JP5029946B2

JP5029946B2 - スイッチモジュール

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Publication number: JP5029946B2
Application number: JP2007114656A
Authority: JP
Inventors: 雅人榎木
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: JP2008271420A

Description

本発明は、複数の通信システムに対応した高周波回路に用いられ、前記通信システムの送受信信号の伝送経路を切り替えるスイッチ回路と、複数のフィルタ回路を備えたスイッチモジュールに関する。

世界の携帯電話には種々のアクセス方式があり、またそれぞれの地域において複数のアクセス方式が混在している。たとえば、現在主流となっているアクセス方式の一つとして、ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ、時分割多元接続）方式がある。このＴＤＭＡ方式を採用している主な通信方式として、日本のＰＤＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒ）、欧州を中心としたＧＳＭ９００（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）やＤＣＳ１８００（ＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒＳｙｓｔｅｍ１８００）、米国を中心としたＧＳＭ８５０、ＤＣＳ１９００（ＰＣＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｅｒｖｉｃｅ））等の方式（システム）がある。
その他に最近米国、韓国や日本で普及しつつあるアクセス方式にＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ、符号分割多元接続）方式がある。代表的な規格として米国を中心としたＩＳ−９５（ＩｎｔｅｒｉｍＳｔａｎｄａｒｄ−９５）があり、高速データ伝送を実現し得る第三世代通信方式のＷ−ＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣＤＭＡ）も実用化されている。また欧州ではＩＭＴ―２０００準拠の通信方式の欧州標準で、ＵＭＴＳ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＭｏｂｉｌｅＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｙｓｔｅｍ）と呼ばれる通信システムで、Ｗ―ＣＤＭＡとＴＤ−ＣＤＭＡの両方式から選択する方式もある。このように世界各国で様々な通信方式が利用されている。

従来の携帯電話は一つの通信方式、例えばＧＳＭ用に設計されていた。しかし、近年の利用者数の増大及び使用者の利便性から、複数の通信方式やアクセス方式が利用可能なマルチバンド携帯電話が実用に供され、さらにクアトロバンド以上の携帯電話の要求もある。このようなマルチバンド携帯電話の高周波回路においては、単純に通信方式毎に高周波部品を設けると高周波回路が大型化してしまうので、小型化のために異なる通信方式の高周波部品の共通化と複合化が進められている。
その一例として特許文献１には、複数の異なる通信システムの送信回路と受信回路を切り換えるスイッチモジュールが開示されている。このスイッチモジュールは、互いに通過帯域（Ｐａｓｓｂａｎｄ）が異なる第一及び第二のフィルタ回路と、第一のフィルタ回路に接続されて通信システムＡの送信回路と受信回路を切り換えるスイッチ回路と、第二のフィルタ回路に接続されて通信システムＢ及びＣの送信回路と通信システムＢの受信回路と通信システムＣの受信回路とを切り換えるスイッチ回路とを備えており、前記第一及び第二のフィルタ回路は分波回路として機能することで、複数の通信システムに対応している。

このスイッチモジュールは、１台で複数の通信システムが利用可能な携帯電話（マルチバンド携帯電話）に用いられる。
前記スイッチ回路はダイオードと伝送線路を主要素子とするダイオードスイッチであり、ダイオードにコントロール回路から電圧を印加して、オン状態／オフ状態に制御することにより、複数の通信システムＡ，Ｂ，Ｃのいずれか一つを選択して、アンテナと通信システムＡ，Ｂ，Ｃの送信回路及び受信回路を切り換える。

このようなダイオードスイッチでは、専らＰＩＮダイオードが用いられる。低挿入損失とするために、ＰＩＮダイオードには十分な電流を流す必要があるが、その分消費電力は増加する。電池で駆動される携帯電話では、低消費電力であることが望まれることから、特許文献２では、ＰＩＮダイオードと比較して省電力の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたスイッチモジュールが提案されている。
ＷＯ００／５５９８３（図２）特開２００２−１８５３５６（図１）

このようなスイッチモジュールは、多くの回路素子を多層基板に構成する必要があり、多層基板内の配線は複雑になり、異なる回路素子を構成する電極パターン間での相互干渉が生じやすくなる。干渉により信号が他の経路に漏れて挿入損失特性が劣化する場合があった。
そこで本発明は、複数の送受信系を取り扱うスイッチモジュールにおいて、多層基板を小型化しても干渉が生じ難く、優れた電気的特性が得られるスイッチモジュールを提供することを目的とする。

複数の通信システムの送受信信号の伝送経路を切り替えるＦＥＴスイッチ回路と、前記ＦＥＴスイッチ回路に接続された複数のフィルタ回路を備えたスイッチモジュールであって、前記フィルタ回路の内の一部は弾性波フィルタとして、前記ＦＥＴスイッチ回路を構成するスイッチング素子とともに積層基板の上面に実装され、他の一部は前記積層基板の誘電体層に形成された電極パターンによって形成されたインダクタとコンデンサによって構成され、積層基板の底面には、ＦＥＴスイッチ回路の制御信号入力ポートと制御信号用線路を介して接続する制御端子と、グランド端子と、受信系端子を含む高周波端子を備え、前記受信系端子と前記制御端子とは異なる側面側に形成され、積層基板の底面側の誘電体層には第１グランド電極が形成され、その上側の誘電体層には第２グランド電極が形成され、その上側の誘電体層には第３グランド電極が形成され、それらは複数の誘電体層の面内に縦列形成された第１ビアホール群で互いに接続され、前記第１ビアホール群は、積層方向から見て、前記積層基板の内部を前記グランド電極が形成された第１領域とグランド電極を有さない第２領域とに区画し、前記第１領域には、フィルタ回路を構成するインダクタとコンデンサの電極パターンと、前記制御信号用線路が形成され、前記第２領域には前記受信系端子と前記弾性波フィルタを接続する第２ビアホール群が形成され、前記第１領域において、第１グランド電極と第２グランド電極との間の誘電体層には、面上に延びる複数の制御信号用線路が設けられ、その一端側はビアホールを介して前記制御端子と接続し、他端側は第３ビアホール群を介して前記ＦＥＴスイッチ回路の制御信号入力ポートと接続され、積層基板内において、前記第２ビアホール群を含む受信系端子と弾性波フィルタとの間の受信信号の経路と、前記第３ビアホール群及び前記制御信号用線路とを含むＦＥＴスイッチ回路の制御信号入力ポートと制御端子との間の制御信号の経路とが異なる領域に形成されたことを特徴とするスイッチモジュールである。

本発明者等は、制御信号用線路を構成する電極パターンと、信号の経路に配置されたフィルタ回路や整合回路のインダクタを構成する電極パターンとが干渉し、送信信号や受信信号の一部が制御信号用線路を介して制御端子へ漏れ、送信周波数帯域あるいは受信周波数帯域内おいて信号に減衰が生じて挿入損失特性が劣化することを知見した。
スイッチモジュールの外形寸法により規制される領域内で、フィルタ回路等のインダクタを構成する電極パターンを、制御信号用線路を構成する電極パターンと多層基板の中で干渉しない程度に離して形成することは、ＦＥＴスイッチやスイッチモジュールの端子配置による接続線路の構成や、フィルタ回路、整合回路の配置等により困難な場合が多い。そこで本発明者等は制御信号用線路をグランド電極に囲まれた領域に形成することで、他の電極パターンとの干渉を抑制し、制御端子への信号の漏洩を防ぐことを着想した。

第２グランド電極は前記制御信号用線路が形成された領域の略全体を覆うように形成され、その上側の第３グランド電極の間の誘電体層にはインダクタ用電極パターンが形成される。このような構成にすれば、制御信号用線路とインダクタ用電極パターンとが干渉することが無い。また、第２グランド電極の一部を電極が形成されてない抜き部とし、そこにビアホールを形成して、制御信号用線路とＦＥＴスイッチの制御信号入力ポートとを接続するのも好ましい。なおビアホールには電気的な接続が可能となるように導体が配置されている。電極パターンと同様な導電材料で形成される場合が多く、密に充填される場合や、一部に空隙を有する場合もあり、スルーホールと呼ばれることもある。
本発明において、前記第１〜第３グランド電極は、互いにビアホールで電気的に接続することで接地電位を安定化している。制御信号用線路が形成された誘電体層には、更にコンデンサ用電極パターンを形成しても良い。同層に構成することで、積層層数を減じたり、１層あたりの電極パターン形成密度を上げたりすることも出来る。このコンデンサ用電極パターンは、制御信号用線路の影響を受けにくいフィルタ回路の接地コンデンサであるのが好ましい。
また、制御信号用線路とともにコンデンサ用電極パターンを同層に形成する場合には、抜き部に設けられたビアホールを介して第２グランド電極の上側の誘電体層のインダクタ用電極パターンと接続するのも好ましい。

本発明においては、ＦＥＴスイッチ回路と接続する複数の弾性波フィルタを多層基板に実装し、弾性波フィルタの平衡ポートを高周波端子のうちの出力端子と積層方向に連続する第２ビアホール群を介して接続し、前記第２ビアホール群と前記制御信号用線路及び前記第３ビアホール群との間に、第１グランド電極と第２グランド電極の間を接続するとともに、更に上層に形成されたグランド電極と接続する積層方向に連続した第１ビアホール群を形成するのが好ましい。このような構成により、ノイズの影響を受け易い受信信号の経路を、制御信号の経路、送信信号の経路から分離して配置することが出来る。
また前記弾性波フィルタのグランドポートは、ビアホールを介して第１グランド電極と第２グランド電極とに接続するのがこのましい。安定したグランド電位を持つグランド電極と弾性波フィルタを接続することで、優れたフィルタ特性を発揮する。
インダクタやコンデンサで構成される整合回路を接続する場合があるが、これらを電極パターンで形成する場合には、フィルタ回路を構成するインダクタ用電極パターンやコンデンサ用電極パターンと積層方向に重なりが生じないようにするのが好ましい。電極パターンが重なる場合には、グランド電極を間に配置して干渉を防ぐのが好ましい。

本発明によれば、複数の送受信系を取り扱うスイッチモジュールにおいて、多層基板を小型化しても干渉が生じ難いスイッチモジュールを提供することが出来る。

図１は無線通信器の高周波回路のブロック図であって、本発明の一実施例に係る高周波スイッチモジュールを用いて構成されたものである。以下幾つかの通信方式を例示しながら説明するが、各通信方式の周波数帯域は表１に示す通りであって、送信・受信は無線通信器端末を基準にしている。なお、前記通信方式については周知であるので、その詳しい説明を省く。また、本発明が利用される通信方式は、例示した通信システムにのみに限定されるものではなく、ＧＰＳや、他のＣＤＭＡ方式等にも利用可能である。

このスイッチモジュールは、４つの通信方式に用いられるものであって、周波数帯域ｆ１の第１通信方式（例えばＧＳＭ８５０）、周波数帯域ｆ２の第２通信方式（例えばＤＣＳ１８００）、周波数帯域ｆ３の第３通信方式（例えばＤＣＳ１９００）、周波数帯域ｆ４の第４通信方式（例えばＵＭＴＳ）とに対応した高周波回路に用いられ、前記通信方式の送受信信号の伝送経路を切り替える電界効果トランジスタを用いたスイッチ回路と、前記スイッチ回路に接続される分波回路とローパスフィルタとを少なくとも有する。

前記スイッチ回路は、６つのポートを備えるＳＰ５ＴのＦＥＴスイッチＳＷであり、その第１のポート（共通ポート）ａには、ＥＳＤ（ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｓｔａｔｉｃｄｉｓｃｈａｒｇｅ；静電気放電）対策回路２０を介してフィルタ回路１０が接続される。第２のポートｂにはフィルタ回路３０と、整合回路８６と、ＤＣカットコンデンサＣ３（図１では図示せず）が接続される。第３のポートｃにはＤＣカットコンデンサＣ２（図１では図示せず）と、フィルタ回路４０と、整合回路８７が接続される。第４のポートｄには、分波回路１２０と、その分波回路１２０を構成するフィルタ回路１２０ａの後段に、整合回路８８と、フィルタ回路５０とが接続される。分波回路１２０を構成するフィルタ回路１２０ｂには整合回路８０と、フィルタ回路５５とが接続される。第５のポートｅには整合回路８５と、フィルタ回路６０が接続され、第６のポートｆには整合回路９０が接続される。

フィルタ回路１０は、第１通信システムの送信信号の第３次高調波成分を減衰させるローパスフィルタである。フィルタ回路３０は、第１通信方式の送信信号を通過させるローパスフィルタである。バンドパスフィルタであってもよい。フィルタ回路４０は、第２通信方式及び第３通信方式の送信信号を通過させるローパスフィルタである。この場合もバンドパスフィルタを用いても良い。フィルタ回路５０が前記第１通信方式の受信信号を通過させるバンドパスフィルタであり、フィルタ回路５５が前記第３通信方式の受信信号を通過させるバンドパスフィルタであり、前記フィルタ回路６０が前記第２通信方式の受信信号を通過させるバンドパスフィルタである。本実施例においては、フィルタ回路５０、フィルタ回路５５、フィルタ回路６０として不平衡入力−平衡出力弾性波フィルタを用いている。弾性波フィルタとしては、ＳＡＷフィルタ、ＢＡＷフィルタ、境界弾性波フィルタを用いることが出来る。
分波回路１２０は、前記第１通信方式の受信信号を通過させるローパスフィルタ１２０ａと、前記第３通信方式の受信信号を通過させるハイパスフィルタ１２０ｂを並列に接続したものである。整合回路８０、８５、８６、８７、８８、９０は主としてインピーダンスマッチングのために用いられるが、高周波信号の位相調整のために用いられる場合もある。

図２は、高周波スイッチの一例を示す等価回路である。
このスイッチは、ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ（ＧａＡｓＭｅｔａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたＦＥＴスイッチであり、１端子対５端子の高周波スイッチである。このＦＥＴスイッチは１０個の電界効果型トランジスタ１１１〜１２０と、これらのゲート電極にそれぞれ設けられた抵抗Ｒと、ソース電極に接続される接地コンデンサＣ及び信号の経路に配置された結合コンデンサＣを有して構成される。
各抵抗Ｒにおいて、電界効果型トランジスタ１１１〜１２０のゲート電極に接続された端と反対側の端は、それぞれコントロール端子ＣＮＴ１−１〜ＣＮＴ５−２に接続される。ＦＥＴスイッチは、外部からの切替信号をデコードするデコーダ７０が組み込まれてり、そのデコーダ７０には４つの制御端子Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３及びＶｄｄが設けられており、これら制御端子に所定電圧の切替信号が入力される。例えば、送信回路からの送信信号をアンテナＡＮＴから放射する場合に、ポート１００ａとポート１００ｂを接続する場合には、外部から入力された切替信号に基づいて、ＦＥＴスイッチＳＷのポートａとポートｂを接続する。デコーダ７０の構成については省略する。

本発明においては、ＦＥＴスイッチ１５の前後にフィルタ回路１０，３０，４０を配置することでアンテナＡＮＴから放射される２倍、３倍高調波発生量を抑制するようにしている。
例えば、ミキサーにより変調された送信信号が増幅器ＰＡを通って増幅され、ＦＥＴスイッチモジュールのポート１００ｂに入力するが、送信信号にはｍ次（ｍは２以上の自然数）の高調波成分を含んでいる。この送信信号を、まずフィルタ回路（ローパスフィルタ）３０を通すことで周波数帯域外の信号を減衰させる。フィルタ回路３０を通過した送信信号は、ＦＥＴスイッチＳＷのポートｂに入力する。ポートｂに大信号の高周波信号が入力されると、オフ状態にあったＦＥＴ１１２〜１１５などがＡＣ的にオンし、これにより信号の波形が歪み、基本波以外の高調波が発生する場合があるが、ＦＥＴスイッチＳＷのポートａに接続されたフィルタ回路（ローパスフィルタ若しくはノッチフィルタ）１０によって減衰させることが出来るので、アンテナから放射される高調波を抑制することが出来る。

図４は高周波スイッチモジュールの外観斜視図であり、図５は高周波スイッチモジュールに用いる多層基板５の分解斜視図であって、各層の構成を示している。
フィルタ回路１０，３０，４０、分波回路１２０、及び整合回路８０、８５、８６、８７、８８、９０はインダクタとコンデンサで構成されており、これらは、誘電体層と、ＡｇやＣｕ等の金属や前記金属をベースとする合金を用いてなるペーストを所定の形状に形成した電極パターンとで形成される多層基板に、電極パターンやチップ部品として構成される。

以下多層基板の構成について説明する。多層基板は、複数の誘電体層を積層して構成してなり、分波回路及びローパスフィルタのコイル用パターンが主に形成された複数の第１誘電体層と、コンデンサ用パターンが主に形成された複数の第２誘電体層と、グランド用パターンが主に形成された複数の第３誘電体層とを備えている。コイル用パターンとコンデンサ用パターンとを異なる誘電体層に形成しているが、同じ誘電体層に形成しても良い。なお本実施例では、コイル用パターンをコンデンサ用パターンと比べて厚く形成することで、断面積を大きくして抵抗を低減するようにしている。コイル用パターン等の周囲で層間に生じる空隙などの構造欠陥を防ぎながら抵抗低減の効果を得るには、コンデンサ用パターンは２μ〜１０μｍ、コイル用パターンは１５μｍ〜４０μｍに形成するのが好ましい。

第１〜第３誘電体層は、例えば誘電体セラミクスを、ドクターブレード法などの周知のシート化方法によってグリーンシート化したものであり、積層後焼結して一体化されるものである。
最下層のグリーンシート１４の表面には、ほぼ全面を覆うグランド用パターンＧＮＤ（第１グランド電極）が形成されており、裏面には回路基板に実装するための端子電極が形成されている。前記端子電極は、高周波端子として、各通信システム共通のアンテナポートＡＮＴ（１００ａ）と、第１の通信システムの送信信号が入力する第１送信ポートＴＸ１（１００ｂ）と、第２、第３の通信システムの送信信号が入力する第２送信ポートＴＸ２（１００ｃ）と、第１の通信システムが出力する受信ポートＲＸ１（１００ｄ、１００ｄ２）と，第３の通信システムが出力する受信ポートＲＸ２（１００ｅ１、１００ｅ２）と，第２の通信システムが出力する受信ポートＲＸ３（１００ｆ１，１００ｆ２）と，第４の通信システムが入出力する送受信ポートＴＲＸ（１００ｇ）を有し、グランド端子としてグランドポートＧＮＤと、制御端子としてコントロールポートＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖｄｄを有し、それぞれがグリーンシートに形成されたビアホール（図中、黒丸で表示）を介して上層のグリーンシート上の電極パターンと接続される。

本実施例では端子電極をＬＧＡ（ＬａｎｄＧｒｉｄＡｒｒａｙ）としているが，ＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）なども採用することができる。また本実施例では、制御端子Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖｄｄ、高周波端子のうちの受信系端子ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、送信系端子ＴＸ１，ＴＸ２、アンテナ端子ＡＮＴ及び送受信系端子ＴＲＸを、それぞれ異なると側面側に集めて配置している。このような配置によれば高周波スイッチモジュールが回路基板に実装されたときに他の高周波回路との接続を短く出来る。受信系端子ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３を一側面側に配置し、他の高周波端子や制御端子を配置しないことで、受信信号への影響を低減するとともに、弾性波フィルタの平衡出力ポートとの接続を短くし、電気長のばらつきを低減している。また受信信号の出力端に接地コンデンサが形成され無いように、端子電極とグランド用パターンＧＮＤ（第１〜第４グランド電極）とが重ならないようにした。このため、寄生容量等による電気長のばらつきを防ぎ、平衡出力される受信信号のフェイズバランスやアンプリチュードバランスを損なう事が無い。好ましくは、多層基板においてグランド用パターンＧＮＤ以外の電極パターンとも重ならないように構成する。
前記スイッチ回路制御用のコントロールポートＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖｄｄは、多層基板の一側面に側に集められており、積層方向に連続するビアホール群と、グリーンシート１３上に並行して走るラインパターン（制御信号用線路）を介して前記第１の主面に形成された複数のデコーダ用実装電極と接続される。また同じ層にはフィルタ回路や整合回路を構成するコンデンサ用電極パターンが形成されている。

グリーンシート１２には、ほぼ全面を覆うグランド用パターンＧＮＤ（第２グランド電極）が形成されており、その一部は、電極が形成されてない抜き部となっている。前記抜き部には、制御信号用線路とＦＥＴスイッチの制御信号入力ポートとを接続するビアホールや、コンデンサ用電極パターンを他の層の電極パターンと接続するビアホールが形成されている。

グリーンシート１１〜８には、フィルタ回路や整合回路を構成するインダクタ用電極パターンが形成されている。グリーンシート７には、コンデンサ用電極パターンとともに、ほぼ全面を覆うグランド用パターンＧＮＤ（第３グランド電極）が形成されている。コンデンサ用電極パターンは、信号の経路に直列に接続するコンデンサ用の電極パターンである。グリーンシート６〜４には、コンデンサ用電極パターンが形成され、そしてその上層のグリーンシート３には、コンデンサ用電極パターンとともに、ほぼ全面を覆うグランド用パターンＧＮＤ（第４グランド電極）が形成されている。グリーンシート２には、グリーンシート１に形成された実装電極と、前記インダクタ用電極パターンや前記コンデンサ用電極パターンとの接続のための線路（電極パターン）が形成されている。
各電極パターンは適宜ビアホールを介して適宜接続され、得られた積層体を８５０℃〜１０００℃程度（焼成温度は用いる導体や誘電体セラミクスによる）で焼結して多層基板とし、これにＦＥＴスイッチやＳＡＷフィルタを実装して本発明に係るスイッチモジュールとした。
本実施例においては、更にＤＣカットコンデンサＣ１〜Ｃ３、ＥＳＤ対策回路のインダクタＬ１、コンデンサＣ１（コンデンサＣ１はＤＣカットと共用）を多層基板上に実装している。なお、これらのインダクタやコンデンサを多層基板内に電極パターンで形成することも可能であるが、他の回路素子と比べて、比較的大きな容量値、インダクタンス値が必要となるので、専らチップ部品として多層基板上に実装する場合が多い。

多層基板の上面には形成された、ＦＥＴスイッチやＳＡＷフィルタ、及びチップインダクタやチップコンデンサが実装される実装電極の内、ＦＥＴスイッチやＳＡＷフィルタのグランド端子は、グリーンシート３に形成されたグランド用パターンＧＮＤ（第４グランド電極）とビアホールで接続される。またグリーンシート３に形成されたグランド用パターンＧＮＤは、グリーンシート７、１２、１４の各グランド用パターンＧＮＤと複数のビアホールで接続されている。このような構成により、小型の多層基板であっても、グランドを分割する場合と比較し安定したグランド電位となり、またグランドで閉じた空間に、それぞれ制御信号用線路、インダクタ用電極パターンが形成されるため、制御信号用線路とインダクタ用電極パターンとが干渉することが無く、優れた電気的な特性を得ることが出来る。

前記弾性波フィルタと接続する実装電極は、多層基板の裏面に形成された高周波端子のうちの出力端子と、積層方向に連続する第２ビアホール群を介して接続されている。本実施例では受信信号は平衡信号として出力されるが、前記構成によりフェイズバランスやアンプリチュードバランスを損ねることが無い。更に前記第２ビアホール群と前記制御信号用線路及び第３ビアホール群との間には、面内に縦列し、積層方向に連続した第１ビアホール群が形成され、第１グランド電極〜第４グランド電極の間を接続し、このような構成により、ノイズの影響を受け易い受信信号の経路を、制御信号の経路、送信信号の経路から分離して配置した。

積層基板を構成する誘電体セラミクスとしては、例えばＡｌ，Ｓｉ及びＳｒを主成分として、Ｔｉ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎａ，Ｋなどを副成分とするセラミックス、Ａｌ，Ｓｉ及びＳｒを主成分として、Ｃａ，Ｐｂ，Ｎａ，Ｋなどを複成分とするセラミクス、Ａｌ，Ｍｇ，Ｓｉ及びＧｄを含むセラミクス、Ａｌ，Ｓｉ，Ｚｒ及びＭｇ含むセラミクスが挙げられる。誘電体の誘電率は５〜１５程度が好ましい。また誘電体セラミクスの他に、樹脂や、樹脂／セラミック複合材を用いて多層基板を構成することも可能である。さらにＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）技術により、Ａｌ_２Ｏ_３を主体とする多層基板内に、タングステンやモリブデン等の高温焼結可能な金属導体により電極パターンを形成しても良い。

以上説明したように、本発明によれば、複数の送受信系を取り扱うスイッチモジュールにおいて、多層基板を小型化しても回路相互の干渉が生じ難いスイッチモジュールを提供することが出来る。

本発明の一実施例に係るスイッチモジュールの回路ブロック図である。本発明の一実施例に係るスイッチモジュールの等価回路図である。本発明の一実施例に係るスイッチモジュールに用いるスイッチの等価回路図である。本発明の一実施例に係るスイッチモジュールの外観斜視図である。本発明の一実施例に係るスイッチモジュールに用いる多層基板の分解斜視図である。

符号の説明

５多層基板
１０，３０，４０フィルタ回路
１５ＦＥＴスイッチ
２０ＥＳＤ対策回路
５０，５５，６０弾性波フィルタ
８０、８５、８６、８７、９０整合回路
１２０分波回路

Claims

複数の通信システムの送受信信号の伝送経路を切り替えるＦＥＴスイッチ回路と、前記ＦＥＴスイッチ回路に接続された複数のフィルタ回路を備えたスイッチモジュールであって、
前記フィルタ回路の内の一部は弾性波フィルタとして、前記ＦＥＴスイッチ回路を構成するスイッチング素子とともに積層基板の上面に実装され、他の一部は前記積層基板の誘電体層に形成された電極パターンによって形成されたインダクタとコンデンサによって構成され、
積層基板の底面には、ＦＥＴスイッチ回路の制御信号入力ポートと制御信号用線路を介して接続する制御端子と、グランド端子と、受信系端子を含む高周波端子を備え、前記受信系端子と前記制御端子とは異なる側面側に形成され、
積層基板の底面側の誘電体層には第１グランド電極が形成され、その上側の誘電体層には第２グランド電極が形成され、その上側の誘電体層には第３グランド電極が形成され、それらは複数の誘電体層の面内に縦列形成された第１ビアホール群で互いに接続され、
前記第１ビアホール群は、積層方向から見て、前記積層基板の内部を前記グランド電極が形成された第１領域とグランド電極を有さない第２領域とに区画し、
前記第１領域には、フィルタ回路を構成するインダクタとコンデンサの電極パターンと、前記制御信号用線路が形成され、前記第２領域には前記受信系端子と前記弾性波フィルタを接続する第２ビアホール群が形成され、
前記第１領域において、第１グランド電極と第２グランド電極との間の誘電体層には、面上に延びる複数の制御信号用線路が設けられ、その一端側はビアホールを介して前記制御端子と接続し、他端側は第３ビアホール群を介して前記ＦＥＴスイッチ回路の制御信号入力ポートと接続され、
積層基板内において、前記第２ビアホール群を含む受信系端子と弾性波フィルタとの間の受信信号の経路と、前記第３ビアホール群及び前記制御信号用線路とを含むＦＥＴスイッチ回路の制御信号入力ポートと制御端子との間の制御信号の経路とが異なる領域に形成されたことを特徴とするスイッチモジュール。
前記第２グランド電極は前記制御信号用線路が形成された領域の略全体を覆い、前記第２グランド電極と前記第３グランド電極の間にはインダクタ用の電極パターンのみが形成された誘電体層を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスイッチモジュール。
積層基板の底面の一側面側に複数の受信系端子のみが設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチモジュール。