JP2006013989A - High frequency circuit device and high frequency module for use in same - Google Patents

High frequency circuit device and high frequency module for use in same Download PDF

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輝道 喜多
Hidemori Akagi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency circuit device capable of obtaining a high C/N characteristic as well as low profile. <P>SOLUTION: This high frequency module A is constituted of a multilayer substrate that has first and second dielectric layers 2 and 1 vertically across a line electrode 4 and a ground electrode 5 facing the line electrode 4 on the upper side of the first dielectric layer 2 and no ground electrode at a part facing at least the line electrode 4 of the lower side of the second dielectric layer 1, wherein the second dielectric layer is thinner than the first dielectric layer 2 and the lower side 1a of the second dielectric layer 1 is a mounting face. The high frequency module A is mounted on the upper side of a mounting substrate 10, which faces the line electrode 4 and has no ground electrode, and a ground electrode 12 facing the line electrode 4 is provided on the lower side of the mounting substrate 10. A stripline resonator of a triplate structure is composed of the line electrode 4, the ground electrode 5 on the upper side of the first dielectric layer 2 and the ground electrode 12 on the lower side of the mounting substrate 10. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は携帯電話などに用いられる高周波回路装置、特に実装基板上に高周波モジュールを実装してなる高周波回路装置に関するものである。 The present invention relates to a high-frequency circuit device used for a mobile phone, and more particularly to a high-frequency circuit device in which a high-frequency module is mounted on a mounting substrate.

従来、電圧制御発振器(以下、VCOと呼ぶ)などの高周波発振器においては、多層基板の内部にストリップ線路共振器を形成し、多層基板の上部に能動素子などを搭載して、それらを接続して発振回路を構成するという構造が一般的に知られている。ストリップ線路共振器は、線路電極の上下に誘電体層を介してグランド電極が存在するトリプレート構造の共振器のことであり、多層基板の内部に形成されている。 Conventionally, in a high-frequency oscillator such as a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as a VCO), a stripline resonator is formed inside a multilayer substrate, an active element is mounted on the upper portion of the multilayer substrate, and these are connected. A structure that constitutes an oscillation circuit is generally known. A stripline resonator is a resonator having a triplate structure in which a ground electrode exists above and below a line electrode via a dielectric layer, and is formed inside a multilayer substrate.

図4は一般的な誘電体3層構造のVCOモジュールBの一例を示し、図5はこのVCOモジュールBを実装基板30に実装した状態を示す。
図4において、VCOモジュールBは誘電体層23,24,25を下から順に積層したものであり、誘電体層23の下には下側のグランド電極21が、誘電体層24の上には上側のグランド電極22が、誘電体層23と24の間には線路電極20が設けられている。線路電極20と上側グランド電極22と下側グランド電極21とでトリプレート構造のストリップ線路共振器が構成される。誘電体層25の上には回路電極26が設けられ、この回路電極26上に能動素子などの複数の素子27が搭載されている。図5のように、実装基板30の上面および下面にはそれぞれグランド電極31,32が設けられ、VCOモジュールBの下側のグランド電極21が実装基板30の上面のグランド電極31に接続されている。
FIG. 4 shows an example of a VCO module B having a general dielectric three-layer structure, and FIG. 5 shows a state in which the VCO module B is mounted on a mounting substrate 30.
In FIG. 4, the VCO module B is formed by laminating dielectric layers 23, 24, and 25 in order from the bottom. A lower ground electrode 21 is disposed below the dielectric layer 23, and a dielectric layer 24 is disposed on the dielectric layer 24. A line electrode 20 is provided between the upper ground electrode 22 and the dielectric layers 23 and 24. The line electrode 20, the upper ground electrode 22, and the lower ground electrode 21 constitute a stripline resonator having a triplate structure. A circuit electrode 26 is provided on the dielectric layer 25, and a plurality of elements 27 such as active elements are mounted on the circuit electrode 26. As shown in FIG. 5, ground electrodes 31 and 32 are provided on the upper and lower surfaces of the mounting substrate 30, respectively, and the lower ground electrode 21 of the VCO module B is connected to the ground electrode 31 on the upper surface of the mounting substrate 30. .

近年、ストリップ線路共振器を内蔵する多層基板を使用したVCOモジュールには、低背化、高C/N特性が要求されている。低背化を実現するためには、製品高さH0 をさらに低くする必要がある。そこで、VCOモジュールを構成する多層基板の厚さを薄くすると、トリプレート層間厚d4 ,d5 も薄くなり、線路電極20とグランド電極21,22との間の容量値が増加するため、共振器のQが低くなり、結果的にC/N特性が劣化する。 In recent years, a VCO module using a multilayer substrate incorporating a stripline resonator has been required to have a low profile and a high C / N characteristic. In order to realize a low profile, it is necessary to further reduce the product height H 0 . Therefore, when the thickness of the multilayer substrate constituting the VCO module is reduced, the triplate interlayer thicknesses d 4 and d 5 are also reduced, and the capacitance value between the line electrode 20 and the ground electrodes 21 and 22 is increased. As a result, the Q of the device becomes low, and the C / N characteristics deteriorate.

特許文献1には、線路電極とこの線路電極を挟む2つのグランド電極とを有するトリプレート型のストリップ線路共振器が多層基板の内部に形成され、多層基板の表面にストリップ線路共振器と電気的に接続された回路パターンが設けられ、2つのグランド電極のうちの一方のグランド電極に、線路電極の形状に対応して導体が形成されていない領域を設けて、一方のグランド電極と線路電極との間の容量値を低減する形状としたVCOモジュールが提案されている。この構造のVCOモジュールでは、容量値を低くすることで共振器のQが高くなり、C/N特性が改善される。
しかし、低背化を目的としてモジュールの高さH0 を低くした場合、トリプレート層間厚も薄くなり、線路電極と対向する他方のグランド電極との間の容量値は高くなる。C/N特性は線路電極と上下のグランド電極との間の層厚の薄い方、つまり線路電極と他方のグランド電極との層厚に依存するため、結局、高いC/N特性を得ることが困難である。
特許第3100036号公報
In Patent Document 1, a triplate-type stripline resonator having a line electrode and two ground electrodes sandwiching the line electrode is formed inside the multilayer substrate, and the stripline resonator and the electrical circuit are electrically connected to the surface of the multilayer substrate. A circuit pattern connected to the first electrode is provided, and one of the two ground electrodes is provided with a region in which a conductor is not formed corresponding to the shape of the line electrode. A VCO module having a shape that reduces the capacitance value between the two has been proposed. In the VCO module having this structure, the resonator Q is increased by lowering the capacitance value, and the C / N characteristics are improved.
However, when the module height H 0 is lowered for the purpose of reducing the height, the triplate interlayer thickness is also reduced, and the capacitance value between the line electrode and the other ground electrode is increased. Since the C / N characteristics depend on the thinner layer thickness between the line electrode and the upper and lower ground electrodes, that is, the layer thickness between the line electrode and the other ground electrode, high C / N characteristics can be obtained in the end. Have difficulty.
Japanese Patent No. 3100036

そこで、本発明の目的は、低背化とともに高C/N特性を得ることが可能な高周波回路装置およびこの高周波回路装置に用いられる高周波モジュールを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-frequency circuit device capable of obtaining a high C / N characteristic with a low profile and a high-frequency module used in the high-frequency circuit device.

上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、線路電極を挟んで上下に第1と第2の誘電体層を持ち、第1の誘電体層の上面には上記線路電極と対向するグランド電極を持ち、第2の誘電体層の下面の少なくとも上記線路電極と対向する部分にはグランド電極を持たず、第2の誘電体層の厚さが第1の誘電体層の厚さより薄く、第2の誘電体層の下面が実装面である多層基板よりなる高周波モジュールと、上記線路電極と対向するグランド電極を持たない上面に上記高周波モジュールが実装され、下面に上記線路電極と対向するグランド電極を持つ実装基板とからなり、上記線路電極と上記第1の誘電体層の上面のグランド電極と実装基板の下面のグランド電極とでトリプレート構造のストリップ線路共振器が構成されることを特徴とする高周波回路装置を提供する。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 has first and second dielectric layers above and below the line electrode, and the upper surface of the first dielectric layer faces the line electrode. A ground electrode is provided, and at least a portion of the lower surface of the second dielectric layer facing the line electrode is not provided with a ground electrode, and the thickness of the second dielectric layer is smaller than the thickness of the first dielectric layer. The high frequency module is formed of a multilayer substrate having a lower surface of the second dielectric layer as a mounting surface, and the high frequency module is mounted on an upper surface having no ground electrode facing the line electrode, and the lower surface is opposed to the line electrode. A strip substrate having a ground plate, and a strip plate resonator having a triplate structure is configured by the ground electrode on the upper surface of the first dielectric layer and the ground electrode on the lower surface of the mounting substrate. Features To provide a high frequency circuit device.

請求項4に係る発明は、線路電極を挟んで上下に第1と第2の誘電体層を持ち、第1の誘電体層の上面には上記線路電極と対向するグランド電極を持ち、第2の誘電体層の下面の少なくとも上記線路電極と対向する部分にはグランド電極を持たず、第2の誘電体層の厚さが第1の誘電体層の厚さより薄く、第2の誘電体層の下面が実装面である多層基板よりなる高周波モジュールを提供する。 The invention according to claim 4 has first and second dielectric layers above and below the line electrode, and has a ground electrode facing the line electrode on the upper surface of the first dielectric layer. At least a portion of the lower surface of the dielectric layer facing the line electrode does not have a ground electrode, the second dielectric layer is thinner than the first dielectric layer, and the second dielectric layer Provided is a high-frequency module comprising a multilayer substrate whose lower surface is a mounting surface.

ストリップ線路共振器を内蔵した多層基板からなる高周波モジュールでは、高C/N特性を実現させるためには共振器のQを高くする必要がある。ここで、共振器のQは線路電極と上下のグランド電極との間の容量値、つまりトリプレート層間厚に関係し、この層間厚を厚くすることで共振器のQが高くなる。しかし、単にトリプレート層間厚を厚くするだけでは、モジュールの低背化を損なうことになる。
そこで、本発明では高周波モジュールの線路電極の下層を構成する第2誘電体層の下面に設けられるグランド電極、つまり実装面に設けられているグランド電極を切除するとともに、線路電極と実装面との間の第2誘電体層を、線路電極と上層のグランド電極との間の第1誘電体層より薄くしている。そして、この高周波モジュールを実装基板の上面のグランド電極を設けていない領域に実装する。実装基板の下面にはグランド電極が設けられている。その結果、高周波モジュールの線路電極の上層には第1誘電体層を介して一方のグランド電極が設けられ、下層には第2誘電体層および実装基板を介して他方のグランド電極が設けられ、これら3つの電極によってトリプレート構造のストリップ線路共振器が構成される。つまり、高周波モジュール単体ではなく、実装基板を含めた合体構造によってストリップ線路共振器が構成される。そのため、モジュールの高さは従前と同じでも、トリプレート層間厚を従前の高周波モジュールのトリプレート層間厚より厚くすることができ、共振器のQを高くできる。つまり、高C/N特性を実現できる。逆に、トリプレート層間厚(C/N特性)が従前と同じであれば、第2誘電体層の厚さが薄い分だけモジュールの高さを低くでき、一層の低背化を実現できる。
In a high-frequency module composed of a multilayer substrate incorporating a stripline resonator, it is necessary to increase the Q of the resonator in order to realize high C / N characteristics. Here, the Q of the resonator is related to the capacitance value between the line electrode and the upper and lower ground electrodes, that is, the triplate interlayer thickness, and the resonator Q is increased by increasing the interlayer thickness. However, simply increasing the thickness of the triplate layer impairs the reduction in the height of the module.
Therefore, in the present invention, the ground electrode provided on the lower surface of the second dielectric layer constituting the lower layer of the line electrode of the high-frequency module, that is, the ground electrode provided on the mounting surface is removed, and the line electrode and the mounting surface are separated. The second dielectric layer therebetween is made thinner than the first dielectric layer between the line electrode and the upper ground electrode. And this high frequency module is mounted in the area | region which does not provide the ground electrode of the upper surface of a mounting substrate. A ground electrode is provided on the lower surface of the mounting substrate. As a result, one ground electrode is provided on the upper layer of the line electrode of the high-frequency module via the first dielectric layer, and the other ground electrode is provided on the lower layer via the second dielectric layer and the mounting substrate. These three electrodes constitute a stripline resonator having a triplate structure. That is, the stripline resonator is formed not by a single high-frequency module but by a combined structure including the mounting substrate. Therefore, even if the height of the module is the same as before, the triplate interlayer thickness can be made larger than the triplate interlayer thickness of the conventional high-frequency module, and the resonator Q can be increased. That is, high C / N characteristics can be realized. Conversely, if the triplate interlayer thickness (C / N characteristics) is the same as before, the height of the module can be lowered by the thickness of the second dielectric layer, and a further reduction in height can be realized.

高周波モジュールを構成する誘電体層の材料としては、実装基板を構成する材料とほぼ同等の誘電率を持つものが好ましい。その理由は、両者の誘電率が大きく異なると、線路電極の上下のトリプレート層間厚を等しくしても、容量値が上下で大きく異なるため、層間厚を大きくする意味がなくなるからである。また、高周波モジュールを実装基板の上面に密着状態で実装するのがよい。高周波モジュールと実装基板との間に隙間があると、容量値が大きく変動するからである。 As a material for the dielectric layer constituting the high-frequency module, a material having a dielectric constant substantially equal to that of the material constituting the mounting substrate is preferable. The reason is that if the dielectric constants of the two are greatly different, even if the upper and lower triplate interlayer thicknesses of the line electrodes are made equal, the capacitance values differ greatly between the upper and lower sides, so there is no point in increasing the interlayer thickness. The high frequency module is preferably mounted in close contact with the upper surface of the mounting substrate. This is because the capacitance value greatly fluctuates if there is a gap between the high-frequency module and the mounting substrate.

請求項2のように、第1の誘電体層の厚さと、第2の誘電体層および実装基板の厚さの和とがほぼ等しく設定されているのがよい。
この場合は、トリプレート層間厚を厚くすることができ、かつ線路電極と上下のグランド電極との間の容量値が同等になるので、より高いC/N特性が得られる。
As in claim 2, it is preferable that the thickness of the first dielectric layer and the sum of the thicknesses of the second dielectric layer and the mounting substrate are set to be approximately equal.
In this case, the triplate interlayer thickness can be increased, and the capacitance values between the line electrode and the upper and lower ground electrodes are equal, so that higher C / N characteristics can be obtained.

請求項3のように、第1の誘電体層の厚さは、第2の誘電体層および実装基板の厚さの和より薄く設定されていてもよい。
C/N特性は線路電極と上下のグランド電極との層厚が薄い方、つまり線路電極と上層のグランド電極との層厚に依存するため、実装基板の厚さがばらついてもC/N特性に影響を与えない。
According to a third aspect of the present invention, the thickness of the first dielectric layer may be set thinner than the sum of the thicknesses of the second dielectric layer and the mounting substrate.
The C / N characteristic depends on the thinner layer thickness between the line electrode and the upper and lower ground electrodes, that is, the layer thickness between the line electrode and the upper ground electrode. Does not affect.

請求項4にかかる高周波モジュールを、上面の実装位置にグランド電極を持たず、下面にグランド電極を持つ実装基板に実装すれば、高周波モジュールの線路電極と第1の誘電体層の上面のグランド電極と実装基板の下面のグランド電極とでトリプレート構造のストリップ線路共振器が構成される。 When the high-frequency module according to claim 4 is mounted on a mounting substrate having no ground electrode at the mounting position on the upper surface and having a ground electrode on the lower surface, the line electrode of the high-frequency module and the ground electrode on the upper surface of the first dielectric layer And a ground electrode on the lower surface of the mounting substrate constitute a stripline resonator having a triplate structure.

以上のように、本発明によれば、高周波モジュールの線路電極の下層を構成する第2誘電体層の下面に設けられるグランド電極を切除し、第2誘電体層を線路電極と上層のグランド電極との間の第1誘電体層より薄くしている。そして、この高周波モジュールを実装基板の上面のグランド電極を設けていない領域に実装することで、高周波モジュールの線路電極と第1誘電体層の上面のグランド電極と実装基板の下面のグランド電極とでトリプレート構造のストリップ線路共振器を構成している。そのため、トリプレート層間厚を厚くしながら、全体の高さを従来より低背化でき、低背化と高C/N特性とを両立した高周波回路装置を実現できる。 As described above, according to the present invention, the ground electrode provided on the lower surface of the second dielectric layer that constitutes the lower layer of the line electrode of the high-frequency module is removed, and the second dielectric layer is removed from the line electrode and the upper ground electrode. Is thinner than the first dielectric layer between them. And by mounting this high frequency module on the area where the ground electrode on the upper surface of the mounting substrate is not provided, the line electrode of the high frequency module, the ground electrode on the upper surface of the first dielectric layer, and the ground electrode on the lower surface of the mounting substrate A stripline resonator having a triplate structure is formed. Therefore, the overall height can be reduced as compared with the conventional technique while the triplate interlayer thickness is increased, and a high-frequency circuit device that achieves both low profile and high C / N characteristics can be realized.

以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples.

図1は本発明にかかる多層構造の高周波モジュールAの第1実施例を示し、図2は高周波モジュールAを実装基板10に実装した状態を示す。ここでは、高周波モジュールとして電圧制御発振器モジュール(以下、VCOモジュールと呼ぶ)を用いた例を示す。 FIG. 1 shows a first embodiment of a multilayer high-frequency module A according to the present invention, and FIG. 2 shows a state in which the high-frequency module A is mounted on a mounting substrate 10. Here, an example is shown in which a voltage controlled oscillator module (hereinafter referred to as a VCO module) is used as the high frequency module.

VCOモジュールAは、3層の誘電体層1〜3からなる多層基板を備えている。ここでは、誘電体層1〜3として実装基板10の材料とほぼ同等の誘電率を持つ樹脂が用いられているが、セラミック材料を用いてもよい。最下層の誘電体層1と中間の誘電体層2との間には、ストリップ線路共振器を構成する線路電極4が設けられ、中間の誘電体層2と最上層の誘電体層3との間にグランド電極5が設けられている。グランド電極5は線路電極4と対向する部分を含むようにほぼ全面に設けられているが、全面である必要はない。最上層3の上面には、回路電極6が設けられ、この回路電極6上にトランジスタやコンデンサなどの複数の素子7が実装されている。図1には図示していないが、回路電極6と線路電極4およびグランド電極5とは、ビア導体または端面電極を介して相互に接続されている。
最下層1の下面1aは実装面であり、少なくとも線路電極4と対向する位置にはグランド電極が設けられていない。なお、実装面1aの線路電極4と対向しない位置あるいはVCOモジュールAの側面に、線路電極4、グランド電極5あるいは回路電極6と接続された外部接続用の端子電極(図示せず)が設けられている。
The VCO module A includes a multilayer substrate composed of three dielectric layers 1 to 3. Here, as the dielectric layers 1 to 3, a resin having a dielectric constant substantially equal to that of the material of the mounting substrate 10 is used, but a ceramic material may be used. A line electrode 4 constituting a stripline resonator is provided between the lowermost dielectric layer 1 and the intermediate dielectric layer 2, and the intermediate dielectric layer 2 and the uppermost dielectric layer 3 are connected to each other. A ground electrode 5 is provided therebetween. The ground electrode 5 is provided on almost the entire surface so as to include a portion facing the line electrode 4, but it is not necessary to be the entire surface. A circuit electrode 6 is provided on the upper surface of the uppermost layer 3, and a plurality of elements 7 such as transistors and capacitors are mounted on the circuit electrode 6. Although not shown in FIG. 1, the circuit electrode 6, the line electrode 4, and the ground electrode 5 are connected to each other via a via conductor or an end face electrode.
The lower surface 1a of the lowermost layer 1 is a mounting surface, and no ground electrode is provided at a position facing the line electrode 4 at least. Note that a terminal electrode (not shown) for external connection connected to the line electrode 4, the ground electrode 5, or the circuit electrode 6 is provided at a position not facing the line electrode 4 on the mounting surface 1 a or on the side surface of the VCO module A. ing.

最下層の誘電体層1の厚さをd1 とし、中間の誘電体層2の厚さをd2 とすると、
1 <d2 (1)
に設定されている。
When the thickness of the lowermost dielectric layer 1 is d 1 and the thickness of the middle dielectric layer 2 is d 2 ,
d 1 <d 2 (1)
Is set to

実装基板10は公知のプリント基板であり、その上面には回路パターン11が形成され、下面にはグランド電極12がほぼ全面に形成されている。VCOモジュールAは、実装基板10のグランド電極が設けられていない上面に実装される。つまり、VCOモジュールAの端子電極が回路パターン11とはんだ付け等によって接続固定される。このとき、VCOモジュールAの実装面1aが実装基板10の上面に密着するように固定するのがよい。VCOモジュールAを実装基板10に実装した状態において、線路電極4の上層には誘電体層2を介してグランド電極5が設けられ、下層には誘電体層1および実装基板10を介してグランド電極12が設けられ、これら3つの電極4,5,12によってトリプレート構造のストリップ線路共振器が構成される。 The mounting substrate 10 is a known printed circuit board, and a circuit pattern 11 is formed on the upper surface thereof, and a ground electrode 12 is formed on the entire lower surface thereof. The VCO module A is mounted on the upper surface of the mounting substrate 10 where no ground electrode is provided. That is, the terminal electrode of the VCO module A is connected and fixed to the circuit pattern 11 by soldering or the like. At this time, it is preferable that the mounting surface 1a of the VCO module A is fixed so as to be in close contact with the upper surface of the mounting substrate 10. In a state where the VCO module A is mounted on the mounting substrate 10, the ground electrode 5 is provided on the upper layer of the line electrode 4 via the dielectric layer 2, and the ground electrode is provided on the lower layer via the dielectric layer 1 and the mounting substrate 10. 12, a stripline resonator having a triplate structure is constituted by these three electrodes 4, 5 and 12.

誘電体層1の厚さd1 、誘電体層2の厚さd2 、実装基板10の厚さd3 は次のように設定されている。
1 +d3 ≒d2 (2)
つまり、線路電極4を挟んで上層のグランド電極5と下層のグランド電極12とがほぼ同一距離に設けられている。しかも、実装基板10と誘電体層1,2との誘電率がほぼ同等であるため、線路電極4とグランド電極5との間の容量値と、線路電極4とグランド電極12との間の容量値とがほぼ等しくなる。
The thickness d 1 of the dielectric layer 1, the thickness d 2 of the dielectric layer 2, the thickness d 3 of the mounting substrate 10 is set as follows.
d 1 + d 3 ≈d 2 (2)
That is, the upper layer ground electrode 5 and the lower layer ground electrode 12 are provided at substantially the same distance across the line electrode 4. Moreover, since the mounting substrate 10 and the dielectric layers 1 and 2 have substantially the same dielectric constant, the capacitance value between the line electrode 4 and the ground electrode 5 and the capacitance between the line electrode 4 and the ground electrode 12 are the same. The value is almost equal.

ここで、本発明にかかるVCOモジュールA(図1参照)と従来のVCOモジュールB(図4参照)とを比較する。
本発明にかかるVCOモジュールAの全高をH1 、従来のVCOモジュールの全高をH0 とし、両者の高さが等しい(H1 =H0 )と仮定する。両モジュールは共に3層構造であり、最上層の誘電体層3,25の厚さを等しいと仮定する。この場合、従来のVCOモジュールにおける最下層と中間層の誘電体層の厚さをd4 ,d5 とすると、次の関係式が成立する。
1 +d2 =d4 +d5 (3)
ここで、一般にはd4 =d5 である。
Here, the VCO module A according to the present invention (see FIG. 1) is compared with the conventional VCO module B (see FIG. 4).
Assume that the total height of the VCO module A according to the present invention is H 1 , the total height of the conventional VCO module is H 0, and the heights of both are equal (H 1 = H 0 ). Both modules have a three-layer structure, and it is assumed that the uppermost dielectric layers 3 and 25 have the same thickness. In this case, if the thicknesses of the lowermost and intermediate dielectric layers in the conventional VCO module are d 4 and d 5 , the following relational expression is established.
d 1 + d 2 = d 4 + d 5 (3)
Here, d 4 = d 5 in general.

トリプレート構造のストリップ線路共振器において、そのC/N値を高くするには、共振器の損失を小さくする必要がある。ここで、線路電極と上下のグランド電極との間の容量値が小さいほど、共振器の損失が小さくなるので、下式に示すように線路電極と上下のグランド電極との間の誘電体層を厚くすれば、容量値Cを小さくすることができる。
容量値は次式で求められる。
C=ε0 εS/d
ここで、S:電極面積,d:電極間距離、ε:誘電体層の誘電率、ε0 :真空の誘電率である。
In a stripline resonator having a triplate structure, in order to increase the C / N value, it is necessary to reduce the loss of the resonator. Here, the smaller the capacitance between the line electrode and the upper and lower ground electrodes, the smaller the loss of the resonator. Therefore, the dielectric layer between the line electrode and the upper and lower ground electrodes is If the thickness is increased, the capacitance value C can be reduced.
The capacitance value is obtained by the following equation.
C = ε 0 εS / d
Here, S is the electrode area, d is the distance between the electrodes, ε is the dielectric constant of the dielectric layer, and ε 0 is the dielectric constant of the vacuum.

従来のVCOモジュールにおいて、線路電極と上下のグランド電極との間の容量値をC1 ,C2 とすると、合成容量値Cは下式となる。
C=1/{(1/C1 )+(1/C2 )}
=ε0 εS/(d4 +d5 ) (4)
これに対し、本発明のVCOモジュールの合成容量値C’は下式となる。
C’=ε0 εS/(d1 +d2 +d3 ) (5)
ここで、d4 +d5 <d1 +d2 +d3 であるから、下式が成立する。
C>C’
このように、本発明のVCOモジュールは従来のVCOモジュールに比べて、線路電極と上下のグランド電極との間の容量値が小さく、共振器の損失が小さい。つまり、共振器のQが高くなり、高C/N特性が得られる。
In the conventional VCO module, when the capacitance values between the line electrode and the upper and lower ground electrodes are C 1 and C 2 , the combined capacitance value C is expressed by the following equation.
C = 1 / {(1 / C 1 ) + (1 / C 2 )}
= Ε 0 εS / (d 4 + d 5 ) (4)
On the other hand, the combined capacity value C ′ of the VCO module of the present invention is expressed by the following equation.
C ′ = ε 0 εS / (d 1 + d 2 + d 3 ) (5)
Here, since d 4 + d 5 <d 1 + d 2 + d 3 , the following equation is established.
C> C '
Thus, the VCO module of the present invention has a smaller capacitance value between the line electrode and the upper and lower ground electrodes and a smaller loss of the resonator than the conventional VCO module. That is, the Q of the resonator is increased, and a high C / N characteristic is obtained.

上記実施例では、式(2)のように誘電体層1の厚さd1 および実装基板10の厚さd3 の和と、誘電体層2の厚さd2 とをほぼ等しく設定したが、実装基板10の厚さd3 が厚い場合には、次のようになる。
1 +d3 >d2 (6)
この場合も、モジュールの高さH1 を従来H0 と同じと考えると、式(3)〜(5)と同様に、合成容量値C’が従来のVCOモジュールの合成容量値Cより小さくなるので、共振器のQが高くなり、高C/N特性が得られる。
なお、共振器のQはグランド電極との層間厚の薄い方、つまり厚さd2 により強く依存するため、実装基板10の厚さd3 がばらついてもC/N特性に影響を与えにくい。
In the above embodiment, the sum of the thickness d 3 of the thickness d 1 and the mounting substrate 10 of the dielectric layer 1 as shown in Equation (2), has been set substantially equal to the thickness d 2 of the dielectric layer 2 When the thickness d 3 of the mounting substrate 10 is thick, the following occurs.
d 1 + d 3 > d 2 (6)
Also in this case, assuming that the height H 1 of the module is the same as that of the conventional H 0 , the combined capacity value C ′ is smaller than the combined capacity value C of the conventional VCO module, as in equations (3) to (5). As a result, the Q of the resonator becomes high and high C / N characteristics can be obtained.
Note that the Q of the resonator strongly depends on the thinner interlayer thickness with respect to the ground electrode, that is, the thickness d 2. Therefore, even if the thickness d 3 of the mounting substrate 10 varies, the C / N characteristics are hardly affected.

図3は第2実施例のVCOモジュールA’を実装基板10に実装した状態を示す。
第1実施例では、線路電極4の上側の誘電体層2の厚さd2 を、従来のVCOモジュールBの誘電体層24より厚くしたが、この実施例のVCOモジュールA’は、線路電極4の上側の誘電体層2の厚さd2 を、従来のVCOモジュールBの誘電体層24と同等の厚さとしたものである。
2 =d5
但し、d1 +d3 >d2 になるようにd1 、d3 が決められているものとする。
線路電極4の下側の誘電体層1の厚さd1 は上側の誘電体層2の厚さd2 より薄いので、その分だけモジュールA’の高さH1 ’を従来の高さH0 より低くでき、低背化できる。
また、共振器のQはグランド電極との層間厚の薄い方d2 に依存し、この厚さd2 は従来のモジュールの層間厚d5 と同等であるから、従来と同等のC/N特性を得ることができる。
FIG. 3 shows a state in which the VCO module A ′ of the second embodiment is mounted on the mounting substrate 10.
In the first embodiment, the thickness d 2 of the upper dielectric layer 2 of the line electrode 4 has been thicker than the dielectric layer 24 of a conventional VCO module B, VCO module A in this example 'is the line electrode 4, the thickness d 2 of the upper dielectric layer 2 is equivalent to the thickness of the dielectric layer 24 of the conventional VCO module B.
d 2 = d 5
However, it is assumed that d 1 and d 3 are determined so that d 1 + d 3 > d 2 .
Since the thickness d 1 of the lower dielectric layer 1 of the line electrode 4 is thinner than the thickness d 2 of the upper dielectric layer 2, the height H 1 ′ of the module A ′ is increased accordingly by the conventional height H. Can be lower than 0 and can be lowered.
The Q of the resonator depends on the thinner layer d 2 with the ground electrode, and this thickness d 2 is equivalent to the interlayer thickness d 5 of the conventional module. Can be obtained.

本発明は上記実施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記説明では、誘電体層1〜3が樹脂で構成された場合を示したが、実装基板10がセラミック材料よりなる場合には、誘電体層1〜3もセラミック材料で構成することができる。
図1〜図3では3層の誘電体層1〜3を有するモジュールについて説明したが、トリプレート構造のストリップ線路共振器より上側に位置する誘電体層数を増やすことで、4層以上の多層構造としてもよいことは勿論である。この場合、トリプレート構造のストリップ線路共振器より上側の誘電体層の間に適宜内部電極を設けて容量部を構成してもよいし、チップ抵抗やチップコンデンサなどのチップ部品を埋設してもよい。
図2,図3では、モジュールAの底面である実装面1aが実装基板10の上面に密着している例を示したが、モジュールAの実装面1aに端子電極が設けられている場合には、この端子電極と実装基板10の上面のパターン電極とを接続する関係上、モジュールAの実装面1aと実装基板10の上面との間には隙間が発生する。しかし、隙間の誘電率は低いので、共振器のQはグランド電極との層間厚の薄い方の厚さd2 に依存し、C/N特性の面からみるとこの隙間を無視することができる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
Although the case where the dielectric layers 1 to 3 are made of a resin has been described in the above description, when the mounting substrate 10 is made of a ceramic material, the dielectric layers 1 to 3 can also be made of a ceramic material.
Although the module having the three dielectric layers 1 to 3 has been described in FIGS. 1 to 3, by increasing the number of dielectric layers located above the stripline resonator having the triplate structure, four or more layers are provided. Of course, it is good also as a structure. In this case, an internal electrode may be provided as appropriate between the dielectric layers above the stripline resonator having the triplate structure to form a capacitor portion, or chip components such as a chip resistor and a chip capacitor may be embedded. Good.
2 and 3 show an example in which the mounting surface 1a, which is the bottom surface of the module A, is in close contact with the upper surface of the mounting substrate 10. However, when the terminal electrode is provided on the mounting surface 1a of the module A, FIG. A gap is generated between the mounting surface 1 a of the module A and the upper surface of the mounting substrate 10 because the terminal electrode is connected to the pattern electrode on the upper surface of the mounting substrate 10. However, since the dielectric constant of the gap is low, the Q of the resonator depends on the thickness d 2 of the thinner interlayer with the ground electrode, and this gap can be ignored in terms of C / N characteristics. .

本発明にかかる高周波モジュールの第1実施例の断面図である。It is sectional drawing of 1st Example of the high frequency module concerning this invention. 図1に示す高周波モジュールを実装基板上に実装した高周波回路装置の断面図である。It is sectional drawing of the high frequency circuit apparatus which mounted the high frequency module shown in FIG. 1 on the mounting board | substrate. 本発明にかかる高周波モジュールの第2実施例を実装基板上に実装した高周波回路装置の断面図である。It is sectional drawing of the high frequency circuit apparatus which mounted 2nd Example of the high frequency module concerning this invention on the mounting board | substrate. 従来の高周波モジュールの一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of the conventional high frequency module. 図4に示す高周波モジュールを実装基板上に実装した高周波回路装置の断面図である。It is sectional drawing of the high frequency circuit apparatus which mounted the high frequency module shown in FIG. 4 on the mounting board | substrate.

符号の説明Explanation of symbols

A VCOモジュール
1 誘電体層(第2誘電体層)
1a 実装面
2 誘電体層(第1誘電体層)
4 線路電極
5 グランド電極
6 回路電極
7 素子
10 実装基板
11 回路パターン
12 グランド電極
A VCO module
1 Dielectric layer (second dielectric layer)
1a Mounting surface 2 Dielectric layer (first dielectric layer)
4 Line electrode 5 Ground electrode 6 Circuit electrode 7 Element 10 Mounting substrate 11 Circuit pattern 12 Ground electrode

Claims (4)

線路電極を挟んで上下に第1と第2の誘電体層を持ち、第1の誘電体層の上面には上記線路電極と対向するグランド電極を持ち、第2の誘電体層の下面の少なくとも上記線路電極と対向する部分にはグランド電極を持たず、第2の誘電体層の厚さが第1の誘電体層の厚さより薄く、第2の誘電体層の下面が実装面である多層基板よりなる高周波モジュールと、
上記線路電極と対向するグランド電極を持たない上面に上記高周波モジュールが実装され、下面に上記線路電極と対向するグランド電極を持つ実装基板とからなり、
上記線路電極と上記第1の誘電体層の上面のグランド電極と実装基板の下面のグランド電極とでトリプレート構造のストリップ線路共振器が構成されることを特徴とする高周波回路装置。
First and second dielectric layers are provided above and below the line electrode, and a ground electrode facing the line electrode is provided on the upper surface of the first dielectric layer, and at least a lower surface of the second dielectric layer is provided. A multi-layer in which the portion facing the line electrode does not have a ground electrode, the thickness of the second dielectric layer is thinner than the thickness of the first dielectric layer, and the lower surface of the second dielectric layer is the mounting surface A high-frequency module comprising a substrate;
The high-frequency module is mounted on an upper surface that does not have a ground electrode facing the line electrode, and includes a mounting substrate having a ground electrode facing the line electrode on the lower surface,
A high-frequency circuit device comprising: a stripline resonator having a triplate structure constituted by the ground electrode on the upper surface of the first dielectric layer and the ground electrode on the lower surface of the mounting substrate.
上記第1の誘電体層の厚さは、上記第2の誘電体層および上記実装基板の厚さの和とほぼ等しく設定されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波回路装置。 2. The high-frequency circuit device according to claim 1, wherein a thickness of the first dielectric layer is set to be substantially equal to a sum of thicknesses of the second dielectric layer and the mounting substrate. 上記第1の誘電体層の厚さは、上記第2の誘電体層および上記実装基板の厚さの和より薄く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波回路装置。 2. The high-frequency circuit device according to claim 1, wherein a thickness of the first dielectric layer is set to be thinner than a sum of thicknesses of the second dielectric layer and the mounting substrate. 線路電極を挟んで上下に第1と第2の誘電体層を持ち、第1の誘電体層の上面には上記線路電極と対向するグランド電極を持ち、第2の誘電体層の下面の少なくとも上記線路電極と対向する部分にはグランド電極を持たず、第2の誘電体層の厚さが第1の誘電体層の厚さより薄く、第2の誘電体層の下面が実装面である多層基板よりなる高周波モジュール。 First and second dielectric layers are provided above and below the line electrode, and a ground electrode facing the line electrode is provided on the upper surface of the first dielectric layer, and at least a lower surface of the second dielectric layer is provided. A multi-layer in which the portion facing the line electrode does not have a ground electrode, the thickness of the second dielectric layer is thinner than the thickness of the first dielectric layer, and the lower surface of the second dielectric layer is the mounting surface A high-frequency module consisting of a substrate.
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