(57)【要約】【課題】  スパークギャップを従来よりも小さく形成することの出来るサージ保護回路を具えた積層型複合デバイスを提供する。【解決手段】  本発明に係る積層型複合デバイス３において、積層セラミック基板８を構成する上下２層のセラミック層の内、一方のセラミック層の表面には、グランド端子21に繋がる第１の放電片パターン51が形成されると共に、他方のセラミック層の表面には、アンテナ端子に繋がる第２の放電片パターン52が形成され、両放電片パターン51、52はそれぞれ先端が尖った形状に形成されて、両放電片パターン51、52の先端がセラミック層を挟んで互いに近接している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層を積層して積層誘電体基板が構成され、各誘電体層の表面には１或いは複数の回路素子パターンが形成され、これらの回路素子パターンが互いに接続されて、所定の機能を発揮すべき電子回路を構成しており、該積層誘電体基板には信号端子とグランド端子が設けられている積層型複合デバイスにおいて、互いに直接に重なった２つの誘電体層の内、一方の誘電体層の表面には、前記グランド端子に繋がる第１の放電片パターン(51)が形成されると共に、他方の誘電体層の表面には、前記信号端子に繋がる第２の放電片パターン(52)が形成され、両放電片パターン(51)(52)はそれぞれ先端が尖った形状に形成されて、両放電片パターン(51)(52)の先端が誘電体層を挟んで互いに近接して配置されていることを特徴とする積層型複合デバイス。
【請求項２】
前記信号端子は、アンテナが接続されるべきアンテナ端子(22)である請求項１に記載の積層型複合デバイス。
【請求項３】
前記他方の誘電体層の表面には、インダクター(４)となる回路素子パターンが形成され、該回路素子パターンは、前記アンテナ端子(22)と第２放電片パターン(52)との間に直列に介在している請求項２に記載の積層型複合デバイス。
【請求項４】
前記積層誘電体基板は金属シャーシ(１)によって覆われている請求項１乃至請求項３の何れかに記載の積層型複合デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機等の電子機器に装備される各種電子回路を構成するための積層型複合デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機においては、１本のアンテナを受信系と送信系で共用するためにアンテナ共用器が装備されており、該アンテナ共用器は、一般に図８に示す如き積層型複合デバイス(30)によって構成されている。
該積層型複合デバイス(30)においては、図９に示す如く複数のセラミック層(60)〜(69)から積層セラミック基板(６)が構成されており、最上層のセラミック層(60)の表面には複数のチップ部品(７)が搭載されると共に、第２層以降のセラミック層(61)〜(69)の表面には、インダクターパターンやコンデンサパターンが形成され、これらのチップ部品(７)や回路素子パターンが互いに接続されて、アンテナ共用回路が構成されている(特許文献１、２参照)。
【０００３】
ところで、携帯電話機においては、例えばユーザがアンテナに接触することによってアンテナが静電気を帯びた場合、その静電気がサージ電圧となってアンテナ共用回路に印加されることにより、アンテナ共用回路を構成する弾性表面波フィルターなどの回路素子が破壊される虞があった。
【０００４】
そこで、サージ電圧から電子回路を保護するために、回路基板の表面に、互いに対向してスパークギャップを形成すべき一対の放電片パターンを形成し、一方の放電片パターンを電子回路の信号線に接続し、他方の放電片パターンをグランドに接続したサージ保護回路が提案されている(特許文献３)。
この様なサージ保護回路をアンテナ共用回路に接続すれば、アンテナ共用回路にサージ電圧が印加されたとしても、前記一対の放電片パターン間でスパークが発生し、サージ電圧は光エネルギーと熱エネルギーに変換されて、消失する。従って、弾性表面波フィルター等の回路素子が破壊される虞はない。
【特許文献１】特許第３０４８５９２号
【特許文献２】特許第３０６７６１２号
【特許文献３】特開平８−２９３６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のサージ保護回路においては、一対の放電片パターンが１枚のスクリーンを用いたスクリーン印刷によって基板表面に同時に形成されるので、スクリーン印刷の精度上、スパークギャップを１００μm以下に形成することが困難であり、これによってサージ保護回路としての機能が十分でない問題があった。
そこで本発明の目的は、スパークギャップを従来よりも小さく形成することの出来るサージ保護回路を具えた積層型複合デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る積層型複合デバイスは、複数の誘電体層を積層して積層誘電体基板が構成され、各誘電体層の表面には１或いは複数の回路素子パターンが形成され、これらの回路素子パターンが互いに接続されて、所定の機能を発揮すべき電子回路を構成しており、該積層誘電体基板には信号端子とグランド端子が設けられている。
そして、互いに直接に重なった２つの誘電体層の内、一方の誘電体層の表面には、前記グランド端子に繋がる第１の放電片パターン(51)が形成されると共に、他方の誘電体層の表面には、前記信号端子に繋がる第２の放電片パターン(52)が形成され、両放電片パターン(51)(52)はそれぞれ先端が尖った形状に形成されて、両放電片パターン(51)(52)の先端が誘電体層を挟んで互いに近接して配置されている。
【０００７】
上記本発明の積層型複合デバイスにおいては、一対の放電片パターン(51)(52)の先端が誘電体層を挟んで互いに対向し、両放電片パターン(51)(52)の先端間にスパークギャップが形成される。従って、信号端子にサージ電圧が印加されたとき、両放電片パターン(51)(52)の先端間にスパークが発生し、サージ電圧は光エネルギーと熱エネルギーに変換されて、消失する。
ここで、一対の放電片パターン(51)(52)は１つの誘電体層を挟んで両側に形成されているので、両放電片パターン(51)(52)の先端間の距離、即ちスパークギャップは、誘電体層の厚さによって規定される。一般に誘電体層は厚さ５０μm以下に形成することが容易であるので、これによって、スパークギャップは５０μm以下に設定されることになる。
【０００８】
具体的構成において、前記信号端子は、アンテナが接続されるべきアンテナ端子(22)である。又、前記他方の誘電体層の表面には、インダクター(４)となる回路素子パターンが形成され、該回路素子パターンは、前記アンテナ端子(22)と第２放電片パターン(52)との間に直列に介在している。
該具体的構成においては、インダクター(４)がアンテナ端子(22)と一対の放電片パターン(51)(52)の間に介在して、高周波遮断機能を発揮するので、アンテナ端子(22)と放電片パターン(51)(52)の間の容量結合による高周波信号の漏洩は発生しない。
【０００９】
更に具体的な構成において、前記積層誘電体基板は金属シャーシ(１)によって覆われている。
該具体的構成によれば、アンテナ以外の外部からサージ電圧が加わったとしても、金属シャーシ(１)が発揮するシールド機能によって電子回路をサージ電圧から保護することが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る積層型複合デバイスによれば、一対の放電片パターンの先端間に形成されるスパークギャップを、スクリーン印刷の精度によって制限されていた従来のスパークギャップよりも小さく形成することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明をデュアルバンドのアンテナ共用器に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るアンテナ共用器は、図１に示す如く積層型複合デバイス(３)を金属シャーシ(１)で覆って構成され、積層型複合デバイス(３)には、アンテナ端子等の信号端子やグランド端子等、複数の端子(２)が設けられている。
【００１２】
図２は、積層型複合デバイス(３)の回路構成を表わしており、アンテナ(10)が接続されたダイプレクサ(31)に対し、第１バンドの送受信系(3a)と第２バンドの送受信系(3b)とが並列に接続されている。
第１バンドの送受信系(3a)は、受信時と送信時で切り換えられるスイッチ(32)の２つの切換え端子に弾性表面波フィルター(34)とローパスフィルター(35)を接続して構成され、信号受信時には、弾性表面波フィルター(34)から第１バンドの受信信号Ｒ１が出力され、信号送信時には、第１バンドの送信信号Ｔ１がローパスフィルター(35)へ入力される。
第２バンドの送受信系(3b)は、受信時と送信時で切り換えられるスイッチ(33)の２つの切換え端子に弾性表面波フィルター(36)とローパスフィルター(37)を接続して構成され、信号受信時には、弾性表面波フィルター(36)から第２バンドの受信信号Ｒ２が出力され、信号送信時には、第２バンドの送信信号Ｔ２がローパスフィルター(37)へ入力される。
又、アンテナ(10)からダイプレクサ(31)へ繋がる信号線路には、インダクター(４)を介してスパークギャップ(５)が接続されている。
【００１３】
スパークギャップ(５)は、図３に示す如く、積層型複合デバイス(３)を構成する積層セラミック基板(８)の層間に形成されている。即ち、１つのセラミック層を挟んで両側に一対の放電片パターン(51)(52)が配置され、両放電片パターン(51)(52)の先端は鋭角に尖っており、両放電片パターン(51)(52)の先端がセラミック層の厚さに一致する間隔Ｇで対向し、スパークギャップ(５)を形成している。
【００１４】
積層セラミック基板(８)は、図４〜図７に示す複数のセラミック層(80)(81)(82)(83)・・・から構成されている。図４に示す如く、第１層のセラミック層(80)の表面には、弾性表面波フィルターチップ(71)、ダイオード(72)、コイル(73)、コンデンサ(74)等のチップ部品が搭載されている。
【００１５】
図５に示す如く、第２層のセラミック層(81)の表面には、前述の先端の尖った放電片パターン(51)が形成されており、該放電片パターン(51)の基端部はグランド端子(21)と繋がっている。又、図６に示す如く、第３層のセラミック層(82)の表面には、前述のインダクター(４)を構成する線路パターン(41)が形成されると共に、該線路パターン(41)の先端部には、前述の先端の尖った放電片パターン(52)が形成され、該線路パターン(41)の基端部はアンテナ端子(22)と繋がっている。
尚、図５に示すパターンの形成と図６に示すパターンの形成は、別個のスクリーンを用いた別工程のスクリーン印刷によって行なわれるので、一対の放電片パターン(51)(52)の先端の位置合わせは、共通のスクリーン印刷工程における精度上の制限を受けることなく、精度良く行なうことが出来る。これによって、両放電片パターン(51)(52)の先端は、同一の平面位置に精度良く揃うことになる。
【００１６】
更に図７に示す如く、第４層のセラミック層(83)の表面には、前述のダイプレクサ(31)を構成する回路パターンが形成され、該回路パターンはアンテナ端子(22)と繋がっている。
【００１７】
上述の積層型複合デバイス(３)においては、スパークギャップ(５)を形成すべき一対の放電片パターン(51)(52)の先端間の距離がセラミック層の１層分の厚さに一致することになる。ここで、セラミック層は厚さ５０μm以下、例えば２０μm程度に形成することは容易であるので、これによって一対の放電片パターン(51)(52)の先端間の距離、即ちスパークギャップ(５)を２０μm程度の微小値に設定することが出来る。
【００１８】
従って、アンテナ(10)が帯電し、これによって積層型複合デバイス(３)のアンテナ端子(22)にサージ電圧が印加された場合、そのサージ電圧が比較的低いものであったとしても、両放電片パターン(51)(52)の先端間には確実にスパークが発生し、サージ電圧は光エネルギーと熱エネルギーに変換されて、消失する。この様にして、積層型複合デバイス(３)を構成する弾性表面波フィルター(34)(36)等がサージ電圧から保護されることになる。
尚、一対の放電片パターン(51)(52)の間に介在するセラミック層は、耐熱性に優れているので、スパークの発生によって該セラミック層が破壊される虞はない。
【００１９】
又、積層型複合デバイス(３)は金属シャーシ(１)によって覆われているので、アンテナ以外の外部からサージ電圧が加わったとしても、金属シャーシ(１)が発揮するシールド機能によって、積層型複合デバイス(３)はサージ電圧から保護される。
【００２０】
更に、アンテナ端子(22)と一対の放電片パターン(51)(52)の間にはインダクター(４)が介在して、高周波遮断機能を発揮すると共に、一対の放電片パターン(51)(52)の間にはセラミック層が介在して、高い電気絶縁性を発揮するので、アンテナ(10)から入力された高周波信号がインダクター(４)及び一対の放電片パターン(51)(52)を通過してグランドへ漏洩する虞はない。
従って、アンテナ(10)から入力された高周波信号は損失を生ずることなくダイプレクサ(31)へ入力されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】アンテナ共用器の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る積層型複合デバイスの回路構成を示すブロック図である。
【図３】該積層型複合デバイスの要部を拡大して示す一部破断斜視図である。
【図４】第１層のセラミック層の平面図である。
【図５】第２層のセラミック層の平面図である。
【図６】第３層のセラミック層の平面図である。
【図７】第４層のセラミック層の平面図である。
【図８】従来の積層型複合デバイスの斜視図である。
【図９】該積層型複合デバイスの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
(１)  金属シャーシ
(２)  端子
(21)  グランド端子
(22)  アンテナ端子
(３)  積層型複合デバイス
(４)  インダクター
(41)  線路パターン
(５)  スパークギャップ
(51)  放電片パターン
(52)  放電片パターン
(71)  弾性表面波フィルター
(72)  ダイオード
(８)  積層セラミック基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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