JP2009089165A - 高周波モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 高周波フィルタ素子のグランド電流が高周波信号配線に干渉するのを抑制し、高周波フィルタ素子の入出力間のアイソレーション特性を確保する。
【解決手段】 多層基板１１の上面には、デュプレクサ６用の上面グランド電極２１を設ける。多層基板１１の下面には、外部のグランドに接続する下面グランド電極２９を設ける。多層基板１１の内部には、デュプレクサ６の下方に位置して高周波信号配線２４を設けると共に、高周波信号配線２４の周囲には内部グランド電極２２，２６，２７を設ける。多層基板１１には、内部グランド電極２２，２６，２７に接続せずに、上面グランド電極２１と下面グランド電極２９を接続するグランド用スルーホール３１〜３３を設ける。これにより、デュプレクサ６のグランド電流が高周波信号配線２４に干渉するのを防止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば携帯電話機などの無線通信装置に用いられる高周波モジュールに関する。

携帯電話機などの無線通信装置は小型化および多機能化が進んでいる。このため、このような無線通信装置に内蔵するための無線通信回路部品の小型化が進んでいる。

小型の無線通信回路部品として、多層基板を備えた高周波モジュールが知られている（例えば特許文献１参照）。この高周波モジュールでは、無線通信回路の一部を構成する高周波フィルタなどの素子および配線を多層基板の各層に分散配置している。即ち、素子および配線を水平方向だけでなく、垂直方向にも分散させて配置することにより、素子および配線の高密度化を図り、高周波モジュールの小型化を実現している。

特開２００５−２１７５８０号公報

多層基板を備えた小型の高周波モジュールでは、素子および配線が高密度に配置されている。このため、ＳＡＷフィルタ（表面弾性波フィルタ）等の高周波フィルタが実装位置付近にも、多層基板の内層側に高周波信号を伝送するための高周波信号配線を配置することがある。また、多層基板に実装された部品等をグランドに接続するために、多層基板の各層にはグランド配線パターンが設けられている。そして、高周波フィルタのグランド端子は、スルーホール等を用いてこれらのグランド配線パターンに接続されると共に、最終的には多層基板の最下層に設けられたグランド配線パターンに接続されている。

ところで、高周波フィルタが動作するときには、高周波フィルタのグランド端子から最下層のグランド配線パターンに向けてグランド電流（ＧＮＤ電流）が流れる。このとき、このグランド電流は、スルーホールや多層基板の内層に設けられたグランド配線パターンを介して内層の高周波信号配線に干渉（結合）することがある。この結果、この高周波信号配線を介して、高周波フィルタの入出力間のアイソレーション特性が劣化するという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、高周波フィルタ素子のグランド電流が高周波信号配線に干渉するのを抑制し、高周波フィルタ素子の入出力間のアイソレーション特性を確保することができる高周波モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の絶縁層が積層された多層基板と、該多層基板の上面に実装された高周波フィルタ素子と、前記多層基板の上面に実装され該高周波フィルタ素子のグランド端子が接続された上面グランド電極と、前記多層基板の下面に設けられ外部のグランドに接続される下面グランド電極と、前記多層基板に設けられ上面グランド電極と下面グランド電極との間を接続するグランド用スルーホールとを備えた高周波モジュールに適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記多層基板の内部には、２つの絶縁層に挟まれた高周波信号を伝送するための高周波信号配線を設け、前記多層基板の内部には、該高周波信号配線が形成された絶縁層の表面および該高周波信号配線が形成された絶縁層を直接的あるいは間接的に挟む絶縁層の表面に内部グランド電極を設け、前記グランド用スルーホールは、いずれの内部グランド電極にも接続することなく、前記上面グランド電極と下面グランド電極との間を接続する構成としたことにある。

請求項２の発明では、前記高周波信号配線は前記高周波フィルタ素子の下方に配置している。

請求項３の発明では、前記内部グランド電極は、前記グランド用スルーホールとは異なる他のスルーホールを用いて下面グランド電極に接続する構成としている。

また、請求項４の発明が採用する構成の特徴は、前記多層基板の内部のうち前記高周波フィルタ素子の下方を除いた位置には、２つの絶縁層に挟まれ、高周波信号を伝送するための高周波信号配線を設け、前記多層基板の内部には、該高周波信号配線が形成された絶縁層の表面および該高周波信号配線が形成された絶縁層を直接的あるいは間接的に挟む絶縁層の表面に内部グランド電極を設け、前記グランド用スルーホールは、該内部グランド電極に接続する構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、グランド用スルーホールは、高周波信号配線の周囲に位置するいずれの内部グランド電極にも接続することなく、上面グランド電極と下面グランド電極との間を接続する。このため、高周波フィルタ素子が動作してグランド用スルーホールをグランド電流が流れるときでも、このグランド電流が内部グランド電極に流れることがなくなる。この結果、グランド電流が高周波信号配線と干渉することがなくなるため、高周波フィルタ素子の入出力間のアイソレーション特性を確保することができる。

請求項２の発明によれば、高周波信号配線は高周波フィルタ素子の下方に配置されている。即ち、高周波フィルタ素子と高周波信号配線とは、多層基板の厚さ方向に見て重なるように配置されている。これにより、高周波信号配線を形成するために、多層基板ないし各絶縁層の表面面積が大きくなるのを防ぐことができ、高周波モジュールの小型化または高密度化を図ることができる。

また、高周波フィルタ素子のグランド電流はできるだけ最短の経路を通じて下面グランド電極に流れる傾向があるから、高周波フィルタ素子の下方に配置された高周波信号配線の周囲を通過する傾向がある。しかし、本発明では、グランド用スルーホールは、高周波信号配線の周囲に位置するいずれの内部グランド電極にも接続しない構成としたことから、グランド電流が高周波信号配線の近傍を通過するのを防ぐことができ、グランド電流が高周波信号配線に干渉するのを防ぐことができる。

請求項３の発明によれば、多層基板にはグランド用スルーホールとは異なる他のスルーホールを設けることによって、該他のスルーホールを用いて内部グランド電極を下面グランド電極に接続することができる。これにより、他の回路部品等が多層基板に実装されるときでも、内部グランド電極および下面グランド電極を通じて外部のグランドに接続することができる。

また、請求項４の発明によれば、高周波信号配線は、多層基板の内部のうち高周波フィルタの下方を除いた位置に配置した。また、高周波信号配線の周囲に内部グランド電極を設けると共に、グランド用スルーホールは該内部グランド電極に接続する構成とした。このとき、高周波フィルタ素子のグランド電流はできるだけ最短の経路を通じて下面グランド電極に流れる傾向があるから、このグランド電流は高周波フィルタ素子の下方に向けて流れる。このため、グランド用スルーホールを内部グランド電極に接続しても、グランド電流は高周波フィルタ素子の下方周囲を通過して、高周波信号配線の周囲は通過しなくなる。この結果、グランド電流が高周波信号配線と干渉することがなくなるから、高周波フィルタ素子の入出力間のアイソレーション特性を確保することができる。また、上面グランド電極と内部グランド電極とを、別個のスルーホールを用いて下面グランド電極に接続する必要がなくなる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。

まず、図１および図２は本発明の第１の実施の形態を示し、図１において、１は本発明の高周波モジュールを含む無線通信回路である。無線通信回路１は例えば携帯電話機などの無線通信装置に内蔵される。

２はベースバンド処理回路である。ベースバンド処理回路２は、ベースバンド信号を送信信号ＴＳに変換する。また、ベースバンド処理回路２は、受信信号ＲＳをベースバンド信号に変換する。

３は送信回路である。送信回路３は、ベースバンド処理回路２から供給された送信信号ＴＳを変調し、送信用の高周波信号ＲＦ1を生成する。

４はアンテナである。アンテナ４は高周波信号ＲＦ1を送信すると共に、高周波信号ＲＦ2を受信する。

５は受信回路である。受信回路５は、アンテナ４により受信された受信用の高周波信号ＲＦ2を復調し、これにより受信信号ＲＳを生成し、この受信信号ＲＳをベースバンド処理回路２へ出力する。

６は高周波フィルタ素子としてのデュプレクサである。デュプレクサ６は、高周波信号ＲＦ1の送信と高周波信号ＲＦ2の受信を１個のアンテナ４で行うに当たり、高周波信号ＲＦ1と高周波信号ＲＦ2とを相互に分離させる。デュプレクサ６は、高周波信号ＲＦ2を遮断し、高周波信号ＲＦ1の通過を許す高周波フィルタ６Ａを備えている。高周波フィルタ６Ａは、送信回路３とアンテナ４との間に接続されている。また、デュプレクサ６は、高周波信号ＲＦ1を遮断し、高周波信号ＲＦ2の通過を許す高周波フィルタ６Ｂを備えている。高周波フィルタ６Ｂは、アンテナ４と受信回路５との間に接続されている。高周波フィルタ６Ａ、６Ｂはそれぞれ、例えば表面弾性波フィルタである。なお、高周波フィルタ６Ａ、６ＢはＬＣフィルタなどの他のフィルタでもよい。

高周波信号ＲＦ1，ＲＦ2の周波数はそれぞれ、例えばおよそ数百ＭＨｚから数ＧＨｚまでの範囲であり、無線通信装置が採用する電波の周波数帯により決まる。また、高周波信号ＲＦ1の周波数と高周波信号ＲＦ2の周波数は互いに異なる。例えば、無線通信装置が採用する周波数帯が２．１ＧＨｚ帯である場合には、高周波信号ＲＦ1の周波数は１９２０〜１９８０ＭＨｚであり、高周波信号ＲＦ2の周波数は２１１０〜２１７０ＭＨｚである。

図２において、１０は、図１中のデュプレクサ６を含む高周波モジュールである。このとき、高周波モジュール１０には、デュプレクサ６に加えて、例えば高周波信号ＲＦ1を増幅する電力増幅器や高周波信号ＲＦ2を増幅する低雑音増幅器等（いずれも図示せず）が実装されている。なお、高周波モジュール１０には、送信回路３、受信回路５等を実装する構成としてもよい。

１１はデュプレクサ６が実装された多層基板である。多層基板１１は、垂直方向に上から下に向けて、例えば上部絶縁層１２、内部絶縁層１３、内部絶縁層１４、内部絶縁層１５および下部絶縁層１６を備え、これらの絶縁層１２〜１６は厚さ方向に積み重なって積層されている。

各絶縁層１２〜１６は、例えばガラスエポキシ樹脂またはセラミック材料などの誘電体により形成されている。

多層基板１１の上面には、上部絶縁層１２の表面に位置して上面グランド電極２１が実装されている。上面グランド電極２１には、デュプレクサ６のグランド端子６Ｃが接続されている。これにより、多層基板１１の上面には、デュプレクサ６が実装されている。

多層基板１１のうち内部絶縁層１３と上部絶縁層１２との間には、多層基板１１の内部に位置して内部グランド電極２２，２３が形成されている。このとき、直下側の内部グランド電極２２は、デュプレクサ６の下方に配置されている。一方、周囲側の内部グランド電極２３は、デュプレクサ６の下方を除いた位置に配置されている。そして、内部グランド電極２２，２３は、デュプレクサ６の周囲では互いに分離され、内部グランド電極２２，２３の間に隙間が形成されている。また、内部グランド電極２２は、後述する高周波信号配線２４と内部絶縁層１３を挟んで厚さ方向上側の異なる位置に配置され、高周波信号配線２４の上方を覆っている。このため、内部グランド電極２２は、高周波信号配線２４が形成された内部絶縁層１４を挟む内部絶縁層１３，１５のうち上側の内部絶縁層１３の表面に形成され、１層の内部絶縁層１３を挟んで高周波信号配線２４と対面している。

多層基板１１のうち内部絶縁層１３，１４の間には、多層基板１１の内部で内部絶縁層１４の表面に位置して高周波信号配線２４が形成されている。ここで、高周波信号配線２４は、高周波信号ＲＦ1，ＲＦ2のいずれかを伝送する構成としてもよく、例えば電力増幅器、低雑音増幅器、送信回路３、受信回路５等の動作に伴う他の高周波信号を伝送する構成としてもよい。そして、高周波信号配線２４は、図２の紙面と垂直な方向に伸びており、デュプレクサ６の下方に配置されている。

また、内部絶縁層１３，１４の間には、高周波信号配線２４の周囲に位置して低周波信号配線２５が設けられている。ここで、低周波信号配線２５は、例えば電力増幅器、低雑音増幅器、送信回路３、受信回路５等を駆動するための駆動電圧等を供給する。

さらに、内部絶縁層１３，１４の間には、内部絶縁層１４の表面に位置して内部グランド電極２６が形成されている。このとき、内部グランド電極２６は、高周波信号配線２４と厚さ方向の同じ位置に配置されると共に、信号配線２４，２５の周囲に位置してデュプレクサ６の下方に配置されている。但し、内部グランド電極２６は、信号配線２４，２５と絶縁されている。

多層基板１１のうち内部絶縁層１４，１５の間には、内部グランド電極２７が形成されている。内部グランド電極２７は、高周波信号配線２４と内部絶縁層１４を挟んで厚さ方向下側の異なる位置に配置され、デュプレクサ６の下方に位置して信号配線２４，２５の下方を覆っている。このため、内部グランド電極２７は、高周波信号配線２４が形成された内部絶縁層１４を挟む内部絶縁層１３，１５のうち下側の内部絶縁層１５の表面に形成され、１層の内部絶縁層１４を挟んで高周波信号配線２４と対面している。

多層基板１１のうち内部絶縁層１５と下部絶縁層１６との間には、内部グランド電極２８が形成されている。内部グランド電極２８は、デュプレクサ６の下方に位置して信号配線２４，２５の下方を覆っている。但し、内部グランド電極２８と高周波信号配線２４との間には、２層の内部絶縁層１４，１５および内部グランド電極２７が配置されている。

多層基板１１の下面には、下部絶縁層１６の下面に位置して下面グランド電極２９が形成されている。下面グランド電極２９は、高周波モジュール１０を外部のグランドに接続するための電極である。下面グランド電極２９は、図１に示すように、高周波モジュール１０全体のグランド端子１０Ａを介して、外部のグランド７に電気的に接続されるものである。

３１，３２，３３は、上部絶縁層１２上に形成された上面グランド電極２１を下部絶縁層１６の下面に形成された下面グランド電極２９に電気的に接続するグランド用スルーホールである。スルーホール３１は多層基板１１を垂直方向に貫通し、その上端は上面グランド電極２１に接続され、下端は下面グランド電極２９に接続されている。スルーホール３２は上部絶縁層１２を垂直方向に貫通し、その上端は上面グランド電極２１に接続され、下端は周囲側の内部グランド電極２３に接続されている。スルーホール３３は絶縁層１３〜１６を垂直方向に貫通し、その上端は内部グランド電極２３に接続され、下端は下面グランド電極２９に接続されている。一方、スルーホール３１，３２，３３はそれぞれ、絶縁層１２，１３間に形成された直下側の内部グランド電極２２、絶縁層１３，１４間に形成された内部グランド電極２６、および絶縁層１４，１５間に形成された内部グランド電極２７には接続されておらず、構造的に分離されている。

即ち、スルーホール３１，３２，３３は、高周波信号配線２４と厚さ方向の同じ位置に配置された内部グランド電極２６、および高周波信号配線２４と１層の絶縁層１３，１４を挟んで厚さ方向の上,下に異なる位置に配置された内部グランド電極２２，２７のいずれにも接続されていない。一方、スルーホール３１，３３は、高周波信号配線２４と２層の絶縁層１４，１５を挟んで厚さ方向の異なる位置に配置された内部グランド電極２８には接続されている。

３４，３５，３６，３７は、絶縁層１２，１３間に形成された直下側の内部グランド電極２２、絶縁層１３，１４間に形成された内部グランド電極２６、および絶縁層１４，１５間に形成された内部グランド電極２７を、下面グランド電極２９に電気的に接続する他のスルーホールである。スルーホール３４，３５はそれぞれ、絶縁層１３，１４を垂直方向に貫通し、その上端は内部グランド電極２２に接続され、下端は内部グランド電極２７に接続されている。スルーホール３６，３７はそれぞれ、絶縁層１５，１６を垂直方向に貫通している。スルーホール３６，３７は、その上端は内部グランド電極２７に接続され、途中位置が内部グランド電極２８に接続されると共に、下端は下面グランド電極２９に接続されている。

本実施の形態による無線通信回路１は上述のような構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、無線通信回路１が送信動作を行うときには、図１中の送信回路３から出力された高周波信号ＲＦ1は、デュプレクサ６の高周波フィルタ６Ａによってフィルタ処理を施した後に、アンテナ４に供給されて、外部に向けて送信される。

一方、無線通信回路１が受信動作を行うときには、アンテナ４から受信した高周波信号ＲＦ2は、デュプレクサ６の高周波フィルタ６Ｂによってフィルタ処理を施した後に、受信回路５に供給されて、検波処理等が行われる。

然るに、デュプレクサ６のグランド電流は、多層基板１１の上面に形成された上面グランド電極２１およびスルーホール３１を流れる。また、デュプレクサ６のグランド電流は、上面グランド電極２１、スルーホール３２、周囲側の内部グランド電極２３およびスルーホール３３を流れる（図２中の矢印参照）。

ここで、図３に示す比較例による高周波モジュール１００の場合、多層基板１１１の上部絶縁層１１２上に形成された上面グランド電極１２１は、スルーホール１２２，１２３，１２４を介して、絶縁層１１２〜１１６の間にそれぞれ形成された内部グランド電極１２５，１２６，１２７，１２８に接続されると共に、下面グランド電極１２９に接続されている。

この場合、デュプレクサ１０１のグランド電流は、多層基板１１１の上部絶縁層１１２上に形成された上面グランド電極１２１、スルーホール１２２，１２３，１２４を介して、多層基板１１１の内部に形成された内部グランド電極１２５，１２６，１２７を流れる（図３中の矢印参照）。このとき、内部グランド電極１２６は、絶縁層１１３，１１４間に形成された高周波信号配線１３１および低周波信号配線１３２と厚さ方向（垂直方向）の同じ位置に配置されている。また、内部グランド電極１２５，１２７は、高周波信号配線１３１と１層の絶縁層１１３，１１４を挟んで厚さ方向で対面している。このため、内部グランド電極１２５，１２６，１２７は、高周波信号配線１３１と垂直方向または水平方向において接近している。この結果、デュプレクサ１０１のグランド電流は、高周波信号配線１３１と干渉（結合）することがあり、このグランド電流の干渉に伴ってフィルタの入出力間のアイソレーション特性や送信受信間のアイソレーション特性が劣化する虞れがある。

これに対し、本実施の形態では、スルーホール３１，３２，３３は、高周波信号配線２４と厚さ方向の同じ位置に配置された内部グランド電極２６、および高周波信号配線２４と１層の絶縁層１３，１４を挟んで厚さ方向の上,下に異なる位置に配置された内部グランド電極２２，２７のいずれにも接続しない構成とした。このため、デュプレクサ６のグランド電流が、高周波信号配線２４と厚さ方向の同じ位置に配置された内部グランド電極２６、および高周波信号配線２４と１層の絶縁層１３，１４を挟んで厚さ方向の上,下に異なる位置に配置された内部グランド電極２２，２７のいずれにも流れることはない。

図２に示すように、絶縁層１２，１３間に形成された内部グランド電極２２は、高周波信号配線２４の上方を通過し、しかも内部グランド電極２２と高周波信号配線２４とは１層の絶縁層１３を挟んで垂直方向において互いに隣り合っている。このため、デュプレクサ６のグランド電流が内部グランド電極２２を流れるときには、このグランド電流が高周波信号配線２４と干渉（結合）する虞れがある。また、絶縁層１４，１５間に形成された内部グランド電極２７は、高周波信号配線２４の下方を通過し、しかも内部グランド電極２７と高周波信号配線２４とは１層の絶縁層１３を挟んで垂直方向において互いに隣り合っている。このため、内部グランド電極２７と高周波信号配線２４との間でも、内部グランド電極２２と同様にグランド電流の干渉が生じする虞れがある。さらに、内部グランド電極２６は、高周波信号配線２４と厚さ方向の同じ位置に配置されると共に、高周波信号配線２４の周囲（デュプレクサ６の下方）に配置されている。このため、内部グランド電極２６と高周波信号配線２４との間でも、内部グランド電極２２と同様にグランド電流の干渉が生じする虞れがある。

しかし、本実施の形態では、デュプレクサ６のグランド電流は、内部グランド電極２２，２６，２７のいずれも流れない。従って、デュプレクサ６のグランド電流が、内部グランド電極２２，２６，２７を介して、高周波信号配線２４に干渉することもない。

このように、高周波モジュール１０（多層基板１１）では、図２中の二点鎖線で示すように、デュプレクサ６のグランド電流が流れる経路である上面グランド電極２１、周囲側の内部グランド電極２３およびスルーホール３１，３２，３３と、垂直方向および水平方向において高周波信号配線２４に接近している内部グランド電極２２，２６，２７とを構造的に分離し、両者が交わらないようにしている。これにより、デュプレクサ６のグランド電流が内部グランド電極２２，２６，２７を通じて高周波信号配線２４と干渉するのを防ぎ、高周波信号配線２４を介して、デュプレクサ６の高周波フィルタ６Ａ，６Ｂの入出力間のアイソレーション特性（送信受信間のアイソレーション特性）の劣化を防止することができる。この結果、デュプレクサ６の入出力間のアイソレーション特性を確保することができる。

また、高周波モジュール１０（多層基板１１）では、図２に示すように、高周波信号配線２４がデュプレクサ６の下方に配置されている。即ち、上部絶縁層１２上に実装されたデュプレクサ６と絶縁層１３，１４間に形成された高周波信号配線２４とが垂直方向に見て重なるように配置されている。これにより、高周波信号配線２４を形成するために、多層基板１１の表面面積が大きくなるのを防ぐことができ、高周波モジュール１０の小型化または高密度化を図ることができる。

従って、高周波モジュール１０（多層基板１１）によれば、高周波モジュール１０の小型化および高密度化を図りながら、送信受信間のアイソレーション特性の劣化を防止することができる。即ち、高周波モジュール１０の小型化および高密度化と通信性能の向上を同時に実現することができる。

また、多層基板１１にはグランド用スルーホール３１〜３３とは異なる他のスルーホール３４〜３７を設けたから、該他のスルーホール３４〜３７を用いて内部グランド電極２２，２６，２７を下面グランド電極２９に接続することができる。これにより、デュプレクサ６以外の他の回路部品等が多層基板１１に実装されるときでも、内部グランド電極２２，２６，２７および下面グランド電極２９を通じて外部にグランドに接続することができ、内部グランド電極２２，２６，２７のグランド電位を安定させることができる。

また、アイソレーション特性に影響を与えるデュプレクサ６のグランド電流は高周波の電流となるから、できるだけ最短の経路を通じて下面グランド電極２９に流れる傾向がある。このため、デュプレクサ６のグランド電流は、デュプレクサ６の周囲に配置されたグランド用スルーホール３１〜３３は通過するものの、デュプレクサ６から離れた位置に配置された電極やスルーホールは通過しない。このため、直下側の内部グランド電極２２は、必ずしも他のスルーホール３４〜３７を通じて下面グランド電極２９に接続する必要はない。即ち、直下側の内部グランド電極２２は、例えば厚さ方向の同じ位置に配置された周囲側の内部グランド電極２３に対してデュプレクサ６から離れた位置で接続し、この内部グランド電極２３を介して下面グランド電極２９に接続する構成としてもよい。

次に、図４は本発明の第２の実施の形態による高周波モジュールを示し、本実施の形態の特徴は、高周波信号配線は多層基板の内部のうち高周波フィルタの下方を除いた位置に配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

５０は本実施の形態による高周波モジュールである。高周波モジュール５０は、多層基板５１を用いて構成され、この多層基板５１は、第1の実施の形態による多層基板１１とほぼ同様に、垂直方向に上から下に向けて、例えば上部絶縁層５２、内部絶縁層５３、内部絶縁層５４、内部絶縁層５５および下部絶縁層５６を備え、これらの絶縁層５２〜５６は厚さ方向に積み重なって積層されている。

多層基板５１のうち絶縁層５３，５４間には、内部絶縁層５４の表面に位置して、第1の実施の形態による高周波信号配線２４とほぼ同様な高周波信号配線５７が形成されている。但し、高周波信号配線５７は、第1の実施の形態による高周波信号配線２４と異なり、デュプレクサ６の下方を除いた位置（下方から外れた位置）に配置されている。

多層基板５１の上面には、デュプレクサ６のグランド端子６Ｃに接続される上面グランド電極２１が設けられている。多層基板５１の下面には、外部のグランドに接続するための下面グランド電極２９が実装されている。これにより、多層基板５１の上面には、デュプレクサ６が実装されている。

また、絶縁層５２〜５６間には、内部グランド電極５８〜６１が形成されている。但し、内部グランド電極５８〜６１は、高周波信号配線５７と絶縁されている。このとき、内部グランド電極５８は、高周波信号配線５７が形成された内部絶縁層５４を挟む内部絶縁層５３，５５のうち上側の内部絶縁層５３の表面に形成されている。また、内部グランド電極５９は、高周波信号配線５７が形成された内部絶縁層１４の表面に形成されている。さらに、内部グランド電極６０は、高周波信号配線５７が形成された内部絶縁層５４を挟む内部絶縁層５３，５５のうち下側の内部絶縁層５５の表面に形成されている。

６２，６３，６４は、上部絶縁層５２上に形成された上面グランド電極２１を下部絶縁層５６下面に形成された下面グランド電極２９に電気的に接続するグランド用スルーホールである。スルーホール６２は多層基板５１を垂直方向に貫通し、その上端は上面グランド電極２１に接続され、下端は下面グランド電極２９に接続されている。スルーホール６３は上部絶縁層５２を垂直方向に貫通し、その上端は上面グランド電極２１に接続され、下端は内部グランド電極５８に接続されている。スルーホール６４は絶縁層５３〜５６を垂直方向に貫通し、その上端は内部グランド電極５８に接続され、下端は下面グランド電極２９に接続されている。スルーホール６２，６３，６４は、内部グランド電極５８〜６１にも接続されている。

かくして、本実施の形態では、高周波信号配線５７は、多層基板５１の内部のうちデュプレクサ６の下方を除いた位置に配置した。また、高周波信号配線５７の周囲に内部グランド電極５８〜６０を設けると共に、グランド用スルーホール６２〜６４は該内部グランド電極５８〜６０に接続する構成とした。このとき、デュプレクサ６のグランド電流はできるだけ最短の経路を通じて下面グランド電極２９に流れる傾向があるから、このグランド電流は、その殆どがスルーホール６２〜６４を通過してデュプレクサ６の下方に向けて流れる（図４中の矢印参照）。このため、グランド用スルーホール６２〜６４を内部グランド電極５８〜６０に接続しても、グランド電流はデュプレクサ６の下方周囲を通過して、高周波信号配線５７の周囲は通過しなくなる。この結果、グランド電流が高周波信号配線５７と干渉することがなくなるから、デュプレクサ６の入出力間（送信受信間）のアイソレーション特性を確保することができる。また、上面グランド電極２１と内部グランド電極５８〜６０を共通のグランド用スルーホール６２〜６４を用いて下面グランド電極２９に接続することができるから、内部グランド電極５８〜６０専用のスルーホールが必要なくなる。

なお、前記第２の実施の形態では、グランド用スルーホール６２〜６４は全ての内部グランド電極５８〜６０に接続する構成としたが、内部グランド電極５８〜６０のうち１つの内部グランド電極にのみ接続し、他の内部グランド電極とは、第１の実施の形態と同様に分離する構成としてもよい。

また、前記各実施の形態では、高周波信号配線２４，５７の上方に位置し、高周波信号配線２４，５７に接近している内部グランド電極２２，５８、高周波信号配線２４，５７の下方に位置し、高周波信号配線２４，５７に接近している内部グランド電極２７，６０、および高周波信号配線２４，５７と厚さ方向の同じ位置に形成され、高周波信号配線２４，５７に接近している内部グランド電極２６，５９を全て設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、高周波信号配線と厚さ方向の同じ位置に配置された内部グランド電極および高周波信号配線と１層の絶縁層を挟んで厚さ方向の上，下に配置された内部グランド電極のうちのいずれか１つまたはいずれか２つのみ設ける構成としてもよい。

また、本発明は、５層の絶縁層１２〜１６，５２〜５６を備えた多層基板１１，５１を例に挙げて説明したが、５層にこだわることなく、絶縁層を複数積層してなる多層基板にも適用することができる。

また、前記各実施の形態では、高周波フィルタ素子としてデュプレクサが実装されている高周波モジュール１０，５０を例にあげたが、本発明はこれに限られない。本発明は、例えば表面弾性波フィルタ、ＬＣフィルタなど他の高周波フィルタ素子を実装した高周波モジュールにも適用することができる。

また、前記各実施の形態では、携帯電話機の無線通信回路に内蔵される高周波モジュールを例にあげたが、本発明はこれに限られない。本発明の高周波モジュールは、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＦＷＡ（Fixed Wireless Access）を利用した無線通信装置やコンピュータなど、種々の無線通信装置あるいは種々の無線通信機能を持ったコンピュータに適用することができる。

また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う高周波モジュールもまた本発明の技術思想に含まれる。

本発明の第１の実施の形態による高周波モジュールを含む無線通信回路を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態による高周波モジュールのデュプレクサおよび多層基板を示す断面図である。 比較例による高周波モジュールのデュプレクサおよび多層基板を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態による高周波モジュールのデュプレクサおよび多層基板を示す断面図である。

符号の説明

６ デュプレクサ（高周波フィルタ素子）
６Ｃ グランド端子
１０，５０ 高周波モジュール
１１，５１ 多層基板
１２，５２ 上部絶縁層（絶縁層）
１３〜１５，５３〜５５ 内部絶縁層（絶縁層）
１６，５６ 下部絶縁層（絶縁層）
２１ 上面グランド電極
２２，２６，２７，５８，５９，６０ 内部グランド電極
２４，５７ 高周波信号配線
２９ 下面グランド電極
３１，３２，３３，６２，６３，６４ グランド用スルーホール（第１のグランド経路）
３４，３５，３６，３７ スルーホール（他のスルーホール）

Claims (4)

1. 複数の絶縁層が積層された多層基板と、該多層基板の上面に実装された高周波フィルタ素子と、前記多層基板の上面に実装され該高周波フィルタ素子のグランド端子が接続された上面グランド電極と、前記多層基板の下面に設けられ外部のグランドに接続される下面グランド電極と、前記多層基板に設けられ上面グランド電極と下面グランド電極との間を接続するグランド用スルーホールとを備えた高周波モジュールにおいて、
   前記多層基板の内部には、２つの絶縁層に挟まれた高周波信号を伝送するための高周波信号配線を設け、
   前記多層基板の内部には、該高周波信号配線が形成された絶縁層の表面および該高周波信号配線が形成された絶縁層を直接的あるいは間接的に挟む絶縁層の表面に内部グランド電極を設け、
   前記グランド用スルーホールは、いずれの内部グランド電極にも接続することなく、前記上面グランド電極と下面グランド電極との間を接続する構成としたことを特徴とする高周波モジュール。
2. 前記高周波信号配線は前記高周波フィルタ素子の下方に配置してなる請求項１に記載の高周波モジュール。
3. 前記内部グランド電極は、前記グランド用スルーホールとは異なる他のスルーホールを用いて下面グランド電極に接続する構成としてなる請求項１または２に記載の高周波モジュール。
4. 複数の絶縁層が積層された多層基板と、該多層基板の上面に実装された高周波フィルタ素子と、前記多層基板の上面に実装され該高周波フィルタ素子のグランド端子が接続された上面グランド電極と、前記多層基板の下面に設けられ外部のグランドに接続される下面グランド電極と、前記多層基板に設けられ上面グランド電極と下面グランド電極との間を接続するグランド用スルーホールとを備えた高周波モジュールにおいて、
   前記多層基板の内部のうち前記高周波フィルタ素子の下方を除いた位置には、２つの絶縁層に挟まれ、高周波信号を伝送するための高周波信号配線を設け、
   前記多層基板の内部には、該高周波信号配線が形成された絶縁層の表面および該高周波信号配線が形成された絶縁層を直接的あるいは間接的に挟む絶縁層の表面に内部グランド電極を設け、
   前記グランド用スルーホールは、該内部グランド電極に接続する構成としたことを特徴とする高周波モジュール。

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