移动电话电子部件的技术发展
90年代第2代移动电话(数字方式)不仅改善了音质和频率的使用效率,从而建立起了今天以移动数据通信为中心的现实。今天通信经营商充实了所提供的内容,电子邮件自不待言,而且已经实现移动银行业务。此外,有了笔记本机和PDA终端的PCMCIA卡及快闪存储卡大小的数据通信卡的问世,预料今后移动式的Internet用户将越来越多。能适应更高速数据通信需求的第3代移动电话(IMT-2000)亦将问世,用户无疑将更加增多。W-CDMA与cdma2000虽方式不同,但目标都是更高品位的声音和更高速的数据通信。如此一来,移动电话将从“喂喂,是的是的”的话音设备变成为“高速数据”的网络设备,从而对电子部件的要求也将改变。
当然与现在一样有小型化的要求,但今后不是单个功能部件的小型化,而是要求组合化、多功能化的小型化。就像欧洲的GSM移动电话曾装有适应多种移动电话制式的双频部件那样,在把迄今各个部件集成一体的同时求取小型化,将成为今后的基本要求。在这一背景下,今后不仅不同移动电话制式需组合外,还要配置“蓝牙”及GSP等非移动电话的无线功能,使移动电话具有更多功能,电路规模更大。
此外,为适应高速数据通信,将要求高频率和宽带化。要实现高速/大容量的数据通信,每个频道的占有频带要更宽,这就要求宽带滤波器。另外,要在宽带下确保多个频道,就要求把载波频率提得更高。移动电话使用的频率在第2代为800MHz～1.9GHz频段,第3代在2.1GHz频段,而第4代正在研究5～8GHz频段。
将来如要传送动画数据,不是目前移动电话那样短时间的突发发送,而是要求多时隙发送和连续发送,这就需要更低损耗和更高承受功率的部件。
如上所述,今后的移动电话电子部件需要适合组合化/多功能化的小型化和适应高速数据通信所希望的高速/高频率化。此外,今后无铅和无铬等考虑到环保的材料及部件的开发也很重要。
松下电子公司把高频电路技术与精密压力加工及精密复合成形技术相结合,开发成功了高灵敏度、高效率的GSM/DCS双频小型固定式天线。随着移动电话的组合化,必须用一付天线收发多个频带,天线的构造变得复杂了。过去移动电话的天线振子是线材卷成螺旋状,其特性容易不一致,而且也难以适应双频、3频等多频段。因此,该公司研究了把铜片压加工成齿形梯子状再成型为螺旋状的“加压线卷成型工艺”(图1),由于在金属模内弯曲成形,提高了额定尺寸精度,实现了谐振频率不一致性极低的天线。此外,由于高精度地同时构成多个振子,不易于构成适应多频段的复杂结构,而且由于利用金属模成形,可采用导电率更高的铜片,而实现了损耗低的天线。
伴随移动电话组合化,电子部件也需高功能化组合化的典型例子,是目前许多GSM/DCS组合移动电话机所使用的积层开关共用器。以往作为单个部件的分频器、高频开关、低通滤波器(LPF),采用低温烧结陶瓷(LTCC)技术将其集成一体,以追求小型化(图2)。利用传统积层平面滤波器的开发制造形成的高度积层工艺技术和积层电路的三维电磁场分析,在LTCC积层底板(介电常数≈7)中,高密度集成了分频器、移相电路、LPF等,尺寸为6.7×4.8×1.8mm。此外,开关采用了低损耗及畸变极佳的PIN
