DE102008002568A1

DE102008002568A1 - Elektromagnetische Bandabstandstruktur und Leiterplatte

Info

Publication number: DE102008002568A1
Application number: DE102008002568A
Authority: DE
Inventors: Han Yongin Kim; Je-Gwang Yongin Yoo
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2028-06-21
Also published as: US20080314630A1; US8158889B2; DE102008002568B4; JP4722968B2; JP2009004791A; US20110315440A1

Abstract

Eine elektromagnetische Bandabstandstruktur und Leiterplatte sind offenbart. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die elektromagnetische Bandabstandstruktur eine pilzartige Struktur mit einer ersten Metallplatte und einer Duchkontaktierung, deren eines Ende mit der ersten Metallplatte verbunden ist; eine zweite Metallplatte, welche mit dem anderen Ende der Durchkontaktierung verbunden ist; eine Metallschicht, welche durch eine Metallleitung mit der zweiten Metallschicht verbunden ist; eine erste dielektrische Schicht, welche zwischen der ersten Metallschicht und der ersten Metallplatte schichtweise gebildet ist; eine zweite dielektrische Schicht, welche auf der ersten Metallplatte und der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist; und eine zweite Metallschicht, welche auf der zweiten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das zuvor erwähnte Mischsignalproblem zu lösen, indem die Übertragung der EM-Welle eines bestimmten Frequenzbereiches verhindert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatte und genauer eine elektromagnetische Bandabstandstruktur und eine Leiterplatte, welche ein Mischsignalproblem zwischen einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung lösen.
2. Stand der Technik
Mit zunehmender Wichtigkeit an Mobilität werden verschiedene Arten an Vorrichtungen, welche mobile Kommunikationsendgeräte, PDAs (Personal Digital Assistants; persönliche, digitale Assistenten), Notebook-Computer und DMB-Vorrichtungen (Digital-Multimedia-Bradcasting-Vorrichtungen) enthalten, auf dem Markt eingeführt.
Diese Arten an Vorrichtungen enthalten eine Leiterplatte, welche aus einer analogen Schaltung, wie beispielsweise eine RF-Schaltung, und einer digitalen Schaltung besteht.
1 ist eine Querschnittsansicht einer Leiterplatte, welche aus einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung besteht.
Eine Leiterplatte 100 enthält Metallschichten 110-1, 110-2, 110-3 und 110-4 (welche nachstehend kollektiv als 110 bezeichnet werden), dielektrische Schichten 120 (welche in 120-1, 120-2 und 120-3 unterteilt sind), welche zwischen den Metallschichten 110 aus Schichten gebildet bzw. schichtweise gebildet (layer-built) sind, eine digitale Schaltung 130, welche auf der Metallschicht 110-1 der obersten Ebene montiert ist, und eine RF-Schaltung 140.
Angenommen, dass die durch die Bezugsnummer 110-2 dargestellte Metallschicht eine Erdungsschicht und die durch die Bezugsnummer 110-2 dargestellte Metallschicht eine Leistungsschicht ist, fließt elektrischer Strom durch eine Durchkontaktierung 160, welche zwischen der Erdungsschicht 110-2 und der Leistungsschicht 160 verbunden ist, und die Leiterplatte 100 dient einer vorbestimmten Funktion oder Operation.
Hier wird eine EM-Welle 130, welche durch eine Betriebsfrequenz und Oberwellenkomponenten der digitalen Schaltung 130 verursacht wird, zur RF-Schaltung 140 übertragen, wodurch ein Mischsignalproblem verursacht wird. Mischsignalproblem bedeutet das Stören einer akkuraten Operation der RF-Schaltung 140, da die EM-Welle von der digitalen Schaltung 130 eine Frequenz innerhalb der Betriebsfrequenz der RF-Schaltung 140 aufweist. Wenn die RF-Schaltung 140 beispielsweise ein vorbestimmtes Frequenzsignal empfängt, kann der akkurate Empfang des Signals schwierig sein, weil die EM-Welle, welche das vorbestimmte Frequenzsignal enthält, von der digitalen Schaltung 130 übertragen wird.
Es wird schwieriger dieses Mischsignalproblem zu lösen, da digitale Vorrichtungen komplexer werden und die Betriebsfrequenz der digitalen Schaltung höher wird.
Das Verwenden eines Entkopplungskondensators, was eine typische Lösung für das Leistungsrauschproblem ist, kann keine richtige Lösung bei einer hohen Frequenz sein, und Studien für eine Struktur zum Sperren eines Rauschens einer hohen Frequenz zwischen der RF-Schaltung und der digitalen Schaltung werden erfordert.
2 veranschaulicht den Querschnitt einer elektromagnetischen Bandabstandstruktur, welche das Mischsignalproblem zwischen einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung nach der verwandten Technik löst, und 3 veranschaulicht eine Draufsicht einer Metallplattenanordnung der in 2 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur. 4 veranschaulicht eine Perspektivansicht der in 2 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur und 5 veranschaulicht eine äquivalente Schaltung der in 2 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur.
Eine elektromagnetische Bandabstandstruktur 200 enthält eine erste Metallschicht 210-1, zweite Metallschicht 210-2, erste dielektrische Schicht 220a, zweite dielektrische Schicht 220b, Metallplatte 232 und Durchkontaktierung 234.
Die erste Metallschicht 210-1 und zweite Metallschicht (210-2) sind durch die Durchkontaktierung 234 und Metallplatte 232 verbunden und die Durchkontaktierung 234 bildet eine pilzartige Struktur 230 (siehe 4).
Wenn die erste Metallschicht 210-1 eine Erdungsschicht ist, ist die zweite Metallschicht 210-2 eine Leistungsschicht, und wenn die erste Metallschicht 210-1 eine Leistungsschicht ist, ist die zweite Metallschicht 210-2 eine Erdungsschicht.
D. h., durch das repetitive Anordnen der pilzartigen Struktur 230, welche aus der Metallplatte 232 und der Durchkontaktierung 234 zwischen der Metallschicht und der Leistungsschicht besteht (siehe 3), wird eine Bandabstandstruktur gebildet, welche ein Signal innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches sperrt.
Die Funktion, welche das Signal innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches sperrt, ergibt sich aus Widerstands-(RE-, RP-), Induktivitäts-(LE-, LP-), Kapazitäts-(CE-, CP-, CG-), Leitfähigkeits-(GP-, GE-)Bauteilen und kann als äquivalente Schaltung dargestellt werden, wie in 5 gezeigt.
Eine typische digitale Vorrichtung, bei welcher eine digitale Schaltung und eine RF-Schaltung auf der gleichen Platine implementiert werden, ist das mobile Kommunikationsendgerät, welches das Sperren des Rauschens zwischen 0,8 und 2,0 GHz erfordert, was der Bereich der Betriebsfrequenz der RF-Schaltung ist. Zudem muss die Größe der pilzartigen Struktur ausreichend klein sein, um im mobilen Kommunikationsendgerät verwendet zu werden. Wenn die zuvor erwähnte elektromagnetische Bandabstandstruktur verwendet wird, können die zwei Probleme jedoch nicht gleichzeitig gelöst werden.
Da sich die pilzartige Struktur verkleinert, wird die Bandabstandsfrequenz, bei welcher das Rauschen gesperrt wird, höher, wobei das Sperren des Rauschens im Bereich von 0,8~2,0 GHz kaum effektiv ist, welcher der Betriebsfrequenz der RF-Schaltung im mobilen Kommunikationsendgerät entspricht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich liefert die vorliegende Erfindung eine elektromagnetische Bandabstandstruktur und eine Leiterplatte, welche beide eine kleine Größe und niedrige Bandabstandsfrequenz aufweisen.
Die vorliegende Erfindung liefert auch eine elektromagnetische Bandabstandstruktur und Leiterplatte, welche das Mischsignalproblem einer digitalen Vorrichtung, wie beispielsweise eine mobile Kommunikationsvorrichtung, lösen können, bei welcher eine RF-Schaltung und eine digitale Schaltung auf der gleichen Platine implementiert sind.
Die vorliegende Erfindung liefert auch eine elektromagnetische Bandabstandstruktur und Leiterplatte, welche ein Rauschen einer bestimmten Frequenz sperren können.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine elektromagnetische Bandabstandstruktur auf.
Die elektromagnetische Bandabstandstruktur nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes enthalten: eine pilzartige Struktur mit einer ersten Metallplatte und einer Durchkontaktierung, deren eines Ende mit der ersten Metallplatte verbunden ist; eine zweite Metallplatte, welche mit dem anderen Ende der Durchkontaktierung verbunden ist; eine erste Metallschicht, welche durch eine Metallleitung mit der zweiten Metallschicht verbunden ist; eine erste dielektrische Schicht, welche zwischen der ersten Metallschicht und der ersten Metallplatte schichtweise gebildet ist; eine zweite dielektrische Schicht, welche auf der ersten Metallplatte und der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist; und eine zweite Metallschicht, welche auf der zweiten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist.
Hier können die erste Metallschicht und die zweite Metallplatte auf einer gleichen ebenen Oberfläche platziert werden und die Metallleitung auf einer gleichen ebenen Oberfläche wie die erste Metallschicht und die zweite Metallplatte platziert werden.
Die zweite Metallplatte kann auch in einer auf der ersten Metallschicht gebildeten Öffnung untergebracht und durch die Metallleitung elektrisch verbunden sein und eine Innenwand der Öffnung kann von der zweiten Metallplatte in einem vorbestimmten Abstand beabstandet sein.
Zwischen der ersten Metallschicht und der zweiten Metallschicht kann es eine Vielzahl an pilzartigen Strukturen geben. Hier kann die erste Metallplatte der Vielzahl an pilzartigen Strukturen auf der gleichen ebenen Oberfläche platziert werden. Die gleiche Anzahl an zweiten Metallplatten wie die Anzahl an pilzartigen Strukturen kann einer Anordnung der Vielzahl an pilzartigen Strukturen entsprechen und auf einer gleichen ebenen Oberfläche wie die erste Metallplatte gebildet sein.
Auch kann die Metallleitung eine spiralförmige Struktur aufweisen, welche um die zweite Metallplatte herumgewickelt ist.
Unter Verwendung einer Induktivität, welche zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte entsprechend der Durchkontaktierung in Reihe geschaltet ist, kann verhindert werden, dass eine elektromagnetische Welle eines bestimmten Frequenzbereiches übertragen wird.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Leiterplatte auf.
Die Leiterplatte nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes aufweisen: eine pilzartige Struktur mit einer ersten Metallplatte und einer Durchkontaktierung, deren eines Ende mit der ersten Metallplatte verbunden ist; eine zweite Metallplatte, welche mit dem anderen Ende der Durchkontaktierung verbunden ist; eine erste Metallschicht, welche mit der zweiten Metallschicht durch eine Metallleitung verbunden ist; eine erste dielektrische Schicht, welche zwischen der ersten Metallschicht und der ersten Metallplatte schichtweise gebildet ist; eine zweite dielektrische Schicht, welche auf der ersten Metallplatte und der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist; und eine zweite Metallschicht, welche auf der zweiten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist. Eine elektromagnetische Bandabstandstruktur mit der zweiten Metallschicht ist zwischen der analogen Schaltung und digitalen Schaltung platziert.
Hier kann die erste Metallschicht eine Erdungsschicht oder Leistungsschicht sein und die zweite Metallschicht die Andere der Erdungsschicht und Leistungsschicht sein.
Die analoge Schaltung kann auch eine RF-Schaltung mit einer Antenne sein, welche ein RF-Signal von außen empfängt.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine elektromagnetische Bandabstandstruktur auf.
Die elektromagnetische Bandabstandstruktur nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes enthalten: eine erste Metallschicht; eine erste dielektrische Schicht, welche auf der ersten Metallschicht schichtweise gebildet ist; eine pilzartige Struktur mit einer Metallplatte, welche auf der ersten dielektrischen Schicht gebildet ist, und einer Durchkontaktierung, deren eines Ende mit der Metallplatte verbunden ist; eine zweite dielektrische Schicht, welche auf der Metallplatte und der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist; und eine zweite Metallschicht, welche auf der zweiten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist. Ein Ende der Durchkontaktierung kann in einer auf der ersten Metallschicht gebildeten Öffnung platziert werden und durch eine Metallleitung mit der ersten Metallschicht verbunden sein.
Hier kann das andere Ende der Durchkontaktierung mit einem in der Öffnung platzierten Kontaktfleck bzw. Lötauge einer Durchkontaktierung verbunden sein und die Metallleitung das Durchkontaktierungslötauge und die erste Metallschicht verbinden.
Die Öffnung kann die Durchkontaktierung und die Metallleitung aufnehmen.
Es kann auch eine Vielzahl an pilzartigen Strukturen zwischen der ersten Metallschicht und zweiten Metallschicht geben.
Die Metallleitung kann auch eine gerade Linienform, welche das andere Ende der Durchkontaktierung und die erste Metallschicht verbindet, oder eine spiralförmige Struktur aufweisen.
Unter Verwendung einer Induktivität, welche zwischen der Metallplatte und der ersten Metallschicht entsprechend der Durchkontaktierung in Reihe geschaltet ist, kann verhindert werden, dass eine elektromagnetische Welle eines bestimmten Frequenzbereiches übertragen wird.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Leiterplatte auf.
Die Leiterplatte nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes enthalten: eine erste Metallschicht; eine erste dielektrische Schicht, welche auf der ersten Metallschicht schichtweise gebildet ist; eine pilzartige Struktur mit einer Metallplatte, welche auf der ersten dielektrischen Schicht gebildet ist, und einer Durchkontaktierung, deren eines Ende mit der Metallplatte verbunden ist; eine zweite dielektrische Schicht, welche auf der Metallplatte und der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist; und eine zweite Metallschicht, welche auf der zweiten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist. Ein Ende der Durchkontaktierung kann in einer auf der ersten Metallschicht gebildeten Öffnung platziert werden und durch eine Metallleitung mit der ersten Metallschicht verbunden sein.
Hier kann die erste Metallschicht eine Erdungsschicht oder Leistungsschicht sein und die zweite Metallschicht die Andere der Erdungsschicht und Leistungsschicht sein.
Die analoge Schaltung kann eine RF-Schaltung mit einer Antenne sein, welche ein RF-Signal von außen empfängt.
Auch kann das andere Ende der Durchkontaktierung mit einem in der Öffnung platzierten Durchkontaktierungslötauge verbunden sein und die Metallleitung kann das Durchkontaktierungslötauge und die erste Metallschicht verbinden.
Die Öffnung kann die Durchkontaktierung und die Metallleitung aufnehmen.
Zwischen der ersten und zweiten Metallschicht kann es auch eine Vielzahl an pilzartigen Strukturen geben.
Die Metallleitung kann auch eine gerade Linienform, welche das andere Ende der Durchkontaktierung und die erste Metallschicht verbindet, oder eine spiralförmige Form aufweisen.
Unter Verwendung einer Induktivität, welche zwischen der Metallplatte und der ersten Metallschicht entsprechend der Durchkontaktierung in Reihe geschaltet ist, kann verhindert werden, dass eine elektromagnetische Welle eines bestimmten Frequenzbereiches übertragen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht einer Leiterplatte, welche aus einer analogen Schaltung und digitalen Schaltung besteht.
2 veranschaulicht den Querschnitt der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der verwandten Technik, welche das Mischsignalproblem zwischen der analogen Schaltung und digitalen Schaltung löst.
3 veranschaulicht eine Draufsicht einer Metallplattenanordnung der elektromagnetischen Bandabstandstruktur in 2.
4 veranschaulicht einen Festkörper der elektromagnetischen Bandabstandstruktur in 2.
5 veranschaulicht die äquivalente Schaltung der elektromagnetischen Bandabstandstruktur in 2.
6 ist eine Perspektivansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein Mischsignalproblem zwischen einer analogen Schaltung und digitalen Schaltung löst.
7 ist eine Draufsicht, welche eine Metallplattenkonfiguration der in 6 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung nach der Linie A-A' der 7 zeigt.
9 ist eine Perspektivansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein Mischsignalproblem zwischen einer analogen Schaltung und digitalen Schaltung löst.
10 ist eine Draufsicht, welche eine Metallplattenkonfiguration der in 9 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur zeigt.
11 ist eine Schnittansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung nach der Linie B-B' der 10 zeigt.
12 ist das Ergebnis einer Computersimulation unter Verwendung der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung und der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der verwandten Technik.
13 ist eine Perspektivansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein Mischsignalproblem zwischen einer analogen und digitalen Schaltung löst.
14 ist eine Draufsicht, welche eine Metallplattenkonfiguration der in 13 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur zeigt.
15 veranschaulicht das Ergebnis einer Computersimulation unter Verwendung der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 13 und der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der verwandten Technik.
16 ist eine Perspektivansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein Mischsignalproblem zwischen einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung löst.
17 ist eine Draufsicht, welche eine Metallplattenkonfiguration der in 16 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur zeigt.
18 veranschaulicht das Ergebnis einer Computersimulation unter Verwendung der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 16 und der elektromagnetische Bandabstandstruktur der verwandten Technik.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Da es eine Vielzahl an Permutationen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geben kann, werden bestimmte Ausführungsformen in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht und beschrieben werden. Dies beschränkt die vorliegende Erfindung jedoch keineswegs auf bestimmte Ausführungsformen und ist auszulegen, alle Permutationen, Äquivalente und Ersetzungen zu enthalten, welche durch das Wesen und den Bereich der vorliegenden Erfindung gedeckt sind. Überall in den Zeichnungen wurden ähnlichen Elementen ähnliche Bezugsnummern gegeben. Überall in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird, wenn bestimmt wird, dass das Beschreiben einer bestimmten Technologie den Punkt der vorliegenden Erfindung umgeht, die sachbezogene, detaillierte Beschreibung ausgelassen werden.
Ausdrücke, wie beispielsweise „erste/-r/-s" und „zweite/-r/-s" können beim Beschreiben verschiedener Elemente verwendet werden, aber die obigen Elemente sind nicht auf die obigen Ausdrücke beschränkt. Die obigen Ausdrücke werden nur zum Unterscheiden eines Elementes vom Anderen verwendet. Beispielsweise kann das erste Element mit zweites Element bezeichnet werden, und umgekehrt, ohne vom Bereich der Ansprüche der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Ausdruck „und/oder" enthält die Kombination einer Vielzahl an aufgelisteten Gegenständen oder einen der Vielzahl an aufgelisteten Gegenständen.
Wenn ein Element beschrieben wird, mit einem anderen Element „verbunden" oder durch dasselbe „erreicht" zu sein/werden, ist es auszulegen, mit dem anderen Element direkt verbunden zu sein oder durch dasselbe direkt erreicht zu werden, aber auch auszulegen, dass es möglicherweise ein anderes Element dazwischen aufweist. Wenn ein Element beschrieben wird, mit einem anderen Element „direkt verbunden" zu sein oder durch dasselbe „direkt erreicht" zu werden, ist es andererseits auszulegen, dass es kein anderes Element dazwischen gibt.
Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sollen nur bestimmte Ausführungsformen beschreiben und beschränken keineswegs die vorliegende Erfindung. Wenn nicht deutlich anders verwendet, enthalten Ausdrücke im Singular eine pluralische Bedeutung. In der vorliegenden Erfindung soll ein Ausdruck, wie beispielsweise „aufweisend bzw. mit" oder „bestehend aus", ein Charakteristikum, eine Anzahl, einen Schritt, eine Betätigung, ein Element, ein Teil oder Kombinationen derselben bezeichnen und ist keineswegs auszulegen, ein Vorhandensein oder eine Möglichkeit eines oder mehrerer anderer Charakteristiken, Anzahlen, Schritte, Betätigungen, Elemente, Teile oder Kombinationen derselben auszuschließen.
Wenn nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Ausdrücke, welche technische und wissenschaftliche Ausdrücke enthalten, die gleiche Bedeutung wie sie allgemein durch Fachmänner verstanden werden, die die Erfindung betrifft. Jeder Ausdruck, der in einem allgemeinen Wörterbuch definiert ist, ist auszulegen, die gleiche Bedeutung im Kontext der relevanten Technik zu haben, und, solange nicht ausdrücklich anders definiert, ist nicht zu interpretieren, eine idealistische oder übermäßig formalistische Bedeutung zu haben.
Nachstehend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden.
6 ist eine Perspektivansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein Mischsignalproblem zwischen einer analogen Schaltung und digitalen Schaltung löst, und 7 ist eine Draufsicht, welche eine Metallplattenkonfiguration der in 6 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur zeigt. 8 ist eine Schnittansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung nach der Linie A-A' der 7 zeigt.
Nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Bandabstandstruktur 300 eine pilzartige Struktur 360, welche eine erste Metallplatte 350 und eine Durchkontak tierung 340 enthält, eine zweite Metallplatte 330a, eine erste Metallschicht 330b, eine zweite Metallschicht 310, eine erste dielektrische Schicht 320a und eine zweite dielektrische Schicht 320b.
Die pilzartige Struktur 360 enthält die erste Metallschicht 350 einer vorbestimmten Größe und die Durchkontaktierung 340, deren eines Ende mit der ersten Metallplatte 350 und anderes Ende mit der zweiten Metallplatte 330a verbunden ist.
Die zweite Metallplatte 330a ist durch die erste Metallschicht 330b und eine Metallleitung 333 verbunden und befindet sich mit der ersten Metallschicht 330b auf der gleichen Ebene. In der ersten Metallschicht 330b ist eine Öffnung (336) gebildet, um die zweite Metallplatte 330a aufzunehmen, und eine Innenwand der Öffnung der ersten Metallschicht 330b und eine äußere Seitenwand der zweiten Metallplatte 330a sind in einem vorbestimmten Abstand versetzt und die erste Metallschicht 330b und zweite Metallplatte 330a sind nur durch die Metallleitung 333 verbunden.
Wenn 6 von oben betrachtet wird, ist die erste Metallplatte 350 größer als die Metallplatte 330a, und auf der Ebene ist die erste Metallplatte 350 mit der ganzen zweiten Metallplatte 330a und einigen Abschnitten der Metallschicht 330b überlappt.
Zwischen einer ersten Schicht, welche aus der zweiten Metallplatte 330a und der ersten Metallschicht 330b besteht, und der ersten Metallplatte 350 ist eine erste dielektrische Schicht 320a gebildet. Zwischen der ersten Metalllatte 350 und zweiten Metallschicht 310 ist eine zweite dielektrische Schicht 320b gebildet. Die dielektrische Schicht ist in die erste dielektrische Schicht 320a und zweite dielektrische Schicht 320b gemäß der Zeit, in welcher sie gebildet wird, basierend auf der ersten Metallplatte 350 unterteilt.
Die erste Metallschicht 330b, zweite Metallschicht 310, erste Metallplatte 350, zweite Metallplatte 330a und Durchkontaktierung 340 bestehen aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise Kupfer, welches mit Leistung versorgt werden kann und ein Signal übertragen kann.
Die erste dielektrische Schicht 320a und zweite dielektrische Schicht 320b können aus dem gleichen Dielektrikum oder verschiedenen Dielektrika mit den gleichen oder unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten bestehen.
Wenn die erste Metallschicht 330b eine Erdungsschicht ist, ist die zweite Metallschicht 310 eine Leistungsschicht, und wenn die erste Metallschicht 330b eine Leistungsschicht ist, ist die zweite Metallschicht 310 eine Erdungsschicht. Mit anderen Worten ist entweder die erste Metallschicht 330b oder die zweite Metallschicht 310 eine Leistungsschicht oder Erdungsschicht mit der dielektrischen Schicht 320 zwischen denselben.
Die erste Metallplatte 350 ist als Quadrat veranschaulicht, aber kann verschiedene Formen aufweisen, wie beispielsweise ein Polygon, ein Kreis oder eine Ellipse. Die zweite Metallplatte 330a ist auch als Quadrat veranschaulicht, aber kann verschiedene Formen aufweisen, wie beispielsweise ein Polygon, ein Kreis oder eine Ellipse.
Ein Verfahren zum Bilden der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 300 ist wie folgt.
Nach dem Bilden der ersten Schicht schichtweise, welche die erste Metallschicht 330b und zweite Metallplatte 330a enthält, wird die erste Schicht derart bemustert, dass die erste Metallschicht 330b und zweite Metallplatte 330a nur durch die Metallleitung 333 miteinander verbunden sind. Da zum Bemustern einer Schaltung in einer Leiterplatte im Allgemeinen das Maskieren, Belichten, Ätzen und Fotolithografie verwendet werden, wird eine Beschreibung dieser Verfahren ausgelassen werden.
Auf der ersten Metallschicht 330b und zweiten Metallplatte 330a, welche nur durch die Metallleitung 333 verbunden sind, wird die erste dielektrische Schicht 320a schichtweise gebildet. Dann wird eine Durchkontaktierung, welche die dielektrische Schicht 320a durchdringt, durch ein Bohrverfahren derart gebildet, dass die erste Metallschicht 330b und zweite Metallplatte 330a, welche auf der ersten dielektrischen Schicht 320a schichtweise zu bilden sind, elektrisch verbunden werden können.
Nachdem die Durchkontaktierung gebildet ist, wird ein Plattierungsverfahren durchgeführt, um zuzulassen, dass eine Plattierungsschicht auf der Innenwand der Durchkontaktierung gebildet wird, um die erste Metallplatte 350 mit der zweiten Metallplatte 330a elektrisch zu verbinden. Abhängig vom Plattierungsverfahren kann eine Plattierungsschicht auf der Innenwand der Durchkontaktierung mit Ausnahme des Mittelteils unter dem Innenteil der Durchkontaktierung gebildet oder der gesamte Innenteil der Durchkontaktierung vollständig gefüllt werden. Wenn der Innenteil der Durchkontaktierung einen leeren Mittelteil aufweist, kann der leere Mittelteil mit einem Dielektrikum oder Luft gefüllt werden. Die Bildung der Durchkontaktierung ist für einen Fachmann offensichtlich und wird folglich hierin nicht weiter detailliert beschrieben werden.
Die Durchkontaktierung 340 kann einen Endteil 340a aufweisen, welcher mit der ersten Metallplatte 350 verbunden ist, und den anderen Endteil 340b aufweisen, welcher mit der zweiten Metallplatte 330a verbunden ist.
Eine oder mehrere pilzartige Strukturen 360, welche die erste Metallplatte 350 und Durchkontaktierung 340 enthalten, kann/können zwischen der ersten Metallschicht 330b und zweiten Metallschicht 310 gebildet sein. Entsprechend einer Stelle, an welcher jede pilzartige Struktur 360 gebildet ist, ist auf der ersten Metallschicht 330b eine Öffnung gebildet, in welcher die zweite Metallplatte 330a, welche mit der ersten Metallschicht 330b nur durch die Metallleitung 333 verbunden ist, gebildet und mit der Durchkontaktierung 340 der pilzartigen Struktur 360 verbunden ist.
Die erste Metallplatte 350 der pilzartigen Struktur 360 kann auf der gleichen ebenen Oberfläche oder anderen ebenen Oberflächen zwischen der ersten Metallschicht 330b und der zweiten Metallschicht 310 angeordnet sein. Zwar weist in 6 die Durchkontaktierung 340 der pilzartigen Struktur 360 zur ersten Metallschicht 330b, aber die Durchkontaktierung 340 kann auch zur zweiten Metallschicht 310 weisen und die Metallplatte kann auf der gleichen ebenen Oberfläche wie die zweite Metallschicht 310 gebildet sein.
Zudem ist es möglich, dass jede Durchkontaktierung 340 der Vielzahl an pilzartigen Strukturen 360 zur ersten Metallschicht 330b oder zweiten Metallschicht 310 weist oder die Durchkontaktierungen 340 einer Gruppe der pilzartigen Strukturen 360 zur ersten Metallschicht 330b und die Durchkontaktierungen 340 der anderen Gruppe zur zweiten Metallschicht 310 weisen.
7 veranschaulicht, dass die pilzartigen Strukturen 360 in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet und wiederholt angeordnet sind. Die wiederholte Bildung der pilzartigen Strukturen 360 ermöglicht das Sperren eines Signals mit einem Frequenzband, welches einem Betriebsfrequenzband einer analogen Schaltung (z. B. RF-Schaltung) unter einer elektromagnetischen Welle entspricht, welche sich von einer digitalen Schaltung zur analogen Schaltung begibt.
Durch das Bilden der Struktur der zweiten Metallplatte 330a auf der ersten Metallschicht 330b, welche mit der Durchkontaktierung 340 in der pilzartigen Struktur 360 verbunden ist, nimmt die Bandabstandsfrequenz nicht zu, sondern weist einen geringen Wert auf, obwohl die Größe der pilzartigen Struktur 360 klein ist. Die zweite Metallplatte 330a erhöht einen Kapazitätswert zwischen der zweiten Metallplatte 330a und ersten Metallplatte 350.
Bandabstandsfrequenz bedeutet eine Frequenz einer EM-Welle, deren Übertragung von einer Seite zur anderen Seite der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 300 unterdrückt wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechen 0,8~2,0 GHz, der Bereich der Betriebsfrequenz der RF-Schaltung eines mobilen Kommunikationsendgerätes, dem Bereich der Bandabstandsfrequenz.
9 ist eine Perspektivansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein Mischsignalproblem zwischen einer analogen Schaltung und digitalen Schaltung löst, und 10 ist eine Draufsicht, welche eine Metallplattenkonfiguration der in 9 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur zeigt. 11 ist eine Schnittansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung nach der Linie B-B' der 10 zeigt. Nachstehend wird eine Beschreibung gleicher Elemente der elektro magnetischen Bandabstandstruktur 300 in Bezug auf die 6 bis 8 ausgelassen und in erster Linie nur der Unterschied beschrieben werden.
Eine elektromagnetische Bandabstandstruktur 400 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine pilzartige Struktur 360, welche eine erste Metallplatte 350 und Durchkontaktierung 340 aufweist, eine zweite Metallplatte 330a, eine erste Metallschicht 330b, eine zweite Metallschicht 310, eine erste dielektrische Schicht 320a und eine zweite dielektrische Schicht 320b.
Obwohl die Metallleitung 333 der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 300 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine gerade Linienform aufweist, weist eine Metallleitung 410 der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 300 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche die erste Metallschicht 330b und zweite Metallplatte 330a verbindet, eine Spiralform auf. Da die Metallleitung 410 eine spiralförmige Struktur aufweist, kann ein ausreichender Induktivitätswert zwischen der ersten Metallschicht 330b und zweiten Metallplatte 330a geliefert werden.
Auf der ersten Metallschicht 330b ist eine Öffnung gebildet, welche sowohl die Metallleitung 410 mit der spiralförmigen Struktur als auch die zweite Metallplatte 330a aufnehmen kann. Die Innenwand der Öffnung 420 ist von der Metallleitung 410 durch einen vorbestimmten Abstand beabstandet und beide Enden der Metallleitung 410 sind mit der ersten Metallschicht 330b und zweiten Metallplatte 330a elektrisch verbunden.
Die zweite Metallplatte 330a erhöht den Kapazitätswert zwischen der zweiten Metallplatte 330a und der ersten Metallplatte 350. Zudem lässt die Metallleitung 410 mit der spiralförmi ge Struktur zu, dass ein ausreichender Wert an Induktivität geliefert wird, welche zwischen der zweiten Metallplatte 330a und ersten Metallschicht 330b in Reihe geschaltet ist.
Obwohl die Metallleitung 410 mit der spiralförmigen Struktur nur einmal um die zweite Metallplatte 330a herumgewickelt ist, sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung die Anzahl an Wicklungen nicht beschränkt.
In 12 ist ein Ergebnis einer Computersimulation unter Verwendung der elektromagnetischen Bandabstandstruktur (d. h. der zuvor erwähnten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur) der vorliegenden Erfindung und der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik dargestellt.
12 veranschaulicht die Fälle, in welchen die Größe der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik (d. h. die Größe der Metallplatte 232) 4 mm² (2 × 2) (siehe (a)) und 81 mm² (9 × 9) (siehe (b)) beträgt.
Wenn die Größe der Struktur 4 mm² (2 × 2) beträgt (siehe (a)), beträgt die Frequenz, deren Rauschpegel unter –50 dB liegt, 5,5 GHz oder mehr.
Wenn die Größe der Struktur 81 mm² (9 × 9) beträgt (siehe (b)), beträgt die Frequenz, deren Rauschpegel unter –50 dB liegt, 1,2~1,45 GHz und die Frequenz, deren Rauschpegel der niedrigste ist, 1,3 GHz.
Infolgedessen muss nach der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik die Größe der Struktur 81 mm² (9 × 9) (siehe (b)) betragen, da das Rauschen durch das Platzieren der Bandabstandsfrequenz innerhalb von 0,8~2,0 GHz ge sperrt werden muss, was der Betriebsfrequenzbereich der RF-Schaltung in einem mobilen Kommunikationsendgerät ist.
Nach der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung beträgt, wenn die Größe der elektromagnetischen Bandabstandstruktur (d. h. Größe der Metallplatte 232) 4 mm² (2 × 2) beträgt (siehe (a)), die Frequenz, deren Rauschpegel unter –50 dB liegt, jedoch 0,8~2,4 GHz und die Frequenz mit dem niedrigsten Rauschpegel 1,3 GHz.

Dies wird unten in der Tabelle 1 dargestellt. [Tabelle 1]

	Bandabstandsfrequenz	Strukturgröße	Rauschpegel
Struktur der verwandten Technik	7,5 GHz	4 mm² (2 × 2)	–50 dB
Struktur der verwandten Technik	1,3 GHz	81 mm² (9 × 9)	–50 dB
Struktur der vorliegenden Erfindung	1,3 GHz	81 mm² (9 × 9)	–50 dB

Daher kann nach der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung die gleiche Bandabstandsfrequenz mit der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik geliefert werden, wobei die Größe um mehr als 1/20 kleiner ist (81 mm² → 4 mm²).
Selbst wenn die Größe der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung gleich der der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der verwandten Technik ist, ist die Bandabstandsfrequenz zudem um mehr als 1/5 niedriger (7,5 GHz → 1,3 GHz).
Die Leiterplatte nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine analoge Schaltung und eine digitale Schaltung. Die analoge Schaltung kann eine RF-Schaltung sein, welche ein RF-Signal von außen empfängt.
Bei der Leiterplatte ist die elektromagnetische Bandabstandstruktur 300 oder 400, welche in den 6 bis 11 veranschaulicht sind, zwischen der analogen Schaltung und digitalen Schaltung angeordnet. D. h., die elektromagnetische Bandabstandstruktur 300 oder 400 ist zwischen der RF-Schaltung 140 und der digitalen Schaltung 130 in der in 1 gezeigten Leiterplatte angeordnet.
Die elektromagnetische Bandabstandstruktur 300 oder 400 ist angeordnet, damit die EM-Welle, welche zur RF-Schaltung 130 übertragen wird, durch die elektromagnetische Bandabstandstruktur 300 oder 400 geht. Folglich kann die elektromagnetische Bandabstandstruktur 300 oder 400 in Form eines Regelkreises um die RF-Schaltung 130 oder die digitale Schaltung 140 herum angeordnet sein.
Alternativ kann die elektromagnetische Bandabstandstruktur 300 oder 400 überall zwischen der digitalen Schaltung 140 und der RF-Schaltung 130 in der Leiterplatte angeordnet sein.
Durch das Anordnen der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 300 oder 400 in der Leiterplatte, kann die Leiterplatte, welche sowohl die analoge Schaltung als auch digitale Schaltung gleichzeitig implementiert, verhindern, dass die EM-Welle eines bestimmten Frequenzbereiches (beispielsweise 0,8~2,0 GHz) übertragen wird.
Trotz der kleinen Größe ist es daher möglich, das zuvor erwähnte Mischsignalproblem durch Verhindern der Übertragung der EM-Welle eines bestimmten Frequenzbereiches zu lösen.
13 ist eine Perspektivansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein Mischsignalproblem zwischen einer analogen Schaltung und digitalen Schaltung löst, und 14 ist eine Draufsicht, welche eine Metallplattenkonfiguration der in 13 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur zeigt. 15 veranschaulicht die Ergebnisse einer Computersimulation unter Verwendung der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung, welche in 13 veranschaulicht ist, und der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der verwandten Technik.
Eine Bandabstandstruktur 500 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine pilzartige Struktur 530, welche eine Metallplatte 532 und eine Durchkontaktierung 534 aufweist, eine erste Metallschicht 510a, eine zweite Metallschicht 510b, eine erste dielektrische Schicht 520a und eine zweite dielektrische Schicht 520b. Die pilzartige Struktur 530 besteht aus der ersten Metallschicht 532 einer vorbestimmten Größe und der Durchkontaktierung 534, deren eines Ende 534a mit der Metallplatte 532 und anderes Ende 534b mit der ersten Metallschicht 510a verbunden ist.
Die erste Metallschicht 510a und Metallplatte 532 sind durch die Durchkontaktierung 534 verbunden. Genauer ist ein Ende der Durchkontaktierung mit einem Durchkontaktierungslötauge 560 und das Durchkontaktierungslötauge 560 mit der ersten Metallschicht 510a durch eine Metallleitung 540 verbunden oder das andere Ende der Durchkontaktierung 534 mit der ersten Metallschicht 510a ohne ein Durchkontaktierungslötauge verbunden.
Zwischen der ersten Metallschicht 510a und zweiten Metallschicht 510b ist eine dielektrische Schicht 520 gebildet. Die dielektrische Schicht 520 ist basierend auf der Zeit, zu welcher die erste Metallschicht 532 gebildet wird, in die erste dielektrische Schicht 520a und zweite dielektrische Schicht 520b unterteilt.
Die erste Metallschicht 510a, zweite Metallschicht 510b, Metallplatte 532 und Durchkontaktierung 534 bestehen aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise Kupfer, welches mit Leistung versorgt werden kann und ein Signal übertragen kann.
Die erste dielektrische Schicht 520a und zweite dielektrische Schicht 520b können aus dem gleichen Dielektrikum oder einem anderen Dielektrikum mit der gleichen oder einer anderen Dielektrizitätskonstante bestehen.
Wenn die erste Metallschicht 510a eine Erdungsschicht ist, ist die zweite Metallschicht 510b eine Leistungsschicht, und wenn die erste Metallschicht 510a eine Leistungsschicht ist, ist die zweite Metallschicht 510b eine Erdungsschicht. Mit anderen Worten ist eine der ersten Metallschicht 510a und zweiten Metallschicht 510b eine Leistungsschicht oder Erdungsschicht, wobei die dielektrische Schicht 520 zwischen denselben ist.
Zwar ist die Metallplatte 532 als Quadrat veranschaulicht, aber die Metallplatte 532 kann jede Form aufweisen, wie beispielsweise ein Polygon, ein Kreis oder eine Ellipse.
In der ersten Metallschicht 510a sind das andere Ende 534b der Durchkontaktierung 534 und eine Öffnung 550 gebildet, welche die Metallleitung 340 aufnimmt.
Ein Verfahren zum Bilden der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 500 ist wie folgt.
Die erste Metallschicht 510a wird schichtweise gebildet. Dann wird die Metallleitung 540, welche die erste Metallschicht 510a und Durchkontaktierung 534 verbindet, bemustert. Wenn ein Durchkontaktierungslötauge erfordert wird, wird auch das Durchkontaktierungslötauge 560 bemustert. Das Maskieren, Belichten, Ätzen und die Fotolithografie werden im Allgemeinen beim Bemustern verwendet und die Beschreibung dieser Verfahren wird ausgelassen werden.
Nachdem die erste dielektrische Schicht 520a auf der ersten Metallschicht 510a schichtweise gebildet ist, wird dann die Durchkontaktierung 534, welche durch die dielektrische Schicht 320a geht, durch ein Bohrverfahren derart gebildet, dass die Metallplatte 532 und erste Metallplatte 510a elektrisch verbunden werden, welche auf der ersten dielektrischen Schicht 520a schichtweise zu bilden sind. Nachdem die Durchkontaktierung gebildet ist, wird ein Plattierungsverfahren durchgeführt, um zuzulassen, dass eine Plattierungsschicht auf der Innenwand der Durchkontaktierung gebildet wird, um die erste Metallschicht 510a mit der Metallplatte 532 elektrisch zu verbinden.
Die Durchkontaktierung 534 kann einen Endteil 534a, welcher mit der Metallplatte 532 verbunden ist, und den anderen Endteil 534b aufweisen, welcher mit der ersten Metallplatte 510a verbunden ist.
Danach wird durch das sukzessive schichtweise Bilden der zweiten dielektrischen Schicht 520b und der zweiten Metallschicht 510b die elektromagnetische Struktur 500 gebildet.
Zumindest eine pilzartige Struktur 530, welche die Metallplatte 532 und die Durchkontaktierung 534 enthält, kann zwischen der ersten Metallschicht 510a und zweiten Metallschicht 510b gebildet sein. Die Metallplatte 532 der Vielzahl an pilzartigen Strukturen 530 kann auf der gleichen ebenen Oberfläche oder anderen ebenen Oberflächen zwischen der ersten Metallschicht 510a und zweiten Metallschicht 510b angeordnet sein. Obwohl die Durchkontaktierung 534 der pilzartigen Struktur 530 in 13 zur ersten Metallschicht 510a weist, ist es möglich, dass die Durchkontaktierung 534 zur zweiten Metallschicht 510b weist.
Zudem ist es möglich, dass jede Durchkontaktierung 534 der Vielzahl an pilzartigen Strukturen 530 zur ersten Metallschicht 510a oder zweiten Metallschicht 510b weist oder die Durchkontaktierungen 534 einer Gruppe der pilzartigen Struktur 530 zur ersten Metallschicht 510a und die Durchkontaktierungen 534 der anderen Gruppe zu den zweiten Metallschichten 510b weisen.
14 veranschaulicht, dass die pilzartigen Strukturen 530 in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet und wiederholt angeordnet sind. Die wiederholte Bildung der pilzartigen Strukturen 530 ermöglicht das Sperren eines Signals, welches ein Frequenzband aufweist, welches einem Betriebsfrequenzband einer analogen Schaltung (z. B. RF-Schaltung) entspricht, von einer elektromagnetischen Welle, welche sich von der digitalen Schaltung zur analogen Schaltung begibt.
Durch das Bilden der Metallleitung 540 auf der ersten Metallschicht 510a, welche mit der Durchkontaktierung 534 in der pilzartigen Struktur 530 verbunden ist, wird ein Kapazitätswert (CE) zwischen der Metallplatte 532 und der zweiten Metallschicht 510b ausreichend gering, um ignoriert zu werden.
Entsprechend der Durchkontaktierung 534 und der Metallleitung 540 kann ein ausreichender Induktivitätswert zwischen der ersten Metallschicht 330b und zweiten Metallplatte 330a geliefert werden. Selbst wenn die Größe der Pilzstruktur 530 klein ist, nimmt die Bandabstandsfrequenz nicht zu und weist einen geringen Wert auf. Bandabstandsfrequenz bedeutet die Frequenz einer EM-Welle, deren Übertragung von einer Seite zur anderen Seite der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 500 unterdrückt wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechen 0,8~2,0 GHz, der Betriebsfrequenzbereich einer RF-Schaltung in einem mobilen Kommunikationsendgerät, dem Bandabstandsfrequenzbereich.
In 15 ist das Ergebnis einer Simulation unter Verwendung der elektromagnetischen Bandabstandstruktur nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik veranschaulicht.
15 veranschaulicht die Fälle, in welchen die Größe der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik (d. h. die Größe der Metallplatte 232) 49 mm² (7 × 7) (siehe 810) und 324 mm² (18 × 18) (siehe 820) beträgt.
Wenn die Größe der Struktur 49 mm² (7 × 7) (siehe 810) beträgt, beträgt die Frequenz, deren Rauschpegel unter –50 dB liegt, 2,8 GHz oder mehr.
Wenn die Größe der Struktur 324 mm² (18 × 18) (siehe 820) beträgt, beträgt die Frequenz, deren Rauschpegel unter –50 dB liegt, 0,6~1,4 GHz und die Frequenz mit dem geringsten Rauschpegel 1 GHz.
Nach der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik muss die Größe der Struktur 324 mm² (18 × 18) (siehe 820) betragen, da das Rauschen durch das Platzieren des Betriebsfrequenzbereiches innerhalb von 0,8~2,0 GHz der RF-Schaltung in einem mobilen Kommunikationsendgerät gesperrt werden muss.
Nach der elektromagnetischen Bandabstandstruktur nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt, wenn die Größe der elektromagnetischen Bandabstandstruktur (d. h. die Größe der Metallplatte 532) 49 mm² (7 × 7) (siehe 810) beträgt, die Frequenz, deren Rauschpegel unter –50 dB liegt, jedoch 0,8~2,4 GHz und die Frequenz mit dem niedrigsten Rauschpegel 1,3 GHz.

Dies wird unten in der Tabelle 2 dargestellt. [Tabelle 2]

	Bandabstandsfrequenz	Strukturgröße	Rauschpegel
Struktur der verwandten Technik	2,8 GHz	49 mm² (7 × 7)	–50 dB
Struktur der verwandten Technik	1 GHz	324 mm² (18 × 18 )	–50 dB
Struktur der vorliegenden Erfindung	1 GHz	324 mm² (18 × 18)	–50 dB

Daher kann die elektromagnetische Bandabstandstruktur nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die gleiche Bandabstandsfrequenz wie die elektromagnetische Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik aufweisen und die Größe kann um mehr als 1/6 kleiner sein (324 mm² → 49 mm²).
Wenn die Größe der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung gleich der der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der verwandten Technik ist, kann die Bandabstandsfrequenz um mehr als 1/2 niedriger sein (2,8 GHz → 1 GHz).
16 ist eine Perspektivansicht, welche eine elektromagnetische Bandabstandstruktur nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein Mischsignalproblem zwischen einer analogen Schaltung und digitalen Schaltung löst, und 17 ist eine Draufsicht, welche eine Metallplattenkonfiguration der in 16 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur zeigt. 18 veranschaulicht ein Ergebnis einer Computersimulation unter Verwendung der in 16 gezeigten, elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung und der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der verwandten Technik.
Nachstehend werden die gleichen Elemente der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 500, welche in den 13 bis 15 beschrieben wurde, ausgelassen und in erster Linie nur der Unterschied beschrieben werden.
Nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Bandabstandstruktur 600 eine pilzartige Struktur 530, welche eine Metallplatte 532 und Durchkontaktierung 534 aufweist, eine erste Metallschicht 510a, eine zweite Metallschicht 510b, eine erste dielektrische Schicht 520a und eine zweite dielektrische Schicht 520b. Die pilzartige Struktur 530 besteht aus der erste Metallschicht 532 mit einer vorbestimmten Größe und der Durchkontaktierung 534, deren eines Ende 534a mit der Metallschicht 532 und anderes Ende 534b mit der ersten Metallschicht 510a verbunden ist.
Obwohl die Metallleitung 540 der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 500 nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine gerade Linienform aufweist, weist die Metallleitung 545 der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 600 nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Spiralform auf. Da die Metallleitung 545 eine spiralförmige Struktur aufweist, kann ein ausreichender Induktivitätswert zwischen der ersten Metallschicht 510a und der zweiten Metallplatte 532 geliefert werden.
Auf der ersten Metallschicht 510a ist eine Öffnung 550 gebildet, welche sowohl die Metallleitung 534 mit der spiralförmigen Struktur als auch das andere Ende 534b der Durchkontaktierung 534 (oder zusätzlich ein Durchkontaktierungslötauge 560) aufnehmen kann. Die Innenwand der Öffnung 550 ist von der Metallleitung 545 durch einen vorbestimmten Abstand beabstandet und beide Enden der Metallleitung 545 sind mit der ersten Metallschicht 510a und zweiten Metallplatte 534 elektrisch verbunden.
Obwohl die Metallleitung 545 mit der spiralförmigen Struktur nur eineinhalb Mal um die Durchkontaktierung 545 herumgewickelt ist, beschränkt die vorliegende Erfindung die Wicklungsanzahl nicht.
Das Ergebnis einer Computersimulation unter Verwendung der elektromagnetischen Bandabstandstruktur nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 nach der verwandten Technik wird in 18 gezeigt.
18 veranschaulicht die Fälle, in welchen die Größe der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik (d. h. Größe der Metallplatte 232) 4 mm² (2 × 2) (siehe 1110) und 81 mm² (9 × 9) (siehe 1120) beträgt.
Wenn die Größe der Struktur 4 mm² (2 × 2) (siehe 1110) beträgt, beträgt die Frequenz, deren Rauschpegel unter –50 dB liegt, 7,5 GHz oder mehr.
Wenn die Größe der Struktur 81 mm² (9 × 9) (siehe 1120) beträgt, betragen die Frequenz, deren Rauschpegel unter –50 dB liegt, 0,9~2,4 GHz und die Frequenz mit dem niedrigsten Rauschpegel 1,3 GHz.
Nach der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik muss folglich die Größe der Struktur 81 mm² (9 × 9) (siehe 1120) betragen, da das Rauschen durch das Platzieren des Frequenzbereiches innerhalb von 0,8~2,0 GHz, der Betriebsfrequenzbereich der RF-Schaltung in einem mobilen Kommunikationsendgerät, gesperrt werden muss.
Für die elektromagnetische Bandabstandstruktur nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt, wenn die Größe der elektromagnetischen Bandabstandstruktur (d. h. die Größe der Metallplatte 532) 4 mm² (2 × 2) beträgt (siehe 1110), die Frequenz, deren Rauschpegel unter –50 dB liegt, jedoch 1,3~1,7 GHz und die Frequenz mit dem niedrigsten Rauschpegel 1,5 GHz.

Dies wird unten in Tabelle 3 dargestellt. [Tabelle 3]

	Bandabstandsfrequenz	Strukturgröße	Rauschpegel
Struktur der verwandten Technik	7,5 GHz	4 mm² (2 × 2)	–50 dB
Struktur der verwandten Technik	1,5 GHz	81 mm² (9 × 9)	–50 dB
Struktur der vorliegenden Erfindung	1,5 GHz	81 mm² (9 × 9)	–50 dB

D. h., die elektromagnetische Bandabstandstruktur nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die gleiche Bandabstandsfrequenz wie die elektromagnetische Bandabstandstruktur 200 der verwandten Technik aufweisen und die Größe kann um mehr als 1/20 kleiner sein (81 mm² → 4 mm²).
Selbst wenn die Größe der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der vorliegenden Erfindung gleich der der elektromagnetischen Bandabstandstruktur der verwandten Technik ist, kann die Bandabstandsfrequenz um mehr als 1/5 niedriger sein (7,5 GHz → 1,5 GHz).
Eine Leiterplatte nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine analoge Schaltung und digitale Schaltung. Die analoge Schaltung kann eine RF-Schaltung sein, welche ein RF-Signal von außen empfängt.
Bei der Leiterplatte ist die in den 13, 14, 16 und 17 gezeigte elektromagnetische Bandabstandstruktur 500 oder 600 zwischen der analogen Schaltung und digitalen Schaltung angeordnet. Folglich ist die elektromagnetische Bandabstandstruktur 500 oder 600 zwischen der RF-Schaltung 140 und digitalen Schaltung 130, welche in 1 gezeigt ist, angeordnet.
Die elektromagnetische Bandabstandstruktur 500 oder 600 ist derart angeordnet, dass die zur RF-Schaltung 130 übertragene EM-Welle durch die elektromagnetische Bandabstandstruktur 500 oder 600 geht. D. h., die elektromagnetische Bandabstandstruk tur 500 oder 600 kann in Form eines Regelkreises um die RF-Schaltung 130 oder die digitale Schaltung 140 herum angeordnet sein.
Alternativ kann die elektromagnetische Bandabstandstruktur 500 oder 600 überall zwischen der digitalen Schaltung 140 und RF-Schaltung 130 in der Leiterplatte angeordnet sein.
Durch das Anordnen der elektromagnetischen Bandabstandstruktur 500 oder 600 im Inneren, kann die Leiterplatte, welche sowohl die analoge Schaltung als auch digitale Schaltung gleichzeitig implementiert, verhindern, dass die EM-Welle eines bestimmen Frequenzbereiches (z. B. 0,8~2,0 GHz) übertragen wird.
Daher ist es trotz der kleinen Größe möglich, das zuvor erwähnte Mischsignalproblem zu lösen, indem die Übertragung einer EM-Welle eines bestimmten Frequenzbereiches verhindert wird.
Zwar wurden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für die oben beschriebenen Aufgaben gezeigt und beschrieben, aber für Fachmänner sollte offensichtlich sein, dass eine große Anzahl an Modifikationen, Permutationen und Ergänzungen innerhalb der Prinzipien und des Wesens der Erfindung möglich ist, deren Bereich durch die beiliegenden Ansprüche und die Äquivalente derselben definiert ist.

100: Leiterplatte
130: digitale Schaltung
140: analoge Schaltung
300, 400, 500, 600: elektromagnetische Bandabstandstruktur
330b, 510a: erste Metallschicht
310, 510b: zweite Metallschicht
330a: zweite Metallplatte
350: erste Metallplatte
340, 534: Durchkontaktierung
333, 410, 540, 545: Metallleitung

Claims

Elektromagnetische Bandabstandstruktur mit: einer pilzartigen Struktur, welche eine erste Metallplatte und Durchkontaktierung aufweist, deren eines Ende mit der ersten Metallplatte verbunden ist; einer zweiten Metallplatte, welche mit dem anderen Ende der Durchkontaktierung verbunden ist; einer ersten Metallschicht, welche durch eine Metallleitung mit der zweiten Metallschicht verbunden ist; einer ersten dielektrischen Schicht, welche zwischen der ersten Metallschicht und der ersten Metallplatte schichtweise gebildet ist; einer zweiten dielektrischen Schicht, welche auf der ersten Metallplatte und der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist; und einer zweiten Metallschicht, welche auf der zweiten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 1, wobei die erste Metallschicht und zweite Metallplatte auf einer gleichen ebenen Fläche platziert sind.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 2, wobei die Metallleitung auf einer gleichen ebenen Oberfläche wie die erste Metallschicht und zweite Metallplatte platziert ist.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 1, wobei die zweite Metallplatte in einer auf der ersten Metallschicht gebildeten Öffnung untergebracht und durch die Metallleitung elektrisch verbunden ist.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 4, wobei eine Innenwand der Öffnung von der zweiten Metallplatte in einem vorbestimmten Abstand beabstandet ist.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 1, wobei es eine Vielzahl an pilzartigen Strukturen zwischen der ersten Metallschicht und zweiten Metallschicht gibt.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 6, wobei erste Metallplatten der Vielzahl an pilzartigen Strukturen auf einer gleichen ebenen Oberfläche platziert sind.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 6, wobei eine Anzahl an zweiten Metallplatten gleich der Anzahl an pilzartigen Strukturen einer Anordnung der Vielzahl an pilzartigen Strukturen entspricht und auf einer gleichen ebenen Oberfläche wie die erste Metallplatte gebildet ist.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 1, wobei die Metallleitung eine spiralförmige Struktur aufweist, welche um die zweite Metallplatte herumgewickelt ist.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 1, wobei die Übertragung einer elektromagnetischen Welle eines bestimmten Frequenzbereiches unter Verwendung einer Induktivität verhindert wird, die zwischen der ersten und zweiten Metallplatte entsprechend der Durchkontaktierung in Reihe geschaltet ist.
Leiterplatte mit einer analogen Schaltung und einer digitalen Schaltung, aufweisend: eine pilzartige Struktur, welche eine erste Metallplatte und Durchkontaktierung aufweist, deren eines Ende mit der ersten Metallplatte verbunden ist; eine zweite Metallplatte, welche mit dem anderen Ende der Durchkontaktierung verbunden ist; eine erste Metallschicht, welche durch eine Metallleitung mit der zweiten Metallschicht verbunden ist; eine erste dielektrische Schicht, welche zwischen der ersten Metallschicht und der ersten Metallplatte schichtweise gebildet ist; eine zweite dielektrische Schicht, welche auf der ersten Metallplatte und der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist; und eine zweite Metallschicht, welche auf der zweiten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist, wobei eine elektromagnetische Bandabstandstruktur zwischen der analogen Schaltung und digitalen Schaltung platziert ist.
Leiterplatte nach Anspruch 11, wobei die erste Metallschicht entweder eine Erdungsschicht oder eine Leistungsschicht ist und die zweite Metallschicht die Andere der Erdungsschicht und Leistungsschicht ist.
Leiterplatte nach Anspruch 11, wobei die analoge Schaltung eine RF-Schaltung mit einer Antenne ist, welche ein RF-Signal von außen empfängt.
Leiterplatte nach Anspruch 11, wobei die erste Metallschicht und zweite Metallplatte auf einer gleichen ebenen Oberfläche platziert sind.
Leiterplatte nach Anspruch 11, wobei die Metallleitung auf einer gleichen ebenen Oberfläche wie die erste Metallschicht und die zweite Metallplatte platziert ist.
Leiterplatte nach Anspruch 11, wobei die zweite Metallplatte in einer auf der ersten Metallschicht gebildeten Öffnung untergebracht und durch die Metallleitung elektrisch verbunden ist.
Leiterplatte nach Anspruch 16, wobei eine Innenwand der Öffnung von der zweiten Metallplatte in einem vorbestimmten Abstand beabstandet ist.
Leiterplatte nach Anspruch 11, wobei es eine Vielzahl an pilzartigen Strukturen zwischen der ersten Metallschicht und zweiten Metallschicht gibt.
Leiterplatte nach Anspruch 18, wobei die ersten Metallplatten der Vielzahl an pilzartigen Strukturen auf einer gleichen ebenen Oberfläche platziert sind.
Leiterplatte nach Anspruch 18, wobei eine Anzahl an zweiten Metallplatten gleich der Anzahl an pilzartigen Strukturen einer Anordnung der Vielzahl an pilzartigen Strukturen entspricht und auf einer gleichen ebenen Oberfläche wie die erste Metallplatte gebildet ist.
Leiterplatte nach Anspruch 11, wobei die Metallleitung eine spiralförmige Struktur aufweist, welche um die zweite Metallplatte herumgewickelt ist.
Leiterplatte nach Anspruch 11, wobei die Übertragung einer elektromagnetischen Welle eines bestimmten Frequenzbereiches unter Verwendung einer Induktivität verhindert wird, die zwischen der ersten und zweiten Metallplatte entsprechend der Durchkontaktierung in Reihe geschaltet ist.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur mit: einer ersten Metallschicht; einer ersten dielektrischen Schicht, welche auf der ersten Metallschicht schichtweise gebildet ist; einer pilzartigen Struktur, welche eine Metallplatte, welche auf der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist, und eine Durchkontaktierung aufweist, deren eines Ende mit der Metallplatte verbunden ist; einer zweiten dielektrischen Schicht, welche auf der Metallplatte und der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist; und einer zweiten Metallschicht, welche auf der zweiten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist, wobei das andere Ende der Durchkontaktierung in einer auf der ersten Metallschicht gebildeten Öffnung platziert und durch eine Metallleitung mit der ersten Metallschicht verbunden ist.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 23, wobei das andere Ende der Durchkontaktierung mit einem Durchkontaktierungslötauge verbunden ist, welches in der Öffnung platziert ist, und die Metallleitung das Durchkontaktierungslötauge und die erste Metallschicht verbindet.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 23, wobei die Öffnung die Durchkontaktierung und die Metallleitung aufnimmt.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 23, wobei es eine Vielzahl an pilzartigen Strukturen zwischen der ersten und zweiten Metallschicht gibt.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 23, wobei die Metallleitung eine gerade Linienform aufweist, welche das andere Ende der Durchkontaktierung und die erste Metallschicht verbindet.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 23, wobei die Metallleitung eine spiralförmige Struktur aufweist, welche um das andere Ende der Durchkontaktierung herumgewickelt ist.
Elektromagnetische Bandabstandstruktur nach Anspruch 23, wobei die Übertragung einer elektromagnetischen Welle eines bestimmten Frequenzbereiches unter Verwendung einer Induktivität verhindert wird, die zwischen der Metallplatte und ersten Metallschicht entsprechend der Durchkontaktierung in Reihe geschaltet ist.
Leiterplatte mit einer analogen Schaltung und digitalen Schaltung, aufweisend: eine erste Metallschicht; eine erste dielektrische Schicht, welche auf der ersten Metallschicht schichtweise gebildet ist; eine pilzartige Struktur, welche eine Metallplatte, welche auf der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist, und eine Durchkontaktierung aufweist, deren eines Ende mit der Metallplatte verbunden ist; eine zweite dielektrische Schicht, welche auf der Metallplatte und der ersten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist; und eine zweite Metallschicht, welche auf der zweiten dielektrischen Schicht schichtweise gebildet ist, wobei eine elektromagnetische Bandabstandstruktur zwischen der analogen Schaltung und digitalen Schaltung platziert ist und das andere Ende der Durchkontaktierung in einer auf der ersten Metallschicht gebildeten Öffnung platziert und durch eine Metallleitung mit der ersten Metallschicht verbunden ist.
Leiterplatte nach Anspruch 30, wobei die erste Metallschicht entweder eine Erdungsschicht oder eine Leistungsschicht ist und die zweite Metallschicht die Andere der Erdungsschicht und Leistungsschicht ist.
Leiterplatte nach Anspruch 30, wobei die analoge Schaltung eine RF-Schaltung mit einer Antenne ist, welche ein RF-Signal von außen empfängt.
Leiterplatte nach Anspruch 30, wobei das andere Ende der Durchkontaktierung mit einem in der Öffnung platzierten Durch kontaktierungslötauge verbunden ist und die Metallleitung das Durchkontaktierungslötauge und die erste Metallschicht verbindet.
Leiterplatte nach Anspruch 30, wobei die Öffnung die Durchkontaktierung und die Metallleitung aufnimmt.
Leiterplatte nach Anspruch 30, wobei es eine Vielzahl an pilzartigen Strukturen zwischen der ersten und zweiten Metallschicht gibt.
Leiterplatte nach Anspruch 30, wobei die Metallleitung eine gerade Linienform aufweist, welche das andere Ende der Durchkontaktierung und die erste Metallschicht verbindet.
Leiterplatte nach Anspruch 30, wobei die Metallleitung eine spiralförmige Struktur aufweist, welche um das andere Ende der Durchkontaktierung herumgewickelt ist.
Leiterplatte nach Anspruch 30, wobei die Übertragung einer elektromagnetischen Welle eines bestimmten Frequenzbereiches unter Verwendung einer Induktivität verhindert wird, welche zwischen der Metallplatte und der ersten Metallschicht entsprechend der Durchkontaktierung in Reihe geschaltet ist.