JP2006108587A - Stacked module - Google Patents

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Yoshihiro Suzuki
義弘 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stacked module that can realize miniaturization. <P>SOLUTION: An output matching circuit 20 includes a first capacitor C21 and a second capacitor C22, and is connected to the next thing in the semiconductor circuit. The first capacitor C21 is a chip component, and is mounted on the surface of a multilayered substrate 10. The second capacitor C22 is composed of a pair of capacitor electrodes located on both sides of dielectric layers 101 to 10n. The first capacitor C21 and the second capacitor C22 are mutually connected in parallel. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、積層モジュールに関する。   The present invention relates to a laminated module.

この種の積層モジュールとしては、電力増幅モジュールや、電圧制御発振器(VCO:Voltage Controled Oscillator)などが知られている。電力増幅モジュールや、VCOは、小型化及び高密度化の要請に応えるため、多層基板を用い、多層基板の上に増幅回路などの半導体素子やキャパシタなどの受動素子を搭載し、更に、受動素子の一部を多層基板の内部に埋設する構造を採用することが多い。   As this type of laminated module, a power amplification module, a voltage controlled oscillator (VCO) and the like are known. In order to meet the demand for miniaturization and high density, power amplification modules and VCOs use multilayer substrates, and semiconductor devices such as amplifier circuits and passive devices such as capacitors are mounted on the multilayer substrates. In many cases, a structure in which a part of the structure is embedded in a multilayer substrate is employed.

また、出力段を構成する増幅回路が、一般に、低出力インピーダンスとなることから、負荷との整合をとる必要があり、その手段として出力整合回路が備えられる。出力整合回路は、回路のQ値を低くすることにより、帯域幅を広げるとともに、部品の特性がばらついた場合でもマッチングのずれを小さくすることができる。回路のQ値を低くするためには、大きな容量のキャパシタを用いる必要がある。   In addition, since the amplifier circuit constituting the output stage generally has a low output impedance, it is necessary to match the load, and an output matching circuit is provided as means for this. The output matching circuit can widen the bandwidth by lowering the Q value of the circuit, and can also reduce the matching deviation even when the component characteristics vary. In order to reduce the Q value of the circuit, it is necessary to use a capacitor having a large capacity.

出力整合回路は、回路同士のマッチングをとるための回路であるから、回路定数の調整が容易であることが好ましい。このため、出力整合回路のキャパシタとしては、回路定数(容量値)の変更が容易なチップ−キャパシタが、一般に用いられていた。   Since the output matching circuit is a circuit for matching the circuits, it is preferable that the circuit constants can be easily adjusted. For this reason, a chip-capacitor whose circuit constant (capacitance value) can be easily changed is generally used as the capacitor of the output matching circuit.

ところが、チップ−キャパシタは、容量が大きくなるほど、自己共振周波数が低くなり、Q値が悪くなり、損失が大きくなる。このため、回路のQ値が低い出力整合回路を実現すべく、大容量のチップ−キャパシタを用いた場合、出力整合回路全体の損失が大きくなるという問題が生じる。   However, as the capacitance of the chip-capacitor increases, the self-resonant frequency decreases, the Q value deteriorates, and the loss increases. For this reason, when a large-capacity chip-capacitor is used to realize an output matching circuit having a low Q value of the circuit, there arises a problem that the loss of the entire output matching circuit increases.

大容量チップ−キャパシタに起因する損失を低減するため、従来から、複数の小容量チップ−キャパシタを並列接続して大容量を得る方法が知られている。しかしながら、複数のチップ−キャパシタを並列接続する方法では、部品点数が増大し、多層基板上における占有面積が増えるため、その分だけ製品の小型化の妨げになるという問題が生じる。   In order to reduce the loss caused by the large-capacity chip-capacitor, a method for obtaining a large capacity by connecting a plurality of small-capacity chip-capacitors in parallel has been known. However, in the method in which a plurality of chip-capacitors are connected in parallel, the number of components increases and the occupied area on the multilayer substrate increases, so that there is a problem that miniaturization of the product is prevented accordingly.

一方、特許文献1及び特許文献2は、出力整合回路のキャパシタを積層基板の内部に形成することにより、小型化を実現した積層モジュールを開示している。しかし、特許文献1及び特許文献2に開示された積層モジュールでは、キャパシタが積層基板の内部に形成されているので、キャパシタの容量調整ができない。このため、回路設計、及び、製造が非常に困難になるという問題がある。   On the other hand, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a multilayer module that is downsized by forming a capacitor of an output matching circuit inside a multilayer substrate. However, in the multilayer modules disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, since the capacitor is formed inside the multilayer substrate, the capacitance of the capacitor cannot be adjusted. For this reason, there exists a problem that circuit design and manufacture become very difficult.

特許文献3は、出力整合回路を構成するキャパシタ電極を積層基板の表面に設け、このキャパシタ電極をトリミングすることにより、出力整合回路の回路定数を調整し得る積層モジュールを開示している。   Patent Document 3 discloses a multilayer module that can adjust the circuit constant of the output matching circuit by providing capacitor electrodes constituting the output matching circuit on the surface of the multilayer substrate and trimming the capacitor electrodes.

しかしながら、特許文献3に開示された積層モジュールは、トリミングにあたって、レーザ等の装置を用いて、キャパシタ電極を微細加工する必要があり、回路定数の調整作業に多くの労力を要するという問題が生じていた。
特開平11−298264号公報 特開2002−57511号公報 特開2002−359321号公報
However, the multilayer module disclosed in Patent Document 3 has a problem in that it is necessary to finely process the capacitor electrode by using a device such as a laser for trimming, which requires a lot of labor for adjusting the circuit constants. It was.
JP-A-11-298264 JP 2002-57511 A JP 2002-359321 A

本発明の課題は、小型の積層モジュールを提供することである。   An object of the present invention is to provide a small stacked module.

本発明のもう一つの課題は、出力整合回路の回路定数を容易に調整し得る積層モジュールを提供することである。   Another object of the present invention is to provide a laminated module capable of easily adjusting the circuit constant of the output matching circuit.

本発明の更にもう一つの課題は、出力整合回路の損失を低減し得る積層モジュールを提供することである。   Still another object of the present invention is to provide a laminated module that can reduce the loss of the output matching circuit.

本発明の更にもう一つの課題は、出力整合回路のQ値を低くし得る積層モジュールを提供することである。   Still another object of the present invention is to provide a laminated module capable of reducing the Q value of an output matching circuit.

上述した課題を解決するため、本発明に係る積層モジュールは、多層基板と、出力整合回路とを含む。多層基板は、誘電体層を含む。出力整合回路は、第1のキャパシタと、第2のキャパシタとを含み、半導体回路の後段に接続される。第1のキャパシタは、チップ部品であり、多層基板の表面上に搭載されている。第2のキャパシタは、誘電体層の両面に配置された対のキャパシタ電極によって構成されている。第1のキャパシタ及び第2のキャパシタは、互いに並列に接続されている。   In order to solve the above-described problem, the multilayer module according to the present invention includes a multilayer substrate and an output matching circuit. The multilayer substrate includes a dielectric layer. The output matching circuit includes a first capacitor and a second capacitor, and is connected to a subsequent stage of the semiconductor circuit. The first capacitor is a chip component and is mounted on the surface of the multilayer substrate. The second capacitor is composed of a pair of capacitor electrodes arranged on both sides of the dielectric layer. The first capacitor and the second capacitor are connected in parallel to each other.

上述したように、本発明に係る積層モジュールにおいて、出力整合回路は、半導体回路の後段に接続されているから、出力整合回路に接続される負荷と、半導体回路との間で、インピーダンス整合を取ることができる。   As described above, in the laminated module according to the present invention, since the output matching circuit is connected to the subsequent stage of the semiconductor circuit, impedance matching is obtained between the load connected to the output matching circuit and the semiconductor circuit. be able to.

出力整合回路は、第1のキャパシタを含む。第1のキャパシタは、チップ部品であり、多層基板の表面上に搭載されている。このため、第1のキャパシタを取り外し、容量値の異なる別のチップ−キャパシタに付け替えることにより、容易に容量値を調整できる。   The output matching circuit includes a first capacitor. The first capacitor is a chip component and is mounted on the surface of the multilayer substrate. For this reason, the capacitance value can be easily adjusted by removing the first capacitor and replacing it with another chip-capacitor having a different capacitance value.

第2のキャパシタは、誘電体層の両面に配置された対のキャパシタ電極によって構成されている。このため、第2のキャパシタについて、L分(インダクタンス成分)を小さくし、自己共振周波数を高くすることができ、大容量化しても、高いQ値が得られる。   The second capacitor is composed of a pair of capacitor electrodes arranged on both sides of the dielectric layer. For this reason, the L capacitor (inductance component) can be reduced, the self-resonance frequency can be increased, and a high Q value can be obtained even when the capacity is increased.

出力整合回路において、第1のキャパシタ及び第2のキャパシタは、互いに並列に接続されている。この構成により、第1のキャパシタの容量と、第2のキャパシタの容量との割合を任意に設定できるから、設計の自由度が高くなる。   In the output matching circuit, the first capacitor and the second capacitor are connected in parallel to each other. With this configuration, since the ratio between the capacity of the first capacitor and the capacity of the second capacitor can be arbitrarily set, the degree of freedom in design increases.

例えば、第2のキャパシタの容量の割合を増加させ、その分だけ第1のキャパシタを小容量化することができる。これにより、第1のキャパシタの自己共振周波数が高くなり、Q値が高くなるので、出力整合回路全体の損失が低減する。同時に、第1、第2のキャパシタの合成容量値が変化しないので、出力整合回路のQ値が低く維持される。   For example, the capacity ratio of the second capacitor can be increased, and the capacity of the first capacitor can be reduced accordingly. This increases the self-resonant frequency of the first capacitor and increases the Q value, thereby reducing the loss of the entire output matching circuit. At the same time, since the combined capacitance value of the first and second capacitors does not change, the Q value of the output matching circuit is kept low.

第1のキャパシタの容量と、第2のキャパシタの容量との割合を適宜設定することにより、第1のキャパシタ(チップ−キャパシタ)を小容量化すれば、その分だけ第1のキャパシタを小型化でき、多層基板上に占めるチップ部品の実装スペースが小さくなる。これにより、積層モジュール全体の小型化(高密度化)が図られる。   If the first capacitor (chip-capacitor) is reduced in capacity by appropriately setting the ratio between the capacity of the first capacitor and the capacity of the second capacitor, the size of the first capacitor is reduced accordingly. This reduces the mounting space for chip components on the multilayer substrate. Thereby, size reduction (density increase) of the whole laminated module is achieved.

第1のキャパシタの容量と、第2のキャパシタの容量との割合を調整することにより、第1のキャパシタの容量を所定範囲の値、例えば、1pF〜2pFの間の容量値とすれば、容量値の細かい刻み幅で、第1のキャパシタの付け替え、即ち、容量値の微調整が可能となる。市販のキャパシタの品揃えは、例えば、1pF〜2pFの範囲において豊富であり、この範囲においては、容量値の細かい刻み幅、例えば、0.1pF毎の品揃えがあるからである。   By adjusting the ratio between the capacitance of the first capacitor and the capacitance of the second capacitor, the capacitance of the first capacitor is set to a value within a predetermined range, for example, a capacitance value between 1 pF and 2 pF. The first capacitor can be replaced, that is, the capacitance value can be finely adjusted with a small step size. This is because the assortment of commercially available capacitors is abundant, for example, in the range of 1 pF to 2 pF, and in this range, there is an assortment of fine increments, for example, every 0.1 pF.

以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
(a)小型の積層モジュールを提供することができる。
(b)出力整合回路の回路定数を容易に微調整し得る積層モジュールを提供することができる。
(c)出力整合回路の損失を低減し得る積層モジュールを提供することができる。
(d)出力整合回路のQ値を低くし得る積層モジュールを提供することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(A) A small stacked module can be provided.
(B) It is possible to provide a laminated module capable of easily fine-tuning the circuit constant of the output matching circuit.
(C) A laminated module capable of reducing the loss of the output matching circuit can be provided.
(D) It is possible to provide a stacked module that can lower the Q value of the output matching circuit.

本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。   Other features of the present invention and the operational effects thereof will be described in more detail by way of examples with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る積層モジュールの一実施例を示す電気回路図である。図において、積層モジュールは、例えば、パワーアンプモジュールの出力整合回路を含む部分である。本発明に係る積層モジュールは、パワーアンプモジュール以外のモジュール、例えば、VCOモジュール等の出力整合回路を含んでいてもよい。   FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of a laminated module according to the present invention. In the figure, the laminated module is a part including an output matching circuit of a power amplifier module, for example. The laminated module according to the present invention may include an output matching circuit such as a module other than the power amplifier module, for example, a VCO module.

図1において、積層モジュールは、半導体回路60と、出力整合回路20とを含む。半導体回路60は、入力整合回路611と、段間整合回路612と、電力増幅素子621、622と、直流バイアス回路631、632とを含む。電力増幅素子621、622は、例えば、バイポーラトランジスタ、FET等の半導体素子からなる。   In FIG. 1, the stacked module includes a semiconductor circuit 60 and an output matching circuit 20. The semiconductor circuit 60 includes an input matching circuit 611, an interstage matching circuit 612, power amplification elements 621 and 622, and DC bias circuits 631 and 632. The power amplifying elements 621 and 622 are made of semiconductor elements such as bipolar transistors and FETs, for example.

出力整合回路20は、入力端子T41に接続される回路の出力インピーダンスと、出力端子T42に接続される回路の入力インピーダンスとを整合させる機能を有する。図において、出力整合回路20は、入力端子T41と、インダクタL21、L22と、第1のキャパシタC21と、第2のキャパシタC22と、キャパシタC23と、DCカットキャパシタC51と、出力端子T42とを含む。   The output matching circuit 20 has a function of matching the output impedance of the circuit connected to the input terminal T41 with the input impedance of the circuit connected to the output terminal T42. In the figure, the output matching circuit 20 includes an input terminal T41, inductors L21 and L22, a first capacitor C21, a second capacitor C22, a capacitor C23, a DC cut capacitor C51, and an output terminal T42. .

インダクタL21の一端は、入力端子T41に接続されており、他端は、第1、第2のキャパシタC21、C22の一端に接続されるとともに、インダクタL22の一端に接続されている。第1、第2のキャパシタC21、C22の他端は、GNDに接地されている。   One end of the inductor L21 is connected to the input terminal T41, and the other end is connected to one end of the first and second capacitors C21 and C22 and to one end of the inductor L22. The other ends of the first and second capacitors C21 and C22 are grounded to GND.

インダクタL22の他端は、キャパシタC23、及び、DCカットキャパシタC51の一端に接続されている。キャパシタC23の他端は、GNDに接地されている。DCカットキャパシタC51の他端は、出力端子T42に接続されている。出力端子T42には、例えば、アイソレータ、デュプレクサ、カプラ等が接続される。   The other end of the inductor L22 is connected to one end of a capacitor C23 and a DC cut capacitor C51. The other end of the capacitor C23 is grounded to GND. The other end of the DC cut capacitor C51 is connected to the output terminal T42. For example, an isolator, a duplexer, a coupler, or the like is connected to the output terminal T42.

出力整合回路20において、インダクタL21、L22、第1、第2のキャパシタC21、C22、及び、キャパシタC23は、一種のフィルタ(LC回路)を構成している。   In the output matching circuit 20, the inductors L21 and L22, the first and second capacitors C21 and C22, and the capacitor C23 constitute a kind of filter (LC circuit).

出力整合回路20の通過周波数をfoとしたとき、第1のキャパシタC21と、第2のキャパシタC22とを合成した合成容量の自己共振周波数は、通過周波数foの2倍以上であることが好ましい。更に好ましくは、第1のキャパシタC21、及び、第2のキャパシタC22のそれぞれは、自己共振周波数が通過周波数foの2倍以上である。   When the pass frequency of the output matching circuit 20 is fo, the self-resonant frequency of the combined capacitance obtained by synthesizing the first capacitor C21 and the second capacitor C22 is preferably at least twice the pass frequency fo. More preferably, each of the first capacitor C21 and the second capacitor C22 has a self-resonance frequency that is twice or more the pass frequency fo.

図示の実施例において、LC回路は、2段のLC回路、即ち、インダクタL21、及び、第1、第2のキャパシタC21、C22からなる第1段目のLC回路と、インダクタL22及びキャパシタC23からなる第2段目のLC回路で構成されているが、LC回路の段数は任意である。第1、第2のキャパシタC21、C22は、第1段目(最前段)のLC回路、即ち、半導体回路60に最も近いLC回路に設けることが好ましい。   In the illustrated embodiment, the LC circuit includes a two-stage LC circuit, that is, an inductor L21, a first-stage LC circuit including first and second capacitors C21 and C22, an inductor L22, and a capacitor C23. However, the number of stages of the LC circuit is arbitrary. The first and second capacitors C21 and C22 are preferably provided in a first-stage (frontmost) LC circuit, that is, an LC circuit closest to the semiconductor circuit 60.

上述した積層モジュールにおいて、直流バイアス回路631、632は、電力増幅素子621、622に直流バイアスを印加する。電力増幅素子621は、入力整合回路611を介して供給された信号を増幅する。電力増幅素子621が増幅した信号は、段間整合回路612を介して、電力増幅素子622に供給される。電力増幅素子622は、供給された信号を更に増幅し、入力端子T41に供給する。出力整合回路20は、入力端子T41に供給された信号を出力端子T42から出力する。   In the laminated module described above, the DC bias circuits 631 and 632 apply a DC bias to the power amplification elements 621 and 622. The power amplifying element 621 amplifies the signal supplied via the input matching circuit 611. The signal amplified by the power amplifying element 621 is supplied to the power amplifying element 622 via the interstage matching circuit 612. The power amplifying element 622 further amplifies the supplied signal and supplies it to the input terminal T41. The output matching circuit 20 outputs the signal supplied to the input terminal T41 from the output terminal T42.

図2は図1に示した積層モジュールの層構成の一実施例を示す部分断面図、図3は図2に示した積層モジュールの部分拡大図である。図示された積層モジュールは、MMIC21と、多層基板10とを含む。   2 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of the layer configuration of the laminated module shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a partially enlarged view of the laminated module shown in FIG. The illustrated laminated module includes an MMIC 21 and a multilayer substrate 10.

MMIC21は、上述した半導体回路60の少なくとも一部、例えば、電力増幅素子621、622を含む。多層基板10は、誘電体層101〜10n(nは自然数)が互いに積層されて構成されている。   The MMIC 21 includes at least a part of the semiconductor circuit 60 described above, for example, power amplification elements 621 and 622. The multilayer substrate 10 is configured by stacking dielectric layers 101 to 10n (n is a natural number).

MMIC21は、多層基板10の表面上に搭載されている。入力整合回路611、段間整合回路612、直流バイアス回路631、632等は、多層基板10の表面上に形成しても良いし、多層基板10の内部に形成しても良い。搭載部品は、シールド70により保護されている。   The MMIC 21 is mounted on the surface of the multilayer substrate 10. The input matching circuit 611, the interstage matching circuit 612, the DC bias circuits 631, 632, and the like may be formed on the surface of the multilayer substrate 10 or inside the multilayer substrate 10. The mounted component is protected by a shield 70.

次に、出力整合回路20の回路要素について説明する。図3において、第1のキャパシタC21は、多層基板10の表面上に搭載されている。第2のキャパシタC22は、誘電体層101〜10n間に形成されている。第2のキャパシタC22は、対のキャパシタ電極の一方が多層基板10の表面上に形成されていてもよい。インダクタL21、L22、DCカットキャパシタC51等は、多層基板10の表面上に形成しても良いし、多層基板10の内部に形成しても良い。   Next, circuit elements of the output matching circuit 20 will be described. In FIG. 3, the first capacitor C <b> 21 is mounted on the surface of the multilayer substrate 10. The second capacitor C22 is formed between the dielectric layers 101 to 10n. In the second capacitor C22, one of the pair of capacitor electrodes may be formed on the surface of the multilayer substrate 10. The inductors L21 and L22, the DC cut capacitor C51, and the like may be formed on the surface of the multilayer substrate 10 or may be formed inside the multilayer substrate 10.

上述したように、本発明に係る積層モジュールにおいて、出力整合回路20は、半導体回路60の後段に接続されているから、半導体回路60のインピーダンスを整合することができる。   As described above, since the output matching circuit 20 is connected to the subsequent stage of the semiconductor circuit 60 in the multilayer module according to the present invention, the impedance of the semiconductor circuit 60 can be matched.

出力整合回路20は、第1のキャパシタC21を含む。第1のキャパシタC21は、チップ部品であり、多層基板10の表面上に搭載されている。このため、第1のキャパシタC21を取り外し、容量値の異なる別のチップ−キャパシタに付け替えることにより、容易に容量値を調整できる。   The output matching circuit 20 includes a first capacitor C21. The first capacitor C <b> 21 is a chip component and is mounted on the surface of the multilayer substrate 10. For this reason, the capacitance value can be easily adjusted by removing the first capacitor C21 and replacing it with another chip-capacitor having a different capacitance value.

第2のキャパシタC22は、誘電体層101〜10nのいずれか、或いは互いに隣接する複数の層を介して、その両面に配置された対のキャパシタ電極によって構成されている。このため、第2のキャパシタC22について、L分(インダクタンス成分)を小さくし、自己共振周波数を高くすることができ、大容量化しても、高いQ値が得られる。   The second capacitor C22 is constituted by a pair of capacitor electrodes arranged on both surfaces of one of the dielectric layers 101 to 10n or a plurality of layers adjacent to each other. For this reason, the L capacitor (inductance component) of the second capacitor C22 can be reduced, the self-resonance frequency can be increased, and a high Q value can be obtained even when the capacity is increased.

出力整合回路20において、第1のキャパシタC21及び第2のキャパシタC22は、互いに並列に接続されている。この構成により、第1のキャパシタC21の容量と、第2のキャパシタC22の容量との割合を任意に設定できるから、設計の自由度が高くなる。   In the output matching circuit 20, the first capacitor C21 and the second capacitor C22 are connected in parallel to each other. With this configuration, since the ratio between the capacitance of the first capacitor C21 and the capacitance of the second capacitor C22 can be arbitrarily set, the degree of freedom in design is increased.

例えば、第2のキャパシタC22の容量の割合を増加させ、その分だけ第1のキャパシタC21を小容量化することができる。これにより、第1のキャパシタC21の自己共振周波数が高くなり、Q値が高くなるので、出力整合回路20全体の損失が低減する。同時に、第1、第2のキャパシタの合成容量値が変化しないので、出力整合回路のQ値が低く維持される。   For example, the capacity ratio of the second capacitor C22 can be increased, and the capacity of the first capacitor C21 can be reduced accordingly. As a result, the self-resonant frequency of the first capacitor C21 increases and the Q value increases, so that the loss of the entire output matching circuit 20 is reduced. At the same time, since the combined capacitance value of the first and second capacitors does not change, the Q value of the output matching circuit is kept low.

第2のキャパシタC22のL分は、例えば、第1のキャパシタC21と、第2のキャパシタC22とを合成した合成容量の自己共振周波数が、出力整合回路20の通過周波数foの2倍以上となるように設計することが好ましい。第1のキャパシタC21の容量は、例えば、第2のキャパシタC22の容量よりも小さい値とすることが好ましい。上述した優れた作用効果を顕著に発揮させるためである。   For L of the second capacitor C22, for example, the self-resonant frequency of the combined capacitance obtained by synthesizing the first capacitor C21 and the second capacitor C22 is more than twice the pass frequency fo of the output matching circuit 20. It is preferable to design as follows. For example, the capacitance of the first capacitor C21 is preferably set to a value smaller than the capacitance of the second capacitor C22. This is because the above-described excellent operational effects are remarkably exhibited.

第1のキャパシタC21の容量と、第2のキャパシタC22の容量との割合を適宜設定することにより、第1のキャパシタ(チップ−キャパシタ)を小容量化すれば、その分だけ第1のキャパシタC21を小型化でき、チップ部品の実装スペースが小さくなる。これにより、積層モジュール全体の小型化(高密度化)が図られる。   If the capacity of the first capacitor C21 and the capacity of the second capacitor C22 are appropriately set to reduce the capacity of the first capacitor (chip-capacitor), the first capacitor C21 is correspondingly reduced. Can be reduced in size, and the mounting space for chip components can be reduced. Thereby, size reduction (density increase) of the whole laminated module is achieved.

また、第1のキャパシタ(チップ−キャパシタ)を小容量化すれば、チップ−キャパシタを並列接続して、大容量を得る必要がなくなるため、チップ部品の実装スペースを小さくできるとともに、部品点数削減による低コスト化を実現できる。   Further, if the capacity of the first capacitor (chip-capacitor) is reduced, it is not necessary to connect the chip-capacitor in parallel to obtain a large capacity, so that the mounting space for chip components can be reduced and the number of components can be reduced. Cost reduction can be realized.

更に、第1のキャパシタC21の容量と、第2のキャパシタC22の容量との割合を調整することにより、第1のキャパシタC21の容量を所定範囲の値、例えば、1pF〜2pFの間の容量値とすれば、容量値の細かい刻み幅で、第1のキャパシタC21の付け替え、即ち、容量値の微調整が可能となる。市販のキャパシタの品揃えは、例えば、1pF〜2pFの範囲において豊富であり、この範囲においては、容量値の細かい刻み幅、例えば、0.1pF毎の品揃えがあるからである。また、この範囲であれば、公差の小さい市販のキャパシタを入手できるからである。   Further, by adjusting the ratio of the capacitance of the first capacitor C21 and the capacitance of the second capacitor C22, the capacitance of the first capacitor C21 is set to a value within a predetermined range, for example, a capacitance value between 1 pF and 2 pF. Then, the first capacitor C21 can be replaced, that is, the capacitance value can be finely adjusted with a small increment of the capacitance value. This is because the assortment of commercially available capacitors is abundant, for example, in the range of 1 pF to 2 pF, and in this range, there is an assortment of fine increments, for example, every 0.1 pF. Moreover, if it is this range, it is because a commercially available capacitor with a small tolerance can be obtained.

次に、本発明に係る積層モジュールの電気特性について説明する。図4は図1〜図3に示した積層モジュールの回路図、図5は図4に示した出力整合回路の挿入損失を示す図、図6は本発明に係る積層モジュールと比較される比較例の回路図、図7は図6に示した出力整合回路の挿入損失を示す図である。   Next, the electrical characteristics of the laminated module according to the present invention will be described. 4 is a circuit diagram of the laminated module shown in FIGS. 1 to 3, FIG. 5 is a diagram showing insertion loss of the output matching circuit shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a comparative example compared with the laminated module according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing insertion loss of the output matching circuit shown in FIG.

図4において、例えば、第1のキャパシタC21の容量は3.6pF、第2のキャパシタC22の容量は6.3pF、入力端子T41に接続された半導体回路60の出力インピーダンスは3Ω、出力端子T42に接続される回路の入力インピーダンスは50Ωとした。出力整合回路20の通過周波数foは、1.75GHzである。   In FIG. 4, for example, the capacitance of the first capacitor C21 is 3.6 pF, the capacitance of the second capacitor C22 is 6.3 pF, the output impedance of the semiconductor circuit 60 connected to the input terminal T41 is 3Ω, and the output terminal T42 The input impedance of the connected circuit was 50Ω. The pass frequency fo of the output matching circuit 20 is 1.75 GHz.

図6に示した比較例の積層モジュールは、第1のキャパシタ、及び、第2のキャパシタの代わりに、キャパシタC81を有する。キャパシタC81は、チップ部品であり、多層基板の表面上に配置されている。キャパシタC81の容量は、例えば、6.7pFとした。出力整合回路80の通過周波数foは、1.75GHzである。   The multilayer module of the comparative example shown in FIG. 6 includes a capacitor C81 instead of the first capacitor and the second capacitor. Capacitor C81 is a chip component and is disposed on the surface of the multilayer substrate. The capacitance of the capacitor C81 is set to 6.7 pF, for example. The pass frequency fo of the output matching circuit 80 is 1.75 GHz.

図5において、第1、第2のキャパシタの合成容量の自己共振周波数は、通過周波数foのほぼ2倍の周波数、3.5GHzとなっている。通過周波数(fo=1.75GHz)における損失は、−0.31dBであり、通過周波数の2倍の周波数(2fo=3.5GHz)における損失は、−44dBである。   In FIG. 5, the self-resonant frequency of the combined capacitance of the first and second capacitors is 3.5 GHz, which is approximately twice the pass frequency fo. The loss at the pass frequency (fo = 1.75 GHz) is −0.31 dB, and the loss at a frequency twice the pass frequency (2fo = 3.5 GHz) is −44 dB.

図4の出力整合回路の挿入損失は、通過周波数foで小さく、通過周波数の2倍の周波数(2fo=3.5GHz)で大きい。このため、本発明に係る積層モジュールは、通過周波数foにおける損失が小さく、通過周波数の2倍の高調波が大きく減衰する良好な周波数特性が得られる。   The insertion loss of the output matching circuit in FIG. 4 is small at the pass frequency fo and large at a frequency twice the pass frequency (2fo = 3.5 GHz). For this reason, the laminated module according to the present invention has a small loss at the pass frequency fo, and a good frequency characteristic in which a harmonic twice as high as the pass frequency is greatly attenuated can be obtained.

図7において、キャパシタC81の自己共振周波数は、通過周波数foの2倍よりもかなり小さい周波数、2.7GHzとなっている。通過周波数(fo=1.75GHz)における損失は、−0.47dBであり、通過周波数の2倍の周波数(2fo=3.5GHz)における損失は、−27dBである。   In FIG. 7, the self-resonant frequency of the capacitor C81 is 2.7 GHz, which is much smaller than twice the pass frequency fo. The loss at the pass frequency (fo = 1.75 GHz) is −0.47 dB, and the loss at a frequency twice the pass frequency (2fo = 3.5 GHz) is −27 dB.

比較例は、通過周波数foにおける損失が−0.47dBであり、非常に大きな損失となっている。また、自己共振周波数(2.7GHz)が、通過周波数foの2倍よりもかなり小さいため、通過周波数の2倍の高調波(2fo=3.5GHz)の減衰が少なく、良好な特性が得られない。   In the comparative example, the loss at the pass frequency fo is −0.47 dB, which is a very large loss. In addition, since the self-resonant frequency (2.7 GHz) is considerably smaller than twice the pass frequency fo, there is little attenuation of harmonics twice the pass frequency (2fo = 3.5 GHz), and good characteristics can be obtained. Absent.

積層モジュールにおいて、出力整合回路のLC回路が複数段のLC回路で構成されている場合、第1のキャパシタ及び第2のキャパシタは、最前段のLC回路に設けることが好ましい。回路のQを十分に低くするため、一般に、最前段のLC回路には、大容量のキャパシタ(例えば、5pF〜20pF)が必要とされるから、最前段のLC回路に本発明を適用すれば、顕著な作用効果が得られるからである。   In the multilayer module, when the LC circuit of the output matching circuit is composed of a plurality of stages of LC circuits, it is preferable to provide the first capacitor and the second capacitor in the LC circuit of the foremost stage. In order to sufficiently reduce the Q of the circuit, generally, the LC circuit at the front stage requires a large capacity capacitor (for example, 5 pF to 20 pF). Therefore, if the present invention is applied to the LC circuit at the front stage, This is because a remarkable effect can be obtained.

また、積層モジュールにおいて、「出力端子T42に接続される回路の入力インピーダンス」は、「入力端子T41に接続される回路の出力インピーダンス」の10倍以上であることが好ましい。両者のインピーダンスが離れているほど、上述した優れた作用効果が顕著に発揮されるからである。   In the laminated module, “input impedance of the circuit connected to the output terminal T42” is preferably 10 times or more of “output impedance of the circuit connected to the input terminal T41”. This is because, as the impedances of the two are further away from each other, the above-described excellent operational effects are remarkably exhibited.

図4、図5においては、第1のキャパシタC21の容量を3.6pFとしたが、第1のキャパシタC21の容量値は任意である。例えば、第1のキャパシタC21の容量を3.6pFよりも小さい1pF〜2pFとすれば、通過周波数foにおける損失が更に小さくなるとともに、品揃えが豊富なキャパシタのうちから、最適な容量値を選択できる。   4 and 5, the capacitance of the first capacitor C21 is 3.6 pF, but the capacitance value of the first capacitor C21 is arbitrary. For example, if the capacitance of the first capacitor C21 is set to 1 pF to 2 pF, which is smaller than 3.6 pF, the loss at the pass frequency fo is further reduced, and an optimum capacitance value is selected from among capacitors with a wide selection. it can.

図8は、本発明に係る積層モジュールの別の一実施例を示す正面図である。図において、図1〜図7に現れた構成部分と同一の部分については、同一の参照符号を付し、重複説明を省略する。   FIG. 8 is a front view showing another embodiment of the laminated module according to the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図示の積層モジュールにおいて、出力整合回路20は、第1段目のLC回路と、第2段目のLC回路とを含む。第1段目のLC回路は、インダクタL21、第1のキャパシタC211、及び、第2のキャパシタC221、C222を含む。第2段目のLC回路は、インダクタL22、第1のキャパシタC212、及び、第2のキャパシタC223を含む。第1のキャパシタC211、C212は、多層基板10の表面上に搭載されている。第2のキャパシタC221〜C223は、多層基板10の内部に形成されている。   In the illustrated stacked module, the output matching circuit 20 includes a first-stage LC circuit and a second-stage LC circuit. The first-stage LC circuit includes an inductor L21, a first capacitor C211, and second capacitors C221 and C222. The second-stage LC circuit includes an inductor L22, a first capacitor C212, and a second capacitor C223. The first capacitors C211 and C212 are mounted on the surface of the multilayer substrate 10. The second capacitors C221 to C223 are formed inside the multilayer substrate 10.

図示の積層モジュールは、複数段のLC回路のそれぞれに、第1のキャパシタ及び第2のキャパシタを設けているが、図1〜図3に示した積層モジュールと同様の構成要素を有するので、同様の作用効果を奏することができる。第2のキャパシタは、多層基板10の内部に形成されているので、その個数が増しても、小型化、低コスト化の妨げにはならない。   In the illustrated multilayer module, the first capacitor and the second capacitor are provided in each of the LC circuits in a plurality of stages. However, the multilayer module has the same components as the multilayer module shown in FIGS. The effect of this can be achieved. Since the second capacitor is formed inside the multilayer substrate 10, even if the number thereof is increased, it does not hinder downsizing and cost reduction.

また、図示の積層モジュールは、第1、第2のキャパシタを複数個有するので、その分だけ、回路設計の自由度が高くなる。   Further, since the illustrated laminated module has a plurality of first and second capacitors, the degree of freedom in circuit design is increased accordingly.

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。   Although the contents of the present invention have been specifically described above with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can take various modifications based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is.

本発明に係る積層モジュールの一実施例を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows one Example of the laminated module which concerns on this invention. 図1に示した積層モジュールの層構成の一実施例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows one Example of the laminated constitution of the lamination | stacking module shown in FIG. 図2に示した積層モジュールの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the lamination | stacking module shown in FIG. 図1〜図3に示した積層モジュールの回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of the laminated module shown in FIGS. 1 to 3. 図4の出力整合回路の挿入損失を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing insertion loss of the output matching circuit of FIG. 4. 本発明に係る積層モジュールと比較される比較例の回路図である。It is a circuit diagram of the comparative example compared with the laminated module which concerns on this invention. 図6の出力整合回路の挿入損失を示す図である。It is a figure which shows the insertion loss of the output matching circuit of FIG. 本発明に係る積層モジュールの別の一実施例を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows another Example of the lamination | stacking module which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

20 出力整合回路
C21 第1のキャパシタ
C22 第2のキャパシタ
10 多層基板
101〜10n 誘電体層
20 output matching circuit C21 first capacitor C22 second capacitor 10 multilayer substrate 101-10n dielectric layer

Claims (7)

多層基板と、出力整合回路とを含む積層モジュールであって、
前記多層基板は、誘電体層を含み、
前記出力整合回路は、第1のキャパシタと、第2のキャパシタとを含み、半導体回路の後段に接続されるものであり、
前記第1のキャパシタは、チップ部品であり、前記多層基板の表面上に搭載されており、
前記第2のキャパシタは、前記誘電体層の両面に配置された対のキャパシタ電極によって構成されており、
前記第1のキャパシタ及び前記第2のキャパシタは、互いに並列に接続されている、
積層モジュール。
A multilayer module including a multilayer substrate and an output matching circuit,
The multilayer substrate includes a dielectric layer;
The output matching circuit includes a first capacitor and a second capacitor, and is connected to a subsequent stage of the semiconductor circuit,
The first capacitor is a chip component and is mounted on the surface of the multilayer substrate,
The second capacitor is composed of a pair of capacitor electrodes disposed on both sides of the dielectric layer,
The first capacitor and the second capacitor are connected in parallel to each other,
Laminated module.
請求項1に記載された積層モジュールであって、
前記出力整合回路は、インダクタを含み、
前記インダクタは、前記第1のキャパシタ及び前記第2のキャパシタとともにLC回路を構成している、積層モジュール。
A laminated module according to claim 1, wherein
The output matching circuit includes an inductor,
The inductor is a multilayer module that forms an LC circuit together with the first capacitor and the second capacitor.
請求項2に記載された積層モジュールであって、
前記第1のキャパシタ及び前記第2のキャパシタは、一端が前記インダクタに接続され、他端が接地されている、積層モジュール。
A laminated module according to claim 2, wherein
The first capacitor and the second capacitor are stacked modules in which one end is connected to the inductor and the other end is grounded.
請求項1乃至3の何れかに記載された積層モジュールであって、
前記第1のキャパシタの自己共振周波数、及び、前記第2のキャパシタの自己共振周波数は、前記出力整合回路の通過周波数の2倍以上である、積層モジュール。
A laminated module according to any one of claims 1 to 3,
The multilayer module, wherein the self-resonant frequency of the first capacitor and the self-resonant frequency of the second capacitor are at least twice the passing frequency of the output matching circuit.
請求項1乃至3の何れかに記載された積層モジュールであって、
前記第1のキャパシタと、前記第2のキャパシタとを合成した合成容量の自己共振周波数は、前記出力整合回路の通過周波数の2倍以上である、積層モジュール。
A laminated module according to any one of claims 1 to 3,
A multilayer module in which a self-resonant frequency of a combined capacitance obtained by combining the first capacitor and the second capacitor is at least twice the passing frequency of the output matching circuit.
請求項1乃至5の何れかに記載された積層モジュールであって、
前記第1のキャパシタの容量値は、前記第2のキャパシタの容量値よりも小さい、積層モジュール。
A laminated module according to any one of claims 1 to 5,
The multilayer module, wherein a capacitance value of the first capacitor is smaller than a capacitance value of the second capacitor.
請求項1乃至6の何れかに記載された積層モジュールであって、
パワーアンプを含む、積層モジュール。
A laminated module according to any one of claims 1 to 6,
Laminated module including power amplifier.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012147190A (en) * 2011-01-11 2012-08-02 Dainippon Printing Co Ltd Communication module and reader writer

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