KR20200141380A - 필터 모듈 - Google Patents

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Abstract

(과제) 감쇠 특성의 조정을 용이하게 행하는 것이 가능한 필터 모듈을 제공한다.
(해결 수단) 모듈 기판에 필터 소자가 실장되어 있다. 필터 소자는 그라운드 단자 및 1쌍의 신호 단자를 갖는다. 모듈 기판은 그라운드 플레인과, 그라운드용 랜드와, 그라운드용 랜드를 그라운드 플레인에 접속하는 인덕턴스 조정 배선을 갖는다. 필터 소자의 그라운드 단자가 모듈 기판의 그라운드용 랜드에 접속되어 있다. 인덕턴스 조정 배선은 모듈 기판의 면내 방향으로 연장되는 면내 연신 부분을 포함하고 있다.

Description

필터 모듈{FILTER MODULE}
본 발명은 필터 모듈에 관한 것이다.
종래, 각종 고주파 필터가 휴대 전화 등의 무선 기기에 이용되고 있다. 고주파 필터는 소망의 주파수대만의 신호를 통과시킴으로써 통과 대역 외의 신호에 의한 고주파 회로로의 영향, 예를 들면 S/N비의 열화 등을 억제하는 기능을 갖는다. 하기의 특허문헌 1에 적층형 고주파 필터가 개시되어 있다. 적층형 고주파 필터는 도체 패턴이 형성된 복수의 유전체층이 적층된 적층 구조를 갖는다.
특허문헌 1에 개시된 적층형 고주파 필터는 필터 기능을 실현하는 회로 기능부와 그라운드 전극을 접속하는 도체(배선)의 기생 인덕턴스를 저감시키기 위해서, 그라운드 임피던스 조정 회로를 구비하고 있다. 그라운드 임피던스 조정 회로를 구비함으로써, 고주파수대에서의 감쇠 특성의 열화를 방지하고 있다. 적층형 고주파 필터를 실장하는 모듈 기판의 그라운드와, 적층형 고주파 필터의 그라운드 전극은 양자 사이에 추가의 기생 인덕턴스가 발생하지 않도록 강고하게 접속된다.
국제공개 제2011/114851호
고주파 필터에는 실사용 시의 주파수 환경이나 타부품의 주파수 특성 등에 따라서 통과 대역 외의 감쇠 특성을 미조정하는 것이 필요하게 된다. 특허문헌 1에 개시된 적층형 고주파 필터에 있어서는 각 도체층의 도체 패턴의 형상이나 크기를 미조정함으로써 감쇠 특성을 미조정할 수 있다. 바꿔 말하면, 필요로 되는 감쇠 특성마다에 도체 패턴의 형상이나 크기를 다르게 한 부품이 필요로 되기 때문에 개발의 코스트나 양산화 시의 코스트가 증대한다.
본 발명의 목적은 감쇠 특성의 조정을 용이하게 행하는 것이 가능한 필터 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일관점에 의하면,
모듈 기판과,
상기 모듈 기판에 실장된 필터 소자를 갖고,
상기 필터 소자는 그라운드 단자 및 1쌍의 신호 단자를 갖고,
상기 모듈 기판은 그라운드 플레인과, 그라운드용 랜드와, 상기 그라운드용 랜드를 상기 그라운드 플레인에 접속하는 인덕턴스 조정 배선을 갖고,
상기 필터 소자의 상기 그라운드 단자가 상기 모듈 기판의 상기 그라운드용 랜드에 접속되어 있고,
상기 인덕턴스 조정 배선은 상기 모듈 기판의 면내 방향으로 연장되는 면내연신 부분을 포함하고 있는 필터 모듈을 제공하는 것이다.
인덕턴스 조정 배선이 갖는 인덕턴스를 조정함으로써, 필터 소자 자체의 감쇠 특성을 변화시키지 않고, 필터 모듈의 감쇠 특성을 조정할 수 있다.
도 1A는 시뮬레이션 대상의 필터 모듈의 블럭도이고, 도 1B, 도 1C 및 도 1D는 시뮬레이션 대상 시료의 제 1 신호용 랜드, 그라운드용 랜드, 제 2 신호용 랜드 및 비아 도체의 평면으로 볼 때에 있어서의 배치를 나타내는 도면이다.
도 2는 통과 계수 S21의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 제 1 실시예에 의한 필터 모듈에 포함되는 필터 소자 및 모듈 기판의 등가 회로도이다.
도 4는 제 1 실시예에 의한 필터 모듈의 블럭도이다.
도 5A는 모듈 기판의 제 1 신호용 랜드, 제 2 신호용 랜드 및 그라운드용 랜드가 배치되어 있는 표면 도체층의 평면도이고, 도 5B는 모듈 기판의 그라운드 플레인이 배치되어 있는 도체층의 평면도이고, 도 5C는 도 5A 및 도 5B의 일점 쇄선 5C-5C에 있어서의 단면도이다.
도 6A 및 도 6B는 필터 소자, 면내 연신 부분, 개구 등의 크기의 관계를 나타내는 도면이고, 도 6C 및 도 6D는 면내 연신 부분의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 7A는 제 2 실시예에 의한 필터 모듈의 모듈 기판의 제 1 신호용 랜드, 제 2 신호용 랜드 및 그라운드용 랜드가 배치되어 있는 표층 도체층의 평면도이고, 도 7B는 모듈 기판의 그라운드 플레인이 배치되어 있는 도체층의 평면도이다.
도 8A 및 도 8B는 각각 비아 도체가 1인 경우 및 2개인 경우의 필터 소자의 입력 포트로부터 로우 노이즈 앰프의 출력 포트까지의 통과 계수 S21의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 제 2 실시예의 변형예에 의한 필터 모듈의 그라운드 플레인이 배치된 도체층의 평면도이다.
도 10은 제 3 실시예에 의한 필터 모듈의 단면도이다.
도 11A 및 도 11B는 각각 제 4 실시예 및 그 변형예에 의한 필터 모듈의 모듈 기판에 형성된 표층 도체층의 평면도이다.
도 12는 제 5 실시예에 의한 필터 모듈의 등가 회로도이다.
본 발명의 실시예에 관하여 설명하기 전에 본원의 발명자들이 행한 필터 특성의 시뮬레이션 결과에 관하여 설명한다.
도 1A는 시뮬레이션 대상의 필터 모듈의 블럭도이다. 모듈 기판(22)에 필터 소자(20) 및 로우 노이즈 앰프(21)가 실장되어 있다. 필터 소자(20)의 입력 단자, 그라운드 단자 및 출력 단자가, 각각 모듈 기판(22)의 제 1 신호용 랜드(23), 그라운드용 랜드(24) 및 제 2 신호용 랜드(25)에 접속되어 있다. 로우 노이즈 앰프(21)의 입력 단자 및 출력 단자가 각각 모듈 기판(22)의 제 3 신호용 랜드(26) 및 제 4 신호용 랜드(27)에 접속되어 있다. 그라운드용 랜드(24)가 비아 도체(28)를 통하여 모듈 기판(22)내의 그라운드 플레인(29)에 접속되어 있다. 제 2 신호용 랜드(25)와 제 3 신호용 랜드(26)가 모듈 기판(22)내의 전송 선로에 의해 서로 접속되어 있다. 제 1 신호용 랜드(23)로부터 제 4 신호용 랜드(27)까지의 통과 계수 S21을 전자계 시뮬레이터를 이용하여 산출했다.
도 1B, 도 1C 및 도 1D는 시뮬레이션 대상의 시료의 제 1 신호용 랜드(23), 그라운드용 랜드(24), 제 2 신호용 랜드(25) 및 비아 도체(28)의 평면으로 볼 때에 있어서의 배치를 나타내는 도면이다. 모든 시료에 있어서, 제 1 신호용 랜드(23), 그라운드용 랜드(24) 및 제 2 신호용 랜드(25)가 이 순서로 1열에 나열되어 있다. 도 1B, 도 1C 및 도 1D에 나타낸 시료에 있어서는 각각 비아 도체(28)가 15개, 2개 및 1개 배치되어 있다.
도 2는 통과 계수 S21의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 가로축은 주파수를 단위 「GHz」로 나타내고, 세로축은 통과 계수 S21을 단위 「dB」로 나타낸다. 도 2의 그래프 중의 파선, 가는 실선 및 굵은 실선은 각각 도 1B, 도 1C 및 도 1D에 나타낸 시료의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 모든 시료에 있어서, 제 5 세대 이동 통신 시스템(5G)의 밴드 n77 상당의 3.3GHz 이상 4.2GHz 이하의 주파수대를 통과 대역으로 하고 있다.
도 1D의 시료에 있어서, 통과 대역보다 고주파측에 2개의 감쇠극 AD1, AD2가 나타나 있고, 도 1C의 시료에 있어서도, 통과 대역보다 고주파측에 2개의 감쇠극 AC1, AC2가 나타나 있다. 도 1B의 시료에 있어서는 통과 대역보다 고주파측에 감쇠극 AB1이 나타나 있다. 도 1B의 시료의 두번째 감쇠극은 주파수 10GHz 이상의 영역에 나타난다.
2개의 감쇠극 중 저주파측의 감쇠극 AD1, AC1, AB1은 비아 도체(28)의 갯수가 작을수록 고주파측에 위치하고 있다. 반대로, 고주파측의 감쇠극 AD2, AC2는 비어 도체(28)의 갯수가 적을수록 저주파측에 위치하고 있다.
비아 도체(28)의 갯수는 그라운드용 랜드(24)(도 1A)와 그라운드 플레인(29)(도 1A) 사이의 기생 인덕턴스에 영향을 미친다. 비아 도체(28)의 갯수가 적을수록 이 기생 인덕턴스가 커진다. 도 2에 나타낸 감쇠 특성의 시료 사이의 상위는 기생 인덕턴스의 상위에서 기인한다. 이것은 그라운드용 랜드(24)와 그라운드 플레인(29) 사이의 기생 인덕턴스를 조정함으로써, 필터 소자(20)를 모듈 기판(22)에 실장한 상태에 있어서의 감쇠 특성의 조정이 가능한 것을 시사하고 있다.
[제 1 실시예]
다음에 도 3부터 도 6B까지의 도면을 참조해서 제 1 실시예에 의한 필터 모듈에 대해서 설명한다.
도 3은 제 1 실시예에 의한 필터 모듈에 포함되는 필터 소자(30) 및 모듈 기판(40)의 등가 회로도이다. 필터 소자(30)는 제 1 신호 단자(31), 제 2 신호 단자(32), 그라운드 단자(33) 및 2개의 병렬 공진 회로(PR1, PR2)를 포함한다. 일방의 병렬 공진 회로(PR1)는 서로 병렬로 접속된 인덕터(L1)와 커패시터(C1)로 구성되고, 타방의 병렬 공진 회로(PR2)는 서로 병렬로 접속된 인덕터(L2)와 커패시터(C2)로 구성된다.
제 1 신호 단자(31)와 병렬 공진 회로(PR1)의 일단이 커패시터(C4)를 통해서 결합하고 있고, 병렬 공진 회로(PR1)의 타단은 그라운드 단자(33)에 접속되어 있다. 제 2 신호 단자(32)와 병렬 공진 회로(PR2)의 일단이 커패시터(C5)를 통해서 결합하고 있고, 병렬 공진 회로(PR2)의 타단은 그라운드 단자(33)에 접속되어 있다. 병렬 공진 회로(PR1)과 (PR2)는 커패시터(C3)를 통해서 결합하고 있다. 또한, 인덕터(L1)와 (L2)가 상호 인덕턴스(M12)로 결합하고 있다. 제 1 신호 단자(31)와 제 2 신호 단자(32)가 커패시터(C6)를 통해서 결합하고 있다.
모듈 기판(40)의 표면에 제 1 신호용 랜드(41), 제 2 신호용 랜드(42) 및 그라운드용 랜드(43)가 설치되어 있다. 모듈 기판(40)은 내부에 그라운드 플레인(44)을 포함하고 있다. 그라운드용 랜드(43)와 그라운드 플레인(44)이 인덕턴스 조정 배선(60)을 통해서 서로 접속되어 있다.
필터 소자(30)의 제 1 신호 단자(31), 제 2 신호 단자(32) 및 그라운드 단자(33)가 각각 모듈 기판(40)의 제 1 신호용 랜드(41), 제 2 신호용 랜드(42) 및 그라운드용 랜드(43)에 접속되어 있다.
도 4는 제 1 실시예에 의한 필터 모듈(50)의 블럭도이다. 제 1 실시예에 의한 필터 모듈(50)은 2개의 안테나 단자(51, 52) 및 2개의 출력 단자(53, 54)를 갖는다. 2개의 안테나 단자(51, 52)가 고주파 스위치(55)를 통해서 2개의 필터 소자(30, 35)에 접속되어 있다. 일방의 필터 소자(30)는 5G의 밴드 n77의 주파수대의 신호를 통과시키는 밴드 패스 필터이고, 타방의 필터 소자(35)는 5G의 밴드 n79의 주파수대의 신호를 통과시키는 밴드 패스 필터이다.
필터 소자(30, 35)를 통과한 신호가 각각 로우 노이즈 앰프(56, 57)에 입력된다. 로우 노이즈 앰프(56, 57)로 증폭된 신호가 고주파 스위치(58)를 통해서 출력 단자(53, 54)로부터 외부로 출력된다.
도 5A는 모듈 기판(40)(도 3)의 제 1 신호용 랜드(41), 제 2 신호용 랜드(42) 및 그라운드용 랜드(43)가 배치되어 있는 표면 도체층의 평면도이다. 도 5B는 모듈 기판(40)(도 3)의 그라운드 플레인(44)이 배치되어 있는 도체층의 평면도이다. 도 5A 및 도 5B에 있어서, 도체 부분에 해칭을 부여하고 있다. 도 5C는 도 5A 및 도 5B의 일점 쇄선(5C-5C)에 있어서의 단면도이다.
평면으로 볼 때에 있어서, 제 1 신호용 랜드(41)와 제 2 신호용 랜드(42) 사이에 그라운드용 랜드(43)가 배치되어 있다. 필터 소자(30)의 제 1 신호 단자(31), 제 2 신호 단자(32), 및 그라운드 단자(33)가 각각 솔더(solder)(70)를 통해서 모듈 기판(40)의 제 1 신호용 랜드(41), 제 2 신호용 랜드(42) 및 그라운드용 랜드(43)에 접속되어 있다.
그라운드 플레인(44)은 모듈 기판(40)의 두께 방향에 관해서 그라운드용 랜드(43)와 다른 위치에 배치되어 있다. 예를 들면, 그라운드용 랜드(43)는 모듈 기판(40)을 구성하는 유전체 부분의 표면에 배치되어 있고, 그라운드 플레인(44)은 유전체 부분의 내부에 배치되어 있다. 그라운드 플레인(44)은 그라운드용 랜드(43)보다 충분히 크고, 필터 소자(30, 35), 로우 노이즈 앰프(56, 57)(도 4) 등으로 이루어지는 고주파 회로의 그라운드로서 기능한다. 그라운드 플레인(44)은 평면으로 볼 때에 있어서 모듈 기판(40)의 거의 전역에 걸쳐서 배치되어 있다. 그라운드 플레인(44)에 원형의 개구(63)가 형성되어 있다. 개구(63)는 평면으로 볼 때에 있어서 그라운드용 랜드(43)에 부분적으로 겹쳐 있다.
인덕턴스 조정 배선(60)이 그라운드용 랜드(43)와 그라운드 플레인(44)을 접속하고 있다. 인덕턴스 조정 배선(60)은 개구(63)의 가장자리로부터 개구(63)의 내부를 향해서 면내 방향으로 연장되는 1개의 면내 연신 부분(62)과, 면내 연신 부분(62)과 그라운드용 랜드(43)를 접속하는 1개의 비아 도체(61)를 포함한다.
다음에 제 1 실시예의 우수한 효과에 관하여 설명한다.
제 1 실시예에서는 모듈 기판(40)의 두께 방향으로 연장되는 비아 도체(61)에 대하여 면내 방향으로 연장되는 면내 연신 부분(62)이 직렬로 접속되어서, 인덕턴스 조정 배선(60)을 구성하고 있다. 이 때문에 비아 도체(61)만으로 인덕턴스 조정 배선(60)을 구성하는 경우에 비하여 인덕턴스 조정 배선(60)이 갖는 인덕턴스를 크게 할 수 있다.
비아 도체(61)의 인덕턴스를 크게 하기 위해서는 그라운드용 랜드(43)와 ㄱ그라운드 플레인(44) 사이에 배치되어 있는 유전체층을 두껍게 함으로써 비아 도체(61)의 길이(H)를 길게 하면 된다. 그런데, 유전체층의 두께는 전송 선로의 특성임피던스 등에 영향을 주기 때문에, 유전체층의 두께를 조정하는 자유도는 낮다. 또한, 유전체층을 두껍게 하면, 모듈 기판(40) 자체의 두께도 증대하기 때문에, 필터 모듈로서의 높이 방향의 제약을 받는다. 이에 대하여 면내 연신 부분(62)의 길이 조정의 자유도는 비아 도체(61)의 길이 조정의 자유도에 비해서 높다. 따라서, 그라운드용 랜드(43)와 그라운드 플레인(44)을 비아 도체(61)만으로 접속하는 경우와 비교하여 인덕턴스 조정 배선(60)에 의한 인덕턴스 조정의 자유도가 높다고 하는 뛰어난 효과가 얻어진다.
도 6A 및 도 6B는 필터 소자(30), 면내 연신 부분(62), 개구(63) 등의 크기의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6B에 나타낸 예의 면내 연신 부분(62)이 도 6A에 나타낸 예의 면내 연신 부분(62)보다 길다. 이 때문에 도 6A에 나타낸 예와, 도 6B에 나타낸 예에서는 인덕턴스 조정 배선(60)이 갖는 인덕턴스가 다르다. 이와 같이, 그라운드 플레인(44)의 패턴을 변경함으로써, 인덕턴스 조정 배선(60)의 인덕턴스를 변화시킬 수 있다. 모듈 기판(40)에 설치되어 있는 그라운드 플레인(44)의 패턴을 변경함으로써, 필터 소자(30)의 변경을 행하지 않고, 감쇠 특성이 다른 여러가지의 필터 모듈을 실현하는 것이 가능하다. 또한, 개구(63)를 크게 하는 것 대신에 또는 개구(63)를 크게 함과 아울러, 면내 연신 부분(62)을 도 6C에 나타내는 바와 같이 미앤더 형상(meander shape)으로 하거나, 도 6D에 나타낸 바와 같이 스파이럴 형상(spiral shape)으로 함으로써, 면내 연신 부분(62)을 길게 하는 구성을 실현시켜도 된다.
[제 2 실시예]
다음에 도 7A부터 도 8B까지의 도면을 참조해서 제 2 실시예에 의한 필터 모듈에 관하여 설명한다. 이하, 제 1 실시예에 의한 필터 모듈(50)과 공통인 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 7A는 제 2 실시예에 의한 필터 모듈의 모듈 기판(40)(도 3)의 제 1 신호용 랜드(41), 제 2 신호용 랜드(42) 및 그라운드용 랜드(43)가 배치되어 있는 표층 도체층의 평면도이다. 도 7B는 모듈 기판(40)(도 3)의 그라운드 플레인(44)이 배치되어 있는 도체층의 평면도이다. 제 1 실시예에서는 인덕턴스 조정 배선(60)이 1개의 비아 도체(61)를 포함하고 있고, 면내 연신 부분(62)이 개구(63)의 가장자리의 1개소에 있어서 그라운드 플레인(44)에 접속되어 있다. 이에 대하여 제 2 실시예에서는 인덕턴스 조정 배선(60)이 2개의 비아 도체(61)를 포함하고 있고, 면내 연신 부분(62)이 개구(63)의 가장자리의 2개소에서 그라운드 플레인(44)에 접속되어 있다. 면내 연신 부분(62)은 개구(63)의 가장자리의 다른 2개소에서 개구(63)의 내부를 향해서 신장되고, 개구(63)의 내부에서 서로 연속하고 있다.
다음에 도 8A 및 도 8B를 참조해서 제 2 실시예의 우수한 효과에 관하여 설명한다. 비어 도체(61)의 길이(H)(도 5C)는 유전체층의 두께에 의존한다. 개체간에서 유전체층의 두께의 불균일을 없애는 것은 곤란하기 때문, 비아 도체(61)의 길이에도 개체간에서 불균일이 발생한다. 제 2 실시예에서는 인덕턴스 조정 배선(60)이 서로 병렬로 접속된 2개의 비어 도체(61)를 포함하고 있기 때문에 비아 도체(61)의 길이의 불균일이 인덕턴스 조정 배선(60)이 갖는 인덕턴스에 주는 영향을 경감할 수 있다. 비아 도체(61)가 1개인 경우와 2개인 경우에서 비어 도체(61)의 길이의 불균일이 통과 계수 S21에 주는 영향을 시뮬레이션에 의해 평가했다.
도 8A 및 도 8B는 각각 비아 도체(61)가 1개인 경우 및 2개인 경우의 필터 소자(30)(도 4)의 입력 포트로부터 로우 노이즈 앰프(56)(도 4)의 출력 포트까지의 통과 계수 S21의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 가로축은 주파수를 단위 「GHz」로 나타내고, 세로축은 통과 계수 S21를 단위 「dB」로 나타낸다. 도 8A 및 도 8B에 나타낸 그래프에 있어서, 굵은 실선, 파선 및 가는 실선은 각각 비아 도체(61)의 길이(H)가 20㎛, 25㎛ 및 30㎛일 때의 통과 계수 S21를 나타낸다.
도 8A, 도 8B의 모든 경우, 5G의 밴드 n77용의 밴드 패스 필터이다. 비아 도체(61)의 길이가 25㎛일 때, 도 8A, 도 8B 모두에 있어서 통과 대역보다 높은 6GHz 이상 7GHz 이하의 범위의 근방에 2개의 감쇠극 AL, AH가 나타나고 있다. 비아 도체(61)의 길이(H)가 20㎛까지 짧아지면, 고주파측의 감쇠극 AH가 고주파측으로 시프트하고, 저주파측의 감쇠극 AL이 저주파측으로 시프트한다. 저주파측의 감쇠극 AL의 시프트량은 도 8A, 도 8B의 경우에서 거의 같지만, 고주파측의 감쇠극 AH의 시프트량은 도 8A의 경우에 약 850MHz이고, 도 8B의 경우에는 약 650MHz이다. 이와 같이, 비아 도체(61)의 갯수를 늘리면, 비아 도체(61)의 길이(H)가 변동한 경우의 감쇠극 AH의 시프트량이 작아진다.
비아 도체(61)의 길이(H)가 25㎛에서 30㎛로 길어지면, 도 8A, 도 8B 모두에 있어서 2개의 감쇠극 AL, AH가 1개로 합쳐지고, 6GHz의 근방에 있어서 통과 계수 S21가 커지고 있다. 6GHz의 근방에 있어서의 도 8B의 경우의 통과 계수 S21의 상승폭은 도 8A의 경우의 통과 계수 S21의 상승폭보다 작다. 이와 같이, 비아 도체(61)의 갯수를 늘리면, 비아 도체(61)의 길이(H)가 변동한 경우의 통과 계수 S21의 변동폭이 작아진다.
도 8A 및 도 8B에 나타낸 시뮬레이션에 의해, 비아 도체(61)의 길이(H)의 불균일이 필터 모듈의 통과 계수 S21에 주는 영향을 경감할 수 있는 것이 확인되었다.
다음에 도 9를 참조해서 제 2 실시예의 변형예에 관하여 설명한다.
도 9는 제 2 실시예의 변형예에 의한 필터 모듈의 그라운드 플레인(44)이 배치된 도체층의 평면도이다. 제 2 실시예(도 7B)에서는 인덕턴스 조정 배선(60)의 면내 연신 부분(62)이 개구(63)의 가장자리의 2개소에 있어서 그라운드 플레인(44)에 접속되어 있지만, 도 9에 나타낸 변형예에서는 면내 연신 부분(62)이 개구(63)의 가장자리의 3개소에 있어서 그라운드 플레인(44)에 접속되어 있다. 이와 같이, 면내 연신 부분(62)과 그라운드 플레인(44)의 접속 개소를 3개소로 하여도 되고, 4개소로 하여도 된다.
또한, 제 2 실시예(도7A, 도 7B) 및 변형예(도 9 )에서는 비아 도체(61)를 2개 배치하고 있지만, 비아 도체(61)를 3개 이상 배치해도 된다. 또한, 개구(63)의 형상을 원형으로 하고 있지만, 원형 이외의 형상, 예를 들면 레이스 트랙 형상이나 타원 형상 등으로 하여도 된다.
[제 3 실시예]
다음에 도 10을 참조해서 제 3 실시예에 의한 필터 모듈에 관하여 설명한다. 이하, 제 1 실시예에 의한 필터 모듈과 공통인 구성에 관해서는 설명을 생략한다.
도 10은 제 3 실시예에 의한 필터 모듈의 단면도이다. 제 1 실시예(도 5C)에서는 인덕턴스 조정 배선(60)이 필터 소자(30)가 실장되어 있는 실장면으로부터 깊이 방향을 향해서 1층째의 도체층에 배치된 그라운드 플레인(44)에 접속되어 있다. 이에 대하여 제 3 실시예에서는 인덕턴스 조정 배선(60)이 3층째의 도체층에 배치된 그라운드 플레인(44)에 접속되어 있다. 예를 들면, 1층째의 도체층에는 다른 그라운드 플레인(45)이 배치되어 있고, 2층째의 도체층에는 전송 선로(46)가 배치되어 있다. 비아 도체(61)는 그라운드용 랜드(43)로부터, 1층째의 그라운드 플레인(45)에 설치된 개구를 통해서 3층째의 그라운드 플레인(44)에 도달하고 있다.
다음에, 제 3 실시예의 우수한 효과에 관하여 설명한다. 제 3 실시예에서는 제 1 실시예의 경우와 비교해서 비아 도체(61)가 길어진다. 그 결과, 인덕턴스 조정 배선(60)이 갖는 인덕턴스가 커진다. 인덕턴스 조정 배선(60)의 인덕턴스를 크게 하고 싶은 경우에 제 3 실시예의 구조가 유효하다.
[제 4 실시예]
다음에, 도 11A를 참조해서 제 4 실시예에 의한 필터 모듈에 관하여 설명한다. 이하, 제 1 실시예에 의한 필터 모듈과 공통인 구성에 관해서는 설명을 생략한다.
도 11A는 제 4 실시예에 의한 필터 모듈의 모듈 기판(40)(도 3)에 형성된 표층 도체층의 평면도이다. 제 1 실시예에서는 인덕턴스 조정 배선(60)이 접속되어 있는 그라운드 플레인(44)(도 5 C)이 1층째의 도체층에 배치되어 있지만, 제 4 실시예에서는 인덕턴스 조정 배선(60)이 표층 도체층에 배치된 그라운드 플레인(44)에 접속되어 있다. 이 때문에 인덕턴스 조정 배선(60)은 다른 도체층 사이를 접속하는 비아 도체를 포함하지 않고, 표층 도체층에 배치된 면내 연신 부분(62)만을 포함하고 있다. 그라운드용 랜드(43)에는 그라운드 플레인(44)에 접속하기 위한 비아 도체가 접속되어 있지 않다.
다음에 제 4 실시예의 우수한 효과에 관하여 설명한다.
모듈 기판(40)의 표층 도체층에 그라운드 플레인(44)이 배치되어 있는 경우에는 제 4 실시예에 의한 구조를 채용할 수 있다. 제 4 실시예의 경우에 있어서도, 면내 연신 부분(62)의 길이를 조정함으로써, 인덕턴스 조정 배선(60)의 인덕턴스를 조정할 수 있다.
다음에 도 11B를 참조해서 제 4 실시예의 변형예에 관하여 설명한다.
도 11B는 제 4 실시예의 변형예에 의한 필터 모듈의 모듈 기판(40)(도 3)에 형성된 표층 도체층의 평면도이다. 본 변형예에서는 표층 도체층에 형성된 그라운드 플레인(44)에 가장자리로부터 내부를 향하는 노치부(47)가 설치되어 있다. 인덕턴스 조정 배선(60)은 노치부(47)의 최심부(deepest portion)의 가장자리에 접속되어 있다.
도 11B에 나타낸 변형예에서는 그라운드용 랜드(43)와 그라운드 플레인(44)의 간격에 의존하지 않고, 노치부(47)의 깊이를 조정함으로써, 인덕턴스 조정 배선(60)의 길이를 조정할 수 있다. 또한, 인덕턴스 조정 배선(60)의 인덕턴스값을 크게 하기 위해서, 인덕턴스 조정 배선(60)을 미앤더 형상이나 스파이럴 형상이어도 된다.
[제 5 실시예]
다음에, 도 12를 참조해서 제 5 실시예에 의한 필터 모듈에 관하여 설명한다. 이하, 제 1 실시예에 의한 필터 모듈과 공통인 구성에 관해서는 설명을 생략한다.
도 12는 제 5 실시예에 의한 필터 모듈의 등가 회로도이다. 모듈 기판(40)의 구성은 제 1 실시예에 의한 모듈 기판(40)의 구성과 동일하다. 필터 소자(30)는 1단째부터 4단째까지의 4개의 병렬 공진 회로(PR1, PR2, PR3, PR4)를 포함한다. 1단째의 병렬 공진 회로(PR1)는 병렬 접속된 인덕터(L1)와 커패시터(C1)를 포함한다. 2단째의 병렬 공진 회로(PR2)는 병렬 접속된 인덕터(L2)와 커패시터(C2)를 포함한다. 3단째의 병렬 공진 회로(PR3)는 병렬 접속된 인덕터(L3)와 커패시터(C3)를 포함한다. 4단째 병렬 공진 회로(PR4)는 병렬 접속된 인덕터(L4)와 커패시터(C4)를 포함한다. 필터 소자(30)는 예를 들면, 5G의 밴드 n77용의 밴드 패스 필터이다.
4개의 병렬 공진 회로(PR1, PR2, PR3, PR4)의 각각의 일방의 단자(이하, 그라운드측의 단자라고 한다.)가 공통의 인덕터(Lg)를 통해서 그라운드 단자(33)에 접속되어 있다. 병렬 공진 회로(PR1, PR2, PR3, PR4)의 각각의 그라운드측의 단자와는 반대측의 단자를, 신호측의 단자라고 한다.
1단째의 병렬 공진 회로(PR1)의 신호측의 단자가 제 1 신호 단자(31)에 접속되어 있다. 1단째의 병렬 공진 회로(PR1)의 신호측의 단자와 2단째의 병렬 공진 회로(PR2)의 신호측의 단자 사이에 커패시터(C12)가 접속되어 있다. 4단째의 병렬 공진 회로(PR4)의 신호측의 단자가 제 2 신호 단자(32)에 접속되어 있다. 3단째의 병렬 공진 회로(PR3)의 신호측의 단자와 4단째의 병렬 공진 회로(PR4)의 신호측의 단자 사이에 커패시터(C34)가 접속되어 있다. 제 1 신호 단자(31)와 제 2 신호 단자(32) 사이에 커패시터(C14)가 접속되어 있다. 4개의 병렬 공진 회로(PR1, PR2, PR3, PR4)의 인덕터(L1, L2, L3, L4)는 서로 유도 결합하고 있다. 인덕터(Lg)에 대하여, 모듈 기판(40)측의 인덕턴스 조정 배선(60)이 직렬로 삽입된다.
다음에 제 5 실시예의 우수한 효과에 관하여 설명한다.
제 5 실시예에서는 모듈 기판(40)측의 인덕턴스 조정 배선(60)의 인덕턴스를 조정함으로써, 병렬 공진 회로(PR1, PR2, PR3, PR4)의 그라운드측의 단자와 모듈 기판(40)의 그라운드 플레인(44) 사이에 삽입되는 인덕턴스를 조정할 수 있다. 그 결과, 제 1 실시예의 경우와 동일하게, 필터 소자(30)의 설계 변경을 행하지 않고, 제 1 신호 단자(31)로부터 제 2 신호 단자(32)까지의 통과 계수 S21의 감쇠 특성을 조정할 수 있다.
다음에 제 5 실시예의 변형예에 관하여 설명한다.
모듈 기판(40)에 실장되는 필터 소자(30)로서, 도 3에 나타낸 제 1 실시예에 의한 필터 회로, 도 12에 나타낸 제 5 실시예에 의한 필터 회로 이외의 필터 회로를 갖는 것을 사용해도 된다. 이 경우에도, 모듈 기판(40)측의 인덕턴스 조정 배선(60)의 인덕턴스를 조정함으로써, 필터 소자(30)의 감쇠 특성을 조정하는 것이 가능하다.
상술의 각 실시예는 예시이며, 다른 실시예에서 나타낸 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것은 말할 필요도 없다. 복수의 실시예의 동일한 구성에 의한 같은 작용 효과에 관해서는 실시예마다에는 축차 언급하지 않는다. 또한, 본 발명은 상술의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 여러가지의 변경, 개량, 조합 등이 가능한 것은 당업자에게 자명하다.
20 필터 소자
21 로우 노이즈 앰프
22 모듈 기판
23 제 1 신호용 랜드
24 그라운드용 랜드
25 제 2 신호용 랜드
26 제 3 신호용 랜드
27 제 4 신호용 랜드
28 비아 도체
29 그라운드 플레인
30 필터 소자
31 제 1 신호 단자
32 제 2 신호 단자
33 그라운드 단자
35 필터 소자
40 모듈 기판
41 제 1 신호용 랜드
42 제 2 신호용 랜드
43 그라운드용 랜드
44, 45 그라운드 플레인
46 전송 선로
47 노치부
50 필터 모듈
51, 52 안테나 단자
53, 54 출력 단자
55 고주파 스위치
56, 57 로우 노이즈 앰프
58 고주파 스위치
60 인덕턴스 조정 배선
61 비아 도체
62 면내 연신 부분
63 개구
70 솔더

Claims (6)

  1. 모듈 기판과,
    상기 모듈 기판에 실장된 필터 소자를 갖고,
    상기 필터 소자는 그라운드 단자 및 1쌍의 신호 단자를 갖고,
    상기 모듈 기판은 그라운드 플레인과, 그라운드용 랜드와, 상기 그라운드용 랜드를 상기 그라운드 플레인에 접속하는 인덕턴스 조정 배선을 갖고,
    상기 필터 소자의 상기 그라운드 단자가 상기 모듈 기판의 상기 그라운드용 랜드에 접속되어 있고,
    상기 인덕턴스 조정 배선은 상기 모듈 기판의 면내 방향으로 연장되는 면내 연신 부분을 포함하고 있는 필터 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그라운드용 랜드와 상기 그라운드 플레인은 상기 모듈 기판의 두께 방향에 관해서 다른 위치에 배치되어 있고, 상기 그라운드 플레인에 개구가 형성되어 있고,
    상기 개구는 평면으로 볼 때에 있어서 상기 그라운드용 랜드와 적어도 부분적으로 겹치는 위치에 배치되어 있고,
    상기 인덕턴스 조정 배선은 상기 면내 연신 부분과 상기 그라운드용 랜드를 접속하는 적어도 1개의 비아 도체를 더 포함하는 필터 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 1개의 비아 도체는 복수개의 비아 도체를 포함하는 필터 모듈.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 면내 연신 부분은 상기 개구의 가장자리의 다른 복수의 개소로부터 상기 개구의 내부를 향해서 연장되어 있는 필터 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 그라운드용 랜드와 상기 그라운드 플레인이 동일한 도체층내에 배치되어 있고, 상기 인덕턴스 조정 배선은 상기 그라운드용 랜드 및 상기 그라운드 플레인과 동일한 도체층내에 있어서 양자를 접속하고 있는 필터 모듈.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 면내 연신 부분은 평면으로 볼 때에 있어서 미앤더 형상 또는 스파이럴 형상을 갖는 필터 모듈.
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