JP2002064400A

JP2002064400A - 高周波スイッチモジュール

Info

Publication number: JP2002064400A
Application number: JP2001175662A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kenmochi; 茂釼持; Mitsuhiro Watanabe; 光弘渡辺; Hiroyuki Tadai; 裕之但井
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で消費電力の少ない高周波スイッチモジ
ュールを提供する。【解決手段】送信経路と受信経路を切り替えるスイッ
チ回路を有する高周波スイッチモジュールであって、前
記スイッチ回路はダイオードと伝送線路を主構成とし、
前記伝送線路は電極パターンと誘電体層から構成される
積層体の電極パターンにより構成され、前記ダイオード
は前記積層体上に配置され、前記送信経路が選択された
場合に、送信信号が通る主経路以外に接続する伝送線路
の少なくとも１本の線路インピーダンスを送信信号が通
る主経路にある伝送線路の線路インピーダンスよりも相
対的に高くしたことを特徴とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は準マイクロ波帯など
の高周波帯域で用いられる高周波複合部品に関し、少な
くとも１つのアンテナで送受信系を取り扱う高周波スイ
ッチモジュールに関する。

【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。当初、１つのアンテナを１つの送受信系で共用
するシングルバンド携帯電話から始まった。その為の積
層体を用いた高周波スイッチも開発された（例えば特開
平６−１９７０４０号、特開平９−３６６０３号公報参
照）。その後、加入者数の急増に伴い、デュアルバンド
携帯電話等が市場に出てきた。このデュアルバンド携帯
電話は、通常の携帯電話が一つの送受信系のみを取り扱
うのに対し、２つの送受信系を取り扱うものである。こ
れにより、利用者は都合の良い送受信系を選択して利用
することが出来るものである。例えば、デュアルバンド
携帯電話では、ＧＳＭ１８００システム（送信ＴＸ．１
７１０〜１７８５MHz、受信ＲＸ．１８０５〜１８８０M
Hz）、第２の送受信系としてＥＧＳＭ９００システム
（送信ＴＸ．８８０〜９１５MHz、受信ＲＸ．９２５〜
９６０MHz）の２つのシステムに対応する。このような
携帯電話では、それぞれの周波数に応じた信号経路、及
び複数の周波数を切り替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スイッチモジュ
ールが用いられる（例えば特開平１１−２２５０８８号
公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高周波スイッチでは、
送信時、送信端子ＴＸから入力された送信信号が送信端
子ＴＸからアンテナへ伝送される。そしてアンテナから
送信される信号は、その強度が一定値以上になるよう
に、信号強度を検出、モニタする結合器を内蔵する。し
かし、伝送している間に、その他の経路に漏洩してしま
うと、その漏洩した分の電力を送信端子側にある増幅器
によって増幅する必要がある。その為、余分な電流を流
さねばならず、消費電力を増大して、携帯電話としては
限られた電池残量を無駄に消耗し、その分、通話時間が
短縮されるという問題点があった。そこで本発明は、送
信時に送信経路において送信信号が通る主経路以外に送
信信号が漏洩することを防止し、よって送信信号を効率
よく送信端子からアンテナへ伝送できる高周波スイッチ
モジュールを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を要
旨とする。（１）送信経路と受信経路を切り替えるスイッチ回路を
有する高周波スイッチモジュールであって、前記スイッ
チ回路はダイオードと伝送線路を主構成とし、前記伝送
線路は電極パターンと誘電体層から構成される積層体の
電極パターンにより構成され、前記ダイオードは前記積
層体上に配置され、前記送信経路が選択された場合に、
送信信号が通る主経路以外に接続する伝送線路の少なく
とも１本の線路インピーダンスを送信信号が通る主経路
にある伝送線路の線路インピーダンスよりも相対的に高
くしたことを特徴とする高周波スイッチモジュールであ
る。

【０００５】（２）通過帯域の異なる複数の送受信系を
各送受信系に分ける分波回路、及び前記各送受信系のそ
れぞれに送信経路と受信経路を切り替えるスイッチ回路
を有するマルチバンド用高周波スイッチモジュールであ
って、前記分波回路は伝送線路およびコンデンサで構成
され、前記スイッチ回路はダイオードと伝送線路を主構
成とし、前記分波回路およびスイッチ回路の少なくとも
一部は、電極パターンと誘電体層から構成される積層体
内の電極パターンにより構成され、前記ダイオードは前
記積層体上に配置され、前記送信経路が選択された場合
に、送信信号が通る主経路以外に接続する伝送線路の少
なくとも１本の線路インピーダンスを送信信号が通る主
経路にある伝送線路の線路インピーダンスよりも相対的
に高くしたことを特徴とする高周波スイッチモジュール
である。

【０００６】（３）前記（１）又は（２）の高周波スイ
ッチモジュールにおいて、前記送信回路は、送信信号が
通る主経路に第２の伝送線路とコンデンサとからなるロ
ーパスフィルタを、前記主経路以外にはアースに接続さ
れた第１の伝送線路を有しており、前記第１の伝送線路
の線路インピーダンスが前記第２の伝送線路の線路イン
ピーダンスよりも高くなるように、第１の伝送線路の線
路幅を第２の伝送線路の線路幅よりも細くした高周波ス
イッチモジュールである。

【０００７】（４）前記（１）〜（３）の高周波スイッ
チモジュールにおいて、前記送信経路は、送信信号が通
る主経路に第２の伝送線路とコンデンサとからなるロー
パスフィルタを、前記主経路以外にはアースに接続され
た第１の伝送線路あるいはインダクターおよび受信経路
にある第３の伝送線路を有しており、前記第３の伝送線
路の線路インピーダンスが前記第２の伝送線路の線路イ
ンピーダンスよりも高くなるように、第３の伝送線路の
線路幅を第２の伝送線路の線路幅よりも細くしたことを
特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の高周波スイ
ッチモジュールである。

【０００８】（５）前記（１）〜（４）の高周波スイッ
チモジュールにおいて、受信系のバンドパスフィルタの
少なくとも１つに弾性表面波素子を用いることが好まし
い。

【０００９】（作用）以上のように、本発明の高周波ス
イッチモジュールは、スイッチ回路の送信経路に接続す
る伝送線路のうち、送信信号が通る主経路以外に接続し
た伝送線路の線路インピーダンスを、主経路にある伝送
線路の線路インピーダンスよりも相対的に高くしたこと
を要旨とするものである。すなわち、従来は伝送線路を
パターン印刷するときにパターン幅（線路幅と同意、以
下同様。）を一定に設計することが慣習であったが、本
発明者は発想を転換して、送信経路の主経路にある伝送
線路とそれ以外の伝送線路とのパターン幅を機能的に変
えたもので、具体的には主経路以外に接続した伝送線路
のパターン幅を相対的に細くすることにより、送信時に
送信経路の主経路以外へ送信信号が漏洩することを防止
し、送信信号を効率よく送信端子からアンテナへ伝送で
きることを達成したものである。尚、本発明で言う送信
経路の主経路以外とは、受信経路側も含むものである。
また、本発明の要点は、送信経路の主経路以外に接続す
る伝送線路のインピーダンスを相対的に高くして、送信
時には送信信号が送信経路の主経路以外に漏出すること
を防ぐことであるから、パターン幅を狭くするだけでな
く、パターンの厚みや積層体を用いる場合には層間距
離、誘電体の比誘電率を調整することによっても、イン
ピーダンスを相対的に高くできる。また、必ずしも伝送
線路を用いる必要はなく、積層体上にインダクターとし
て配置し、これのインピーダンスを適宜設定することに
よって上述してきた相対的な関係を持たせることでも実
施できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の本論に入る前に、
本発明に係る伝送線路が用いられる高周波スイッチモジ
ュールについて、図を用いて説明する。図１はシングル
バンド、図２はデュアルバンドに適用した場合の等価回
路を示す。なお、本発明の具体例は、後述の実施例１〜
３で具体的に示したので、先に実施例１〜３を参照する
と、本発明が理解し易い。

【００１１】図１は、本発明の１実施例で、シングルバ
ンド携帯電話に用いる高周波スイッチモジュールの回路
を示す。アンテナは直流阻止（ＤＣカット）コンデンサ
ＣＰ１を経て高周波スイッチモジュールのアンテナ端子
ＡＮＴに接続される。スイッチ回路の機能は、送信経路
と受信経路を電気的に高速に切替分離してアンテナ端子
を介してアンテナと接続することである。このスイッチ
回路は、２つのダイオードＤＰ１、ＤＰ２と、２つの伝
送線路ＬＰ１、ＬＰ２からなり、ダイオードＤＰ１はア
ンテナ端子ＡＮＴ側にアノードが接続され、送信ＴＸ側
にカソードが接続され、そのカソード側にアースに接続
される伝送線路ＬＰ１が接続されている。通常アンテナ
は、高周波スイッチモジュールの外にロット状、ワイヤ
状のものが取り付けられ、高周波スイッチモジュールの
アンテナ端子ＡＮＴに接続されるが、今後モジュール化
の要請が更に強まると、平面アンテナを更に複合化して
取り込んだ高周波スイッチモジュールも考えられる。本
発明は、実施例としてはアンテナを外部取り付けしたも
のを例示するが、アンテナを含んだ複合モジュールにも
適用できる。

【００１２】そして、アンテナ側と受信ＲＸ間に伝送線
路ＬＰ２が接続され、その受信ＲＸ側にカソードが接続
されたダイオードＤＰ２が接続され、そのダイオードＤ
Ｐ２のアノードには、アースとの間にコンデンサＣＰ６
が接続され、その間にインダクタが接続され、コントロ
ール回路ＶＣ２に接続される。コントロール回路ＶＣ２
に電圧（例えば＋３Ｖ、＋２．６Ｖ）を印加すると、ダ
イオードＤＰ２，ＤＰ１がＯＮして送信回路ＴＸとアン
テナ端子ＡＮＴが接続される。コントロール回路に電圧
を印加しない場合には、アンテナ端子ＡＮＴと受信系Ｒ
Ｘが接続されている。このようにして、１つのアンテナ
を送受信系の両方が共用できる。コントロール回路の端
子ＶＣ２に接続されたインダクタＬＰは、電源側を見た
インピーダンスを大きくすることにより、電源側のイン
ピーダンスが負荷変動などにより変動しても影響を阻止
する機能がある。この実施例では、スイッチ回路にダイ
オードを用いたので、高周波における耐電力に優れ、低
損失という効果がある。この実施例では更に、送信ＴＸ
回路側にローパスフィルタ回路を挿入する。即ち、伝送
線路ＬＰ３と、コンデンサＣＰ３、ＣＰ４、ＣＰ７から
構成され、スイッチ回路ＳＷのダイオードＤＰ１と伝送
線路ＬＰ１の間に挿入されている。ローパスフィルタを
入れると、アンプ（増幅器）等から発生する高調波を抑
制できる。

【００１３】図２にデュアルバンドの１実施例を示す。
この実施例は、通過帯域の異なる第１の送受信系（ＥＧ
ＳＭ９００）と第２の送受信系（ＧＳＭ１８００）を扱
う高周波スイッチモジュールであり、第１の送受信系
（ＥＧＳＭ９００）の送信信号と受信信号を切り換える
第１のスイッチ回路、第１のスイッチ回路の送信経路に
接続される第１のローパスフィルタ回路、第２の送受信
系（ＧＳＭ１８００）の送信信号と受信信号を切り換え
る第２のスイッチ回路、第２のスイッチ回路の送信経路
に接続される第２のローパスフィルタ回路、第１の送受
信系と第２の送受信系を分波する分波回路から構成され
ている。アンテナ端子ＡＮＴに接続される分波回路部分
は、２つのノッチ回路が主回路となっている。つまり、
伝送線路ＬＦ１とコンデンサＣＦ１で一つのノッチ回路
を構成し、伝送線路ＬＦ２とコンデンサＣＦ２でもう一
つのノッチ回路を構成している。そして、一つのノッチ
回路には、アースに接続されるコンデンサＣＦ３が接続
されている。このコンデンサＣＦ３は、分波特性のロー
パスフィルタ特性を向上させる目的で接続されている。
また、もう一つのノッチ回路には、アースに接続される
伝送線路ＬＦ３と、コンデンサＣＦ４を直列に接続して
いる。この伝送線路ＬＦ３とコンデンサＣＦ４は、分波
特性のハイパスフィルタ特性を向上させる目的で接続さ
れている。この分波回路は、ノッチ回路以外、例えばバ
ンドパス回路、ローパス回路、ハイパス回路などを用い
てもよく、これらを適宜組み合わせて構成することも出
来る。

【００１４】次に、第１のスイッチ回路について説明す
る。第１のスイッチ回路は、図２上側のスイッチ回路で
あり、ＥＧＳＭ９００系の送信ＴＸと受信ＲＸを切り換
えるものである。このスイッチ回路ＳＷは、２つのダイ
オードＤＧ１、ＤＧ２と、２つの伝送線路ＬＧ１、ＬＧ
２からなり、ダイオードＤＧ１はアンテナ端子ＡＮＴ側
にアノードが接続され、送信ＴＸ側にカソードが接続さ
れ、そのカソード側にアースに接続される伝送線路ＬＧ
１が接続されている。そして、アンテナ側と受信ＲＸ間
に伝送線路ＬＧ２が接続され、その受信側にカソードが
接続されたダイオードＤＧ２が接続され、そのダイオー
ドＤＧ２のアノードには、アースとの間にコンデンサＣ
Ｇ６が接続され、その間にインダクタＬＧが接続され、
コントロール回路ＶＣ１に接続される。そして、送信Ｔ
Ｘ側に挿入されるローパスフィルタ回路は、伝送線路Ｌ
Ｇ３と、コンデンサＣＧ３、ＣＧ４、ＣＧ７から構成さ
れ、スイッチ回路ＳＷのダイオードＤＧ１と伝送線路Ｌ
Ｇ１の間に挿入されている。

【００１５】次に、第２のスイッチ回路について説明す
る。第２のスイッチ回路は、図２下側のスイッチ回路で
あり、ＧＳＭ１８００系の送信ＴＸと受信ＲＸを切り換
えるものである。このスイッチ回路ＳＷは、２つのダイ
オードＤＰ１、ＤＰ２と、２つの伝送線路ＬＰ１、ＬＰ
２からなり、ダイオードＤＰ１はアンテナ端子ＡＮＴ側
にアノードが接続され、送信ＴＸ側にカソードが接続さ
れ、そのカソード側にアースに接続される伝送線路ＬＰ
１が接続されている。そして、アンテナ側と受信ＲＸ間
に伝送線路ＬＰ２が接続され、その受信ＲＸ側にカソー
ドが接続されたダイオードＤＰ２が接続され、そのダイ
オードＤＰ２のアノードには、アースとの間にコンデン
サＣＰ６が接続され、その間にインダクタが接続され、
コントロール回路ＶＣ２に接続される。

【００１６】コントロール回路の動作を説明する。ＥＧ
ＳＭ９００系の送信を有効とする場合には、電圧端子Ｖ
Ｃ１に所定の電圧を印加する。同様に、電圧端子ＶＣ２
に所定の電圧を印加するとＧＳＭ１８００系の送信が有
効となる。受信時には、どちらの電圧端子ＶＣ１，ＶＣ
２にも電圧を印加しない。そして、送信ＴＸ側に挿入さ
れるローパスフィルタ回路は、伝送線路ＬＰ３と、コン
デンサＣＰ３、ＣＰ４、ＣＰ７から構成され、スイッチ
回路ＳＷのダイオードＤＰ１と伝送線路ＬＰ１の間に挿
入されている。

【００１７】図２に示す実施例には、伝送線路ＬＧ２，
ＬＰ２と受信ＲＸ（ＲＸ／ＥＧＳＭ９００，ＲＸ／ＧＳ
Ｍ１８００）の間に、ＳＧ、ＳＰで示される弾性表面波
素子（ＳＡＷ）を用いたバンドパスフィルタを接続して
ある。ＳＡＷフィルタを用いることにより、小型化でき
るし、電気的にもＱ（共振回路の先鋭度）の高いフィル
タとなり、小型かつ受信信号の選択度が良くなるという
効果がある。図２において、コンデンサＣＧＰの機能
は、高周波的に伝送線路ＬＧ１とＬＰ１の接続点Ｎ１と
アースとの間のインピーダンスを低くするものである。
図２の抵抗Ｒの機能は、ダイオードに流す電流値を制御
する為である。この実施例では、ＥＧＳＭ９００系とＧ
ＳＭ１８００系の各々のコントロール回路ＶＣ１、ＶＣ
２に共通になるように構成したので部品点数を低減でき
る。なお、図２において伝送線路とＳＡＷフィルタの間
にＤＣ（直流）カットのコンデンサは不要である。ＳＡ
Ｗフィルタが、その構造上ＤＣ（直流）を遮断できるか
らである。以上、本発明をシングルバンド、デュアルバ
ンド高周波スイッチモジュールについて説明したが、ト
リプルバンド以上のマルチバンドにも適用できる。

【００１８】図３に、ＳＧ、ＳＰで示される弾性表面波
素子（ＳＡＷ）を用いたバンドパスフィルタを用いた高
周波スイッチモジュールの斜視図を示す。なお、図３で
は、側面電極を使わずにスルーホールだけで回路を構成
して、高周波スイッチモジュールの底部に電極を集中し
た実施例を示す。側面電極を用いるか、併用することも
できる。側面電極を用いると、パターン設計の自由度が
上がるだけでなく、フィレットを形成して半田強度を向
上する効果があるが、高周波スイッチモジュールの外部
電極のピッチが１．２７ｍｍから０．６５ｍｍへ狭ピッ
チ化しモジュールの超小型化、パッケージ密度向上の傾
向が進行すると、高周波スイッチモジュールの重量は減
少して半田強度向上の必要性は低下する反面、半田時に
電極間が半田ブリッジ（橋絡）したり、積層体の上面に
搭載した部品とショートする恐れが増加している為であ
る。ＳＡＷフィルタ（ＳＧ，ＳＰ）、ＰＩＮダイオード
（ＤＧ１，ＤＧ２，ＤＰ１，ＤＰ２）、コンデンサ（Ｃ
Ｇ１，ＣＧＰ）、抵抗Ｒ以外は、全て積層体ＭＬに印刷
回路として形成した。大きな構成としては、図３の手前
に２個のＳＡＷフィルタ、図３の左方に分波器を配置
し、グランドパターンが形成された誘電体層を介して、
その下にスイッチ回路とローパスフィルタ、更にグラン
ドパターンが形成された誘電体層をサンドイッチして、
コンデンサのパターンが印刷された誘電体層、そして、
一番下にグランドパターンを配置した。図３に示す実装
では、積層体ＭＬ１、ＭＬ２に段差を設けてＳＡＷフィ
ルタ（ＳＧ，ＳＰ）を配置したので、低背化が実現で
き、更に小型化が可能となった。積層体ＭＬ１、ＭＬ２
は一体構造である。

【００１９】なお、図３は全てをスルーホールで接続し
て側面電極なしで構成したものである。全てをスルーホ
ールで構成すると、高周波スイッチモジュールが超小型
化しても半田ブリッジ（橋短）による不具合が無くせる
効果がある。高周波スイッチモジュールの寸法、顧客で
の半田工程などの種々の要素を鑑みて、スルーホール、
側面電極、あるいは両者の組合せで最適なものを選択で
きる。

【００２０】本発明は、図３に示すように高周波スイッ
チモジュールを、積層構造及びその積層体上にチップ部
品を配置することにより、小型に構成できる。複数の送
受信系の共通端子であるアンテナ端子ＡＮＴ、各送受信
系のそれぞれの送信系端子ＴＸ、受信系端子ＲＸは高周
波信号用の端子であり、これを高周波端子と呼ぶ。この
高周波端子は、図３、図４に例示するように積層体の裏
面、または裏面と側面に形成され、しかもこの高周波端
子同士が隣り合わないように配置した。各高周波端子の
記号は、図２の等価回路と対応している。ＥＧＳＭ９０
０とＧＳＭ１８００の共通の端子としてアンテナ端子Ａ
ＮＴがある。これは外部に接続されるアンテナへの入出
力端子となる。なお、この実施例では、アンテナは外部
取付の例を示したが、今後ますます複合機能化が進展し
てモジュール化が進むと、積層体に平面アンテナを複合
化することも考えられる。本発明は、この場合にも適用
できる。図４で、ＴＸ、ＲＸは、ＥＧＳＭ９００とＧＳ
Ｍ１８００共に、前者が送信端子、後者が受信端子であ
る。ＶＣ１，ＶＣ２は、コントロール端子で、外部電源
からコントロール回路を経てスイッチ回路の切替を行
い、送信／受信の切替を制御する端子である。この高周
波端子間には、グランド端子ＧＮＤ又はスイッチ回路制
御端子（ＶＣ１，ＶＣ２）が配置される。また、この高
周波端子間には、少なくとも１つのグランド端子ＧＮＤ
が配置されることが好ましい。このように、高周波端子
間を隣り合わないようにすること、又高周波端子間にグ
ランド端子をサンドイッチして配置することにより、高
周波端子間の干渉を抑え、又低損失化を計ることができ
る。

【００２１】送信系端子と受信系端子とは、送信系端子
どうし、又受信系端子どうしが隣り合わない程度に近接
して配置されることが好ましい。また、積層体の中心線
に対し、別々の領域に、それぞれ送信系端子、受信系端
子を配置することが好ましい。また、この送信系端子、
受信系端子は線対称に配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、高周波スイッチモジュ
ールが実装される複数の送受信系を扱う装置において、
送信系回路、受信系回路と接続し易い。

【００２２】共通端子と、それぞれの送受信系の送信端
子、受信端子とは、積層体を実装面に垂直な面で２分し
た場合、別領域に形成することが好ましい。この高周波
スイッチモジュールは、アンテナと送受信回路の間に配
置されるので、この端子配置により、アンテナと高周波
スイッチモジュール、及び送受信回路と高周波スイッチ
モジュールを最短の線路で接続することができ、余分な
損失を防止できる。

【００２３】本発明では、積層体上に配置されたチップ
部品を囲むように金属ケースを配置することが好まし
い。シールド効果だけでなく、高周波スイッチモジュー
ルのユーザがチップマウンタで半田付けする際に、金属
ケースだと真空吸引し易いからである。シールド効果が
要求されず、単にチップマウンタの供給用としての平面
形成の為だけなら、高周波スイッチモジュールをリフロ
ー半田時の熱に耐えられる耐熱性の樹脂でモールドした
り、その上を金属コーティングしても良い。この金属ケ
ースは、積層体の側面の端子電極を露出させた状態で装
着することが好ましい。また、金属ケースは、積層体の
上面に半田付けで固定することができる。また、この金
属ケースにより、マウンタ装置により、本発明の高周波
スイッチモジュールを実装することができる。また、受
信系のバンドパスフィルタとしてＳＡＷフィルタを用い
る場合、既にパッケージングされ市販されるＳＡＷフィ
ルタを用いても良いが、ベアチップ、フリップチップの
ＳＡＷフィルタを用いて、高周波スイッチモジュール全
体をパッケージングすれば、なお小型化、高性能化でき
る。

【００２４】この積層体の内部構造について説明する。
図５と図６に各層の印刷パターン図を示す。この実施例
は、１層の厚みが０．０５ｍｍ（一体焼成後の寸法）の
誘電体シートに各層の電極を印刷してスルーホールで接
続した例である。図５，図６でスルーホールは、×印を
付けたランドである。×部に孔が開いてスルーホールを
形成している。誘電体としては、例えばアルミナ系ガラ
スセラミック低温焼結材料が挙げられる。図５は積層体
の一番上の層（１）から０．０５ｍｍの層厚毎に、第８
層（８）迄を、図６は更にその下の層である第９層
（９）から第１８層（１８）迄を示す。パターンに付し
たＤＧ１、ＣＧ１，ＤＧ２等の記号は、図２の等価回路
と対応する。

【００２５】この積層体は、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、そのグ
リーンシート上にＡｇ、Ｐｄ、Ｃｕ等の導電ペーストを
印刷して、所望の電極パターンを形成し、それを適宜積
層し、一体焼成させて構成される。以下、焼成後の各層
の構成を、最下層から順に説明する。なお、シートの厚
さは大体８０〜２５０μｍの範囲で、使用用途によりド
クターブレード法などで制御される。所定の内部電極パ
ターンを多数形成した大きなシートを積層し、１つ１つ
のチップサイズに切断した後、焼成、端子電極形成を
し、誘電体積層素体を作製する。端子電極は、通常、Ａ
ｇ−Ｎｉ−半田の３層構造をしており、Ｎｉ層により半
田耐熱性、半田層により半田濡れ性を十分得られるよう
にしている。この誘電体積層素体上にメタルマスクを使
用した半田印刷を行い、その後ＰＩＮダイオードや、容
量値が大きく積層素体内に形成出来なかったチップコン
デンサ、場合によっては弾性表面波フィルタなどを搭載
し、リフロー半田付けする。

【００２６】まず、最下層の第１８層（図６（１８））
上には、グランド電極ＧＮＤがほぼ全面（ＧＮＤ電極に
ついては、分かり易い様にパターンを塗りつぶした）に
形成されている。これにより安定したアースが確保でき
る。特に、この実施例では複数のスルーホール（図６
（１８）の場合、左右各々６個のスルーホール）で裏面
に連通し、図４に示す幅広で細長いＧＮＤとして外部回
路との接続に使え、安定したアース効果が得られる。第
１７層（図６（１７））には、コンデンサ用電極（ＣＧ
６，ＣＧＬ，ＣＰ６，ＣＰＬ）が形成される。これらの
コンデンサは、スイッチ回路のダイオードの開閉を制御
するコントロール回路に用いる。第１６層（図６（１
６））にも、ＧＮＤ電極がほぼ全面に形成されている。
第１５層（図６（１５））の一点鎖線を境に、手前側に
ＧＳＭ１８００系、反対側にＥＧＳＭ９００系を配置し
た。これにより接続の最短化を計り、電気的特性の向上
が図れる。第１５層（図６（１５））から第１１層（図
６（１１））にかけて、層の右半分にコントロール回路
のインダクタンスＬＧ、ＬＰを多層に亘ってコイル構成
した。第１５層（図６（１５））の左半分は、ローパス
フィルタのコンデンサパターン（ＣＧ３，ＣＧ４，ＣＰ
３，ＣＰ４）を配置した。第１４層（図６（１４））に
は、右半分に前述のインダクタンスＬＧ、ＬＰのパター
ンの一部、左半分にローパスフィルタのコンデンサＣＧ
７，ＣＰ７を配置した。

【００２７】第１３層（図６（１３））には、右側に前
述のインダクタンスＬＧ、ＬＰのパターンの一部、左側
にスイッチ回路の伝送線路、ＬＧ１，ＬＧ２、ＬＰ２，
ＬＰ３を配置した。この実施例では、強調の為に、図で
パターン幅を黒く塗りつぶした様に、伝送線路ＬＧ１の
線幅を他の伝送線路、ここでは少なくとも第１２、１１
層にあるＬＧ３のパターン幅より細くすることにより線
路インピーダンスを増加させている。また、スイッチ回
路とローパスフィルタとを同一面上に配置したので、両
者のマッチングが更に向上した。第１２層（図６（１
２））には、右側に前述のインダクタンスＬＧ、ＬＰの
パターンの一部、左側に前述のスイッチ回路の伝送線
路、ＬＧ２、ＬＰ２、ＬＧ３、ＬＰ３のパターンの一部
と、同じくスイッチ回路の伝送線路ＬＧ１、ＬＰ１を配
置した。ここで、少なくとも伝送線路ＬＧ１のパターン
幅を伝送線路ＬＧ３のパターン幅より細くすること、ま
た、伝送線路ＬＰ１のパターン幅を伝送線路ＬＰ３のパ
ターン幅より細くすることによりそれぞれ線路インピー
ダンスを増加させている。なお、伝送線路ＬＧ２のパタ
ーン幅を伝送線路ＬＧ３のパターン幅よりも細くし、ま
た伝送線路ＬＰ２のパターン幅を伝送線路ＬＰ３のパタ
ーン幅よりも細くしてＬＧ２、ＬＰ２のインピーダンス
がＬＧ３、ＬＰ３よりも高い関係にすることもできる。
第１１層（図６（１１））には、右側に前述のインダク
タンスＬＧ、ＬＰのパターンの一部、左側に前述のスイ
ッチ回路の伝送線路、ＬＧ２、ＬＰ２、ＬＧ３、ＬＰ３
のパターンの一部と、同じくスイッチ回路の伝送線路Ｌ
Ｇ１、ＬＰ１のパターンの一部を配置した。ここでも、
伝送線路ＬＧ１のパターン幅を伝送線路ＬＧ３のパター
ン幅より細くし、また、伝送線路ＬＰ１のパターン幅を
伝送線路ＬＰ３のパターン幅より細くすることによりそ
れぞれ線路インピーダンスを増加させている。なお、伝
送線路ＬＧ２のパターン幅をＬＧ３のそれよりも細く、
伝送線路ＬＰ２のパターン幅をＬＰ３のそれよりも細く
しても良いことは上記した第１２層の場合と同じであ
る。第１０層（図６（１０））にはＥＧＳＭ９００系の
スイッチ回路の伝送線路ＬＧ２、ＬＧ３のパターンの一
部を配置した。第９層（図６（９））には、中央に示す
縦線から右側に受信系のバンドパスフィルタであるＳＡ
ＷフィルタＳＧ，ＳＰ用のパターンを配置した。中央に
示す縦線の左側に分波回路のパターンを配置した。

【００２８】図５に示す各層は、図６に示す各層と違
い、右方を欠いた形状である。図５の破線は、それ以下
の図６の各層に対応する部分を示す。このような形状の
組合せにより、図３に示すような段差付きの積層体ＭＬ
１，ＭＬ２が得られ、段差部にＳＡＷフィルタＳＧ、Ｓ
Ｐを搭載したコンパクトな高周波スイッチモジュールが
得られた。積層体ＭＬ１は図５、積層体ＭＬ２は図６に
対応する。この段差の形成方法の一例を説明する。ま
ず、同一寸法のグリーンシートに図５、図６に示す各電
極パターンを印刷する。図５のパターンの場合には、左
部のみの印刷で、右部には印刷パターンはない。次に各
グリーンシートを積層してゆくのであるが、第１８層
（図６（１８））から積層して第９層（図６（９））を
積層した後、グリーンシートの厚み８０μｍ程度に比べ
て十分に薄く（２０μｍ程度）且つグリーンシートから
剥離可能なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シー
ト等（剥離シートと呼ぶ）を図５の破線で示す部分に挿
入し、更に第８層（図５（８））から第１層（図５
（１））まで積層して積層体を完成する。その後、図５
の縦線部から超硬刃で切り込みを剥離シートの上まで入
れ、剥離シートごと、その上のグリーンシート積層体を
除去すると、図３に示す段差部が容易に形成できる。

【００２９】以下、積層体ＭＬ１に対応する各層の配置
を、図５を用いて説明を続ける。第８層と第７層（図５
（８）と（７））には分波回路のコンデンサＣＦ１，Ｃ
Ｆ２，ＣＦ４のパターンを印刷する。第６層（図５
（６））はダミー層である。ダミー層とは上下の層（第
５層、第７層）に形成された電極パターンを電気的に接
続するスルーホールを設け、他の電極パターンが全く印
刷されてないものをいう。積層体においてアンテナ端子
ＡＮＴと伝送線路ＬＦ１、ＬＦ２、ＬＦ３との距離を隔
てる為に設けた。なお、ダミー層ではなくて、アンテナ
端子ＡＮＴと伝送線路ＬＦ１、ＬＦ２、ＬＦ３がパター
ン印刷される層の層厚を変えても良い。ダミー層を用い
る場合には、全部の層を１つの例えば５０μｍのシート
で形成でき、生産性が向上する効果がある。第５層と第
４層（図５（５）と（４））は、分波回路のフィルタを
構成する伝送線路ＬＦ１〜ＬＦ３を配置した。第３層
（図５（３））は、分波回路のフィルタを構成する伝送
線路ＬＦ１、ＬＦ２を配置した。これにより、グランド
パターンＧＮＤ（図６（１６）、（１８））から最も離
して配置でき、両者間の間隔を最大にしたので、インダ
クタンスを十分大きく取れる。第１層には積層体ＭＬ１
の上に取り付ける部品であるダイオードＤＧ１，ＤＧ
２，ＤＰ１，ＤＰ２、コンデンサＣＧ１，ＣＧＰ、抵抗
Ｒのパターンを設けた。なお、第２層（図５（２））は
それら搭載部品を積層体内の他のパターンと接続するた
めのパターンを示す。

【００３０】以上、受信系のバンドパスフィルタとして
ＳＡＷフイルタを用い、且つ積層体に段差を設けて小型
化した高周波スイッチモジュールの一実施例を示した
が、本発明は段差を設けた積層体に限定されず、段差の
ない積層体を用いても良いし、積層体にキャビティ（凹
部）を設けてＳＡＷフイルタを搭載してもよい。

【００３１】（実施例１）送信経路のうち送信信号が通
る主経路以外に接続する伝送線路の線路インピーダンス
を相対的に高くして、送信時の送信信号の漏洩を防止
し、送信信号を効率よく送信端子からアンテナへ伝送す
るために、この実施例では伝送線路ＬＧ１とＬＰ１のパ
ターン幅を、０．０６ｍｍとし他の伝送線路、ここでは
伝送線路ＬＧ３、ＬＧ２及びＬＰ３、ＬＰ２を０．１ｍ
ｍにして、ＬＧ１及びＬＰ１の線路インピーダンスを６
０Ωとした。比較例として、伝送線路ＬＧ１のパターン
幅を他の伝送線路と同様に０．１ｍｍにして線路インピ
ーダンス５０Ωとした。その結果、挿入損は、比較例の
１．０ｄＢに対して本実施例は０．９ｄＢと低減した。

【００３２】（実施例２）次に、伝送線路ＬＧ１とＬＰ
１のパターン幅を、０．０６ｍｍとし、伝送線路ＬＧ３
及びＬＰ３を０．１ｍｍにした。さらに、ＬＧ２とＬＰ
２のパターン幅を０．０６ｍｍとした。これによって、
ＬＧ１とＬＰ１及びＬＧ２とＬＰ２の線路インピーダン
スをそれぞれ６０Ωとした。比較例として、伝送線路Ｌ
Ｇ１のパターン幅を他の伝送線路と同様に０．１ｍｍに
して線路インピーダンス５０Ωとした。その結果、挿入
損は、比較例の１．０ｄＢに対して本実施例は０．８ｄ
Ｂと低減した。しかし、本例の場合は受信信号の挿入損
が若干高くなるという不具合があるので、特性はトレー
ドオフの関係にあり、条件によって両者のバランスをと
ることが望ましい。

【００３３】（実施例３）送信経路のうち送信信号が通
る主経路以外に接続する伝送線路の線路インピーダンス
を相対的に高くして、送信時の送信信号の漏洩を防止
し、送信信号を効率よく送信端子からアンテナへ伝送す
るために、この実施例では線路パターンの線幅を他の伝
送線路と同様に０．１ｍｍにして、積層体の層間隔を増
加して線路インピーダンスを高くした例を示す。すなわ
ち、図６において、伝送線路ＬＧ１、ＬＧ２およびＬＰ
１、ＬＰ２を現在の層配置より上の層に配置変えをし
て、アース電極層（第１６層）から１００μｍ程度距離
を置くことによって層間隔を増加し伝送線路ＬＧ１、Ｌ
Ｇ２およびＬＰ１、ＬＰ２の線路インピーダンスを大き
くして実施したものである。線路インピーダンスは、本
実施例で６０Ω、比較例で５０Ωであった。その結果、
挿入損失は、比較例１．０ｄＢに対して本実施例は０．
９ｄＢと低減した。

【００３４】以上、本発明により、シングルバンドにみ
ならず、デュアルバンド以上のマルチバンド携帯電話に
おいても、各信号を分離・合成する分波器１個、送信信
号と受信信号を切り替えるアンテナスイッチと、高周波
除去用のローパスフィルタを各１個づつ、最小限の素子
を誘電体の積層体に内蔵し、その素体上にＰＩＮダイオ
ードを搭載した超小型の高周波スイッチモジュールを実
現した。

【００３５】

【発明の効果】本発明によると、送信時の送信信号の漏
洩を防止し、送信信号を効率よく送信端子からアンテナ
へ伝送し、消費電力の少ない高周波スイッチモジュール
を提供することができる。本発明によれば、この高周波
スイッチモジュールを、好ましくは積層構造を用いるこ
とにより、小型に、しかもワンチップに構成できる。こ
れにより、デュアルバンド携帯電話などにおいて、機器
の小型化に有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の等価回路図である。

【図２】本発明に係る別の実施例の等価回路図である。

【図３】本発明に係る高周波スイッチモジュールを示す
斜視図である。

【図４】本発明に係る高周波スイッチモジュールの底部
の電極配置図である。

【図５】図２に示す等価回路の積層体の各層のパターン
を示す図である。

【図６】図５の積層体の各層のパターンの続きを示す図
である。

【符号の説明】

ＬＧ１，ＬＰ１伝送線路ＬＦ２，ＬＦ３伝送線路ＬＰ２，ＬＰ３伝送線路ＴＸ送信系端子ＲＸ受信系端子ＡＮＴアンテナ端子ＳＧ，ＳＰ弾性表面波フィルタ

フロントページの続きＦターム(参考） 5J012 BA03 BA04 5K011 BA03 DA22 DA25 DA27 FA01 JA01 KA03 KA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信経路と受信経路を切り替えるスイッ
チ回路を有する高周波スイッチモジュールであって、前
記スイッチ回路はダイオードと伝送線路を主構成とし、
前記伝送線路は電極パターンと誘電体層から構成される
積層体の電極パターンにより構成され、前記ダイオード
は前記積層体上に配置され、前記送信経路が選択された
場合に、送信信号が通る主経路以外に接続する伝送線路
の少なくとも１本の線路インピーダンスを送信信号が通
る主経路にある伝送線路の線路インピーダンスよりも相
対的に高くしたことを特徴とする高周波スイッチモジュ
ール。
【請求項２】通過帯域の異なる複数の送受信系の信号
を各送受信系に分ける分波回路、及び前記各送受信系の
それぞれに送信経路と受信経路を切り替えるスイッチ回
路を有するマルチバンド用高周波スイッチモジュールで
あって、前記分波回路は伝送線路およびコンデンサで構
成され、前記スイッチ回路はダイオードと伝送線路を主
構成とし、前記分波回路およびスイッチ回路の少なくと
も一部は、電極パターンと誘電体層から構成される積層
体内の電極パターンにより構成され、前記ダイオードは
前記積層体上に配置され、前記送信経路が選択された場
合に、送信信号が通る主経路以外に接続する伝送線路の
少なくとも１本の線路インピーダンスを送信信号が通る
主経路にある伝送線路の線路インピーダンスよりも相対
的に高くしたことを特徴とする高周波スイッチモジュー
ル。
【請求項３】前記送信経路は、送信信号が通る主経路
に第２の伝送線路とコンデンサとからなるローパスフィ
ルタを、前記主経路以外にはアースに接続された第１の
伝送線路を有しており、前記第１の伝送線路の線路イン
ピーダンスが前記第２の伝送線路の線路インピーダンス
よりも高くなるように、第１の伝送線路の線路幅を第２
の伝送線路の線路幅よりも細くしたことを特徴とする請
求項１又は２に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項４】前記送信経路は、送信信号が通る主経路
に第２の伝送線路とコンデンサとからなるローパスフィ
ルタを、前記主経路以外にはアースに接続された第１の
伝送線路あるいはインダクターおよび受信経路にある第
３の伝送線路を有しており、前記第３の伝送線路の線路
インピーダンスが前記第２の伝送線路の線路インピーダ
ンスよりも高くなるように、第３の伝送線路の線路幅を
第２の伝送線路の線路幅よりも細くしたことを特徴とす
る請求項１乃至３の何れかに記載の高周波スイッチモジ
ュール。
【請求項５】受信系のバンドパスフィルタに弾性表面
波素子を用いた請求項１乃至４の何れかに記載の高周波
スイッチモジュール。