JP2003249868A - フロントエンドモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はフロントエンドモジュールに関し、フ
ィルタ機能やスイッチ機能を有する回路部品に要求され
る量産時精度を落とすことなく、小型化、薄型化、耐衝
撃性、低消費電力化、量産時歩留りの向上等を実現す
る。 【解決手段】フロントエンドを構成する回路部品の内、
フィルタ機能を有する回路部品（ダイプレクサ、ＬＰ
Ｆ）をセラミック多層基板内層に積層したチップ部品
と、スイッチ機能を有する回路部品（ＲＦ−Switch）の
うちの受動部品を内層に積層した樹脂多層基板とからな
り、樹脂多層基板の表面にセラミック多層基板で構成し
たチップ部品とスイッチを構成する能動素子とが搭載さ
れ一体化されていると共に、セラミック多層基板で構成
したチップ部品はフロントエンドを構成する他の回路部
品に対して入出力インピーダンスが整合するように設計
された状態で実装されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話（又は携
帯電話機）、ＰＨＳ電話（又はＰＨＳ電話機）、携帯情
報端末、無線通信機能を有するパーソナルコンピュータ
を含む各種無線通信装置の高周波部のフロントエンドに
利用可能なフロントエンドモジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来例について説明する。

【０００３】(1) ：用語の定義 本明細書中において使用する用語の意味は次の通りであ
る。

【０００４】ａ：ＧＳＭ（The Global System For Mobi
les ）は、ヨーロッパ標準のディジタル携帯電話システ
ムの名称である。ＧＳＭでは、８チャンネルを多重化す
るＴＤＭＡ／ＴＤＤを用いている。また、ＧＳＭには、
周波数９００ＭＨ_Z を使う「ＧＳＭ９００」、周波数
１．８ＧＨ_Z を使う「ＧＳＭ１８００」、周波数１．９
ＧＨ_Z を使う「ＧＳＭ１９００」がある。

【０００５】ｂ：ＤＣＳ（Digital Cellular System ）
は、特に、前記ＧＳＭ１８００のシステムをＤＣＳと呼
ぶことが多い。

【０００６】ｃ：ＬＴＣＣ（Low Temperature Cofired
Ceramics）は、低温焼成セラミックのことである。

【０００７】ｄ：ＧＮＤは接地の意味である。

【０００８】ｅ：ＰＡ（Power Amplifier ）は、パワー
アンプ（電力増幅器）のことである。

【０００９】ｆ：ＲＦ（Radio Frequency ）は、高周波
のことであり、「ＲＦ回路部」は高周波回路部のことで
ある。

【００１０】ｇ：無線通信装置は、携帯電話機、ＰＨＳ
電話機、無線通信機能を有する携帯情報端末、無線通信
機能を有するパーソナルコンピュータを含む各種無線通
信装置のことである。

【００１１】ｈ：フロントエンド部は、各種無線通信装
置の高周波部のフロントエンドのことである。

【００１２】ｉ：ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Int
egrated Circuit ）は、モノリシック・マイクロ波集積
回路のことであり、マイクロ波領域の信号の増幅や変復
調を行うものである。トランジスタの他、抵抗、コンデ
ンサなどの素子を一体化して１個のＩＣチップに集積し
たものである。

【００１３】ｊ：ＳＡＷ（ＧＳＭ−ＳＡＷ及びＤＣＳ−
ＳＡＷ）は、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の弾性表面波フィル
タのことである。

【００１４】(2) ：従来の無線通信装置のフロントエン
ド部の説明 携帯電話をはじめとする各種無線通信装置では、その小
型化のため、高周波回路部のフロントエンド（以下「フ
ロントエンド部」とも記す）は種々の機能の複合化、モ
ジュール化が進んでいる。携帯電話の代表的な欧州の
「ＧＳＭ／ＤＣＳのデュアルバンド」の規格では、ＧＳ
Ｍ（９００ＭＨ_Z 帯）とＤＣＳ（１８００ＭＨ_Z 帯）を
有し、前記ＧＳＭとＤＣＳとを分離する構成となったフ
ロントエンド部が使用されている。

【００１５】ところで、前記のような構成のフロントエ
ンド部では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）のようなフィ
ルタ機能を備えた回路部品と、高周波スイッチ（ＲＦ−
Switch）のようなスイッチ機能を備えた回路素子を含ん
でおり、これらは、同一多層基板（セラミック多層基板
又は樹脂多層基板）の中に一体化された状態で積層され
るのが常識であった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。

【００１７】(1) ：フィルタ機能を有する回路部品と、
スイッチ機能を有する回路部品は異なった技術要素を持
つため、構成する受動素子に要求される技術ポイントも
異なる。例えば、フィルタ機能を有する回路部品は、厳
密な周波数特性を実現する必要があり、各ＬＣには量産
時歩留りを確保するためには、±１％前後の精度が必要
である。

【００１８】ところが、一般に、樹脂ベースの多層基板
は、±５％の精度が限界であり、フィルタを構成するに
は向かず、量産時その歩留りを大幅に悪化させてしまう
という課題があった。

【００１９】一方、例えば、ダイオードスイッチを使っ
た高周波スイッチ機能を有する回路部品では、構成する
その受動素子の量産時精度は±５％程度で十分である
が、使用されるλ／４共振器は線路長が長いため、セラ
ミック基板に使用される導体では抵抗分が大きく、損失
が大きくなってしまうという課題があった。

【００２０】(2) ：フィルタ機能を有する回路部品とス
イッチ機能を有する回路部品に加え、出力パワーアンプ
まで一体化したモジュールも考えられているが、このよ
うなモジュールでは、次のような課題が生じていた。

【００２１】すなわち、パワーアンプも量産時精度は±
５％前後で良いが、例えば、ＧＳＭなどの携帯電話では
１Ａ以上の電流を扱うため、パワーアンプの能動素子に
電流を供給するためのチョークコイルには１Ａ以上の電
流が流れ、セラミック基板の導体では抵抗分が大きく電
圧降下が起こり、無駄な電力を消費してしまうという課
題があった。

【００２２】更に、高周波スイッチ、出力パワーアンプ
などの形状が大きくなればなるほど、セラミック多層基
板で構成すると、ガラス−エポキシ樹脂（略称：ガラエ
ポ）（マザー基板として世界的に広く使用されている）
と熱膨張係数が一桁以上異なるため、熱衝撃に弱く、ク
ラックが発生し易いという課題があった。

【００２３】また、セラミックとガラス−エポキシ樹脂
（略称：ガラエポ）では、その剛性率が大きく異なるた
め、落下試験などを実施すると、その試験実施時の機械
的衝撃にも弱く、例えば、携帯電話の落下試験（１．５
ｍの高さから鉄板上に自然落下させるなど）の実施時に
クラックが発生し易いという課題があった。

【００２４】本発明は、このような従来の課題を解決
し、フィルタ機能を有する回路部品と、スイッチ機能を
有する回路部品に要求される量産時精度を落とすことな
く、フロントエンドモジュールの小型化、薄型化、耐衝
撃性、低消費電力化、量産時歩留りや精度の向上、コス
トダウン等を実現することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するため、次のように構成した。

【００２６】すなわち、本発明のフロントエンドモジュ
ールは、無線通信装置における高周波部のフロントエン
ドを構成する回路部品の内、フィルタ機能を有する回路
部品をセラミック多層基板内層に積層したチップ部品
と、スイッチ機能を有する回路部品のうちの受動部品を
内層に積層した樹脂多層基板とからなり、前記樹脂多層
基板の表面に、前記セラミック多層基板で構成したチッ
プ部品とスイッチを構成する能動素子とが搭載され一体
化されていると共に、前記セラミック多層基板で構成し
たチップ部品は、前記フロントエンドを構成する他の回
路部品に対して入出力インピーダンスが整合するように
設計された状態で実装されていることを特徴とする。

【００２７】また、本発明のフロントエンドモジュール
は、無線通信装置における高周波部のフロントエンドを
構成する回路部品の内、ダイプレクサ及びローパスフィ
ルタを構成する素子を、それぞれセラミック多層基板内
層に積層したチップ部品と、スイッチ機能を有する回路
部品のうちの受動素子を内層に積層した樹脂多層基板と
からなり、前記樹脂多層基板の表面に、前記セラミック
多層基板で構成したチップ部品とスイッチを構成する能
動素子とが搭載され一体化されていると共に、前記セラ
ミック多層基板で構成したチップ部品は、前記フロント
エンドを構成する他の回路部品に対して入出力インピー
ダンスが整合するように設計された状態で実装されてい
ることを特徴とする また、本発明のフロントエンドモジュールは、無線通信
装置における高周波部のフロントエンドを構成する回路
部品の内、フィルタ機能を有する回路部品をそれぞれセ
ラミック多層基板内層に積層した複数のチップ部品と、
高周波スイッチを構成する回路及び出力パワーアンプを
構成する回路のうちの受動素子を内層に積層した樹脂多
層基板とからなり、前記樹脂多層基板の表面に、前記セ
ラミック多層基板で構成した各チップ部品及びスイッ
チ、パワーアンプを構成する能動素子が搭載され一体化
されていると共に、前記セラミック多層基板で構成した
各チップ部品は、前記フロントエンドを構成する他の回
路部品に対して入出力インピーダンスが整合するように
設計された状態で実装されていることを特徴とする。

【００２８】更に、本発明は前記フロントエンドモジュ
ールにおいて、前記樹脂多層基板の表面に、更に、前記
フロントエンドの弾性表面波フィルタを構成するチップ
部品が搭載されていることを特徴とする。

【００２９】（作用）無線通信装置における高周波部の
フロントエンドを構成する回路部品の内、フィルタ機能
を有する回路部品（例えば、ダイプレクサ、ＬＰＦ）は
セラミック多層基板内層に積層したチップ部品として構
成されており、スイッチ機能を有する回路部品（高周波
スイッチ）や出力パワーアンプを構成する回路部品のう
ちの受動部品は樹脂多層基板の内層に積層され、該樹脂
多層基板の表面に、セラミック多層基板で構成したチッ
プ部品やスイッチ、パワーアンプを構成する能動素子や
ＳＡＷフィルタを構成するチップ部品が搭載され一体化
されている。

【００３０】このように、フィルタ機能を有する回路部
品にはセラミック多層基板を使用し、スイッチ機能を有
する回路部品には樹脂多層基板を使用する方が、量産時
の精度や歩留りを向上させるのにも有利である。本発明
ではこのようなことを考慮し、フィルタ機能を有する回
路部品とスイッチ機能を有する回路部品を種類の異なる
材料の多層基板に分けて積層し、これらを樹脂多層基板
に一体化している。

【００３１】従って、量産時の歩留りは十分に高く、導
体抵抗に起因する損失、電圧降下は最小限に抑えられる
ため、電気的性能が高く消費電力も少なくなる。また、
熱衝撃、機械的衝撃にも強く、かつ小型化されたフロン
トエンドモジュールが実現できる。

【００３２】また、本発明のフロントエンドモジュール
では、セラミック多層基板で構成したチップ部品は、高
周波部のフロントエンドを構成する他の回路部品に対し
て入出力インピーダンスが整合するように設計された状
態で実装されている。従って、多数の回路部品を集めた
フロントエンドモジュールであっても、ユーザ側での整
合作業が不要となり、手間も時間もかからず、製造コス
トも安くなる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００３４】§１：フロントエンドモジュールの概要 フロントエンド部に使用されるフィルタ機能を有する回
路部品と、スイッチ機能を有する回路部品は異なった技
術要素を持つため、構成する受動素子に要求される技術
ポイントも異なる。例えば、フィルタ機能を有する回路
部品は、厳密な周波数特性を実現する必要があり、各Ｌ
Ｃには量産時歩留りを確保するためには、±１％前後の
精度が必要である。ところが、一般に、樹脂ベースの多
層基板は、±５％前後の精度が限界であり、フィルタを
構成するには向かず、量産時その歩留りを大幅に悪化さ
せてしまう。

【００３５】一方、例えば、ダイオードスイッチを使っ
た高周波スイッチ機能を有する回路部品では、その受動
素子の量産時精度は±５％前後で十分であるが、使用さ
れるλ／４共振器は線路長が長いため、セラミック基板
の導体では抵抗分が大きく、損失が大きくなってしま
う。

【００３６】また、フィルタ機能を有する回路部品とス
イッチ機能を有する回路部品に加え、出力パワーアンプ
（ＰＡ）まで一体化したモジュールでは、出力パワーア
ンプを構成する受動素子も量産時精度は±５％前後で良
いが、例えば、ＧＳＭなどの携帯電話では１Ａ以上の電
流を扱うため、パワーアンプの能動素子に電流を供給す
るためのチョークコイルに１Ａ以上の電流が流れ、セラ
ミック基板の導体では抵抗分が大きく電圧降下が起こ
り、無駄な電力を消費してしまう。

【００３７】更に、高周波スイッチ、パワーアンプなど
の形状が大きくなればなるほど、セラミック多層基板で
構成すると、ガラエポと熱膨張係数が一桁以上異なるた
め、熱衝撃に弱く、クラックが発生し易い。

【００３８】また、セラミックとガラエポでは、その剛
性率が大きく異なるため、落下試験などを実施すると、
その試験実施時の機械的衝撃にも弱く、例えば、携帯電
話の落下試験（１．５ｍの高さから鉄板上に自然落下さ
せるなど）の実施時には、クラックが発生し易い。

【００３９】また、ＧＳＭ、ＤＣＳの何れも、高周波フ
ィルタとして厳密な周波数特性を要求されることから、
構成するＬ、Ｃには量産時±１％前後の精度が要求され
るが、高周波スイッチ（ＲＦ−Switch）では、各受動素
子の精度は±５％前後で良い。

【００４０】以上のことを考慮すると、フィルタ機能を
有する回路部品にはセラミック多層基板を使用し、スイ
ッチ機能を有する回路部品には樹脂多層基板を使用する
方が有利である。従って、本発明ではこのようなことを
考慮してなされたものであり、以下、具体的に説明す
る。

【００４１】§２：フロントエンドモジュールの概要 図１はフロントエンドモジュールの概略ブロック図（そ
の１）であり、Ａ図は例１、Ｂ図は例２を示す。また、
図２はフロントエンドモジュールの概略ブロック図（そ
の２）であり、Ｃ図は例３、Ｄ図は例４を示す。以下、
図１、２に基づいてフロントエンドモジュールの概要を
説明する。

【００４２】この例では、前記従来例で説明したＧＳＭ
／ＤＣＳデュアルモード型携帯電話におけるフロントエ
ンド部の各回路部品を多層基板に実装してフロントエン
ドモジュールとした例であり、フロントエンド部を構成
する回路部品の内、フィルタ機能を有する回路部品をセ
ラミック多層基板に積層してチップ部品とし、スイッチ
機能を有する回路部品を樹脂多層基板に積層し、該樹脂
多層基板の表面に、前記セラミック多層基板で構成した
チップ部品及びスイッチを構成するＰＩＮダイオードを
搭載して一体化すると共に、前記セラミック多層基板で
構成したチップ部品は、フロントエンド部の他の回路部
品に対して入出力インピーダンスが整合するように設計
された状態で実装されている。具体的には次の通りであ
る。

【００４３】：例１のフロントエンドモジュール（図
１のＡ図参照） 例１は、携帯電話のフロントエンド部を構成する回路部
品の内、ダイプレクサ（Diplexer）と、ＧＳＭ側及びＤ
ＣＳ側のローパスフィルタ（ＬＰＦ）と、ＧＳＭ側及び
ＤＣＳ側の高周波スイッチ（ＲＦ−Switch）を、多層基
板を用いて一体化し、フロントエンドモジュールとした
例である。

【００４４】例１では、前記フロントエンド部を構成す
る回路部品の内、ダイプレクサ（Diplexer）及びＬＰＦ
を構成する素子をそれぞれセラミック多層基板に積層し
た複数（この例では３個）のチップ部品と、前記高周波
スイッチ（ＲＦ−Switch）を構成する受動素子を積層し
た樹脂多層基板とからなり、樹脂多層基板の表面に、セ
ラミック多層基板で構成した各チップ部品及びスイッチ
を構成するＰＩＮダイオードが搭載され一体化されてい
ると共に、前記セラミック多層基板で構成した各チップ
部品は、フロントエンド部の他の回路部品に対して入出
力インピーダンスが整合するように設計された状態で実
装されている。

【００４５】このように、例１のフロントエンドモジュ
ールでは、ダイプレクサ（Diplexer）と、ＧＳＭ側及び
ＤＣＳ側のＬＰＦ（斜線で図示した部分）をそれぞれセ
ラミック多層基板（ＬＴＣＣにより構成）内層に積層
し、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の高周波スイッチ（ＲＦ−Sw
itch）を構成する受動素子を樹脂多層基板内層に積層す
る。

【００４６】この場合、先ず、ダイプレクサ（Diplexe
r）を構成する素子をセラミック多層基板に積層してチ
ップ部品とし、ＧＳＭ側のＬＰＦ（斜線で図示した部
分）を構成する素子をセラミック多層基板に積層してチ
ップ部品とし、ＤＣＳ側のＬＰＦ（斜線で図示した部
分）を構成する素子をセラミック多層基板に積層してチ
ップ部品とする。

【００４７】そして、樹脂多層基板内層に、ＧＳＭ側及
びＤＣＳ側の高周波スイッチ（ＲＦ−Switch）を構成す
る受動素子を積層すると共に、該樹脂多層基板の表面
に、セラミック多層基板で構成したダイプレクサ（Dipl
exer）と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＬＰＦ（斜線で図示
した部分）の各チップ部品及びスイッチを構成するＰＩ
Ｎダイオードを搭載し、これらを一体化して、フロント
エンドモジュールとする。

【００４８】：例２のフロントエンドモジュール（図
１のＢ図参照） 例２は、前記フロントエンド部を構成する回路部品の
内、ダイプレクサ（Diplexer）と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ
側のＬＰＦと、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の高周波スイッチ
（ＲＦ−Switch）と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の出力ＰＡ
を多層基板を用いて一体化し、フロントエンドモジュー
ルとした例である。

【００４９】すなわち、例２のフロントエンドモジュー
ルでは、フロントエンド部を構成する回路部品の内、ダ
イプレクサ（Diplexer）及びＬＰＦを構成する素子をそ
れぞれセラミック多層基板内層に積層して複数（この例
では３個）のチップ部品とし、高周波スイッチ（ＲＦ−
Switch）を構成する素子及び出力ＰＡを構成する受動素
子を樹脂多層基板に積層し、該樹脂多層基板の表面に、
前記セラミック多層基板で構成した複数のチップ部品及
びスイッチ、ＰＡを構成する能動素子を搭載し一体化す
る。

【００５０】この場合、セラミック多層基板で構成した
各チップ部品は、前記フロントエンドの他の回路部品に
対して入出力インピーダンスが整合するように設計され
た状態で実装されている。更に具体的には次の通りであ
る。

【００５１】このフロントエンドモジュールでは、ダイ
プレクサ（Diplexer）と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＬＰ
Ｆ（斜線で図示した部分）をそれぞれセラミック多層基
板（ＬＴＣＣにより構成）内層に積層し、ＧＳＭ側及び
ＤＣＳ側の高周波スイッチ（ＲＦ−Switch）と、ＧＳＭ
側及びＤＣＳ側のＰＡを樹脂多層基板内層に積層する。

【００５２】この場合、先ず、ダイプレクサ（Diplexe
r）を構成する素子をセラミック多層基板に積層してチ
ップ部品とし、ＧＳＭ側のＬＰＦ（斜線で図示した部
分）を構成する素子をセラミック多層基板に積層してチ
ップ部品とし、ＤＣＳ側のＬＰＦ（斜線で図示した部
分）を構成する素子をセラミック多層基板に積層してチ
ップ部品とする。

【００５３】そして、樹脂多層基板に、ＧＳＭ側及びＤ
ＣＳ側の高周波スイッチ（ＲＦ−Switch）及びＧＳＭ側
及びＤＣＳ側の出力パワーアンプ（ＧＳＭ−ＰＡ及びＤ
ＣＳ−ＰＡ）を積層すると共に、該樹脂多層基板の表面
に、セラミック多層基板で構成したダイプレクサ（Dipl
exer）と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＬＰＦ（斜線で図示
した部分）の各チップ部品を搭載し、これらを一体化し
てフロントエンドモジュールとする。

【００５４】：例３のフロントエンドモジュール（図
２のＣ図参照） 例３は、前記例１のフロントエンドモジュールの樹脂多
層基板の表面に、更に、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＳＡＷ
フィルタ（ＧＳＭ−ＳＡＷ及びＤＣＳ−ＳＡＷ）も一緒
に搭載して一体化した例である。

【００５５】：例４のフロントエンドモジュール（図
２のＤ図参照） 例４は、前記例２のフロントエンドモジュールの樹脂多
層基板の表面に、更に、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＳＡＷ
フィルタ（ＧＳＭ−ＳＡＷ及びＤＣＳ−ＳＡＷ）も一緒
に搭載して一体化した例である。

【００５６】§３：ＧＭＳ／ＤＣＳデュアルバンド型携
帯電話のフロントエンド部の説明 図３はＧＭＳ／ＤＣＳデュアルバンド型携帯電話のフロ
ントエンド部のブロック図である。以下、図３に基づい
て、ＧＭＳ／ＤＣＳデュアルバンド型携帯電話のフロン
トエンド部について説明する。

【００５７】図３において、ＡＮＴはアンテナ、ＲＸは
受信側、ＴＸは送信側を示す。また、ＧＳＭ−ＳＡＷは
ＧＳＭ帯のＳＡＷフィルタ（弾性表面波フィルタ）、Ｄ
ＣＳ−ＳＡＷはＤＣＳ帯のＳＡＷフィルタ（弾性表面波
フィルタ）を示す。

【００５８】図３に示した例は、携帯電話において代表
的な欧州のシステムであるＧＳＭ／ＤＣＳディアルバン
ドのフロントエンド部の例である。図中、ダイプレクサ
（Diplexer）は、ＧＳＭ（９００ＭＨ_Z 帯）とＤＣＳ
（１８００ＭＨ_Z 帯）を分離するフィルタで、９００Ｍ
Ｈ_Z 帯を通過域に持つＬＰＦ（ローパスフィルタ）と、
１８００ＭＨ_Z 帯を通過域に持つＨＰＦ（ハイパスフィ
ルタ）とからなる。

【００５９】ＲＦスイッチ（ＲＦ−Switch）は、高周波
信号をそれぞれＧＳＭとＤＣＳに分離した後で、それぞ
れ送受信を時分割により分離する高周波スイッチであ
る。

【００６０】ＧＳＭ−ＬＰＦ及びＤＣＳ−ＬＰＦは、Ｇ
ＳＭ側及びＤＣＳ側それぞれの出力パワーアンプ（ＧＳ
Ｍ−ＰＡ、ＤＣＳ−ＰＡ）出力の直後に配置されてお
り、それぞれの出力パワーアンプから発生する高周波を
除去する機能を持つフィルタである。

【００６１】§４：ダイプレクサ、ＬＰＦ、ＲＦスイッ
チの回路例 図４は、ダイプレクサ、ＬＰＦ、ＲＦスイッチの回路例
である。以下、図４に基づいて、フロントエンド部を構
成するダイプレクサ、ＬＰＦ、ＲＦスイッチの回路例に
ついて説明する。

【００６２】：ダイプレクサ（Diplexer）は、ローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）部分とハイパスフィルタ（ＨＰ
Ｆ）部分で構成されている。前記ローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）部分は、コイルＬ１、Ｌ２と、コンデンサＣ１、
Ｃ２、Ｃ３で構成され、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）部
分は、コイルＬ３と、コンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６で構
成されている。

【００６３】そして、前記ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
部分とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）部分の接続点とアン
テナ（ＡＮＴ）側には、コンデンサＣ７が接続されてい
る。これらダイプレクサ（Diplexer）を構成する各素子
は、セラミック多層基板に積層され、チップ部品として
製作されるが、各Ｌ、Ｃ素子には、量産時、±１％前後
の精度が要求される。

【００６４】：ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＬＰＦは、そ
れぞれ、コイルＬ１、Ｌ２と、コンデンサＣ１、Ｃ２、
Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５で構成されている。これらＧＳＭ側及
びＤＣＳ側のＬＰＦを構成する各素子は、セラミック多
層基板に積層され、チップ部品として製作されるが、各
Ｌ、Ｃ素子には、量産時、±１％前後の精度が要求され
る。

【００６５】：ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＲＦスイッチ
（ＲＦ−Switch）は、それぞれ、コンデンサＣ１、Ｃ
２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５と、２つのλ／４共振器（Ｌ１、
Ｌ２）と、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２で構成されてい
る。そして、これらＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＲＦスイッ
チ（ＲＦ−Switch）を構成する各部品は、樹脂多層基板
に積層されるが、この場合、量産時の精度は、±５％前
後でも良いが、λ／４共振器Ｌ２等に低損失が要求され
る。

【００６６】§５：ＰＡの回路例 図５はＰＡの回路例である。以下、図５に基づいてＰＡ
の回路例を説明する。なお、図５の点線部分は、ＰＡＭ
（ＰＡモジュール）内であることを示している。この例
では、ＰＡＭ（パワーアンプモジュール）は、ＰＡＭＭ
ＩＣと、入力整合回路と、出力整合回路と、電源供給回
路と、その他の部品（コンデンサ等）で構成されてい
る。

【００６７】なお、図５において、矩形で示した素子は
チョークコイルを示す。また、「match 」はマッチング
回路、「control 」は制御回路、「Vcc 、 Vcc1、 Vcc2」
はそれぞれ電源電圧「IN」は入力端子、「OUT 」は出力
端子、「Vctl」は制御電圧、「GND 」は接地を示す。

【００６８】このＰＡの量産時精度は、±５％前後で良
いが、１Ａ以上の電流が流れるため電圧降下を防止する
ように、低損失が要求される。

【００６９】§６：フロントエンドモジュールの積層例
の説明 図６は例１のフロントエンドモジュール実装例であり、
Ａ図は平面図、Ｂ図は正面図（但し、ケースのみ断面
図）である。図７は例２のフロントエンドモジュール実
装例、図８は例３のフロントエンドモジュール実装例、
図９は例４のフロントエンドモジュール実装例を示す。
以下、図６〜図９に基づいて、フロントエンドモジュー
ルの実装例を説明する。

【００７０】：例１のフロントエンドモジュール実装
例（図６参照） 例１のフロントエンドモジュールは、ダイプレクサ（Di
plexer）と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＬＰＦ（斜線で図
示した部分）をそれぞれセラミック多層基板（ＬＴＣＣ
により構成）に積層し、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の高周波
スイッチ（ＲＦ−Switch）を構成する受動素子を樹脂多
層基板に積層する。

【００７１】このフロントエンドモジュールを製作する
際、先ず、ダイプレクサ（Diplexer）を構成する素子を
セラミック多層基板に積層してチップ部品とし、ＧＳＭ
側のＬＰＦを構成する素子をセラミック多層基板に積層
してチップ部品とし、ＤＣＳ側のＬＰＦを構成する素子
をセラミック多層基板に積層してチップ部品を製作す
る。

【００７２】そして、樹脂多層基板に、ＧＳＭ側及びＤ
ＣＳ側の高周波スイッチ（ＲＦ−Switch）を構成する受
動素子を積層すると共に、該樹脂多層基板の表面に、セ
ラミック多層基板で構成したダイプレクサ（Diplexer）
と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＬＰＦ（斜線で図示した部
分）の各チップ部品を搭載し、これらを一体化してフロ
ントエンドモジュールとする。

【００７３】このフロントエンドモジュールの製作時に
は、樹脂多層基板の内層に、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の高
周波スイッチ（ＲＦ−Switch）を構成する受動素子を組
み込む。その後、前記樹脂多層基板の表面に、前記製作
済みのチップ部品を搭載すると共に、残りのＰＩＮダイ
オード（図４のＤ１、Ｄ２を含むＧＳＭ側及びＤＣＳ側
の合計４個）と、抵抗（Ｒ）、コンデンサ（Ｃ）等のチ
ップ部品を搭載する。このようにして、樹脂多層基板に
前記各部品等を積層したフロントエンドモジュールが製
作される。

【００７４】このようにして、樹脂多層基板に前記各部
品等を積層したフロントエンドモジュールが製作され
る。この場合、樹脂多層基板に搭載するフィルタ機能を
有する回路部品（ダイプレクサ、ＬＰＦ）は、フロント
エンドの他の回路部品と整合するよう、入出力インピー
ダンスが設計された状態で製作しておく。

【００７５】また、前記樹脂多層基板は、ガラス−エポ
キシ樹脂と熱膨張係数、剛性率の近い材料を使用すれば
性能向上が期待できる。すなわち、該フロントエンドモ
ジュールは、量産時歩留りや量産時精度が十分高く、導
体抵抗に起因する損失、電圧降下が最小限に抑えられる
ため、電気的性能が高く、消費電力も少なく、更に、熱
衝撃、機械的衝撃にも強く、かつ小型化されたフロント
エンドモジュールが実現できる。

【００７６】なお、前記フロントエンドモジュールの平
面の寸法例としては、図６のＡ図に示したように、７．
００ｍｍ×３．０ｍｍであり、厚みは図６のＢ図に示し
たように、シールドケースも含めて１．５ｍｍ以内で構
成できる。このようにして、従来のセラミット多層基板
によるフロントエンドモジュールの寸法（５．４ｍｍ×
４．０ｍｍ）に比べて、同等以下の外形寸法に製作で
き、しかも、電気的な特性は従来例より向上することが
判明した。

【００７７】：例２のフロントエンドモジュール実装
例 図７は例２のフロントエンドモジュール実装例である。
例２のフロントエンドモジュールは、ダイプレクサと、
ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の２つのＬＰＦと、ダイプレクサ
の３つのフィルタ機能を有する回路部品を、それぞれセ
ラミック多層基板に積層し、３つのチップ部品として製
作する。

【００７８】また、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の２つの高周
波スイッチ（ＲＦ−Switch）と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側
の２つのＰＡ（出力パワーアンプ）は樹脂多層基板に実
装する。この場合、前記樹脂多層基板の内層には、高周
波スイッチ（ＲＦ−Switch）を構成する受動素子が組み
込まれている。また、樹脂多層基板の内層には、ＰＡを
構成する受動素子が組み込まれている。そして、樹脂多
層基板の表面には、ＰＡＭＭＩＣ及び一部の受動素子
（Ｒ、Ｃのチップ部品）が搭載されている。

【００７９】また、樹脂多層基板の表面には、前記製作
済みのフィルタ機能を有するチップ部品を搭載すると共
に、残りのＰＩＮダイオード（合計４個）と、抵抗
（Ｒ）、コンデンサ（Ｃ）等を搭載する。

【００８０】このようにして、樹脂多層基板に前記各部
品等を実装したフロントエンドモジュールが製作され
る。この場合、樹脂多層基板に搭載するフィルタ機能を
有する回路部品（ダイプレクサ、ＬＰＦ）は、フロント
エンド部の他の回路部品と整合するよう、入出力インピ
ーダンスが設計された状態で製作しておく。

【００８１】また、前記樹脂多層基板は、ガラス−エポ
キシ樹脂と熱膨張係数、剛性率の近い材料を使用すれば
性能向上が期待できる。すなわち、該フロントエンドモ
ジュールは、量産時歩留りは十分高く、導体抵抗に起因
する損失、電圧降下が最小限に抑えられるため、電気的
性能が高く、消費電力も少なく、更に、熱衝撃、機械的
衝撃にも強く、かつ小型化されたフロントエンドモジュ
ールが実現できる。

【００８２】なお、前記フロントエンドモジュールの平
面の寸法例としては、９．００ｍｍ×７．０ｍｍであ
り、厚みは１．５ｍｍ以内で構成できる。このようにし
て、フロントエンドモジュールの小型化ができている。
しかも、電気的な特性は従来例より向上することが判明
した。

【００８３】：例３のフロントエンドモジュール実装
例 図８は例３のフロントエンドモジュール実装例である。
例３のフロントエンドモジュールは、前記例１のフロン
トエンドモジュールに、更に、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の
ＳＡＷフィルタを実装した例である。

【００８４】すなわち、例３のフロントエンドモジュー
ルは、先ず、ダイプレクサ（Diplexer）を構成する素子
をセラミック多層基板に積層してチップ部品とし、ＧＳ
Ｍ側のＬＰＦを構成する素子をセラミック多層基板に積
層してチップ部品とし、ＤＣＳ側のＬＰＦを構成する素
子をセラミック多層基板に積層してチップ部品を製作す
る。また、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＳＡＷフィルタ（チ
ップ部品）を用意する。

【００８５】そして、樹脂多層基板に、ＧＳＭ側及びＤ
ＣＳ側の高周波スイッチ（ＲＦ−Switch）を構成する受
動素子を積層すると共に、該樹脂多層基板の表面に、セ
ラミック多層基板で構成したダイプレクサ（Diplexer）
と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側のＬＰＦ（斜線で図示した部
分）と、ＳＡＷフィルタの各チップ部品を搭載し、これ
らを一体化してフロントエンドモジュールとする。

【００８６】このフロントエンドモジュールの製作時に
は、樹脂多層基板の内層に、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の高
周波スイッチ（ＲＦ−Switch）を構成する受動素子を組
み込む。その後、前記樹脂多層基板の表面に、前記製作
済みのフィルタ機能を有する回路部品（ＳＡＷフィルタ
も含む）を搭載すると共に、残りのＰＩＮダイオード
と、抵抗（Ｒ）、コンデンサ（Ｃ）等を搭載する。この
ようにして、樹脂多層基板に前記各部品等を積層したフ
ロントエンドモジュールが製作される。

【００８７】このようにして、樹脂多層基板に前記各部
品等を積層したフロントエンドモジュールが製作され
る。この場合、樹脂多層基板に搭載するフィルタ機能を
有する回路部品（ダイプレクサ、ＬＰＦ）は、フロント
エンドの他の回路部品と整合するよう、入出力インピー
ダンスが設計された状態で製作する。

【００８８】：例４のフロントエンドモジュール実装
例 図９は例４のフロントエンドモジュール実装例である。
例４のフロントエンドモジュールは、前記例２のフロン
トエンドモジュールに、更に、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の
ＳＡＷフィルタを実装した例である。

【００８９】例４のフロントエンドモジュールでは、ダ
イプレクサと、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の２つのＬＰＦ
と、ダイプレクサの３つのフィルタ機能を有する回路部
品は、それぞれセラミック多層基板に積層し、３つのチ
ップ部品として製作する。また、ＳＡＷフィルタ（チッ
プ部品）も用意しておく。

【００９０】更に、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側の２つの高周
波スイッチ（ＲＦ−Switch）と、ＧＳＭ側及びＤＣＳ側
の２つのＰＡは、樹脂多層基板に実装する。この場合、
前記樹脂多層基板の内層には、高周波スイッチ（ＲＦ−
Switch）を構成する受動素子が組み込まれている。ま
た、樹脂多層基板の内層には、ＰＡを構成する受動素子
が組み込まれている。そして、表面には、ＰＡＭＭＩＣ
及び一部の受動素子（Ｒ、Ｃのチップ部品）が搭載され
ている。

【００９１】また、樹脂多層基板の表面には、前記製作
済みのフィルタ機能を有する回路部品を搭載すると共
に、残りのＰＩＮダイオードと、抵抗（Ｒ）、コンデン
サ（Ｃ）等を搭載する。

【００９２】このようにして、樹脂多層基板に前記各部
品等を実装したフロントエンドモジュールが製作される
が、樹脂多層基板に搭載するフィルタ機能を有する回路
部品（ダイプレクサ、ＬＰＦ）は、フロントエンドの他
の回路部品と整合するよう、入出力インピーダンスが整
合するよう設計された状態で製作する。

【００９３】§７：その他の説明 ：前記樹脂多層基板に、セラミック粉末を混ぜた材料
を使用することも可能である。この場合、誘電率を高く
することができる。誘電率を高くすることにより、例え
ば、ＲＦスイッチ（ＲＦ−Switch）回路の中のλ／４共
振器の長さを短くできるため、導体ロスが下がり、挿入
損失が低減するなどの効果が得られる。

【００９４】：前記樹脂多層基板は、ガラス−エポキ
シ樹脂と熱膨張係数、剛性率の近い樹脂多層基板を使用
することが可能である。

【００９５】：前記の例では、スイッチとしてＰＩＮ
ダイオードを使用する例を示したが、ＧａＡｓＦＥＴを
使ったＭＭＩＣタイプのスイッチを使用した場合でも、
前記と同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００９６】：なお、前記の例では、ＧＳＭ方式のデ
ュアルバンドシステムの場合を説明したが、シングルバ
ンドの他、トリプルバンド、クワッドバンドなどのマル
チバンドシステム及びＧＳＭ以外の方式へも本発明は適
用でき、同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。

【００９８】(1) ：無線通信装置における高周波部のフ
ロントエンドを構成する回路部品の内、フィルタ機能を
有する回路部品（例えば、ダイプレクサ、ＬＰＦ）はセ
ラミック多層基板内層に積層したチップ部品として構成
されており、スイッチ機能を有する回路部品（高周波ス
イッチ）や出力パワーアンプを構成する回路部品のうち
の受動部品は樹脂多層基板の内層に積層され、該樹脂多
層基板の表面に、セラミック多層基板で構成したチップ
部品やスイッチ、パワーアンプを構成する能動素子やＳ
ＡＷフィルタを構成するチップ部品が搭載され一体化さ
れている。

【００９９】このように、フィルタ機能を有する回路部
品にはセラミック多層基板を使用し、スイッチ機能を有
する回路部品には樹脂多層基板を使用する方が、量産時
の精度や歩留りを向上させるのにも有利である。本発明
ではこのようなことを考慮し、フィルタ機能を有する回
路部品とスイッチ機能を有する回路部品を種類の異なる
材料の多層基板に分けて積層し、これらを樹脂多層基板
に一体化している。

【０１００】従って、量産時の歩留りは十分に高く、導
体抵抗に起因する損失、電圧降下は最小限に抑えられる
ため、電気的性能が高く消費電力も少なくなる。また、
熱衝撃、機械的衝撃にも強く、かつ小型化されたフロン
トエンドモジュールが実現できる。

【０１０１】(2) ：フロントエンドモジュールのセラミ
ック多層基板で構成したチップ部品は、高周波部のフロ
ントエンドの他の回路部品に対して入出力インピーダン
スが整合するように設計された状態で製作する。また、
フロントエンドモジュールとしての入出力インピーダン
スも同様に、他の回路部品と整合するように設計された
状態で製作する。

【０１０２】従って、多数の回路部品を集めたフロント
エンドモジュールであっても、ユーザ側での入出力イン
ピーダンスの整合作業が不要となり、手間もかからず最
終製品の製造コストも安くなる。

【０１０３】(3) ：フィルタ機能を有する回路部品と、
スイッチ機能を有する回路部品に要求される量産時精度
を落とすことなく、フロントエンドモジュールの小型
化、薄型化、耐衝撃性、低消費電力化、量産時歩留り及
び精度の向上、コストダウンを実現することが可能であ
る。

【０１０４】(4) ：量産時歩留りは十分高く、導体抵抗
に起因する損失、電圧降下が最小限に抑えられるため、
電気的性能が高く、消費電力も少なく、更に、熱衝撃、
機械的衝撃にも強く、かつ小型化されたフロントエンド
モジュールが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるフロントエンドモ
ジュールの概略ブロック図（その１）であり、Ａ図は例
１、Ｂ図は例２である。

【図２】本発明の実施の形態におけるフロントエンドモ
ジュールの概略ブロック図（その２）であり、Ｃ図は例
３、Ｄ図は例４である。

【図３】本発明の実施の形態におけるＧＳＭ／ＤＣＳデ
ュアルバンド型携帯電話のフロントエンド部のブロック
図である。

【図４】本発明の実施の形態におけるダイプレクサ、Ｌ
ＰＦ、ＲＦスイッチの回路例である。

【図５】本発明の実施の形態におけるＰＡの回路例であ
る。

【図６】本発明の実施の形態における例１のフロントエ
ンドモジュール実装例であり、Ａ図は平面図（ケースは
図示省略）、Ｂ図は正面図（但し、ケースのみ断面図）
である。

【図７】本発明の実施の形態における例２のフロントエ
ンドモジュール実装例である。

【図８】本発明の実施の形態における例３のフロントエ
ンドモジュール実装例である。

【図９】本発明の実施の形態における例４のフロントエ
ンドモジュール実装例である。

【符号の説明】

ＧＳＭ：The Global System For Mobiles ＤＣＳ：Digital Cellular System ＬＴＣＣ：Low Temperature Cofired Ceramics（低温焼
成セラミック） ＰＡ：パワーアンプ（電力増幅器） ＭＭＩＣ：Monolithic Microwave Integrated Circuit
（モノリシック・マイクロ波集積回路） ＳＡＷ（ＧＳＭ−ＳＡＷ及びＤＣＳ−ＳＡＷ）：ＧＳＭ
側及びＤＣＳ側の弾性表面波フィルタ Ｔｘ：送信側 Ｒｘ：受信側 ＡＮＴ：アンテナ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線通信装置における高周波部のフロン
   トエンドを構成する回路部品の内、フィルタ機能を有す
   る回路部品をセラミック多層基板内層に積層したチップ
   部品と、スイッチ機能を有する回路部品のうちの受動部
   品を内層に積層した樹脂多層基板とからなり、 前記樹脂多層基板の表面に、前記セラミック多層基板で
   構成したチップ部品とスイッチを構成する能動素子とが
   搭載され一体化されていると共に、前記セラミック多層
   基板で構成したチップ部品は、前記フロントエンドを構
   成する他の回路部品に対して入出力インピーダンスが整
   合するように設計された状態で実装されていることを特
   徴とするフロントエンドモジュール。
2. 【請求項２】 無線通信装置における高周波部のフロン
   トエンドを構成する回路部品の内、ダイプレクサ及びロ
   ーパスフィルタを構成する素子を、それぞれセラミック
   多層基板内層に積層したチップ部品と、スイッチ機能を
   有する回路部品のうちの受動素子を内層に積層した樹脂
   多層基板とからなり、 前記樹脂多層基板の表面に、前記セラミック多層基板で
   構成したチップ部品とスイッチを構成する能動素子とが
   搭載され一体化されていると共に、前記セラミック多層
   基板で構成したチップ部品は、前記フロントエンドを構
   成する他の回路部品に対して入出力インピーダンスが整
   合するように設計された状態で実装されていることを特
   徴とするフロントエンドモジュール。
3. 【請求項３】 無線通信装置における高周波部のフロン
   トエンドを構成する回路部品の内、フィルタ機能を有す
   る回路部品をそれぞれセラミック多層基板内層に積層し
   た複数のチップ部品と、高周波スイッチを構成する回路
   及び出力パワーアンプを構成する回路のうちの受動素子
   を内層に積層した樹脂多層基板とからなり、 前記樹脂多層基板の表面に、前記セラミック多層基板で
   構成した各チップ部品及びスイッチ、パワーアンプを構
   成する能動素子が搭載され一体化されていると共に、前
   記セラミック多層基板で構成した各チップ部品は、前記
   フロントエンドを構成する他の回路部品に対して入出力
   インピーダンスが整合するように設計された状態で実装
   されていることを特徴とするフロントエンドモジュー
   ル。
4. 【請求項４】前記樹脂多層基板の表面に、更に、前記フ
   ロントエンドの弾性表面波フィルタを構成するチップ部
   品が搭載されていることを特徴とする請求項２又は３記
   載のフロントエンドモジュール。