JP2001352272A - 高周波スイッチモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層体上面にチップ素子やＳＡＷフィルタを
搭載した高周波モジュールにおいて、積層体の有効面積
を最大限利用して低背化をはかると共に、チップ素子と
の干渉やアース電流の経路を充分に保つこと。 【解決手段】 積層体上にダイオード等のチップ素子と
フィルタ回路を構成するＳＡＷフィルタを搭載し、これ
ら搭載部品を包囲する金属ケースを設けた高周波スイッ
チモジュールであって、前記積層体の一方端に細長いグ
ランド端子を設け、他方には段差部を設けて、この段差
部にパッケージ型ＳＡＷフィルタを載置し、前記金属ケ
ースの一方端は前記グランド端子に面接触し、ＳＡＷフ
ィルタ側の他方端は開口している高周波スイッチモジュ
ールである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通過帯域の異なる複数
の送受信系を取り扱うマルチバンド用高周波スイッチモ
ジュールに関し、特に積層体上に搭載されたチップ素子
や高周波機能部品を包囲する金属ケースの構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の携帯電話の普及には、目を見張る
ものがあり、携帯電話の機能、サービスの向上が図られ
ている。この新たな携帯電話として、デュアルバンドあ
るいはトリプルバンド携帯電話の提案がなされている。
これらの携帯電話は、２つあるいは３つの送受信系を取
り扱うもので、それぞれ周波数に応じた信号経路、及び
複数の周波数を切り換えるためのスイッチとして、分波
回路とスイッチ回路を用いて構成される高周波スイッチ
モジュールが用いられている。

【０００３】例えば、特開平１１−２２５０８８号公報
に開示された高周波スイッチモジュールは、小型化を図
るために分波回路、ローパスフィルタ回路及びスイッチ
回路の伝送線路を誘電体層内に構成し、一体燒結した積
層体（以下、単に積層体と言う。）となし、ダイオー
ド、チップコンデンサ等のチップ素子を前記積層体上に
搭載したワンチップ化構造のものである。また、面実装
が可能なように各端子電極やグランド端子は、図７に示
すように積層体８０の各側面に形成され、さらに上面ま
で延出してランド８１、８２…が設けられている。そし
て、チップ素子等の搭載部品を包囲して主に電磁波シー
ルドの働きをなす金属ケース９０は、積層体上面のグラ
ンド端子のランド８２に半田付けで固定されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような高周波モジ
ュールにおいては、さらなる機能の集積化が進められて
おり、例えば、従来、上記高周波モジュールの後段に配
置されていたバンドパスフィルタ回路をワンチップの積
層体に集約することが提案されている。このバンドパス
フィルタ回路として現状では、専らパッケージ化された
弾性表面波素子（ＳＡＷ）が用いられており、具体的に
は２個ないし３個のＳＡＷフィルタを積層体上面に搭載
することになる。しかしこの場合でも積層体の面積（搭
載有効面積）は、従来と同等であることが望まれるの
で、チップ素子は極めて厳しい配置構成を余儀なくされ
る。例えば、図７に示したモジュールでは積層体の上面
のランドに金属ケースを固定する構造としていたが、こ
のような構造であるとランドとチップ素子との距離が近
づき過ぎてしまい半田ブリッジによる短絡の恐れもある
し、電磁界的な干渉が生じて高周波特性が劣化すると言
う問題が生じる。このような問題は更なる小型化が望ま
れる将来において顕著になると考えられる。

【０００５】また、従来のグランド端子のランドは各送
受信系の端子を挟む形で間隔をおいて設けられていた。
従って、金属ケース先端８３、８４、８５、８６…を断
続的に接触させて半田付けしていたので、金属ケースの
位置が多少ズレることがあった。また接触面積が十分と
れずアース電流の経路が不安定になったり、電磁界の分
布が変化して高周波特性が変化することがある。特に、
マイクロ波やミリ波帯等の高周波帯域においてはその影
響が顕著となる。また、パッケージ型ＳＡＷフィルタを
搭載すると低背化を阻害するし、もともとＳＡＷフィル
タは外力や温度変化に対して繊細であることから、パッ
ケージの廻りには空間を保っていることが望ましい。

【０００６】以上のことより本発明は、チップ素子やＳ
ＡＷフィルタを搭載した高周波モジュールにおいて、積
層体の搭載有効面積を最大限利用して尚かつ低背化をは
かり、このとき、チップ素子と端子間の干渉を低減し、
また、ＳＡＷフィルタを外的に保護しアースを確実にと
るようになした高周波スイッチモジュールを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の送受信
系に信号を分波する分波回路と、前記各送受信系のそれ
ぞれに送信系と受信系を切り換えるスイッチ回路と、当
該スイッチ回路の各受信系の特定の信号を通過させるフ
ィルタ回路と、前記スイッチ回路とフィルタ回路の整合
回路とを備え、積層体上に前記スイッチ回路の一部を構
成するダイオード等のチップ素子と前記フィルタ回路を
構成するＳＡＷフィルタを搭載し、これら搭載部品を包
囲する金属ケースを備えた高周波スイッチモジュールで
あって、前記金属ケースは少なくとも一方向に向かって
開口した開口部を有していることを特徴とする高周波ス
イッチモジュールである。また、上記の高周波スイッチ
モジュールにおいて、前記積層体の一方端に細長いグラ
ンド端子を設け、他方に段差部を設けて、この段差部に
パッケージ型ＳＡＷフィルタを載置し、前記金属ケース
の一方端は前記グランド端子に面接触し、他方端の開口
部が前記ＳＡＷフィルタ側に位置していることが望まし
い。

【０００８】以上により、グランド端子以外の端子は積
層体上面に設けていないのでチップ素子等との干渉の問
題がなく高周波特性が安定する。また、金属ケースの一
端はグランド端子に面接触しアースが充分にとれて電流
の経路も安定する。一方、ＳＡＷフィルタ側の他端は開
口しておりＳＡＷフィルタの廻りに空間が形成され、外
力や温度に対する影響を受けることがなくなる。また、
外見上ケースを見てモジュールの方向性を識別できるの
で、例えば基板上への組立てに間違いがなくなる。

【０００９】尚、上記の各回路構成において、分波回路
はＬＣ回路で構成され、スイッチ回路はダイオードと伝
送線路を主構成とし、フィルタ回路はＳＡＷフィルタで
構成され、整合回路はコンデンサ又はＬＣ回路で構成さ
れ、また分波回路のＬＣ回路及びスイッチ回路の伝送線
路は、誘電体による積層体内に電極パターンにより構成
することが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。図１〜図５は一実施例の高周波スイ
ッチモジュールを示し、図１は積層体に金属ケースを装
着した斜視図である。図２は側面から見た一部断面図で
ある。図３は実施例の積層体を示す斜視図である。図４
は前記積層体の裏面を示す平面図である。図５は前記積
層体にチップ素子やＳＡＷフィルタを搭載した状態を示
す斜視図である。図６は積層体の内部構造図の一例を示
すグリーンシートの展開図である。

【００１１】本実施例は、第１の送受信系としてＥＧＳ
Ｍ900（Extended Global System for Mobile Communica
tions 900）方式を、第２の送受信系としてＧＳＭ1800
方式を用いるもので、この２つの送受信系に信号を分波
する分波回路と、各送受信系のそれぞれに送信系と受信
系を切り換えるスイッチ回路と、このスイッチ回路の各
受信系の特定の信号を通過させるフィルタ回路と、スイ
ッチ回路とフィルタ回路の整合回路とを、ワンチップの
積層体に集積したデュアルバンド用高周波スイッチモジ
ュールを例にとる。この高周波スイッチモジュール１
は、下記で若干説明するように分波回路、ローパスフィ
ルタ回路及びスイッチ回路の伝送線路を積層体内に構成
し、他方、ダイオード、チップコンデンサ及びＳＡＷフ
ィルタを積層体上面に搭載して構成している。また、Ｓ
ＡＷフィルタ等の搭載部品を覆う金属ケース３を備えて
いる。

【００１２】先ず、積層体２の内部構造について簡単に
説明する。この積層体２は低温焼成が可能なセラミック
誘電体材料からなるグリーンシートを用意し、この上に
通常Ａｇを主体とする導電ペーストを印刷して所望の電
極パターンを形成する。尚、この電極パターンと同じも
のをシート上に並列に複数個形成している。このような
シートを適宜積層して熱圧着した後、チップ状に切断す
る。そしてこのチップを一体燒結して積層体２を得てい
る。

【００１３】積層体２の内部構造は図６に示すように
から(18)（10以上の数値はカッコを付す。）までのグリ
ーンシートを、を最下層とし以後順に積層したもので
ある。尚、グリーンシートはの裏面を示している。
一番下層のグリーンシートにはほぼ全面にグランド電
極６１が形成されており、その裏面２３には複数のスル
ーホール６３を介して細長いグランド端子６０が左右に
形成されている。他の端子は、図４に示すように長手方
向側面にＧＳＭ1800系の送信ＴＸ端子５１、電圧ＶＣ１
端子５２、グランド端子５３、電圧ＶＣ２端子５４、Ｇ
ＳＭ1800系の受信ＲＸ端子５５がそれぞれ設けられてい
る。また、対向する上部にはＥＧＳＭ900系の受信ＲＸ
端子５７、グランド端子５８、共通のアンテナ端子５
９、グランド端子６０、ＥＧＳＭ900系の送信ＴＸ端子
６１がそれぞれ形成されている。これらの端子電極は半
田電極を介して基板に実装することになる。また、グリ
ーンシートの向かって左側端（チップ素子を搭載する
側）のスルーホール６３は、その上に重なる全てのグリ
ーンシートにも複数個のスルーホール６３（符号省略）
が設けられており、最上層のグリーンシート(18)にはス
ルーホール６３を介して細長いグランド端子６６が形成
されている。

【００１４】次に、コンデンサ用の電極６２が複数形成
されたグリーンシート、その上にグランド電極６１が
形成されたグリーンシートが積層される。さらにその
上のグリーンシート、、、、、(10)にはそれ
ぞれ適宜ライン電極６４、コンデンサ電極６２、スルー
ホール（符号省略、以下他電極の符号も省略する。）が
形成されており、概略グリーンシートの上側にＥＧＳＭ
900系の伝送線路やコンデンサを配置し、下側にＧＳＭ1
800系の伝送線路やコンデンサを配置している。そし
て、グリーンシート、、、、、、(10)で略
ローパスフィルタ回路を構成し、グリーンシート、
、、、、、、、(10)でスイッチ回路を構
成している。

【００１５】次に、グリーンシート(11)から上には左側
にコンデンサ電極やライン電極を、右側にＳＡＷフィル
タのランド接続部が形成される。グリーンシート(11)、
(12)、(13)、(14)、(15)、(16)でほぼ分波回路を構成
し、グリーンシート(17)には配線パターンが形成され、
最上層のグリーンシート(18)にはダイオード及びチップ
コンデンサ用のランド接続部およびグランド端子６６が
形成されている。その外観は図３に示すようで、積層体
の上面の左側にはダイオード接続用の一対のランド６７
と、チップコンデンサ接続用の一対のランド６８が形成
され、右側には段差部２０が設けられており、ＳＡＷフ
ィルタ接続用のランド６５が４個づつ並列に形成されて
いる。

【００１６】図５は積層体２の上面にそれぞれチップ素
子やＳＡＷフィルタを搭載した状況を示している。即
ち、上記したそれぞれ一対のランドに対し、ダイオード
４１、４２、４３、４４とチップ抵抗４５、チップコン
デンサ４６、４７を半田付けし、また、段差部２０のラ
ンド上にパッケージ型ＳＡＷフィルタ４８、４９を半田
付けで載置している。この積層体の外形寸法は約６．６
×４．９×０．９ｍｍと極小さく、積層体上面の搭載有
効面積には余裕がない。そこで、側面端子のランドは無
くし、かつチップ素子間の間隙も必要最小限とし密度の
高い配置とした。また、高さ方向もチップ素子との高さ
とバランスするようにＳＡＷフィルタは段差部２０上に
設けるようになし低背化を図っている。

【００１７】次に、これらの搭載部品を包囲する金属ケ
ース３は、一端に幅広の略Ｔ字状の突出部３１を有し、
この突出部３１は積層体上面のグランド端子６６上に当
接し半田付けで固定される。また、ケースの他端側は開
口３４されており、その側面側に一対の突出部３２、３
３を有している。この突出部３２、３３はＳＡＷファイ
ルタの上面に間隙ｇを確保できるだけの長さに設定され
ており、段差部２０に設けられたＳＡＷファイルタのグ
ランド用のランド上に当接し半田付けで設置される。
尚、開口３４は多少の壁部分が存在していても良い。こ
れによってＳＡＷフィルタ側のケース端部は開口されて
いるので十分な空間が形成されＳＡＷフィルタの温度特
性に影響を及ぼし難く、モジュール本体の方向性も識別
できる。尚、金属ケースのアースも確実にとることがで
き電流経路も安定する。

【００１８】本発明の他の実施例としては、トリプルバ
ンド高周波スイッチモジュールに対しても同様に実施す
ることが出来る。また、ＳＡＷフィルタは必ずしもパッ
ケージ型のものを用いる必要はなくベアチップのものを
使用することも可能である。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、積層体上面に側面端子
及びそのランドを設けない構成としたのでチップ素子と
の干渉が低減された。また、金属ケースはアース面積が
大きく確実にとれるものとしたのでアースをとることが
安定した。また、ケースの一端を開口したので温度によ
る悪影響が抑制された。以上により電気的特性の良い高
周波スイッチモジュールを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波スイッチモジュールの一実
施例を示し、積層体に金属ケースを装着した斜視図であ
る。

【図２】側面から見た一部断面図である。

【図３】図１の積層体を示す斜視図である。

【図４】積層体の裏面を示す平面図である。

【図５】積層体にチップ素子やＳＡＷフィルタを搭載し
た後の斜視図である。

【図６】積層体の内部構造図の一例である。

【図７】従来の高周波スイッチモジュールの一例を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１：高周波スイッチモジュール ２：積層体 ３：金属ケース ２０：段差部 ２１、２２：積層体の幅方向側面 ２３：積層体の裏面 ２４：積層体の長手方向側面 ３１：金属ケースのＴ字状の突出部 ３２、３３：金属ケースの対の突出部 ３４：金属ケースの開口部 ４１、４２、４３、４４：ダイオード ４５：チップ抵抗 ４６、４７：チップコンデンサ ４８、４９：パッケージ型ＳＡＷフィルタ ５１〜６２：積層体裏面の各端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J011 CA12 5J097 AA29 BB11 BB15 LL01 5K011 BA03 DA22 DA27 FA01 JA01 KA18

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の送受信系に信号を分波する分波回
   路と、前記各送受信系のそれぞれに送信系と受信系を切
   り換えるスイッチ回路と、当該スイッチ回路の各受信系
   の特定の信号を通過させるフィルタ回路と、前記スイッ
   チ回路とフィルタ回路の整合回路とを備え、積層体上に
   前記スイッチ回路の一部を構成するダイオード等のチッ
   プ素子と前記フィルタ回路を構成するＳＡＷフィルタを
   搭載し、これら搭載部品を包囲する金属ケースを備えた
   高周波スイッチモジュールであって、前記金属ケースは
   少なくとも一方向に向かって開口した開口部を有してい
   ることを特徴とする高周波スイッチモジュール。
2. 【請求項２】 前記積層体の一方端に細長いグランド端
   子を設け、他方に段差部を設けて、この段差部にパッケ
   ージ型ＳＡＷフィルタを載置し、前記金属ケースの一端
   は前記グランド端子に面接触し、他方の開口部が前記Ｓ
   ＡＷフィルタ側に位置していることを特徴とする請求項
   １記載の高周波スイッチモジュール。