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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenzmodule, die eine Konfiguration aufweisen, bei der ein Hochfrequenzschalter und ein Hochfrequenzfilter auf einem Mehrschichtsubstrat angebracht sind, und insbesondere auf Hochfrequenzmodule, die einen Steuersignaleingangsanschluss umfassen, in den ein Steuersignal für einen Hochfrequenzschalter eingegeben wird.
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Stand der Technik
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Allgemein ist ein Front-End-Modul zwischen einer Antenne und einer Sender-/Empfänger-Schaltung in einer Kommunikationsvorrichtung vorgesehen, die durch Umschalten zwischen einer Mehrzahl von Kommunikationsfrequenzbändern eine Kommunikation durchführt. Beispielsweise offenbart Patentschrift 1 ein Front-End-Modul, das einen Hochfrequenzschalter umfasst.
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1 ist ein Schaltungsdiagramm des in 1 der Patentschrift 1 veranschaulichten Front-End-Moduls. Bei diesem Front-End-Modul sind Sendesignaleingangsabschnitte 2 eines Hochfrequenzschalters 1 durch Tiefpassfilter 5 und 6 mit Leistungsverstärkern 13 verbunden. Empfangssignalausgangsabschnitte 3 sind durch Bandpassfilter 10, 11 und 12 mit rauscharmen Verstärkern 14 verbunden. Ein Ausgangsabschnitt 4 des Hochfrequenzschalters 1 ist mit einer Antenne 15 verbunden.
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Liste von Literaturstellen
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Patentschrift
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- Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung (Übersetzung der PCT Anmeldung) Nr. 2004-517583
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Ein kleines Hochfrequenzmodul kann gebildet werden, indem ein Hochfrequenzschalter wie beispielsweise der in der Patentschrift 1 veranschaulichte zusammen mit einem Diplexer und einem Filter auf einem Mehrschicht-Keramiksubstrat angebracht wird. Wenn jedoch keine gut konstruierte Anordnung von Verdrahtungsmustern, die Oberflächenelektroden des Mehrschichtsubstrats umfassen, verwendet wird, entsteht ein Problem einer Interferenz zwischen Verdrahtungsleitungen. Insbesondere im Fall eines Hochfrequenzschalters, der Steuerdaten unter Verwendung eines seriellen Datensignals und eines Taktsignals empfängt, ist es schwierig, die Verdrahtung für die Hochfrequenzschalter-Steuersignale zu konstruieren, da das serielle Datensignal und Taktsignal (Hochfrequenzschalter-Steuersignale) viele Harmonischenrauschkomponenten umfassen.
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Das obige Problem entsteht nicht nur bei einer zwischen dem Filter und dem Hochfrequenzschalter erzeugten Interferenz, sondern auch bei einer zwischen der Antenne und dem Hochfrequenzschalter erzeugten Interferenz.
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Angesichts der obigen Situation besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Hochfrequenzmodul zu liefern, bei dem eine Verschlechterung der Kommunikationscharakteristika verringert wurde, indem der Einfluss eines Harmonischenrauschens, das auf Hochfrequenzschalter-Steuersignale zurückzuführen ist, verringert wurde.
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Lösung des Problems
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Infolge einer Untersuchung aufgrund von Experimenten, die durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung und andere durchgeführt wurden, stellte sich heraus, dass Harmonischenrauschen, das auf Hochfrequenzschalter-Steuersignale zurückzuführen ist, durch eine Masseleiterschicht innerhalb eines Mehrschichtsubstrats der Hochfrequenzsignalleitung eines Hochfrequenzschalters überlagert ist und dass die Überlagerung dadurch bewirkt wird, dass sich ein Steuersignal-Verdrahtungsleiter und ein Verdrahtungsleiter, durch den ein Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters fließt, nahe bei demselben Masseleiter befindet. Wenn außerdem eine andere elektronische Komponente als der Hochfrequenzschalter vorgesehen ist, wird Harmonischenrauschen, das auf die Hochfrequenzschalter-Steuersignale zurückzuführen ist, einem Masseleiter überlagert, der durch eine Masseleiterschicht innerhalb des Mehrschichtsubstrats mit der elektronischen Komponente elektrisch verbunden ist, und die Überlagerung wird dadurch bewirkt, dass sich der Masseleiter (Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter), der mit der elektronischen Komponente elektrisch verbunden ist, nahe bei dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter befindet.
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Um die obigen Probleme zu lösen, ist ein Hochfrequenzschaltmodul der vorliegenden Erfindung wie folgt konfiguriert.
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- (1) Das Hochfrequenzmodul umfasst:
ein Mehrschichtsubstrat, das eine Mehrzahl von dielektrischen Schichten, auf dielektrischen Schichten gebildeten Verdrahtungsleitern und Zwischenschichtverbindungsleitern, die sich in einer Dickenrichtung durch dielektrische Schichten hindurch erstrecken, umfasst;
einen Hochfrequenzschalter und eine elektronische Komponente, die auf einer ersten Hauptoberfläche des Mehrschichtsubstrats angebracht sind;
einen Steuersignaleingangsanschluss, der auf einer zweiten Hauptoberfläche des Mehrschichtsubstrats gebildet ist und der ein Steuersignal für den Hochfrequenzschalter empfängt,
wobei ein Steuersignal-Verdrahtungsleiter, der mit dem Steuersignaleingangsanschluss verbunden ist, auf einer dielektrischen Schicht nahe bei der zweiten Hauptoberfläche des Mehrschichtsubstrats gebildet ist, und
wobei ein Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter, durch den ein Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters fließt, auf einer dielektrischen Schicht nahe bei der ersten Hauptoberfläche des Mehrschichtsubstrats gebildet ist.
- (2) Bei (1) ist vorzuziehen, dass ein Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter, der mit einem Masseanschluss der elektronischen Komponente verbunden ist, auf einer dielektrischen Schicht nahe bei der ersten Hauptoberfläche des Mehrschichtsubstrats gebildet ist.
- (3) Bei (2) ist vorzuziehen, dass ein Masseleiter nahe bei dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter und der Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter in dem Mehrschichtsubstrat elektrisch voneinander getrennt sind.
- (4) Bei (2) oder (3) ist vorzuziehen, dass ein anderer Masseleiter als der Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter und dem Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter vorgesehen ist.
- (5) Bei einem von (1) bis (4) ist vorzuziehen, dass ein Zwischenschichtverbindungsleiter, der den Hochfrequenzschalter elektrisch mit dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter verbindet, in einer Region des Hochfrequenzschalters gebildet ist, wenn das Mehrschichtsubstrat in Draufsicht betrachtet wird.
- (6) Bei einem von (1) bis (5) ist es besonders effektiv, eine Konfiguration zu verwenden, bei der das Steuersignal für den Hochfrequenzschalter, das seitens des Hochfrequenzschalters von dem Steuersignaleingangsanschluss empfangen wird, ein serielles Datensignal und ein Taktsignal umfasst.
- (7) Bei einem von (1) bis (6) ist die elektronische Komponente eine Anpassungsvorrichtung, die zwischen den Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter und Masse geschaltet ist.
- (8) Bei (7) ist die Anpassungsvorrichtung eine Induktorvorrichtung, die aus einem Zwischenschichtverbindungsleiter und einem Verdrahtungsleiter in dem Mehrschichtsubstrat gebildet ist.
- (9) Bei (7) ist die Anpassungsvorrichtung eine Induktorvorrichtung, die auf der ersten Hauptoberfläche des Mehrschichtsubstrats angebracht ist.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine elektromagnetische Kopplung zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter und dem Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter und eine elektromagnetische Kopplung zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter und dem Anpassungsschaltung-Leitungsmasseleiter unterdrückt, wodurch der Einfluss von Harmonischenrauschen, das auf einen Eingang eines Hochfrequenzschalter-Steuersignals zurückzuführen ist, verringert wird. Folglich wird eine Verschlechterung der Kommunikationscharakteristika, beispielsweise eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit und Verzerrung eines Sendesignals, verringert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Schaltungsdiagramm eines in der Patentschrift 1 veranschaulichten Front-End-Moduls.
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2(A) und 2(B) sind Schnittansichten der Hauptabschnitte von Hochfrequenzmodulen 100A und 100B, die Vergleichsbeispiele eines Hochfrequenzmoduls eines ersten Ausführungsbeispiels sind.
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3 ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 101 des ersten Ausführungsbeispiels.
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4 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm eines Hochfrequenzmoduls 102 eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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5 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das ein serielles Datensignal S(SDATA) veranschaulicht, das in einen seriellen Dateneingangsanschluss SDATA eingegeben wird, und ein Taktsignal S(SCLK, das in einen Taktsignaleingangsanschluss SCLK eingegeben wird, veranschaulicht.
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6 6(A) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 102 eines zweiten Ausführungsbeispiels, und 6(B) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 100C, das eine existierende Konfiguration aufweist, als Vergleichsbeispiel des Hochfrequenzmoduls 102.
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7 7(A) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 103 eines dritten Ausführungsbeispiels, und 7(B) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 100D, das eine existierende Konfiguration aufweist, als Vergleichsbeispiel des Hochfrequenzmoduls 103.
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8 8(A) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 104 eines vierten Ausführungsbeispiels, und 8(B) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 100E, das eine existierende Konfiguration aufweist, als Vergleichsbeispiel des Hochfrequenzmoduls 103.
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9 ist eine Schnittansicht eines Hochfrequenzmoduls 105 eines fünften Ausführungsbeispiels.
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10 ist eine auseinandergezogene Draufsicht auf das Hochfrequenzmodul 105.
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11 ist eine auseinandergezogene Draufsicht auf ein Hochfrequenzmodul eines sechsten Ausführungsbeispiels.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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«Erstes Ausführungsbeispiel»
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2(A) und 2(B) sind Schnittansichten der Hauptabschnitte von Hochfrequenzmodulen 100A und 100B, die Vergleichsbeispiele (auf der Basis existierender allgemeiner Konstruktionsverfahren) eines Hochfrequenzmoduls eines ersten Ausführungsbeispiels sind. 3 ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 101 des ersten Ausführungsbeispiels.
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In 2(A), 2(B) und 3 umfassen die Hochfrequenzmodule (100A, 100B und 101) jeweils ein Mehrschicht-Keramiksubstrat (hiernach einfach als „Mehrschichtsubstrat” bezeichnet) 20 und einen Hochfrequenzschalter 31, der auf einer ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 angebracht ist. Das Mehrschichtsubstrat 20 umfasst in demselben Verdrahtungsleiter W1 und W2, Masseleiter G1, G2 und G3 sowie Zwischenschichtverbindungsleiter V1, V2 und V3. Auf der zweiten Hauptoberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 ist ein Steuersignaleingangsanschluss 21 gebildet.
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Jeweilige Elektroden, auf denen der Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, sind durch die Zwischenschichtverbindungsleiter V2 und V3 mit den Verdrahtungsleitern W1 und W2 elektrisch verbunden.
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Ein Steuersignal für den Hochfrequenzschalter 31 wird in den Steuersignaleingangsanschluss 21 eingegeben. Dieses Steuersignal wird durch den Zwischenschichtverbindungsleiter V1, den Verdrahtungsleiter W1 und den Zwischenschichtverbindungsleiter V2 in den Steuersignaleingangsanschluss des Hochfrequenzschalters 31 eingegeben.
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Bei einem der Beispiele der 2(A) und der 2(B) befinden sich der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Verdrahtungsleiter W2, durch den ein Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters fließt, nahe bei der Schicht des Masseleiters G1. Wenn der Masseleiter G1 nicht ein perfektes Erdpotenzial und einen sehr geringen Widerstand aufweist, wird der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 durch die Schicht des Masseleiters G1 mit dem Verdrahtungsleiter W2 gekoppelt. Mit anderen Worten leckt das Steuersignal hin zu dem Verdrahtungsleiter W2, durch den das Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters 31 fließt, wie jeweils durch einen Pfeil bzw. durch Pfeile in 2(A) und 2(B) angegeben ist. Folglich wird dem Hochfrequenzsignal ein Harmonischenrauschen des Steuersignals überlagert. Dies bewirkt eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit, wenn das Hochfrequenzsignal ein Empfangssignal ist, und bewirkt eine Verzerrung bei einem Sendesignal, wenn das Hochfrequenzsignal das Sendesignal ist.
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Andererseits ist bei dem Hochfrequenzmodul 101 des in 3 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiels der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 auf einer dielektrischen Schicht nahe bei der zweiten Hauptoberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet, und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2, durch den ein Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters 31 fließt, ist auf einer dielektrischen Schicht nahe bei der ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet. Somit sind der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 voneinander beabstandet.
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Ferner ist bei diesem Beispiel eine weitere Masseelektrodenschicht wie beispielsweise eine Masseelektrode G4 zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und dem Verdrahtungsleiter W2 gebildet. Somit wird eine Kopplung zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und dem Verdrahtungsleiter W2 ausreichend blockiert.
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Ferner erstreckt sich der Zwischenschichtverbindungsleiter V2, der mit dem Steuersignaleingangsanschluss des Hochfrequenzschalters 31 verbunden ist, geradewegs direkt unter einer Position, in der der Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, und der Zwischenschichtverbindungsleiter V2, der den Hochfrequenzschalter 31 elektrisch mit dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 verbindet, ist in der Region des Hochfrequenzschalters 31 gebildet, wenn das Mehrschichtsubstrat 20 in Draufsicht betrachtet wird. Somit wird eine Leitweglänge eines Steuersignalleiters in der Nähe der Position, in der der Hochfrequenzschalter 31 angebracht wird, verringert, und ein Lecken eines Steuersignals hin zu dem Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 wird verringert.
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Infolge dieser Auswirkungen wird eine Überlagerung des Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiters W2 mit einem Steuersignal und der Harmonischen desselben ausreichend unterdrückt. Deshalb wird eine Verschlechterung der Kommunikationscharakteristika wie beispielsweise eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit und eine Sendesignalverzerrung verringert.
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«Zweites Ausführungsbeispiel»
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4 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm eines Hochfrequenzmoduls 102 eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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Das Hochfrequenzmodul 102 des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst ein Mehrschichtsubstrat und umfasst einen Hochfrequenzschalter 31, Duplexer 32a bis 32d, einen Diplexer 35, Filter 34e und 34f, Anpassungsinduktoren La, Lb, Lc und Ld und dergleichen, die auf dem Mehrschichtsubstrat angeordnet sind. Der Hochfrequenzschalter 31 umfasst ein Antennentor ANT, Eingangs-/Ausgangstore P1 bis P7, einen Leistungsversorgungsanschluss Vdd, einen Masseanschluss GND, einen seriellen Dateneingangsanschluss SDATA, einen Taktsignaleingangsanschluss SCLK und einen Digitalschaltungsabschnittleistungsversorgungsanschluss Vio.
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5 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das ein serielles Datensignal S(SDATA) veranschaulicht, das in den seriellen Dateneingangsanschluss SDATA eingegeben wird, und ein Taktsignal S(SCLK), das in den Taktsignaleingangsanschluss SCLK eingegeben wird, veranschaulicht. Der Hochfrequenzschalter 31 liest vorbestimmte Datenbits aus seriellen Daten in Synchronisation mit dem Taktsignal S(SCLK) aus. Auf der Basis dieser Daten werden Ein/Aus eines Hochfrequenzschalters wie beispielsweise eines FET geschaltet.
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Da das serielle Datensignal S(SDATA) und das Taktsignal S(SCLK) Rechteckwellensignale sind, ist auf diese Weise die jeweilige Stärke der harmonischen Komponenten hoch. Außerdem ist es wahrscheinlich, dass das Taktsignal S(SCLK), das beispielsweise ein kontinuierliches Rechteckwellensignal von 26 MHz ist, eine Ursache der oben beschriebenen Überlagerung Harmonischenrauschens ist.
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6(A) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte des Hochfrequenzmoduls 102 des zweiten Ausführungsbeispiels, und 6(B) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 100C, das eine existierende Konfiguration aufweist, als Vergleichsbeispiel des Hochfrequenzmoduls 102.
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Bei 6(A) und 6(B) umfassen die Hochfrequenzmodule (102, 100C) jeweils ein Mehrschichtsubstrat 20 und einen Hochfrequenzschalter 31, einen Duplexer 32, einen Anpassungsinduktor 33 und dergleichen, die auf einer ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 angebracht sind. Das Mehrschichtsubstrat 20 umfasst in demselben Verdrahtungsleiter W1 bis W3, Masseleiter G1 bis G3, Zwischenschichtverbindungsleiter V1 bis V7. Ein Steuersignaleingangsanschluss 21 ist auf der zweiten Hauptoberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet.
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Jeweilige Elektroden, auf denen der Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, sind durch die Zwischenschichtverbindungsleiter V2 und V3 mit den Verdrahtungsleitern W1 und W2 elektrisch verbunden.
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Ein Steuersignal für den Hochfrequenzschalter 31 wird in den Steuersignaleingangsanschluss 21 eingegeben. Dieses Steuersignal wird durch den Zwischenschichtverbindungsleiter V1, den Verdrahtungsleiter W1 und den Zwischenschichtverbindungsleiter V2 in den Steuersignaleingangsanschluss des Hochfrequenzschalters 31 eingegeben. Ein Anschluss des Anpassungsinduktors 33 ist durch den Zwischenschichtverbindungsleiter V6 mit dem Masseleiter G1 verbunden, und der andere Anschluss ist mit dem Verdrahtungsleiter W2 verbunden. Ein Anschluss des Duplexers 32 ist durch den Zwischenschichtverbindungsleiter V4 mit dem Verdrahtungsleiter W2 verbunden, und der andere Anschluss ist mit dem Verdrahtungsleiter W3 verbunden.
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Bei dem in 6(B) veranschaulichten Beispiel befindet sich die Schicht des Verdrahtungsleiters (Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiters) W2, durch den ein Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters fließt, nahe bei der Schicht des Masseleiters G1, mit der der Anpassungsinduktor 33 elektrisch verbunden ist. Wie durch einen Pfeil in 6(B) angegeben ist, wird somit der Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1, der mit dem Anpassungsinduktor 33 verbunden ist, mit Harmonischenrauschen des Steuersignals überlagert. Dieses Harmonischenrauschen des Steuersignals leckt durch den Anpassungsinduktor 33 hin zu dem Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2. Folglich wird ein Hochfrequenzsignal mit dem Harmonischenrauschen des Steuersignals überlagert. Dies bewirkt eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit, wenn das Hochfrequenzsignal ein Empfangssignal ist, und bewirkt eine Verzerrung bei einem Sendesignal, wenn das Hochfrequenzsignal das Sendesignal ist.
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Andererseits ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 auf einer dielektrischen Schicht nahe bei einer zweiten Oberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet, wie in 6(A) veranschaulicht ist, und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2, durch den das Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters 31 fließt, und der Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 sind auf dielektrischen Schichten nahe bei der ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet. Somit sind der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 voneinander beabstandet. Außerdem sind der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 voneinander beabstandet.
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Ferner sind bei diesem Beispiel die Masseleiterschichten G2, G3 und dergleichen, die nicht der Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 sind, zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und dem Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 gebildet. Somit wird eine Kopplung zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und dem Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 ausreichend blockiert.
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Ferner erstreckt sich der Zwischenschichtverbindungsleiter V2, der mit dem Steuersignaleingangsanschluss des Hochfrequenzschalters 31 verbunden ist, geradewegs direkt unter einer Position, in der der Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, und der Zwischenschichtverbindungsleiter V2, der den Hochfrequenzschalter 31 elektrisch mit dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 verbindet, ist in der Region des Hochfrequenzschalters 31 gebildet, wenn das Mehrschichtsubstrat 20 in Draufsicht betrachtet wird. Somit wird eine Leitweglänge eines Steuersignalleiters in der Nähe der Position, in der der Hochfrequenzschalter 31 angebracht wird, verringert, und ein Lecken des Steuersignals hin zu dem Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 und dem Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 wird verringert.
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Infolge dieser Auswirkungen wird eine Überlagerung des Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiters W2 mit einem Steuersignal und der Harmonischen desselben ausreichend unterdrückt. Deshalb wird eine Verschlechterung der Kommunikationscharakteristika wie beispielsweise eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit und eine Sendesignalverzerrung verringert.
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«Drittes Ausführungsbeispiel»
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7(A) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 103 eines dritten Ausführungsbeispiels, und 7(B) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 100D, das eine existierende Konfiguration aufweist, als Vergleichsbeispiel des Hochfrequenzmoduls 103.
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Bei den 7(A) und 7(B) umfassen das Hochfrequenzmodul (103, 100D) jeweils ein Mehrschichtsubstrat 20 und umfassen einen Hochfrequenzschalter 31, eine elektronische Komponente 36 und dergleichen, die auf einer ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 angebracht sind. Das Mehrschichtsubstrat 20 umfasst in demselben Verdrahtungsleiter W1 bis W3, Masseleiter G1 bis G3 und Zwischenschichtverbindungsleiter V1 bis V6. Ein Steuersignaleingangsanschluss 21 ist auf der zweiten Hauptoberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet.
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Jeweilige Elektroden, auf denen der Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, sind durch die Zwischenschichtverbindungsleiter V2 und V3 mit den Verdrahtungsleitern W1 und W2 elektrisch verbunden.
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Ein Steuersignal für den Hochfrequenzschalter 31 wird in den Steuersignaleingangsanschluss 21 eingegeben. Dieses Steuersignal wird durch den Zwischenschichtverbindungsleiter V1, den Verdrahtungsleiter W1 und den Zwischenschichtverbindungsleiter V2 in den Steuersignaleingangsanschluss des Hochfrequenzschalters 31 eingegeben. Der Masseanschluss der elektronischen Komponente 36 ist durch den Zwischenschichtverbindungsleiter V6 mit dem Masseleiter (Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter) G1 verbunden, und die anderen Anschlüsse sind mit den Verdrahtungsleitern und W2 und W3 verbunden.
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Bei dem in 7(B) veranschaulichten Beispiel befindet sich die Schicht des Verdrahtungsleiters (Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiters) W2, durch den ein Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters fließt, nahe bei der Schicht des Masseleiters G1, mit der die elektronische Komponente 36 elektrisch verbunden ist. Wie durch einen Pfeil in 7(B) angegeben ist, wird somit der Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter G1, der mit der elektronischen Komponente 36 verbunden ist, mit Harmonischenrauschen des Steuersignals überlagert. Dieses Harmonischenrauschen des Steuersignals leckt durch die elektronische Komponente 36 hin zu den Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleitern W2 und W3. Folglich wird ein Hochfrequenzsignal mit dem Harmonischenrauschen des Steuersignals überlagert. Dies bewirkt eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit, wenn das Hochfrequenzsignal ein Empfangssignal ist, und bewirkt eine Verzerrung bei einem Sendesignal, wenn das Hochfrequenzsignal das Sendesignal ist.
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Andererseits ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 auf einer dielektrischen Schicht nahe bei einer zweiten Oberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet, wie in 7(A) veranschaulicht ist, und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2, durch den das Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters 31 fließt, und der Masseleiter G1 (Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter) G1, der mit der elektronischen Komponente 36 elektrisch verbunden ist, sind auf einer dielektrischen Schicht nahe bei der ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet. Somit sind der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 voneinander beabstandet. Außerdem sind der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter G1 voneinander beabstandet.
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Ferner sind bei diesem Beispiel die Masseleiterschichten G2, G3 und dergleichen, die nicht der Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter G1 sind, zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und dem Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter G1 gebildet. Somit wird eine Kopplung zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und dem Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter G1 ausreichend blockiert.
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Ferner erstreckt sich der Zwischenschichtverbindungsleiter V2, der mit dem Steuersignaleingangsanschluss des Hochfrequenzschalters 31 verbunden ist, geradewegs direkt unter einer Position, in der der Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, und der Zwischenschichtverbindungsleiter V2, der den Hochfrequenzschalter 31 elektrisch mit dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 verbindet, ist in der Region des Hochfrequenzschalters 31 gebildet, wenn das Mehrschichtsubstrat 20 in Draufsicht betrachtet wird. Somit wird eine Leitweglänge eines Steuersignalleiters in der Nähe der Position, in der der Hochfrequenzschalter 31 angebracht wird, verringert, und ein Lecken des Steuersignals hin zu dem Elektronische-Komponente-Leitungsmasseleiter G1 und dem Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 wird verringert.
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Infolge dieser Auswirkungen wird eine Überlagerung des Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiters W2 mit einem Steuersignal und der Harmonischen desselben ausreichend unterdrückt. Deshalb wird eine Verschlechterung der Kommunikationscharakteristika wie beispielsweise eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit und eine Sendesignalverzerrung verringert.
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«Viertes Ausführungsbeispiel»
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8(A) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 104 eines vierten Ausführungsbeispiels, und 8(B) ist eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines Hochfrequenzmoduls 100E, das eine existierende Konfiguration aufweist, als Vergleichsbeispiel des Hochfrequenzmoduls 103.
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Bei den 8(A) und 8(B) umfassen die Hochfrequenzmodule (104, 100E) jeweils ein Mehrschichtsubstrat 20 und umfassen einen Hochfrequenzschalter 31, einen Duplexer 32 und dergleichen, die auf einer ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 angebracht sind. Das Mehrschichtsubstrat 20 umfasst in demselben Verdrahtungsleiter W1 bis W3, Masseleiter G1 bis G4, Zwischenschichtverbindungsleiter V1 bis V5 und einen Anpassungsinduktor L1. Ein Steuersignaleingangsanschluss 21 ist auf der zweiten Hauptoberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet.
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Jeweilige Elektroden, auf denen der Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, sind durch die Zwischenschichtverbindungsleiter V2 und V3 mit den Verdrahtungsleitern W1 und W2 elektrisch verbunden.
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Anders als die Hochfrequenzmodule, die die in der 6(A) und 6(B) veranschaulichten Konfigurationen aufweisen, ist der Anpassungsinduktor L1 in dem Mehrschichtsubstrat 20 gebildet. Der Anpassungsinduktor L1 ist aus einer Mehrzahl von Verdrahtungsleitern, die sich in der planaren Richtung der Schichten erstrecken, und einer Mehrzahl von Zwischenschichtverbindungsleitern, die sich in der Zwischenschichtrichtung erstrecken, gebildet. Ein Ende des Anpassungsinduktors L1 ist mit dem Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 verbunden.
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Bei dem Beispiel der 8(B) befinden sich der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 nahe bei der Schicht der Masseelektrode G4. Wie durch einen Pfeil in 8(B) angegeben ist, wird somit der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 durch die Masseelektrode G4 mit Harmonischenrauschen des Steuersignals überlagert. Folglich wird ein Hochfrequenzsignal mit dem Harmonischenrauschen des Steuersignals überlagert. Dies bewirkt eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit, wenn das Hochfrequenzsignal ein Empfangssignal ist, und bewirkt eine Verzerrung bei einem Sendesignal, wenn das Hochfrequenzsignal das Sendesignal ist.
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Andererseits ist bei dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 auf einer dielektrischen Schicht nahe bei einer zweiten Oberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet, wie in 8(A) veranschaulicht ist, und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 ist auf einer dielektrischen Schicht nahe bei der ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet. Somit sind der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 voneinander beabstandet.
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Ferner ist bei diesem Beispiel die Masseleiterschicht G3, die in der Draufsicht mit dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 überlagert ist, durch einen Trennungsabschnitt S von dem Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 getrennt. Somit wird eine Kopplung zwischen dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und dem Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 ausreichend blockiert.
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Ferner erstreckt sich der Zwischenschichtverbindungsleiter V2, der mit dem Steuersignaleingangsanschluss des Hochfrequenzschalters 31 verbunden ist, geradewegs direkt unter einer Position, in der der Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, und der Zwischenschichtverbindungsleiter V2, der den Hochfrequenzschalter 31 elektrisch mit dem Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 verbindet, ist in der Region des Hochfrequenzschalters 31 gebildet, wenn das Mehrschichtsubstrat 20 in Draufsicht betrachtet wird. Somit wird eine Leitweglänge eines Steuersignalleiters in der Nähe der Position, in der der Hochfrequenzschalter 31 angebracht wird, verringert, und ein Lecken des Steuersignals hin zu dem Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 wird verringert.
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Infolge dieser Auswirkungen wird eine Überlagerung des Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiters W2 mit einem Steuersignal und der Harmonischen desselben ausreichend unterdrückt. Deshalb wird eine Verschlechterung der Kommunikationscharakteristika wie beispielsweise eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit und eine Sendesignalverzerrung verringert.
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«Fünftes Ausführungsbeispiel»
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9 ist eine Schnittansicht eines Hochfrequenzmoduls 105 eines fünften Ausführungsbeispiels. 10 ist eine auseinandergezogene Draufsicht auf das Hochfrequenzmodul 105. Dieses Hochfrequenzmodul umfasst ein Mehrschichtsubstrat und umfasst einen Hochfrequenzschalter und einen Anpassungsinduktor, die auf dem Mehrschichtsubstrat angebracht sind. In 10 sind (1) bis (20) Draufsichten auf die Schichten des Mehrschichtsubstrats. (1) ist die oberste Schicht und (20) ist die unterste Schicht. Auf der bei (1) veranschaulichten obersten Schicht sind Elektroden, auf denen das Hochfrequenzmodul angebracht ist, und Elektroden, auf denen der Anpassungsinduktorchip angebracht ist, gebildet. Auf dem bei (2) bis (19) veranschaulichten Schichten sind diverse Verdrahtungsleiter, diverse Masseleiter und Zwischenschichtverbindungsleiter (Durchkontaktierungsleiter) gebildet.
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Unter Bezugnahme auf 9 umfasst das Mehrschichtsubstrat 20 in demselben Verdrahtungsleiter W1 und W2, Masseleiter G1 bis G3, Zwischenschichtverbindungsleiter V1, V2, V3, V6 und V7. Steuersignaleingangsanschlüsse 21 sind auf einer zweiten Hauptoberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet. Die grundlegende Konfiguration ist ähnlich derjenigen, die in 6(A) des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht ist.
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Jeweilige Elektroden, auf denen ein Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, sind durch die Zwischenschichtverbindungsleiter V2 und V3 mit den Verdrahtungsleitern W1 und W2 elektrisch verbunden.
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Der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 ist auf einer dielektrischen Schicht nahe bei der zweiten Hauptoberfläche (unteren Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet, und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2, durch den ein Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzschalters 31 fließt, und der Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 sind auf einer dielektrischen Schicht nahe bei der ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Mehrschichtsubstrats 20 gebildet. Somit sind der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 voneinander beabstandet. Ferner sind der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1 und der Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter G1 voneinander beabstandet.
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Eine Mehrzahl von Anschlüssen, die die Steuersignaleingangsanschlüsse 21 (einen seriellen Dateneingangsanschluss SDATA und einen Taktsignaleingangsanschluss SCLK) umfassen, sind auf der Schicht (20) der 10 gebildet. Der Masseleiter G3 ist auf der Schicht (19) gebildet. Der Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1, der mit dem Steuersignaleingangsanschluss 21 verbunden ist, ist auf der Schicht (18) gebildet. Der Masseleiter G2 ist auf der Schicht (17) gebildet. Der Masseleiter G1 ist auf der Schicht (5) gebildet. Der Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 ist auf der Schicht (2) gebildet. Ferner sind eine Mehrzahl von Elektroden A31, auf denen der Hochfrequenzschalter 31 angebracht ist, und zwei Elektroden A33, auf denen der Anpassungsinduktor 33 angebracht ist, auf der Schicht (1) gebildet. In den Schichten (3) bis (19) sind die Zwischenschichtverbindungsleiter V2 gebildet.
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Auf diese Weise ist die Mehrschichtstruktur gebildet.
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«Sechstes Ausführungsbeispiel»
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11 ist eine auseinandergezogene Draufsicht auf ein Hochfrequenzmodul eines sechsten Ausführungsbeispiels. Das fünfte Ausführungsbeispiel verwendete eine Struktur, bei der ein Lecken eines Harmonischenrauschens aus jeweiligen Verdrahtungsleitern und jeweiligen Zwischenschichtverbindungsleitern, die mit dem seriellen Dateneingangsanschluss SDATA und dem Taktsignaleingangsanschluss SCLK verbunden sind, verhindert wird. Das sechste Ausführungsbeispiel verwendet eine Struktur, bei der ein Lecken von Harmonischenrauschen aus einem Verdrahtungsleiter und einem Zwischenschichtleiter, die mit dem Taktsignaleingangsanschluss SCLK verbunden sind, verhindert wird. Die restliche Struktur ist dieselbe wie die des fünften Ausführungsbeispiels.
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Auf einer in 11 veranschaulichten Schicht (20) sind eine Mehrzahl von Anschlüssen gebildet, die den seriellen Dateneingangsanschluss SDATA und den Taktsignaleingangsanschluss SCLK (Steuersignaleingangsanschluss 21) umfassen. Eine Schicht (19) umfasst einen auf derselben gebildeten Masseleiter G3. Ein Steuersignal-Verdrahtungsleiter W1, der mit dem Taktsignaleingangsanschluss SCLK (Steuersignaleingangsanschluss 21) verbunden ist, ist auf einer Schicht (18) gebildet. Eine Schicht (17) umfasst einen auf derselben gebildeten Masseleiter G2. Eine Schicht (5) umfasst einen auf derselben gebildeten Masseleiter G1. Eine Schicht (2) umfasst einen auf derselben gebildeten Verdrahtungsleiter W2. Ferner sind auf einer Schicht (1) eine Mehrzahl von Elektroden A31 zum Anbringen eines Hochfrequenzschalters 31 und zwei Elektroden A33 zum Anbringen eines Anpassungsinduktors 33 gebildet. Ein Zwischenschichtverbindungsleiter V2 ist in einer Schicht (3) bis zur Schicht (19) gebildet.
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Auf diese Weise wird ein Lecken von Harmonischen-Signalen eines Taktsignals hin zu dem Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter W2 sogar dann ausreichend unterdrückt, wenn die in 9 veranschaulichte Struktur lediglich für den Verdrahtungsleiter und den Zwischenschichtleiter, die mit dem Taktsignaleingangsanschluss SCLK verbunden sind, für den synchronisierten Transfer von seriellen Daten verwendet wird. Folglich wird eine Verschlechterung der Kommunikationscharakteristika wie beispielsweise eine Abnahme der Empfangsempfindlichkeit und eine Sendesignalverzerrung verringert.
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Bezugszeichenliste
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- A31, A33
- Elektroden
- ANT
- Antennentor
- G1
- Anpassungsvorrichtung-Leitungsmasseleiter
- G2, G3, G4
- Masseleiter
- GND
- Masseanschluss
- L1
- Anpassungsinduktor
- La, Lb, Lc, Ld
- Anpassungsinduktoren
- P1 bis P7
- Eingangs-/Ausgangstore
- S
- Trennungsabschnitt
- SCLK
- Taktsignaleingangsanschluss
- SDATA
- serieller Dateneingangsanschluss
- V1 bis V7
- Zwischenschichtverbindungsleiter
- Vdd
- Leistungsversorgungsanschluss
- W1
- Steuersignal-Verdrahtungsleiter
- W2
- Hochfrequenzsignal-Verdrahtungsleiter
- W3
- Verdrahtungsleiter
- 20
- Mehrschichtsubstrat
- 21
- Steuersignaleingangsanschluss
- 31
- Hochfrequenzschalter
- 32, 32a bis 32d
- Duplexer
- 33
- Anpassungsinduktor
- 34e, 34f
- Filter
- 35
- Diplexer
- 100A bis 100D
- Hochfrequenzmodule
- 101 bis 105
- Hochfrequenzmodule
