JP6468290B2 - 高周波モジュール - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ部品が実装されたモジュール基板を備える高周波モジュールに関する。

従来、フィルタを備える高周波モジュールが提供され、例えば、図１１に示すフィルタ５００が高周波モジュールに搭載されている（例えば特許文献１参照）。フィルタ５００は、第１端子５０１と第２端子５０２との間に接続されたフィルタ部５０３と、フィルタ部５０３に並列に接続された経路５０４とを備えている。そのため、第１端子５０１に入力された高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号が通過する信号経路が、フィルタ部５０３の経路と経路５０４とに分岐しているので、第１端子５０１にＲＦ信号が入力されると、第１信号５０５がフィルタ部５０３を通過し、第２信号５０６が経路５０４を通過する。そして、フィルタ部５０３を通過した第１信号５０５と経路５０４を通過した第２信号５０６とが合成されたＲＦ信号が第２端子５０２から出力される。

フィルタ部５０３は、所定の通過帯域が設定されたバンドパスフィルタにより構成され、通過帯域のＲＦ信号を通過させ、通過帯域外のＲＦ信号を減衰させる。しかし、フィルタ部５０３だけでは通過帯域外のＲＦ信号を所望の値まで減衰できないことがある。そのため、経路５０４には、インダクタやキャパシタにより構成された補正回路が設けられている。そして、経路５０４を通過する、フィルタ部５０３の通過帯域外の周波数帯域に相当する第２信号５０６の位相と、フィルタ部５０３を通過し、さらに減衰させたい第１信号５０５の位相とが、フィルタ部５０３の通過帯域外の周波数帯域において逆位相となり、かつ、このフィルタ部５０３の通過帯域外の周波数帯域において、第１信号５０５の振幅と第２信号５０６の信号の振幅とが同一となるように、経路５０４のインピーダンスが設定されている。

そのため、フィルタ部５０３の出力側の信号ラインと経路５０４の出力側の信号ラインとの接続点において、フィルタ部５０３を通過した第１信号５０５と経路５０４を通過した第２信号５０６とが、フィルタ部５０３の通過帯域外の周波数帯域において相殺されるので、第２端子５０２から出力される当該通過帯域外の周波数帯域のＲＦ信号が減衰される。したがって、フィルタ５００における通過帯域外のＲＦ信号の減衰特性が向上する。また、フィルタ５００の通過帯域と異なる通過帯域が設定されたバンドパスフィルタにより構成された他のフィルタがフィルタ５００に隣接配置されている場合に、フィルタ５００の通過帯域外のＲＦ信号が第２端子５０２から出力されて他のフィルタへの回り込みが抑制される。したがって、隣接配置されたフィルタ５００と他のフィルタとの間のアイソレーション特性を向上させることができる。

特開２０１２−１０９８１８号公報（段落００１９〜００２３、図１、要約書など）

上記した従来のフィルタ５００では、所定の通過帯域外のＲＦ信号の減衰特性を改善するために、フィルタ部５０３を通過する通過帯域外のＲＦ信号と逆位相のＲＦ信号を生成するための補正回路（例えば、インダクタやキャパシタなどの回路素子）が設けられた経路５０４をフィルタ部５０３とは別に設けなければならない。したがって、フィルタ５００が大型化し、フィルタ５００を備える高周波モジュールが大型化するという問題があった。

この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、高周波モジュールを大型化することなく、第１端子に入力される第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性を向上させることができる技術を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の高周波モジュールは、第１の高周波信号が入力される第１端子、前記第１端子に入力された前記第１の高周波信号が通過する第１のフィルタ、前記第１のフィルタを通過した前記第１の高周波信号を出力する第２端子、および前記第１のフィルタに接続された第３端子とを有するフィルタ部品と、前記第２端子に接続された整合回路と、前記フィルタ部品が実装されたモジュール基板と、前記モジュール基板内に設けられ、一端が前記第３端子に接続され、他端がグランドに接続された前記第１のフィルタの特性調整用のインダクタと、前記インダクタと前記フィルタ部品との間に設けられたシールド電極とを備え、前記インダクタと前記整合回路とが、電磁界結合により伝搬経路を形成するように配置され、前記整合回路と前記フィルタ部品とは電磁界結合せず、前記シールド電極は、前記インダクタと前記フィルタ部品との電磁界結合を抑制するように配置されていることを特徴としている。

前記整合回路と前記第１のフィルタとは電磁界結合せず、前記シールド電極は、前記インダクタと前記第１のフィルタとの電磁界結合を抑制するように配置されていることが好ましい。

このように構成された発明では、第１端子に入力された第１の高周波信号は、第１のフィルタおよび伝搬経路のそれぞれを通過した後、伝搬経路が接続される第１のフィルタの出力側の信号経路において合成される。

ところで、第１のフィルタから分岐する伝搬経路を形成する電磁界結合の度合いは、伝搬経路を通過する第１の高周波信号の周波数帯域外における位相特性が、第１のフィルタを通過する第１の高周波信号の周波数帯域外における位相特性と異なるように調整されている。そのため、第１のフィルタを通過する第１の高周波信号の周波数帯域外の部分と、伝搬経路を通過する第１の高周波信号の周波数帯域外の部分とが合成される際に互いに打ち消し合って減衰する。したがって、インダクタやキャパシタなどの回路素子を追加して補正回路が構成された従来の構成と比較すると、簡素な構成でフィルタ特性を改善するための伝搬経路を形成することができるので、高周波モジュールを大型化することなく、第１端子に入力される第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性を向上させることができる。

また、シールド電極が、インダクタと第１のフィルタとの電磁界結合を抑制するように、インダクタとフィルタ部品との間に設けられている。そのため、第１のフィルタとインダクタの間における、意図しない電磁界結合が抑制される。したがって、意図しない高周波信号が伝搬するのを抑制することができる。したがって、第１端子に入力される第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性をさらに効果的に向上させることができる。

また、前記整合回路と前記第１のフィルタとの距離は、前記整合回路と前記インダクタとの距離よりも長いことが好ましい。

このように構成すると、第１のフィルタと、整合回路と電磁界結合するインダクタとの間の意図しない電磁界結合が抑制される。したがって、意図しない高周波信号が伝搬するのを抑制することができる。したがって、第１端子に入力される第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性をさらに効果的に向上させることができる。

また、前記整合回路は、前記モジュール基板の実装面に設けられた実装用の電極に実装されたチップ型の回路部品により構成され、平面視で、前記回路部品と前記シールド電極とが重ならないように配置されるとよい。

このようにすると、整合回路を形成する回路部品の前記モジュール基板の厚み方向における直下にシールド電極が配置されていないので、整合回路とインダクタとを確実に電磁界結合させることができる。その結果、第１端子に入力される第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性をさらに効果的に向上させることができる。

前記モジュール基板は複数の誘電体層から構成され、前記整合回路はモジュール基板内に設けられ、前記整合回路と前記第１のフィルタとの間に、前記シールド電極が設けられているとよい。

このように構成すると、整合回路と、第１のフィルタとの間の意図しない電磁界結合が抑制される。したがって、意図しない高周波信号が伝搬するのを抑制することができる。したがって、第１端子に入力される第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性をさらに効果的に向上させることができる。また、意図しない電磁界結合により第１のフィルタの特性劣化を抑制できる。

整合回路は、前記複数の誘電体層のうち前記インダクタが設けられている誘電体層と同じ誘電体層に設けられているとよい。

このように構成すると、隣接配置された整合回路とインダクタとを確実に電磁界結合させることができる。

また、前記整合回路は、前記複数の誘電体層のうち前記インダクタが設けられている誘電体層と異なった誘電体層に設けられており、前記整合回路と前記インダクタは平面視で一部が重なるように配置されている。

このように構成すると、平面視で一部が重なるように配置された整合回路とインダクタとを確実に電磁界結合させることができる。

また、前記整合回路は、前記複数の誘電体層にわたって設けられた配線電極から構成され、前記インダクタは、前記複数の誘電体層にわたって設けられた配線電極から構成されているとよい。

このように構成すると、整合回路用キャパシタや整合回路用インダクタを高精度に構成することができ、第１のフィルタの特性調整用のインダクタを高精度に形成することができる。

また、平面視で、前記インダクタは前記第１のフィルタと重ならないように配置されているとよい。

このように構成すると、第１のフィルタと、インダクタとの間の意図しない電磁界結合が抑制され、意図しない高周波信号が伝搬するのを抑制することができるので、第１端子に入力される第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性をさらに効果的に向上させることができる。また、モジュール基板内で整合回路とインダクタとを確実に電磁界結合させることができ、第１端子に入力される第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性をさらに効果的に向上させることができる。

また、前記フィルタ部品は、複数の共振子により形成され、前記第２端子に入力された所定の周波数帯域の第２の高周波信号が通過する第２のフィルタと、前記第２のフィルタを通過した前記第２の高周波信号を出力する第４端子とをさらに備え、前記第１のフィルタは、前記第１の高周波信号である送信信号の周波数帯域が通過帯域として設定され、前記第２のフィルタは、前記第２の高周波信号である受信信号の周波数帯域が通過帯域として設定されているとよい。

このように構成すると、第１の高周波信号である送信信号の周波数帯域外の高周波信号であり、第２の高周波信号である受信信号と周波数帯域がほぼ同一の高周波信号が、第１のフィルタの出力側の信号経路から第２のフィルタ側に回り込んで第４端子から出力されるのが抑制されるので、アイソレーション特性が改善された第１のフィルタと第２のフィルタとを備える高周波モジュールを提供することができる。

本発明によれば、インダクタと整合回路とを電磁界結合させることにより、簡素な構成でフィルタ特性を改善するための伝搬経路を形成することができるので、高周波モジュールを大型化することなく、第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性を向上させることができる。また、第１のフィルタと各インダクタとの間における、意図しない電磁界結合をシールド電極により抑制することができるので、意図しない高周波信号が伝搬するのを抑制することができる。したがって、第１端子に入力される第１の高周波信号の周波数帯域外の減衰特性をさらに効果的に向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る高周波モジュールの回路ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る高周波モジュールの実装面側から見た透過図である。 図２示す高周波モジュールにおけるＡ−Ａ線矢視断面図である。 シールド電極が設けられていない場合の第１のフィルタと第２のフィルタとの間のアイソレーション特性を示す図である。 シールド電極が設けられている場合の第１のフィルタと第２のフィルタとの間のアイソレーション特性を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る高周波モジュールの実装面側から見た透過図である。 本発明の第３実施形態に係る高周波モジュールの実装面側から見た透過図である。 本発明の第４実施形態に係る高周波モジュールの断面図である。 図８のモジュール基板に設けられたインダクタを形成する配線電極の構成を示す模式図である。 本発明の第５実施形態に係る高周波モジュールの断面図である。 従来の高周波モジュールが備えるフィルタを示す図である。

＜第１実施形態＞
本発明の高周波モジュールの第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。なお、図１〜図３では、本発明にかかる主要な構成のみが図示されており、説明を簡易なものとするために、その他の構成は図示省略されている。また、後の説明で参照する各図面についても、図１〜図３と同様に主要な構成のみが図示されているが、以下の説明においてはその説明は省略する。

（高周波モジュール）
図１〜図３に示す高周波モジュール１は、携帯電話や携帯情報端末などの通信携帯端末が備えるマザー基板に搭載されるものであり、この実施形態では、第１のフィルタ１４および第２のフィルタ１５が設けられたフィルタ部品１０（デュプレクサ）と、モジュール基板２と、整合回路３と、スイッチＩＣや他のフィルタ部品、抵抗、コンデンサ、インダクタなどの各種の電子部品（図示省略）とを備え、高周波アンテナスイッチモジュールとして形成されている。

また、フィルタ部品１０、整合回路３を構成するためのチップ型の回路部品３ａ、その他の各種の電子部品の少なくとも一部は、モジュール基板２の実装面２ａ上に設けられた複数の実装用の電極２ｂに実装される。そして、各種の部品１０，３ａや電子部品等と、モジュール基板２の裏面に形成された複数の実装用電極５とが、モジュール基板２に設けられた配線電極４を介して相互に電気的に接続されたり、各種の部品１０，３ａや各種の電子部品どうしが配線電極４を介して相互に電気的に接続される。また、外部から第１の高周波信号である送信信号が入力される送信電極Ｔｘａと、送信電極Ｔｘａに入力された送信信号を外部に出力し外部から第２の高周波信号である受信信号が入力される共通電極ＡＮＴａと、共通電極ＡＮＴａに入力された受信信号を外部に出力する受信電極Ｒｘａと、グランド経路に接続されるグランド電極ＧＮＤａとが実装用電極５により形成されている。

また、通信携帯端末が備えるマザー基板には、共通経路やグランド経路、送信経路、受信経路などの各種信号経路に対応する配線電極が設けられている。そして、高周波モジュール１がマザー基板に実装されることにより、これらの各種経路を構成する配線電極と、共通電極ＡＮＴａ、グランド電極ＧＮＤａ、送信電極Ｔｘａおよび受信電極Ｒｘａとが接続されて、マザー基板と高周波モジュール１との間で送受信信号の入出力が行われる。

この実施形態では、モジュール基板２は、複数の誘電体層から成る多層基板により形成される。各誘電体層に、ビア導体および面内導体パターンが適宜形成されることで、モジュール基板２に、配線電極４や実装用電極５、インダクタＬ１，Ｌ２を形成する配線電極６、グランド電極ＧＮＤａに接続される平板状のシールド電極７などが形成される。なお、インダクタＬ１，Ｌ２は、第１のフィルタ１４の特性を調整するためのものである。また、モジュール基板２の各誘電体層に形成される面内導体パターンおよびビア導体により、他のインダクタやキャパシタなどの回路素子がさらに形成されていてもよい。また、これらの回路素子が組み合わされて他のフィルタ回路や整合回路３などの各種回路が形成されていてもよい。各インダクタＬ１，Ｌ２と第１のフィルタ１４との接続状態については後で詳述する。

なお、モジュール基板２は、樹脂やセラミック、ポリマー材料などを用いた、プリント基板、ＬＴＣＣ、アルミナ系基板、複合材料基板などの多層基板により形成することができ、高周波モジュール１の使用目的に応じて、適宜最適な材質を選択してモジュール基板２を形成すればよい。

整合回路３は、この実施形態では、モジュール基板２の実装面２ａに実装されたチップ型の回路部品３ａの内部に形成されたインダクタ３ｂにより形成されている。具体的には、図１に示すように、フィルタ部品１０の共通端子ＡＮＴｂ（本発明の「第２端子」に相当）と、モジュール基板２の共通電極ＡＮＴａとを接続する経路にインダクタ３ｂの一端が接続されている。そして、インダクタ３ｂの他端がモジュール基板２に設けられたグランド接続用の配線電極４を介して、グランドにつながるグランド電極ＧＮＤａに接続されることにより、整合回路３が形成されている。

なお、整合回路３は図１に示す構成に限定されるものではなく、図１に示すインダクタ３ｂをキャパシタに置き換えることにより整合回路３が形成されてもよい。あるいは、共通電極ＡＮＴａと共通端子ＡＮＴｂとを接続する経路に、インダクタまたはキャパシタが直列接続された、モジュール基板２に内蔵されている整合回路３でもよい。また、インダクタおよびキャパシタが組み合わされて整合回路３が形成されてもよい。すなわち、整合回路３は、高周波モジュール１において、共通電極ＡＮＴａに接続されるアンテナなどの回路素子と共通端子ＡＮＴｂに接続されるフィルタ部品１０とのインピーダンスを整合させるために一般的に使用されるどのような回路構成を備えていてもよい。また、整合回路３が、送信端子Ｔｘｂおよび受信端子Ｒｘｂ側にさらに設けられてもよい。

（フィルタ部品）
フィルタ部品１０は、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）構造を有し、平面視矩形状のフィルタ基板１１と、絶縁層１２と、カバー層１３と、高周波信号の通過帯域が異なる第１のフィルタ１４および第２のフィルタ１５とを備えている。

フィルタ基板１１の一方の主面１１ａの所定領域に、第１のフィルタ１４が備える送信用ＳＡＷフィルタ素子および第２のフィルタ１５が備える受信用ＳＡＷフィルタ素子が形成されている（図１参照）。

また、図３に示すように、フィルタ基板１１の一方の主面１１ａには、くし歯電極や反射器に接続される端子電極１６が設けられている。そして、各端子電極１６それぞれに絶縁層１２を貫通して形成された電極１７が接続され、カバー層１３の主面から露出する電極１７により、送信端子Ｔｘｂ（本発明の「第１端子」に相当）、共通端子ＡＮＴｂ、受信端子Ｒｘｂ（第４端子）、複数のグランド端子ＧＮＤｂ（本発明の「第３端子」に相当）が形成されている。

なお、送信端子Ｔｘｂには送信電極Ｔｘａから所定の周波数帯域の送信信号が入力され、入力された送信信号は、第１のフィルタ１４を通過して共通端子ＡＮＴｂから共通電極ＡＮＴａに出力される。また、共通端子ＡＮＴｂには共通電極ＡＮＴａから所定の周波数帯域の受信信号が入力され、入力された受信信号は、第２のフィルタ１５を通過して受信端子Ｒｘｂから受信電極Ｒｘａに出力される。

絶縁層１２は、フィルタ基板１１の一方の主面１１ａのくし歯電極および反射器が設けられた所定領域を囲繞して配置される。

カバー層１３は、絶縁層１２上に配置され、フィルタ基板１１との間に絶縁層１２とともに囲繞された空間を形成し、当該形成された空間内に、送信用ＳＡＷフィルタ素子および受信用ＳＡＷフィルタ素子が配置される。そして、端子電極１６に接続されて、各フィルタ素子が配置される空間と反対側のカバー層１３の主面から露出する電極１７に実装用のはんだボール１８が形成されてフィルタ部品１０が形成される。

なお、フィルタ部品１０は、カバー層１３がモジュール基板２の実装面２ａに対向するように、電極１７に形成されたはんだボール１８を介してモジュール基板２の実装面２ａの実装用の電極２ｂに接続される。

次に、第１のフィルタ１４および第２のフィルタ１５の構成について説明する。なお、第１のフィルタ１４は送信信号の周波数帯域が通過帯域として設定され、第２のフィルタ１５は送信信号の周波数帯域と異なる受信信号の周波数帯域が通過帯域として設定されている。

第１のフィルタ１４が備える送信用ＳＡＷフィルタ素子は、図１に示すように、フィルタ基板１１の一方の主面の所定領域にくし歯電極および反射器を有する複数のＳＡＷ共振子がラダー型に接続されることにより形成されている。具体的には、第１のフィルタ１４は、送信端子Ｔｘｂおよび共通端子ＡＮＴｂを接続する直列腕に配置される複数（本実施形態では５個）の直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５と、直列腕とグランド配線用のグランド端子ＧＮＤｂとの間に接続された複数（本実施形態では４個）の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４とを備えている。

また、並列腕共振子Ｐ１は、一端が送信端子Ｔｘｂと直列腕共振子Ｓ１との間に接続され、他端がグランド端子ＧＮＤｂに接続されている。そして、インダクタＬ１の一端がグランド端子ＧＮＤｂを介して並列腕共振子Ｐ１の他端に接続され、インダクタＬ１の他端がグランド電極ＧＮＤａに接続されることにより、並列腕共振子Ｐ１がインダクタＬ１を介してグランド電極ＧＮＤａ（グランド）に電気的に接続されている。

また、並列腕共振子Ｐ２は、一端が直列腕共振子Ｓ２とＳ３との間に接続され、並列腕共振子Ｐ３は、一端が直列腕共振子Ｓ３とＳ４との間に接続され、並列腕共振子Ｐ４は、一端が直列腕共振子Ｓ４とＳ５との間に接続され、並列腕共振子Ｐ２，Ｐ３，及びＰ４のそれぞれの他端が、グランド端子ＧＮＤｂに接続されている。そして、インダクタＬ２の一端がグランド端子ＧＮＤｂを介して並列腕共振子Ｐ２，Ｐ３，及びＰ４それぞれの他端に接続され、インダクタＬ２の他端がグランド電極ＧＮＤａに接続されることにより、並列腕共振子Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４がインダクタＬ２を介してグランド電極ＧＮＤａ（グランド）に電気的に接続されている。

また、各インダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスが適宜調整されることにより、第１のフィルタ１４の減衰特性を調整することができる。具体的には、各インダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスを調整することにより、第１のフィルタ１４の通過帯域の低域側もしくは高域側の任意の周波数の位置に減衰極を形成することができる。なお、各共振子Ｐ１〜Ｐ４は、図示省略されたフィルタ部品１０内の内部配線電極を介してグランド端子ＧＮＤｂに接続されることによりグランド電極ＧＮＤａ（グランド）に電気的に接続されている。

第２のフィルタ１５が備える受信用ＳＡＷフィルタ素子は、共通端子ＡＮＴｂに入力された所定の周波数帯域の受信信号を受信端子Ｒｘｂに出力するものである。また、第２のフィルタ１５はフィルタ基板１１の一方の主面１１ａの所定領域にくし歯電極および反射器を有する複数の共振子が接続されることにより形成されている。第２のフィルタ１５の構成は、第１のフィルタ１４の構成と同じであるため、その詳細な説明を省略する。

なお、第２のフィルタ１５は、２個の受信端子Ｒｘｂが設けられて受信信号を平衡出力するバランス型に形成されていてもよい。

（インダクタＬ１，Ｌ２、シールド電極７、フィルタ部品１０の配置関係）
この実施形態では、フィルタ部品１０の第１のフィルタ１４の特性調整用の各インダクタＬ１，Ｌ２は、それぞれ、モジュール基板２内に形成された配線電極６により形成されている。また、図１および図２に示すように、インダクタＬ２を形成する配線電極６が平面視において回路部品３ａに接近して配置されている。また、シールド電極７が、平面視でモジュール基板２内において、インダクタＬ２とフィルタ部品１０との間に配置されている。また、図２に示されているように、この実施形態では、平面視でモジュール基板２における、整合回路３を形成するインダクタ３ｂを有する回路部品３ａの直下にシールド電極７が配置されていない。また、シールド電極７は、インダクタＬ２と、第１、第２のフィルタ１４，１５との磁界結合および／または電界結合を抑制するように配置されている。また、この実施形態では、平面視で、インダクタＬ２は第１のフィルタ１４と重ならないように配置されている。

より詳細には、この実施形態では、高周波モジュール１の信号経路を高周波信号が流れると、図１および図２中の一点鎖線で囲まれた領域において、インダクタＬ２と、整合回路３（インダクタ３ｂ）とが、磁界結合および／または電界結合して、第１のフィルタ１４の出力側の信号経路に接続される伝搬経路ＷＰが形成される。

このとき、伝搬経路ＷＰを通過する送信信号の周波数帯域外における位相が、第１のフィルタ１４を通過する送信信号の周波数帯域外における位相と逆位相になり、かつ、両高周波信号それぞれの当該周波数帯域外の振幅がほぼ同一となるように、伝搬経路ＷＰを形成する電磁界結合の度合いが調整されている。なお、第１のフィルタ１４を介して共通電極ＡＮＴａ側の配線電極４へ流れる送信信号と、伝播経路ＷＰを介して共通電極ＡＮＴａ側の配線電極４へ流れる送信信号と、の両信号の振幅が一致し、かつ位相が１８０°異なる場合には、両信号は完全に相殺される。しかしながら、設計や製造のばらつき等により、両信号の位相の差が１８０°ではない場合や、両信号が完全に同一の振幅ではない場合がある。しかしながら、両信号の位相の差が１８０°ちょうどではない場合でも、位相の差が１８０°近傍であれば、同様の効果が得られる。また、両信号の振幅が完全に同一でない場合でも、振幅が略同一である場合には、同様の効果が得られる。

（アイソレーション特性）
次に、フィルタ部品１０のアイソレーション特性について説明する。なお、図４および図５に示すアイソレーション特性は、それぞれ、所定の周波数の送信信号が送信電極Ｔｘａ（送信端子Ｔｘｂ）に入力されたときに受信電極Ｒｘａ（受信端子Ｒｘｂ）において観測される送信信号の大きさを示したものである。なお、図４および図５それぞれの横軸は、送信電極Ｔｘａに入力された高周波信号の周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、受信電極Ｒｘｂで観測された高周波信号の信号レベル（ｄＢ）を示す。なお、図４および図５中において矢印で示す周波数範囲は受信信号の周波数帯域（第２のフィルタ１５の通過帯域）に相当し、送信電極Ｔｘａに入力されて第１のフィルタ１４を通過した送信信号に含まれる当該周波数範囲の信号成分が所定の大きさ以下に抑制される必要がある。

また、図４は、比較例として、シールド電極７が設けられていない状態で、伝搬経路ＷＰが形成されている場合と、伝搬経路ＷＰが形成されていない場合のアイソレーション特性を示す。具体的には、図４中の実線は、上記したように電磁界結合により形成される伝搬経路ＷＰを備える高周波モジュール１に所定の高周波信号が入力されたときのアイソレーション特性を示し、同図中の点線は比較例として伝搬経路ＷＰを備えていない高周波モジュール１に所定の高周波信号が入力されたときのアイソレーション特性を示す。図４に示すように、伝搬経路ＷＰが形成されることにより、受信帯域（受信信号の周波数帯域）におけるアイソレーション特性が向上している。

また、図５は、伝搬経路ＷＰが形成されている状態で、シールド電極７が設けられている場合と、シールド電極７が設けられていない場合のアイソレーション特性を示す。具体的には、図５中の実線は、シールド電極７を備える高周波モジュール１に所定の高周波信号が入力されたときのアイソレーション特性を示し、同図中の点線は比較例としてシールド電極７を備えていない高周波モジュール１に所定の高周波信号が入力されたときのアイソレーション特性を示す。図５に示すように、伝搬経路ＷＰと共にシールド電極７が設けられることにより、受信帯域におけるアイソレーション特性がさらに向上している。

以上のように、この実施形態では、送信端子Ｔｘｂに入力された所定の周波数帯域の送信信号は、第１のフィルタ１４を通過して整合回路３が接続された共通端子ＡＮＴｂから出力される。また、第１のフィルタ１４の特性調整用のインダクタＬ１，Ｌ２の一端が、第１のフィルタ１４の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３及びＰ４のそれぞれが接続されたグランド端子ＧＮＤｂに接続され、他端が、グランド（グランド電極ＧＮＤａ）に接続されている。また、第１のフィルタ１４に接続されたインダクタＬ２と、共通端子ＡＮＴｂに接続された整合回路３とが、磁界結合および/または電界結合により、第１のフィルタ１４の出力側の信号経路に接続される伝搬経路ＷＰを形成するように配置されている。そのため、送信端子Ｔｘｂに入力された送信信号は、第１のフィルタ１４および伝搬経路ＷＰのそれぞれを通過した後、伝搬経路ＷＰが接続される第１のフィルタ１４の出力側の信号経路において合成される。

ところで、第１のフィルタ１４から分岐する伝搬経路ＷＰを形成する磁界結合および／または電界結合の度合いは、伝搬経路ＷＰを通過する送信信号の周波数帯域外における位相が、第１のフィルタ１４を通過する送信信号の周波数帯域外における位相と逆位相となり、かつ、両高周波信号それぞれの当該周波数帯域外の振幅がほぼ同一となるように調整されている。そのため、第１のフィルタ１４を通過する送信信号の周波数帯域外の部分と、伝搬経路ＷＰを通過する送信信号の周波数帯域外の部分とが合成される際に互いに打ち消し合って減衰する。したがって、インダクタやキャパシタなどの回路素子を追加して補正回路が構成された従来の構成と比較すると、簡素な構成でフィルタ特性を改善するための伝搬経路ＷＰを形成することができるので、高周波モジュール１を大型化することなく、送信端子Ｔｘｂに入力される送信信号の周波数帯域外の減衰特性を向上させることができる。

また、シールド電極７が、インダクタＬ２と、第１、第２のフィルタ１４，１５との磁界結合および／または電界結合を抑制するように、インダクタＬ２とフィルタ部品１０との間に設けられている。そのため、第１、第２のフィルタ１４，１５とインダクタＬ２の間における、意図しない電磁界結合が抑制される。したがって、意図しない高周波信号が伝搬するのを抑制することができる。したがって、送信端子Ｔｘｂに入力される送信信号の周波数帯域外の減衰特性をさらに効果的に向上させることができる。また、インダクタＬ２と第１、第２のフィルタ１４，１５とが平面視で重ならないように配置されているので、インダクタＬ２と第１、第２のフィルタ１４，１５との意図しない電磁界結合をさらに抑制することができる。

また、整合回路３を形成する回路部品３ａ（インダクタ３ｂ）の直下にシールド電極７が配置されていないので、整合回路３とインダクタＬ２とを確実に電磁界結合させて伝搬経路ＷＰを形成することができる。

このため、送信信号の周波数帯域外の高周波信号であって、受信信号と周波数帯域がほぼ同一の高周波信号が、第１のフィルタ１４の出力側の信号経路から第２のフィルタ１５側に回り込んで受信端子Ｒｘｂから出力されるのが抑制されるので、アイソレーション特性が改善された第１のフィルタ１４と第２のフィルタ１５とを備える高周波モジュール１を提供することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。

この実施形態が上記した第１実施形態と異なるのは、図６に示すように、インダクタＬ２（配線電極６）の回路部品３ａ寄りの一部が平面視においてシールド電極７と重なっていない点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様の構成であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。

このようにすると、シールド電極７の面積およびその配置位置を調整して、インダクタＬ２がシールド電極７と平面視で重ならない部分の面積を増減させることにより、インダクタＬ２と整合回路３との電磁界結合量を調整しつつ、インダクタＬ２と第１、第２のフィルタ１４，１５との不要な結合を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、図７を参照して本発明の第３実施形態について説明する。

この実施形態が上記した第１実施形態と異なるのは、図７に示すように、シールド電極７がモジュール基板２の実装面２ａに配置されている点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様の構成であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。このようにしても、上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第４実施形態＞
次に、図８および図９を参照して本発明の第４実施形態について説明する。

この実施形態が上記した第１実施形態と異なるのは、図８に示すように、整合回路３を形成するインダクタ３ｃ（第２のインダクタ）がモジュール基板２内の配線電極８により構成されている点である。また、整合回路３と、フィルタ部品１０（第１、第２のフィルタ１４，１５）との間にシールド電極が設けられている。その他の構成は上記した第１実施形態と同様の構成であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略し、以下の説明では、上記した第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図８に示すように、整合回路３を構成するインダクタ３ｃは、複数の誘電体層に渡って設けられた配線電極８により構成され、第１のフィルタ１４の特性調整用のインダクタＬ１，Ｌ２は、複数の誘電体層に渡って設けられた配線電極６により構成されている。具体的には、各インダクタ３ｃ，Ｌ１，Ｌ２は、それぞれ、例えば図９に示すように形成される。すなわち、インダクタ３ｃ，Ｌ１，Ｌ２は、モジュール基板２が備える複数の誘電体層２１〜２４それぞれに形成された複数の略Ｌ字状の面内導体パターン（配線電極６，８）を備えている。また、上から１層目、３層目の誘電体層２１，２３の略Ｌ字状の面内導体パターンは、同じ向きに配置され、上から２層目、４層目の誘電体層２２，２４の略Ｌ字状の面内導体パターンは、１層目、３層目の誘電体層２１，２３面内導体パターンを約１８０°回転させた向きに配置されている。

そして、１層目の誘電体層２１の面内導体パターンの短片側の一端と、２層目の誘電体層２２の面内導体パターンの長片側の他端とがビア導体（配線電極６，８）により接続され、２層目の誘電体層２２の面内導体パターンの短片側の一端と３層目の誘電体層２３の面内導体パターンの長片側の他端とがビア導体により接続され、３層目の誘電体層２３の短片側の一端と、４層目の誘電体層２４の面内導体パターンの長片側の他端とがビア導体により接続されることにより、螺旋状のインダクタ３ｃ，Ｌ１，Ｌ２が形成されている。

このように構成すると、整合回路用のインダクタ３ｃや、第１のフィルタ１４の特性調整用のインダクタＬ１，Ｌ２を高インダクタンスかつ高精度に形成することができる。

＜第５実施形態＞
次に、図１０を参照して本発明の第５実施形態について説明する。

この実施形態が上記した第４実施形態と異なるのは、図１０に示すように、整合回路３を形成するインダクタ３ｃ（第２のインダクタ）と、第１のフィルタ１４の特性調整用のインダクタＬ１，Ｌ２とが同じ誘電体層に設けられて並設されている点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様の構成であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、上記した実施形態が備える構成をどのように組み合わせてもよい。例えば、上記した実施形態では、第１のフィルタ１４の特性調整用のインダクタＬ２と、整合回路３とが高周波的に接続される例を中心に説明を行ったが、インダクタＬ１と、整合回路３とが高周波的に接続されて伝搬経路ＷＰが形成されるようにしてもよい。この場合には、インダクタＬ１と、第１、第２のフィルタ１４，１５との間における、電磁界結合が抑制されるようにシールド電極７を配置すればよい。

また、複数のインダクタＬ１，Ｌ２が、整合回路３と高周波的に接続されるようにしてもよい。また、少なくとも、伝搬経路ＷＰを通過する送信信号（第１の高周波信号）の周波数帯域外における位相特性が、第１のフィルタ１４を通過する送信信号（第１の高周波信号）の周波数帯域外における位相特性と異なるように、伝搬経路ＷＰを形成する電磁界結合の度合いが調整されていればよい。

また、インダクタＬ２と第１、第２のフィルタ１４，１５との電磁界結合を抑制するために、インダクタＬ２を形成する配線電極６が、図２、図６、図７に示すように、該配線電極６が接続されたフィルタ部品１０のグランド端子ＧＮＤｂを形成する電極１７に平面視で重なる部分から、回路部品３ａが配置された領域に延出するように形成されているとよい。このようにすると、インダクタＬ２とフィルタ部品１０（第１、第２のフィルタ１４，１５）とが平面視で重なる部分を最小限にすることができるので、インダクタＬ２と第１、第２のフィルタ１４，１５とが電磁界結合するのをさらに効果的に抑制することができる。

また、シールド電極７が、平面視においてフィルタ部品１０の全面と重なるように配置されていてもよい。このようにすると、インダクタＬ２と第１、第２のフィルタ１４，１５とが電磁界結合するのをさらに効果的に抑制することができる。また、インダクタＬ２と回路部品３ａとが平面視で重なるように配置されていてもよい。このようにすれば、インダクタＬ２と回路部品３ａとを高周波的にさらに強く結合させることができる。

また、第１のフィルタ１４が備えるラダー型のフィルタの構成は上記した例に限定されるものではなく、フィルタ特性を調整するためにシャント接続された共振子を備える構成であれば、どのように第１のフィルタ１４を形成してもよい。また、第２のフィルタ１５の構成は、弾性波を利用した共振子を備える構成としてもよいし、一般的なＬＣフィルタにより第２のフィルタ１５が形成されていてもよい。また、弾性波を利用したフィルタとしては、ＳＡＷフィルタに限らず、ＦＢＡＲ型やＳＭＲ型のバルク弾性波を利用したＢＡＷフィルタにより第１のフィルタ１４および第２のフィルタ１５が形成されていてもよい。

また、フィルタ部品１０の構成は上記したＷＬＰ構造に限らず、所謂、パッケージ基板を有するＣＳＰ構造に形成してもよいし、上記したカバー層１３を設けずに、ベアチップ構造のフィルタ部品１０が直接モジュール基板２の実装面２ａに実装される構成でもよい。

また、インダクタＬ１，Ｌ２を形成する配線電極６の形状はどのように形成されていてもよく、ミアンダ型、スパイラル型、直線状、多層に渡って形成されたヘリカル型、トロイダル型など、種々の形状に形成された配線電極６によりインダクタＬ１，Ｌ２を形成することができる。

また、上記した実施形態では、モジュール基板２に１個のフィルタ部品１０が搭載された高周波モジュール１を例に挙げて説明したが、モジュール基板２に２個以上のフィルタ部品１０を搭載して高周波モジュールを形成してもよく、この場合、モジュール基板２にスイッチＩＣを搭載して、モジュール基板２に搭載された複数のフィルタ部品１０から、使用するフィルタ部品１０をスイッチＩＣにより選択して切換えるようにするとよい。

また、上記した実施形態では、第１のフィルタ１４および第２のフィルタ１５は同一の空間に配置されているが、フィルタ基板１１とカバー層１３との間に絶縁層１２により囲まれる空間を２個形成し、各空間に第１のフィルタ１４および第２のフィルタ１５をそれぞれ配置してもよい。このように構成すると、第１のフィルタ１４および第２のフィルタ１５が構造上分離して配置されることにより、例えば第１のフィルタ１４に電力が印加されることにより発生した熱が、第２のフィルタ１５の特性に影響を与えるのを抑制することができると共に、第１のフィルタ１４および第２のフィルタ１５間のアイソレーション特性の向上をさらに図ることができる。または、第１のフィルタ１４と第２のフィルタ１５とを個々のチップで構成して配置してもよい。

送信信号と受信信号とを分波する機能を備える高周波モジュールに本発明を広く適用することができる。

１ 高周波モジュール
２ モジュール基板
２ａ 実装面
２ｂ 実装用の電極
２１〜２４ 誘電体層
３ 整合回路
３ａ 回路部品
３ｃ インダクタ（第２のインダクタ）
７ シールド電極
６，８ 配線電極
１０ フィルタ部品
１４ 第１のフィルタ
ＡＮＴｂ 共通端子（第２端子）
ＧＮＤａ グランド電極（グランド）
ＧＮＤｂ グランド端子（第３端子）
Ｌ１，Ｌ２ インダクタ
Ｔｘｂ 送信端子（第１端子）

Claims (9)

1. 第１の高周波信号が入力される第１端子、
   前記第１端子に入力された前記第１の高周波信号が通過する第１のフィルタ、
   前記第１のフィルタを通過した前記第１の高周波信号を出力する第２端子、および
   前記第１のフィルタに接続された第３端子を有するフィルタ部品と、
   前記第２端子に接続された整合回路と、
   前記フィルタ部品が実装されたモジュール基板と、
   前記モジュール基板内に設けられ、一端が前記第３端子に接続され、他端がグランドに接続された前記第１のフィルタの特性調整用のインダクタと、
   前記インダクタと前記フィルタ部品との間に設けられたシールド電極とを備え、
   前記インダクタと前記整合回路とが、電磁界結合により伝搬経路を形成するように配置され、
   前記整合回路と前記フィルタ部品とは電磁界結合せず、
   前記シールド電極は、
   前記インダクタと前記フィルタ部品との電磁界結合を抑制するように配置されている
   ことを特徴とする高周波モジュール。
2. 前記整合回路と前記第１のフィルタとは電磁界結合せず、
   前記シールド電極は、前記インダクタと前記第１のフィルタとの電磁界結合を抑制するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
3. 前記整合回路と前記第１フィルタとの距離は、前記整合回路と前記インダクタとの距離よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の高周波モジュール。
4. 前記整合回路は、前記モジュール基板の実装面に設けられた実装用の電極に実装されたチップ型の回路部品により構成され、
   平面視で、前記回路部品と前記シールド電極とが重ならないように配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
5. 前記モジュール基板は複数の誘電体層から構成され、
   前記整合回路はモジュール基板内に設けられ、
   前記整合回路と前記第１のフィルタとの間に、前記シールド電極が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
6. 前記整合回路は、前記複数の誘電体層のうち前記インダクタが設けられている誘電体層と同じ誘電体層に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の高周波モジュール。
7. 前記整合回路は、前記複数の誘電体層のうち前記インダクタが設けられている誘電体層と異なった誘電体層に設けられており、前記整合回路と前記インダクタは平面視で一部が重なるように配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の高周波モジュール。
8. 前記整合回路は、前記複数の誘電体層にわたって設けられた配線電極から構成され、
   前記インダクタは、前記複数の誘電体層にわたって設けられた配線電極から構成されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の高周波モジュール。
9. 平面視で、前記インダクタは前記第１のフィルタと重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
   

Images