CN104094527A - 高频模块 - Google Patents
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Abstract
提供一种能确保形成在天线开关电路中的、与不同频带相对应的匹配电路、滤波电路之间的隔离性的高频模块。本发明的高频模块包括：形成有电极图案层和通孔电极的布线基板(2)；对从输入端子(3)所输入的不同频带的信号分别进行放大的多个放大电路(4a、4b)；以及分别与各放大电路(4a、4b)相对应地从各放大电路(4a、4b)的输出侧起依次相连接的匹配电路(5a、5b)及滤波电路(6a、6b)，形成有从各放大电路(4a、4b)的输出侧经由分别相对应的匹配电路(5a、5b)及滤波电路(6a、6b)到达天线端子(8)的多个信号路径(1)、(2)，电极图案层及通孔电极接地，电极图案层及通孔电极中的至少一方配置在各信号路径(1)和(2)之间。
Description
技术领域
本发明涉及在布线基板中设有放大电路的高频模块。
背景技术
在移动电话中例如使用GSM(Global System for Mobilecommunications：全球移动通信系统)方式、DCS(Digital Cellular System：数字蜂窝系统)方式、PCS(Personal Communication Service：个人通讯服务)方式等各种通信方式，但是，随着近年来移动电话的普及，提出了一种能利用多种通信方式或通信频带来收发信号的、所谓的支持多频带的高频模块。
此外，为了实现移动电话的小型化，在上述高频模块中，还提出了一种将天线开关电路、以及对各发送信号进行放大的放大电路设置在一个模块内的高频模块。
然而，在将天线开关电路和放大电路设置在一个模块内的结构中，需要使两个电路靠近来进行配置，由此，模块的高频特性有可能会因两个电路之间的信号的相互干扰而变差。因此，以往，提出了如下的技术(参照专利文献1)：即，如图6所示，在多层基板的层叠方向的整个范围内将两个电路划分为两个区域来构成，利用接地的屏蔽电极及通孔电极对上述区域之间进行分隔。
在此情况下，在模块的右侧形成天线开关电路501，在左侧形成放大电路502，在两个电路之间形成屏蔽电极503。此外，在多层基板504的层叠方向的所有层的范围内，沿着屏蔽电极503形成多个通孔电极505，形成于多层基板504的下层的接地电极(接地电极)与屏蔽电极503经由通孔电极505相连接。由此，在两个电路中产生的噪声被相互阻断，能防止模块的高频特性因两个电路之间的信号的相互干扰而变差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-166248号(参照段落0052、0053、图14等)
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在上述支持多频带的高频模块中，在天线开关电路与放大电路之间，有时分别与不同频带相对应地形成多个对放大电路和包含开关IC等的分波电路之间进行阻抗匹配的匹配电路、除去不需要的频带的信号的滤波电路等，但在上述现有技术的高频模块中，由于只能防止天线开关电路与放大电路之间的噪声等的相互干扰，因此，有可能无法防止形成在天线开关电路与放大电路之间的多个匹配电路、多个滤波电路之间的信号的相互干扰，模块的高频特性变差。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种高频模块，除了放大电路与天线开关电路之间的隔离性以外，还能确保形成在天线开关电路与放大电路之间的、与不同频带相对应的匹配电路、滤波电路之间的隔离性。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现上述目的，本发明的高频模块对从输入端子所输入的信号进行放大并输出到天线端子，所述高频模块的其特征在于，包括：布线基板，该布线基板形成有电极图案层、以及与所述电极图案层相连接的用于层间连接的通孔电极；多个放大电路，该多个放大电路设置在所述布线基板中，并对从所述输入端子所输入的不同频带的信号分别进行放大；以及多个匹配电路及多个滤波电路，该多个匹配电路及多个滤波电路分别与所述多个放大电路相对应地设置在所述布线基板中，并分别从所述各放大电路的输出侧起依次相连接，形成有从所述各放大电路的输出侧经由分别相对应的所述匹配电路及所述滤波电路到达天线端子的多个信号路径，所述电极图案层及所述通孔电极接地，俯视所述布线基板时，所述电极图案层及所述通孔电极中的至少一方配置在所述各信号路径之间(权利要求1)。
由此，由于能确保各信号路径之间的隔离性，因此，从设置在各信号路径中的匹配电路和滤波电路照射出的噪声在各信号路径之间被相互阻断，能防止模块的高频特性变差。
此外，优选为沿着所述各信号路径形成有多个所述通孔电极(权利要求2)。由此，即使在层叠方向上，也能提高各信号路径之间的隔离性，因此，即使在层叠方向的范围内(布线基板内部)形成设置在各信号路径中的匹配电路和滤波电路的情况下，也能使从匹配电路和滤波电路照射出的噪声在各信号路径之间相互阻断，能防止模块的高频特性变差。
此外，在俯视所述布线基板时，也可以将所述电极图案及所述通孔电极中的至少一方配置在以下两个区域之间，该两个区域是：配置有所述各放大电路的区域；以及配置有分别与所述各放大电路相对应地设置的所述各匹配电路及滤波电路的区域(权利要求3)。
由此，由于能确保各放大电路和分别与各放大电路相对应地设置的匹配电路及滤波电路之间的隔离性，因此，能将各放大电路、以及与该放大电路相对应地设置的匹配电路及滤波电路中相互照射出的噪声相互阻断，能进一步防止高频特性变差。
此外，在所述各信号路径中，俯视所述布线基板时，也可以将所述电极图案层及所述通孔电极中的至少一方配置在配置有匹配电路的区域与配置有滤波电路的区域之间，并使构成所述匹配电路的一部分的电子元器件与所述电极图案层或通孔电极导通(权利要求4)。
由此，无需为了构成匹配电路的一部分的电子元器件而另外设置接地电极，因此，能实现高频模块的小型化。
此外，也可以使所述各放大电路进行放大的不同频带的信号中包含第1信号、高次谐波分量与第1信号的基本波分量重复的第2信号，并使设置在与所述第1信号相对应的信号路径中的所述匹配电路同设置在与第2信号相对应的信号路径中的所述匹配电路隔开来进行设置(权利要求5)。
由此，即使是支持使用一个频带、以及高次谐波分量与该频带重复的其它频带的多频带的高频模块，由于将容易流过功率较大的信号的匹配电路彼此隔开来进行配置，因此，能有效地抑制两个信号路径之间的噪声等的相互干扰。
此外，还可以进一步具备分波电路，该分波电路设置在所述布线基板中，并输入有来自所述各滤波电路的信号，所述各放大电路与所述分波电路隔开来进行配置(权利要求6)。由此，能抑制各放大电路和分波电路各自照射出的噪声的相互干扰，因此，能抑制高频特性变差。
此外，所述分波电路也可以是开关IC(权利要求7)。由此，能将本发明应用于分波电路为开关IC的高频模块。
发明效果
根据本发明，由于将接地的电极图案层及用于层间连接的通孔电极中的至少一个配置在分别流过不同频带的信号的信号路径之间，因此，从两个信号路径泄漏的噪声被电极图案层或通孔电极阻断，能防止不同频带的相互干扰引起的高频模块的高频特性变差。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的高频模块的框图。
图2是构成本发明的一个实施方式所涉及的高频模块的布线基板的俯视图。
图3是形成于构成本发明的一个实施方式所涉及的高频模块的布线基板内层的电极图案层的一个示例。
图4是形成于构成本发明的一个实施方式所涉及的高频模块的布线基板内层的接地电极的一个示例。
图5是构成本发明的一个实施方式所涉及的高频模块的布线基板的仰视图。
图6是现有技术的高频模块的俯视图。
具体实施方式
参照图1～图5对本发明的一个实施方式所涉及的高频模块进行说明。图1是本发明的一个实施方式所涉及的高频模块的框图，图2是高频模块的俯视图，图3是形成在构成高频模块的布线基板内部的电极图案层的一个示例，图4是形成于布线基板内部的接地电极的一个示例，图5是高频模块的仰视图，图6是现有技术的高频模块的俯视图。另外，为了使说明简单，在图2中省略了安装在布线基板上的一部分电子元器件，在图3及图4中省略了一部分的布线图案和通孔电极的图示。
本实施方式中的高频模块1是如下的支持多频带的发送模块：即，从输入端子3输入作为通信标准的GSM850的发送频带(824MHz～849MHz)、GSM900的发送频带(880MHz～915MHz)、DCS1800的发送频带(1710MHz～1785MHz)、PCS1900的发送频带(1850MHz～1910MHz)的信号，利用放大电路4a、4b对这些信号进行放大，并输出到天线端子8，该高频模块1安装在移动电话等移动终端装置的母基板等上。
如图1所示，高频模块1的电路结构由对从输入端子3所输入的各频带的信号进行放大的放大电路4a、4b、进行阻抗匹配的匹配电路5a、5b、除去不需要的频带的信号的滤波电路6a、6b(LPF)、进行发送信号切换的分波电路7构成，通过从放大电路4a的输出侧起依次连接匹配电路5a、滤波电路6a来形成信号路径(1)，通过从放大电路4b的输出侧起依次连接匹配电路5b、滤波电路6b来形成信号路径(2)。而且，各信号路径(1)、(2)的信号经分波电路7切换而输出到天线端子8。在此情况下，DCS1800及PCS1900的信号利用信号路径(1)进行发送，GSM850及GSM900的信号利用信号路径(2)进行发送。
如图2所示，本实施方式所涉及的高频模块1包括布线基板2、安装在布线基板2的表面上的功率放大器IC(PA-IC)4、开关IC7a、以及电子元器件9，通过PA-IC4形成放大电路4a、4b，通过开关IC7a形成分波电路7。此外，通过贴片电感器、贴片电阻、贴片电容器等电子元器件9、以及形成在布线基板2内部的电路来形成匹配电路5a、5b。另外，本实施方式中的PA-IC4具有对不同频带的多个发送信号分别进行放大的功能。此外，使用公知的表面安装技术将PA-IC4、开关IC7a、电子元器件9安装在布线基板2上，并且，通过焊料回流技术等使其与布线基板2相接合。
作为布线基板2可以列举玻璃环氧树脂多层基板、低温共烧陶瓷多层基板(LTCC多层基板)等，并通过将多层由玻璃环氧树脂或陶瓷构成的绝缘层进行层叠而形成。此外，在各绝缘层的表面或背面形成有用于阻断从布线图案和各电路泄漏的噪声的电极图案层、接地的接地电极等，并形成有用于将形成于各层的布线图案等在层间进行连接的通孔电极11。此外，如图2所示，在布线基板2的表面形成有用于安装电子元器件9等的连接盘电极。在此情况下，利用光刻技术形成布线图案、连接盘电极10、电极图案层12、接地电极13，在各绝缘层中利用激光加工等形成通孔，将包含Ag、Cu等的导电糊料填充到该通孔内，并对其进行烧结，从而形成通孔电极11。
例如，如图3所示，在各绝缘层中的一部分的层2a中，形成有用于防止各电路之间的噪声等引起的相互干扰的电极图案层12。在此情况下，在用虚线围起的区域A内，在布线基板2的层叠方向的范围内形成有放大电路4a、4b的布线图案，在区域B内，在布线基板2的层叠方向的范围内形成有分波电路的布线图案，在区域C内，在布线基板2的层叠方向的范围内形成有设置在信号路径(1)中的匹配电路5a，在区域D内，在布线基板2的层叠方向的范围内形成有设置在信号路径(2)中的匹配电路5b，在区域E内，在布线基板2的层叠方向的范围内形成有设置在信号路径(1)中的滤波电路6a的布线图案，在区域F内，在布线基板2的层叠方向的范围内形成有设置在信号路径(2)中的滤波电路6b的布线图案。另外，具有与图3所示的形成在绝缘层2a上的电极图案层12大致相同形状的电极图案层12形成在构成布线基板2的多个绝缘层上。此外，如图3所示，使设置在信号路径(1)中的匹配电路5a(区域C)与设置在信号路径(2)中的匹配电路5b(区域D)隔开来进行配置，并使各放大电路4a、4b(PA-IC4)与分波电路7(开关IC7a)隔开来进行配置。
此外，如图3所示，沿着形成在绝缘层上的电极图案层12形成有多个用于层间连接的通孔电极11，形成有具有与图3所示的形成在绝缘层2a上的电极图案层12大致相同形状的电极图案层12的其它绝缘层与绝缘层2a经由通孔电极11相连接。另外，在形成有电极图案层12的其它层中也同样地沿着电极图案层形成有通孔电极11，由此，形成在各绝缘层上的电极图案层12彼此经由通孔电极11相连接。
另外，为了获得通孔电极11所带来的屏蔽效果，沿着电极图案层12所形成的通孔电极11相互之间的间隔优选为在高频模块1中所使用的多个频带中最高的频带的信号的波长的1/4以下。
此外，在图3所示的绝缘层之外的层2b上形成有图4所示的接地的接地电极13。此外，在绝缘层2b的形成有接地电极13的区域内形成有多个通孔电极11，该多个通孔电极11的一部分与形成在绝缘层2b以外的层(例如，绝缘层2a)上的电极图案层12相连接。由此，各电极图案层12与接地电极13经由通孔电极11相连接。另外，也可以在多个层的范围内形成接地电极13。
此外，图2所示的、构成匹配电路5a、5b的一部分的电子元器件9的电极例如与配置在匹配电路5a(区域C)和滤波电路6a(区域E)之间的通孔电极11(或电极图案层12)、配置在匹配电路5b(区域D)和滤波电路6b(区域F)之间的通孔电极11(或电极图案层12)相导通，由于这些通孔电极11和电极图案层12与接地的接地电极13相连接，因此，电子元器件9的电极接地。
如上所述，在各绝缘层中，将电极图案层12和沿着电极图案层12所形成的多个通孔电极11中的至少一方配置在各电路的形成区域A、B、C、D、E、F之间，从而在布线基板2的层叠方向及与层叠方向垂直的方向上将各区域A、B、C、D、E、F进行分隔。具体而言，在各信号路径(1)和(2)之间、在放大电路4a、4b-匹配电路5a之间、在放大电路4a、4b-匹配电路5b之间、在匹配电路5a-滤波电路6a之间、在匹配电路5a-滤波电路6b之间、在放大电路4a、4b-分波电路7之间分别通过电极图案层12及通孔电极11进行分隔。
此外，如图5所示，在布线基板2的底面形成有用于与母基板相连接的连接电极14，该连接电极14与母基板一侧的安装电极经由焊料等相连接，从而使高频模块1与母基板相连接。
因此，根据上述实施方式，在不同频带的发送电路(信号路径(1)、(2))的配置区域之间，在布线基板2的层叠方向的范围内配置与接地的接地电极13相连接的的电极图案层12及通孔电极11，从而在布线基板2的层叠方向的范围内所配置的两个信号路径(1)、(2)的电路配置区域被具有屏蔽功能的电极图案层12和通孔电极11分隔，因此，从设置在两个信号路径(1)、(2)中的匹配电路5a、5b、滤波电路6a、6b所泄漏的噪声在两个信号路径(1)和(2)之间被相互阻断，能防止高频模块1的高频特性变差。
此外，在配置有放大电路4a、4b的区域A与配置有分别设置在两个信号路径(1)、(2)中的匹配电路5a、5b及滤波电路6a、6b的区域C、D、E、F之间，在布线基板的层叠方向的范围内配置有电极图案层12及通孔电极11，因此，能阻断从放大电路4a、4b泄漏的噪声，能防止来自放大电路4a、4b的噪声经由匹配电路5a、5b或滤波电路6a、6b从天线端子8输出。
此外，在两个信号路径(1)、(2)中，在配置有匹配电路5a、5b的区域与配置有滤波电路6a、6b的区域之间(区域C-区域E之间、区域D-区域F之间)，在层叠方向的范围内配置有电极图案层12及通孔电极11，因此，能抑制两个电路之间的相互干扰，能抑制高频模块1的高频特性变差，
此外，由于容易流过功率较大的信号的匹配电路5a、5b彼此隔开来进行配置，因此，能有效地抑制两个信号路径(1)和(2)的相互干扰。在本实施方式中，流过信号路径(1)的信号的频带(DCS1800、PCS1900)与流过信号路径(2)的信号的频带(GSM850、GSM900)的高次谐波分量重复，因此，流过信号路径(1)的信号容易受到来自信号路径(2)的噪声的影响，在这样的情况下尤为有效。
此外，由于将放大电路4a、4b与分波电路7隔开来进行配置，因此，能抑制分别从各放大电路4a、4b和分波电路7泄漏的信号引起的相互干扰，因此，能抑制高频特性变差。
此外，在发热性较高的PA-IC4周围配置有与接地的接地电极13相连接的多个通孔电极11，因此，通过这些通孔电极11获得散热效果。
此外，构成匹配电路的一部分的电子元器件9的电极与配置在匹配电路5a(区域C)和滤波电路6a之间的通孔电极11(或电极图案层12)、以及配置在匹配电路5b(区域D)和滤波电路6b(区域F)之间的通孔电极11(或电极图案层12)相导通，由于这些通孔电极11和电极图案12与接地电极13相连接，因此，无需另外设置用于电子元器件9的接地电极，能实现高频模块的小型化。
另外，本发明并不限于上述各实施方式，只要不脱离其技术思想，可以在上述实施方式以外进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，在布线基板2中形成了两个信号路径(1)、(2)，但也可以在布线基板2中形成更多的路径。在此情况下，只要针对每个信号路径，在布线基板2的层叠方向的范围内进行划分来构成电路，在各个信号路径之间，在层叠方向的范围内配置电极图案层12和通孔电极11即可。
此外，在高频模块1中所使用的信号的频带并不限于上述实施方式，可以根据所使用的通信方式适当地进行变更。
此外，在上述实施方式中，是一个PA-IC4具有对不同频带的信号分别进行放大的多个放大电路的结构，但也可以是以下的结构：即，针对不同频带的每个频带设置PA-IC，从而分别对一个频带的信号进行放大。
工业上的实用性
只要是在布线基板中设有放大电路的结构，本发明适用于任意的高频模块。
标号说明
1 高频模块
2 布线基板
3 输入端子
4a、4b 放大电路
5a、5b 匹配电路
6a、6b 滤波电路
7 分波电路
7a 开关IC
8 天线端子
11 通孔电极
12 电极图案层
13 接地电极
Claims (7)
1.一种高频模块，该高频模块对从输入端子所输入的信号进行放大并输出到天线端子，其特征在于，包括：
布线基板，该布线基板形成有电极图案层、以及与所述电极图案层相连接的用于层间连接的通孔电极；
多个放大电路，该多个放大电路设置在所述布线基板中，并对从所述输入端子所输入的不同频带的信号分别进行放大；以及
多个匹配电路及多个滤波电路，该多个匹配电路及多个滤波电路分别与所述多个放大电路相对应地设置在所述布线基板中，并分别从所述各放大电路的输出侧起依次相连接，
形成有从所述各放大电路的输出侧经由分别相对应的所述匹配电路及所述滤波电路到达天线端子的多个信号路径，
所述电极图案层及所述通孔电极接地，俯视所述布线基板时，所述电极图案层及所述通孔电极中的至少一方配置在所述各信号路径之间。
2.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于，沿着所述各信号路径形成有多个所述通孔电极。
3.如权利要求1或2所述的高频模块，其特征在于，俯视所述布线基板时，所述电极图案及所述通孔电极中的至少一方配置在以下两个区域之间，该两个区域是：配置有所述各放大电路的区域；以及配置有分别与所述各放大电路相对应地设置的所述各匹配电路及滤波电路的区域。
4.如权利要求1至3的任一项所述的高频模块，其特征在于，在所述各信号路径中，俯视所述布线基板时，所述电极图案层及所述通孔电极中的至少一方配置在配置有匹配电路的区域与配置有滤波电路的区域之间，
构成所述匹配电路的一部分的电子元器件与所述电极图案层或通孔电极导通。
5.如权利要求1至4的任一项所述的高频模块，其特征在于，所述各放大电路进行放大的不同频带的信号中包含第1信号、以及高次谐波分量与第1信号的基本波分量重复的第2信号，
设置在与所述第1信号相对应的信号路径中的所述匹配电路与设置在与第2信号相对应的信号路径中的所述匹配电路隔开来进行配置。
6.如权利要求1至5的任一项6所述的高频模块，其特征在于，还具备分波电路，该分波电路设置在所述布线基板中，并输入有来自所述各滤波电路的信号，
所述各放大电路与所述分波电路隔开来进行配置。
7.如权利要求6所述的高频模块，其特征在于，所述分波电路是开关IC。
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