JP2001177434A - 移動体通信機器用フロントエンドモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】異なる周波数帯域の異なる通信方式を１台で使
用できる多層基板使用の移動体通信機器用フロントエン
ドモジュールにおいて、基板を小型化しても回路相互の
干渉が生じ難いフロントエンドモジュールを提供する。 【解決手段】フロントエンドモジュールは、多層基板と
表面実装部品とにより構成される。またフロントエンド
モジュールは、ＬＣ回路を主体としたアンテナスイッチ
と、フィルタと、分波回路とを備えた高周波回路を構成
する。また、通信方式が異なる複数の送受信機能を備え
る送受信回路のフロントエンドを構成する。多層基板は
平面方向中心位置に分波回路用パターン２１１〜２１８
を配置する。該分波回路用パターン２１１〜２１８を境
にして、通信方式が異なる複数のアンテナスイッチ用導
体パターン２２２〜２２６と２３２〜２３６を対称に配
置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、自動車
電話などの移動体通信機器に利用可能なアンテナスイッ
チを主体とするフロントエンドモジュールに関する。

【従来の技術】

【０００２】従来の移動体通信機器のフロントエンドモ
ジュールとして、本出願人の提案でなる特開平９−２６
１１１０号公報に開示されたアンテナスイッチがある。
携帯電話システムのほとんどは、送信と受信とで異なる
周波数帯域に設定されるため、送受信切り換え部とアン
テナ切り換え部はが似かよった回路であっても、素子定
数は異なる構成になり易く、設計を迅速に進めるうえで
負担にならないように、前記公報に記載のアンテナスイ
ッチにおいては、一方の切り換え部と他方の切り換え部
は、ローパスフィルタを中心に対称な回路構成としてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例は、ＴＤ
ＭＡ方式の携帯電話に使用されるアンテナスイッチであ
り、欧州におけるＧＳＭ方式デュアルバンド携帯電話の
ように、２つの送受信系を取り扱うものにはこれを適用
することができない。そのため、アンテナスイッチを主
体として、２つの帯域を分波する回路を備えたフロント
エンドモジュールが要望されるが、フロントエンドモジ
ュールの多層基板にはより多くの回路素子を構成する必
要があり、多層基板は複雑になり、回路相互間の干渉が
生じやすく、また、積層し焼成する工程で変形が生じや
すく、歩留まりが悪くなりやすい。

【０００４】そこで、本発明は、複数の送受信系を取り
扱うフロントエンドモジュールにおいて、回路素子を構
成する層の素材を最適化すると共に、多層基板を小型化
しても回路相互の干渉が生じ難い多層基板のフロントエ
ンドモジュールを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の移動体通信機
器用フロントエンドモジュールは、異なる通信方式に使
用される移動体通信機器用フロントエンドモジュールで
あって、アンテナに接続される分波回路と、該分波回路
を介してアンテナに接続され、アンテナをそれぞれ異な
る通信方式の送信回路、受信回路に対して切換え接続す
るアンテナスイッチと、高周波を除去するフィルタとを
少なくとも有し、該フロントエンドは多層基板に部品を
搭載して一体化したモジュールを構成し、前記多層基板
は平面方向中心位置に分波回路用パターンを配置し、該
分波回路用パターンを境にして、通信方式が異なる複数
のアンテナスイッチ用導体パターンを対称に配置するこ
とを特徴とする。

【０００６】請求項２の移動体通信機器用フロントエン
ドモジュールは、請求項１において、前記多層基板は複
数の誘電体層を積層して構成し、前記多層基板内の誘電
体層は、コイル用導体パターンが主に形成されて互いに
隣接して積層された複数の誘電体層と、コンデンサ電極
パターンが主に形成されて互いに隣接して積層された複
数の誘電体層とに分離して構成し、前記コイル用導体パ
ターンが主に形成された誘電体層は、前記コンデンサ電
極パターンが主に形成された誘電体層より比誘電率が低
くなる材料を選択することを特徴とする。

【０００７】請求項３の移動体通信機器用フロントエン
ドモジュールは、請求項２において、コイル用導体パタ
ーンが主に形成された誘電体層を隣接して積層してなる
層の下層に、コンデンサ電極パターンが主に形成された
誘電体層を隣接して積層してなる層を設け、前記コイル
用導体パターンが主に形成された誘電体層の上層にも、
コンデンサ電極パターンが主に形成された層と同じ素材
からなる層を積層して、焼成に伴う縮率が相違する変形
を防止することを特徴とする。

【０００８】請求項４の移動体通信機器用フロントエン
ドモジュールは、請求項１から３までのいずれかにおい
て、前記アンテナスイッチは、ダイオードとＬＣ回路と
で構成され、かつ前記フィルタ、分波回路もＬＣ回路で
構成され、前記ＬＣ回路は前記多層基板内に形成され、
前記ＬＣ回路の一部は、前記多層基板の上面に配置され
たダイオードとビアホールを通して接続されることを特
徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１はフロントエンドモジュールを
示す断面図である。フロントエンドモジュール１は、多
層基板２０上に表面実装部品１１、１２等を搭載し、さ
らに多層基板２０と、表面実装部品１１、１２とを覆う
ように、多層基板２０にシールドケース１５が固着され
ている。

【００１０】多層基板２０は、誘電体層２１〜３６でな
り、図１においては、各誘電体層２１〜３６は実際の厚
みに対応する厚みで描いてある。

【００１１】図２は該フロントエンドモジュールの層構
造を示す。該フロントエンドモジュールは、フロントエ
ンドモジュールの多数個分の電極、接続パターン、ビア
ホールまたはマークを縦横に配置して形成した誘電体グ
リーンシートを積層し、個々のフロントエンドモジュー
ル分に切断し、加熱圧着し、焼成して図１に示した個々
の多層基板２０が製造される。

【００１２】図２において、２１〜３６は図１に示した
誘電体層である。これらの誘電体層２１〜３６は、製造
工程においては誘電体グリーンシートである。矢印ａ〜
ｏは積層されることを意味する。積層工程においては、
誘電体層となるグリーンシート３６が最下層であり、そ
の上に誘電体層となるグリーンシート３５が重ねられ、
さらにその上にグリーンシート３４が重ねられるという
ふうにグリーンシート２１〜３６が重ねられる。これら
のグリーンシートの加熱圧着、切断後の焼成工程におい
て、焼結体として一体化されるとともに、焼成に伴う縮
率に従って寸法が変化し、かつ焼成により所定の電気特
性を有する誘電体層となる。

【００１３】図３はフロントエンドモジュール１の回路
構成の１例を示す回路図である。図３において、Ｔ１〜
Ｔ１２は外部接続電極である。これらの外部接続電極の
Ｔ９はアンテナへの外部接続電極であり、コイルＬ１、
Ｌ２、Ｌ１１とコンデンサＣ１、Ｃ１１、Ｃ１２は分波
回路を構成する。コイルＬ１とコンデンサＣ１から外部
接続電極Ｔ１１に至る側の回路（図面上、右側の回路）
がＤＣＳ方式（１．８ＧＨｚ帯）に対応する回路であ
る。コイルＬ１１とコンデンサＣ１１から外部接続電極
Ｔ１に至る回路（図面上、左側の回路）がＧＳＭ方式
（９００ＭＨｚ帯）に対応する回路である。

【００１４】右側のＤＣＳ方式に対応する回路におい
て、Ｔ１１はＤＣＳ方式の送信回路に接続される外部接
続電極である。Ｔ７はＤＣＳ方式の受信回路に接続され
る外部接続電極である。Ｔ８は外部回路で接地される外
部接続電極である。Ｔ１０はＤＣＳ方式の送受切り換え
を行うための制御信号を加える外部接続電極である。コ
イルＬ６とコンデンサＣ６〜Ｃ８はローパスフィルタを
構成する。ダイオードＤ１、Ｄ２と、コイルＬ３〜Ｌ５
と、コンデンサＣ２〜Ｃ５、Ｃ９は送受信切換えスイッ
チを構成する。

【００１５】また、左側のＧＳＭ方式に対応する回路に
おいて、Ｔ１はＧＳＭ方式の送信回路に接続される外部
接続電極である。Ｔ５はＧＳＭ方式の受信回路に接続さ
れる外部接続電極である。Ｔ２はＧＳＭ方式の送受切り
換えを行うための制御信号を加える外部接続電極であ
る。Ｔ４は外部回路で接地される外部接続電極である。
コイルＬ１４とコンデンサＣ１７〜Ｃ１９はローパスフ
ィルタを構成する。また、ダイオードＤ１１、Ｄ１２と
コイルＬ１２、Ｌ１３とコンデンサＣ１３〜Ｃ１６は送
受信切換えスイッチを構成する。また、Ｔ３、Ｔ６、Ｔ
１２はフロントエンドモジュールの内部のグランド電極
に接続される外部接続電極である。

【００１６】図４ないし図６はフロントエンドモジュー
ル１の外観を示す。図４は図１と同じ方向より見た正面
図、図５は平面図、図６は図４と直交する方向から見た
側面図である。図４、図６に示すように、シールドケー
ス１５の左右端（図面上）が平面部に直交するように下
方に折り曲げられ、折り曲げられた端部１５Ａ、１５Ｂ
は、それぞれ、グランド電極である外部接続電極Ｔ６、
Ｔ１２に固着して接続される。なお、図４においては、
前記表面実装部品１１、１２の図示は省略している。

【００１７】図５において、１５Ｃはシールドケース１
５に設けた孔であり、フロントエンドモジュール１の方
向を示す目印である。図５に示すように、前記フロント
エンドモジュールの回路を外部に接続するための外部接
続電極Ｔ１〜Ｔ１２は、フロントエンドモジュールの外
周に配置される。これらの外部接続電極Ｔ１〜Ｔ１２
は、フロントエンドモジュールを携帯電話の回路基板に
搭載して接続するものである。

【００１８】この例のフロントエンドモジュールは、シ
ールドケース１５を含む高さが１．８ｍｍ、図５におけ
る左右方向の幅が６.５ｍｍ、上下方向の幅が４．８ｍ
ｍである。

【００１９】次に該フロントエンドモジュールの構造を
さらに詳細に説明する。図１、図２に示すように、下層
の誘電体層３５には接地電極パターン２０１がほぼ全面
に形成され、その上側に隣接する誘電体層３４上には接
地コンデンサの対向電極パターン２０２が形成される。
該誘電体層３４には、前記対向電極パターン２０２以外
にも複数の対向電極パターンが形成されるが、符号の記
入を省略する。誘電体層３４上に隣接する誘電体層３３
には、接地電極パターン２０３と、符号の記入を省略し
て示す他の電極パターンとが形成される。

【００２０】前記接地コンデンサの上側にはほとんどパ
ターンが形成されていない誘電体層２８〜３２を積層す
る。これらの誘電体層２８〜３２は、上下に隣接する誘
電体層間のパターンを接続するビアホール２０４と、ビ
アホール間を接続する接続パターン２０５と、電極パタ
ーン２０６と、符号の記入を省略したその他の電極パタ
ーンおよび分波回路用のコンデンサ電極パターンのいく
つかが形成される。

【００２１】さらに、上側に誘電体層２２〜２７を積層
する。これらの誘電体層２２〜２７にはコイル導体パタ
ーンと、コンデンサ電極パターンとを混在させてパター
ニングしてコイルおよびコンデンサが形成される。

【００２２】電極パターン２１１〜２１８は分波回路用
コンデンサ電極パターンである。分波回路用コンデンサ
電極パターン２１１〜２１８は、図２の各誘電体層２２
〜２９において、図面上、上下方向の中間（すなわち平
面上の中間）に位置するように形成される。そして、各
誘電体層２２〜２６上には、図２の各誘電体層におい
て、図面上、上側にはＤＣＳ方式に対応する回路を形成
し、下側にＧＳＭ方式に対応する回路を形成する。

【００２３】すなわち、誘電体層２７上には、図面上、
上側にＤＣＳ方式のための接続パターン２２１を形成
し、誘電体層２２〜２６には、各層の図面上、上側にＤ
ＣＳ方式のためのコイル用導体パターン２２２〜２２６
を形成する。

【００２４】一方、誘電体層２７上には、図面上、下側
にＧＳＭ方式のための接続パターン２３１を形成し、誘
電体層２２〜２６には、各層の図面上、下側にＧＳＭ方
式のためのコイル用導体パターン２３２〜２３６を形成
する。

【００２５】該モジュールは、ＧＳＭ方式とＤＣＳ方式
という高い周波数帯で使用されるため、前記各素子を形
成するパターンは相互の干渉を十分に配慮した形で配置
されなければならない。特にＤＣＳ方式の帯域は、ＧＳ
Ｍ方式のおよそ２倍の周波数になるため、ＧＳＭ方式の
送信系の２次高調波に与える影響を考慮する必要があ
る。しかし図２に示した構成では、双方の回路が共用す
る分波回路用コンデンサ電極パターン２１１〜２１８を
境にして、ＤＣＳ方式に対応する回路と、ＧＳＭ方式に
対応する回路が、ほぼ対称に配置されることになり、双
方の回路を分波回路用コンデンサ電極パターン２１１〜
２１８で最も隔てながら全体を小型化する効果が生じ
る。

【００２６】誘電体層２１上には接続パターン２１９が
形成される。該接続パターン２１９には表面実装部品１
１、１２が接続され、搭載される。表面実装部品１１、
１２はダイオード、チップ抵抗、チップコンデンサまた
はチップインダクタであり、回路構成に従って適宜に配
置される。

【００２７】前記接続パターン２１９は回路構成に従っ
て対応するビアホールに接続される。外部接続電極Ｔ１
〜Ｔ１２のうち、例えば外部接続電極Ｔ８、Ｔ４は、内
部電極の引き出しパターンである接続パターン２２１、
２３１と接続される。

【００２８】本実施の形態において、図１、図２に示し
た誘電体層２１〜３６の配置は、電気特性と、グリーン
シートの焼成に伴う縮率を考慮して決定されている。す
なわち、最上層の誘電体層２１は比誘電率が１１程度と
なり、縮率が小さいグリーンシートが選択される。ま
た、その下の誘電体層２２〜３２は、比誘電率が７．３
程度となり、縮率がやや大きいグリーンシートが選択さ
れる。また、その下の誘電体層３３、３４は、最上層の
誘電体層２１と同じく比誘電率が１１程度となり、縮率
が小さいグリーンシートが選択される。さらにその下の
誘電体層３５、３６は、誘電体層２２〜３２と同様に比
誘電率が７．３程度となり、縮率がやや大きいものが選
択される。

【００２９】すなわち、誘電体層２２〜２６は主にコイ
ル用導体パターンを形成し、誘電体層２７〜３２は主に
接続パターンを形成するが、いずれの誘電体層２２〜３
２も比誘電率が７．３程度となる素材を選択する。これ
らの誘電体層３２〜３２は比誘電率が低いことにより、
隣接するパターンとの浮遊容量による干渉を防止でき
る。誘電体層３３、３４はコンデンサを構成する電極間
の誘電体層であり、いずれも比誘電率が１１程度となる
素材を選択する。このように比誘電率を他の誘電体層よ
り高くすることにより、コンデンサとしての容量を得や
すい。しかし、誘電体層３３、３４は焼成に伴う縮率が
小さく、一方、上層の誘電体層２２〜３２は縮率が大き
いので、焼成時に変形してしまう。そのため、最上層の
誘電体層２１に誘電体層３３、３４と同じ縮率の小さい
素材を選択することで焼成時の変形を防止する。

【００３０】また、アンテナスイッチを、ダイオードと
ＬＣ回路で構成し、ＬＣ回路部を多層基板内に形成した
ので、高周波回路で一般的に用いられるダイオード、コ
ンデンサおよびλ／４ストリップラインによる従来構成
に比較し、ストリップラインのインピーダンス整合を考
慮しなくてもよいため、ストリップラインの整合をとる
ための誘電体層を設ける必要がないので、多層基板をよ
り薄型化することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動体通信機器用フロントエンドモジュールを上述の構
成にしたことにより、以下の効果が得られる。 （１）多層基板の通信方式が異なる複数の送受信機能を
備える送受信回路を一体化するに当たり、多層基板は、
平面方向の中心位置に分波回路用パターンを配置し、該
分波回路用パターンを境にして、通信方式が異なる複数
の送受信機能を備える送受信回路を対称に配置すること
により、双方の回路間の干渉を分波回路用パターンで防
ぐことができ、これにより多層基板全体を小型化するこ
とができる。

【００３２】（２）誘電体層として、それぞれコイル用
導体パターンが主に形成された複数の誘電体層層を積層
方向に隣接させて配置し、それぞれコンデンサ電極パタ
ーンが主に形成された複数の誘電体層を積層方向に隣接
させて配置するというふうに、分離配置したので、コイ
ル用導体パターンを主に形成した複数の誘電体層は、コ
ンデンサ電極パターンが主に形成された層より比誘電率
が低くなる素材を選択することにより、積層方向に隣接
するパターン間の浮遊容量による干渉を防止できる。ま
た、コンデンサ電極パターンを主に形成した誘電体層は
コンデンサとしての容量を取得し易く、多層基板全体を
小型化できる。

【００３３】（３）コイル用導体パターンを主に形成し
た層の下に隣接して、コンデンサ電極パターンを主に形
成した層を積層し、前記コンデンサ電極パターンを主に
形成した層の上層にもコンデンサ電極パターンを主に形
成した層と同様の素材からなる層を積層したので、縮率
の相違による焼成時の変形を防止することができる。

【００３４】（４）アンテナスイッチを、ダイオードと
ＬＣ回路で構成し、ＬＣ回路部を多層基板内に形成した
ので、高周波回路で一般的に用いられるダイオード、コ
ンデンサおよびλ／４ストリップラインによる従来構成
に比較し、ストリップラインのインピーダンス整合を考
慮しなくてもよいため、ストリップラインの整合をとる
ための誘電体層を設ける必要がないので、多層基板をよ
り薄型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフロントエンドモジュールの一実施の
形態を示す断面図。

【図２】該実施の形態の多層基板の各誘電体層に形成す
るパターンを示す図。

【図３】該実施の形態のフロントエンドモジュールの回
路構成の一例を示す回路図。

【図４】該実施の形態のフロントエンドモジュールの外
観を図１と同一方向で示す正面図。

【図５】該実施の形態のフロントエンドモジュールの平
面図である。

【図６】該実施の形態のフロントエンドモジュールの側
面図。

【符号の説明】

１：フロントエンドモジュール、１１、１２：表面実装
部品、１５：シールドケース、２０：多層基板、２１〜
３６：誘電体層、２０１、２０３：接地電極パターン、
２０２：対向電極、２０４：ビアホール、２０５、２１
９、２２１、２３１：接続パターン、２０６：電極、２
１１〜２１８：分波回路用コンデンサ電極パターン、２
２２〜２２６、２３２〜２３６：コイル用導体パター
ン、Ｔ１〜Ｔ１２：外部接続電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多々納 宏 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ −ディ−ケイ株式会社内 (72)発明者 長谷川 英樹 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ −ディ−ケイ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なる通信方式に使用される移動体通信機
   器用フロントエンドモジュールであって、 アンテナに接続される分波回路と、 該分波回路を介してアンテナに接続され、アンテナをそ
   れぞれ異なる通信方式の送信回路、受信回路に対して切
   換え接続するアンテナスイッチと、 高周波を除去するフィルタとを少なくとも有し、 該フロントエンドは多層基板に部品を搭載して一体化し
   たモジュールを構成し、 前記多層基板は平面方向中心位置に分波回路用パターン
   を配置し、 該分波回路用パターンを境にして、通信方式が異なる複
   数のアンテナスイッチ用導体パターンを対称に配置する
   ことを特徴とする移動体通信機器用フロントエンドモジ
   ュール。
2. 【請求項２】前記多層基板は複数の誘電体層を積層して
   構成し、 前記多層基板内の誘電体層は、コイル用導体パターンが
   主に形成されて互いに隣接して積層された複数の誘電体
   層と、コンデンサ電極パターンが主に形成されて互いに
   隣接して積層された複数の誘電体層とに分離して構成
   し、 前記コイル用導体パターンが主に形成された誘電体層
   は、前記コンデンサ電極パターンが主に形成された誘電
   体層より比誘電率が低くなる材料を選択することを特徴
   とする請求項１記載の移動体通信機器用フロントエンド
   モジュール。
3. 【請求項３】コイル用導体パターンが主に形成された誘
   電体層を隣接して積層してなる層の下層に、コンデンサ
   電極パターンが主に形成された誘電体層を隣接して積層
   してなる層を設け、 前記コイル用導体パターンが主に形成された誘電体層の
   上層にも、コンデンサ電極パターンが主に形成された層
   と同じ素材からなる層を積層して、焼成に伴う縮率が相
   違する変形を防止することを特徴とする請求項２記載の
   移動体通信機器用フロントエンドモジュール。
4. 【請求項４】前記アンテナスイッチは、ダイオードとＬ
   Ｃ回路とで構成され、かつ前記フィルタ、分波回路もＬ
   Ｃ回路で構成され、 前記ＬＣ回路は前記多層基板内に形成され、 前記ＬＣ回路の一部は、前記多層基板の上面に配置され
   たダイオードとビアホールを通して接続されることを特
   徴とする請求項１、２または３に記載の移動体通信機器
   用フロントエンドモジュール。