JP2011072013A - 高周波回路部品およびこれを用いた通信装置 - Google Patents

高周波回路部品およびこれを用いた通信装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 部品点数が少なく、小型化が可能で、低消費電力な特性に優れた高周波回路部品、およびこれを用いた通信装置を提供する。
【解決手段】 アンテナ端子に接続する複数の通信システムの送信端子と受信端子とを有し、セラミック誘電体材料と導電材料を積層一体化した積層体に、複数のスイッチ回路と、スイッチ回路と接続する複数の高周波増幅回路を構成した高周波回路部品であって、 積層体の裏面には、中央部分にグランド電極を有し、前記グランド電極の周辺に、アンテナ端子電極と、スイッチ回路の制御電源端子電極と、高周波増幅回路の駆動用電源端子と制御用電源端子と、送信端子用電極と、受信端子用電極を形成し、複数の通信システムの送信端子用電極と受信端子用電極の全ては、前記積層体の裏面の一辺側にのみ配置し、アンテナ端子電極と、スイッチ回路の制御電源端子電極と、高周波増幅回路の駆動用電源端子と制御用電源端子は他の辺側に配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子電器機器間における無線伝送を行う無線通信装置に関し、複数の通信システムで共用可能な高周波回路部品およびこれを用いた通信装置に関する。
２．４ＧＨｚのＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ， Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ、産業、科学及び医療）帯域は、ＤＳＳＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ダイレクト・シーケンス・スペクトル拡散）無線通信向けのもの等のＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）通信に利用されている。このような無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）と同じ２．４ＧＨｚのＩＳＭ帯域を利用し、関連し合う電子機器との接続がケーブルを用いることなく実現でき極めて利便性の高い技術である近距離無線規格ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））が提案されている。
２．４ＧＨｚのＩＳＭ帯域を利用する主な無線ＬＡＮ規格には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂとＩＥＥＥ８０２．１１ｇがある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、ＤＳＳＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：ダイレクト・シーケンス・スペクトル拡散）方式で、５．５Ｍｂｐｓ、１１Ｍｂｐｓの高速通信をサポートするものである。またＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｓ：直交周波数多重分割）変調方式を用いて、最大５４Ｍｂｐｓの高速データ通信をサポートするものである。
ブルートゥースは２．４ＧＨｚの前記ＩＳＭ周波数帯を複数の無線チャンネルに分割して使用し、さらに各無線チャンネルを単位時間（１／１６００秒）ごとに分割してタイムスロットとし、使用する無線チャンネルをタイムスロットごとに切り替える耐ノイズ性に優れた周波数ホッピング方式が採用されている。
また、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮの規格には、ＩＥＥＥ８０２．１１ａがあり、これは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｓ：直交周波数多重分割）変調方式を用いて、最大５４Ｍｂｐｓの高速データ通信をサポートするものである。
無線ＬＡＮは、その利用が５０〜１００ｍ程度の距離の範囲内にある小グループを想定しており、またデータ伝送速度も数Ｍ〜数十Ｍｂｐｓと速いため、１００ｍＷ程度の電力を消費する。しかし、ブルートゥースはその利用が同一敷地内、同一建物内など比較的狭い地域として想定されており電波が到達するエリアは１０ｍ程度の距離範囲であり、また伝送速度も速くても２Ｍｂｐｓであるので、１０ｍＷ程度の省電力に設計されている。
このように、無線ＬＡＮとブルートゥースでは、伝送速度、伝送できる距離などが異なるため、同時に１つの通信装置に搭載し、用途毎に使い分け、有利な方を使用することができる。
無線ＬＡＮのデュアルバンド対応の例が、特許文献１に記載されている。この特許文献の図７には、その従来の技術として、スイッチモジュールと、信号の送受信を行う４本のアンテナと、２つの送受信回路との関係が記載されている。つまり、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの周波数帯の信号を送受信するアンテナ２本と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの周波数帯の信号を送受信するアンテナ２本とを別に設け、それぞれの周波数帯で分かれた回路構成となり、ダイバーシティ方式での通信に対応させたものである。
また特許文献２には、ブルートゥースのＲＦ回路の一例が記載されている。この特許文献２の図８には、アンテナの後段に帯域通過フィルタが配置され、その後段には送信回路とアンテナとの接続、及び受信回路とアンテナとの接続を切り替える高周波スイッチと、高周波スイッチと送信回路間に配置されるバルントランスと、高周波スイッチと受信回路間に配置されるバルントランスとが記載されている。
特開２００５−７３０８６号公報 特開２００３−６０４０９号公報
この特許文献１の図７に示された回路では、アンテナを４本使用するため、電子機器の外形を小型化しにくいという問題点が指摘されている。そして、アンテナを２本とし、アンテナとスイッチの間に分波器を挿入した例が、特許文献の図８に示されている。しかし、この例に対しては、新たに分波器が設けられるため、部品点数が多くなり、さらなる小型化への対応が困難であり、また分波器の挿入損失により、消費電力が大きくなってしまうという問題点がある。さらに、３つのシステムに対応させるには、新たにスイッチを追加し、分波器の設置と同様に、部品点数が増加すると共に実装面積が増大し、小型化、薄型化、軽量化が図れないという問題点があり、分波器のアイソレーションの問題も指摘されている。
また特許文献２に示された回路では、ＧａＡｓスイッチは広帯域な挿入損失を備えており、帯域外の減衰量が小さく、帯域通過フィルタに、その帯域外減衰量の大きなものが必要とされており、そのため、帯域通過フィルタを構成する回路素子を増やさざるを得ず、挿入損失が劣化し、形状も大きくなるを得ず、小型化に限界があったとの指摘がなされている。また、更なる低消費電力化が望まれていた。
本発明は上述の様な問題点を鑑み、無線ＬＡＮやブルートゥースなどの複数の通信システムを共用可能な回路部品に関し、部品点数が少なく、小型化が可能で、低消費電力な特性に優れた高周波回路部品、およびこれを用いた通信装置を提供する事を目的とする。
本発明は、アンテナ端子に接続される、複数の通信システムの送信端子と受信端子とを有し、セラミック誘電体材料と導電材料を積層一体化した積層体に、複数のスイッチ回路と、前記スイッチ回路と接続する複数の高周波増幅回路を構成した高周波回路部品であって、前記積層体の裏面には、中央部分にグランド電極を有し、前記グランド電極の周辺に、アンテナ端子電極と、前記スイッチ回路の制御電源端子電極と、高周波増幅回路の駆動用電源端子と制御用電源端子と、送信端子用電極と、受信端子用電極が形成され、前記複数の通信システムの送信端子用電極と受信端子用電極の全ては、前記積層体の裏面の一辺側にのみ配置され、アンテナ端子電極と、前記スイッチ回路の制御電源端子電極と、高周波増幅回路の駆動用電源端子と制御用電源端子は他の辺側に配置されていることを特徴とする高周波回路部品である。
本発明においては、アンテナ端子電極は、送信端子用電極及び受信端子用電極と対向する辺側に配置するのが好ましい。
また、複数の高周波増幅回路で共通とする駆動用電源端子を、アンテナ端子電極と、送信端子用電極及び受信端子用電極とは異なる辺側に配置するのが好ましい。
複数の高周波増幅回路はそれぞれ検波回路を含み、各検波回路で共通とする駆動用電源端子を、アンテナ端子電極と、送信端子用電極及び受信端子用電極とは異なる辺側に配置するのも好ましい。更に、検波回路の各検波端子を前記駆動用電源端子と同じ一辺側に並んで配置するのが好ましい。
また、第１と第２のアンテナ端子、第１通信システム用の送信端子、第１通信システム用の受信端子、第２通信システム用の送信端子、第２通信システム用の受信端子、第３通信システム用の送信受信端子を有する高周波回路部品とし、前記第１通信システム用の送信端子、第１通信システム用の受信端子、又は前記第３通信システム用の送信受信端子の何れかと前記第１のアンテナ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通信システム用の送信端子又は第２通信システム用の受信端子と前記第２のアンテナ端子との接続を切り替える第２のスイッチ回路とを有し、前記第１のスイッチ回路と前記第１のアンテナ端子との間に設けられる第１のバンドパスフィルタ回路と、前記第２のスイッチ回路と前記第２のアンテナ端子との間に設けられる第２のバンドパスフィルタ回路と、前記第１のスイッチ回路と前記第１通信システム用の送信端子との間に設けられる第１の高周波増幅回路と、前記第２のスイッチ回路と前記第２通信システム用の送信端子との間に設けられる第２の高周波増幅回路と、前記第１の高周波増幅回路と前記第１通信システム用の送信端子との間に設けられる第３のバンドパスフィルタ回路とを有する高周波回路部品としても良い。
また前記第１のスイッチ回路が、２つのスイッチ回路を組み合わせて構成したものであってもよい。
また前記第２のバンドパスフィルタ回路が、ハイパスフィルタ回路とローパスフィルタ回路との組合せであることが好ましい。
また本発明は、上記した高周波回路部品を用いた通信装置である。
本発明によれば、複数の通信システムに対応し、アンテナと各送受信回路との接続を適宜選択できる高周波回路部品を得ることができる。また、２つの通信システムを同時に通信することが可能であり、一体化した小型で低消費電力である高周波回路部品を得ることができる。そして、本発明の高周波回路部品を用いることにより、通信装置の高機能化、小型化、部品点数の削減を可能とすることができる。
本発明に係る一実施例の高周波回路部品の回路ブロック図である。 本発明に係る一実施例の第１のバンドパスフィルタ回路の等価回路図である。 本発明に係る一実施例の第２のバンドパスフィルタ回路の等価回路図である。 本発明に係る一実施例の第１のスイッチ回路の１段目のスイッチ回路の等価回路である。 本発明に係る一実施例の第１のスイッチ回路の２段目のスイッチ回路の等価回路である。 本発明に係る一実施例の第２のスイッチ回路の等価回路である。 本発明に係る一実施例の第１の高周波増幅回路の等価回路図である。 本発明に係る一実施例の第２の高周波増幅回路の等価回路図である。 本発明に係る一実施例の第３のバンドパスフィルタ回路の等価回路図である。 本発明に係る一実施例の高周波回路部品１０を積層基板１００を用いて構成した外観斜視図である。 本発明の一実施例による高周波回路部品を構成する積層基板中の各層の電極パターンを示す展開図である。 本発明の一実施例による高周波回路部品を構成する積層基板中の各層の電極パターンを示す展開図である。 本発明の一実施例による高周波回路部品を構成する積層基板中の各層の電極パターンを示す展開図である。
本発明の実施形態を図面を用いて説明する。この実施態様では、第１通信システムとして、２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮシステム、第２通信システムとして、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮシステム、第３通信システムとして、ブルートゥースシステムを用いることができ、本実施態様では、それを用いた例を説明する。もちろん、他のシステムに変更することも可能である。尚、本発明は、下記する実施態様に限定されるものではない。
図１は、本発明に係る一実施例の回路ブロック図である。この実施例は、２つのアンテナ端子２Ａ，５Ａを有し、第１のアンテナ端子２Ａに第１のバンドパスフィルタ回路１が接続される。第１のバンドパスフィルタ回路１は、第１通信システムおよび第３通信システムの使用周波数の信号を通過させ、低周波側では他の無線システム（例えば携帯電話やＧＰＳなど）の使用周波数の信号を減衰させ、また高周波側では高調波の周波数および他の無線システム（例えば５ＧＨｚの無線ＬＡＮシステムやＷｉＭＡＸ）の使用周波数の信号を減衰させる機能を有している。
前記第１のバンドパスフィルタ回路１に第１のスイッチ回路１１が接続される。この第１のスイッチ回路は２段のスイッチ回路となっており、１段目のスイッチ回路３で第１通信システム用の受信端子２ＲとポートＰ４を切り替え、２段目のスイッチ回路４でポートＰ５と第３通信システム用の送信受信端子ＢＬＴとを切り替えている。この１段目のスイッチ回路３の制御用電源端子Ｖ１、Ｖ２、２段目のスイッチ回路の制御用電源端子Ｖ３、Ｖ４が設けられている。
ポートＰ５には高周波増幅回路６が接続されている。この高周波増幅回路６に第３のバンドパスフィルタ回路８が接続され、更に第１通信システム用の送信端子２Ｔに接続されている。第３のバンドパスフィルタ回路８は、第１通信システムの使用周波数の信号を通過させ、第１通信システム用の送信端子２Ｔから入力される雑音信号を減衰させる。また、この高周波増幅回路６には出力電力に応じた電圧を出力するための検波回路が内蔵されており、検波端子２Ｐｄｅｔ、検波回路駆動用電源端子Ｖｄｅｔが設けられている。また、高周波増幅回路６には駆動用電源端子Ｖｃｃおよび制御用電源端子Ｖｂ２が設けられている。
また、第１のバンドパスフィルタ回路１と第１のアンテナ端子２Ａの間には、一端が接地されるインダクタンス素子Ｌａｇが設けられている。このインダクタンス素子Ｌａｇはアンテナ端子２Ａに印加される静電気等のサージからスイッチ回路や高周波増幅回路を保護する為のものである。
第２のバンドパスフィルタ回路において必要な減衰量が確保できない場合、あるいは第２通信システム用の送信端子５Ｔから入力される雑音信号を減衰させる必要がある場合には、第２の高周波増幅器７と第２通信システム用の送信端子５Ｔの間に、バンドパスフィルタやハイパスフィルタを配置する。
第１通信システム用の送信端子２Ｔ、受信端子２Ｒ、第２通信システム用の送信端子５Ｔ、受信端子５Ｒ、第３通信システム用の送信受信端子ＢＬＴを平衡出力にする必要がある場合には、各端子に接続するように平衡−不平衡変換回路を配置しても良い。
第１の高周波増幅回路６あるいは第２の高周波増幅回路７に内蔵される検波回路にて、出力電圧、出力電圧に対する感度、高周波増幅回路の出力側インピーダンス変化に対する感度が不十分な場合には、方向性結合器とショットキーダイオードを主構成とした検波回路を、高周波増幅回路の出力端とスイッチ回路の間に配置しても良い。
アンテナ端子２Ａには２．４ＧＨｚ帯専用のアンテナ、アンテナ端子５Ａには５ＧＨｚ帯専用のアンテナを接続することができる。そのため、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚで共用できるアンテナを使用するよりも、特性の良いアンテナを使用することができ、低消費電力を達成することができる。
また、２．４ＧＨｚ帯を使用する第１通信システムと第３通信システム用の共用回路と、５ＧＨｚ帯を使用する第２通信システム用の回路の間のアイソレーションを高くすることができ、それぞれのシステムが誤動作するのを防ぐことができる。
図２に、第１のバンドパスフィルタ回路１の等価回路図を示す。この第１のバンドパスフィルタ回路１は、キャパシタンス素子ｃｐｇ１，３，１４、ｃｐｇ２，４，１５、ｃｐｇ５、ｃｐｇ６、ｃｐｇ７、ｃｐｇ８，１２、ｃｐｇ９，１３と伝送線路ｌｐｇ２，４、ｌｐｇ３，５から構成され、この伝送線路ｌｐｇ２，４と伝送線路ｌｐｇ３，５は磁気結合している。このｃｐｇ１，３，１４は、後に説明する多層セラミック基板内に形成する電極の符号と合わせており、電極パターンのｃｐｇ１とｃｐｇ３とｃｐｇ１４を用いて構成されることを意味している。このことは、ｃｐｇ２，４，１５、ｃｐｇ８，１２、ｃｐｇ９，１３、ｌｐｇ２，４、ｌｐｇ３，５も同様である。また、以下も同様の表現は、同様の意味である。
図３に、第２のバンドパスフィルタ回路２の等価回路図を示す。この第２のバンドパスフィルタ回路２は、キャパシタンス素子ｃｐａ１、ｃｐａ２、ｃｐａ４、ｃｐａ５、ｃｐａ６、ｃｐａ９と伝送線路ｌｐａ２，３、ｌｐａ４，５、ｌｐａ７，８から構成されている。そして、キャパシタンス素子ｃｐａ４、ｃｐａ５、ｃｐａ６、ｃｐａ９と伝送線路ｌｐａ４，５、ｌｐａ７，８によりハイパスフィルタ回路を、またキャパシタンス素子ｃｐａ１、ｃｐａ２と伝送線路ｌｐａ２，３からローパスフィルタ回路を構成し、このハイパスフィルタ回路とローパスフィルタ回路により、バンドパスフィルタ回路を構成している。尚、一般的なハイパスフィルタ回路では、伝送線路ｌｐａ４，５の接地側に、伝送線路ｌｐａ７，８と同様にキャパシタンス素子を配置するが、この実施例では、伝送線路ｌｐａ４，５を直接接地した。これにより、回路素子数を削減するとともに、広帯域で大きな減衰量特性を得る構成とすることができた。このため、第２通信システムの送信時には、第２通信システムの使用周波数より低い周波数を使用するシステムへの干渉を低減することができ、また第２通信システムの受信時には、受信感度を良くすることができる。
図４に、第１のスイッチ回路の１段目のスイッチ回路３の等価回路を、図５に、第１のスイッチ回路の２段目のスイッチ回路４の等価回路を示す。また、図６に、第２のスイッチ回路５の等価回路を示す。それぞれ、スイッチ回路を構成する半導体素子Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５とキャパシタンス素子Ｃｒｂ、Ｃｔ、ＣＢＬＴ、Ｃｒａから構成されており、制御電源端子Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６を有している。
図７は、高周波増幅回路６の等価回路図である。この高周波増幅回路６は、２．４ＧＨｚ帯で使用され、入力整合回路、２段のトランジスタからなる電力増幅回路、一定の電圧を供給する電圧供給回路、高周波増幅回路の出力電力を制御できるように構成されたバイアス制御回路と出力整合回路により構成されている。そして、電力増幅回路部分は半導体素子Ｉ６を用い、その他半導体素子Ｉ６に加えて、入力整合回路用に、キャパシタンス素子Ｃ１と伝送線路ｌｉｇ１，２、ｌｉｇ３，４，５、出力整合回路用に、キャパシタンス素子Ｃ３、ｃｏｇ１と伝送線路ｌｏｇ３−６、ｌｏｇ７，８、電圧供給回路用にキャパシタンス素子Ｃ６、Ｃ９、Ｃ３０と伝送線路ｌｃｇ３−１０、ｌｃｇ１２−１７、ｌｃｇ１７、バイアス制御回路用にキャパシタンス素子Ｃ４、Ｃ５、検波回路用にキャパシタンス素子Ｃｄｂ、抵抗素子Ｒｄｂを有し、駆動用電源端子Ｖｃｃ、制御用電源端子Ｖｂ２、検波回路駆動用電源端子Ｖｄｅｔ、検波端子２Ｐｄｅｔを有している。
ここで、伝送線路ｌｏｇ３−６とは、後に説明する多層セラミック基板内に形成する電極の符号と合わせており、電極パターンのｌｏｇ３とｌｏｇ４とｌｏｇ５とｌｏｇ６を用いて構成されることを意味している。このことは、ｌｃｇ３−１０、ｌｃｇ１２−１７も同様である。以下も同様の表現は、同様の意味である。
図８は、高周波増幅回路７の等価回路図である。この高周波増幅回路７は、５ＧＨｚ帯で使用され、入力整合回路、３段のトランジスタからなる電力増幅回路、一定の電圧を供給する電圧供給回路、高周波増幅回路の出力電力を制御できるように構成されたバイアス制御回路と出力整合回路により構成されている。そして、電力増幅回路部分は半導体素子Ｉ７を用い、その他半導体素子Ｉ７に加えて、入力整合回路用に、キャパシタンス素子ｃｉａ１、Ｃｔａと伝送線路ｌｉａ３−６、ｌｉａ１１−１４、ｌｉａ８，９、ｌｉａ１０，１６，１７、抵抗素子Ｒ２、出力整合回路用に、キャパシタンス素子Ｃ１４と伝送線路ｌｏａ１，９、ｌｏａ３−８、電圧供給回路用にキャパシタンス素子ｃｃａ１，４、ｃｃａ２、ｃｃａ３、Ｃ４０、Ｃ１９、Ｃ１７と伝送線路ｌｃａ１、ｌｃａ２−４、ｌｃａ５、ｌｃａ７、ｌｃａ８、バイアス制御回路用に、キャパシタンス素子Ｃ１５、Ｃ２０、検波回路用にキャパシタンス素子Ｃｄａ、抵抗素子Ｒｄａを有し、駆動用電源端子Ｖｃｃ、制御用電源端子Ｖｂ５、検波回路駆動用電源端子Ｖｄｅｔ、検波端子５Ｐｄｅｔを有している。
図９は、第３のバンドパスフィルタ回路８の等価回路図である。この第３のバンドパスフィルタ回路８は、キャパシタンス素子ｃｐｉ１，３，１４、ｃｐｉ２，４，１５、ｃｐｉ５、ｃｐｉ６、ｃｐｉ７、ｃｐｉ８，１２、ｃｐｉ９，１３と伝送線路ｌｐｉ２，４、ｌｐｉ１，３から構成され、この伝送線路ｌｐｉ２，４と伝送線路ｌｐｉ１，３は磁気結合している。
尚、各伝送線路は、以下インダクタンス素子と称する場合があるが、同意として読むことができる。
本発明に係る高周波回路部品を積層部品（セラミック多層基板を用いた部品）として構成した場合を説明する。図１０は、本発明の高周波回路部品１０を、積層基板１００を用いて構成した外観斜視図である。図１１，１２，１３は、その積層基板１００中の各層の構成を示しており、図１１は、上から１層目から６層目を、図１２は、７層目から１２層目を、図１３は、１３層目から１６層目、及び裏面を示す。
積層基板１００上面の複数のランド電極には、スイッチ回路の半導体素子Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、及び高周波増幅回路の半導体素子Ｉ６、Ｉ７がベアチップ状態で搭載されており、チップコンデンサＣ５、Ｃ６、Ｃ３０、Ｃ９、Ｃ４、Ｃ１、Ｃｄｂ、Ｃ３、ＣＢＬＴ、Ｃｒｂ、ＣＴ、Ｃｄａ、Ｃ１４、Ｃｔａ、Ｃ４０、Ｃｒａ、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２０、チップインダクタＬａｇ、Ｌａａ、及びチップ抵抗Ｒ２、Ｒｄａ、Ｒｄｂが実装されている。
半導体素子のベアチップの裏面は、積層基板１００上面のランド電極と導電性接着材であるＡｇペーストや半田などで接合される。また半導体素子の回路と、積層基板１００上面の接続すべきランド電極は、ワイヤーにて接続されている。このワイヤーは、例えば金線で、２５μｍの太さのものが使用される。また、積層基板１００上面のランド電極はビアホールを介して積層基板１００内の接続線路及び回路素子に接続している。積層基板１００の上面に搭載されているチップコンデンサ、チップインダクタ及びチップ抵抗は、積層基板１００の内部に形成しても良い。また、積層基板１００の内部に形成したキャパシタンス素子、伝送線路のいずれかを積層基板に搭載するようにしてもよい。これらは、適宜変更できる。
また、積層基板１００の上には、金属ケースを付けることもできるし、樹脂封止や管封止することも出来る。このように高周波回路部品を積層基板として構成することにより、小型化が可能であり、通信装置としても用いる部品点数の削減が可能である。尚、送受信回路部を構成したＲＦＩＣやベースバンドＩＣを前記積層基板に複合化することも当然可能である。
図１１〜１３に示す通り、積層基板１００の一番上（１層目）のグリーンシートには、部品搭載用のランド電極が形成されている。２層目のグリーンシートにはグランド電極ｅ１８、インダクタンス素子用の電極ｌｉａ１０が形成されている。３層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐｉ１５、ｃｐｉ１４、ｃｐｇ１４、ｃｐｇ１５、インダクタンス素子用の電極ｌｏｇ２、ｌｉａ９、及びグランド電極ｅ１２、ｅ１３、ｅ１４、ｅ１５が形成されている。４層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐｉ１２、ｃｐｉ１３、ｃｐｇ１２、ｃｐｇ１３、インダクタンス素子用の電極ｌｐｇ１、ｌｏａ９、ｌｏｇ３、ｌｉａ８、及びグランド電極ｅ１０、ｅ１１が形成されている。５層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐｉ１０、ｃｐｉ１１、ｃｐｇ１０、ｃｐｇ１１、インダクタンス素子用の電極ｌｏａ１、ｌｏａ１３、ｌｉａ１６、ｌｐａ１、ｌｐｇ４、ｌｃｇ１０、ｌｉｇ３及びグランド電極ｅ８、ｅ９が形成されている。６層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐｉ８、ｃｉａ１、ｃｐｇ８、ｃｐｇ９、ｃｐｉ９、インダクタンス素子用の電極ｌｏａ４、ｌｉａ３、ｌｉａ１７、ｌｐａ２、ｌｏｇ５、ｌｃｇ９、ｌｃｇ１７、及びグランド電極ｅ１９、ｅ２０が形成されている。
７層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｉａ２、ｃｐａ４、インダクタンス素子用の電極ｌｃｇ８、ｌｃｇ１６、ｌｉａ４、ｌｃａ８、ｌｏａ５、ｌｏｇ６が形成されている。８層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐａ５、及びインダクタンス素子用の電極ｌｐｇ２、ｌｐｇ３、ｌｃｇ７、ｌｃｇ８、ｌｃｇ１５、ｌｐｉ３、ｌｐｉ４、ｌｏａ６、ｌｉａ５、ｌｃａ４、ｌｃａ５、ｌｃａ７が形成されている。９層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐａ８、及びインダクタンス素子用の電極ｌｐｉ１、ｌｐｉ２、ｌｃｇ６、ｌｃｇ１４、ｌｏｇ７、ｌｐｇ４、ｌｐｇ５、ｌｃａ３、ｌｏａ７、ｌｉａ６が形成されている。１０層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐａ６、及びインダクタンス素子用の電極ｌｃｇ５、ｌｃｇ１３、ｌｏａ８、ｌｉａ１、ｌｃａ２、ｌｐａ４が形成されている。１１層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐｉ７、ｃｐｇ７、インダクタンス素子用の電極ｌｃｇ４、ｌｃｇ１２、ｌｉａ１２、ｌｉｇ１、ｌｐａ５、ｌｐａ７、及びグランド電極ｅ６が形成されている。１２層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐｉ５、ｃｐｉ６、ｃｐｇ５、ｃｐｇ６、インダクタンス素子用の電極ｌｉｇ２、ｌｉａ１３、ｌｐａ８、ｌｃｇ３及びグランド電極ｅ５が形成されている。
１３層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｐｉ３、ｃｐｉ４、ｃｃａ１、ｃｐａ１、ｃｐａ２、ｃｐｇ３、ｃｐｇ４、及びインダクタンス素子用の電極ｌｃａ６、伝送線路ｌｐｄ１が形成されている。１４層目のグリーンシートにはグランド電極ｅ２が形成されている。１５層目のグリーンシートには、キャパシタンス素子用の電極ｃｃｐｉ１、ｃｐｉ２、ｃｃａ２、ｃｃａ３、ｃｃａ４、ｃｐａ７、ｃｐｇ１、ｃｏｇ１、ｃｐｇ２、伝送線路ｌｃａ１０及びグランド電極ｅ２が形成されている。１６層目（最下層）のグリーンシートにはグランド電極ｅ１が形成されている。グリーンシート３１６の裏面には、回路基板に実装するための端子電極が形成されている。端子電極は、図１の符号と同じ符号を付けている。尚、ＧＮＤはグランド電極の端子電極である。
これらインダクタンス素子用のライン電極、キャパシタンス素子用のコンデンサ用電極、及びグランド電極はグリーンシートに形成されたビアホールを介して適宜接続されている。
高周波電力増幅回路６、７の入力整合回路、電圧供給回路及び出力整合回路間のアイソレーションが不足すると、パワーアンプの誤動作及び発振が起きるおそれがあるので、これらの回路間のアイソレーションを十分に確保するように平面的なグランド電極やそれに連結するビアホールの配置を最適化する。高周波電力増幅回路６、７からの不要ノイズの影響を受けにくいように、アンテナ端子に接続するバンドパスフィルタ回路１、２を構成する電極を高周波電力増幅回路６、７からできるだけ遠く配置するのが望ましい。
同様に、無線ＬＡＮの受信経路及びブルートゥースの送受信経路を構成する電極も、高周波電力増幅回路６、７からできるだけ遠く配置するのが望ましい。これにより、高周波電力増幅回路６、７からの不要のノイズの混信が低減され、受信感度が向上する。
前記積層基板１００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Ａｌ２Ｏ３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。
また、この積層基板１００の高周波増幅回路用の半導体素子が搭載される部分には、サーマルビアが上面から裏面にかけて設けられている。これは放熱性を高めるためである。また、不要なノイズ輻射を抑制するために、適宜内部のグリーンシートに広いグランド電極を形成している。
この積層基板１００には各回路が積層基板に三次元的に構成される。ここで、各回路を構成する電極パターンは、それぞれ他の回路を構成する電極パターンとの不要な電磁気的干渉を防ぐように、グランド電極（平面的なグランド電極やこのグランド電極につながるビアホール）により分離する等、積層方向に見て互いが重ならないようにしている。
この積層基板１００の裏面（実装面）には、図１３に示すように端子電極が形成されている。この裏面（実装面）では、中央部分に広いグランド電極ＧＮＤ、周辺に周回状に各端子電極が形成されている。
この端子電極は、送信用端子電極と受信用端子電極、送信用端子電極とアンテナ端子電極が隣合わないように配置され、間にグランド電極ＧＮＤ又は制御用電源端子電極が配置される。
この端子電極のうち、アンテナ端子電極２Ａ、５Ａは、積層基板の一辺側に配置し、その一辺に対向する辺側に、２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の送信端子電極２Ｔ、受信端子電極２Ｒ、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の送信端子電極５Ｔ、受信端子電極５Ｒを配置している。このように、アンテナ端子電極と、送信・受信端子電極を対向する辺側に配置することにより、互いの干渉を低減させることができる。
また、本実施例では前記端子電極をＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）としているが、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）なども採用することが出来る。
１：第１のバンドパスフィルタ回路
２：第２のバンドパスフィルタ回路
３：第１のスイッチ回路の１段目のスイッチ回路
４：第１のスイッチ回路の２段目のスイッチ回路
５：第２のスイッチ回路
６、７：高周波増幅回路
８：第３のバンドパスフィルタ回路
１０：高周波回路部品
１００：積層基板

Claims (6)

  1. アンテナ端子に接続される複数の通信システムの送信端子と受信端子とを有し、セラミック誘電体材料と導電材料を積層一体化した積層体に、複数のスイッチ回路と、前記スイッチ回路と接続する複数の高周波増幅回路を構成した高周波回路部品であって、
    前記積層体の裏面には、中央部分にグランド電極を有し、前記グランド電極の周辺に、アンテナ端子電極と、前記スイッチ回路の制御電源端子電極と、高周波増幅回路の駆動用電源端子と制御用電源端子と、送信端子用電極と、受信端子用電極が形成され、
    前記複数の通信システムの送信端子用電極と受信端子用電極の全ては、前記積層体の裏面の一辺側にのみ配置され、アンテナ端子電極と、前記スイッチ回路の制御電源端子電極と、高周波増幅回路の駆動用電源端子と制御用電源端子は他の辺側に配置されていることを特徴とする高周波回路部品。
  2. アンテナ端子電極を、送信端子用電極及び受信端子用電極と対向する辺側に配置することを特徴とする請求項１に記載の高周波回路部品。
  3. 複数の高周波増幅回路で共通とする駆動用電源端子を、アンテナ端子電極と、送信端子用電極及び受信端子用電極とは異なる辺側に配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波回路部品。
  4. 複数の高周波増幅回路はそれぞれ検波回路を含み、各検波回路で共通とする駆動用電源端子を、アンテナ端子電極と、送信端子用電極及び受信端子用電極とは異なる辺側に配置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波回路部品。
  5. 検波回路の各検波端子が前記駆動用電源端子と同じ一辺側に並んで配置されたことを特徴とする請求項４に記載の高周波回路部品。
  6. 請求項１〜５の何れかに記載の高周波回路部品を用いたことを特徴とする通信装置。
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