
声表面波滤波器SF2的平衡输入/输出端和多层构件内层上的电极之间的连接关系将被更详细地描述。通过使用焊接安装或类似安装将声表面波滤波器SF2电气连接到形成在多层构件1200的表面层上的端头T1。平衡输入/输出端之一由形成在第十五介质层DL15内的通孔电极连接到形成在第十四介质层DL14上的条状线Ld21，且平衡输入/输出端的其它电极由形成在第十五介质层DL15内的通孔电极连接到形成在第十四介质层DL14上条状线Ld22。进一步，条状线Ld21由形成的通过第一到第十四介质层DL1到DL14通孔电极Vd2连接到形成在多层构件1200底部表面上的端头T1。
另一方面，条状线Ld11由形成在第十三介质层DL13上的条状线Ld12、形成在第十二介质层DL12上的条状线Ld13及形成的通过第一到第十四介质层DL1到DL14的通孔连接到形成在多层构件底部表面的端头T1。
条状线Ld11、Ld12、Ld13和Ld21及通孔电极Vd1和Vd2具有电感成分。因而通过调节每个电极的宽度就可能形成具有所需值的电感器。从而使形成在多层构件1200的内层上或通过它的条状线Ld12和通孔电极Vd1的电感组件连接到平衡输入/输出端之一，而条状线Ld11、Ld12和Ld13和通孔电极Vd1的电感组件连接到平衡输入/输出端的其它端。多层构件1200表面层上的电感芯片另件SD7用焊接安装或类似安装法连接到形成在表面层上的端头T2。进一步，芯片另件SD7还通过形成在第十五介质层DL15中的通孔电极连接到条状线Ld11和Ld21。
这就是说，对于声表面波滤波器的平衡输入/输出端部分，如果该声表面波滤波器SF2是图5示出的等效电路中声表面波滤波器500，则条状线Ld21和通孔电极Vd2对应于第二电感570，而条状线Ld11到Ld13和通孔电极Vd1对应于第三电极508。还有，安装在表面层上的芯片另件SD7对应于第一电感506。
因而，声表面波滤波器可被安装在多层的构件上，并且通过选择形成在或通过多层构件内层的条状线和通孔电极形成不同的电感组件。从而，通过将不同的电感器连接到平衡输入/输出端就可获得如图2(b)所示的改进的相位平衡特性。
在本实施例的复合电子组件被用于，例如便携式电话之类设备的情况下，它被安装在构成无线电路的主基底上。在这种情况下，由于多层结构和声表面滤波器相组合，与常规技术相比安装面积显著减小了。结果，达到了便携式电话的尺寸和厚度的减小。
在本实施例中，不同的条状线分别被连接到形成为平衡输入/输出端的一对输入/输出端以设定不同的负载阻抗。然而，通过在平衡输入/输出端和地之间连接具有不同阻抗的电容也可获得相同的效果。在这种情况下，实现了如图15所示的具有导纳元件的平衡滤波器器件。
虽然本设施例的描述是有关安装了两个声表面波滤器的情况，在仅安装一个声表面滤波器或安装三个或多个声表面波滤波器的情况下也可得到相同的效果。
虽然本实施例已就三个系统EGSM、DCS和PCS的组合方面的使用作了描述，类似的与其它系统的组合，例EGSM、DCS和UMTS(通用移动电信系统)的组合方面的使用也是可能的。
虽然已采用了具有三频带复合电子组件使用三种通信系统的例子描述了本实施例，在下述情况通过改变开关电路的配置也可获得相同的效果，在这种情况，形成了使用两种通信系统(例EGSM和UMTS)的双频带复合电子组件或使用四个或更多系统(例EGSM、AMPS(高级移动电话服务)、DCS4 PCS)的高频开关。
虽然本实施例的描述已采用了使用二极管的开关电路的例子，在将GaAs开关只用于二个开关电路之一或GaAs开关被用于二个开关电路的每一个情况下，也可获得相同的效果。
虽然本实施例的描述已采用了加入了高频组件的复合电子组件的例子，在复合电子组件加入了任何其它高频组件，诸如低通滤波器或高通滤波器的情况下也可取得相同的效果。
每个平衡滤波器器件120、510、620和710以及复合电子组件1000是本发明的高频器件的一个例子。
每个声表面波滤波器101、301、401、500和SF2是本发明的高频元件的一个例子。
形成为平衡输入/输出端的一对输入/输出端头110和111是本发明的一对平衡端的一个和另一个端头的例子。
第一电感器506和第二电感器507的每一个是本发明的第一电抗元件的一个例子，第三电感器508是本发明的第二电抗器的一个例子。
第一电纳元件1510是本发明的第一电纳元件的例子，而第二电纳元件1520是本发明的第二电纳元件的例子。
第一声表面波谐振器107是本发明的第一谐振器的例子，而第二声表面波谐振器是本发明的第二谐振器的例子。
第一电感器112是本发明的电感器的例子。
然而，本发明并不局限于上述实施例。在上述每个实施例中，本发明的高频元件是声表面波滤波器。然而，如果它至少具有一对平衡端，它可以是介质滤波器、堆叠滤波器或体积波滤波器。特别是，希望把本发明应用于1800MHZ频带、从2GHZ到更高频率的高频带或不超过10GHZ的高频频带中的滤波器。
图16示出了这一滤波器的例子。图16中所示的滤波器1600是不平衡输出/平衡输出带通滤波器，它具有不平衡输入/输出端1601、一对平衡输入/输出端1602和1603、连接在端头之间的电容1610到1614、第一λ/2谐振器1620，其一端连接在电容器1610和电容器1611之间而另一段连接到电容器1613，以及第二λ/2谐振器1630，其一点连接在电容器1611和电容器1612之间而另一段连接在电容器1613和电容器1614之间。还有，在这样的滤波器中，可执行关于每个实施例的如上所述的这种安装，以把第一种第二端头1602和1603的阻抗值设置为互不相同。以这种方式可以容易地改进相位平衡特性。
本发明的高频元件并不限于滤波器。它也可应用于半导体元件。例如，它也可为具有平衡电路的低噪声放大器(LNA)或类似元件而提供。
进一步，本发明可实现为加入了上述高频器件的通信装置。
图17示出了使用如便携或电话的通信装置的一个例子。便携式电话1700具有用于发送和接收电波的天线1701，用于使天线1701能由发射系统和接收系统共享的天线共享器件1702、接收系统中的RF滤波器1703、低噪声放大器1704、频率转换部分1705、接收系统中的IF滤波器1706、用于对信号进行调制和解调的调制解调部分1707、发射系统中的IF滤波器1708、频率转换部分1709、发射系统中的RF滤波器1711，功率放大器1712以及振荡器1710。
在这一便携式电话中，上述每个实施例中的平衡滤波器均可用作为RF滤波器1711和1703中的每一个形成为半导体元件的高频元件可被低噪声放大器1704所用。
本发明的优点
从上述描述很明显，本发明能够提供具有优良相位平衡特性的高频器件等等。
Claims (21)
1、一种高频器件，其特征在于，包括：
具有至少一对平衡端的高频元件；以及
连接到所述高频元件端头的外部输入/输出端头，其中在该对平衡端头和连接到该对平衡端的外部输入/输出端头之间的阻抗值互相不同。
2、根据权利要求1的高频器件，其特征在于：
阻抗值不同意味着该平衡端对中具有相对于平衡端另一端相位超前的一端的阻抗值大于该平衡端对的所述另一端的阻抗值。
3、根据权利要求2的高频器件，其特征在于，还包括第一电抗元件，提供在该对平衡端头的至少一端和连接到该对平衡端头之一的外部输入/输出之间。
4、根据权利要求3的高频器件，其特征在于，还包括一第二电抗元件，提供在该对平衡端头的另一端和连接到该对平衡端头的另一端的外部输入/输出端之间，该第二电抗元件的电抗值不同于第一电抗元件。
5、根据权利要求3或4的高频器件，其特征在于，当所述高频元件用线焊接安装在所述高频器件上时，所述第一电抗元件和所述第二电抗元件中至少一个作为所用线的电感组件来实现。
6、根据权利要求4的高频器件，其特征在于，通过相对于端阻抗对所述第一电抗元件和所述第二电抗元件之间的阻抗差值进行标准化所得的值不大于0.2。
7、根据权利要求3或4的高频器件，其特征在于，还包括一多层基底，具有在它们一个主表面上提供的表面层电极、在所述多层基底内提供的在至少一层上的内层电极，以及互相连接所述表面层电极和所述内层电极的通孔电极，其中每个所述外部输入/输出端头实现为所述表面层电极；
所述高频器件被安装在所述基底的另一主表面上；以及
所述第一电抗元件和所述第二电抗元件的至少一个是用基于所述内层电极的电感组件提供的。
8、根据权利要求2的高频器件，其特征在于，还包括一第一电纳元件，其一端连接在该对平衡端头的至少一端和连接到该对平衡端头之一的外部输入/输出端头之间，而其另一端接地。
9、根据权利要求8的高频器件，其特征在于，还包括一第二电纳元件，其一端连接在该对平衡端头的另一端和连接到该对平衡端头另一端的外部输入/输出端头之间，而其另一端接地，该第二电纳元件的导纳值不同于第一电纳元件。
10、根据权利要求9的高频器件，其特征在于，通过相对于终端阻抗对所述第一电纳元件和第二电纳元件之间的导纳的值标准化后所得的值等于或大于5。
11、根据权利要求4的高频器件，其特征在于，进一步包括：
形成多层结构的多个介质层；
提供在所述介质层之间的层间电极；以及
为了跨接一些所述多个介质层而提供的通孔导体，所述通孔导体连接所有或部分所述层间电极；
其中所述层间电极和所述通孔导体形成多个条状线和多个电容器，以及
所述第一电抗元件和所述第二电抗元件是由所述多个条状线。所述多个电容和所述通孔导体形成。
12、根据权利要求4的高频器件，其特征在于，还包括：
形成多层结构的多个介质层；
提供在所述介质层之间的层间电极；以及
为了跨接一些所述多个介质层而提供的通孔导体，所述通孔导体连接所有或部分所述层间电极；
其中所述层间电极和所述通孔导体形成多个条状线和多个电容器，以及
所述第一电纳元件和所述第二电纳元件是由所述多个条状线、所述多个电容器和所述通孔导体形成。
13、根据权利要求1的高频器件，其特征在于，所述高频元件包括一高频滤波器。
14、根据权利要求13的高频器件，其特征在于，所述高频滤波器包括一声表面波滤波器，所述声表面波滤波器具有：
一压电基底；以及
至少一个在所述压电基底上提供的叉指式换能器。
15、根据权利要求14的高频器件，其特征在于，还包括在所述压电基底上形成的第一和第二引线电极，所述第一和第二引线电极分别提供在所述一对平衡端头和所述叉指式换能器电极之间，其中所述第一和第二引线电极在形状和长度上互相不同。
16、根据权利要求14的高频器件，其特征在于，所述叉指式换能电极包括至少三个叉指式换能器电极：第一、第二和第三叉指式换能器电极；
所述声表面波滤器包括使用至少一对所述叉指式换能器电极的平衡式声表面波滤波器；
所述第一叉指式换能器电极的一组电极指连接到不平衡输入/输出端，所述第一叉指式元件的另一组电极指被接地；
所述第二叉指式换能器电极的一组电极指连接到所述一对平衡端之一的第一端头，同时将所述第二叉指式换能器元件的其它组电极指接地，以及
所述第三叉指式换能器电极的一组电极指连接到所述一对平衡端的其它端的第二端头，同时将所述第三叉指式换能器元件的其它组电极指接地。
17、根据权利要求14的高频器件，其特征在于，所述叉指式换能器电极包括至少三个叉指式换能器电极：第一、第二和第三叉指式换能器电极；
所述声表面波滤波器包括一个使用至少一对所述叉指式换能器电极的平衡声表面波滤波器；
所述第一叉指式换能量电极的一组电极指连接到所述一对平衡端之一的第一端头，同时所述第二叉指换能器元件的其它组电极指连接到所述一对平衡端的其它端的第二端头；以及
所述第二和第三叉指换能器电极的各电极指组连接到公共非平衡输入/输出端，同时把所述第二和第三叉指式换能器电极的其它组电极指接地。
18、根据权利要求16或17的高频器件，其特征在于，进一步包括：
连接在第二电极指组之一和所述第一端头之间的第一谐振器；以及
连接在第三电极指组之一和所述第二端头之间的第二谐振器。
19、根据权利要求18的高频器件，其特征在于所述第一谐振器和所述第二谐振器在形状方面互不相同。
20、根据权利要求1的高频器件，其特征在于，进一步包括相互连接所述一对平衡端之一端头和所述该对平衡端头的另一端头的电感器。
21、一种通信装置，包括至少一个发送装置和接收装置，其特征在于，所述发送装置可所述接收装置使用根据权利要求1到4、6、8、17到20之一的高频器件。
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