專利名稱：不可逆電路裝置及其安裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不可逆(單向)電路裝置，諸如用于微波頻段的隔離器和循環(huán)器，并且涉及這種不可逆電路裝置的安裝結(jié)構(gòu)以及具有這種不可逆電路裝置的通信設(shè)備。
迄今，集總常數(shù)型的隔離器例如包括鐵氧體組件，它具有一個(gè)板狀的鐵氧體，其中多個(gè)中央導(dǎo)體靠緊設(shè)置并相互交叉；一個(gè)磁體，它容納在外殼中并用于給該鐵氧體板施加靜態(tài)磁場(chǎng)；以及輸入/輸出端子，它們暴露或突出在外殼的外面。


圖13A到15B顯示出一種方法，用于將輸入/輸出端子從這種常規(guī)隔離器的外殼中引出，并且顯示出一種結(jié)構(gòu)，用于在通信設(shè)備或類似設(shè)備的基板上安裝隔離器。
圖13A是隔離器的透視圖；圖13B是一個(gè)透視圖，它顯示出隔離器安裝到通信設(shè)備的印刷電路板上的狀態(tài)。在這個(gè)例子中，隔離器的輸入/輸出端子分別設(shè)置在隔離器的底表面上，并且通過將隔離器的輸入/輸出端子焊接到印刷電路板上的連接焊點(diǎn)，隔離器是表面安裝(貼裝)的。形成一個(gè)電路模塊的模塊電路板3表面安裝到印刷電路板2上，并且模塊電路板3上的電路與隔離器是通過形成在印刷電路板2上的電極圖形而相互電連接的。
圖14A是另一種結(jié)構(gòu)的隔離器的側(cè)視圖；圖14B是顯示其安裝結(jié)構(gòu)的示意圖。在這個(gè)例子中，輸入/輸出端子是從隔離器高度的中間部分引出的。如圖14B所示，當(dāng)隔離器基體的底表面是一個(gè)接地導(dǎo)體時(shí)隔離器基體用螺釘固定在一個(gè)接地塊(一個(gè)公共接地板)上；印刷電路板2具有與隔離器的平面外部形狀相同形狀的開口并設(shè)置在接地塊上；隔離器裝配到印刷電路板2的開口中；隔離器的輸入/輸出端子焊接到印刷電路板2的連接焊點(diǎn)上。
圖15A又是另一個(gè)隔離器的側(cè)視圖；圖15B是顯示其安裝結(jié)構(gòu)的示意圖。這個(gè)例子與圖14A和14B所示的結(jié)構(gòu)基本相同；然而，輸入/輸出端子是從隔離器的上表面引出的。當(dāng)隔離器的厚度較小時(shí)，可采用這種安裝結(jié)構(gòu)。
順便指出，在圖13A和13B所示的常規(guī)隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)中，隔離器和前級(jí)電路是通過印刷電路板上形成的導(dǎo)體圖形連接到一起的。因此，就會(huì)有下列問題。
1)用于將隔離器和前級(jí)電路連接到一起的圖形需設(shè)計(jì)成具有優(yōu)異的匹配性，以便防止在信號(hào)傳遞中的損失。
2)出于同樣的原因，每次當(dāng)改變印刷電路板的厚度和材料、導(dǎo)體圖形的形狀、或者隔離器或前級(jí)電路的部件設(shè)置時(shí)，以及當(dāng)改變隔離器或前級(jí)電路的電氣特性時(shí)，用于連接隔離器和前級(jí)電路的圖形就得重新設(shè)計(jì)。
3)甚至當(dāng)該連接圖形設(shè)計(jì)成具有最優(yōu)秀的匹配性時(shí)，仍然會(huì)產(chǎn)生各種損失(損耗)，諸如由于從導(dǎo)體圖形的輻射所產(chǎn)生的損失、印刷電路板的介質(zhì)損失、導(dǎo)體圖形的導(dǎo)體損失、以及在不完全匹配的部分中由于反射而帶來的損失。另外，即使當(dāng)上述的設(shè)計(jì)被完全實(shí)現(xiàn)時(shí)，在生產(chǎn)過程中也會(huì)出現(xiàn)連接圖形的形狀和尺寸以及印刷電路板的厚度和介電常數(shù)的分散的值，這樣由于有分散，不完全匹配就不可避免。另外，當(dāng)印刷電路板的介質(zhì)材料吸收大氣的濕氣時(shí)，連接圖形中的介質(zhì)損失就可能增加。由連接圖形所產(chǎn)生的不必要的輻射還可能因與印刷電路板上的其它電路的干擾而帶來故障。特別是，肯定會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部相互干擾的位置是連接在大功率隔離器與前級(jí)電路(即，電功率放大器)之間的圖形部分，大功率隔離器諸如便攜式電話這樣的無線電通信設(shè)備的信號(hào)發(fā)射部分。
4)連接圖形在印刷電路板上設(shè)置在隔離器和前級(jí)電路之間，就需要為該位置占據(jù)一定面積，這樣，該位置就變成了一個(gè)死點(diǎn)，從而為整個(gè)裝置的小型化帶來了困難。
在圖14A到15B中所示的隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)中，除了1)-4)的問題外，還會(huì)有下列問題。
5)印刷電路板需要有一個(gè)開口來裝配隔離器，這樣，除非該開口是簡(jiǎn)單構(gòu)形的，否則就需要一個(gè)模具，從而增加了成本。
6)用于將接地導(dǎo)體連接在隔離器底表面上的接地塊需要設(shè)在用于裝配隔離器的印刷電路板開口的底部，這樣，在諸如通信設(shè)備之類的整個(gè)設(shè)備的小型化和減輕重量方面就帶來了困難。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種不可逆電路裝置，它能夠解決在不可逆電路裝置和要連接的電路之間的連接點(diǎn)處產(chǎn)生的各種問題，諸如損失、不必要輻射和內(nèi)部相互干擾，并且還提供不可逆電路裝置的一種安裝結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過有利于與要連接的電路的匹配，能促進(jìn)損失、尺寸和重量的減小。
根據(jù)本發(fā)明的不可逆電路裝置包括一個(gè)外殼，它具有大致矩形的平行六面體形狀；一個(gè)輸入端子組，并列設(shè)置在該外殼的一個(gè)安裝表面的第一側(cè)邊的第一高度上；和一個(gè)輸出端子組，并列設(shè)置在與該外殼的安裝表面的第一側(cè)邊相反的第二側(cè)邊的第二高度上，其中，第一高度和第二高度是相互不同的。通過這個(gè)結(jié)構(gòu)，輸入端子組或輸出端子組可根據(jù)一個(gè)電路板的高度直接連接到該電路板上的連接焊點(diǎn)上，該電路板具有要連接到不可逆電路裝置的電路。
第一高度為該外殼的中間高度和外殼頂面高度之一，而第二高度是與該外殼底表面大致相同的高度。通過這個(gè)結(jié)構(gòu)，輸出端子組就直接連接到用于安裝不可逆電路裝置的一個(gè)印刷電路板，而輸入端子組可直接連接到前級(jí)電路的一個(gè)模塊電路板的頂表面上的連接焊點(diǎn)上，該模塊電路板要安裝到印刷電路板上。
輸入端子組的高度可以根據(jù)形成前級(jí)電路的模塊電路板的厚度來決定，這樣在模塊電路板和不可逆電路裝置安裝到印刷電路板上的狀態(tài)下，該不可逆電路裝置的輸入端子組與模塊電路板的連接焊點(diǎn)就具有相同的高度，從而消除了死點(diǎn)并且減小了整個(gè)裝置的厚度。
輸入端子組和輸出端子組可分別包括熱端子和接地端子。輸入端子組中的至少一個(gè)端子的寬度或厚度可增大到大于輸出端子組中的任一個(gè)端子的寬度或厚度。這樣，處在與印刷電路板的頂表面分離的一個(gè)位置上并且其上應(yīng)力容易集中的輸入端子組的強(qiáng)度就增加了，從而通信設(shè)備的防摔(drop-proof)強(qiáng)度可以提高。
輸入端子組的接地端子的數(shù)量可以是多個(gè)，這樣輸入端子組的連接強(qiáng)度就增加了，并且接地連接得以保證，從而能可靠地防止阻抗的不匹配和不必要的輻射。
輸入端子組可以形成在一個(gè)絕緣體板的底表面上，這樣輸入端子組的強(qiáng)度和防摔強(qiáng)度就提高了。
輸入端子組的阻抗可以在3Ω到30Ω的范圍內(nèi)。當(dāng)不可逆電路裝置的一個(gè)前級(jí)電路是一個(gè)用于反射信號(hào)的功率放大電路時(shí)，通過將輸出阻抗定為3Ω到30Ω，可以實(shí)現(xiàn)比阻抗為50Ω的情況高的整體效率。即使當(dāng)以這種低阻抗連接到前級(jí)電路時(shí)，通過直接連接隔離器的輸入端子組，并且隔離器在不使用形成在印刷電路板上的一個(gè)連接圖形的情況下事先調(diào)整為與前級(jí)電路匹配，阻抗匹配也可很容易地實(shí)現(xiàn)。當(dāng)兩個(gè)都具有低阻抗的電路連接到一起時(shí)，由于連接圖形和布線的串聯(lián)電阻所造成的損失會(huì)增大；然而，當(dāng)不使用印刷電路板上的連接圖形而實(shí)現(xiàn)阻抗匹配時(shí)，損失是可以忽略不計(jì)的。
在根據(jù)本發(fā)明的不可逆電路裝置中，輸入端子組可焊接到模塊電路板上的連接焊點(diǎn)。當(dāng)通過事先將不可逆電路裝置的輸入端子組焊接到模塊電路板上的連接焊點(diǎn)而使不可逆電路裝置和模塊電路板連接到一起時(shí)，兩個(gè)部件之間的連接強(qiáng)度就增加了，這樣兩個(gè)部件的連接部分就可防止由于焊接到印刷電路板時(shí)軟熔焊料的熱量所引起的分離。
輸入端子組可以由例如鎳或鎳合金制成。由此，焊接強(qiáng)度就進(jìn)一步增加，這樣，激光焊接所需的激光輸出功率或電阻焊接所需的焊接電流就減小了，從而減少了設(shè)備成本和生產(chǎn)中的電消耗。
在根據(jù)本發(fā)明的不可逆電路裝置中，在輸入端子組上可以形成一種由錫、錫合金或焊料制成的薄膜。由此，在焊接過程中的可焊性和連接強(qiáng)度可以提高。當(dāng)其上涂有焊劑時(shí)，與模塊電路板的連接只需通過對(duì)該薄膜的再熔來實(shí)現(xiàn)，即，不用再涂焊料。
在根據(jù)本發(fā)明的不可逆電路裝置中，形成該不可逆電路裝置的外殼的一個(gè)金屬部件或與該金屬部件結(jié)合在一起的接地端子可以連接到模塊電路板上的一個(gè)屏蔽部件，以連接到輸入端子組或輸出端子組。通過這個(gè)結(jié)構(gòu)，不可逆電路裝置和模塊電路板之間的連接強(qiáng)度就進(jìn)一步提高了。當(dāng)處在連接狀態(tài)的兩個(gè)部件安裝到印刷電路板上時(shí)，在安裝到印刷電路板上之前的強(qiáng)度可充分地提高。另外，不可逆電路裝置與模塊電路板上的屏蔽部件成為連續(xù)的，這樣，整體屏蔽效果就增強(qiáng)了。
在根據(jù)本發(fā)明的不可逆電路裝置中，形成外殼的金屬材料或與外殼結(jié)合到一起的磁路的一部分可以連接到模塊電路板上的一個(gè)接地部分，以連接到輸入端子組或輸出端子組，并且允許用該金屬材料作為在模塊電路板一側(cè)的外殼或作為屏蔽部件。通過這個(gè)結(jié)構(gòu)，不可逆電路裝置的外殼和要設(shè)置到模塊電路板一側(cè)的外殼之間的連接部分就避免成為機(jī)械強(qiáng)度方面即硬度方面的一個(gè)弱點(diǎn)。另外，一個(gè)問題可得以解決，其中，在兩個(gè)外殼之間的連接部分具有大的電阻，即，不必要的串聯(lián)阻抗，由此，損壞了地電位的穩(wěn)定性，使得與模塊電路板結(jié)合在一起的不可逆電路裝置的工作變得不穩(wěn)定。
在根據(jù)本發(fā)明的不可逆電路裝置的安裝結(jié)構(gòu)中，一個(gè)具有上述任何一種結(jié)構(gòu)的不可逆電路裝置和一個(gè)模塊電路板安裝到一個(gè)印刷電路板上的預(yù)定位置，該不可逆電路裝置的輸入端子組連接到模塊電路板上的第一連接焊點(diǎn)，而該不可逆電路裝置的輸出端子組連接到印刷電路板上的第二連接焊點(diǎn)。
圖1A和1B是透視圖，它們顯示出根據(jù)第一實(shí)施例的隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)；圖2A和2B是顯示隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)的正視圖；圖3是隔離器的組裝圖；圖4A和4B是顯示隔離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的頂視平面圖；圖5A和5B是隔離器的等效電路圖；圖6A到6C是根據(jù)第二實(shí)施例的隔離器的頂視平面圖和正視圖；圖7A和7B分別是根據(jù)第三實(shí)施例的隔離器的頂視平面圖和正視圖；圖8是根據(jù)第四實(shí)施例的隔離器的組裝圖；圖9是一個(gè)透視圖，它顯示出根據(jù)第四實(shí)施例的隔離器的安裝結(jié)構(gòu)；圖10是一個(gè)透視圖，它顯示出在安裝狀態(tài)下根據(jù)第五實(shí)施例的隔離器與一個(gè)模塊電路板之間的一個(gè)結(jié)合部分；圖11是一個(gè)通信設(shè)備的方框圖；圖12是通信設(shè)備的主要部分的透視圖；圖13A和13B是透視圖，它們分別顯示出一種常規(guī)隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)；圖14A和14B是透視圖，它們分別顯示出另一常規(guī)隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)；圖15A和15B是透視圖，它們分別顯示出再一常規(guī)隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D1A到5B，對(duì)根據(jù)第一實(shí)施例的隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖1A是一個(gè)隔離器的透視圖；圖1B是處于安裝狀態(tài)的隔離器的透視圖。在圖中看到的隔離器1的底表面是一個(gè)安裝表面；輸入端子11并列設(shè)置在安裝表面的第一側(cè)邊并處于預(yù)定的高度；輸出端子12并列設(shè)置在與第一側(cè)邊相反的安裝表面的第二側(cè)邊。輸入端子11由一個(gè)熱(有電壓)端子11s和兩個(gè)接地端子11g形成；輸出端子12由一個(gè)熱端子12s和兩個(gè)接地端子12g形成。
在圖1B中，一個(gè)模塊電路板3和隔離器1安裝到一個(gè)印刷電路板2的頂表面上，該印刷電路板形成了通信設(shè)備的大部分電路。在模塊電路板3上，例如，安裝了用于電放大一個(gè)發(fā)射信號(hào)的功率放大器，并且在模塊電路板3的頂面上形成了連接焊點(diǎn)31。隔離器1的輸入端子11焊接到模塊電路板3上相應(yīng)的連接焊點(diǎn)31上；隔離器1的輸出端子12焊接到印刷電路板2上相應(yīng)的連接焊點(diǎn)21上。
圖2A是隔離器1的側(cè)視圖；圖2B是隔離器1在安裝狀態(tài)時(shí)的側(cè)視圖。輸入端子11在平行于安裝表面的方向從隔離器1的外殼伸出；輸出端子12沿著安裝表面(底表面)突出并沿著外殼的側(cè)邊彎曲。
輸入端子11和輸出端子12是通過插接模壓方法(insert-molding)將沖壓的鎳或鎳合金板集成(結(jié)合)到一個(gè)樹脂盒中來形成的。另外，在輸入端子11和輸出端子12的表面上，形成了錫、錫合金或焊料的薄膜。
使用隔離器的目的如下1)穩(wěn)定功率放大器的工作；2)使功率放大器運(yùn)行在一個(gè)高效的工作點(diǎn)上；即，使負(fù)載阻抗與功率放大器合適地匹配并防止由于外部環(huán)境變化而造成的阻抗的波動(dòng)；3)防止由于通過天線的外部信號(hào)的反向流動(dòng)而造成的功率放大器的互調(diào)制畸變的產(chǎn)生；4)保護(hù)功率放大器避免反射的電功率；等等。
模塊電路板3是一個(gè)用來將隔離器1的前級(jí)電路形成為一個(gè)集成的模塊的電路板，并且?guī)准?jí)功率放大器裝配成一體，形成一個(gè)電功率放大電路。模塊電路板3的板部分是由諸如玻璃環(huán)氧基板、陶瓷基板或氟化樹脂/玻璃基板之類的材料制成的，并且形成為在兩個(gè)表面上帶有銅襯層的基板或形成為多層基板。模塊電路板3的頂表面是用于安裝諸如半導(dǎo)體元件、電容器、電阻器和線圈等部件，并且還被用來形成諸如微帶線之類的電路元件。另一方面，模塊電路板3的底表面設(shè)有一個(gè)連接端子電極，用于通過將其焊接到通信設(shè)備的印刷電路板上來安裝模塊電路板3。該連接端子電極可以形成為一種L狀的剖面形狀，以便不僅擴(kuò)展到模塊電路板3的底表面，而且可擴(kuò)展到其側(cè)面(端面)。
為了防止當(dāng)同時(shí)集成多個(gè)電路元件時(shí)來自于其它電路的干擾，模塊電路板設(shè)有一個(gè)屏蔽外殼來覆蓋住其頂部并且接地。通過以這種方式在一個(gè)集成模塊中形成隔離器的前級(jí)電路部分，該電路部分所占據(jù)的面積相對(duì)于印刷電路板就減小了，以穩(wěn)定工作并且進(jìn)一步方便通信設(shè)備的設(shè)計(jì)。
另一方面，印刷電路板2用于使通信設(shè)備工作所需的主要部件結(jié)合成一體，這是通過結(jié)合該通信設(shè)備的發(fā)射部分、接收部分、信號(hào)處理部分、控制部分等實(shí)現(xiàn)的，以便使所有可安裝在印刷電路板2上的部件都裝配到印刷電路板2上。
當(dāng)安裝隔離器1時(shí)首先，模塊電路板3頂表面上的連接焊點(diǎn)被焊接到輸入端子11以便將兩者結(jié)合成一體；當(dāng)使用在輸入端子上形成的錫、錫合金或焊料的薄膜來連接時(shí)，不需要提供焊料就可實(shí)現(xiàn)焊接；隨后，用于結(jié)合隔離器1和模塊電路板3的部件通過軟熔焊接在印刷電路板2的預(yù)定位置上；模塊電路板3底表面上的連接焊點(diǎn)由此連接到印刷電路板2頂表面上的預(yù)定連接焊點(diǎn)上，而隔離器1的輸出端子12同時(shí)連接到印刷電路板2上的預(yù)定連接焊點(diǎn)上。
除了軟焊(錫焊)外，連接也可通過激光焊接或電阻焊接實(shí)現(xiàn)。由鎳或鎳合金做成的輸入端子方便了焊接并使得連接強(qiáng)度(結(jié)合力)增加了。在這種情況下，表面上的錫等薄膜就不需要了。
圖3是隔離器的顯示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組裝圖；圖4是顯示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的頂視平面圖。
在這兩個(gè)圖中，一個(gè)鐵氧體組件13包括放置在一個(gè)圓形定位部分上的圓盤狀的鐵氧體130以及三個(gè)中央導(dǎo)體131、132和133，這三個(gè)中央導(dǎo)體以大致120度的間隔從該定位部分徑向伸展，以被彎曲來包圍鐵氧體130。中央導(dǎo)體131、132和133的相應(yīng)頂端是端口P1、P2和P3。一個(gè)永磁體15在垂直方向上對(duì)鐵氧體130施加一個(gè)靜態(tài)磁場(chǎng)。一個(gè)磁軛16與在樹脂盒14中通過集成模制(integration molding)而形成的一個(gè)磁軛(在圖中用陰影來指示)形成了一個(gè)磁路。電容器C1、C2和C3以及一個(gè)電阻器R分別連接到中央導(dǎo)體的端口P1、P2和P3。輸入端子11和輸出端子12等是插接模壓到樹脂盒14中的。隔離器1是按如下方式組裝的電容器C1、C2和C3以及電阻器R被容放在樹脂盒14內(nèi)；另外，鐵氧體組件13被容放在其中；磁軛16以這樣的狀態(tài)安裝到樹脂盒14上磁體15附著到磁軛16的內(nèi)表面上。
圖4A是樹脂盒14的頂視平面圖；圖4B是樹脂盒14在以下狀態(tài)時(shí)的頂視平面圖電容器C1、C2和C3、電阻器R以及鐵氧體13被容放在樹脂盒14中。
在樹脂盒14的內(nèi)部底表面上，端子11s、12s和12g的相應(yīng)內(nèi)端分別形成為連接焊點(diǎn)11s’、12s’和12g’，另外，一個(gè)電極17獨(dú)立于這些連接焊點(diǎn)而形成。如圖4A和4B所示，端口P1連接到電容器C1的頂面電極和連接焊點(diǎn)11s’；端口P2連接到電容器C2的頂面電極和連接焊點(diǎn)12s’；端口P3連接到電容器C3的頂面電極和電極17；電阻器R連接到電極17和連接焊點(diǎn)12g’之間。
此外，在這個(gè)例子中，鐵氧體130是圓盤狀的；然而，其形狀并不局限于此，也可以是矩形或多邊形的盤狀。
圖5A和5B是隔離器的等效電路圖；圖5A是輸入阻抗為50Ω的普通隔離器的等效電路圖，其中電容器C1、C2和C3是用來匹配中央導(dǎo)體的電感L的電容器，而電阻器R用作一個(gè)終接電阻器。通過這個(gè)結(jié)構(gòu)，一個(gè)隔離器就形成了，其中三端口型循環(huán)器中的一個(gè)端口是電阻終接的。
圖5B是一個(gè)非50Ω隔離器的等效電路圖，其輸入阻抗為3Ω到30Ω，優(yōu)選10Ω到20Ω，其中一個(gè)匹配電路使該非50Ω隔離器的阻抗與50Ω隔離器的阻抗匹配。當(dāng)以這種方式使用一個(gè)具有低輸入阻抗的隔離器時(shí)，該隔離器能以低輸出阻抗直接連接到前級(jí)電路。隔離器的輸入阻抗定為3Ω到30Ω范圍內(nèi)的理由如下。
在一個(gè)移動(dòng)無線電通信設(shè)備中，諸如在用具有約3V的低電壓的電池做電源的便攜式電話中，功率放大器的雙極型晶體管或FET的輸出阻抗通常在大約3Ω到5Ω的范圍。為了直接將這種具有低輸出阻抗的功率放大器連接到隔離器，隔離器的輸入阻抗可以在3Ω到5Ω的范圍。此時(shí)，當(dāng)該隔離器直接連接到功率放大器而不在功率放大電路中設(shè)置匹配電路時(shí)，效率就可以提高到象取消了匹配電路那樣。
另一方面，當(dāng)匹配電路內(nèi)置于功率放大電路中時(shí)，就會(huì)有諸如減少較高諧波分量的有益效果。此時(shí)，雙極型晶體管或FET的輸出阻抗大約是在10Ω到20Ω的范圍，這樣信號(hào)就在隔離器與10Ω到20Ω阻抗的功率放大電路之間交換。
當(dāng)在功率放大電路中設(shè)置一個(gè)兩級(jí)匹配電路時(shí)，可進(jìn)一步減少較高諧波分量。此時(shí)，該匹配電路第一級(jí)的輸出阻抗是15Ω，而第二級(jí)的輸出阻抗是20Ω到30Ω，這樣信號(hào)就在隔離器與20Ω到30Ω阻抗的功率放大電路之間交換。
當(dāng)匹配電路多于兩級(jí)時(shí)，就會(huì)不利地增加損失。通過兩級(jí)匹配電路可充分地獲得諧波抑止效果。因此，為實(shí)現(xiàn)高的效率，具有3Ω到30Ω的隔離器輸入阻抗是有益的。
如上所述，通過直接將隔離器前級(jí)電路的模塊與隔離器連接而不通過印刷電路板上的導(dǎo)體圖形，獲得了下列的優(yōu)點(diǎn)。
1)不需要設(shè)計(jì)隔離器和其前級(jí)電路之間的連接結(jié)構(gòu)。
2)當(dāng)對(duì)厚度、材料、印刷電路板的導(dǎo)體圖形形狀以及隔離器和前級(jí)電路的部件設(shè)置做出任何一種修改時(shí)，以及當(dāng)改變隔離器和前級(jí)電路的電特性時(shí)，只要隔離器與前級(jí)電路相匹配，印刷電路就不需要針對(duì)隔離器與前級(jí)電路的匹配做任何更改和設(shè)計(jì)。
3)因?yàn)楦綦x器直接連接到前級(jí)電路，并且連接部分沒放在外面，因此不必要的損失和內(nèi)部干擾就不會(huì)產(chǎn)生。
4)因?yàn)樵谟∷㈦娐钒迳蠜]有形成用于將隔離器連接到前級(jí)電路的導(dǎo)體圖形，印刷可以減少與導(dǎo)體圖形相應(yīng)的量，從而使整個(gè)裝置小型化。
5)諸如為安裝隔離器而對(duì)印刷電路板打孔之類的任何特殊工作就不需要了，并且隔離器和前級(jí)電路是以兩者事先連接好的狀態(tài)安裝在印刷電路板上的，這樣就進(jìn)一步減少了安裝成本。還可避免安裝時(shí)的缺陷帶來的麻煩，從而提高了生產(chǎn)效率和可靠性。
6)諸如用于在隔離器的底部連接接地導(dǎo)體的接地塊之類的任何部件也不需要了，這樣能以低的成本構(gòu)成小而輕的裝置。
圖6A和6B是顯示根據(jù)第二實(shí)施例的隔離器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6A是其頂視平面圖；圖6B是其正視圖。在該實(shí)施例中，輸入端子的接地端子11g的寬度大于輸出端子的接地端子12g或熱端子12s的寬度。圖6C是另一個(gè)隔離器的頂視平面圖；在這個(gè)例子中，不僅輸入端子的接地端子11g的寬度而且熱端子11 s的寬度也要大于輸出端子的接地端子12g或熱端子12s的寬度。
通過這些結(jié)構(gòu)，如圖1A和1B所示，在隔離器的輸入端子11連接到模塊電路板3的狀態(tài)下，即，在安裝到印刷電路板之前的狀態(tài)下，兩者之間的連接強(qiáng)度可以增強(qiáng)。
此外，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)中，在隔離器和模塊電路板安裝在印刷電路板的狀態(tài)下，輸入端子是在高于印刷電路板的頂表面的位置連接到模塊電路板上的連接焊點(diǎn)上的，因此輸入端子就有可能比輸出端子集中更大的應(yīng)力。然而，通過用圖6A和6C所示的結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)輸入端子的連接強(qiáng)度，通信設(shè)備的防摔(drop-poof)強(qiáng)度就會(huì)提高。
通過以這種方式設(shè)置輸入側(cè)的多個(gè)接地端子11g，隔離器與模塊電路板上的連接焊點(diǎn)之間的連接強(qiáng)度就增強(qiáng)了，同時(shí)也保證了接地。
在圖1A到2B所示的結(jié)構(gòu)中，模塊電路板3介于隔離器1的接地端子11g和印刷電路板2的接地表面之間；當(dāng)在隔離器的輸入側(cè)由于模塊電路板3中的串聯(lián)阻抗地不是零電位時(shí)，工作會(huì)不穩(wěn)定，從而損壞隔離器1的特性。然而，如圖6A所示，通過增加輸入的接地端子的寬度，串聯(lián)阻抗就減小了，這樣可將缺陷降低到一個(gè)很小的水平上。如圖6B所示，通過也增加熱端子11s的寬度，損失(尤其當(dāng)信號(hào)是以3Ω到30Ω的低阻抗來接收時(shí))可以進(jìn)一步地減少。
另外，在圖6A到6C所示的例子中，通過在輸入端子的熱端子11s的兩側(cè)設(shè)置接地端子11g，輸入信號(hào)的屏蔽得以改善，并且不必要的輻射得以更嚴(yán)格限制。這對(duì)于輸出側(cè)的端子也是一樣的。
圖7A和7B是顯示根據(jù)第三實(shí)施例的隔離器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7A是其頂視平面圖；圖7B是其正視圖；一個(gè)板狀的絕緣體18從隔離器的一端伸出，并且輸入端子11設(shè)置在該絕緣體18的底面上。絕緣體18可以是如圖3所示樹脂盒14等的一部分，或者可以獨(dú)立于樹脂盒14。輸入端子11可以通過插接模壓與絕緣體18的底面結(jié)合在一起。另外，輸入端子11可以由導(dǎo)體薄膜形成的圖形來形成在該絕緣體18的底面上。通過這些結(jié)構(gòu)的任何一種結(jié)構(gòu)，絕緣體18都能增強(qiáng)輸入端子的強(qiáng)度以及與模塊電路板的連接強(qiáng)度，從而在兩者都安裝在印刷電路板上的狀態(tài)下提高了通信設(shè)備的防摔強(qiáng)度。
下面參照?qǐng)D8和9來說明根據(jù)第四實(shí)施例的隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)。
圖8是隔離器的組裝圖；圖9是其在安裝狀態(tài)下的透視圖。與圖3所示的隔離器不同，磁軛16的一部分向一邊伸出來作為接地端子161。其它部分與圖3所示的相同。
在圖9中，一個(gè)屏蔽外殼32安裝在模塊電路板3的頂表面上，并且從磁軛16伸出的接地端子161在模塊電路板一側(cè)電氣和機(jī)械連接到屏蔽外殼32上。輸入端子與模塊電路板頂表面上的連接焊點(diǎn)的連接方式以及輸出端子與印刷電路板頂表面上的連接焊點(diǎn)的連接方式與圖1A和1B中所示的方式相同。通過這樣一種結(jié)構(gòu)，隔離器和其上形成有屏蔽外殼32的模塊電路板3之間的連接強(qiáng)度就大大地增強(qiáng)了，這樣甚至在兩者安裝到印刷電路板2上之前也可保證足夠的強(qiáng)度。在兩者同時(shí)安裝到印刷電路板2上之后，與印刷電路板2的連接強(qiáng)度得到了充分的保證，使得通信設(shè)備的防摔強(qiáng)度提高了。另外，通過該結(jié)構(gòu)，在模塊電路板一側(cè)的屏蔽部件與在隔離器一側(cè)的屏蔽部件是連續(xù)的，以提高整體屏蔽效果。
此外，在上述的實(shí)施例中，輸入端子包括一個(gè)熱端子和多個(gè)接地端子并且這些端子連接到模塊電路板頂表面上的連接焊點(diǎn)上；然而，至少熱端子可以連接在模塊電路板的頂表面上，而輸入端子的接地端子可設(shè)置在隔離器外殼的安裝表面(底表面)上，以連接和接地到印刷電路板上的連接焊點(diǎn)上。
下面參照?qǐng)D10來說明根據(jù)第五實(shí)施例的隔離器和其安裝結(jié)構(gòu)。
圖10是安裝狀態(tài)下一些部件的透視圖，其中隔離器與模塊電路板結(jié)合在一起。與圖9所示的隔離器不同，同時(shí)用作屏蔽外殼和隔離器外殼的磁軛16形成為具有能覆蓋模塊電路板3的主要部分的尺寸，并且磁軛16的覆蓋模塊電路板3主要部分的部分連接到模塊電路板3頂表面上的一個(gè)接地部分。
模塊電路板3頂表面上的接地部分設(shè)有一個(gè)連接部分，以便使隔離器的磁軛16的該部分能夠焊接到該連接部分。這種結(jié)構(gòu)方便了兩部分的連接和集成。
一個(gè)屏蔽壁33設(shè)在隔離器和模塊電路板之間。該屏蔽壁33使兩部分之間的屏蔽更好并穩(wěn)定了結(jié)合在一起的構(gòu)件的工作，而且進(jìn)一步減少了不必要的諧波，諸如二次諧波和三次諧波泄漏到隔離器和后級(jí)電路，比如天線開關(guān)或天線的公用部分。
模塊電路板3上形成了功率放大電路，并且通過將其連接焊點(diǎn)與隔離器的輸入端子11連接在一起，功率放大電路就與隔離器集成在一起了。
隔離器的外殼被集成于模塊電路板的一側(cè)，這樣即使在安裝到印刷電路板2上之前，也可確保足夠的強(qiáng)度。在安裝到印刷電路板2上之后，就可獲得諸如防摔強(qiáng)度、屏蔽能力和工作穩(wěn)定性提高等好處。連接部分的總量減少提高了生產(chǎn)率，部件數(shù)量的減少降低了成本和故障因素，同時(shí)提高了可靠性。
下面參照?qǐng)D11和12來說明一種通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖11是通信設(shè)備的高頻電路部分的方框圖。一個(gè)帶通濾波器BPFa只傳輸發(fā)射頻帶的信號(hào)；DRv表示激勵(lì)放大器；PA表示功率放大器；ISO代表隔離器。一個(gè)天線開關(guān)SW根據(jù)發(fā)射和接收定時(shí)來轉(zhuǎn)換發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)；ANT代表天線。一個(gè)帶通濾波器BPFb只傳輸接收頻帶的信號(hào)；一個(gè)低噪音放大器LNA放大接收信號(hào)。
一個(gè)發(fā)射信號(hào)通過帶通濾波器BPFa，并且被激勵(lì)放大器DRv激勵(lì)，又被功率放大器PA進(jìn)行功率放大，隨后通過隔離器ISO，并通過天線開關(guān)SW而從天線ATN輻射出去。在帶通濾波器BPFb中，從通過天線開關(guān)SW的天線ATN的接收信號(hào)中，一個(gè)處于接收頻帶的信號(hào)被選擇，并且在低噪音放大器LNA中被放大，以發(fā)送到接收部分。
隔離器ISO使用上述的隔離器，而功率放大器PA是在上述的模塊電路板上形成的。
圖12是使用根據(jù)本發(fā)明的隔離器的通信設(shè)備的主要部分的透視圖。在印刷電路板2上安裝有一個(gè)部件，其中功率放大器PA和隔離器ISO集成在一起。類似地，帶通濾波器BPFa、激勵(lì)放大器DRv、天線開關(guān)SW、帶通濾波器BPFb以及低噪音放大器LNA分別安裝在其上。一個(gè)陰型同軸連接器安裝在印刷電路板2上，以便連接到設(shè)置在天線ANT的同軸電纜的端頭的陽型同軸連接器上。在功率放大器PA和隔離器ISO之間的結(jié)合部分具有如圖1A、1B、9或10所示的結(jié)構(gòu)。
在印刷電路板2上，除了這些部件外，還安裝有一些電路，諸如用于向發(fā)射部分輸出發(fā)射信號(hào)以及用于向接收部分和控制部分輸入接收信號(hào)的信號(hào)處理部分，另外，該印刷電路板2與傳聲器、揚(yáng)聲器和按鈕一起容納在外殼中，這樣，再裝上一個(gè)電池，就構(gòu)成了諸如便攜式電話之類的移動(dòng)通信設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種不可逆電路裝置，包括一個(gè)外殼，它具有大致矩形的平行六面體形狀；一個(gè)輸入端子組，并列設(shè)置在該外殼的一個(gè)安裝表面的第一側(cè)邊的第一高度上；和一個(gè)輸出端子組，并列設(shè)置在與該外殼的安裝表面的第一側(cè)邊相反的第二側(cè)邊的第二高度上，其中，第一高度和第二高度是相互不同的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，第一高度為該外殼的中間高度和外殼頂面高度之一，而第二高度是與該外殼底表面大致相同的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，第一高度大致與一個(gè)模塊電路板的高度相同，該模塊電路板具有在其上形成的與輸入端子組連接的連接焊點(diǎn)，并安裝到一個(gè)印刷電路板上，輸出端子組連接到該印刷電路板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，輸入端子組和輸出端子組分別包括熱端子和接地端子，輸入端子組中的至少一個(gè)端子的寬度或厚度大于輸出端子組中的任一個(gè)端子的寬度或厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中，輸入端子組的接地端子的數(shù)量是兩個(gè)或更多。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，輸入端子組是在一個(gè)板狀絕緣體的底表面上形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，輸入端子組的阻抗是3Ω到30Ω。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，輸入端子組可焊接到模塊電路板上的連接焊點(diǎn)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，輸入端子組是由鎳或鎳合金制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，在輸入端子組上形成有由錫、錫合金或焊料制成的薄膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，構(gòu)成外殼的金屬材料和與金屬材料結(jié)合在一起的接地端子之一是這樣形成的它可連接到設(shè)在模塊電路板上的一個(gè)屏蔽部件，以連接到輸入端子組或輸出端子組。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括一個(gè)與該外殼結(jié)合在一起的磁路；和一個(gè)與該外殼結(jié)合在一起的屏蔽部件，其中，形成外殼和磁路的一部分之一的金屬材料連接到設(shè)在模塊電路板上的一個(gè)接地部分，以連接到輸入端子組或輸出端子組，并且該金屬材料允許作為在模塊電路板一側(cè)的外殼和屏蔽部件之一。
13.一種不可逆電路裝置的安裝結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)印刷電路板；一個(gè)模塊電路板；和根據(jù)權(quán)利要求1的一個(gè)不可逆電路裝置，其中，模塊電路板和不可逆電路裝置安裝在印刷電路板上的預(yù)定位置，并且其中，不可逆電路裝置的輸入端子組連接到模塊電路板上形成的第一連接焊點(diǎn)，而不可逆電路裝置的輸出端子組連接到印刷電路板上形成的第二連接焊點(diǎn)。
全文摘要
為了抑止在不可逆電路裝置和要連接的電路之間的連接部分中產(chǎn)生的損失、不必要輻射和內(nèi)部相互干擾,并促進(jìn)裝置的尺寸和重量的減小,本發(fā)明提供了一種不可逆電路裝置及其安裝結(jié)構(gòu)。輸出端子設(shè)置在一個(gè)隔離器的安裝表面(底表面)上,而輸入端子設(shè)置在一個(gè)高于底表面并與模塊電路板高度相當(dāng)?shù)奈恢蒙?。模塊電路板的頂表面設(shè)有連接焊點(diǎn),用于連接到隔離器的輸入端子。模塊電路板設(shè)有一個(gè)屏蔽外殼,它連接到從隔離器的一個(gè)磁軛伸出的接地端子上。模塊電路板與隔離器結(jié)合在一起的構(gòu)件安裝在一個(gè)印刷電路板上。
文檔編號(hào)H01P1/383GK1332487SQ0112488
公開日2002年1月23日 申請(qǐng)日期2001年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
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