JP2005311979A - Band filter and high frequency module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a band filter which has excellent filter characteristics, reduces costs and can be miniaturized, and a high frequency module. <P>SOLUTION: A microstrip line type or strip line type resonator wherein one terminal of resonant electrodes 34a, 34b is grounded and another terminal becomes an open terminal, is formed on a laminated substrate 30. An RFIC 20 is placed on the laminated substrate 30. In the RFIC 20, a filter characteristic adjusting section 11 is formed as a concentrated constant circuit for adjusting filter characteristics, and the filter characteristic adjusting section 11 and the open terminal of the resonant electrodes 34a, 34b are connected to comprise a band filter. Furthermore, the RFIC 20 comprises a high frequency signal processing circuit 25 comprised of the microstrip line type or strip line type resonator and the filter characteristic adjusting section 11 and connected to the band filter. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は帯域フィルタおよび高周波モジュールに関する。詳しくは、共振電極の一端が接地されて他端が開放端とされているマイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器を形成した積層基板上に半導体チップを載置し、半導体チップには、共振電極の開放端と接続されてフィルタ特性を調整する集中定数回路を形成したものである。また、マイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器と集中定数回路で構成される帯域フィルタに接続される高周波信号処理回路を半導体チップに設けたものである。   The present invention relates to a bandpass filter and a high frequency module. Specifically, a semiconductor chip is mounted on a laminated substrate on which a microstrip line or a strip line type resonator in which one end of a resonance electrode is grounded and the other end is an open end, Is formed with a lumped constant circuit that is connected to the open end of the filter and adjusts the filter characteristics. Further, the semiconductor chip is provided with a high-frequency signal processing circuit connected to a band-pass filter composed of a microstrip line or strip line type resonator and a lumped constant circuit.

マイクロ波帯やミリ波帯の高周波電波をキャリアとした通信システム、例えば携帯電話等の電話システムや無線LAN(ローカルエリアネットワーク)システムの普及に伴い、家庭内や屋外等の様々な場所において手軽にかつ中継装置等を介することなく様々なデータの送受信が可能となっている。   With the spread of telephone systems such as mobile phones and wireless LAN (local area network) systems, such as communication systems that use microwave and millimeter wave high frequency radio waves as carriers, it is easy to use in various places such as home and outdoors. In addition, various data can be transmitted and received without using a relay device or the like.

このような通信システムに用いられる機器では、図7に示すように、RF入出力段として、高周波電波を受信して得られた信号の処理や高周波電波として送信する信号の生成等を行うための高周波信号処理用集積回路(以下「RFIC」という)100が設けられている。また、RFIC100とアンテナに接続される信号入出力端子102との間に、所望の帯域の信号を通過させる帯域フィルタ101が設けられる。なお、RFIC100と帯域フィルタ101のインピーダンスが整合しない場合、損失を少なくするために整合回路が設けられる。   In an apparatus used in such a communication system, as shown in FIG. 7, as an RF input / output stage, for processing a signal obtained by receiving high-frequency radio waves, generating a signal to be transmitted as high-frequency radio waves, and the like An integrated circuit for high frequency signal processing (hereinafter referred to as “RFIC”) 100 is provided. In addition, a band filter 101 that passes a signal in a desired band is provided between the RFIC 100 and the signal input / output terminal 102 connected to the antenna. If the impedances of the RFIC 100 and the band-pass filter 101 do not match, a matching circuit is provided to reduce loss.

この帯域フィルタ101としては、高周波信号から所望の帯域の信号を通過させるため、分布定数回路として設計されている。例えば、特許文献1に示されているように、一対の平行する導体パターンを用いて、トリプレート構造のフィルタを形成することが行われている。   The band filter 101 is designed as a distributed constant circuit in order to pass a signal in a desired band from a high frequency signal. For example, as shown in Patent Document 1, a triplate structure filter is formed using a pair of parallel conductor patterns.

特開2000−252716号公報JP 2000-252716 A

ところで、RFICや特性の良好な帯域フィルタを個々に設けるものとすると、占有面積が大きくなり機器を小型化することができない。さらに、部品点数も多くなるためコストが高くなってしまう。   By the way, if the RFIC and the band filter having good characteristics are individually provided, the occupied area becomes large and the device cannot be downsized. Furthermore, since the number of parts increases, the cost increases.

また、小型化を図るために、例えばRFIC内部に共振器を形成して、帯域フィルタを作り込むものとした場合、RFICでは配線が細く抵抗値が大きいことから、RFIC内に共振電極を設けて共振器を構成しても、共振器のQ(クオリティファクタ)値は低く結合も弱いことから、帯域フィルタでの損失が大きくなってしまう。さらに、RFICの内部ではスペースが限られていることから、共振電極を大きくしてQ値が高くしたり結合を強くすることができない。このため、RFIC内部に特性の良好な帯域フィルタを作り込むことは困難である。   In order to reduce the size, for example, when a resonator is formed inside the RFIC and a bandpass filter is formed, the RFIC has a thin wiring and a large resistance value. Therefore, a resonance electrode is provided in the RFIC. Even if the resonator is configured, the Q (quality factor) value of the resonator is low and the coupling is weak, so that the loss in the bandpass filter becomes large. Furthermore, since the space is limited inside the RFIC, it is impossible to increase the resonance electrode to increase the Q value or strengthen the coupling. For this reason, it is difficult to build a bandpass filter with good characteristics inside the RFIC.

そこで、この発明では、フィルタ特性が良好で低コストかつ小型化が可能な帯域フィルタと、それを用いた高周波モジュールを提供するものである。   Accordingly, the present invention provides a bandpass filter having good filter characteristics, low cost and capable of being downsized, and a high frequency module using the same.

この発明に係る帯域フィルタは、共振電極の一端が接地されて他端が開放端とされているマイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器を形成した積層基板上に半導体チップを載置し、半導体チップには、共振電極の開放端と接続されてフィルタ特性を調整する集中定数回路を形成したものである。   In the bandpass filter according to the present invention, a semiconductor chip is mounted on a laminated substrate on which a microstrip line or a stripline type resonator in which one end of a resonance electrode is grounded and the other end is an open end is formed. Is formed with a lumped constant circuit that is connected to the open end of the resonance electrode to adjust the filter characteristics.

また、高周波モジュールは、共振電極の一端が接地されて他端が開放端とされているマイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器を形成した積層基板上に半導体チップを載置し、半導体チップに、共振電極の開放端と接続されてフィルタ特性を調整する集中定数回路と、マイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器と集中定数回路で構成される帯域フィルタに接続される高周波信号処理回路を設けたものである。   In addition, the high-frequency module has a semiconductor chip mounted on a laminated substrate on which a microstrip line or a strip line type resonator in which one end of a resonance electrode is grounded and the other end is an open end, A lumped constant circuit that is connected to the open end of the resonant electrode to adjust the filter characteristics, and a high-frequency signal processing circuit that is connected to a band-pass filter composed of a microstripline or stripline resonator and a lumped constant circuit It is.

この発明においては、共振電極の一端が接地されて他端が開放端とされているマイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器が積層基板に形成されて、この積層基板上に半導体チップが載置される。半導体チップには、例えば一端が共振電極の開放端と接続されて他端が信号入出力端とされるコンデンサ、および/または一端が共振電極の開放端と接続されて他端が接地されるコンデンサとからなる集中定数回路が形成されて、この集中定数回路によってフィルタ特性が調整される。また、集中定数回路のコンデンサは、フィルタ特性の調整とは異なる回路動作、例えば一端が開放端と接続されて他端が信号入出力端とされるコンデンサがデカップリング・コンデンサとして用いられる。さらに、集中定数回路には、一端が信号入力端と接続されて他端が信号出力端と接続されるコンデンサが設けられる。また、半導体チップには、マイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器と集中定数回路で構成される帯域フィルタに接続される高周波信号処理回路が設けられる。   In the present invention, a microstrip line or a strip line type resonator in which one end of a resonance electrode is grounded and the other end is an open end is formed on a multilayer substrate, and a semiconductor chip is placed on the multilayer substrate. The In a semiconductor chip, for example, a capacitor having one end connected to the open end of the resonance electrode and the other end serving as a signal input / output end, and / or a capacitor having one end connected to the open end of the resonance electrode and the other end grounded Is formed, and the filter characteristics are adjusted by the lumped constant circuit. The capacitor of the lumped constant circuit has a circuit operation different from the adjustment of the filter characteristics. For example, a capacitor having one end connected to the open end and the other end serving as a signal input / output end is used as a decoupling capacitor. Further, the lumped constant circuit is provided with a capacitor having one end connected to the signal input end and the other end connected to the signal output end. The semiconductor chip is provided with a high-frequency signal processing circuit connected to a band-pass filter composed of a microstrip line or strip line type resonator and a lumped constant circuit.

この発明によれば、共振電極の一端が接地されて他端が開放端とされているマイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器を形成した積層基板上に半導体チップが載置されて、この半導体チップには、共振電極の開放端と接続されてフィルタ特性を調整する集中定数回路が形成される。このように、積層基板に共振器を形成したことで共振器のQ値を高くすることが可能となり帯域フィルタの損失を少なく出来る。また、フィルタ特性を調整する集中定数回路が半導体チップ内に形成されているので、部品点数が少なく占有面積が小さくなり低コストかつ小型化できる。   According to the present invention, a semiconductor chip is placed on a laminated substrate on which a microstrip line or a strip line type resonator in which one end of a resonance electrode is grounded and the other end is an open end is formed. Is formed with a lumped constant circuit that is connected to the open end of the resonance electrode to adjust the filter characteristics. Thus, by forming the resonator on the multilayer substrate, the Q value of the resonator can be increased, and the loss of the bandpass filter can be reduced. In addition, since the lumped constant circuit for adjusting the filter characteristics is formed in the semiconductor chip, the number of components is reduced, the occupied area is reduced, and the cost can be reduced.

また、集中定数回路は、一端が開放端と接続されて他端が信号入出力端とされるコンデンサ、および/または一端が前記開放端と接続されて他端が接地されるコンデンサで構成される。このため、コンデンサの静電容量を調整して共振周波数を低周波側や高周波側に移動させることが可能となり、所望のフィルタ特性を得ることができる。   The lumped constant circuit is composed of a capacitor having one end connected to the open end and the other end serving as a signal input / output end, and / or a capacitor having one end connected to the open end and the other end grounded. . For this reason, it becomes possible to adjust the capacitance of the capacitor to move the resonance frequency to the low frequency side or the high frequency side, and to obtain desired filter characteristics.

また、集中定数回路のコンデンサは、フィルタ特性の調整とは異なる回路動作に用いられるので、半導体チップ内に形成するコンデンサを少なくできる。さらに、集中定数回路は、一端が信号入力端と接続されて他端が信号出力端と接続されるコンデンサが設けられるので、このコンデンサによってトラップする周波数を調整してフィルタ特性を良好なものとすることができる。   Further, since the capacitor of the lumped constant circuit is used for circuit operation different from the adjustment of the filter characteristics, the number of capacitors formed in the semiconductor chip can be reduced. Furthermore, since the lumped constant circuit is provided with a capacitor having one end connected to the signal input end and the other end connected to the signal output end, the frequency trapped by this capacitor is adjusted to improve the filter characteristics. be able to.

さらに、半導体チップには、マイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器と集中定数回路で構成される帯域フィルタに接続される高周波信号処理回路が設けられるので、帯域フィルタと高周波信号処理回路を一体に形成することが可能となり、高周波モジュールの組み立てが簡単で低コストかつ小型化できる。   Furthermore, since the semiconductor chip is provided with a high-frequency signal processing circuit connected to a band-strip filter composed of a microstripline or stripline-type resonator and a lumped constant circuit, the band-pass filter and the high-frequency signal processing circuit are integrally formed. As a result, the high-frequency module can be assembled easily, at low cost, and downsized.

以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図1は帯域フィルタの等価回路を示している。帯域フィルタ10は、集中定数回路であるフィルタ特性調整部11と分布定数回路である共振器12で構成されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an equivalent circuit of a bandpass filter. The band filter 10 includes a filter characteristic adjustment unit 11 that is a lumped constant circuit and a resonator 12 that is a distributed constant circuit.

信号入出力端子14aは、例えばフィルタ特性調整部11を構成するコンデンサ21a(静電容量C1)を介して共振器12を構成する共振電極34aの一方の端子と接続されており、この共振電極34aの他方の端子は接地されている。また、信号入出力端子14bは、コンデンサ21b(静電容量C1)を介して共振電極34bの一方の端子と接続されており、この共振電極34bの他方の端子は接地されている。コンデンサ21aと共振電極34aの接続部分にはコンデンサ22a(静電容量C2)の一方の端子が接続されており、コンデンサ22aの他方の端子は接地されている。コンデンサ21bと共振電極34bの接続部分にはコンデンサ22b(静電容量C2)の一方の端子が接続されており、コンデンサ22bの他方の端子は接地されている。信号入出力端子14aと信号入出力端子14bの間にはコンデンサ23(静電容量C3)が接続されている。共振電極34aと共振電極34bは、共振電極間隔Sを隔てて並行に設けられて、相互インダクタンスMにより結合される。   The signal input / output terminal 14a is connected to one terminal of a resonance electrode 34a constituting the resonator 12 via, for example, a capacitor 21a (electrostatic capacity C1) constituting the filter characteristic adjusting unit 11, and this resonance electrode 34a. The other terminal is grounded. The signal input / output terminal 14b is connected to one terminal of the resonance electrode 34b via the capacitor 21b (capacitance C1), and the other terminal of the resonance electrode 34b is grounded. One terminal of a capacitor 22a (capacitance C2) is connected to a connection portion between the capacitor 21a and the resonance electrode 34a, and the other terminal of the capacitor 22a is grounded. One terminal of a capacitor 22b (capacitance C2) is connected to a connection portion between the capacitor 21b and the resonance electrode 34b, and the other terminal of the capacitor 22b is grounded. A capacitor 23 (capacitance C3) is connected between the signal input / output terminal 14a and the signal input / output terminal 14b. The resonance electrode 34a and the resonance electrode 34b are provided in parallel with a distance S between the resonance electrodes, and are coupled by a mutual inductance M.

この共振電極34a,34bの長手方向の長さやコンデンサの静電容量C1,C2,C3を調整することにより、例えば信号入出力端子14aから高周波信号RFinを入力したとき、高周波信号RFinに対してフィルタ処理が行われて、所望の周波数帯の信号を通過させた信号RFoutを信号入出力端子14bから取り出すことができる。   By adjusting the lengths of the resonance electrodes 34a and 34b in the longitudinal direction and the capacitances C1, C2, and C3 of the capacitors, for example, when the high frequency signal RFin is input from the signal input / output terminal 14a, the high frequency signal RFin is filtered. Processing is performed, and the signal RFout through which the signal in the desired frequency band is passed can be extracted from the signal input / output terminal 14b.

ここで、静電容量C1や静電容量C2を大きくすると、共振電極34a,34bを用いて構成される共振器12の共振周波数を低周波側に移動させることができる。すなわち、帯域フィルタ10の通過域を低周波側に移動させることができる。また、静電容量C1や静電容量C2を小さくすることで共振周波数を高周波側に移動させることができる。すなわち、帯域フィルタ10の通過域を高周波側に移動させることができる。   Here, when the electrostatic capacitance C1 and the electrostatic capacitance C2 are increased, the resonance frequency of the resonator 12 configured using the resonance electrodes 34a and 34b can be moved to the low frequency side. That is, the pass band of the band filter 10 can be moved to the low frequency side. Further, the resonance frequency can be moved to the high frequency side by reducing the capacitance C1 and the capacitance C2. That is, the pass band of the band filter 10 can be moved to the high frequency side.

さらに、コンデンサ23はトラップとして機能するものであり、コンデンサ23の静電容量C3を大きくすることでトラップする周波数(ノッチ点)を低周波側に移動させることができ、静電容量C3を小さくすることでノッチ点を高周波側に移動させることができる。このため、ノッチ点が通過域よりも低域側や高域側となるように静電容量C3を調整して、通過域よりも低域側や高域側の成分を減衰させることでフィルタ特性を良好なものとすることができる。   Further, the capacitor 23 functions as a trap. By increasing the capacitance C3 of the capacitor 23, the trapping frequency (notch point) can be moved to the low frequency side, and the capacitance C3 is reduced. Thus, the notch point can be moved to the high frequency side. For this reason, the filter characteristics are adjusted by adjusting the capacitance C3 so that the notch point is on the low frequency side or the high frequency side of the pass band and attenuating the components on the low frequency side or the high frequency side of the pass band. Can be made good.

図2は、帯域フィルタ10の構成を示しており、集中定数回路で構成されたフィルタ特性調整部11を半導体チップ例えばRFIC20の内部に形成する。また、分布定数回路である共振器12は、ポリイミドやエポキシ等およびそれらとガラス等を混合した有機材料あるいは低温焼成セラミックスを用いた積層基板30に形成し、共振器を形成した積層基板30にRFIC20を載置して、RFIC20の内部に形成したフィルタ特性調整部11と積層基板30の共振器12を接続することで帯域フィルタ10を構成する。   FIG. 2 shows the configuration of the band-pass filter 10, and the filter characteristic adjustment unit 11 configured by a lumped constant circuit is formed inside a semiconductor chip, for example, the RFIC 20. In addition, the resonator 12 which is a distributed constant circuit is formed on the laminated substrate 30 using an organic material mixed with polyimide, epoxy, or the like and glass or the like, or a low-temperature fired ceramic, and the RFIC 20 The band filter 10 is configured by connecting the filter characteristic adjusting unit 11 formed inside the RFIC 20 and the resonator 12 of the laminated substrate 30.

また、RFIC20の内部に形成したフィルタ特性調整部11の回路素子は、帯域フィルタ10のフィルタ特性を設定するために用いるだけでなく、RFIC20の内部回路の一部として用いる。例えば、コンデンサ22aと共振器接続端子24aに接続される端子15aや、コンデンサ22bと共振器接続端子24bに接続される端子15bを電源端子とする。このとき、コンデンサ22a,22bは、フィルタ特性の設定だけでなく、デカップリング・コンデンサとして動作することとなる。また、信号入出力端子24cから信号を入力する場合、端子15bからは直流成分が除去された信号を得ることができるので、コンデンサ21bは、フィルタ特性の設定だけでなく直流成分カット用のコンデンサとして動作することとなる。   The circuit element of the filter characteristic adjustment unit 11 formed inside the RFIC 20 is used not only for setting the filter characteristic of the band-pass filter 10 but also as a part of the internal circuit of the RFIC 20. For example, the terminal 15a connected to the capacitor 22a and the resonator connection terminal 24a, and the terminal 15b connected to the capacitor 22b and the resonator connection terminal 24b are power supply terminals. At this time, the capacitors 22a and 22b not only set the filter characteristics, but also operate as decoupling capacitors. Further, when a signal is input from the signal input / output terminal 24c, a signal from which the DC component is removed can be obtained from the terminal 15b. Therefore, the capacitor 21b is not only used for setting the filter characteristics but also as a capacitor for cutting the DC component. Will work.

このように、フィルタ特性調整部11のコンデンサを帯域フィルタ10のフィルタ特性を設定するために用いるだけでなく、RFIC20の内部回路の一部として用いることで、RFIC20に形成するコンデンサの数を少なくできる。   As described above, not only the capacitor of the filter characteristic adjusting unit 11 is used for setting the filter characteristic of the band-pass filter 10, but also the number of capacitors formed in the RFIC 20 can be reduced by using it as a part of the internal circuit of the RFIC 20. .

また、RFIC20は、フィルタ処理された高周波信号の処理や、フィルタ処理を行う高周波信号の生成処理等を行う高周波信号処理回路25を有しており、この高周波信号処理回路25を信号入出力端子14aと接続することで、高周波信号処理回路に帯域フィルタが接続された高周波モジュールを形成できる。なお、RFIC20には接地端子24dが設けられて、この接地端子24dが後述する接地パッドと接続されて、RFIC20と積層基板30の接地レベルが同電位とされる。   The RFIC 20 includes a high-frequency signal processing circuit 25 that performs processing of a filtered high-frequency signal, generation processing of a high-frequency signal that performs filtering, and the like. The high-frequency signal processing circuit 25 is used as a signal input / output terminal 14a. By connecting to, a high-frequency module in which a band-pass filter is connected to the high-frequency signal processing circuit can be formed. The RFIC 20 is provided with a ground terminal 24d, and the ground terminal 24d is connected to a ground pad, which will be described later, so that the ground level of the RFIC 20 and the laminated substrate 30 is set to the same potential.

図3は帯域フィルタの構成を示す平面図、図4は図3に示す帯域フィルタ10のA−A'位置の断面概略図、図5は帯域フィルタ10の分解斜視図を示している。なお、図3〜図5は、ストリップライン型共振器を用いた場合を示している。   3 is a plan view showing the configuration of the band-pass filter, FIG. 4 is a schematic sectional view taken along the line AA ′ of the band-pass filter 10 shown in FIG. 3, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the band-pass filter 10. 3 to 5 show a case where a stripline type resonator is used.

第1絶縁体層31上には、第1導体層32が形成されており、第1導体層32上には、第2絶縁体層33が形成されている。さらに、第2絶縁体層33上には、共振電極34a,34bからなる第2導体層34が形成されている。共振電極34a,34bは、上述のように、共振電極間隔Sを隔てて並行に設けられている。   A first conductor layer 32 is formed on the first insulator layer 31, and a second insulator layer 33 is formed on the first conductor layer 32. Further, a second conductor layer 34 including resonance electrodes 34 a and 34 b is formed on the second insulator layer 33. The resonance electrodes 34a and 34b are provided in parallel with the resonance electrode interval S as described above.

第2絶縁体層33において、共振電極34aの一方の端部側に対応する位置には、ビアホール(via hole)やスルーホール(through hole)等の導体層接続部(以下単に「ビア」という)41aが形成されており、このビア41aによって、共振電極34aの一方の端部側が第1導体層32と接続される。また、ビア41aが形成された共振電極34aの端部側と等しい共振電極34bの端部側にも、この共振電極34bの端部側に対応する位置にビア41bが形成されて、このビア41bによって、共振電極34bの一方の端部側が第1導体層32と接続される。   In the second insulator layer 33, a conductor layer connecting portion such as a via hole or a through hole (hereinafter simply referred to as “via”) is provided at a position corresponding to one end of the resonance electrode 34a. 41a is formed, and one end of the resonance electrode 34a is connected to the first conductor layer 32 by the via 41a. In addition, a via 41b is formed at a position corresponding to the end side of the resonance electrode 34b on the end side of the resonance electrode 34b that is equal to the end side of the resonance electrode 34a in which the via 41a is formed. Thus, one end side of the resonance electrode 34 b is connected to the first conductor layer 32.

第2導体層34上には、第3絶縁体層35が形成されており、第3絶縁体層35上には、第3導体層が形成されている。さらに、第3導体層36上には、第4絶縁体層37が形成されている。この第3絶縁体層35と第4絶縁体層37において、共振電極34aの他方の端部側に対応する位置にはビア42aが形成されている。また、共振電極34bの他方の端部側に対応する位置にもビア42bが形成されている。第3導体層36には、第3導体層36とビア42a,42bが電気的に接続されることが無いように、ビア42aの位置に開口部36aが設けられており、ビア42bの位置に開口部36bが設けられている。   A third insulator layer 35 is formed on the second conductor layer 34, and a third conductor layer is formed on the third insulator layer 35. Furthermore, a fourth insulator layer 37 is formed on the third conductor layer 36. In the third insulator layer 35 and the fourth insulator layer 37, a via 42a is formed at a position corresponding to the other end side of the resonance electrode 34a. A via 42b is also formed at a position corresponding to the other end side of the resonance electrode 34b. The third conductor layer 36 is provided with an opening 36a at the position of the via 42a so that the third conductor layer 36 and the vias 42a and 42b are not electrically connected, and at the position of the via 42b. An opening 36b is provided.

第4絶縁体層37上には、第4導体層38が形成されている。この第4導体層38は、RCIF20と積層基板30に設けられている共振電極34a,34bを電気的に接続するためのパッドが設けられている。パッド38aは、ビア42aとRFIC20の共振器接続端子24aを接続するためのものである。パッド38bは、ビア42bとRFIC20の共振器接続端子24bを接続するためのものである。また、パッド38cは、RFIC20の信号入出力端子24cと接続されて、このパッド38cが、信号入出力端子14bとして用いられる。   A fourth conductor layer 38 is formed on the fourth insulator layer 37. The fourth conductor layer 38 is provided with pads for electrically connecting the RCIF 20 and the resonance electrodes 34 a and 34 b provided on the multilayer substrate 30. The pad 38 a is for connecting the via 42 a and the resonator connection terminal 24 a of the RFIC 20. The pad 38 b is for connecting the via 42 b and the resonator connection terminal 24 b of the RFIC 20. The pad 38c is connected to the signal input / output terminal 24c of the RFIC 20, and the pad 38c is used as the signal input / output terminal 14b.

また、積層基板30には、第1導体層32と第3導体層36と第4導体層38の接地パッド38dを接続するためのビア43が第2絶縁体層33と第3絶縁体層35と第4絶縁体層37に設けられている。このため、RFIC20の接地端子24dと第4導体層38の接地パッド38dを接続することで、積層基板30の第1導体層32と第3導体層36をRFIC20の接地レベルと同電位とすることができるとともに、共振電極34a,34bによってストリップライン型の共振器12を構成できる。   The laminated substrate 30 has vias 43 for connecting the ground pads 38 d of the first conductor layer 32, the third conductor layer 36, and the fourth conductor layer 38 with the second insulator layer 33 and the third insulator layer 35. And the fourth insulator layer 37. Therefore, by connecting the ground terminal 24d of the RFIC 20 and the ground pad 38d of the fourth conductor layer 38, the first conductor layer 32 and the third conductor layer 36 of the multilayer substrate 30 are set to the same potential as the ground level of the RFIC 20. The stripline resonator 12 can be configured by the resonance electrodes 34a and 34b.

なお、第4導体層38には、RFIC20と他の回路を接続するためパターンやRFIC20に電源供給を行うためのパターン等と接続されたパッド38eを設け、このパッド38eとRFIC20の端子24eを接続するものとしても良い。   The fourth conductor layer 38 is provided with a pad 38e connected to a pattern for connecting the RFIC 20 to another circuit, a pattern for supplying power to the RFIC 20, and the like, and the pad 38e and the terminal 24e of the RFIC 20 are connected. It is good to do.

積層基板30に載置されるRFIC20は、積層基板30の第4導体層38を構成するパッドと接続可能とされていれば、ベアチップであってもパッケージされたものであっても良い。   The RFIC 20 placed on the multilayer substrate 30 may be a bare chip or packaged as long as it can be connected to the pads constituting the fourth conductor layer 38 of the multilayer substrate 30.

また、上述の形態ではストリップライン型共振器を用いるものとしたが、第1絶縁体層31や第1導体層32,第2絶縁体層33が設けられておらず、共振電極34a,34bの端部を第1導体層32に代えて第3導体層36と接続すれば、マイクロストリップライン型共振器を用いた帯域フィルタを構成できる。   In the above embodiment, the stripline resonator is used. However, the first insulator layer 31, the first conductor layer 32, and the second insulator layer 33 are not provided, and the resonance electrodes 34a and 34b are not provided. If the end portion is connected to the third conductor layer 36 instead of the first conductor layer 32, a band-pass filter using a microstrip line type resonator can be configured.

さらに、共振器の構成は、共振電極34a,34bを基板面方向に所定の間隔を持って形成する場合に限られるものではなく、3つ以上の共振電極を基板面方向に形成したり、共振電極を基板積層方向に設けても共振器を構成するものとしても良い。   Further, the configuration of the resonator is not limited to the case where the resonance electrodes 34a and 34b are formed with a predetermined interval in the substrate surface direction, and three or more resonance electrodes are formed in the substrate surface direction, A resonator may be configured even if electrodes are provided in the substrate stacking direction.

このように、積層基板に共振器を形成したことで共振器のQ値を高くすることが可能となり、損失の少ない帯域フィルタを提供できる。また、フィルタ特性を調整する集中定数回路が半導体チップ内に形成されているので、帯域フィルタの部品点数が少なく占有面積も小さくなり低コストかつ小型化できる。   Thus, by forming the resonator on the multilayer substrate, the Q value of the resonator can be increased, and a bandpass filter with less loss can be provided. In addition, since the lumped constant circuit for adjusting the filter characteristics is formed in the semiconductor chip, the number of parts of the band-pass filter is reduced, the occupied area is reduced, and the cost and size can be reduced.

また、半導体チップには、マイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器と集中定数回路で構成される帯域フィルタに接続される高周波信号処理回路が設けられるので、積層基板に半導体チップを載置して接続することで、帯域フィルタと高周波信号処理回路を一体に形成することができ、高周波モジュールの組み立てが簡単で低コストかつ小型化できる。   In addition, the semiconductor chip is provided with a high frequency signal processing circuit connected to a band-pass filter composed of a microstripline or stripline type resonator and a lumped constant circuit. As a result, the band-pass filter and the high-frequency signal processing circuit can be integrally formed, and the high-frequency module can be easily assembled, reduced in cost, and reduced in size.

図1に示す帯域フィルタ10において、共振電極の配線長Lを3000μm、共振電極の配線幅Wを300μm、共振電極間隔Sを200μm、コンデンサ21a,21b,22a,22b,23を酸化タンタルTaOで構成して、コンデンサの静電容量C1を3.5pF、静電容量C2を5pF、静電容量C3を1.3pFとする。   In the bandpass filter 10 shown in FIG. 1, the wiring length L of the resonant electrode is 3000 μm, the wiring width W of the resonant electrode is 300 μm, the spacing S of the resonant electrodes is 200 μm, and the capacitors 21a, 21b, 22a, 22b, 23 are made of tantalum oxide TaO. The capacitance C1 of the capacitor is 3.5 pF, the capacitance C2 is 5 pF, and the capacitance C3 is 1.3 pF.

第1絶縁体層31,第2絶縁体層33,第3絶縁体層35は、層厚を50μm,比誘電率を4.0,誘電正接tanδを0.009とする。第4絶縁体層37は、層厚を50μm,比誘電率を4.2,誘電正接tanδを0.009とする。第1導体層32,第2導体層34,第3導体層36の層厚は20μm、第4導体層38の層厚は10μmとする。   The first insulator layer 31, the second insulator layer 33, and the third insulator layer 35 have a layer thickness of 50 μm, a relative dielectric constant of 4.0, and a dielectric loss tangent tan δ of 0.009. The fourth insulator layer 37 has a layer thickness of 50 μm, a relative dielectric constant of 4.2, and a dielectric loss tangent tan δ of 0.009. The first conductor layer 32, the second conductor layer 34, and the third conductor layer 36 are 20 μm thick, and the fourth conductor layer 38 is 10 μm thick.

このように帯域フィルタ10を構成したとき、電磁界シミュレーション結果は、図6に示すように、2.3GHz〜2.6GHz程度を通過域とする帯域フィルタの特性を示すものとなった。なお、図6において破線は反射特性を示している。   When the band filter 10 is configured as described above, the electromagnetic field simulation result shows the characteristics of the band filter having a pass band of about 2.3 GHz to 2.6 GHz as shown in FIG. In addition, the broken line in FIG. 6 has shown the reflection characteristic.

以上のように、本発明は高周波信号を用いる帯域フィルタや高周波モジュールとして有用であり、機器の低コスト化や小型化に適用している。   As described above, the present invention is useful as a band-pass filter or a high-frequency module using a high-frequency signal, and is applied to reducing the cost and size of equipment.

帯域フィルタの等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of a bandpass filter. 帯域フィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a band filter. 帯域フィルタの平面図である。It is a top view of a bandpass filter. A−A’位置の断面概略図である。It is the cross-sectional schematic of A-A 'position. 帯域フィルタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a band pass filter. 帯域フィルタのフィルタ特性を示す図である。It is a figure which shows the filter characteristic of a band filter. RF入出力段の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of RF input / output stage.

符号の説明Explanation of symbols

10,101・・・帯域フィルタ、11・・・フィルタ特性調整部、12・・・共振器、14a,14b,24c,102・・・信号入出力端子、20,100・・・RFIC、24a,24b・・・共振器接続端子、30・・・積層基板、31・・・第1絶縁体層、32・・・第1導体層、33・・・第2絶縁体層、34・・・第2導体層、34a,34b・・・共振電極、35・・・第3絶縁体層、36・・・第3導体層、36a,36b・・・開口部、37・・・第4絶縁体層、38・・・第4導体層、38a,38b,38c・・・パッド、38d・・・接地パッド、41a,41b,42a,42b,43・・・ビアホール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,101 ... Band-pass filter, 11 ... Filter characteristic adjustment part, 12 ... Resonator, 14a, 14b, 24c, 102 ... Signal input / output terminal, 20,100 ... RFIC, 24a, 24b ... resonator connection terminal, 30 ... laminated substrate, 31 ... first insulator layer, 32 ... first conductor layer, 33 ... second insulator layer, 34 ... first 2 conductor layers, 34a, 34b ... resonant electrodes, 35 ... third insulator layer, 36 ... third conductor layer, 36a, 36b ... opening, 37 ... fourth insulator layer 38a, 38b, 38c ... pads, 38d ... ground pads, 41a, 41b, 42a, 42b, 43 ... via holes.

Claims (6)

共振電極の一端が接地されて他端が開放端とされているマイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器を形成した積層基板上に半導体チップを載置し、
前記半導体チップには、前記共振電極の開放端と接続されてフィルタ特性を調整する集中定数回路を形成した
ことを特徴とする帯域フィルタ。
A semiconductor chip is mounted on a laminated substrate on which a microstrip line or a strip line type resonator in which one end of a resonance electrode is grounded and the other end is an open end,
A bandpass filter characterized in that a lumped constant circuit for adjusting a filter characteristic is formed on the semiconductor chip and connected to an open end of the resonance electrode.
前記集中定数回路は、一端が前記開放端と接続されて他端が信号入出力端とされるコンデンサ、および/または一端が前記開放端と接続されて他端が接地されるコンデンサとからなる
ことを特徴とする請求項1記載の帯域フィルタ。
The lumped constant circuit includes a capacitor having one end connected to the open end and the other end serving as a signal input / output end, and / or a capacitor having one end connected to the open end and the other end grounded. The band-pass filter according to claim 1.
前記集中定数回路のコンデンサを、前記フィルタ特性の調整とは異なる回路動作に用いた
ことを特徴とする請求項2記載の帯域フィルタ。
3. The bandpass filter according to claim 2, wherein the capacitor of the lumped constant circuit is used for a circuit operation different from the adjustment of the filter characteristic.
前記一端が開放端と接続されて他端が信号入出力端とされるコンデンサをデカップリング・コンデンサとして用いた
ことを特徴とする請求項3記載の帯域フィルタ。
4. The bandpass filter according to claim 3, wherein a capacitor whose one end is connected to an open end and whose other end is a signal input / output end is used as a decoupling capacitor.
前記集中定数回路は、一端が信号入力端と接続されて他端が信号出力端と接続されるコンデンサを有する
ことを特徴とする請求項2記載の帯域フィルタ。
3. The bandpass filter according to claim 2, wherein the lumped constant circuit includes a capacitor having one end connected to a signal input end and the other end connected to a signal output end.
共振電極の一端が接地されて他端が開放端とされているマイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器を形成した積層基板上に半導体チップを載置し、
前記半導体チップに、前記共振電極の開放端と接続されてフィルタ特性を調整する集中定数回路と、前記マイクロストリップラインあるいはストリップライン型共振器と前記集中定数回路で構成される帯域フィルタに接続される高周波信号処理回路を設けた
ことを特徴とする高周波モジュール。
A semiconductor chip is mounted on a laminated substrate on which a microstrip line or a strip line type resonator in which one end of a resonance electrode is grounded and the other end is an open end,
The semiconductor chip is connected to a lumped constant circuit that is connected to the open end of the resonant electrode to adjust filter characteristics, and to a bandpass filter that includes the microstripline or stripline type resonator and the lumped constant circuit. A high frequency module comprising a high frequency signal processing circuit.
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CN117254227A (en) * 2023-11-20 2023-12-19 成都天锐星通科技有限公司 Antenna filtering structure

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