电磁共振耦合器以及高频传输装置的制造方法_5

文档序号:9439295阅读:来源:国知局
23D所示,发送电路702与接收电路703也可W在相对于金属线704的 连接方向(图23B的左右方向或者基板701的长边方向)交叉的方向例如正交方向上被对 置配置。
[0282] 若设为运样的结构,则能起到能够缩小横向的尺寸并且能够作为模块而小型化的 效果。
[0283] 此外,如图23E所示,发送电路702和接收电路703 -体化为由1个忍片构成的 收发电路720,如类似于第3实施方式那样,收发电路720也可W被配置在电磁共振禪合器 710的上方的基板701的上表面(主面)。在该例子中,在图23A中,为发送电路702和接 收电路703置换为1个收发电路720的状态。
[0284] 若设为运样的结构,则由于配置于基板701的忍片数减少,因此能够起到装片等 安装变得容易的效果。
[0285] 进一步地,如图23F所示,发送电路702与接收电路703也可W被配置为完全收容 在电磁共振禪合器710的上方的区域内。
[0286] 若设为运样的结构,则由于能够节省基板701的多余空间,因此能起到能够将模 块更加小型化的效果。
[0287] 进一步地,如图23G所示,也可W接收电路703被配置为完全收容在电磁共振禪合 器710的上方的区域内,发送电路702被配置为从电磁共振禪合器710的上方的区域露出 一部分。
[028引若设为运样的结构,则由于发送电路与接收电路的距离隔开,因此能起到能够难W相互受到热、电磁噪声的影响的效果。
[0289] 此外,在图23A~图23G中,第1输入输出端子708、发送电路输入输出端子702a W及第2输入输出端子709、接收电路输入输出端子703a优选被配置为线704尽量变短。
[0290] 关于电磁共振禪合器710,具体使用图24来进行说明。
[0291] 作为第1共振布线的一个例子的第1谐振器711是由例如作为铜的金属布线形成 的环状的传输线路,在任意的位置的一部分具有开放部711a。
[0292] 作为第2共振布线的一个例子的第2谐振器712是由例如作为铜的金属布线形成 的环状的传输线路,在任意的位置的一部分具有开放部712曰。
[0293] 第1谐振器711W及第2谐振器712形成在基板701的内部。第1谐振器711和 第2谐振器712在基板701的内部在相互不同的平面上对置形成,隔开一定的距离,并电绝 缘。第1谐振器711W及第2谐振器712是分别折弯所谓的高频的天线结构并设为环状的 谐振器。第1谐振器711W及第2谐振器712的线路长是在所希望的频率下谐振的长度。 换句话说,作为一个例子,设为所希望的频率的有效波长的1/2的线路长。
[0294] 在图24中,第1谐振器711W及第2谐振器712分别为圆环形状,但也可W是使用 了四边框形或者螺旋形状的传输线路的框状或者环状并且在其一部分具有开放部的结构。
[0295] 此外,若传输线路在不同的平面上形成并对置,并为有效波长的1/2波长的线路 长,则对于所希望的频率产生共振现象。也就是说,即使不是框状或者环状的传输线路,虽 然信号的传输效率减少,但能够实现同样的效果。
[0296] 作为一个例子,第1谐振器711W及第2谐振器712使用厚度35ym的铜锥来作 为金属锥,使用使倾向于高介电常数的填料进行了高充电的聚苯酸树脂(PPE树脂)来作 为基板701的材料。该PPE树脂的介电常数是10,绝缘电场破坏强度是20kV/mm。通过使 用具有运样高介电常数的材料,能够缩短谐振器的有效波长,能够实现电磁共振禪合器710 的小型化。
[0297] 在本发明的第4实施方式中,作为一个例子,使用是倾向于高介电常数的填料进 行了高充电的PPE树脂来作为基板701的材料,但当然也可W根据电磁共振禪合器710所 要求的频率、大小、传输损耗或者绝缘耐压等,使用其他的材料。作为其他的材料,能够使用 例如FR4(FlameRetardantType4)等玻璃环氧基板、纸苯酪基板、纸环氧基板、玻璃复合 基板、陶瓷基板、聚苯酸树脂基板或者TE化ON(注册商标)基板等一般用于印刷电路基板的 全部材料。也就是说,能够将电磁共振禪合器710形成在具有多层电介质基板的印刷电路 基板。
[029引运样,通过使用一般用于印刷电路基板的材料,能够根据设置有电磁共振禪合器 710的系统的规格来选择最佳的基板材料,能够进行对系统的也包含布线等的整体最佳化。
[0299] 此外,在将电磁共振禪合器710形成在具有多层电介质基板的印刷电路基板时, 也可W包含由第1材料构成的粒子分散在第2材料中而成的复合材料。
[0300] 由此,通过改变作为主成分的第2电介质基板的材料中第1材料的种类或者配合 比例,能够自由设定介电常数或者绝缘电场破坏强度。
[0301] 图25足表示高频传输装置1700的电路框图的一个例子的图。
[0302] 高频传输装置1700具备:电磁共振禪合器710、基板701、发送电路702和接收电 路 703。
[0303] 电磁共振禪合器710具备:第1共振布线(例如,第1谐振器711)、和与第1共振 布线711对置设置的第2共振布线(例如,第2谐振器712)。
[0304] 发送电路702具备产生高频信号的高频信号产生部702b。发送电路702通过高频 信号来调制输入信号并生成高频传输信号,送到第1共振布线711。
[0305] 第1共振布线711向第2共振布线712传输高频传输信号。
[0306] 接收电路703对传输到第2共振布线712的高频传输信号进行整流,生成与输入 信号相应的输出信号。此时,接收电路703也可W具备由二极管或者电容器等构成的整流 电路703b。
[0307] 发送电路702W及接收电路703分别是例如使用了半导体的集成电路。
[030引发送电路702中也可W包含例如产生作为微波的高频信号的振荡器、对信号进行 调制的调制器或者开关电路W及放大信号的高频放大器等。
[0309] 发送电路702W及接收电路703也可W分别由例如娃或者神化嫁或者氮化嫁运种 任意的材料形成,但在第4实施方式的一个实施例中,作为一个例子,使用高频特性优良并 且能够进行大功率输出的氮化嫁来形成收发电路702、703。
[0310] 接收电路703中也可W包含例如从高频信号复原为原来的信号的整流电路等。当 然即使包含除此W外的电路在功能上也没有问题。
[0311]图26是本发明的第4实施方式所设及的高频传输装置1700的电路框图的一个例 子。使用图26,来说明第4实施方式所设及的高频传输装置1700的动作。
[0312] 来自发送电路的输入信号在发送电路702中,例如,通过从振荡器产生的作为微 波的高频信号而被调制。来自发送电路702的调制波被从第1输入输出端子708传递到第 1谐振器711。虽然第1谐振器711与第2谐振器712未电连接,但通过电磁共振现象,输 入到第1谐振器711的调制信号被绝缘传输到第2谐振器712。传输到第2谐振器712的 调制信号被从第2输入输出端子709传递到接收电路703,并通过整流电路来复原为原来的 信号。
[0313]由于在发送电路702产生的高频信号通过接收电路703被复原为原来的信号,因 此与一般的高频传输装置不同,高频信号不会被直接放射到高频传输装置1700外。
[0314] 发送电路702W及接收电路703通过由例如环氧或者娃构成的密封材705而被密 封。由此,能够减少由来自外部的冲击W及溫度变化所导致的特性恶化。虽然在第4实施 方式中,进行了树脂密封,但如果不需要,则也可W不进行树脂密封。
[0315] 图27是表示比较例的结构的图。
[031引在图27所示的比较例中,发送电路2W及接收电路3不被配置在基板1上。
[0317] 在该情况下,连结发送电路2与第1输入输出端子8T的金属线4的长度变长。同 样地,连结接收电路3与第2输入输出端子9T的金属线4的长度变长。进一步地,其制造 工序也复杂化。
[031引与此相对地,在图23A~图23G所示的第4实施方式的构成中,发送电路702化及 接收电路703被配置在基板701上。
[0319] 因此,与比较例的结构相比,能够更加缩短连结发送电路702与第I输入输出端子 708的金属线704的长度W及连结接收电路703与第2输入输出端子709的金属线704的 长度。由此,能够减小金属线704本身所具有的寄生电感、电阻成分的影响。由此,例如,能 够抑制在更高频下使用时的电阻不匹配、输出减少。
[0320] 此外,通过将发送电路702W及接收电路703配置在基板701上,如后述的图37 那样,也可W通过凸块715或者焊锡球来将发送电路702W及接收电路703与基板701连 接。由此,能够消除线长所导致的电阻正范围电感的影响,能够抑制W更高频、例如毫米波 段来使用时的电阻的不匹配、输出减少。此外,其制造工序也能够简单化。
[0321] 另外,不需要发送电路702W及接收电路703分别集成到各自的半导体,也可W如 图28所示,作为收发电路720,集成到一个半导体忍片。通过设为运样的形态,能够减少配 置在基板701的半导体忍片的数量,因此能够容易进行安装。
[0322] 另外,也可W仅发送电路702和接收电路703之中的任意一者被配置在基板701 上。
[0323] 例如,也可W如图29所示,仅接收电路703被配置在基板701上。此时,接收电路 703的配置位置也可W如图30所示,是电磁共振禪合器710的正上的区域W外的位置。另 夕F,所谓电磁共振禪合器710的正上的区域W外的位置,作为一个例子,是指高频信号的布 线用的线704的长度尽量短的位置。W下的说明中也是同样的。
[0324] 或者,也可W如图31所示,仅发送电路702被配置在基板701上。此时,发送电路 702的配置位置也可W如图32所示,是电磁共振禪合器710的正上的区域W外的位置。
[0325] 此外,也可W如图33AW及图33B所示,发送电路702W及接收电路703 (或者,至 少发送电路702)被配置在电磁共振禪合器710的正上的区域W外的位置。
[0326] 电磁共振禪合器710的共振现象,通过不仅利用电场、还利用磁场,来实现高效率 的传输。虽然后述的第5实施方式那样的金属屏蔽713、714能够减少电场噪声,但由于磁 场噪声贯穿金属屏蔽,因此不能降低。在电磁共振禪合器710是例如所谓的螺旋状等的情 况下,在正上部,磁场噪声变大。因此,通过将发送电路702W及接收电路703 (或者,至少 发送电路702)配置在电磁共振禪合器710的正上的区域W外的位置,能够将该磁场噪声的 影响抑制在最小限度。此外,若运样配置,则如第6实施方式那样,也能够将散热结构体717 设置在发送电路的正下。
[0327] 此外,即使如图34所示,仅将接收电路703配置在正上区域W外的位置,也能够得 到磁场噪声减少的效果。
[032引此外,即使如图35所示,仅将发送电路702配置在正上区域W外的位置,也能够得 到磁场噪声减少的效果。
[0329] 运里,发送电路702具备高频信号产生部70化等。因此,若发送电路702与电磁共 振禪合器710接近,则来自高频产生部70化等的噪声可能对电磁共振禪合器710有影响。
[0330] 因此,为了减少来自发送电路702的噪声的影响,优选如图32W及图33AW及图 358所示,发送电路702被配置在电磁共振禪合器710的正上的区域W外的位置。
[0331] 另一方面,接收电路703与发送电路702相比,对电磁共振禪合器710的影响较 小。
[0332] 因此,为了减小用于接收电路703的配置的空间,优选如图23AW及图29W及图 35所示,接收电路703被配置在电磁共振禪合器710的正上的区域。
[0333] 由此,能够进一步缩短连结接收电路703与第2输入输出端子709的金属线704 的长度。由此,能够减少金属线704本身所具有的寄生电感的影响。由此,例如,能够抑制 在该高频下使用时的输出减少。此外,也能够不需要基板701的横侧的屏蔽。
[0334] 进一步地,根据该结构,能够简单化电场屏蔽部的设置。例如,在接收电路703与 电磁共振禪合器710之间设置电场屏蔽部即可。与此相对地,在图27W及图30的接收电 路703的配置方法中,为了减少来自电磁共振禪合器710的横侧的高频噪声的影响,例如, 可能需要第2实施方式所示的具有接地壁330、430的结构,电场屏蔽部的设置复杂化。
[0335] 综上所述,在图35所示的结构中,对电磁共振禪合器710的影响较大的发送电路 702不配置在正上的区域,并且对电磁共振禪合器710的影响较小的接收电路703配置在正 上的区域。
[0336]由此,能够减小用于接收电路703的配置的空间,并且,能够减少连结接收电路 703与第2输入输出端子709的金属线704本身所具有的寄生电感的影响,并且,将电场屏 蔽部的设置简单化,进一步地,减少来自发送电路702的噪声的影响。
[0337] 进一步地,若是图35所示的结构,则也能够如后述的第6实施方式那样,将用于发 热大的发送电路702的散热结构体717设置在基板701。
[033引另外,通过下述的将第5实施方式的金属屏蔽713、714组合来配置,能够减少电场 噪声W及磁场噪声两方的影响。
[0339](第5实施方式)
[0340] 在本发明的第5实施方式所设及的高频传输装置1701中,其特征在于,电磁共振 禪合器710的上下部被作为电场屏蔽部的一个例子的金属屏蔽713、714覆盖。
[0341]W下,参照附图来说明本发明的第5实施方式。
[0342] 图36是本发明的第5实施方式所设及的高频传输装置1701的截面图的一个例 子。
[0343] 本发明的第5实施方式中的高频传输装置1701的基本结构与图23A所示的第4 实施方式的高频传输装置1700相同,对相同的部件付与相同的参照符号并省略说明,主要 对不同点进行说明。
[0344] 第1金属屏蔽713形成为被配置在基板701的下表面并覆盖基板701内的电磁共 振禪合器710。同样地,第2金属屏蔽714形成为被配置在基板701的上表面(主面)并覆 盖基板701内的电磁共振禪合器710。
[0345] 也就是说,第1金属屏蔽713在与第1谐振器711不同的平面上并且由被配置在 第1谐振器711的下方的充分宽的金属层构成。
[0346] 此外,第2金属屏蔽714在与第2谐振器712不同的平面上并且由被配置在第2 谐振器712的上方的充分宽的金属层构成。
[0347] 由于电磁共振禪合器710的第1谐振器711W及第2谐振器712传输高频信号, 因此电场噪声放射到外面。因此,如第4实施方式所示,高频电波被从电磁共振禪合器710 传递到发送电路702W及接收电路703并变为噪声,引起误动作。
[034引因此,通过如本第5实施方式运样
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