JP5610099B2 - 高周波スイッチモジュール - Google Patents
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Description
この発明は、スイッチICを用いて接続されるアンテナ個数以上の種類の通信信号を送受信する高周波スイッチモジュール、特にスイッチICを実装した積層体からなる高周波スイッチモジュールからなる。
従来、通信端末に利用するために小型化されたマルチバンド対応の高周波スイッチモジュールが、特許文献1に示すような構成も含めて、各種考案されている。このような高周波スイッチモジュールは、一般的に、高周波スイッチモジュールの回路を構成する導体が形成された積層体と、該積層体の天面に実装されたスイッチICとを備える。
スイッチICは、共通端子と複数の切替端子とを備え、複数の切替端子のいずれかを選択して共通端子へ接続する。スイッチICは、外部から駆動電源信号(例えば所定の電圧Vd)が印加されることで駆動し、複数の制御信号(例えば三種の制御信号の電圧Vc1,Vc2,Vc3)の電圧レベルの組合せによって、共通端子と複数の切替端子との接続を切り替えている。スイッチICは、積層体の天面に実装されているので、駆動電源信号および制御信号をスイッチICに供給する導体は、積層体内に形成されている。そして、これらの導体は、スイッチICが実装されるランドに接続されている。
また、通信信号が伝送する導体も積層体内に形成されている。
しかしながら、特許文献1に示すような従来の構成では、積層体の形状が小さくなると、駆動電源信号および制御信号が伝送するスイッチ制御系の導体(直流電圧が伝送する導体)と、通信信号が伝送する導体(高周波信号が伝送する導体)と、が近接して配置され易くなってしまう。そして、これらスイッチ制御系の導体と通信信号が伝送される導体とが近接すると、駆動電源信号および制御信号と通信信号との相互干渉が発生しやすくなる。例えば、駆動電源信号や制御信号による直流電圧が通信信号に重畳してしまったり、逆に、通信信号による高周波ノイズが駆動電圧信号や制御信号に重畳してしまったりする不具合が発生し易くなる。
したがって、本発明の目的は、駆動電源信号および制御信号と通信信号との相互干渉が生じにくい高周波スイッチモジュールを実現することにある。
この発明は、スイッチICと積層体とを備える高周波スイッチモジュールに関するものであり、次の構成を備えることを特徴としている。スイッチICは、高周波信号が入出力する共通端子、該共通端子よりも多くそれぞれが高周波信号を入出力する複数の切替端子、駆動電源信号が入力される駆動電源端子、および共通端子と複数の切替端子の接続状態を決定するための制御信号が入力される複数の制御端子を備える。積層体は、スイッチICが実装される。積層体は、高周波信号が伝送する高周波伝送用導体と、駆動電源信号および制御信号がそれぞれ伝送される複数の直流電圧用導体とが形成されている。積層体は、駆動電源信号および制御信号がそれぞれ入力される複数の直流系外部入力端子と高周波信号がそれぞれ入出力される複数の高周波系外部入出力端子とを備える。この高周波スイッチモジュールにおける複数の直流電圧用導体の全ては、各直流電圧用導体の積層方向に直交する面内で引き回される層内導体の少なくとも一部が積層体に沿って重なるように形成されている。
この構成では、積層方向に直交する方向に広がる平面内における、複数の直流電圧用導体の形成領域が重なるため、高周波伝送用導体の形成領域を広く確保することができる。これにより、高周波伝送用導体を、直流電圧用導体から離間して形成することが可能になる。
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であることが好ましい。複数の直流電圧用導体におけるスイッチICの駆動電源端子および複数の制御端子へ接続する側の第1部分導体は、積層体を積層方向に平行な方向で見た状態で、第1分岐点に集中するような形状で形成されている。第1分岐点から積層体の直流系外部入力端子までの間の複数の直流電圧用導体の層内導体の少なくとも一部は、積層体に沿って重なるように形成されている。
この構成では、直流電圧用導体におけるスイッチICに接続する側の第1分岐点までの所定範囲のみが、積層方向に直交する平面内で広がる形状からなり、第1分岐点から先の直流電圧用導体が積層方向に沿って重なり合う。この第1分岐点から先の直流電圧用導体が、駆動電源信号および制御信号を伝送するための引き回しパターンの大半を占めるようにする。これにより、直流電圧用導体の配線領域を、より効率的に小面積化できる。
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であることが好ましい。複数の直流電圧用導体における積層体の直流系外部入力端子へ接続する側の第2部分導体は、積層体を積層方向に平行な方向で見た状態で、第1分岐点と離間した第2分岐点に集中するような形状で形成されている。第1分岐点と第2分岐点との間の複数の直流電圧用導体の層内導体の全てが積層体に沿って重なるように形成されている。
この構成では、直流電圧用導体における積層体の直流系外部入力端子側の第2分岐点までの所定範囲のみが、積層方向に直交する平面内で広がる形状からなり、第1分岐点から第2分岐点との間の直流電圧用導体が積層方向に沿って重なり合う。この第1分岐点と第2分岐点との間の直流電圧用導体が、駆動電源信号および制御信号を伝送するための引き回しパターンの大半を占めるようにする。これにより、直流電圧用導体の配線領域を、より効率的に小面積化できる。
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、複数の直流電圧用導体をそれぞれに構成する層内導体は、積層体を構成する複数の絶縁体層において、隣接する絶縁体層にそれぞれ形成されていることが好ましい。
この構成では、複数の直流電圧用導体の形成領域が、積層方向(積層体の厚み方向)においても小型化される。
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成とすることが好ましい。スイッチICおよび積層体の筐体は矩形状である。スイッチICの駆動電源端子および複数の制御端子は、スイッチICの筐体における第1辺近傍に、該第1辺に沿って形成されている。積層体の複数の直流系外部入力端子は、積層体の筐体における第2辺近傍に、該第2辺に沿って形成されている。スイッチICの第1辺と積層体の第2辺とが略平行で、且つ、第2辺が積層体の他の辺よりも第1辺に近くなるように、スイッチICは積層体に実装されている。
この構成では、スイッチICの駆動電源端子および複数の制御端子と、積層体の直流系外部入力端子との距離が短くなる。この際、上述の直流電圧用導体が積層方向に重なる構成を用いることで、スイッチICの駆動電源端子および複数の制御端子と、積層体の直流系外部入力端子と間の狭い空間でも、駆動電源信号および制御信号を伝送するための引き回しパターンを、確実に実現することができる。さらに、スイッチICの他の辺(第1辺以外の辺)に形成される共通端子および複数の切替端子と積層体の他の辺(第2辺以外の辺)に形成される複数の高周波系外部入出力端子とをそれぞれに接続する高周波伝送用導体を、駆動電源信号および制御信号を伝送するための引き回しパターンから離間することができる。さらに、高周波伝送用導体の形成領域を広く確保することができ、高周波伝送用導体の引き回しの自由度が向上する。
この発明によれば、駆動電源信号および制御信号の伝送経路と通信信号の伝送経路とを、従来構成よりも離間できるため、駆動電源信号および制御信号と通信信号との相互干渉を抑圧することができる。
本発明の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図1は第1の実施形態に係る高周波スイッチモジュール10の外観図である。図2は第1の実施形態に係る高周波スイッチモジュール10の配線パターンの概念を示す図である。図2(A)は平面透視図であり、図2(B)は図2(A)におけるA−A’断面図であり、図2(C)は図2(A)におけるB−B’断面図である。
高周波スイッチモジュール10は、積層体900、スイッチIC11、SAWデュプレクサ13,15,17、絶縁性樹脂990を備える。なお、積層体900上には、高周波スイッチモジュール10を構成するための他の回路素子、例えばインダクタやSAWフィルタも実装されているが図示を省略している。
積層体900は、複数の絶縁体層が積層された構造からなる。積層体900は、高周波スイッチモジュール10の回路構成を実現するための導体が形成されている。積層体900に形成される導体としては、層内導体、天面導体、底面導体があり、これらが所望の接続状態で接続されることにより、スイッチIC11およびSAWデュプレクサ13,15,17等の実装部品を除く高周波スイッチモジュール10の回路が構成される。層内導体は、積層体900を形成する各絶縁体層の間に形成されている。天面導体は、積層体900の天面(各実装部品の実装面)に形成されている。天面導体は、主に実装部品を実装するためのランド電極である。底面導体は、積層体900の底面すなわち当該積層体900を他の回路基板に実装する面に形成されている。底面導体は、積層体900を他の回路基板に実装するための外部実装用ランド電極からなる。
積層体900の天面には、スイッチIC11、SAWデュプレクサ13,15,17等の実装型素子が実装されている。この際、各実装型素子は、高周波スイッチモジュール10の回路パターンにしたがって所定のランド電極に実装されている。このような構成により、高周波スイッチモジュール10は、積層体900を用いたモジュールとして実現される。なお、積層体900の表面には、各実装型素子を覆うように、絶縁性樹脂990が配設されている。この絶縁性樹脂990は省略することも可能である。
高周波スイッチモジュール10の導体は、高周波伝送用導体と直流電圧用導体とからなる。高周波伝送用導体は、各通信信号の送信信号や受信信号を伝送する導体である。直流電圧用導体は、スイッチIC11用の駆動電源信号および制御信号を伝送する導体である。
直流電圧用導体は、具体的には図2に示すような形状で形成されている。
まず、スイッチIC11は矩形状である。スイッチIC11を平面視した一辺に沿ったスイッチIC11の底面側には、駆動電源信号入力端子PIC(Vd)、制御信号入力端子PIC(Vc1),PIC(Vc2),PIC(Vc3)が所定間隔で配列形成されている。例えば、図2に示すように、駆動電源信号入力端子PIC(Vd)、制御信号入力端子PIC(Vc3)、制御信号入力端子PIC(Vc2)、制御信号入力端子PIC(Vc1)の順に配列形成されている。
このようなスイッチIC11を実装するために、積層体900の天面の所定位置には、実装用ランドDL211,DL212,DL213,DL214が配列形成されている。
実装用ランドDL214には、駆動電源信号入力端子PIC(Vd)が実装されている。実装用ランドDL211には、制御信号入力端子PIC(Vc1)が実装されている。実装用ランドDL212には、制御信号入力端子PIC(Vc2)が実装されている。実装用ランドDL213には、制御信号入力端子PIC(Vc3)が実装されている。
積層体900における実装用ランドDL214の形成領域には、積層体900の積層方向に第1の深さ(高さ)からなる導電性ビアホールVH214が形成されている。
積層体900における実装用ランドDL213の形成領域には、積層体900の積層方向に第2の深さ(高さ)からなる導電性ビアホールVH213が形成されている。導電性ビアホールVH213は、導電性ビアホールVH214よりも深い。より具体的には、例えば、導電性ビアホールVH213は、導電性ビアホールVH214よりも、積層体900を形成する絶縁体層の1枚分だけ深い。
積層体900における実装用ランドDL212の形成領域には、積層体900の積層方向に第3の深さ(高さ)からなる導電性ビアホールVH212が形成されている。導電性ビアホールVH212は、導電性ビアホールVH213よりも深い。より具体的には、例えば、導電性ビアホールVH212は、導電性ビアホールVH213よりも、積層体900を形成する絶縁体層の1枚分だけ深い。
積層体900における実装用ランドDL211の形成領域には、積層体900の積層方向に第4の深さ(高さ)からなる導電性ビアホールVH211が形成されている。導電性ビアホールVH211は、導電性ビアホールVH212よりも深い。より具体的には、例えば、導電性ビアホールVH211は、導電性ビアホールVH212よりも、積層体900を形成する絶縁体層の1枚分だけ深い。
導電性ビアホールVH214における実装用ランドDL214と反対側の端部は、層内導体214の一方端に接続されている。層内導体214は、積層体900の積層方向に平行な方向から見て、スイッチIC11の駆動電源信号入力端子PIC(Vd)、制御信号入力端子PIC(Vc1),PIC(Vc2),PIC(Vc3)が形成される辺(以下、簡略化して「直流電圧入力辺」と称する。)に対して直交する方向に所定の長さで延び、その先から、直流電圧入力辺に平行な方向へ所定の長さで延びる、所謂「L」字状からなる。
導電性ビアホールVH213における実装用ランドDL213と反対側の端部は、層内導体213に一方端に接続されている。層内導体213は、積層体900の積層方向に平行な方向から見て、スイッチIC11の直流電圧入力辺に対して直交する方向に所定の長さで延び、その先から、直流電圧入力辺に平行な方向へ所定の長さで延びる、所謂「L」字状からなる。層内導体213は、層内導体214に対して、積層体900を形成する絶縁体層の1枚分だけ下層に形成されている。
導電性ビアホールVH212における実装用ランドDL212と反対側の端部は、層内導体212の一方端に接続されている。層内導体212は、積層体900の積層方向に平行な方向から見て、スイッチIC11の直流電圧入力辺に対して直交する方向に所定の長さで延び、その先から、直流電圧入力辺に平行な方向へ所定の長さで延びる、所謂「L」字状からなる。層内導体212は、層内導体213に対して、積層体900を形成する絶縁体層の1枚分だけ下層に形成されている。
導電性ビアホールVH211における実装用ランドDL211と反対側の端部は、層内導体211の一方端に接続されている。層内導体211は、積層体900の積層方向に平行な方向から見て、スイッチIC11の直流電圧入力辺に対して直交する方向に所定の長さで延び、その先から、直流電圧入力辺に平行な方向へ所定の長さで延びる、所謂「L」字状からなる。層内導体211は、層内導体212に対して、積層体900を形成する絶縁体層の1枚分だけ下層に形成されている。
層内導体211,212,213,214における直流電圧入力辺に対して直交する方向に延びる部分の長さは、略同じである。
このような構成により、層内導体211,212,213,214における直流電圧入力辺に対して平行な方向に延びる部分は、積層体900の積層方向に沿って重なる。
積層体900の底面における直流電圧入力辺に直交する辺の近傍には、当該辺に沿って複数の直流系外部入力端子PM10,PM11,PM12,PM13が形成されている。具体的には、例えば、図2に示すように、積層体900を平面視してスイッチIC11の実装位置から近い側より、直流系外部入力端子PM10、直流系外部入力端子PM13、直流系外部入力端子PM12、直流系外部入力端子PM11の順に所定の間隔で形成されている。
層内導体214における導電性ビアホールVH214と反対側の端部は、導電性ビアホールVH244を介して直流系外部入力端子PM10に接続されている。層内導体211における導電性ビアホールVH211と反対側の端部は、導電性ビアホールVH241を介して直流系外部入力端子PM11に接続されている。層内導体212における導電性ビアホールVH212と反対側の端部は、導電性ビアホールVH242を介して直流系外部入力端子PM12に接続されている。層内導体213における導電性ビアホールVH213と反対側の端部は、導電性ビアホールVH243を介して直流系外部入力端子PM13に接続されている。
このような構成により、導電性ビアホールVH214、層内導体214、導電性ビアホールVH244により、駆動電圧信号VdをスイッチIC11に供給する直流電圧用導体24が形成される。導電性ビアホールVH211、層内導体211、導電性ビアホールVH241により、制御信号Vc1をスイッチIC11に供給する直流電圧用導体21が形成される。導電性ビアホールVH212、層内導体212、導電性ビアホールVH242により、制御信号Vc2をスイッチIC11に供給する直流電圧用導体22が形成される。導電性ビアホールVH213、層内導体213、導電性ビアホールVH243により、制御信号Vc3をスイッチIC11に供給する直流電圧用導体23が形成される。
そして、上述の構成を用いることで、直流電圧用導体21の層内導体211、直流電圧用導体22の層内導体212、直流電圧用導体23の層内導体213、直流電圧用導体24の層内導体214が、積層体900の積層方向に沿って見た状態で部分的に重なり合う。
これにより、スイッチIC11に駆動電圧信号Vd、制御信号Vc1,Vc2,Vc3を印加するための導体群(直流電圧用導体群)を、積層体900の積層方向に沿って見た平面内において、集約することができる。これにより、積層体900を平面視した領域における直流電圧用導体群の形成領域が占める割合を小さくすることができる。したがって、スイッチIC11に高周波信号(各種通信信号)を伝送する高周波伝送用導体(図2では図示せず)のパターン設計自由度が向上し、直流電圧用導体と高周波伝送用導体とを離間させて配置することが可能になる。これにより、高周波信号が駆動電圧信号Vdや制御信号Vc1,Vc2,Vc3に重畳することによるスイッチIC11の誤作動等のスイッチICの不具合や、駆動電圧信号Vdや制御信号Vc1,Vc2,Vc3による直流成分が高周波信号に重畳する等の高周波信号伝送系の不具合を抑圧することができる。
また、積層体900を平面視した領域における直流電圧用導体群の形成領域が占める割合が小さいことで、積層体900の天面における高周波信号が伝送する実装型素子の配置領域を広くすることができる。これにより、実装型素子の配置パターンの自由度も向上することができる。
次に、上述の構成を適用した具体的な高周波スイッチモジュールの回路構成及び積層構成について、図3、図4を参照して説明する。図3は第1の実施形態に係る高周波スイッチモジュール10の具体例を示す回路図である。図4は第1の実施形態に係る高周波スイッチモジュール10の具体例を示す積層図である。
まず、図3を参照して高周波スイッチモジュール10の回路構成について説明する。
高周波スイッチモジュール10は、スイッチIC11、ローパスフィルタ12,14,16、SAWデュプレクサ13,15,17を備える。高周波スイッチモジュール10は、上述の直流系外部入力端子PM10,PM11,PM12,PM13と、高周波系外部入出力端子PM0,PM1,PM21,PM22,PM31,PM32,PM4,PM51,PM52,PM61,PM62,PM7,PM81,PM82,PM91,PM92を備える。
高周波スイッチモジュール10は、スイッチIC11、ローパスフィルタ12,14,16、SAWデュプレクサ13,15,17を備える。高周波スイッチモジュール10は、上述の直流系外部入力端子PM10,PM11,PM12,PM13と、高周波系外部入出力端子PM0,PM1,PM21,PM22,PM31,PM32,PM4,PM51,PM52,PM61,PM62,PM7,PM81,PM82,PM91,PM92を備える。
スイッチIC11は、上述の駆動電源信号入力端子PIC(Vd)、制御信号入力端子PIC(Vc1),PIC(Vc2),PIC(Vc3)と、共通端子PIC0と、複数の切替端子PIC1,PIC2,PIC3,PIC4,PIC5,PIC6,PIC7を備える。共通端子PIC0と、複数の切替端子PIC1,PIC2,PIC3,PIC4,PIC5,PIC6,PIC7は、各種通信信号である高周波信号が入出力される端子である。
スイッチIC11は、駆動電源信号入力端子PIC(Vd)で与えられる所定レベルの駆動電圧で駆動し、制御信号入力端子PIC(Vc1),PIC(Vc2),PIC(Vc3)の電圧レベル(Hi,Low)の組合せに応じて、共通端子PIC0と、複数の切替端子PIC1,PIC2,PIC3,PIC4,PIC5,PIC6,PIC7のいずれかと、を接続する。
スイッチIC11の共通端子PIC0は、高周波スイッチモジュール10の高周波系外部入出力端子PM0に接続されており、当該高周波系外部入出力端子PM0はアンテナANTに接続されている。
スイッチIC11の切替端子PIC1は、ローパスフィルタ12を介して、高周波スイッチモジュール10の高周波系外部入出力端子PM1に接続されている。高周波系外部入出力端子PM1には、第1送信回路が接続されており、周波数の異なる第1、第2送信信号のいずれかが入力される。ローパスフィルタ12は第1、第2送信信号の高調波を抑圧するフィルタである。
スイッチIC11の切替端子PIC2は、SAWデュプレクサ13のSAWフィルタ131を介して、高周波スイッチモジュール10の平衡型の高周波系外部入出力端子PM21,PM22に接続されている。平衡型の高周波系外部入出力端子PM21,PM22には、第1受信回路が接続されており、アンテナANTで受信された第1受信信号が出力される。SAWデュプレクサ13のSAWフィルタ131は、第1受信信号の基本波周波数帯域のみを通過させるフィルタである。
スイッチIC11の切替端子PIC2は、SAWデュプレクサ13のSAWフィルタ132を介して、高周波スイッチモジュール10の平衡型の高周波系外部入出力端子PM31,PM32に接続されている。平衡型の高周波系外部入出力端子PM31,PM32には、第2受信回路が接続されており、アンテナANTで受信された第2受信信号が出力される。SAWデュプレクサ13のSAWフィルタ132は、第2受信信号の基本波周波数帯域のみを通過させるフィルタである。
スイッチIC11の切替端子PIC3は、ローパスフィルタ14を介して、高周波スイッチモジュール10の高周波系外部入出力端子PM4に接続されている。高周波系外部入出力端子PM4には、第2送信回路が接続されており、周波数の異なる第3、第4送信信号のいずれかが入力される。ローパスフィルタ14は第3、第4送信信号の高調波を抑圧するフィルタである。
スイッチIC11の切替端子PIC4は、SAWデュプレクサ15のSAWフィルタ151を介して、高周波スイッチモジュール10の平衡型の高周波系外部入出力端子PM51,PM52に接続されている。平衡型の高周波系外部入出力端子PM51,PM52には、第3受信回路が接続されており、アンテナANTで受信された第3受信信号が出力される。SAWデュプレクサ15のSAWフィルタ151は、第3受信信号の基本波周波数帯域のみを通過させるフィルタである。
スイッチIC11の切替端子PIC4は、SAWデュプレクサ15のSAWフィルタ152を介して、高周波スイッチモジュール10の平衡型の高周波系外部入出力端子PM61,PM62に接続されている。平衡型の高周波系外部入出力端子PM61,PM62には、第4受信回路が接続されており、アンテナANTで受信された第4受信信号が出力される。SAWデュプレクサ15のSAWフィルタ152は、第4受信信号の基本波周波数帯域のみを通過させるフィルタである。
スイッチIC11の切替端子PIC5は、ローパスフィルタ16を介して、高周波スイッチモジュール10の高周波系外部入出力端子PM7に接続されている。高周波系外部入出力端子PM7には、第3送信回路が接続されており、周波数の異なる第5、第6送信信号のいずれかが入力される。ローパスフィルタ16は第5、第6送信信号の高調波を抑圧するフィルタである。
スイッチIC11の切替端子PIC6は、SAWデュプレクサ17のSAWフィルタ171を介して、高周波スイッチモジュール10の平衡型の高周波系外部入出力端子PM81,PM82に接続されている。平衡型の高周波系外部入出力端子PM81,PM82には、第5受信回路が接続されており、アンテナANTで受信された第5受信信号が出力される。SAWデュプレクサ17のSAWフィルタ171は、第5受信信号の基本波周波数帯域のみを通過させるフィルタである。
スイッチIC11の切替端子PIC7は、SAWデュプレクサ17のSAWフィルタ172を介して、高周波スイッチモジュール10の平衡型の高周波系外部入出力端子PM91,PM92に接続されている。平衡型の高周波系外部入出力端子PM91,PM92には、第6受信回路が接続されており、アンテナANTで受信された第6受信信号が出力される。SAWデュプレクサ17のSAWフィルタ172は、第6受信信号の基本波周波数帯域のみを通過させるフィルタである。
スイッチIC11の駆動電源信号入力端子PIC(Vd)は、直流電圧用導体24を介して、高周波スイッチモジュール10の直流系外部入力端子PM10に接続されている。
スイッチIC11の制御信号入力端子PIC(Vc1)は、直流電圧用導体21を介して、高周波スイッチモジュール10の直流系外部入力端子PM11に接続されている。
スイッチIC11の制御信号入力端子PIC(Vc2)は、直流電圧用導体22を介して、高周波スイッチモジュール10の直流系外部入力端子PM12に接続されている。
スイッチIC11の制御信号入力端子PIC(Vc3)は、直流電圧用導体23を介して、高周波スイッチモジュール10の直流系外部入力端子PM13に接続されている。
次に、図4を参照して高周波スイッチモジュール10の積層構成について説明する。
高周波スイッチモジュール10を形成する積層体900は、矩形状からなり、18層の絶縁体層901−918を、それぞれの主面が平行になるように積層することで実現される。
高周波スイッチモジュール10を形成する積層体900は、矩形状からなり、18層の絶縁体層901−918を、それぞれの主面が平行になるように積層することで実現される。
積層体900の最上層の絶縁体層901の表面、すなわち積層体900の天面には、スイッチIC11、SAWデュプレクサ13,15,17等を実装するための実装用ランドが形成されている。この際、上述のスイッチIC11の駆動電源信号入力端子PIC(Vd)、制御信号入力端子PIC(Vc1),PIC(Vc2),PIC(Vc3)が実装される実装用ランドも、図4に示すように所定の配置パターンで形成されている。
2層目の絶縁体層902の表面には、直流電圧用導体21,22,23,24の一部が形成されている。絶縁体層902の直流電圧用導体21は、導電性ビアホールによって、制御信号入力端子PIC(Vc1)の実装用ランドに接続されるとともに、絶縁体層905の直流電圧用導体21に接続されている。
絶縁体層902の直流電圧用導体22の一方端は、導電性ビアホールによって、制御信号入力端子PIC(Vc2)の実装用ランドに接続されている。絶縁体層902の直流電圧用導体22の他方端は、絶縁体層904の直流電圧用導体22に接続されている。
絶縁体層902の直流電圧用導体23の一方端は、導電性ビアホールによって、制御信号入力端子PIC(Vc3)の実装用ランドに接続されている。絶縁体層902の直流電圧用導体23の他方端は、絶縁体層903の直流電圧用導体23に接続されている。
絶縁体層902の直流電圧用導体24の一方端は、導電性ビアホールによって、駆動電源信号入力端子PIC(Vd)の実装用ランドに接続されている。絶縁体層902の直流電圧用導体24の他方端は、導電性ビアホールVH244により、積層体900の底面に形成された直流系外部入力端子PM10用の外部実装用ランドに接続されている。
絶縁体層902の直流電圧用導体24は、積層体900を積層方向に沿って見た、スイッチIC11に最も近い一辺に沿って延びるように形成されている。さらに、絶縁体層902の直流電圧用導体24は、この一辺に近接するように形成されている。
3層目の絶縁体層903の表面には、直流電圧用導体23の一部が形成されている。絶縁体層903の直流電圧用導体23の一方端は、導電性ビアホールによって、絶縁体層902の直流電圧用導体23の他方端に接続されている。絶縁体層903の直流電圧用導体23の他方端は、導電性ビアホールVH243により、積層体900の底面に形成された直流系外部入力端子PM13用の外部実装用ランドに接続されている。
絶縁体層903の直流電圧用導体23は、積層体900を積層方向に沿って見たスイッチIC11に最も近い一辺に沿って延びるように形成されている。さらに、絶縁体層903の直流電圧用導体23は、この一辺に近接するように形成されている。
4層目の絶縁体層904の表面には、直流電圧用導体22の一部が形成されている。絶縁体層904の直流電圧用導体22の一方端は、導電性ビアホールによって、絶縁体層902の直流電圧用導体22の他方端に接続されている。絶縁体層904の直流電圧用導体22の他方端は、導電性ビアホールVH242により、積層体900の底面に形成された直流系外部入力端子PM12用の外部実装用ランドに接続されている。
絶縁体層904の直流電圧用導体22は、積層体900を積層方向に沿って見たスイッチIC11に最も近い一辺に沿って延びるように形成されている。さらに、絶縁体層904の直流電圧用導体22は、この一辺に近接するように形成されている。
5層目の絶縁体層905の表面には、直流電圧用導体21の一部が形成されている。絶縁体層905の直流電圧用導体21の一方端は、導電性ビアホールによって、絶縁体層902の直流電圧用導体21の他方端に接続されている。絶縁体層905の直流電圧用導体21の他方端は、導電性ビアホールVH241により、積層体900の底面に形成された直流系外部入力端子PM11用の外部実装用ランドに接続されている。
絶縁体層905の直流電圧用導体21は、積層体900を積層方向に沿って見たスイッチIC11に最も近い一辺に沿って延びるように形成されている。さらに、絶縁体層905の直流電圧用導体21は、この一辺に近接するように形成されている。
6層目の絶縁体層906の表面には、内層グランド電極IEGNDが形成されている。内層グランド電極IEGNDは、絶縁体層906の略全面に形成されている。7層目の絶縁体層907の表面には、内層キャパシタンス電極IECが形成されている。8層目の絶縁体層908の表面には、導電性ビアホールのみが形成されている。
9層目の絶縁体層909から13層目の絶縁体層913には、内層インダクタンス電極IELが形成されている。14層目の絶縁体層914の表面には、導電性ビアホールのみが形成されている。
15層目の絶縁体層915、16層目の絶縁体層916には、内層キャパシタンス電極IECが形成されている。17層目の絶縁体層917の表面には、内層グランド電極IEGNDが形成されている。内層グランド電極IEGNDは、絶縁体層917の略全面に形成されている。
最下層である絶縁体層918の裏面、すなわち積層体900の裏面には、直流系外部入力端子PM10,PM11,PM12,PM13用の外部実装用ランド、外部グランドの実装用ランドPGND、高周波系外部入出力端子の各外部実装用ランドが所定の配列パターンで形成されている。
以上のような積層構成とすることで、直流電圧用導体21,22,23,24の一部が、積層体900の積層方向に沿って重なり合う。これにより、上述のように、スイッチIC11に駆動電圧信号Vd、制御信号Vc1,Vc2,Vc3を印加するための導体群(直流電圧用導体群)を、積層体900の積層方向に沿って見た平面内において、集約することができる。
また、上述の積層図に示すように、直流電圧用導体21,22,23,24がそれぞれ隣り合う絶縁体層に順次形成されることで、積層方向における形成領域も集約することができる。これにより、積層体900内での高周波伝送用導体の引き回し自由度をさらに向上させることができる。
さらに、上述の積層図に示すように、積層方向に重なり合う直流電圧用導体21,22,23,24が、積層体900の一辺近傍に配置されることで、積層体900の中央領域に、高周波伝送用導体を引き回すための領域を確保することができる。これにより、高周波伝送用導体の引き回し自由度、積層体900の天面での実装型素子の配置自由度を向上させることができる。
次に、第2の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図5は第2の実施形態に係る高周波スイッチモジュール10Aの配線パターンの概念を示す図である。図5(A)は平面透視図であり、図5(B)は図5(A)におけるC−C’断面図であり、図5(C)は図5(A)におけるD−D’断面図であり、図5(D)は図5(A)におけるE−E’断面図である。
本実施形態の高周波スイッチモジュール10Aは、第1の実施形態に示した高周波スイッチモジュール10に対して、積層体900Aの直流系外部入力端子PM10A,PM11A,PM12A,PM13A用の外部実装用ランドの配置パターンが異なり、積層体900Aの天面におけるスイッチIC11の実装態様が異なる。
スイッチIC11は、直流電圧入力辺が積層体900Aの直流系外部入力端子PM11A,PM12A,PM13A用の外部実装用ランドが配列される辺と平行になるように、積層体900Aの天面に実装されている。なお、直流系外部入力端子PM10Aは、直流系外部入力端子PM11A,PM12A,PM13A用の外部実装用ランドが配列される辺と直交する辺に形成されている。
直流電圧用導体21A,22A,23A,24AにおけるスイッチIC11に接続する側の所定部分に相当する第1部分導体は、積層体900Aを積層方向に沿って見て、直流電圧入力辺に直交する方向に沿って延びる形状で形成されている。直流電圧用導体21A,22A,23A,24Aの第1部分導体は、略同じ長さで形成されている。直流電圧用導体21Aの第1部分導体の一方端は、導電性ビアホールVH211Aにより、実装用ランドDL211に接続されている。直流電圧用導体22Aの第1部分導体の一方端は、導電性ビアホールVH212Aにより、実装用ランドDL212に接続されている。直流電圧用導体23Aの第1部分導体の一方端は、導電性ビアホールVH213Aにより、実装用ランドDL213に接続されている。直流電圧用導体24Aの第1部分導体の一方端は、導電性ビアホールVH214Aにより、実装用ランドDL214に接続されている。
直流電圧用導体21A,22A,23A,24Aにおける第1部分導体の他方端から先に続く部分は、第1部分導体に直交する方向に延びる形状で形成されており、積層体900Aを積層方向に沿って見て、第1分岐点Po1に集合する形状で形成されている。この際、直流電圧用導体21A,22A,23A,24Aは、積層方向に沿って所定距離(例えば絶縁体層1枚分ずつ)離間して形成されている。
直流電圧用導体21A,22A,23A,24Aにおける第1分岐点Po1よりも先に続く部分は、スイッチIC11の直流電圧入力辺に直交する方向に延びる形状で、第2分岐点Po2まで形成されている。第2分岐点Po2は、第1分岐点Po1に対して、積層体900Aにおける直流系外部入力端子PM11A,PM12A,PM13A用の外部実装用ランドが配列される辺に近い位置に設定されている。
直流電圧用導体21Aにおける第2分岐点Po2よりも先に続く部分は、適宜引き回され、導電性ビアホールVH241Aを介して、直流系外部入力端子PM11A用の外部実装用ランドに接続されている。直流電圧用導体22Aにおける第2分岐点Po2よりも先に続く部分は、適宜引き回され、導電性ビアホールVH242Aを介して、直流系外部入力端子PM12A用の外部実装用ランドに接続されている。直流電圧用導体23Aにおける第2分岐点Po2よりも先に続く部分は、適宜引き回され、導電性ビアホールVH243Aを介して、直流系外部入力端子PM13A用の外部実装用ランドに接続されている。直流電圧用導体24Aにおける第2分岐点Po2よりも先に続く部分は、適宜引き回され、導電性ビアホールVH244Aを介して、直流系外部入力端子PM14A用の外部実装用ランドに接続されている。
このような構成とすることで、スイッチIC11に駆動電圧信号Vd、制御信号Vc1,Vc2,Vc3を印加するための導体群(直流電圧用導体群)を、積層体900Aの積層方向に沿って見た平面内において、さらに集約することができる。
次に、第3の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図6は第3の実施形態に係る高周波スイッチモジュール10Bの配線パターンの概念を示す図である。図6(A)は平面透視図であり、図6(B)は図6(A)におけるF−F’断面図であり、図6(C)は図6(A)におけるG−G’断面図であり、図6(D)は図6(A)におけるH−H’断面図である。
本実施形態の高周波スイッチモジュール10Bは、第2の実施形態に示した高周波スイッチモジュール10Aに対して、積層体900Bの直流系外部入力端子PM10B,PM11B,PM12B,PM13B用の外部実装用ランドの配置パターンが異なり、積層体900Bの天面におけるスイッチIC11の実装態様が異なる。
スイッチIC11は、直流電圧入力辺が積層体900Bの直流系外部入力端子PM10B、PM11B,PM12B,PM13B用の外部実装用ランドが配列される辺と平行になるように、積層体900Bの天面に実装されている。この際、スイッチIC11は、積層体900Bの直流系外部入力端子PM10B,PM11B,PM12B,PM13B用の外部実装用ランドが配列される辺と直流電圧入力辺との距離が、積層体900Bの他のいずれの辺との距離よりも短くなる位置に実装される。
直流電圧用導体21B,22B,23B,24BにおけるスイッチIC11に接続する側の所定部分に相当する第1部分導体は、積層体900Bを積層方向に沿って見て、直流電圧入力辺に直交する方向に沿って延びる形状で形成されている。直流電圧用導体21B,22B,23B,24Bの第1部分導体は、略同じ長さで形成されている。直流電圧用導体21Bの第1部分導体の一方端は、導電性ビアホールVH211Bにより、実装用ランドDL211に接続されている。直流電圧用導体22Bの第1部分導体の一方端は、導電性ビアホールVH212Bにより、実装用ランドDL212に接続されている。直流電圧用導体23Bの第1部分導体の一方端は、導電性ビアホールVH213Bにより、実装用ランドDL213に接続されている。直流電圧用導体24Bの第1部分導体の一方端は、導電性ビアホールVH214Bにより、実装用ランドDL214に接続されている。
直流電圧用導体21B,22B,23B,24Bにおける第1部分導体の他方端から先に続く部分は、第1部分導体に直交する方向に延びる形状で形成されており、積層体900Bを積層方向に沿って見て、第1分岐点Po1Aに集合する形状で形成されている。この際、直流電圧用導体21B,22B,23B,24Bは、積層方向に沿って所定距離(例えば絶縁体層1枚分ずつ)離間して形成されている。
直流電圧用導体21B,22B,23B,24Bにおける第1分岐点Po1Aよりも先に続く部分は、スイッチIC11の直流電圧入力辺に直交する方向に延びる形状で、第2分岐点Po2Aまで形成されている。第2分岐点Po2Aは、第1分岐点Po1Aに対して、積層体900Bにおける直流系外部入力端子PM10B,PM11B,PM12B,PM13B用の外部実装用ランドが配列される辺に近い位置に設定されている。
直流電圧用導体21Bにおける第2分岐点Po2Aよりも先に続く部分は、適宜引き回され、導電性ビアホールVH241Bを介して、直流系外部入力端子PM11B用の外部実装用ランドに接続されている。直流電圧用導体22Bにおける第2分岐点Po2Aよりも先に続く部分は、適宜引き回され、導電性ビアホールVH242Bを介して、直流系外部入力端子PM12B用の外部実装用ランドに接続されている。直流電圧用導体23Bにおける第2分岐点Po2Aよりも先に続く部分は、適宜引き回され、導電性ビアホールVH243Bを介して、直流系外部入力端子PM13B用の外部実装用ランドに接続されている。直流電圧用導体24Bにおける第2分岐点Po2Aよりも先に続く部分は、適宜引き回され、導電性ビアホールVH244Bを介して、直流系外部入力端子PM14B用の外部実装用ランドに接続されている。
このような構成とすることで、スイッチIC11に駆動電圧信号Vd、制御信号Vc1,Vc2,Vc3を印加するための導体群(直流電圧用導体群)を、積層体900Bの積層方向に沿って見た平面内において、上述の各実施形態の構成よりも、さらに集約することができる。
なお、上述の実施形態では、スイッチICを1個備える高周波スイッチモジュールを例に説明したが、スイッチICを複数備える高周波スイッチモジュールに対しても上述の構成を適用することができる。
図7は、スイッチICを2個備える高周波スイッチモジュール10Cの回路図である。
高周波スイッチモジュール10Cは、スイッチIC111,112、ローパスフィルタ12,14,16、SAWデュプレクサ13,15,17を備える。高周波スイッチモジュール10Cは、直流系外部入力端子PM10A,PM11A,PM12A,PM13A,PM14A,PM15Aと、高周波系外部入出力端子PM01,PM02,PM1A,PM21A,PM22A,PM31A,PM32A,PM5A,PM61A,PM62A,PM71A,PM72A,PM8A,PM91A,PM92A,PM101A,PM102Aと、ターミナル端子PM4Aを備える。
スイッチIC111は、駆動電源信号入力端子PIC(Vd1)、制御信号入力端子PIC(Vc1),PIC(Vc2)と、共通端子PIC01と、複数の切替端子PIC11,PIC21,PIC31を備える。共通端子PIC01と、複数の切替端子PIC11,PIC21は、各種通信信号である高周波信号が入出力される端子である。切替端子PIC31はターミナル接続端子である。
スイッチIC111は、駆動電源信号入力端子PIC(Vd1)で与えられる所定レベルの駆動電圧で駆動し、制御信号入力端子PIC(Vc1),PIC(Vc2)の電圧レベル(Hi,Low)の組合せに応じて、共通端子PIC01と、複数の切替端子PIC11,PIC21,PIC31のいずれかと、を接続する。
スイッチIC111の共通端子PIC01は、高周波スイッチモジュール10Cの高周波系外部入出力端子PM01に接続されており、当該高周波系外部入出力端子PM01はアンテナANT1に接続されている。
スイッチIC111の切替端子PIC11は、ローパスフィルタ12を介して、高周波スイッチモジュール10Cの高周波系外部入出力端子PM1Aに接続されている。
スイッチIC111の切替端子PIC21は、SAWデュプレクサ13のSAWフィルタ131を介して、高周波スイッチモジュール10Cの平衡型の高周波系外部入出力端子PM21A,PM22Aに接続されている。スイッチIC111の切替端子PIC21は、SAWデュプレクサ13のSAWフィルタ132を介して、高周波スイッチモジュール10Cの平衡型の高周波系外部入出力端子PM31A,PM32Aに接続されている。
スイッチIC111の切替端子PIC31は、高周波スイッチモジュール10のターミナル端子PM4Aに接続されている。
スイッチIC111の駆動電源信号入力端子PIC(Vd1)は、直流電圧用導体21Aを介して、高周波スイッチモジュール10Cの直流系外部入力端子PM10Aに接続されている。
スイッチIC111の制御信号入力端子PIC(Vc1)は、直流電圧用導体22Aを介して、高周波スイッチモジュール10Cの直流系外部入力端子PM11Aに接続されている。
スイッチIC111の制御信号入力端子PIC(Vc2)は、直流電圧用導体23Aを介して、高周波スイッチモジュール10Cの直流系外部入力端子PM12Aに接続されている。
スイッチIC112は、駆動電源信号入力端子PIC(Vd2)、制御信号入力端子PIC(Vc3),PIC(Vc4),PIC(Vc5)と、共通端子PIC02と、複数の切替端子PIC12,PIC22,PIC32,PIC42,PIC52を備える。共通端子PIC02と、複数の切替端子PIC12,PIC22,PIC32,PIC42,PIC52は、各種通信信号である高周波信号が入出力される端子である。
スイッチIC112は、駆動電源信号入力端子PIC(Vd2)で与えられる所定レベルの駆動電圧で駆動し、制御信号入力端子PIC(Vc3),PIC(Vc4),PIC(Vc5)の電圧レベル(Hi,Low)の組合せに応じて、共通端子PIC02と、複数の切替端子PIC12,PIC22,PIC32,PIC42,PIC52のいずれかと、を接続する。
スイッチIC112の共通端子PIC02は、高周波スイッチモジュール10Cの高周波系外部入出力端子PM02に接続されており、当該高周波系外部入出力端子PM02はアンテナANT2に接続されている。
スイッチIC112の切替端子PIC12は、ローパスフィルタ14を介して、高周波スイッチモジュール10Cの高周波系外部入出力端子PM5Aに接続されている。
スイッチIC112の切替端子PIC22は、SAWデュプレクサ15のSAWフィルタ151を介して、高周波スイッチモジュール10Cの平衡型の高周波系外部入出力端子PM61A,PM62Aに接続されている。
スイッチIC112の切替端子PIC22は、SAWデュプレクサ15のSAWフィルタ152を介して、高周波スイッチモジュール10Cの平衡型の高周波系外部入出力端子PM71A,PM72Aに接続されている。
スイッチIC112の切替端子PIC32は、ローパスフィルタ16を介して、高周波スイッチモジュール10Cの高周波系外部入出力端子PM8Aに接続されている。
スイッチIC112の切替端子PIC42は、SAWデュプレクサ17のSAWフィルタ171を介して、高周波スイッチモジュール10Cの平衡型の高周波系外部入出力端子PM91A,PM92Aに接続されている。
スイッチIC112の切替端子PIC52は、SAWデュプレクサ17のSAWフィルタ172を介して、高周波スイッチモジュール10Cの平衡型の高周波系外部入出力端子PM101A,PM102Aに接続されている。
スイッチIC112の駆動電源信号入力端子PIC(Vd2)は、直流電圧用導体21Aを介して、高周波スイッチモジュール10Cの直流系外部入力端子PM10Aに接続されている。すなわち、スイッチIC111,112の駆動電源信号入力端子PIC(Vd1),PIC(Vd2)は、直流電圧用導体21Aを介して、高周波スイッチモジュール10Cの共通の直流系外部入力端子PM10Aに接続されている。
スイッチIC112の制御信号入力端子PIC(Vc3)は、直流電圧用導体24Aを介して、高周波スイッチモジュール10Cの直流系外部入力端子PM13Aに接続されている。
スイッチIC112の制御信号入力端子PIC(Vc4)は、直流電圧用導体25Aを介して、高周波スイッチモジュール10Cの直流系外部入力端子PM14Aに接続されている。
スイッチIC112の制御信号入力端子PIC(Vc5)は、直流電圧用導体26Aを介して、高周波スイッチモジュール10Cの直流系外部入力端子PM15Aに接続されている。
このような構成の高周波スイッチモジュール10Cであっても、上述の実施形態と同様に、直流電圧用導体21A,22A,23A,24A,25A,26Aの全てにおける層内導体の少なくとも一部が重なるように形成することで、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
10,10A,10B,10C:高周波スイッチモジュール、
11,111,112:スイッチIC、
12,14,16:ローパスフィルタ、
13,15,17:SAWデュプレクサ、
131,132,151,152,171,172:SAWフィルタ、
21,22,23,24,21A,22A,23A,24A,21B,22B,23B,24B:直流電圧用導体、
211,212,213,214:層内導体、
900,900A,900B:積層体、
901−918:絶縁体層、
990:絶縁性樹脂、
DL211,DL212,DL213,DL214:実装用ランド、
Po1,Po1A:第1分岐点、
Po2,Po2A:第2分岐点、
VH211,VH212,VH213,VH214,VH241,VH242,VH243,VH244,VH211A,VH212A,VH213A,VH214A,VH241A,VH242A,VH243A,VH244A,VH211B,VH212B,VH213B,VH214B,VH241B,VH242B,VH243B,VH244B:導電性ビアホール
11,111,112:スイッチIC、
12,14,16:ローパスフィルタ、
13,15,17:SAWデュプレクサ、
131,132,151,152,171,172:SAWフィルタ、
21,22,23,24,21A,22A,23A,24A,21B,22B,23B,24B:直流電圧用導体、
211,212,213,214:層内導体、
900,900A,900B:積層体、
901−918:絶縁体層、
990:絶縁性樹脂、
DL211,DL212,DL213,DL214:実装用ランド、
Po1,Po1A:第1分岐点、
Po2,Po2A:第2分岐点、
VH211,VH212,VH213,VH214,VH241,VH242,VH243,VH244,VH211A,VH212A,VH213A,VH214A,VH241A,VH242A,VH243A,VH244A,VH211B,VH212B,VH213B,VH214B,VH241B,VH242B,VH243B,VH244B:導電性ビアホール
Claims (5)
- 高周波信号が入出力する共通端子、該共通端子よりも多くそれぞれが前記高周波信号を入出力する複数の切替端子、駆動電源信号が入力される駆動電源端子、および前記共通端子と前記複数の切替端子の接続状態を決定するための制御信号が入力される複数の制御端子を備えたスイッチICと、
前記スイッチICが実装され、前記高周波信号が伝送する高周波伝送用導体と、前記駆動電源信号および前記制御信号がそれぞれ伝送される複数の直流電圧用導体とが形成され、前記駆動電源信号および前記制御信号がそれぞれ入力される複数の直流系外部入力端子と前記高周波信号がそれぞれ入出力される複数の高周波系外部入出力端子とを備える積層体と、を備え、
前記複数の直流電圧用導体の全ては、各直流電圧用導体の積層方向に直交する面内で引き回される層内導体の少なくとも一部が前記積層体に沿って重なるように形成されている、高周波スイッチモジュール。 - 前記複数の直流電圧用導体における前記スイッチICの前記駆動電源端子および前記複数の制御端子へ接続する側の第1部分導体は、前記積層体を前記積層方向に平行な方向で見た状態で、第1分岐点に集中するような形状で形成され、
前記第1分岐点から前記積層体の前記直流系外部入力端子までの間の前記複数の直流電圧用導体の前記層内導体の少なくとも一部が、前記積層体に沿って重なるように形成されている、請求項1に記載の高周波スイッチモジュール。 - 前記複数の直流電圧用導体における前記積層体の前記直流系外部入力端子へ接続する側の第2部分導体は、前記積層体を前記積層方向に平行な方向で見た状態で、前記第1分岐点と離間した第2分岐点に集中するような形状で形成され、
前記第1分岐点と前記第2分岐点との間の前記複数の直流電圧用導体の前記層内導体の全てが、前記積層体に沿って重なるように形成されている、請求項2に記載の高周波スイッチモジュール。 - 前記複数の直流電圧用導体をそれぞれに構成する層内導体は、前記積層体を構成する複数の絶縁体層において、隣接する絶縁体層にそれぞれ形成されている、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の高周波スイッチモジュール。
- 前記スイッチICおよび前記積層体の筐体は矩形状であり、
前記スイッチICの前記駆動電源端子および前記複数の制御端子は、前記スイッチICの筐体における第1辺近傍に、該第1辺に沿って形成されており、
前記積層体の前記複数の直流系外部入力端子は、前記積層体の筐体における第2辺近傍に、該第2辺に沿って形成されており、
前記スイッチICの前記第1辺と前記積層体の前記第2辺とが略平行で、且つ、前記第2辺が前記積層体の他の辺よりも前記第1辺に近くなるように、前記スイッチICは前記積層体に実装されている、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の高周波スイッチモジュール。
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