JP2010212962A - 高周波部品およびそれを用いた通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層してなる積層基板に高周波回路を備えた高周波部品およびそれを用いた通信装置において、小型を維持しつつ、干渉の影響を抑えた構成を提供する。
【解決手段】導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層してなる積層基板に高周波信号を処理する高周波信号処理回路を備えた高周波部品であって、同一の通信システムに対して少なくとも送信端子、第１の受信端子および第２の受信端子、並びに第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子を有し、前記送信端子、前記第１の受信端子および第２の受信端子、並びに前記第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子は前記積層基板の矩形の裏面の各辺に沿って形成され、前記裏面の一辺または隣接する二辺において、前記第１の受信端子と前記送信端子との間に前記第２の受信端子が配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子電気機器間における無線伝送を行う無線通信装置に関し、該無線通信装置に用いられる高周波部品およびこれを用いた通信装置に関する。

現在、無線によるデータ通信が広く一般化している。例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、プリンタやハードディスク、ブロードバンドルーターなどのＰＣの周辺機器、ＦＡＸ、冷蔵庫、標準テレビ（ＳＤＴＶ）、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）、カメラ、ビデオ、携帯電話等々の電子機器、自動車内や航空機内での有線通信に変わる信号伝達手段として採用され、それぞれの電子機器間において無線データ伝送が行われている。

このような無線通信装置に用いられる高周波回路は、例えば送受信が可能な１個のアンテナと、送信側回路、受信側回路との接続を切り替える高周波スイッチを備える。かかる高周波スイッチによって、送信側回路、受信側回路の切り替えを行う。無線装置の小型化・高機能化に伴い、前記高周波回路を具現した高周波部品にも、多くの機能部品を一体化しつつ、小型化を図ろうとする要求が強く、機能の集積化がいっそう進んでいる。

例えば、特許文献１には、スイッチ回路、パワーアンプ回路等を有し、高周波回路を積層基板に一体化して構成した高周波部品が開示されている。該高周波部品は、特許文献１の図２６に示された等価回路を有し、その図２９に示すようなパターン構成を用いて、小型化を図っている。

ＷＯ２００６／００３９５９号公報（図２９）

しかしながら、機能や素子の高集積化を図ろうとする場合、回路を構成する電極パターン同士が近接し、高周波部品を形成する回路同士が干渉しやすくなるという問題がある。例えば、特許文献１では、裏面の送信ポート、受信ポート、電源ポート等に接続された各電極パターンが各層に渡って形成されているため、小型化に伴い送信ライン、受信ライン、電源ラインが干渉しやすくなる。特に大信号が流れる送信ラインの周辺では該干渉の問題が生じやすい。特に、ＭＩＭＯ（Multiple-Input, Multiple-Output）方式の無線通信システムでは、一つの通信システムに対して、独立して同時に受信可能な複数の受信端子を必要とするなど、回路構成が増えるため、かかる干渉の問題が懸念される。例えば、一つの通信システムに対して１つの送信経路と２つの受信経路をもつＭＩＭＯ方式の無線通信システムに用いる高周波部品においては、送信経路と該送信経路に近接する受信経路とのアイソレーションが低下しやすい。受信ポートに漏れた送信信号は、受信ポートに接続された信号処理回路に入り込む。その結果、入り込んだ送信信号がノイズとなり信号処理回路の誤作動を引き起こすおそれがあった。また送信経路と受信経路を切り替えるスイッチのアイソレーションが低い場合にも、隣接する受信経路に送信信号が漏れこみ、受信端子から送信信号が漏れ出る。送信経路に高周波増幅回路が設けられている場合には、受信端子から漏れ出た、かかる送信信号が近接する送信端子に漏れこみ、高周波増幅回路の発振を引き起こす可能性があった。

そこで、本発明では、導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層してなる積層基板に高周波回路を備えた高周波部品およびそれを用いた通信装置において、小型を維持しつつ、干渉の影響を抑えた構成を提供することを目的とする。

本発明の高周波部品は、導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層してなる積層基板に高周波信号を処理する高周波信号処理回路を備えた高周波部品であって、同一の通信システムに対して少なくとも送信端子、第１の受信端子および第２の受信端子、並びに第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子を有し、前記第１のアンテナ端子と前記送信端子との接続と、前記第１のアンテナ端子と前記第1の受信端子との接続を切り替える第１のスイッチ回路を備え、前記第１の受信端子および前記第２の受信端子は、それぞれ前記第１のアンテナ端子および前記第２のアンテナ端子に別個に接続されて、前記通信システムの受信信号を前記第１の受信端子と第２の受信端子から同時に出力可能に構成されており、前記送信端子、前記第１の受信端子および第２の受信端子、並びに前記第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子は前記積層基板の矩形の裏面の各辺に沿って形成され、前記裏面の一辺または隣接する二辺において、前記第１の受信端子と前記送信端子との間に前記第２の受信端子が配置されていることを特徴とする。かかる構成によれば、隣接する端子間のアイソレーションを高め、送信信号の漏れこみを低減することが出来る。

さらに前記高周波部品において、前記第１の受信端子と前記第１のアンテナ端子を接続する信号経路の一部をなす第１の接続電極および前記第２の受信端子と前記第２のアンテナ端子を接続する信号経路の一部をなす第２の接続電極はそれぞれ前記積層基板の上面または内層に形成され、少なくとも１層の誘電体層を挟んで積層方向から見て交差していることが好ましい。かかる構成により、２つの受信経路の磁気結合を低減しアイソレーションを高めることが出来る。また配線に必要な面積を少なくし小型化を図ることが出来る。

さらに前記高周波部品の、前記第１の接続電極と前記第２の接続電極との間に、グランド電極が形成されていることが好ましい。かかる構成により第１の受信経路と第２の受信経路間との電磁干渉を低減し、第１の受信端子と第２の受信端子とのアイソレーションを高めることが出来る。

さらに前記高周波部品の内層に形成された第１の接続電極または第２の接続電極は、異なる誘電体層の複数のグランド電極に挟まれるように、前記複数のグランド電極の略中間の位置に配置されていることが好ましい。かかる構成により、第１の接続電極と第２の接続電極とのアイソレーションを保ちつつ、第１の接続電極または第２の接続電極と、２つのグランド電極との寄生容量を低減し信号の劣化を防ぐことが出来る。

本発明の別の高周波部品は、導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層してなる積層基板に高周波信号を処理する高周波信号処理回路を備えた高周波部品であって、同一の通信システムに対して少なくとも送信端子、第１の受信端子および第２の受信端子、並びに第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子を有し、前記第１のアンテナ端子と前記送信端子との接続と、前記第１のアンテナ端子と前記第１の受信端子との接続を切り替える第１のスイッチ回路と、前記第２のアンテナ端子と第２の受信端子間との接続または非接続を切り替える第２のスイッチ回路と、前記第１のスイッチ回路の受信経路側の切り替え端子に接続可能な第１の接続電極および第３の接続電極と、前記第２のスイッチ回路の受信経路側の切り替え端子に接続可能な第２の接続電極および第４の接続電極とを備え、前記第１の接続電極の一端が前記第１のスイッチ回路の受信側切り替え端子にボンディングワイヤを介して接続されるとともに、前記第１の接続電極の他端が、前記第１の受信端子に接続されている受信経路に表面実装部品を介して接続され、前記第２の接続電極の一端が前記第２のスイッチ回路の受信側切り替え端子にボンディングワイヤを介して接続されるとともに、前記第２の接続電極の他端が、前記第２の受信端子に接続されている受信経路に表面実装部品を介して接続される、第１の接続モードと、前記第３の接続電極の一端が前記第１のスイッチ回路の受信側切り替え端子にボンディングワイヤを介して接続されるとともに、前記第３の接続電極の他端が、前記第２の受信端子に接続されている受信経路に表面実装部品を介して接続され、前記第４の接続電極の一端が前記第２のスイッチ回路の受信側切り替え端子にボンディングワイヤを介して接続されるとともに、前記第４の接続電極の他端が、前記第１の受信端子に接続されている受信経路に表面実装部品を介して接続される、第２の接続モードとのいずかの接続モードを選択可能に構成され、前記第１および第２の接続モードのいずれかの接続モードを選択して構成することで、前記第１の受信端子および前記第２の受信端子は、それぞれ前記第１のアンテナ端子および前記第２のアンテナ端子、または前記第２のアンテナ端子および前記第１のアンテナ端子に別個に接続されて、前記通信システムの受信信号を前記第１の受信端子と第２の受信端子から同時に出力可能に構成されていることを特徴とする。かかる構成により、送信端子および２つの受信端子とのアイソレーションの低下が問題とならない場合、容易に経路の変更が出来る。またフロントエンドモジュールが搭載される装置に合わせた経路の変更が容易である。

また、前記高周波部品において、前記第１の接続電極と前記第２の接続電極はそれぞれ前記積層基板の上面または内層に形成され、少なくとも１層の誘電体層を挟んで積層方向から見て交差しており、前記高周波部品の、前記第１の接続電極と前記第２の接続電極との間に、グランド電極が形成されていることが好ましい。

前記高周波部品の内層に形成された第１の接続電極または第２の接続電極は、積層方向、複数のグランド電極に挟まれるように、前記複数のグランド電極の略中間の位置に配置されていることが好ましい。

本発明の通信装置は、前記いずれかの高周波部品を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層してなる積層基板に高周波回路を備えた高周波部品およびそれを用いた通信装置において、小型を維持しつつ、干渉の影響を抑えた構成を提供することが出来る。

本発明の一実施形態に係る高周波部品の回路ブロックを示す図である。 本発明の一実施形態に係る高周波部品の一部を示すシート展開図である。 本発明の一実施形態に係る高周波部品の表層の一部を示す図である。 本発明の一実施形態に係る高周波部品の一部の等価回路を示す図である。 クロスモードの送信端子と受信端子間のアイソレーションを示す図である。 ノーマルモードの送信端子と受信端子間のアイソレーションを示す図である。

本発明の実施形態について、以下図面を参照しつつ詳細に説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層してなる積層基板に高周波信号を処理する高周波信号処理回路を備えた高周波部品として、図１に示す回路ブロックを有する、２.５ＧＨｚ帯ＷｉＭＡＸフロントエンドモジュールを例に説明する。図１に示すフロントエンドモジュールは、２.５ＧＨｚ帯ＷｉＭＡＸの通信システムに対して、送信端子Ｔｘ、第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２、並びに第１のアンテナ端子ＡＮＴ１および第２のアンテナ端子ＡＮＴ２を有するシングルバンド一送信二受信型のフロントエンドモジュールである。該フロントエンドモジュールは、さらに第１のアンテナ端子ＡＮＴ１と送信端子Ｔｘとの接続と、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１と第１の受信端子Ｒｘ１との接続を切り替える第1のスイッチ回路ＳＰＤＴ１を備え、高周波信号の信号経路の切り替えを行う高周波信号処理回路が構成されている。図１に示す構成では、さらに第２のアンテナ端子ＡＮＴ２と第２の受信端子Ｒｘ２との接続または非接続を切り替える第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２を備える。第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２は、それぞれ第１のアンテナ端子ＡＮＴ１および第２のアンテナ端子ＡＮＴ２に別個に接続されて、２.５ＧＨｚ帯ＷｉＭＡＸの受信信号を第１の受信端子と第２の受信端子から同時に出力可能に構成されている。すなわち、第１、第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ１、ＳＰＤＴ２を、ともにアンテナ端子と受信端子とを接続するように制御することで、一つの通信システムの受信信号を第１の受信端子Ｒｘ１と第２の受信端子Ｒｘ２から同時に出力可能である。なお、本発明はシングルバンド通信に限らず、さらに多くの通信システムを扱うマルチバンド通信に対しても適用できる。例えば、複数の通信システムに応じた送信端子および受信端子、分波回路等を付加して高周波部品を構成すればよい。また、一つの通信システムに対してさらに、アンテナ端子、送信端子および受信端子等を付加して高周波部品を構成してもよい。なお、図１に示す構成は第１、第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ１、ＳＰＤＴ２は単極双投型のスイッチ回路を用いているが、必要とされる切り替え機能を備えていればこれに限定されるものではない。各スイッチ回路はＧａＡｓスイッチなどの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて構成すればよい。また、第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２は省略してもよい。

図１に示す高周波回路では、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１はハイパスフィルタＨＰＦ１を介して第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１の共通端子側に接続されている。第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１の送信経路側の切り替え端子、受信経路側の切り替え端子には、それぞれローパスフィルタＬＰＦ、バンドパスフィルタＢＰＦ１が接続されている。送信経路のローパスフィルタＬＰＦには検波回路ＤＥＴを介して高周波増幅器回路ＰＡが接続されている。高周波増幅器ＰＡはバンドパスフィルタＢＰＦ３を介して送信端子Ｔｘに接続されている。ローパスフィルタＬＰＦは高周波増幅器回路ＰＡで発生する高調波等を減衰させ、バンドパスフィルタ回路は帯域外の不要波を減衰させる。一方、受信経路のバンドパスフィルタＢＰＦ１はバランＢＡＬ１を介して第１の受信端子Ｒｘ１に接続されている。また第２のアンテナ端子ＡＮＴ２はハイパスフィルタＨＰＦ２を介して第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２の共通端子側に接続されている。第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２の受信経路側の切り替え端子には、バンドパスフィルタＢＰＦ２が接続され、第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２の他方の切り替え端子は抵抗を介して接地されている。バンドパスフィルタＢＰＦ２はバランＢＡＬ２を介して第２の受信端子Ｒｘ２に接続されている。第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１および第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２には共用する制御端子Ｖ１およびＶ２が接続されており、第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１および第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２を同時に制御できる。なお、第１、第２の受信端子に接続される各受信経路にローノイズアンプを配置してもよいし、高周波増幅器回路ＰＡを省略することもできる。

図１に示す回路ブロックを備えたフロントエンドモジュールの各誘電体層の導体パターンのうち、便宜上１〜３層目、９層目、１５層目、および積層基板の一方の主面（裏面）の導体パターンを図２に示した。積層基板は、導体パターンが形成された１８層の誘電体層で構成されており、積層基板の一方の主面である裏面には、高周波信号の送信端子および受信端子、アンテナに接続されるアンテナ端子、スイッチ回路および高周波増幅器回路の半導体素子に接続される複数の電源端子を含む端子群が形成されている。該主面の端子配置は、便宜上、積層基板の上面側から透視した図で示してある。４層目〜１４層目には、主にバンドパスフィルタやバランを構成する伝送線路が、１６層には主にバンドパスフィルタを構成する容量電極が形成されている。

送信端子Ｔｘ、第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２は、裏面の一辺に沿って配置されている。また、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１および第２のアンテナ端子ＡＮＴ２は、送信端子Ｔｘ、第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２が形成された一辺に対向する他方の辺に沿って配置されている。さらに、前記一辺において、送信端子Ｔｘと第１の受信端子Ｒｘ１との間に第２の受信端子Ｒｘ２が配置されている。このような構成によって送信モードの場合にスイッチ回路ＳＰＤＴ１を介して受信経路に漏れ出る送信信号は送信端子Ｔｘから離れた第１の受信端子Ｒｘ１から出力される。送信端子Ｔｘと、送信端子Ｔｘと隣接する第２の受信端子Ｒｘ２とは、接続されるアンテナ端子が異なり、ＳＰＤＴスイッチを共用していないためＳＰＤＴスイッチを介した送信信号の漏れは無く、隣接する端子間でのアイソレーションを高めることが出来る。さらに大信号が流れる、送信端子Ｔｘと第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１を接続する信号経路から、第１の受信端子と第１のアンテナ端子を接続する、近接する信号経路（第１の受信端子と第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１を接続する信号経路）に信号が漏れこんだ場合でも、漏れ出した信号は送信端子Ｔｘから離れた第１の受信端子Ｒｘ１から出力される。送信端子Ｔｘと、第１の受信端子Ｒｘ１との間は離れているため、送信端子Ｔｘに帰還する送信信号を低減でき、発振のポテンシャルを低減できる。かかる送信端子Ｔｘ、第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２の相互配置は、裏面の一辺においてだけでなく、隣接する二辺において満たされるようにしてもよい。また、送信端子Ｔｘ、第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２と、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１および第２のアンテナ端子ＡＮＴ２とは、それぞれ図２に示すように対向する二辺に沿って配置してもよいが、これに限定されるものではない。

図１に示す回路ブロックを有するフロントエンドモジュールにおいて図２に示す裏面の端子配置を実現するために、第１の受信端子Ｒｘ１と第１のアンテナ端子を接続する信号経路と、第２の受信端子Ｒｘ２と第２のアンテナ端子ＡＮＴ２を接続する信号経路とは、積層基板において、少なくとも１層の誘電体層を挟んで、積層方向から見て交差している。交差させないで構成することも可能であるが、信号経路の引き回しを抑えて小型化する観点からは、交差させることが好ましい。かかる構成を実現する形態について以下説明する。第１の受信端子Ｒｘ１と第１のアンテナ端子ＡＮＴ１を接続する信号経路の一部をなす、第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１とバンドパスフィルタＢＰＦ１とを接続する接続電極Ｌ１は９層目に形成されている。また、第２の受信端子Ｒｘ２と第２のアンテナ端子ＡＮＴ２を接続する信号経路の一部をなす、第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２とバンドパスフィルタＢＰＦ２とを接続する接続電極Ｌ２は１層目に形成されている。かかる接続電極Ｌ１と接続電極Ｌ２が積層方向から見て交差している。２つの受信経路を交差して配置することにより、平行に配置した場合より磁気結合を弱め受信経路間のアイソレーションを高めることもできる。第１の接続電極Ｌ１と第２の接続電極Ｌ２の形成の仕方は図２に示す実施形態に限定されるものではない。例えば、第２の接続電極Ｌ２を第１層に形成し、第１の接続電極Ｌ１を第９層等の内層に形成してもよいし、第１、第２の接続電極Ｌ１、Ｌ２の両方を内層に形成してもよい。

図２に示す実施形態では、さらに第１の接続電極Ｌ１と第２の接続電極Ｌ２との間の３層目のほぼ全面に渡って平面状のグランド電極ＧＮＤが形成されている。第１の接続電極Ｌ１と第２の接続電極Ｌ２との間にグランド電極ＧＮＤを配置することにより、交差する部分での接続電極Ｌ１とＬ２との間の電磁干渉を低減し、第１の受信端子Ｒｘ１と第１のアンテナ端子ＡＮＴ１を接続する信号経路と、第２の受信端子Ｒｘ２と第２のアンテナ端子ＡＮＴ２を接続する信号経路とのアイソレーションを高めることが出来る。かかるグランド電極ＧＮＤを配置しないことも可能であるが、グランド電極ＧＮＤを配置することで、第１の接続電極Ｌ１と第２の接続電極Ｌ２とを積層方向に近接して配置することが可能であり、高周波部品の小型化にも寄与する。また図２に示す実施形態では、３層目だけでなく、１５層目にもグランド電極ＧＮＤが形成されており、高周波部品の内層に形成された第１の接続電極Ｌ１は、異なる誘電体層の複数のグランド電極に挟まれるように形成されている。第１の接続電極Ｌ１と３層目のグランド電極ＧＮＤとの間の誘電体層数と、第１の接続電極Ｌ１と１５層目のグランド電極ＧＮＤとの間の誘電体層数とが同じ（６層）であり、第１の接続電極Ｌ１は、積層方向、複数のグランド電極ＧＮＤの略中間の位置に配置されている。略中間の位置として、第１の接続電極Ｌ１は、積層方向、複数のグランド電極ＧＮＤとの間隔の差が５０μｍ以下の位置に配置されていることがより好ましい。また、第１の接続電極Ｌ１の代りに第２の接続電極Ｌ２を内層に形成して、かかる構成を適用してもよい。かかる構成により、第１の接続電極Ｌ１と第２の接続電極Ｌ２とのアイソレーションを保ちつつ、第１の接続電極Ｌ１または第２の接続電極Ｌ２と、２つのグランド電極との寄生容量を低減し、信号の劣化を防ぐことができる。なお、第１の接続電極Ｌ１を挟むグランド電極を形成した３層目および１５層目以外の誘電体層にグランド電極を形成してもよい。

図２に示した実施形態は、第１の受信端子Ｒｘ１と第１のアンテナ端子ＡＮＴ１を接続する信号経路と、第２の受信端子Ｒｘ２と第２のアンテナ端子ＡＮＴ２を接続する信号経路とが交差するモードで構成されているが、フロントエンドモジュールの適用性を高めるために、受信側の信号経路が交差しないモードも選択して、フロントエンドモジュールを構成することも可能な構造になっている。かかるモードの切り替えについて以下説明する。図３は、フロントエンドモジュールの上面のうち、スイッチ回路を構成する半導体ＩＣ周辺を示したものである。また対応する受信側の等価回路を図４に示した。なお、便宜上、図３の上面図のパッド電極には、図４の等価回路中の接続線路の一端、他端等と同じ符号を用いた。図４（ａ）に示した構成は、第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１の受信経路側の切り替え端子に接続可能な第１の接続電極Ｌ１および第３の接続電極Ｌ３と、第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２の受信経路側の切り替え端子に接続可能な第２の接続電極Ｌ２および第４の接続電極Ｌ４とを備えている。このうち、上述のように第１の接続電極Ｌ１は積層基板の内層に、第２の接続電極Ｌ２は積層基板の上面に形成され、積層方向方見て交差している。一方、第３の接続電極Ｌ３は積層基板の上面に、第４の接続電極Ｌ４は積層基板の内層に形成され、それらは積層方向方見て交差しないように配置されている。

第１のアンテナ端子ＡＮＴ１から入力された信号が第１の受信端子Ｒｘ１から、第２のアンテナ端子ＡＮＴ２から入力された信号が第２の受信端子Ｒｘ２から出力される、第１の接続モード（クロスモード）について説明する。図４（ｂ）に第１の接続モード（クロスモード）の構成を示す。第１の接続モードでは、第１の接続電極Ｌ１の一端５が第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１の受信側切り替え端子１にボンディングワイヤ１３を介して接続されるとともに、第１の接続電極Ｌ１の他端９が、第１の受信端子ＲＸ１に接続されている受信経路の一端８に表面実装部品１４を介して接続される。具体的には、第１の接続電極Ｌ１の一端５はビア電極を介して表層のパッド電極に、他端９はビア電極を介して表層のパッド電極に接続されている。第１の接続電極Ｌ１の一端５に対応した表層のパッド電極を用いて第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１の受信側切り替え端子１とのボンディングワイヤ１３による接続を行う。また、第１の接続電極Ｌ１の他端９に対応した表層のパッド電極を用いて、第１の受信端子ＲＸ１に接続されている受信経路の一端８に相当するパッド電極との表面実装部品１４を介しての接続を行う。さらに第２の接続電極Ｌ２の一端４が第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２の受信側切り替え端子２にボンディングワイヤ１５で接続されるとともに、第２の接続電極Ｌ２の他端１０が、第２の受信端子Ｒｘ２に接続されている受信経路の一端１１に表面実装部品１６を介して接続される。具体的には、第２の接続電極Ｌ２の一端４を構成するパッド電極を用いて第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２の受信側切り替え端子２とのボンディングワイヤ１５による接続を行う。また、第２の接続電極Ｌ２の他端１０を構成するパッド電極を用いて、第２の受信端子ＲＸ２に接続されている受信経路の一端１１に相当するパッド電極との表面実装部品１６を介しての接続を行う。

次に第１のアンテナ端子ＡＮＴ１から入力された信号が第２の受信端子Ｒｘ２から、第２のアンテナ端子ＡＮＴ２から入力された信号が第１の受信端子Ｒｘ１から出力される、第２の接続モード（ノーマルモード）について説明する。図４（ｃ）に第２の接続モード（ノーマルモード）の構成を示す。第２の接続モードでは、第３の接続電極Ｌ３の一端６が第１のスイッチＳＰＤＴ１の受信側切り替え端子１にボンディングワイヤ１３を介して接続されるとともに、第３の接続電極Ｌ３の他端１２が、第２の受信端子Ｒｘ２に接続されている受信経路に表面実装部品１４を介して接続される。具体的には、第３の接続電極Ｌ３の一端６を構成するパッド電極を用いて第１のスイッチ回路ＳＰＤＴ１の受信側切り替え端子１とのボンディングワイヤ１３による接続を行う。また、第３の接続電極Ｌ３の他端１２を構成するパッド電極を用いて、第２の受信端子ＲＸ２に接続されている受信経路の一端１１に相当するパッド電極との表面実装部品１４を介しての接続を行う。さらに、第４の接続電極Ｌ４の一端３はビア電極を介して表層のパッド電極に、他端７はビア電極を介して表層のパッド電極に接続されている。第４の接続電極Ｌ４の一端３に対応した表層のパッド電極を用いて第２のスイッチ回路ＳＰＤＴ２の受信側切り替え端子２とのボンディングワイヤ１５による接続を行う。また、第４の接続電極Ｌ４の他端７に対応した表層のパッド電極を用いて、第１の受信端子ＲＸ１に接続されている受信経路の一端８に相当するパッド電極との表面実装部品１６を介しての接続を行う。第３の接続電極Ｌ３および第４の接続電極Ｌ４は積層方向からみて交差しないように形成されている。なお、上記の表面実装部品１４、１６は直流カット用のコンデンサであるが、表面実装部品はこれに限定されるものではない。例えばチップインダクタ等を用いることもできる。

積層基板には、第１〜第４の接続電極が形成されており、第１の接続モードと第２の接続モードとのいずかの接続モードを選択可能に構成されている。すなわち、内層および表面の電極パターンを変えることなく、ボンディングワイヤの位置ならびに表面実装部品の搭載位置を変えることにより、第１の接続モード（クロスモード）および第２の接続モード（ノーマルモード）のいずれかの接続モードを選択して構成することができる。したがって、一つのフロントエンドモジュールで２つの仕様に対応することができるため、量産性にも優れる。なお、選択されないモードに係る接続電極は受信経路と分離された、浮き電極となる。そのためオープンスタブを構成するような不要な線路の形成を回避することができる。第１および第２の接続モードのいずれかの接続モードを選択して構成することで、第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２は、それぞれ第１のアンテナ端子ＡＮＴ１および第２のアンテナ端子ＡＮＴ２、または第２のアンテナ端子ＡＮＴ２および第１のアンテナ端子ＡＮＴ１に別個に接続されて、一つの通信システムの受信信号を第１の受信端子Ｒｘ１と第２の受信端子Ｒｘ２から同時に出力可能に構成されている。すなわち、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１、第２のアンテナ端子ＡＮＴ２に接続される受信端子が第１の受信端子Ｒｘ１と第２の受信端子Ｒｘ２との間で入れ替わることになる。

次に、本発明に係る高周波部品をセラミック積層基板を用いた部品として構成する例を説明する。各誘電体層に図２のような回路パターンを有する高周波部品を構成したセラミック積層基板は、例えば１０００℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）からなり、厚さが１０μｍ〜２００μｍのグリーンシートに、低抵抗率のＡｇやＣｕ等の導電ペーストを印刷して所定の電極パターンを形成し、複数のグリーンシートを適宜一体的に積層し、焼結することにより製造することが出来る。前記誘電体材料としては、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分として、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分としてＣａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを複成分とする材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含む材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇを含む材料が用いられ、誘電率は５〜１５程度の材料を用いる。なお、セラミック誘電体材料の他に、樹脂積層基板や樹脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる複合材料を用いてなる積層基板を用いることも可能である。また、前記セラミック基板をＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）技術を用いて、誘電体材料をＡｌ_２Ｏ_３を主体とするものとし、伝送線路等をタングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属導体として構成しても良い。

このセラミック積層基板でフロントエンドモジュールなどの高周波部品を構成する場合は、各層には、インダクタンス素子用、容量素子用、配線ライン用、及びグランド電極用のパターン電極が適宜構成されて、層間にはビア電極が形成されて、所望の回路が構成される。主に、ＬＣ回路で構成可能な回路部分が構成される。分波回路、バンドパスフィルタ回路、ローパスフィルタ回路、平衡不平衡変換回路を主にセラミック積層基板の内部に構成する。又、各回路の一部の素子は、セラミック積層基板の上面に搭載したチップ素子を用いてもよい。

また、セラミック積層基板には、単極双投型のＦＥＴスイッチやダイオードスイッチ、送信側の高周波増幅器回路（ＰＡ）用、受信側の低雑音増幅器回路（ＬＮＡ）用の半導体素子などを搭載する。そして、ワイヤボンダ、ＬＧＡ、ＢＧＡ等でセラミック積層基板に接続し、小型の高周波部品を構成することができる。もちろん、セラミック積層基板の表面実装素子及びセラミック積層基板の内蔵素子とは所定回路になるように接続され、高周波回路が構成される。なお、セラミック積層基板上には、上記した半導体素子以外に、チップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタ等の素子を適宜搭載する。これらの表面実装素子は、セラミック積層基板に内蔵する素子との関係から適宜選択することができる。

次に、図２に示す回路パターン構成を有する高周波部品を作製した。Ａｇ電極をセラミックスシートに形成し、積層一体化し、約９００℃で焼成して積層基板を作製し、その積層基板の上にスイッチ回路用半導体素子、高周波増幅器回路用半導体素子、低雑音増幅器用半導体素子、チップコンデンサ、チップ抵抗およびチップインダクタを搭載、一体化し、高周波部品を得た。得られた高周波部品の寸法は６×５×１．２ｍｍである。図５はクロスモードにおける送信時の送信端子Ｔｘと第２の受信端子Ｒｘ２とのアイソレーションを示す。比較として図６にノーマルモードにおける送信端子Ｔｘと第２の受信端子Ｒｘ２とのアイソレーションを示す。クロスモードにおける送信端子Ｔｘと第２の受信端子Ｒｘ２とのアイソレーションはノーマルモードと比較して１０ｄＢ改善し、良好な特性のフロントエンドモジュールを実現できた。

また、上述の高周波部品を用いることにより、小型の通信装置を構成することが可能となり、該通信装置の低コスト化、小型化にも寄与する。また、該高周波部品は、広く無線通信機能を備えた携帯機器やパーソナルコンピュータ等に適用することができる。

１：切り替え端子
２：切り替え端子
３：第４の接続電極Ｌ４の一端
４：第２の接続電極Ｌ２の一端
５：第１の接続電極Ｌ１の一端
６：第３の接続電極Ｌ３の一端
７：第４の接続電極Ｌ４の他端
８：第１の受信端子ＲＸ１に接続されている受信経路の一端
９：第１の接続電極Ｌ１の他端
１０：第２の接続電極Ｌ２の他端
１１：第２の受信端子ＲＸ２に接続されている受信経路の一端
１２：第３の接続電極Ｌ３の他端
１３：ボンディングワイヤ
１４：表面実装部品
１５：ボンディングワイヤ
１６：表面実装部品

Claims (8)

1. 導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層してなる積層基板に高周波信号を処理する高周波信号処理回路を備えた高周波部品であって、
   同一の通信システムに対して少なくとも送信端子、第１の受信端子および第２の受信端子、並びに第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子を有し、
   前記第１のアンテナ端子と前記送信端子との接続と、前記第１のアンテナ端子と前記第１の受信端子との接続を切り替える第1のスイッチ回路を備え、前記第１の受信端子および前記第２の受信端子は、それぞれ前記第１のアンテナ端子および前記第２のアンテナ端子に別個に接続されて、前記通信システムの受信信号を前記第１の受信端子と第２の受信端子から同時に出力可能に構成されており、
   前記送信端子、前記第１の受信端子および第２の受信端子、並びに前記第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子は前記積層基板の矩形の裏面の各辺に沿って形成され、前記裏面の一辺または隣接する二辺において、前記第１の受信端子と前記送信端子との間に前記第２の受信端子が配置されていることを特徴とする高周波部品。
2. 前記第１の受信端子と前記第１のアンテナ端子を接続する信号経路の一部をなす第１の接続電極および前記第２の受信端子と前記第２のアンテナ端子を接続する信号経路の一部をなす第２の接続電極はそれぞれ前記積層基板の上面または内層に形成され、少なくとも１層の誘電体層を挟んで積層方向から見て交差していることを特徴とする請求項１に記載の高周波部品。
3. 前記高周波部品の、前記第１の接続電極と前記第２の接続電極との間に、グランド電極が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の高周波部品。
4. 前記高周波部品の内層に形成された第１の接続電極または第２の接続電極は、異なる誘電体層の複数のグランド電極に挟まれるように、前記複数のグランド電極の略中間の位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の高周波部品。
5. 導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層してなる積層基板に高周波信号を処理する高周波信号処理回路を備えた高周波部品であって、
   同一の通信システムに対して少なくとも送信端子、第１の受信端子および第２の受信端子、並びに第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子を有し、
   前記第１のアンテナ端子と前記送信端子との接続と、前記第１のアンテナ端子と前記第１の受信端子との接続を切り替える第１のスイッチ回路と、
   前記第２のアンテナ端子と第２の受信端子間との接続または非接続を切り替える第２のスイッチ回路と、
   前記第１のスイッチ回路の受信経路側の切り替え端子に接続可能な第１の接続電極および第３の接続電極と、
   前記第２のスイッチ回路の受信経路側の切り替え端子に接続可能な第２の接続電極および第４の接続電極とを備え、
   前記第１の接続電極の一端が前記第１のスイッチ回路の受信側切り替え端子にボンディングワイヤを介して接続されるとともに、前記第１の接続電極の他端が、前記第１の受信端子に接続されている受信経路に表面実装部品を介して接続され、前記第２の接続電極の一端が前記第２のスイッチ回路の受信側切り替え端子にボンディングワイヤを介して接続されるとともに、前記第２の接続電極の他端が、前記第２の受信端子に接続されている受信経路に表面実装部品を介して接続される、第１の接続モードと、
   前記第３の接続電極の一端が前記第１のスイッチの受信側切り替え端子にボンディングワイヤを介して接続されるとともに、前記第３の接続電極の他端が、前記第２の受信端子に接続されている受信経路に表面実装部品を介して接続され、前記第４の接続電極の一端が前記第２のスイッチ回路の受信側切り替え端子にボンディングワイヤを介して接続されるとともに、前記第４の接続電極の他端が、前記第１の受信端子に接続されている受信経路に表面実装部品を介して接続される、第２の接続モードとのいずかの接続モードを選択可能に構成され、
   前記第１および第２の接続モードのいずれかの接続モードを選択して構成することで、前記第１の受信端子および前記第２の受信端子は、それぞれ前記第１のアンテナ端子および前記第２のアンテナ端子、または前記第２のアンテナ端子および前記第１のアンテナ端子に別個に接続されて、前記通信システムの受信信号を前記第１の受信端子と第２の受信端子から同時に出力可能に構成されていることを特徴とする高周波部品。
6. 前記第１の接続電極と前記第２の接続電極はそれぞれ前記積層基板の上面または内層に形成され、少なくとも１層の誘電体層を挟んで積層方向から見て交差しており、
   前記第１の接続電極と前記第２の接続電極との間に、グランド電極が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の高周波部品。
7. 前記高周波部品の内層に形成された第１の接続電極または第２の接続電極は、異なる誘電体層の複数のグランド電極に挟まれるように、前記複数のグランド電極の略中間の位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の高周波部品。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の高周波部品を用いたことを特徴とする通信装置。

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