JP2003124702A - 高周波複合部品 - Google Patents

高周波複合部品

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JP2003124702A
JP2003124702A JP2001316042A JP2001316042A JP2003124702A JP 2003124702 A JP2003124702 A JP 2003124702A JP 2001316042 A JP2001316042 A JP 2001316042A JP 2001316042 A JP2001316042 A JP 2001316042A JP 2003124702 A JP2003124702 A JP 2003124702A
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terminal
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transmission
frequency
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JP2001316042A
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Naoki Nakayama
尚樹 中山
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気回路素子の接地端とグランドとの間に発
生するインダクタンス成分や抵抗成分を減少させること
ができる高周波複合部品を提供する。 【解決手段】 インダクタL11の接地端は分岐して2
ラインの第1及び第2の接続経路17a,17bを介し
て接地されている。第1の接続経路17aは、例えば多
層回路基板の内部に設けたビアホールを主にして構成さ
れている。第2の接続経路17bは、例えば多層回路基
板の表面に設けた端子電極を主にして構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、高周波複合部品に
関し、特に、高周波スイッチなどに使用される高周波複
合部品に関する。 【0002】 【従来の技術】高周波スイッチは、一般的には、デジタ
ル携帯電話等において、送信回路および受信回路とアン
テナとの間に接続され、送信回路とアンテナとが接続さ
れた状態と、受信回路とアンテナとが接続された状態と
を切り替えるために用いられている。従来、このような
高周波スイッチとして、特開2001−44883号公
報に記載されたものが知られている。 【0003】この高周波スイッチは、電気回路素子(例
えば、ダイオードやコンデンサやインダクタなど)が多
層回路基板の内部および表面に設けられている。そし
て、これらの電気回路素子のうち、グランドに一端が接
地される電気回路素子は、多層回路基板の表面に設けた
端子電極を介してグランドに接地されたり、多層回路基
板の内部に設けたビアホールを介してグランドに接地さ
れたりする。このとき、端子電極又はビアホールのいず
れを利用するにしても、接続経路は1ラインのみであっ
た。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところが、電気回路素
子の接地端を1ラインのみでグランドに接地する構造の
場合、接続経路として利用される端子電極自身やビアホ
ール自身が有するインダクタンス成分や抵抗成分による
インピーダンスが大きくなる。従って、電気回路素子の
接地端が完全な接地電位にならず、高周波スイッチの高
周波特性が劣化することがあった。 【0005】そこで、本発明の目的は、電気回路素子の
接地端とグランドとの間に発生するインダクタンス成分
や抵抗成分を減少させることができる高周波複合部品を
提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段と作用】以上の目的を達成
するために、本発明に係る高周波複合部品は、(a)複
数の絶縁層を積み重ねて構成した多層回路基板と、
(b)多層回路基板の表面および内部の少なくともいず
れか一方に配設した電気回路素子とを備え、(c)電気
回路素子の接地端が、多層回路基板の内部に設けたビア
ホールおよび多層回路基板の表面に設けた端子電極の少
なくともいずれか一方にて構成された二つ以上の接続経
路を介して接地される構造を有していること、を特徴と
する。 【0007】以上の構成により、電気回路素子の接地端
を、二つ以上の接続経路を介して接地するため、グラン
ドに流れる高周波電流の電流密度が緩和され、電気回路
素子の接地端とグランドとの間に発生するインダクタン
ス成分と抵抗成分が減少する。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高周波複合部
品の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
本実施形態では、900MHz帯で動作するGSM(G
lobalSystem for Mobile Co
mmunications)に使用される高周波スイッ
チを例にして説明するが、LCフィルタ、デュプレク
サ、トリプレクサ、ダイプレクサなどの送受信デバイ
ス、RFモジュールなどの高周波複合部品において、そ
れらの部品の一部に本発明を適用してもよい。 【0009】図1は、高周波スイッチの一例を示す電気
回路図である。本実施形態は、電気回路素子であるイン
ダクタL11の接地端を二つの接続経路17a,17b
を介して接地したものである。高周波スイッチ11は、
送受信用スイッチ回路18と、該送受信用スイッチ回路
18の送信側に電気的に接続されたローパスフィルタ回
路19とを備えている。送受信用スイッチ回路18の送
信用端子Tx側には、スイッチング素子であるダイオー
ドD11のカソードが接続されている。ダイオードD1
1のカソードは、インダクタL11を介してグランドに
接地している。ダイオードD11のアノードは、結合コ
ンデンサC12を介してアンテナ用端子ANTに接続し
ている。インダクタL11の接地端は分岐して、2ライ
ンの第1および第2の接続経路17a,17bを介して
接地されている。 【0010】アンテナ用端子ANTには、結合コンデン
サC12、伝送線路13および結合コンデンサC13を
介して受信用端子Rxが接続している。さらに、伝送線
路13と結合コンデンサC13との中間接続点には、ダ
イオードD12のカソードが接続している。ダイオード
D12のアノードは、バイアスカット用コンデンサC1
4を介してグランドに接地している。ダイオードD12
とコンデンサC14との中間接続点には、抵抗R11を
介して電圧制御用端子Vcが接続している。この電圧制
御用端子Vcには、高周波スイッチ11の伝送路を切り
換えるためのコントロール回路が接続される。 【0011】ここに、伝送線路13として、特性インピ
ーダンスが40Ω以上の分布定数線路、あるいは、高周
波インダクタが使用される。分布定数線路の場合、伝送
線路13の線路長は、λ/12以上λ/4以下(λ:所
望周波数の波長)の範囲に設定される。 【0012】一方、ローパスフィルタ回路19は、送信
用端子Txと送受信用スイッチ回路18との間に接続さ
れている。ローパスフィルタ回路19は、伝送線路15
と、伝送線路15の両端部とグランドとの間にそれぞれ
接続されたシャント(分路)コンデンサC16,C17
と、伝送線路15に対して並列に接続されたコンデンサ
C15にて構成されている。 【0013】次に、この高周波スイッチ11を用いての
送受信について説明する。電圧制御用端子Vcに正電位
を印加した場合、ダイオードD11,D12はON状態
となる。この結果、送信用端子Txに入った送信信号
は、ローパスフィルタ回路19、ダイオードD11を経
てアンテナ用端子ANTに伝送される。このとき、送信
信号は受信用端子Rxに殆ど伝送されない。ダイオード
D12がON状態のときの自身が有するインダクタンス
とコンデンサC14の容量が送信周波数で直列共振し、
インピーダンスが0となるからである。つまり、インダ
クタL11および伝送線路13はλ/4のショートスタ
ブとして動作するため、送信用端子Txとアンテナ用端
子ANTが接続され、受信用端子Rxはグランドに接地
される。 【0014】また、電圧制御用端子Vcに負電位を印加
した場合、ダイオードD11,D12はOFF状態とな
る。従って、送信用端子Txとアンテナ用端子ANTと
の間が遮断されると共に、受信用端子Rxとグランドと
の間も遮断される。この結果、アンテナ用端子ANTに
入った受信信号は、伝送線路13を経て受信用端子Rx
に伝送され、送信用端子Txには殆ど伝送されない。こ
のように、高周波スイッチ11は、電圧制御用端子Vc
に印加するバイアス電圧をコントロールすることによ
り、送受の信号の伝送路を切り換えることができる。 【0015】次に、図1に示した電気回路を有した、積
層型高周波スイッチ11について、図2および図3を参
照して説明する。図2は、図1に示した電気回路を有し
た積層型高周波スイッチ11の外観斜視図である。図3
は、図2に示した多層回路基板50の分解斜視図であ
る。図2および図3において、図1に示した各電気回路
素子に相当する素子には同じ符号を付している。 【0016】高周波スイッチ11の多層回路基板50
は、図3に示すように、電極ランド27〜37を表面に
設けた絶縁性シート21と、コンデンサ電極40,41
をそれぞれ表面に設けた絶縁性シート22,23と、伝
送線路(分布定数線路)13,15を表面に設けた絶縁
性シート24と、コンデンサ電極42,43を表面に設
けた絶縁性シート25と、広面積のグランド電極44を
表面に設けた絶縁性シート26等にて構成されている。 【0017】絶縁性シート21〜26は、誘電体粉末や
磁性体粉末を結合剤と一緒に混練したものをシート状に
したものである。電極ランド27〜37やコンデンサ電
極40〜44や伝送線路13,15は、Ag,Pd,C
u,Ni,Au,Ag−Pd等からなり、スパッタリン
グ法、蒸着法、フォトリソグラフィ法などの薄膜形成
法、あるいはパターン印刷法により形成される。絶縁性
シート21〜25にそれぞれ設けたビアホール45a〜
45c,46a〜46d,47a〜47c,48a〜4
8e,49a〜49dは、絶縁性シート21〜25に金
型、レーザ等で穴をあけ、Ag,Pd,Cu,Ni,A
u,Ag−Pd等の導電体材料をこの穴に充填したり、
穴の内周壁に付与したりすることにより形成される。 【0018】ビアホール45a〜45c,46a〜46
d,47a〜47c,48a〜48e,49a〜49d
は、それぞれ絶縁性シート21〜26の積み重ね方向に
連接して接続経路を形成する。コンデンサ電極40,4
1はシート22を挟んで対向しており、コンデンサC1
5を形成する。コンデンサ電極42,43はそれぞれシ
ート25を挟んでグランド電極44に対向しており、グ
ランド電極44と共にコンデンサC16,C17を形成
する。 【0019】以上の構成からなる各シート21〜26は
積み重ねられ、一体的に焼成されることにより、図2に
示すように多層回路基板50とされる。多層回路基板5
0の手前側の側面部には、送信用端子Tx、電極制御用
端子Vcおよび受信用端子Rxが形成される。多層回路
基板50の奥側の側面部には、アンテナ用端子ANTが
形成される。多層回路基板50の左右の側面部には、そ
れぞれグランド用端子G2,G1が形成される。多層回
路基板50の上面の電極ランド27〜37には、それぞ
れダイオードD11,D12、コンデンサC11,C1
2,C13,C14、抵抗R11、並びに、インダクタ
L11が半田付けされている。 【0020】こうして、図1に示した電気回路を有し
た、表面実装タイプの積層型高周波スイッチ11が得ら
れる。この高周波スイッチ11は、外付けのインダクタ
L11の接地端を、ビアホール48a〜48eを主にし
てグランド電極44と共に構成した第1の接続経路17
a、並びに、グランド用端子G1を主にして電極ランド
36と共に構成した第2の接続経路17bを介して接地
される構造を有している。このため、インダクタL11
を通ってグランドに流れる高周波電流の電流密度が緩和
され、インダクタL11の接地端とグランドとの間に発
生するインダクタンス成分や抵抗成分を減少させること
ができる。この結果、インダクタL11の接地端が殆ど
完全に接地電位になり、高周波スイッチ11の減衰特性
を改善することができる。 【0021】図4は、高周波スイッチ11の送信用端子
Tx−アンテナ用端子ANT間の減衰特性を示すグラフ
である(実線61参照)。比較のために、端子電極又は
ビアホールの1ラインのみで、インダクタL11の接地
端をグランドに接地した従来の高周波スイッチの減衰特
性も併せて記載している(点線62参照)。図4から、
減衰特性は、GSMの動作周波数(900MHz帯)の
2倍波(1800MHz帯)の領域で約3dB(=3
8.790dB−35.702dB)改善され、3倍波
(2700MHz帯)の領域で約4dB(=36.51
3dB−32.761dB)改善されていることが認め
られる。 【0022】なお、本発明に係る高周波複合部品は前記
実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で
種々に変更することができる。例えば、前記実施形態で
は、電極ランド36とグランド電極44がともにグラン
ド用端子G1に接続されているが、電極ランド36又は
グランド電極44のいずれか一方を、異なる側面に形成
された別のグランド用端子に接続するようにしてもよ
い。 【0023】また、図5に示す多層回路基板50Aのよ
うに、電極ランド36の両端をそれぞれビアホール48
a〜48eおよびビアホール70a〜70eを介してグ
ランド電極44に接続させてもよい。これにより、高周
波スイッチ11の外付けインダクタL11の接地端は、
ビアホール48a〜48eを主にしてグランド電極44
と共に構成した第1の接続経路17a、並びに、ビアホ
ール70a〜70eを主にしてグランド電極44および
電極ランド36と共に構成した第2の接続経路17bを
介して接地される。 【0024】また、前記実施形態において、外付けイン
ダクタL11の代わりに多層回路基板50の内部に分布
定数線路からなるインダクタを形成し、このインダクタ
の接地端を、ビアホールを主として構成した2ラインの
接続経路を介して接地させたり、あるいは、端子電極を
主として構成した2ラインの接続経路を介して接地させ
たりしてもよい。さらに、送受信用スイッチ回路のスイ
ッチング素子として、可変容量ダイオード、バイポーラ
トランジスタ、電界効果トランジスタなどを用いてもよ
い。電気回路素子としては、インダクタに限らず、コン
デンサ、ダイオード、抵抗体、LCフィルタ、表面弾性
波フィルタなど種々の電気回路素子に適用できる。 【0025】さらに、前記実施形態は、それぞれ電極や
ビアホールが形成された絶縁性シートを積み重ねた後、
一体的に焼成するものであるが、必ずしもこれに限定さ
れない。絶縁性シートは予め焼成されたものを用いても
よい。また、以下に説明する製法によって高周波複合部
品を製造してもよい。印刷等の方法によりペースト状の
絶縁材料にて絶縁層を形成した後、その絶縁層の表面に
ペースト状の導電性材料を塗布して電極やビアホールを
形成する。次に、ペースト状の絶縁材料を上から塗布し
て絶縁層とする。同様にして、順に重ね塗りすることに
より積層構造を有する高周波複合部品が得られる。 【0026】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、電気回路素子の接地端を、二つ以上の接続経路
を介して接地させたので、グランドに流れる高周波電流
の電流密度が緩和され、電気回路素子の接地端とグラン
ドとの間に発生するインダクタンス成分と抵抗成分を減
少させることができる。この結果、電気特性の優れた高
周波複合部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る高周波複合部品の一実施形態を示
す電気回路図。 【図2】図1の電気回路を有した高周波複合部品の外観
斜視図。 【図3】図2の多層回路基板の分解斜視図。 【図4】図2の高周波複合部品の減衰特性を示すグラ
フ。 【図5】図3に示した多層回路基板の変形例を示す分解
斜視図。 【符号の説明】 11…高周波スイッチ 13,15…伝送線路 17a,17b…接続経路 21〜26…絶縁性シート 27〜37…電極ランド 44…グランド電極 48a〜48e…ビアホール 50…多層回路基板 L11…インダクタ C11〜C17…コンデンサ D11,D12…ダイオード G1,G2…グランド用端子

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数の絶縁層を積み重ねて構成した多層
    回路基板と、 前記多層回路基板の表面および内部の少なくともいずれ
    か一方に配設した電気回路素子とを備え、 前記電気回路素子の接地端が、前記多層回路基板の内部
    に設けたビアホールおよび前記多層回路基板の表面に設
    けた端子電極の少なくともいずれか一方にて構成された
    二つ以上の接続経路を介して接地される構造を有してい
    ること、 を特徴とする高周波複合部品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7456703B2 (en) 2004-09-30 2008-11-25 Murata Manufacturing Co., Ltd. High frequency switch and method for manufacturing the same
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