CN103490793B - 高频电路模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够防止发送信号绕入接收电路中且安装密度高的高频电路模块。在电路基板200上安装第1频带的第1双工器110，将构成第2频带的第2双工器120的第2发送滤波器122和第2接收滤波器124埋设于电路基板200内。第2发送滤波器122和第2接收滤波器124埋设于电路基板内且为至少一部分与将第1双工器110在电路基板的厚度方向上投影而形成的投影区域重叠的位置。第1频带与第2频带分离规定频率以上。

Description

高频电路模块

技术领域

本发明涉及在电路基板上安装有高频电路的高频电路模块，特别是涉及过滤从发送电路输出的高频信号的发送滤波器和过滤被输入到接收电路中的高频信号的接收滤波器的安装构造。

背景技术

近几年，以被称为智能手机的多功能移动电话为代表，实现了移动电话的多功能化和小型化。在这种移动电话中，在电路基板上安装有发送接收高频信号所需的各种部件的高频电路模块被搭载于主板上（例如，参照专利文献1）。专利文献1所述的高频电路模块在电路基板上搭载有功率放大用IC、发送滤波器、接收滤波器等。另外，在电路基板内埋设有构成匹配电路等的电容器等无源部件。专利文献1所述的高频电路模块包括：具有便携式800MHz频带和PCS（PersonalCommunication Services，个人通信服务）方式1.9GHz频带的两个发送接收系统；和为了利用基于GPS（Global Positioning System，全球定位系统）的定位功能而具有GPS的接收频带1.5GHz频带的一个接收系统。

专利文献1：日本特开2005－277939号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1中记载的是，如前所述包括两个频带的发送接收系统，但最近几年，要求其能适用于更加多种多样的频带和更加小型化。但是，在专利文献1所述的结构中，难以高密度地安装多个频带的发送接收系统。特别是，存在发送滤波器和接收滤波器不仅封装面积较大，发送信号也容易绕入接收电路中这样的问题。后者的问题是，在第1发送接收系统中被发送的高频信号通过第2发送接收系统进入接收电路中的现象。该现象是因多个发送接收系统的频带的一部分重叠或者接近而产生的现象。更具体地讲，认为是有第1发送接收系统的频带的发送用频带、与第2发送接收系统的频带的接收用频带重叠的情况。并且，第1发送接收系统的双工器与第2发送接收系统的双工器相邻地安装于电路基板上。在此情况下，使用第1发送接收系统进行通信时，其发送信号直接与第2发送接收系统的双工器的接收滤波器电磁耦合，或者与天线配线电磁耦合而流入第2发送接收系统的双工器的接收滤波器中，通过该接收滤波器流入接收电路中。在近几年的安装中，第1发送接收系统与第2发送接收系统的接收电路大多通过共通的集成电路来实现。因此，在集成电路的附近，发生通过第2发送接收系统的双工器的接收滤波器并流经接收配线的发送信号与第1发送接收系统的配线电磁耦合，从而流入集成电路的第1发送接收系统的接收电路中的现象。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够防止发送信号绕入接收电路中且安装密度高的高频电路模块。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明的高频电路模块的特征在于，包括：安装有高频信号的发送电路和接收电路的电路基板；在第1频带中过滤从发送电路输出的信号的第1发送滤波器和过滤被输入到接收电路中的信号的第1接收滤波器；和在第2频带中过滤从发送电路输出的信号的第2发送滤波器和过滤被输入到接收电路中的信号的第2接收滤波器，第1频带与第2频带相隔规定频率以上，第1发送滤波器和第1接收滤波器安装在电路基板上，第2发送滤波器和第2接收滤波器埋设于电路基板内、且为至少一部分与将第1发送滤波器和第1接收滤波器在电路基板的厚度方向上投影而形成的投影区域重叠的位置。

在本发明中，第1发送滤波器和第1接收滤波器封装于电路基板上。另一方面，第2发送滤波器和第2接收滤波器封装于电路基板内。另外，第2发送滤波器和第2接收滤波器埋设于至少一部分与将第1发送滤波器和第1接收滤波器在电路基板的厚度方向上投影而形成的投影区域重叠的位置。即，第1发送滤波器与第1接收滤波器、和第2发送滤波器与第2接收滤波器位于距离较近的位置。在本发明中，使第1频带与第2频带相隔规定频率以上，由此来防止通过第1发送滤波器的发送信号与第2接收滤波器电磁耦合。同样，防止通过第2发送滤波器的发送信号与第1接收滤波器电磁耦合。由此，同时实现了封装密度提高、和防止发送信号绕入接收电路中。

作为本发明的优选的实施方式的一例，列举以下的例子：电路基板包括在第1发送滤波器和第1接收滤波器、与第2发送滤波器和第2接收滤波器之间形成的接地导体层。利用该接地导体层，能够更加有效地防止发送信号的绕入。

另外，作为本发明的典型的方式，列举以下的例子：第1发送滤波器与第1接收滤波器构成第1分波电路，第2发送滤波器与第2接收滤波器构成第2分波电路。在此情况下，第1分波电路安装在一个封装体中，且将该封装体安装在电路基板上。另一方面，如果第2发送滤波器与第2接收滤波器分别单独地埋设于电路基板内，则从发送与接收的绝缘（隔绝）的观点和提高封装密度的方面来看优选。此外，分波电路是，在FDD（Frequency Division Duplex，频分双工）方式的无线通信技术中，为了用共通的天线进行发送与接收而将发送信号与接收信号电分离的电路，也被称作“天线共用电路”。此外，电分离两个频带的分波器一般称作双工器。

作为本发明的其他优选的一例方式，列举以下的例子：具备在第3频带中过滤从发送电路输出的信号的第3发送滤波器和过滤被输入到接收电路中的信号的第3接收滤波器，第1频带和第3频带一部分重叠或者接近，第3发送滤波器和第3接收滤波器在电路基板上被安装在距第1发送滤波器和第1接收滤波器规定距离以上的位置。

另外，作为本发明的其他优选的一例方式，列举以下的例子：具备在第4频带中过滤从发送电路输出的信号的第4发送滤波器和过滤被输入到接收电路中的信号的第4接收滤波器，第2频带与第4频带一部分重叠或者接近，第4发送滤波器和第4接收滤波器埋设于电路基板内且距第2发送滤波器和第2接收滤波器规定距离以上的位置。

发明效果

如以上所说明的那样，根据本发明，将第1频带的第1发送滤波器和第1接收滤波器安装在电路基板上，将第2频带的第2发送滤波器和第2接收滤波器埋设于电路基板内，所以，安装效率提高。而且，使第1频带与第2频带分离规定频率以上，所以，防止发送信号绕入接收电路中。

附图说明

图1是高频电路模块的概略电路图。

图2是高频电路模块的俯视图。

图3是高频电路模块的截面图。

具体实施方式

参照附图对本发明的第一实施方式的高频电路模块进行说明。图1表示高频电路模块的概略电路图。此外，在本实施方式中，为了简化说明，主要对本发明主旨的结构进行说明。

本实施方式的高频电路模块100用于与四个频带对应的移动电话中。如图1所示，高频电路模块100包括：高频开关101；第一～第四双工器110、120、130、140；发送用的高频功率放大器151～154；和RFIC（Radio Frequency Integrated Circuit：射频集成电路）160。此外，在实际的电路结构中，在每个频带中都配备匹配电路和发送信号用的带通滤波器等，但为了简化说明，在本实施方式中将其省略。

高频开关101对第一～第四双工器110～140与一个外部天线10的连接进行切换。

各个双工器110～140分别包括发送滤波器112、122、132、142与接收滤波器114、124、134、144。作为发送滤波器112、122、132、142和接收滤波器114、124、134、144，能够使用表面声波（SAW：Surface Acoustic Wave）滤波器和体声波（BAW：Bulk Acoustic Wave）滤波器等各种滤波器。在本实施方式中，使用了SAW滤波器。发送滤波器112、122、132、142通过高频功率放大器151～154与RFIC160的发送端口连接。接收滤波器114、124、134、144与RFIC160的接收端口连接。

RFIC160进行高频信号的调制解调处理和复用化处理等。与第1和第3双工器110、130连接的RFIC160的接收端口相邻。另外，与第2和第4双工器120、140连接的RFIC160的接收端口相邻。

如前所述，本实施方式的高频电路模块100与四个频带对应，双工器110～140进行滤波仅使各个频带的高频信号通过。

具体而言，第1双工器110与2100MHz频带的W－CDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）或者LTE（Long Term Evolution，长期演进）对应。

因此，第1发送滤波器112是1920～1980MHz的带通滤波器，第1接收滤波器114是2110～2170MHz的带通滤波器。

第2双工器120与900MHz频带的W－CDMA或者LTE对应。因此，第2发送滤波器122是880～915MHz的带通滤波器，第2接收滤波器124是925～960MHz的带通滤波器。

第3双工器130与1900MHz频带的W－CDMA或者LTE对应。因此，第3发送滤波器132是1850～1910MHz的带通滤波器，第3接收滤波器134是1930～1990MHz的带通滤波器。第1双工器110的发送频带与第3双工器130的接收频带一部分重叠。

第4双工器140与850MHz频带的W－CDMA或者LTE对应。因此，第4发送滤波器142是824～849MHz的带通滤波器，第4接收滤波器144是869～894MHz的带通滤波器。第4双工器140的接收频带与第2双工器120的发送频带一部分重叠。

下面，参照图2和图3，对高频电路模块100的构造进行说明。图2是高频电路模块的俯视图，图3是图2中的A线向视方向截面图。

高频电路模块100如图2和图3所示，在电路基板200的上面表面安装有RFIC160、第1双工器110和第3双工器130。此处，第1双工器110为第1发送滤波器112与第1接收滤波器114被收纳在表面安装用的一个封装体中的部件。第3双工器130也同样。另一方面，第2双工器120与第4双工器140埋设于电路基板200内。此处，第2双工器120与第4双工器140其构成要素的一部分（发送滤波器、接收滤波器等）采用分别单独地埋设于电路基板200内的方式。即，要注意以下这一点：第2双工器120和第4双工器140，与第1双工器110和第3双工器130不同，未被收纳在封装体中。

电路基板200是交替地层叠绝缘体层与导体层而成的多层基板。电路基板200如图3所示包括：作为导电性良好且较厚的金属制的导体层的芯层210；形成于该芯层210的一个主面（上表面）的多个绝缘体层221和导体层222；和形成于芯层210的另一个主面（下表面）的多个绝缘体层231和导体层232。绝缘体层221、231和导体层222、232采用积层（build-up）工艺形成于芯层210的两个主面。此处，位于芯层210与电路基板200的一个主面（上表面）之间的导体层222中的两个层、和位于芯层210与电路基板200的另一个主面（下表面）之间的导体层232中的一个层成为被赋予基准电位（接地）的接地导体层225、226、235。接地导体层225、235是距芯层210最近的导体层222、232，分别经由导通导体（via-conductor）241与芯层210连接。因此，芯层210也能够作为接地导体发挥功能。另外，导体层222设置于两个接地层225、226之间，能够使形成于该导体层222上的配线作为带状线（Stripline）发挥功能。在电路基板200的一个主面（上表面）形成有零件安装用的导电性的衬底201和配线202。另外，在电路基板200的另一个主面（下表面）形成用于与母基板连接的端子电极205。在衬底201焊接有RFIC160、高频功率放大器151～154、第1双工器110和第3双工器130。

在芯层210形成有零件收纳用的贯通孔211。在该贯通孔211中配置有构成第2双工器120的第2发送滤波器122和第2接收滤波器124。因此，优选芯层210的厚度比内置的零件的高度大。在本实施方式中，采用金属板、更详细地讲采用铜质或者铜合金制的金属板形成芯层210。在贯通孔211内且为与收纳零件的间隙中填充有树脂等绝缘体，与绝缘体层221或231形成一体。在第2发送滤波器122和第2接收滤波器124的上表面形成有端子电极122a、124a。端子电极122a、124a通过通道导体242与配线用的导体层222或接地导体层225连接。对于第4双工器140，也与第2双工器120同样地埋设于电路基板200内。

本发明的一个特征点在于，（a）一部分双工器埋设于电路基板200内；（b）所埋设的双工器与安装于电路基板200的一个主面（上表面）上的双工器的投影区域的一部分重叠；（c）所埋设的双工器，与被安装在电路基板200的一个主面（上表面）的双工器的频带偏离规定的频率以上。详细来讲，前述（c）是指，（c1）电路基板上的双工器的发送滤波器的频带与电路基板内的双工器的接收滤波器的频带偏离规定的频率以上；和（c2）电路基板上的双工器的接收滤波器的频带与电路基板内的双工器的发送滤波器的频带偏离规定的频率以上。此处，“偏离规定的频率以上”是指，隔开足以防止通过其中一个发送滤波器的发送信号与另一个接收滤波器电磁耦合而流入RFIC160中的程度的、即足以确保电绝缘（isolation）程度的频带间的间隔。例如，按照频率的高低将在高频电路模块100中对应的频带大体分为两组，将所埋设的双工器用于属于与安装于电路基板200的一个主面（上表面）上的双工器的频带不同组的频带。作为分组方法，将特定的频率（例如1GHz）以上作为高频带组，将不足的作为低频带组。由此，能够至少隔开组间的频率以上的间隔。

另外，本发明的一个特征点在于，（d）在安装于电路基板200上的双工器与埋设于电路基板200内的双工器之间形成有接地导体层。

另外，本发明的一个特征点在于，（e）安装于电路基板200上或电路基板内的多个双工器彼此相隔规定的距离以上。此处所说的“相隔规定的距离以上”是指，按照即使通过一个发送滤波器的发送信号与另一个接收滤波器电磁耦合，也能足以确保RFIC160的期望的接收性能的程度、即足以确保电绝缘的程度，来设置两者间的空间。

另外，本发明的一个特征点在于，（f）在多个双工器能够同时期使用的情况下，将其中一个双工器安装在电路基板200的一个主面（上表面），将另一个双工器埋设于电路基板200内。此外，如果使所埋设的双工器与安装于电路基板200的一个主面（上表面）的双工器的投影区域不重叠，从电绝缘和散热的观点来看，则更加适合。

对本实施方式的高频电路模块100的前述特征点进行说明。在本实施方式中，如图2和图3所示，第2双工器120的发送滤波器122和接收滤波器124被埋设在与第1双工器110投影区域重叠的位置。另外，第4双工器140的发送滤波器142和接收滤波器144被埋设在与第3双工器130投影区域重叠的位置。而且，第1双工器110与第3双工器130是彼此互不干涉程度的距离D1。此处，安装在电路基板200上的双工器（第1双工器110或第3双工器130）与埋设于电路基板200内的双工器（第2双工器120或者第4双工器140）有可能被同时期使用。

根据这种高频电路模块100，由于一部分双工器120、140埋设于电路基板200中，所以安装密度提高。另外，所埋设的双工器120、140与电路基板200上的双工器投影区域重叠，所以安装密度良好且能够缩短与双工器连接的各种配线长度，由此，高频特性良好。

而且，根据本实施方式的高频电路模块100，在安装于电路基板200上的双工器110、130与埋设于电路基板200内的双工器120、140中通过频带充分分离，所以发送信号不会绕入接收电路中。即，电绝缘良好。而且，在安装于电路基板200上的双工器110、130与埋设于电路基板200内的双工器120、140之间形成有接地导体层225、226，所以电绝缘更好。此外，封装于电路基板200上的双工器110、130相隔规定的距离以上来安装，所以，即使两者的频带的一部分重叠或者接近，电绝缘也良好。

另外，在图1等中将其省略，但一般情况下，大多在各个双工器的附近安装有匹配电路。关于该匹配电路，为了使安装后的调整容易，将构成部件安装在电路基板上。在本实施方式中，双工器120、140埋设于电路基板200内，但与该双工器120、140连接的匹配电路的构成部件安装于电路基板200上且在双工器120、140的附近。即，第1双工器110的匹配电路与第2双工器120的匹配电路被邻近地安装。对于第3和第4双工器130、140也同样。在本实施方式中，在第1和第3双工器110、130、第2和第4双工器120、140中，通过频带充分分离，而且存在接地导体层225、226，由此能够防止因匹配电路的干扰。而且，第1双工器110与第3双工器130两者的频带的一部分重叠或者接近，因此，各个匹配电路按照相距互不干扰的程度的距离，或者耦合变小的方式配置。同样，由于第2双工器120与第4双工器140两者的频带的一部分重叠或者接近，因此，各个匹配电路按照相距互不干扰的程度的距离，或者耦合变小的方式配置。由此能够防止介于匹配电路的干扰。

此外，根据本实施方式的高频电路模块100，对于有可能同时期使用的双工器110、130和双工器120、140，其中一个安装于电路基板200上另一个埋设于电路基板200内，所以，双工器产生的热量特别是在发送滤波器中产生的热量不集中，能够使热量通过不同的路径散热。由此能够防止热引起的特性劣化。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，在上述实施方式中，作为芯层210的材质举例表示了铜或者铜合金，但其他的金属或者合金、树脂等材质均可。另外，芯层210有无导电性均可。此外，在上述实施方式中，作为电路基板200举例表示了配备较厚的芯层210的基板，也可以是没有芯层210的多层电路基板。另外，在上述实施方式中，在电路基板200的上面各种零件以被封装的状态露出，但也可以按照覆盖电路基板200的上面的整个表面或者一部分的方式安装外壳或者用树脂等密封。

另外，在上述实施方式中，在电路基板200上安装有被收纳在封装体中的双工器110、130，但是也可以将构成双工器的发送滤波器、接收滤波器单独地安装在电路基板200上。此外，在上述实施方式中，在电路基板200将构成双工器的发送滤波器、接收滤波器分别作为单独的部件埋设，但也可以埋设被收纳在封装体中的双工器。此外，在上述实施方式中，在形成于芯层210的贯通孔211中将发送滤波器、接收滤波器分别各配置有一个，但是，也可以在一个贯通孔211中配置多个滤波器。

另外，在上述实施方式中所说明的频带仅是一个例子，即使是其他的频带也能实施本发明。另外，在上述实施方式中，作为分波器（天线共用器）的例子列举了双工器，但即使是三工器等具有三个以上的通过频带的分波器，也能实施本发明。

符号说明

10…天线、100…高频电路模块、110、120、130、140…双工器、112、122、132、142…发送滤波器、114、124、134、144…接收滤波器、160…RFIC、200…电路基板、210…芯层、211…贯通孔、225、226、235…接地导体层。

Claims (13)

1.一种高频电路模块，其特征在于，包括：

安装有高频信号的发送电路和接收电路的电路基板；

在第1频带中过滤从发送电路输出的信号的第1发送滤波器和过滤被输入到接收电路中的信号的第1接收滤波器；和

在第2频带中过滤从发送电路输出的信号的第2发送滤波器和过滤被输入到接收电路中的信号的第2接收滤波器，

第1频带与第2频带相隔能够防止通过第1发送滤波器的发送信号与第2接收滤波器电磁耦合和通过第2发送滤波器的发送信号与第1接收滤波器电磁耦合的频率以上，

第1发送滤波器和第1接收滤波器安装在电路基板上，

第2发送滤波器和第2接收滤波器埋设于电路基板内、且为至少一部分与将第1发送滤波器和第1接收滤波器在电路基板的厚度方向上投影而形成的投影区域重叠的位置，

所述第2发送滤波器和第2接收滤波器分别由弹性波(AcousticWave)滤波器构成。

2.如权利要求1所述的高频电路模块，其特征在于：

所述电路基板包括在第1发送滤波器和第1接收滤波器、与第2发送滤波器和第2接收滤波器之间形成的接地导体层。

3.如权利要求1或2所述的高频电路模块，其特征在于：

第1发送滤波器与第1接收滤波器构成第1分波电路，

第2发送滤波器与第2接收滤波器构成第2分波电路。

4.如权利要求3所述的高频电路模块，其特征在于：

第1分波电路被安装在一个封装体中且该封装体被封装在电路基板上，第2发送滤波器与第2接收滤波器分别独立地埋设于电路基板内。

5.如权利要求1或2所述的高频电路模块，其特征在于：

具备在第3频带中过滤从发送电路输出的信号的第3发送滤波器和过滤被输入到接收电路中的信号的第3接收滤波器，

第1频带和第3频带一部分重叠或者接近至第1发送滤波器的发送信号能够进入第3接收滤波器或第3发送滤波器的发送信号能够进入第1接收滤波器的程度，

第3发送滤波器和第3接收滤波器在电路基板上被安装在距第1发送滤波器和第1接收滤波器规定距离以上的位置。

6.如权利要求5所述的高频电路模块，其特征在于：

第3发送滤波器与第3接收滤波器构成第3分波电路。

7.如权利要求6所述的高频电路模块，其特征在于：

第3分波电路被安装在一个封装体中且该封装体被安装在电路基板上。

8.如权利要求1或2所述的高频电路模块，其特征在于：

具备在第4频带中过滤从发送电路输出的信号的第4发送滤波器和过滤被输入到接收电路中的信号的第4接收滤波器，

第2频带与第4频带一部分重叠或者接近至第2发送滤波器的发送信号能够进入第4接收滤波器或第4发送滤波器的发送信号能够进入第2接收滤波器的程度，

第4发送滤波器和第4接收滤波器埋设于电路基板内且距第2发送滤波器和第2接收滤波器规定距离以上的位置，

所述第4发送滤波器和第4接收滤波器分别由弹性波(AcousticWave)滤波器构成。

9.如权利要求8所述的高频电路模块，其特征在于：

第4发送滤波器和第4接收滤波器构成第4分波电路。

10.如权利要求9所述的高频电路模块，其特征在于：

第4发送滤波器与第4接收滤波器分别单独地埋设于电路基板内。

11.如权利要求1或2所述的高频电路模块，其特征在于：

所述发送电路和接收电路在同时期使用第1频带与第2频带。

12.如权利要求1或2所述的高频电路模块，其特征在于：

所述发送电路和接收电路发送接收FDD(Frequency DivisionDuplex：频分双工)的高频信号。

13.如权利要求1或2所述的高频电路模块，其特征在于：

所述电路基板由层叠绝缘体层和导体层而成的多层电路基板构成，包括作为厚度比其他的导体层厚且起接地作用的导体层的芯层，

所述第2发送滤波器和第2接收滤波器配置在形成于所述芯层的贯通孔内。