JP6725059B2 - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、高周波モジュール及び通信装置に関する。
従来、移動体通信機等に搭載される高周波モジュールとして、例えば、整合素子等のチップ部品が基板の一方主面に実装され、複数のスイッチから構成されるスイッチ部及び複数の増幅器から構成される増幅部等が設けられた半導体チップ部品が基板の他方主面に実装されたモジュールが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第５７７３０８２号公報
しかしながら、上記特許文献１では、半導体チップ部品においてスイッチ部及び増幅部が設けられた位置によっては、スイッチ部と増幅部とのアイソレーション特性が劣化してしまうことがある。例えば、スイッチ部からの出力が増幅部に入力されて増幅される場合に、スイッチ部と増幅部とのアイソレーション特性が劣化していることで、増幅部の出力がスイッチ部の出力に戻ってしまい、信号が発振してしまうことがある。
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、アイソレーション特性を改善できる高周波モジュール及び通信装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、複数のフィルタを有するフィルタ部と、前記フィルタ部に接続され、前記複数のフィルタのうち高周波信号を通過させるフィルタを切り替えるスイッチを有するスイッチ部と、前記フィルタ部を通過する高周波信号を増幅する増幅部と、前記フィルタ部と前記増幅部との間に接続され、前記増幅部のインピーダンス整合を行う整合部と、前記フィルタ部、前記スイッチ部、前記増幅部及び前記整合部が設けられた多層基板と、を備え、前記整合部は、前記多層基板の一方主面に設けられ、前記増幅部は、前記多層基板の他方主面又は内層に設けられ、前記スイッチ部は、前記増幅部が設けられた前記他方主面又は内層とは異なる前記一方主面又は内層に設けられる。
これによれば、スイッチ部と増幅部とがそれぞれ多層基板における別層又は別主面に設けられる分、スイッチ部と増幅部との距離が離れて設けられるため、スイッチ部と増幅部とのアイソレーション特性を改善できる。
また、前記スイッチ部の少なくとも一部と前記増幅部の少なくとも一部とは、前記多層基板の平面視において重複していてもよい。
これによれば、多層基板の平面視形状が小さくなり、高周波モジュールを小型化できる。
また、前記スイッチ部は、前記フィルタ部と前記整合部との間に接続された第１スイッチを有してもよい。
これによれば、フィルタ部を通過する複数の経路と整合部に接続される１つの経路とを切り替え可能に接続できる。
また、前記高周波モジュールは、さらに、前記多層基板において前記スイッチ部とは別体に設けられた第２スイッチを備え、前記フィルタ部は、第１周波数帯域群に含まれる周波数帯域を通過帯域とする複数の第１フィルタと、前記第１周波数帯域群とは異なる周波数帯域群である第２周波数帯域群に含まれる周波数帯域を通過帯域とする複数の第２フィルタとを有し、前記増幅部は、前記複数の第１フィルタを通過する高周波信号を増幅する第１増幅器と、前記複数の第２フィルタを通過する高周波信号を増幅する第２増幅器とを有し、前記整合部は、前記第１スイッチと前記第１増幅器との間に接続された第１整合素子と、前記第２スイッチと前記第２増幅器との間に接続された第２整合素子とを有し、前記第１スイッチは、前記複数の第１フィルタと前記第１整合素子との間に接続され、前記第２スイッチは、前記複数の第２フィルタと前記第２整合素子との間に接続されてもよい。
これによれば、第１フィルタ、第１スイッチ、第１整合素子及び第１増幅器がこの順序で接続された第１経路を第１周波数帯域群に含まれる周波数帯域の高周波信号が通過し、第２フィルタ、第２スイッチ、第２整合素子及び第２増幅器がこの順序で接続された第２経路を第２周波数帯域群に含まれる周波数帯域の高周波信号が通過する。このとき、第１スイッチと第２スイッチとは、別体に設けられているため、第１経路と第２経路とのアイソレーション特性を改善できる。
また、前記スイッチ部は、前記整合部が接続された前記フィルタ部における一方入出力端とは異なる他方入出力端に接続される第３スイッチを有してもよい。
これによれば、例えば、アンテナ素子等に接続される１つの経路とフィルタ部を通過する複数の経路とを切り替え可能に接続できる。
また、前記高周波モジュールは、さらに、前記多層基板において前記スイッチ部とは別体に設けられた、送信経路と受信経路とを切り替える第４スイッチと、前記他方主面に設けられ、前記第４スイッチに接続された入出力端子と、を備え、前記第４スイッチは、前記多層基板を構成する複数の層のうちの前記他方主面側の層に設けられてもよい。
これによれば、第４スイッチが、入出力端子が設けられた他方主面側に設けられるため、第４スイッチと入出力端子とを接続する配線の配線長を短くでき、伝送損失を抑制できる。
また、前記フィルタ部は、前記一方主面に設けられ、前記スイッチ部は、前記多層基板を構成する複数の層のうちの前記一方主面側の層に設けられてもよい。
これによれば、スイッチ部が、フィルタ部が設けられた一方主面側に設けられるため、スイッチ部とフィルタ部とを接続する配線の配線長を短くでき、伝送損失を抑制できる。
また、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、複数のフィルタを有するフィルタ部と、前記フィルタ部に接続され、前記複数のフィルタのうち高周波信号を通過させるフィルタを切り替えるスイッチを有するスイッチ部と、前記フィルタ部を通過する高周波信号を増幅する増幅部と、前記フィルタ部と前記増幅部との間に接続され、前記増幅部のインピーダンス整合を行う整合部と、前記フィルタ部、前記スイッチ部、前記増幅部及び前記整合部が設けられた多層基板と、を備え、前記スイッチ部と前記増幅部とは、グランドで仕切られた第１領域と第２領域とを有する１つの半導体チップ部品で形成され、前記増幅部は、前記第１領域に設けられ、前記スイッチ部は、前記第２領域に設けられ、前記整合部は、前記多層基板の一方主面に設けられ、前記１つの半導体チップ部品は、前記多層基板の他方主面又は内層に設けられる。
これによれば、スイッチ部と増幅部とがそれぞれグランドで仕切られた領域に設けられるため、スイッチ部と増幅部とのアイソレーション特性を改善できる。
また、前記増幅部と前記整合部との距離は、前記増幅部と前記スイッチ部との距離よりも大きくてもよい。
これによれば、増幅部と整合部とが、増幅部とスイッチ部との距離よりも離れて設けられる（言い換えると、増幅部と整合部との距離が離される）ため、増幅部と整合部とのアイソレーション特性を改善できる。
また、本発明の一態様に係る通信装置は、アンテナ素子で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、前記アンテナ素子と前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する上記の高周波モジュールと、を備える。
これによれば、アイソレーション特性を改善できる通信装置を提供できる。
本発明に係る高周波モジュール及び通信装置によれば、アイソレーション特性を改善できる。
図１は、実施の形態１に係る高周波モジュールの一例を示す回路構成図である。 図２は、実施の形態１に係る高周波モジュールの一例を示す断面図である。 図３は、実施の形態２に係る高周波モジュールの一例を示す断面図である。 図４は、実施の形態３に係る高周波モジュールの一例を示す断面図である。 図５は、実施の形態４に係る高周波モジュールの一例を示す断面図である。 図６は、実施の形態５に係る高周波モジュールの一例を示す断面図である。 図７は、実施の形態６に係る高周波モジュールの一例を示す断面図である。 図８は、実施の形態７に係る高周波モジュールの一例を示す断面図である。 図９Ａは、実施の形態７に係る半導体チップ部品の一例を示す上面図である。 図９Ｂは、実施の形態７に係る半導体チップ部品の一例を示す断面図である。 図１０は、実施の形態８に係る通信装置の一例を示す構成図である。
以下、本発明の実施の形態について、実施例及び図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさは、必ずしも厳密ではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。
（実施の形態１）
［１．高周波モジュールの回路構成］
図１は、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の一例を示す回路構成図である。図１では、高周波モジュール１０の他に、アンテナ素子ＡＮＴ１及びＡＮＴ２を示している。アンテナ素子ＡＮＴ１及びＡＮＴ２は、高周波信号を送受信する、例えばＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の通信規格に準拠したマルチバンド対応のアンテナである。
高周波モジュール１０は、例えば、マルチモード／マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置されるモジュールである。高周波モジュール１０は、例えばＬＴＥ等の通信規格に準拠したマルチバンド対応の携帯電話に内蔵される。
高周波モジュール１０は、複数のフィルタを有するフィルタ部２０と、フィルタ部２０に接続されたスイッチ部３０と、フィルタ部２０を通過する高周波信号を増幅する増幅部５０と、フィルタ部２０と増幅部５０との間に接続され、増幅部５０のインピーダンス整合を行う整合部４０とを備える。また、高周波モジュール１０は、第４スイッチ７０と、第２スイッチ６０とを備える。なお、詳細は後述するが、高周波モジュール１０は、多層基板１００を備え、第４スイッチ７０、スイッチ部３０、フィルタ部２０、第２スイッチ６０、整合部４０及び増幅部５０は、多層基板１００（図２等参照）に設けられる。
フィルタ部２０は、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）共振子、バルク弾性波（ＢＡＷ：Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）共振子又はＦＢＡＲ（Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）等により構成された複数のフィルタを有する。フィルタ部２０は、複数のフィルタとして、複数の第１フィルタ２１ａ及び２１ｂ、並びに、複数の第２フィルタ２２ａ〜２２ｃを有する。なお、第１フィルタ２１ａ及び２１ｂ、並びに、第２フィルタ２２ａ〜２２ｃは、ＬＣ共振回路等により構成されてもよい。第１フィルタ２１ａ及び２１ｂ、並びに、第２フィルタ２２ａ〜２２ｃは、ＳＡＷ共振子により構成されたＳＡＷフィルタの場合、基板とＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極とを備えている。基板は、少なくとも表面に圧電性を有する基板である。基板は、例えば、表面に圧電薄膜を備え、当該圧電薄膜と音速の異なる膜、および支持基板などの積層体で構成されていてもよい。当該基板は、例えば、高音速支持基板と、高音速支持基板上に形成された圧電薄膜とを含む積層体、高音速支持基板と、高音速支持基板上に形成された低音速膜と、低音速膜上に形成された圧電薄膜とを含む積層体、または、支持基板と、支持基板上に形成された高音速膜と、高音速膜上に形成された低音速膜と、低音速膜上に形成された圧電薄膜とを含む積層体であってもよい。また、基板は、基板全体に圧電性を有していてもよい。ここでは、第１フィルタ２１ａ及び２１ｂ、並びに、第２フィルタ２２ａ〜２２ｃは弾性表面波共振子により構成されているとする。これにより、第１フィルタ２１ａ及び２１ｂ、並びに、第２フィルタ２２ａ〜２２ｃを、少なくとも表面に圧電性を有する基板上に形成されたＩＤＴ電極により構成できるので、急峻度の高い通過特性を有する小型かつ低背のフィルタ部２０を実現できる。
第１フィルタ２１ａ及び２１ｂは、第１周波数帯域群に含まれる周波数帯域を通過帯域とするフィルタであり、第２フィルタ２２ａ〜２２ｃは、第１周波数帯域群とは異なる周波数帯域群である第２周波数帯域群に含まれる周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。第１周波数帯域群及び第２周波数帯域群は、例えば、ＬＢ（Ｌｏｗ Ｂａｎｄ）、ＭＢ（Ｍｉｄｄｌｅ Ｂａｎｄ）及びＨＢ（Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄ）等のことである。例えば、ＬＢに着目して説明すると、ＬＢに含まれる周波数帯域は、ＬＴＥのＢａｎｄ８、１２、１３、２６等の周波数帯域となる。例えば、第１周波数帯域群がＬＢの場合、第１フィルタ２１ａは、Ｂａｎｄ８、１２、１３、２６等のうちのいずれかを通過帯域とするフィルタであり、第１フィルタ２１ｂは、Ｂａｎｄ８、１２、１３、２６等のうちの他のいずれかを通過帯域とするフィルタである。
スイッチ部３０は、フィルタ部２０に接続され、複数のフィルタのうちの高周波信号を通過させるフィルタを切り替えるスイッチを有する。スイッチ部３０は、当該スイッチとして第１スイッチ３１及び第３スイッチ３２を有する。第１スイッチ３１は、フィルタ部２０と整合部４０（後述する第１整合素子４１）との間に接続され、フィルタ部２０を通過する複数の経路（第１フィルタ２１ａ及び２１ｂを通過する経路）のうちの１つと整合部４０に接続される１つの経路とを切り替え可能に接続する。第３スイッチ３２は、整合部４０が接続されたフィルタ部２０における一方入出力端とは異なる他方入出力端に接続される。第３スイッチ３２は、第４スイッチ７０を介してアンテナ素子ＡＮＴ１又はＡＮＴ２等に接続される１つの経路と、フィルタ部２０を通過する複数の経路（第１フィルタ２１ａ及び２１ｂ、並びに、第２フィルタ２２ａ〜２２ｃを通過する経路）のうちの１つとを切り替え可能に接続する。
第２スイッチ６０は、フィルタ部２０と整合部４０（後述する第２整合素子４２）との間に接続され、フィルタ部２０を通過する複数の経路（第２フィルタ２２ａ〜２２ｃを通過する経路）と整合部４０に接続される１つの経路とを切り替え可能に接続する。
第４スイッチ７０は、送信経路と受信経路とを切り替えるスイッチであり、高周波モジュール１０の入出力端子（例えば後述する図６に示す入出力端子１２０）に接続される。本実施の形態では、高周波モジュール１０を通過する経路を受信経路としている。当該入出力端子は、例えば、アンテナ素子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２及び送信（Ｔｘ）経路等に接続される。例えば、アンテナ素子ＡＮＴ１は送信及び受信共用のアンテナであり、アンテナ素子ＡＮＴ２は受信用のアンテナである。第４スイッチ７０により、受信経路（高周波モジュール１０）がアンテナ素子ＡＮＴ１又はアンテナ素子ＡＮＴ２に接続されたり、送信経路がアンテナ素子ＡＮＴ１に接続されたりする。
増幅部５０は、第１フィルタ２１ａ及び２１ｂを通過する高周波信号を増幅する第１増幅器５１と、第２フィルタ２２ａ〜２２ｃを通過する高周波信号を増幅する第２増幅器５２とを有する。つまり、第１増幅器５１は第１周波数帯域群に含まれる周波数帯域の高周波信号を増幅し、第２増幅器５２は第２周波数帯域群に含まれる周波数帯域の高周波信号を増幅する。本実施の形態では、第１増幅器５１及び第２増幅器５２は、高周波受信信号を増幅するローノイズアンプである。なお、第１増幅器５１及び第２増幅器５２は、ローノイズアンプに限らず、例えば、高周波送信信号を増幅するパワーアンプであってもよい。
整合部４０は、第１スイッチ３１と第１増幅器５１との間に接続された第１整合素子４１と、第２スイッチ６０と第２増幅器５２との間に接続された第２整合素子４２とを有する。第１整合素子４１は第１スイッチ３１と第１増幅器５１とのインピーダンス整合を行い、第２整合素子４２は第２スイッチ６０と第２増幅器５２とのインピーダンス整合を行う。第１整合素子４１及び第２整合素子４２は、例えば、インダクタ又はキャパシタ等の電子部品であってもよく、また、配線等により形成されてもよい。
なお、高周波モジュール１０が備える制御部（図示せず）又はＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）によって、第１スイッチ３１、第２スイッチ６０、第３スイッチ３２及び第４スイッチ７０のそれぞれの接続が切り替えられる。第１スイッチ３１、第２スイッチ６０、第３スイッチ３２及び第４スイッチ７０は、例えば、ＧａＡｓもしくはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなるＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）スイッチ、又は、ダイオードスイッチである。
なお、本実施の形態では、高周波モジュール１０は、第２スイッチ６０及び第４スイッチ７０を備えていなくてもよい。高周波モジュール１０が第２スイッチ６０を備えていない場合、フィルタ部２０は第２フィルタ２２ａ〜２２ｃを有していなくてもよく、整合部４０は第２整合素子４２を有していなくてもよく、増幅部５０は第２増幅器５２を有していなくてもよい。
［２．高周波モジュールの構造］
次に、高周波モジュール１０の構造について図２を用いて説明する。
図２は、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の一例を示す断面図である。なお、図２では、第２スイッチ６０及び第４スイッチ７０の図示を省略している。
高周波モジュール１０は、多層基板１００を備え、スイッチ部３０、フィルタ部２０、整合部４０及び増幅部５０は、多層基板１００に設けられる。多層基板１００は、例えばプリント基板又はＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板等である。多層基板１００は、一方主面１０１及び他方主面１０２を有し、一方主面１０１側から他方主面１０２側に向けて内層１０３〜１０５により構成されている。つまり、多層基板１００を構成する複数の層のうち一方主面１０１側の層は例えば内層１０３であり、他方主面１０２側の層は例えば内層１０５である。なお、多層基板１００を構成する層数は、内層１０３〜１０５の３層に限らず２層又は４層以上であってもよい。
整合部４０は、多層基板１００の一方主面１０１に設けられる。整合部４０は、電子部品として多層基板１００の一方主面１０１に実装されてもよいし、配線として一方主面１０１に形成されてもよい。フィルタ部２０は、例えば、一方主面１０１に設けられる。多層基板１００の一方主面１０１に設けられたフィルタ部２０及び整合部４０は、樹脂１１０（エポキシ樹脂等）により樹脂封止される。フィルタ部２０及び整合部４０は、樹脂１１０によって樹脂封止されることで保護され、フィルタ部２０及び整合部４０の信頼性を向上させることができる。なお、図２では、多層基板１００の一方主面１０１全体が樹脂１１０で覆われているが、例えば、アンダーフィル等の樹脂によりフィルタ部２０のみ又は整合部４０のみが樹脂封止されてもよい。さらに、樹脂１１０上にシールド電極が形成されてもよい。これにより、高周波モジュール１０への外部ノイズの侵入を抑制したり、高周波モジュール１０から放射されるノイズの拡散を抑制したりできる。
増幅部５０は、多層基板１００の他方主面１０２又は内層に設けられる。本実施の形態では、増幅部５０は、内層１０５に設けられる。増幅部５０は、例えば、チップ部品で構成される。
スイッチ部３０は、増幅部５０が設けられた他方主面１０２又は内層とは異なる一方主面１０１又は内層に設けられる。増幅部５０が他方主面１０２に設けられる場合、スイッチ部３０は、一方主面１０１又は多層基板１００の内層のいずれかに設けられる。増幅部５０が内層に設けられる場合、スイッチ部３０は、一方主面１０１又は増幅部５０が設けられた層とは別層に設けられる。本実施の形態では、スイッチ部３０は、増幅部５０が設けられた内層１０５とは異なる層である内層１０４に設けられる。スイッチ部３０は、例えば、チップ部品で構成される。
このように、本実施の形態では、スイッチ部３０と増幅部５０とはそれぞれ、異なるチップ部品で構成され、多層基板１００における別層に設けられる。
また、本実施の形態では、図２に示されるように、増幅部５０と整合部４０との距離ｔ１が、増幅部５０とスイッチ部３０との距離ｔ２よりも大きくなるように増幅部５０と整合部４０とが多層基板１００に設けられている。具体的には、整合部４０は、多層基板１００における一方主面１０１に設けられ、増幅部５０は、スイッチ部３０が設けられた内層１０４よりも、他方主面１０２側の層（内層１０５）に設けられている。理由は、図１に示されるように、整合部４０がスイッチ部３０よりも、増幅部５０側に接続されており、スイッチ部３０と比べて増幅部５０から整合部４０への信号の帰還量が多くなり得るためである。
［３．効果等］
以上説明したように、実施の形態１に係る高周波モジュール１０では、スイッチ部３０と増幅部５０とがそれぞれ多層基板１００における別層又は別主面に設けられる分、スイッチ部３０と増幅部５０との距離が離れて設けられるため、スイッチ部３０と増幅部５０とのアイソレーション特性を改善できる。
また、整合部４０が多層基板１００における一方主面１０１に設けられ、増幅部５０が多層基板１００における内層又は他方主面１０２に設けられる分、増幅部５０と整合部４０との距離が離れて設けられるため、増幅部５０と整合部４０とのアイソレーション特性をさらに改善でき、増幅部５０の出力が整合部４０の出力に戻って信号が発振してしまうことを抑制できる。
（実施の形態２）
実施の形態２について図３を用いて説明する。なお、実施の形態２に係る高周波モジュール１１の回路構成は、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の回路構成と同じであるため説明は省略する。
図３は、実施の形態２に係る高周波モジュール１１の一例を示す断面図である。なお、図３では、第２スイッチ６０及び第４スイッチ７０の図示を省略している。実施の形態２に係る高周波モジュール１１の構造は、スイッチ部３０の少なくとも一部と増幅部５０の少なくとも一部とが、多層基板１００の平面視において重複している点が、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の構造と異なる。その他の点は、実施の形態１における高周波モジュール１０と同じである。なお、スイッチ部３０の平面視形状が増幅部５０の平面視形状よりも大きい場合に、多層基板１００の平面視において増幅部５０がスイッチ部３０に完全に重複していてもよい。また、スイッチ部３０の平面視形状が増幅部５０の平面視形状よりも小さい場合に、多層基板１００の平面視においてスイッチ部３０が増幅部５０に完全に重複していてもよい。
本実施の形態の構成によれば、多層基板１００の平面視形状が小さくなり、高周波モジュール１１を小型化できる。
なお、内層１０４と内層１０５との間には、グランド層が設けられていることが好ましい。これにより、増幅部５０から漏れる信号がグランド層によって遮断されスイッチ部３０に到達しにくくなるため、スイッチ部３０と増幅部５０とのアイソレーション特性を改善できる。
（実施の形態３）
実施の形態３について図４を用いて説明する。なお、実施の形態３に係る高周波モジュール１２の回路構成は、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の回路構成と同じであるため説明は省略する。
図４は、実施の形態３に係る高周波モジュール１２の一例を示す断面図である。なお、図４では、第２スイッチ６０及び第４スイッチ７０の図示を省略している。実施の形態３に係る高周波モジュール１２の構造は、スイッチ部３０が多層基板１００を構成する複数の層のうちの一方主面１０１側の層（例えば内層１０３）に設けられる点が、実施の形態２に係る高周波モジュール１１の構造と異なる。その他の点は、実施の形態２における高周波モジュール１１と同じである。なお、多層基板１００を構成する複数の層のうちの一方主面１０１側の層とは、多層基板１００の厚み方向における中央よりも一方主面１０１側にある層のことである。
本実施の形態の構成によれば、スイッチ部３０が、フィルタ部２０が設けられた一方主面１０１側に設けられるため、スイッチ部３０（第１スイッチ３１及び第３スイッチ３２）とフィルタ部２０（第１フィルタ２１ａ及び２１ｂ、並びに、第２フィルタ２２ａ〜２２ｃ）とを接続する各配線の配線長を短くでき、伝送損失を抑制できる。
（実施の形態４）
実施の形態４について図５を用いて説明する。なお、実施の形態４に係る高周波モジュール１３の回路構成は、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の回路構成と同じであるため説明は省略する。
図５は、実施の形態４に係る高周波モジュール１３の一例を示す断面図である。なお、図５は、第４スイッチ７０の図示を省略している。実施の形態４に係る高周波モジュール１３の構造は、第２スイッチ６０が多層基板１００においてスイッチ部３０とは別体に設けられている点が、実施の形態３に係る高周波モジュール１２の構造と異なる。その他の点は、実施の形態３における高周波モジュール１２と同じである。例えば、第２スイッチ６０は、スイッチ部３０とは異なるチップ部品で構成される。
図１に示すように、第１フィルタ２１ａ及び２１ｂ、第１スイッチ３１、第１整合素子４１並びに第１増幅器５１がこの順序で接続された第１経路を第１周波数帯域群に含まれる周波数帯域の高周波信号が通過し、第２フィルタ２２ａ〜２２ｃ、第２スイッチ６０、第２整合素子４２及び第２増幅器５２がこの順序で接続された第２経路を第２周波数帯域群に含まれる周波数帯域の高周波信号が通過する。このとき、第１スイッチ３１（スイッチ部３０）と第２スイッチ６０とは、別体に設けられているため、第１経路と第２経路とのアイソレーション特性を改善できる。
また、本実施の形態では、第２スイッチ６０が多層基板１００を構成する複数の層のうちの一方主面１０１側の層（例えば内層１０３）に設けられる。これにより、第２スイッチ６０が、フィルタ部２０が設けられた一方主面１０１側に設けられるため、第２スイッチ６０とフィルタ部２０（第２フィルタ２２ａ〜２２ｃ）とを接続する各配線の配線長を短くでき、伝送損失を抑制できる。
（実施の形態５）
実施の形態５について図６を用いて説明する。なお、実施の形態５に係る高周波モジュール１４の回路構成は、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の回路構成と同じであるため説明は省略する。
図６は、実施の形態５に係る高周波モジュール１４の一例を示す断面図である。実施の形態５に係る高周波モジュール１４の構造は、第４スイッチ７０が多層基板１００においてスイッチ部３０とは別体に設けられ、第４スイッチ７０に接続された入出力端子１２０（例えば、めっき若しくは銅ペースト等の電極又ははんだ等）が他方主面１０２に設けられている点が、実施の形態４に係る高周波モジュール１３の構造と異なる。その他の点は、実施の形態４における高周波モジュール１３と同じである。例えば、第４スイッチ７０は、スイッチ部３０とは異なるチップ部品で構成される。第４スイッチ７０は、多層基板１００を構成する複数の層のうちの他方主面１０２側の層（内層１０５）に設けられる。なお、多層基板１００を構成する複数の層のうちの他方主面１０２側の層とは、多層基板１００の厚み方向における中央よりも他方主面１０２側にある層のことである。これにより、第４スイッチ７０が、入出力端子１２０が設けられた他方主面１０２側に設けられるため、第４スイッチ７０と入出力端子１２０とを接続する各配線の配線長を短くでき、伝送損失を抑制できる。
（実施の形態６）
実施の形態６について図７を用いて説明する。なお、実施の形態６に係る高周波モジュール１５の回路構成は、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の回路構成と同じであるため説明は省略する。
図７は、実施の形態６に係る高周波モジュール１５の一例を示す断面図である。実施の形態６に係る高周波モジュール１５の構造は、第４スイッチ７０及び増幅部５０が他方主面１０２に設けられ、樹脂１１０により樹脂封止されている点が実施の形態５に係る高周波モジュール１４の構造と異なる。また、入出力端子１２０は、本実施の形態では、例えば、銅ピン又は銅ピラー等であり、多層基板１００の一端側と他端側とに設けられる。その他の点は、実施の形態５における高周波モジュール１４と同じである。第４スイッチ７０及び増幅部５０は、樹脂１１０によって樹脂封止されることで保護され、第４スイッチ７０及び増幅部５０の信頼性を向上させることができる。なお、図７では、多層基板１００の他方主面１０２全体が樹脂１１０で覆われているが、例えば、アンダーフィル等の樹脂により第４スイッチ７０のみ又は増幅部５０のみが樹脂封止されてもよい。樹脂封止後、樹脂１１０、入出力端子１２０、第４スイッチ７０及び増幅部５０を研磨してもよい。これによって、高周波モジュール１５の更なる低背化が可能となる。さらに、樹脂１１０上にシールド電極が形成されてもよい。これにより、高周波モジュール１５への外部ノイズの侵入を抑制したり、高周波モジュール１５から放射されるノイズの拡散を抑制したりできる。
（実施の形態７）
実施の形態７について図８〜図９Ｂを用いて説明する。なお、実施の形態７に係る高周波モジュール１６の回路構成は、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の回路構成と同じであるため説明は省略する。
図８は、実施の形態７に係る高周波モジュール１６の一例を示す断面図である。実施の形態７に係る高周波モジュール１６の構造は、スイッチ部３０と増幅部５０とが１つの半導体チップ部品１３０で形成されている点が実施の形態１に係る高周波モジュール１０の構造と異なる。その他の点は、実施の形態１における高周波モジュール１０と同じである。半導体チップ部品１３０は、多層基板１００の他方主面１０２又は内層に設けられる。本実施の形態では、半導体チップ部品１３０は、内層１０５に設けられる。
図９Ａは、実施の形態７に係る半導体チップ部品１３０の一例を示す上面図である。図９Ｂは、実施の形態７に係る半導体チップ部品１３０の一例を示す断面図である。なお、図９Ｂは、図９Ａにおける半導体チップ部品１３０のＩＸＢ−ＩＸＢ断面図である。
図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、半導体チップ部品１３０は、グランド１４０で仕切られた第１領域１３１と第２領域１３２とを有し、増幅部５０は第１領域１３１に設けられ、スイッチ部３０は第２領域１３２に設けられる。なお、図９Ａ及び図９Ｂには、スイッチ部３０及び増幅部５０の制御等のための電源回路及びロジック回路等の回路部品１５０を示している。回路部品１５０は、例えば、スイッチ部３０が設けられた第２領域１３２に設けられる。
第１領域１３１と第２領域１３２とは、グランド１４０によって仕切られており、第１領域１３１に設けられた増幅部５０から漏れる信号がグランド１４０に遮断され、第２領域１３２に設けられたスイッチ部３０に到達しにくくなるため、スイッチ部３０と増幅部５０とのアイソレーション特性を改善できる。
また、本実施の形態においても、増幅部５０と整合部４０との距離が、増幅部５０とスイッチ部３０との距離よりも大きくなるように増幅部５０と整合部４０とが多層基板１００に設けられている。具体的には、半導体チップ部品１３０に設けられた増幅部５０と、一方主面１０１に設けられた整合部４０との距離が、半導体チップ部品１３０における増幅部５０とスイッチ部３０との距離よりも大きくなるように半導体チップ部品１３０と整合部４０とが多層基板１００に設けられている。これにより、増幅部５０と整合部４０とのアイソレーション特性をさらに改善でき、増幅部５０の出力が整合部４０の出力に戻って信号が発振してしまうことを抑制できる。
（実施の形態８）
実施の形態８について図１０を用いて説明する。上記実施の形態で説明した高周波モジュールは、通信装置に適用できる。
図１０は、実施の形態８に係る通信装置１の一例を示す構成図である。図１０には、高周波モジュール１０と、アンテナ素子ＡＮＴ１及びＡＮＴ２と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）８０とが示されている。高周波モジュール１０及びＲＦＩＣ８０は、通信装置１を構成している。なお、アンテナ素子ＡＮＴ１及びＡＮＴ２は、通信装置１に内蔵されていてもかまわない。
高周波モジュール１０は、アンテナ素子ＡＮＴ１及びＡＮＴ２とＲＦＩＣ８０との間で高周波信号を伝達する回路である。ＲＦＩＣ８０は、アンテナ素子ＡＮＴ１及びＡＮＴ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路である。具体的には、ＲＦＩＣ８０は、アンテナ素子ＡＮＴ１及びＡＮＴ２から高周波モジュール１０を介して入力された高周波信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をベースバンド信号処理回路（図示せず）へ出力する。
通信装置１は、高周波モジュール１０を備えるため、アイソレーション特性を改善できる通信装置１を提供できる。
なお、通信装置１は、高周波モジュール１０を備えたが、高周波モジュール１１〜１６のいずれを備えてもよい。
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置について、上記実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、スイッチ部３０は、フィルタ部２０に接続されるスイッチとして、第１スイッチ３１及び第３スイッチ３２の両方を有していたが、第１スイッチ３１及び第３スイッチ３２のいずれか一方のみを有していてもよい。スイッチ部３０が第１スイッチ３１を有していない場合には、整合部４０及び増幅部５０は、第１フィルタ２１ａ及び２１ｂ毎に整合素子及び増幅器を有していてもよい。
また、例えば、上記実施の形態では、スイッチ部３０は、多層基板１００の内層に設けられたが、一方主面１０１に設けられてもよい。
また、例えば、実施の形態１及び２では、フィルタ部２０は、多層基板１００の内層に設けられてもよい。
また、例えば、図１に示した、フィルタ部２０を構成するフィルタの数、整合部４０を構成する整合素子の数、及び、増幅部５０を構成する増幅器の数は一例であり、これらの数に限らない。
本発明は、マルチバンドシステムに適用できる高周波モジュール及び通信装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
１ 通信装置
１０〜１６ 高周波モジュール
２０ フィルタ部
２１ａ、２１ｂ 第１フィルタ
２２ａ〜２２ｃ 第２フィルタ
３０ スイッチ部
３１ 第１スイッチ
３２ 第３スイッチ
４０ 整合部
４１ 第１整合素子
４２ 第２整合素子
５０ 増幅部
５１ 第１増幅器
５２ 第２増幅器
６０ 第２スイッチ
７０ 第４スイッチ
８０ ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
１００ 多層基板
１０１ 一方主面
１０２ 他方主面
１０３〜１０５ 内層
１１０ 樹脂
１２０ 入出力端子
１３０ 半導体チップ部品
１３１ 第１領域
１３２ 第２領域
１４０ グランド
１５０ 回路部品
ＡＮＴ１、ＡＮＴ２ アンテナ素子

Claims (10)

  1. 複数のフィルタを有するフィルタ部と、
    前記フィルタ部に接続され、前記複数のフィルタのうち高周波信号を通過させるフィルタを切り替えるスイッチを有するスイッチ部と、
    前記フィルタ部を通過する高周波信号を増幅する増幅部と、
    前記フィルタ部と前記増幅部との間に接続され、前記増幅部のインピーダンス整合を行う整合部と、
    前記フィルタ部、前記スイッチ部、前記増幅部及び前記整合部が設けられた多層基板と、を備え、
    前記整合部は、前記多層基板の一方主面に設けられ、
    前記増幅部は、前記多層基板の他方主面又は内層に設けられ、
    前記スイッチ部は、前記増幅部が設けられた前記他方主面又は内層とは異なる前記一方主面又は内層に設けられる、
    高周波モジュール。
  2. 前記スイッチ部の少なくとも一部と前記増幅部の少なくとも一部とは、前記多層基板の平面視において重複している、
    請求項１に記載の高周波モジュール。
  3. 前記スイッチ部は、前記フィルタ部と前記整合部との間に接続された第１スイッチを有する、
    請求項１又は２に記載の高周波モジュール。
  4. 前記高周波モジュールは、さらに、前記多層基板において前記スイッチ部とは別体に設けられた第２スイッチを備え、
    前記フィルタ部は、第１周波数帯域群に含まれる周波数帯域を通過帯域とする複数の第１フィルタと、前記第１周波数帯域群とは異なる周波数帯域群である第２周波数帯域群に含まれる周波数帯域を通過帯域とする複数の第２フィルタとを有し、
    前記増幅部は、前記複数の第１フィルタを通過する高周波信号を増幅する第１増幅器と、前記複数の第２フィルタを通過する高周波信号を増幅する第２増幅器とを有し、
    前記整合部は、前記第１スイッチと前記第１増幅器との間に接続された第１整合素子と、前記第２スイッチと前記第２増幅器との間に接続された第２整合素子とを有し、
    前記第１スイッチは、前記複数の第１フィルタと前記第１整合素子との間に接続され、
    前記第２スイッチは、前記複数の第２フィルタと前記第２整合素子との間に接続される、
    請求項３に記載の高周波モジュール。
  5. 前記スイッチ部は、前記整合部が接続された前記フィルタ部における一方入出力端とは異なる他方入出力端に接続される第３スイッチを有する、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  6. 前記高周波モジュールは、さらに、
    前記多層基板において前記スイッチ部とは別体に設けられた、送信経路と受信経路とを切り替える第４スイッチと、
    前記他方主面に設けられ、前記第４スイッチに接続された入出力端子と、を備え、
    前記第４スイッチは、前記多層基板を構成する複数の層のうちの前記他方主面側の層に設けられる、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  7. 前記フィルタ部は、前記一方主面に設けられ、
    前記スイッチ部は、前記多層基板を構成する複数の層のうちの前記一方主面側の層に設けられる、
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  8. 複数のフィルタを有するフィルタ部と、
    前記フィルタ部に接続され、前記複数のフィルタのうち高周波信号を通過させるフィルタを切り替えるスイッチを有するスイッチ部と、
    前記フィルタ部を通過する高周波信号を増幅する増幅部と、
    前記フィルタ部と前記増幅部との間に接続され、前記増幅部のインピーダンス整合を行う整合部と、
    前記フィルタ部、前記スイッチ部、前記増幅部及び前記整合部が設けられた多層基板と、を備え、
    前記スイッチ部と前記増幅部とは、グランドで仕切られた第１領域と第２領域とを有する１つの半導体チップ部品で形成され、
    前記増幅部は、前記第１領域に設けられ、
    前記スイッチ部は、前記第２領域に設けられ、
    前記整合部は、前記多層基板の一方主面に設けられ、
    前記１つの半導体チップ部品は、前記多層基板の他方主面又は内層に設けられる、
    高周波モジュール。
  9. 前記増幅部と前記整合部との距離は、前記増幅部と前記スイッチ部との距離よりも大きい、
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  10. アンテナ素子で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、
    前記アンテナ素子と前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する請求項１〜９のいずれか１項に記載の高周波モジュールと、を備える、
    通信装置。
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