JP2006186906A - High-frequency module and radio communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無線通信装置に使用され、周波数帯又は通信方式の異なる複数のシステムを分波する分波回路を一体構成した高周波モジュール、及びそれを搭載した携帯電話機、無線LAN、WLL(Wireless Local Loop)等の無線通信装置に関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a wireless communication apparatus, and includes a high frequency module integrally configured with a demultiplexing circuit for demultiplexing a plurality of systems having different frequency bands or communication methods, and a mobile phone equipped with the same, a wireless LAN, and a WLL (Wireless Local Loop). ) And the like.
近年、携帯電話機の普及が進みつつあり、携帯電話機の機能、サービスの向上が図られている。
特に最近、1台の携帯電話機内に、送受信システムの他に、位置情報を取得するためのGPS(Global Positioning System)システムを付加した方式を採用した携帯電話機が提案されている。GPS機能の付加された携帯電話機は、高周波分波回路(以下単に「分波回路」という)を用いて、送受信システムの送受信信号とGPSシステムの送受信信号とを切り分ける。
In recent years, cellular phones have been widely used, and functions and services of cellular phones have been improved.
In particular, recently, there has been proposed a mobile phone that employs a system in which a GPS (Global Positioning System) system for acquiring position information is added to a single mobile phone in addition to a transmission / reception system. A mobile phone to which a GPS function is added uses a high-frequency demultiplexing circuit (hereinafter simply referred to as “demultiplexing circuit”) to separate a transmission / reception signal of the transmission / reception system and a transmission / reception signal of the GPS system.
例えば、携帯電話機のセルラーシステム(800MHz帯)にGPSシステムを付加して使用する場合、図7(a)に示すような回路構成が用いられる。
アンテナ端子ANTから入ってきたセルラーシステムの受信信号は、分波回路の低域通過フィルタLPF1を通過する。低域通過フィルタLPF1を通過した受信信号は、送信信号と受信信号とを振り分けるためのSAWフィルタ素子等の急峻な周波数遮断特性を有する受動素子を採用したフィルタ又はGaAs等の半導体スイッチング素子を備える能動型切換スイッチ(いずれも図示せず)を通過して、低雑音増幅器に入力されて増幅され、高周波信号処理回路に供給される。
For example, when a GPS system is added to a cellular phone cellular system (800 MHz band), a circuit configuration as shown in FIG. 7A is used.
A reception signal of the cellular system that has entered from the antenna terminal ANT passes through the low-pass filter LPF1 of the branching circuit. The reception signal that has passed through the low-pass filter LPF1 is an active device that includes a filter that employs a passive element having a steep frequency cutoff characteristic such as a SAW filter element for distributing the transmission signal and the reception signal, or a semiconductor switching element such as GaAs. It passes through a type changeover switch (both not shown), is input to a low noise amplifier, is amplified, and is supplied to a high frequency signal processing circuit.
GPS受信信号(1575MHz)は、分波回路の帯域通過フィルタBPF1を通過する。帯域通過フィルタBPF1を通過した受信信号は、低雑音増幅器に入力されて増幅され、高周波信号処理回路に供給される。
一方、セルラーシステムの送信信号は、所定の周波数帯域を通過させる高周波フィルタを通って電力増幅器に伝えられる。電力増幅器は、この送信高周波信号を電力増幅し、出力整合回路、遮断特性の鋭いフィルタ又は切換スイッチを通して分波回路に供給する。送信電波は、分波回路を出て、アンテナから放射される。
On the other hand, the transmission signal of the cellular system is transmitted to the power amplifier through a high frequency filter that passes a predetermined frequency band. The power amplifier amplifies the transmission high-frequency signal and supplies the amplified signal to the branching circuit through an output matching circuit, a filter having a sharp cutoff characteristic, or a changeover switch. The transmitted radio wave exits the demultiplexing circuit and is radiated from the antenna.
以上に説明した構成の携帯電話機において、仕様により、GPSシステムは搭載せず、セルラーシステムのみを使用する場合がある。
この場合、送受信システムの送受信信号とGPSシステムの送受信信号とを切り分ける分波回路は不要であり、その代わりに図7(b)に示すようなセルラーシステムの送受信信号の基本周波数の整数倍の高調波歪信号を減衰するための低域通過フィルタLPF2が用いられる。
In the cellular phone configured as described above, depending on the specification, a GPS system may not be installed, and only a cellular system may be used.
In this case, a demultiplexing circuit that separates the transmission / reception signal of the transmission / reception system and the transmission / reception signal of the GPS system is not necessary. Instead, a harmonic that is an integral multiple of the fundamental frequency of the transmission / reception signal of the cellular system as shown in FIG. A low-pass filter LPF2 for attenuating the wave distortion signal is used.
このように、対応するシステムに応じて必要な回路が異なるため、対応するシステムが変更されると、携帯電話機のために、新たに高周波モジュールの設計を行う必要があった。
このため、それぞれが個別の設計・製造となるため、誘電体積層基板の管理費が多重になり、コストの上昇や納期遅延等の不具合が生じるという問題があった。また、市場のニーズに変化が生じて対応するシステムが変更すると、古いシステムのみに対応する誘電体積層基板の在庫が残ってしまうという不具合も生じる。
As described above, since necessary circuits differ depending on the corresponding system, it is necessary to newly design a high-frequency module for the mobile phone when the corresponding system is changed.
For this reason, since each is individually designed and manufactured, there is a problem in that the management costs of the dielectric multilayer substrate are multiplexed, and problems such as an increase in cost and delay in delivery occur. In addition, when a change occurs in the market needs and the corresponding system is changed, there is a problem that a stock of dielectric multilayer substrates corresponding only to the old system remains.
本発明の目的は、対応する送受信システム又は受信システムの変化に応じて、全く同一の誘電体積層基板で、搭載部品を変更するだけで対応することのできる高周波モジュールを提供することにある。
また本発明は、前記高周波モジュールを搭載した無線通信装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a high-frequency module that can cope with a change of a mounted component with exactly the same dielectric laminated substrate in accordance with a change in a corresponding transmission / reception system or reception system.
It is another object of the present invention to provide a wireless communication device equipped with the high frequency module.
本発明の高周波モジュールの分波回路は、1つの共用アンテナに対して信号周波数の相異なる複数のシステムを接続するための分波回路を備え、 前記分波回路は、誘電体積層基板の表面及び内部に形成された導体配線層並びに誘電体積層基板の表面に実装された表面実装部品を含む回路である。前記分波回路は、第1のシステムに接続する第1のフィルタ回路と、第2のシステムに接続する第2のフィルタ回路とを有する。前記第1のフィルタ回路は、低域通過フィルタを備え、前記第2のフィルタ回路は、表面実装部品として、インダクタ、キャパシタ及び帯域通過フィルタを備えている。前記第2のシステムへの対応が不要の際は、前記帯域通過フィルタを非搭載し、前記インダクタ及びキャパシタに代えて、インピーダンスを有する素子が搭載される。 The demultiplexing circuit of the high-frequency module of the present invention includes a demultiplexing circuit for connecting a plurality of systems having different signal frequencies to one shared antenna, and the demultiplexing circuit includes a surface of a dielectric multilayer substrate, It is a circuit including a conductor wiring layer formed inside and a surface mount component mounted on the surface of the dielectric multilayer substrate. The branching circuit includes a first filter circuit connected to the first system and a second filter circuit connected to the second system. The first filter circuit includes a low-pass filter, and the second filter circuit includes an inductor, a capacitor, and a band-pass filter as surface mount components. When it is not necessary to deal with the second system, the band pass filter is not mounted, and an element having impedance is mounted instead of the inductor and the capacitor.
このような高周波モジュールとすることによって、1つの誘電体積層基板を設計・製造・管理しておいて、第2のシステムへの対応が不要の際は、搭載部品を変えて、第1のシステムのみに対応した高周波モジュールを製造・販売することができる。
これにより、基本的に第1のシステムの無線通信装置の市場であるが、第2のシステムへの対応の要求度が地域的・時期的に不確定な場合であっても、不要な在庫を抱えるリスクを減少することが可能となる。
By adopting such a high-frequency module, one dielectric multilayer substrate is designed, manufactured, and managed, and when it is not necessary to support the second system, the mounted system is changed and the first system is changed. Can produce and sell high-frequency modules compatible only with
As a result, it is basically the market for wireless communication devices in the first system, but even if the degree of request for support for the second system is uncertain in terms of region and time, unnecessary inventory is maintained. It is possible to reduce the risks involved.
前記インダクタ、キャパシタ又はインピーダンスを有する素子は、前記誘電体積層基板の表面に形成された表層部品パッドに対して、半田によって接合される構造とすれば、いずれかの選択された素子を誘電体積層基板に搭載して、半田を溶融させるという簡単な工程により、誘電体積層基板へ実装することができる。
前記帯域通過フィルタの共用アンテナ側の端子と接地との間に、第2のキャパシタが接続されている構造とすれば、前記第2のシステムへの対応が不要の際でも、共用アンテナ端子から見て、前記第2のフィルタ回路のインピーダンスが容量性となり、前記第1のフィルタ回路と第2のフィルタ回路とを接続したときのインピーダンスを信号線路の特性インピーダンスに一致させやすくなる。したがって、アンテナ入力信号の反射などを防止することができる。
If the inductor, the capacitor, or the element having impedance is structured to be bonded to the surface layer component pad formed on the surface of the dielectric multilayer substrate by soldering, any selected element is dielectric laminated. It can be mounted on a dielectric laminated substrate by a simple process of mounting on a substrate and melting solder.
If a second capacitor is connected between the terminal on the shared antenna side of the bandpass filter and the ground, even when no response to the second system is required, the second antenna is viewed from the shared antenna terminal. Thus, the impedance of the second filter circuit becomes capacitive, and the impedance when the first filter circuit and the second filter circuit are connected is easily matched with the characteristic impedance of the signal line. Therefore, reflection of the antenna input signal can be prevented.
前記インピーダンスを有する素子は、前記誘電体積層基板の表層にマウント可能なチップ抵抗器であってもよい。
前記インピーダンスを有する素子の抵抗値の範囲は、10Ω以下であることが望ましい。この理由は上記インピーダンスを有する素子の値が10オームを超えると、この素子を誘電体積層基板に実装する方が非搭載のときよりもむしろ整合状態が劣化するため、整合を調整する効果がなくなるからである。
The element having the impedance may be a chip resistor that can be mounted on a surface layer of the dielectric multilayer substrate.
The range of the resistance value of the element having the impedance is desirably 10Ω or less. The reason for this is that if the value of the element having the impedance exceeds 10 ohms, the matching state is deteriorated rather than when the element is mounted on the dielectric laminated substrate rather than when it is not mounted. Because.
特に、基本的に0オームの素子(ジャンパー抵抗)を用いるとよい。
また、上記分波回路の構造を備え、かつ、少なくともデュプレクサ、電力増幅器、方向性結合器、帯域通過フィルタのいずれかを含む高周波モジュールを構成することにより、無線通信装置の小型化を促進できる。
また、本発明によれば、前記高周波モジュールを搭載することにより、システムの変更に対応しやすい、小型、低コストな無線通信装置を実現することができる。
In particular, a 0 ohm element (jumper resistor) is basically used.
In addition, by configuring a high-frequency module having the structure of the branching circuit and including at least one of a duplexer, a power amplifier, a directional coupler, and a bandpass filter, it is possible to promote downsizing of the wireless communication device.
In addition, according to the present invention, by mounting the high-frequency module, it is possible to realize a small-sized and low-cost wireless communication apparatus that can easily cope with a change in the system.
以上のように本発明によれば、量産効果を利用でき、低価格化と短納期化を実現できるメリットがある。また、設計の時間も削減できる。
また、携帯端末機などの無線通信装置において、新機種のタイムリーな市場投入と低価格化を実現できる。
As described above, according to the present invention, there is an advantage that the mass production effect can be used, and the price can be reduced and the delivery time can be shortened. In addition, design time can be reduced.
In addition, in wireless communication devices such as portable terminals, it is possible to achieve timely market introduction and cost reduction of new models.
本発明の高周波モジュールを、図面を参照しながら説明する。
以下、CDMAセルラーシステム、GPS(Global Positioning System)システムを共用する場合と、セルラーシステム単独で使用する場合の両方に対応することのできる高周波モジュールを例にとって説明する。
図1は、携帯電話機等の無線通信装置に用いられる、CDMA方式の高周波モジュールのブロック構成図である。
The high-frequency module of the present invention will be described with reference to the drawings.
Hereinafter, a description will be given by taking as an example a high-frequency module that can support both a case where a CDMA cellular system and a GPS (Global Positioning System) system are shared and a case where the cellular system is used alone.
FIG. 1 is a block configuration diagram of a CDMA high-frequency module used in a wireless communication device such as a mobile phone.
このCDMA方式の高周波モジュールは、セルラー方式800MHz帯の送受信システムと、GPSによる測位機能を利用するためGPS1.5GHz帯の受信システムとから構成される。
このようなバンド構成の分波回路を搭載した移動体無線通信装置においては、各部に対する小型化、軽量化の要求が強く、これらの要求を考慮して、分波回路は、所望の特性が達成できる単位でモジュール化されている。
This CDMA high frequency module is composed of a cellular 800 MHz band transmission / reception system and a GPS 1.5 GHz band reception system in order to use a positioning function by GPS.
In mobile radio communication devices equipped with such a band-demultiplexing circuit, there is a strong demand for miniaturization and weight reduction for each part, and considering these requirements, the demultiplexing circuit achieves desired characteristics. It is modularized in units that can be done.
すなわち、図1に実線100で示したように、表面実装部品10,11、帯域通過フィルタ12,低域通過フィルタ13などが、1つの基板に配置され1つの高周波モジュールを形成している。
なお、前記表面実装部品10,11、帯域通過フィルタ12、低域通過フィルタ13の他に、急峻な遮断特性により送受信信号を切り分けるデュプレクサを実装したり、送信用フィルタ、電力増幅器、方向性結合器などを含む送信回路を実装して、より大規模な高周波モジュールとしてもよい。
That is, as indicated by the
In addition to the
さらにセルラー受信システムを構成する受信用高周波フィルタや低雑音増幅器を実装した高周波モジュールとしてもよい。
図2には、図1に示した高周波モジュール100の構造を備え、かつデュプレクサ202、電力増幅器204、方向性結合器206、送信用フィルタ208を含む大規模な高周波モジュール110のブロック図を示す。
Furthermore, a high-frequency module on which a high-frequency filter for reception and a low-noise amplifier constituting the cellular reception system are mounted may be used.
FIG. 2 is a block diagram of a large-scale high-
この図2の高周波モジュール110は、回路規模が大きいため、本発明の量産効果による低価格化と短納期化、設計時間の削減の効果を、より大きく享受することができる。
以下、図1に示した構成の高周波モジュールに基づいて説明する。しかし、図2の高周波モジュールの分波回路の部分も同じ回路構成なので、以下の説明は、図2の高周波モジュールにもそのまま該当する。
Since the high-
Hereinafter, description will be made based on the high-frequency module having the configuration shown in FIG. However, since the part of the demultiplexing circuit of the high-frequency module in FIG. 2 is the same circuit configuration, the following description also applies to the high-frequency module in FIG.
本発明の高周波モジュールは、誘電体基板上に形成され、無線通信装置のアンテナに接続されるアンテナ端子ANTと、表面実装部品10,11と、帯域通過フィルタ(BPF)12と、アンテナ端子ANTと帯域通過フィルタ12の間に形成された表層部品パッド2〜7とを備えている。
前記表層部品パッド2〜5は、システムを選択するための表面実装部品10,11を実装するためのパッドである。表層部品パッド2,3間の位置を符号S1で示し、表層部品パッド4,5間の位置を符号S2で示す。位置S1に表面実装部品10が実装され、位置S2に表面実装部品11が実装される。
The high-frequency module of the present invention includes an antenna terminal ANT formed on a dielectric substrate and connected to an antenna of a wireless communication device,
The surface
また、表層部品パッド6,7は、帯域通過フィルタ12の入出力電極に接続されるためのパッドである。表層部品パッド6,7間の位置を符号S3で示す。この位置S3に、帯域通過フィルタ12が実装される。
さらに、誘電体積層基板内に、内層導体パターンで形成されたシャントキャパシタC2と、低域通過フィルタ(LPF)13と、セルラーシステムの送受信回路に接続するCELL端子16と、GPSシステムの受信回路に接続するGPS端子15とを備えている。
Further, the surface
Furthermore, a shunt capacitor C2 formed with an inner layer conductor pattern, a low-pass filter (LPF) 13, a
前記帯域通過フィルタ12は、セルラーシステムの周波数帯の信号を減衰させ、GPSシステムの周波数帯の受信信号のみを通過させ、GPS端子15へ入出力するためのフィルタであり、前記低域通過フィルタ13は、GPSシステムの周波数帯の受信信号を減衰させ、セルラーシステムで使用される信号をCELL端子16へ入出力するためのものである。
The
前記帯域通過フィルタ12は、例えば、誘電体上に形成された弾性表面波(Surface Acoustic Wave)フィルタ素子により構成することができる。SAWは減衰特性が急峻でかつ、小型という特徴があるので、SAWを用いることで高周波モジュールの性能を向上させ、小型化ができる。なお、弾性表面波フィルタ(SAWフィルタ)の代わりに、FBARフィルタ、誘電体フィルタ、BAWフィルタなどの表面実装部品を用いることもできる。
The band-
前記低域通過フィルタ13は、誘電体積層基板の内層に形成された導体パターンで形成されたものである。なお、低域通過フィルタ13を誘電体積層基板の表面に実装してもよい。
まず、セルラーシステムとGPSシステムとを共用する無線通信装置に本発明の高周波モジュールを適用する際の、部品選択について説明する。
The low-
First, selection of components when the high-frequency module of the present invention is applied to a wireless communication apparatus that shares a cellular system and a GPS system will be described.
セルラーとGPS共用時は、表1に従って、誘電体積層基板の位置S1,S2に、それぞれキャパシタC1、インダクタLを実装する。キャパシタC1とインダクタLの順番は交換してもよい。また、位置S3にSAWフィルタなどの帯域通過フィルタを実装する。
これらのキャパシタC1、インダクタL、帯域通過フィルタ(BPF)12を実装した場合の回路図を、図3に示す。
When sharing cellular and GPS, according to Table 1, capacitors C1 and inductors L are mounted at positions S1 and S2 of the dielectric multilayer substrate, respectively. The order of the capacitor C1 and the inductor L may be exchanged. A band pass filter such as a SAW filter is mounted at the position S3.
FIG. 3 shows a circuit diagram when the capacitor C1, the inductor L, and the band pass filter (BPF) 12 are mounted.
つぎに、セルラーシステム単独で使用する場合は、表1に従って、誘電体積層基板の位置S1,S2には、ともにジャンパー抵抗(抵抗値0オームのチップ抵抗器)R1,R2を実装する。12の場所には帯域通過フィルタは実装しない。
これらのジャンパー抵抗R1,R2を実装した場合の回路図を、図4に示す。
セルラーシステム単独使用のときに、単に帯域通過フィルタ12を実装しないままにするのではなく、キャパシタC1やインダクタLの代わりにジャンパー抵抗R1,R2を実装するのは、以下の理由によるものである。
Next, when the cellular system is used alone, according to Table 1, jumper resistors (chip resistors having a resistance value of 0 ohm) R1, R2 are mounted at positions S1, S2 of the dielectric laminated substrate. Bandpass filters are not implemented at 12 locations.
A circuit diagram when these jumper resistors R1 and R2 are mounted is shown in FIG.
The reason why the jumper resistors R1 and R2 are mounted instead of the capacitor C1 and the inductor L instead of simply not mounting the
セルラー、GPS共用のときの高周波モジュールは、図3に示すように、LPF13からなるセルラー側回路と、キャパシタC1、インダクタL、シャントコンデンサC2、帯域通過フィルタ12が縦続接続されたGPS側回路とからなる。
ここで、セルラーの基本周波数で、アンテナ端子ANTからみたインピーダンスを考えると、セルラー側回路は、50オームからL寄りのインピーダンスZ(Z=50+jX;X>0)を持っている。一方、GPS側回路は、オープン(無限大オーム)からCよりのインピーダンスZ(Z=∞−jX;X>0)を持っている。上記L成分とC成分が打ち消しあって50オーム整合がとれている。
As shown in FIG. 3, the high-frequency module for cellular and GPS sharing includes a cellular circuit composed of
Here, considering the impedance viewed from the antenna terminal ANT at the cellular fundamental frequency, the cellular side circuit has an impedance Z (Z = 50 + jX; X> 0) closer to L from 50 ohms. On the other hand, the GPS side circuit has an impedance Z (Z = ∞−jX; X> 0) from C from open (infinite ohms). The L component and the C component cancel each other, and 50 ohm matching is obtained.
つぎに、セルラー単独使用のとき、仮に、キャパシタC1、インダクタL、帯域通過フィルタ12をすべて非実装とすると、セルラー基本周波数における上記GPS側回路のインピーダンスは、完全にオープンとなってしまう。すると、セルラー、GPS共用のときにとれていた50オーム整合が崩されてしまうことになる。このように整合が崩れると、セルラーシステム側で再度整合の調整を行う必要が生じ、したがって、セルラー、GPS共用機対応の高周波モジュールとして設計、特性調整、工程能力確認、保障などを実施してきたことを、再度行わなければならない。
Next, if the capacitor C1, the inductor L, and the
そこで、表面実装部品のキャパシタC1、インダクタLの代わりに、ジャンパー抵抗R1,R2を実装する。こうすると、誘電体積層基板内蔵のシャントキャパシタC2によって形成される容量によって、アンテナ端子ANTに対するGPS側回路のインピーダンスがオープンからC寄りの位置に移動し、セルラーとGPS共用の場合と同じインピーダンスを得ることができる。こうすることで、セルラー、GPS共用機対応の高周波モジュールとして設計、特性調整、工程能力確認、保障などを実施してきたことを再度行う必要が省け、納期短縮、基板管理費低減、不要在庫のリスク低減に寄与することができる。 Therefore, instead of the surface mount component capacitor C1 and inductor L, jumper resistors R1 and R2 are mounted. In this way, the impedance of the GPS side circuit with respect to the antenna terminal ANT moves from the open position to the C position due to the capacitance formed by the shunt capacitor C2 built in the dielectric multilayer substrate, and the same impedance as in the case of using both cellular and GPS is obtained. be able to. This eliminates the need to re-design, adjust the characteristics, check the process capability, and guarantee the high-frequency module for cellular and GPS shared devices, shorten delivery times, reduce board management costs, and risk of unnecessary inventory. It can contribute to reduction.
図5は、本発明の高周波モジュールの誘電体基板1の表面を積層方向上面から観た平面図である。図6は、表面実装部品10,11、帯域通過フィルタ12の、積層誘電体基板1の表面への実装状態を示す斜視図である。
積層誘電体基板1は、誘電体層を複数層積層してなり、その表面や内部に配線導体層が形成されてなるものである。例えば、ガラスエポキシ樹脂などの有機システム誘電体層に対して、銅箔などの導体によって配線導体層を形成し、積層して熱硬化させたもの、又は、セラミック材料などの無機システム誘電体基板グリーンシートに種々の配線導体層を形成し、これらを積層後同時に焼成したものが用いられる。
FIG. 5 is a plan view of the surface of the
The laminated
上記セラミック材料としては、(1)Al2O3、AlN、Si3N4、SiCなどを主成分とする焼成温度が1100℃以上のセラミック材料、(2)金属酸化物の混合物からなる1100℃以下、特に1050℃以下で焼成される低温焼成セラミック材料、(3)ガラス粉末、あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉末との混合物からなる1100℃以下、特に1050℃以下で焼成される低温焼成セラミック材料の群から選ばれる少なくとも1種が選択される。 The ceramic material includes (1) a ceramic material whose main component is Al2O3, AlN, Si3N4, SiC, etc., and a firing temperature of 1100 ° C. or higher, and (2) 1100 ° C. or lower, especially 1050 ° C. or lower, made of a mixture of metal oxides. (3) at least one selected from the group of low-temperature fired ceramic materials fired at 1100 ° C. or lower, particularly 1050 ° C. or lower, made of glass powder or a mixture of glass powder and ceramic filler powder A species is selected.
前記(2)の混合物としては、BaO−TiO2システム、Ca−TiO2システム、MgO−TiO2システム等のセラミック材料が用いられる。これらのセラミック材料に、SiO2、Bi2O3、CuO、Li2O、B2O3等の助剤を適宜添加したものも用いられる。前記(3)のガラス組成物としては、少なくともSiO2を含み、Al2O3、B2O3、ZnO、PbO、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物のうちの少なくとも1種以上を含有したものであって、具体的には、SiO2−B2O3−ROシステム、SiO2−BaO−Al2O3−ROシステム、SiO2−B2O3−Al2O3−ROシステム、SiO2−Al2O3−ROシステム、さらにはこれらのシステムにZnO、PbO、Pb、ZrO2、TiO2等を配合した組成物が挙げられる。
As the mixture of (2), ceramic materials such as BaO—
また、前記(3)のガラスとしては、焼成処理することによっても非晶質ガラス、また焼成処理によって、アルカリ金属シリケート、クォーツ、クリストバライト、コージェライト、ムライト、エンスタタイト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ディオプサイド、イルメナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも1種を析出する結晶化ガラスなどが用いられる。また、前記(3)におけるセラミックフィラーとしては、Al2O3、SiO2(クォーツ、クリストバライト)、フォルステライト、コージェライト、ムライト、ZrO2、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、スピネル、マグネシア、AlN、Si3N4、SiC、MgTiO3、CaTiO3などのチタン酸塩の群から選ばれる少なくとも1種が挙げられ、ガラス20〜80質量%、フィラー20〜80質量%の割合で混合されることが望ましい。 As the glass of (3), amorphous glass can be obtained by baking treatment, and alkali metal silicate, quartz, cristobalite, cordierite, mullite, enstatite, anorthite, serdian, spinel, Crystallized glass that precipitates at least one crystal of garnite, diopside, ilmenite, willemite, dolomite, petalite, and substituted derivatives thereof is used. The ceramic filler in (3) is Al2O3, SiO2 (quartz, cristobalite), forsterite, cordierite, mullite, ZrO2, mullite, forsterite, enstatite, spinel, magnesia, AlN, Si3N4, SiC, MgTiO3. And at least one selected from the group of titanates such as CaTiO3, and it is desirable that the glass is mixed in a proportion of 20 to 80% by mass of glass and 20 to 80% by mass of filler.
一方、配線導体層は、誘電体基板と同時焼成して形成するために、誘電体基板を形成するセラミック材料の焼成温度に応じて種々組み合わせられる。例えば、セラミック材料が前記(1)の場合、タングステン、モリブデン、マンガン、銅の群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。また、低抵抗化のために、銅などとの混合物としてもよい。セラミック材料が前記(2)(3)の低温焼成セラミック材料を用いる場合、銅、銀、金、アルミニウムの群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする低抵抗導体材料が用いられる。 On the other hand, since the wiring conductor layer is formed by simultaneous firing with the dielectric substrate, various combinations are made according to the firing temperature of the ceramic material forming the dielectric substrate. For example, when the ceramic material is (1), a conductor material mainly containing at least one selected from the group consisting of tungsten, molybdenum, manganese, and copper is preferably used. Moreover, it is good also as a mixture with copper etc. for resistance reduction. When the ceramic material is the low-temperature fired ceramic material of (2) or (3) above, a low-resistance conductor material mainly containing at least one selected from the group consisting of copper, silver, gold, and aluminum is used.
また、各層を接続するためのビアホール導体は、誘電体層に形成した貫通孔にメッキ処理するか、導体ペーストを充填するかして形成される。
特に、セラミック材料を用いれば、セラミック誘電体の比誘電率は通常7から25と、樹脂基板に比べて高いので、誘電体層を薄くでき、誘電体層に内装された回路の素子のサイズを小さくでき、素子間距離も狭くすることができる。
The via-hole conductor for connecting each layer is formed by plating a through hole formed in the dielectric layer or filling a conductor paste.
In particular, if a ceramic material is used, the dielectric constant of the ceramic dielectric is usually 7 to 25, which is higher than that of the resin substrate. Therefore, the dielectric layer can be made thin, and the size of the circuit element embedded in the dielectric layer can be reduced. The distance between the elements can be reduced, and the distance between the elements can also be reduced.
とりわけ、ガラスセラミックスなどの低温で焼成が可能なセラミック材料を用いると、前述したように、導体パターンを低抵抗の銅、銀などによって形成することができるので望ましい。
図5に示すように、アンテナ端子ANT、GPS端子15などは、内部の誘電体層に形成された配線導体層によって構成される。低域通過フィルタ13は、内部の誘電体層に配線導体層を印刷したストリップラインで形成される。シャントキャパシタC2は、多層化された各誘電体層に印刷された配線導体層同士の重なりによって形成される。
In particular, the use of a ceramic material that can be fired at a low temperature, such as glass ceramics, is desirable because the conductor pattern can be formed of low resistance copper, silver, or the like, as described above.
As shown in FIG. 5, the antenna terminal ANT, the
これらの内部の誘電体層に形成された部品は、図5に破線で示している。
一方、表層部品パッド2〜7は、誘電体基板1の表面に形成された配線導体層によって構成される。"8"は、誘電体基板1の表面に形成されたグランド電極層であり、誘電体基板1に実装される帯域通過フィルタ12の圧電基板に形成された表面電極を、外気から封止する役目と、外部電磁界からシールドする役目を果たす。
The components formed in these internal dielectric layers are indicated by broken lines in FIG.
On the other hand, the surface
この高周波モジュールは、複数個取りになった基板の作製、基板へのクリーム半田の印刷、表面実装部品10,11を基板に載せるためのチップマウント、半田を硬化させるためのリフロー、基板を個片にするためのダイシング又はスナップという製造工程で作られる。なお、ダイシングの前に樹脂封止工程を入れれば、表面を平らにでき、ユーザーがメインボードに搭載するのが容易になるので、部品として望ましい形状となる。
This high-frequency module is made of a plurality of substrates, printing cream solder on the substrate, chip mounting for mounting the
以上のように本発明によれば、システムの選択時に、誘電体基板の表層にチップマウントする時のマウントデータを、表1に基づいて変更することのみで、容易に実現できる。したがって、ひとつの基板で、数種類の分波回路を兼ねることができる。これにより、量産効果を利用でき、低価格化と短納期化を実現できるメリットがある。また、設計の時間も削減できる。 As described above, according to the present invention, at the time of system selection, it can be easily realized only by changing the mount data when chip-mounting on the surface layer of the dielectric substrate based on Table 1. Therefore, a single substrate can serve as several types of demultiplexing circuits. As a result, the mass production effect can be used, and there is an advantage that the price can be reduced and the delivery time can be shortened. In addition, design time can be reduced.
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、セルラーシステム単独で使用する場合は、誘電体積層基板の位置S1,S2に、ともに抵抗値0オームのチップ抵抗器R1,R2を実装していたが、その抵抗値は厳密に0オームに限られるものではない。10Ωまでの抵抗値を有する抵抗器を使用することができる。抵抗値が前記数値を超えると、C2による容量性へのシフトよりも抵抗値による実抵抗分の影響の方が大きくなり、抵抗値を実装すると整合調整の点から逆効果となるという不都合がある。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments. For example, when the cellular system is used alone, chip resistors R1 and R2 having resistance values of 0 ohms are mounted at positions S1 and S2 of the dielectric multilayer substrate, but the resistance value is strictly 0 ohms. It is not limited. Resistors having resistance values up to 10Ω can be used. If the resistance value exceeds the above numerical value, the effect of the actual resistance due to the resistance value is greater than the shift to capacitance due to C2, and there is a disadvantage that mounting the resistance value has an adverse effect from the point of matching adjustment. .
また、前記抵抗器に代えて、インダクタ成分を有する素子を用いてもよい。
また、セルラーシステム(800MHz帯)とGPSシステムに対応する高周波モジュールについて説明したが、本発明が適用される通過帯域や通信方式はこれらに限定されるわけではない。例えばGSM方式(Global System for Mobile communication)800MHzとGPSシステムとに対応する高周波モジュールについても、本発明の部品選択構造を適用することができる。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
Further, instead of the resistor, an element having an inductor component may be used.
Moreover, although the high frequency module corresponding to a cellular system (800 MHz band) and a GPS system was demonstrated, the pass band and communication system to which this invention is applied are not necessarily limited to these. For example, the component selection structure of the present invention can also be applied to a high-frequency module corresponding to a GSM system (Global System for Mobile communication) 800 MHz and a GPS system. In addition, various modifications can be made within the scope of the present invention.
1 誘電体積層基板
2〜7 表層部品パッド
C2 基板内蔵のシャントキャパシタ
10,11 表面実装部品
12 帯域通過フィルタ
13 低域通過フィルタ
15 GPS端子
16 セルラー端子
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記分波回路は、誘電体積層基板の表面及び内部に形成された導体配線層並びに誘電体積層基板の表面に実装された表面実装部品を含む回路であり、
第1のシステムに接続する第1のフィルタ回路と、第2のシステムに接続する第2のフィルタ回路とを有し、
前記第1のフィルタ回路は、低域通過フィルタを備え、
前記第2のフィルタ回路は、表面実装部品として、インダクタ、キャパシタ及び帯域通過フィルタを備え、
前記第2のシステムへの対応が不要の際は、前記帯域通過フィルタを非搭載し、前記インダクタ及びキャパシタに代えて、インピーダンスを有する素子が搭載されることを特徴とする高周波モジュール。 A high-frequency module including a branching circuit for connecting a plurality of systems having different signal frequencies to one shared antenna,
The branching circuit is a circuit including a surface of a dielectric multilayer substrate and a conductor wiring layer formed therein and a surface mount component mounted on the surface of the dielectric multilayer substrate.
A first filter circuit connected to the first system and a second filter circuit connected to the second system;
The first filter circuit includes a low-pass filter,
The second filter circuit includes an inductor, a capacitor, and a band pass filter as surface mount components,
The high-frequency module according to claim 1, wherein when the second system is not required, the band-pass filter is not mounted, and an element having an impedance is mounted instead of the inductor and the capacitor.
A wireless communication device such as a mobile phone on which the high frequency circuit module according to claim 1 is mounted.
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