JP2021052248A - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】配線を簡単にする。【解決手段】高周波モジュール1は、実装基板5と、パワーアンプ21と、複数の送信用フィルタ31と、第1スイッチ47と、出力整合回路42と、ローノイズアンプ22と、外部接続端子6とを備える。実装基板5は、互いに対向する第1主面51及び第2主面52を有する。第1スイッチ47は、パワーアンプ21と複数の送信用フィルタ31との接続状態を切り替える。出力整合回路42は、パワーアンプ21と第1スイッチ47との間に接続されている。ローノイズアンプ22は、実装基板5の第2主面52に配置されている。パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47及び複数の送信用フィルタ31は、実装基板5の厚さ方向D1と直交する方向において、パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47及び複数の送信用フィルタ31の順に並ぶように実装基板5に配置されている。【選択図】図1

Description

本発明は、一般に高周波モジュール及び通信装置に関し、より詳細には、パワーアンプ及び複数の送信用フィルタを備える高周波モジュール、及び、高周波モジュールを備える通信装置に関する。
従来、パワーアンプ及び複数の送信用フィルタを備える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)。
特許文献1に記載された高周波モジュールは、パワーアンプと、送信用フィルタと、スイッチとを、送信信号ための素子として備える。スイッチは、パワーアンプと送信用フィルタとの接続状態を切り替える。
米国特許出願公開第2018/0131501号明細書
特許文献1に記載された従来の高周波モジュールでは、パワーアンプと送信用フィルタとスイッチとが実装基板に配置される場合に、パワーアンプとスイッチとの間の配線及びスイッチと送信用フィルタとの間の配線が複雑になる可能性がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、配線を簡単にすることができる高周波モジュール及び通信装置を提供することにある。
本発明の一態様に係る高周波モジュールは、実装基板と、パワーアンプと、複数の送信用フィルタと、第1スイッチと、出力整合回路と、ローノイズアンプと、外部接続端子とを備える。前記実装基板は、互いに対向する第1主面及び第2主面を有する。前記第1スイッチは、前記パワーアンプと前記複数の送信用フィルタとの接続状態を切り替える。前記出力整合回路は、前記パワーアンプと前記第1スイッチとの間に接続されている。前記ローノイズアンプは、前記実装基板の前記第2主面に配置されている。前記外部接続端子は、前記実装基板の前記第2主面に配置されている。前記パワーアンプ、前記出力整合回路、前記第1スイッチ及び前記複数の送信用フィルタは、前記実装基板の厚さ方向と直交する方向において、前記パワーアンプ、前記出力整合回路、前記第1スイッチ及び前記複数の送信用フィルタの順に並ぶように前記実装基板に配置されている。
本発明の一態様に係る通信装置は、前記高周波モジュールと、信号処理回路とを備える。前記信号処理回路は、信号を処理する。
本発明の上記態様に係る高周波モジュール及び通信装置によれば、配線を簡単にすることができる。
図1は、実施形態に係る高周波モジュールの正面図である。 図2は、同上の高周波モジュールの背面図である。 図3は、同上の高周波モジュールにおける図1のX1−X1線断面図である。 図4は、同上の高周波モジュールを備える通信装置の回路図である。 図5は、実施形態の変形例1に係る高周波モジュールの正面図である。 図6は、実施形態の変形例2に係る高周波モジュールの正面図である。 図7は、実施形態の変形例3に係る高周波モジュールの正面図である。 図8は、実施形態の変形例4に係る高周波モジュールの断面図である。
以下、実施形態に係る高周波モジュール及び通信装置について、図面を参照して説明する。下記の実施形態等において参照する図1〜図3及び図5〜図8は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比は、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(実施形態)
(1)高周波モジュール
実施形態に係る高周波モジュールの構成について、図面を参照して説明する。
実施形態に係る高周波モジュール1は、図4に示すように、パワーアンプ21と、ローノイズアンプ22と、コントローラ23と、複数の送信用フィルタ31と、複数の受信用フィルタ32と、フィルタ33とを備える。複数の送信用フィルタ31は、第1送信用フィルタ34と、第2送信用フィルタ35とを含む。複数の受信用フィルタ32は、第1受信用フィルタ36と、第2受信用フィルタ37とを含む。第1送信用フィルタ34及び第1受信用フィルタ36は、第1デュプレクサ38を構成する。第2送信用フィルタ35及び第2受信用フィルタ37は、第2デュプレクサ39を構成する。
また、高周波モジュール1は、複数(図示例では4つ)の整合回路41と、複数(図示例では3つ)のスイッチ46とを備える。複数の整合回路41は、出力整合回路42と、第1整合回路43と、第2整合回路44と、入力整合回路45とを備える。複数のスイッチ46は、第1スイッチ47と、第2スイッチ48と、アンテナスイッチ49とを含む。第2スイッチ48及びローノイズアンプ22は、受信用IC24として1チップで構成されている。
また、高周波モジュール1は、図1〜図3に示すように、実装基板5と、複数の外部接続端子6と、第1樹脂部材71と、第2樹脂部材72とを備える。
高周波モジュール1は、図4に示すように、例えば、通信装置8に用いられる。通信装置8は、例えばスマートフォンのような携帯電話である。なお、通信装置8は、携帯電話であることに限定されず、例えば、スマートウォッチのようなウェアラブル端末等であってもよい。
高周波モジュール1は、第1通信バンドの通信及び第2通信バンドの通信を行う。より詳細には、高周波モジュール1は、第1通信バンドの送信信号(以下「第1送信信号」という)の送信、第1通信バンドの受信信号(以下「第1受信信号」という)の受信を行う。さらに、高周波モジュール1は、第2通信バンドの送信信号(以下「第2送信信号」という)の送信、及び、第2通信バンドの受信信号(以下「第2受信信号」という)の受信を行う。
第1送信信号及び第1受信信号は、例えば、FDD(Frequency Division Duplex)の信号である。FDDは、無線通信における送信と受信とに異なる周波数帯域を割り当てて、送信及び受信を行う無線通信技術である。なお、第1送信信号及び第1受信信号は、FDDの信号に限定されず、TDD(Time Division Duplex)の信号であってもよい。TDDは、無線通信における送信と受信とに同一の周波数帯域を割り当てて、送信と受信とを時間ごとに切り替えて行う無線通信技術である。
第2送信信号及び第2受信信号は、例えば、FDDの信号である。なお、第2送信信号及び第2受信信号は、FDDの信号に限定されず、TDDの信号であってもよい。
(2)高周波モジュールの回路構成
以下、実施形態に係る高周波モジュール1の回路構成について、図4を参照して説明する。ここでは、第1送信信号及び第1受信信号、並びに、第2送信信号及び第2受信信号がFDDの信号である場合について説明する。
(2.1)パワーアンプ
図4に示すパワーアンプ21は、第1送信信号の振幅及び第2送信信号の振幅を増幅する増幅器である。パワーアンプ21は、アンテナ端子61と入力端子62とを結ぶ第1送信経路T11及び第2送信経路T21のうち入力端子62と出力整合回路42との間に設けられている。パワーアンプ21は、入力端子及び出力端子を有し、パワーアンプ21の入力端子は、入力端子62を介して外部回路(例えば信号処理回路82)に接続される。入力端子62は、外部回路からの高周波信号(第1送信信号及び第2送信信号)が高周波モジュール1に入力される端子である。パワーアンプ21の出力端子は、出力整合回路42に接続されている。
(2.2)コントローラ
図4に示すコントローラ23は、パワーアンプ21を制御する。より詳細には、コントローラ23は、信号処理回路82からの制御信号に基づいて、パワーアンプ21を制御する。
(2.3)ローノイズアンプ
図4に示すローノイズアンプ22は、第1受信信号の振幅及び第2受信信号の振幅を低雑音で増幅させる増幅器である。ローノイズアンプ22は、第1受信経路T12及び第2受信経路T22のうち入力整合回路45と出力端子63との間に設けられている。ローノイズアンプ22は、入力端子及び出力端子を有し、ローノイズアンプ22の入力端子は、入力整合回路45に接続されている。ローノイズアンプ22の出力端子は、出力端子63を介して外部回路(例えば信号処理回路82)に接続される。出力端子63は、ローノイズアンプ22からの高周波信号(第1受信信号及び第2受信信号)が外部回路へ出力される端子である。
(2.4)第1送信用フィルタ
図4に示す第1送信用フィルタ34は、第1送信信号を通過させる第1通信バンドの送信用フィルタである。より詳細には、第1送信用フィルタ34は、第1送信経路T11のうち第1スイッチ47と第1整合回路43との間に設けられている。第1送信用フィルタ34は、パワーアンプ21で増幅された高周波信号のうち、第1通信バンドの送信帯域の送信信号つまり第1送信信号を通過させる。
(2.5)第2送信用フィルタ
図4に示す第2送信用フィルタ35は、第2送信信号を通過させる第2通信バンドの送信用フィルタである。より詳細には、第2送信用フィルタ35は、第2送信経路T21のうち第1スイッチ47と第2整合回路44との間に設けられている。第2送信用フィルタ35は、パワーアンプ21で増幅された高周波信号のうち、第2通信バンドの送信帯域の送信信号つまり第2送信信号を通過させる。
(2.6)第1受信用フィルタ
図4に示す第1受信用フィルタ36は、第1受信信号を通過させる第1通信バンドの受信用フィルタである。より詳細には、第1受信用フィルタ36は、アンテナ端子61と出力端子63とを結ぶ第1受信経路T12のうち第1整合回路43と第2スイッチ48との間に設けられている。第1受信用フィルタ36は、アンテナ端子61から入力された高周波信号のうち、第1通信バンドの受信帯域の受信信号つまり第1受信信号を通過させる。
(2.7)第2受信用フィルタ
図4に示す第2受信用フィルタ37は、第2受信信号を通過させる第2通信バンドの受信用フィルタである。より詳細には、第2受信用フィルタ37は、アンテナ端子61と出力端子63とを結ぶ第2受信経路T22のうち第2整合回路44と第2スイッチ48との間に設けられている。第2受信用フィルタ37は、アンテナ端子61から入力された高周波信号のうち、第2通信バンドの受信帯域の受信信号つまり第2受信信号を通過させる。
(2.8)フィルタ
図4に示すフィルタ33は、複数の送信用フィルタ31の出力側及び複数の受信用フィルタ32の入力側に設けられており、送信信号(第1送信信号、第2送信信号)及び受信信号(第1受信信号、第2受信信号)を通過させる。より詳細には、フィルタ33は、アンテナ端子61とアンテナスイッチ49との間に設けられている。フィルタ33は、例えば、複数のインダクタ及びキャパシタを含む。フィルタ33は、複数のインダクタ及びキャパシタを含むIPD(Integrated Passive Device)であってもよい。なお、フィルタ33は、トリプレクサに含まれている。
(2.9)出力整合回路
図4に示す出力整合回路42は、少なくともインダクタ(図示せず)を含む。出力整合回路42は、第1送信経路T11及び第2送信経路T21のうちパワーアンプ21と第1スイッチ47との間に接続されている。出力整合回路42は、パワーアンプ21と第1送信用フィルタ34との間のインピーダンス整合及びパワーアンプ21と第2送信用フィルタ35との間のインピーダンス整合をとる。
(2.10)第1整合回路
図4に示す第1整合回路43は、少なくともインダクタ(図示せず)を含む。第1整合回路43は、第1送信経路T11のうち第1送信用フィルタ34とアンテナスイッチ49との間かつ第1受信経路T12のうちアンテナスイッチ49と第1受信用フィルタ36との間に設けられている。第1整合回路43は、第1送信用フィルタ34とフィルタ33との間のインピーダンス整合及びフィルタ33と第1受信用フィルタ36との間のインピーダンス整合をとる。
(2.11)第2整合回路
図4に示す第2整合回路44は、少なくともインダクタ(図示せず)を含む。第2整合回路44は、第2送信経路T21のうち第2送信用フィルタ35と第2スイッチ48との間かつ第2受信経路T22のうち第2スイッチ48と第2受信用フィルタ37との間に設けられている。第2整合回路44は、第2送信用フィルタ35とフィルタ33との間のインピーダンス整合及びフィルタ33と第2受信用フィルタ37との間のインピーダンス整合をとる。
(2.12)入力整合回路
図4に示す入力整合回路45は、少なくともインダクタ(図示せず)を含む。入力整合回路45は、第1受信経路T12及び第2受信経路T22のうちアンテナスイッチ49とローノイズアンプ22との間に設けられている。入力整合回路45は、第1受信用フィルタ36とローノイズアンプ22との間のインピーダンス整合及び第2受信用フィルタ37とローノイズアンプ22との間のインピーダンス整合をとる。
(2.13)第1スイッチ
第1スイッチ47は、図4に示すように、パワーアンプ21と複数の送信用フィルタ31との接続状態を切り替えるスイッチである。
第1スイッチ47は、共通端子471と、複数(図示例では2つ)の選択端子472,473とを有する。共通端子471は、出力整合回路42に接続されている。複数の選択端子472,473のうち、選択端子472は、第1送信用フィルタ34に接続されており、選択端子473は、第2送信用フィルタ35に接続されている。
第1スイッチ47は、共通端子471と複数の選択端子472,473との接続状態を切り替える。より詳細には、第1スイッチ47は、例えば、信号処理回路82によって制御される。第1スイッチ47は、信号処理回路82のRF信号処理回路83からの制御信号に従って、共通端子471と複数の選択端子472,473の少なくとも1つとを電気的に接続させる。
(2.14)第2スイッチ
第2スイッチ48は、図4に示すように、ローノイズアンプ22と複数の受信用フィルタ32との接続状態を切り替えるスイッチである。
第2スイッチ48は、共通端子481と、複数(図示例では2つ)の選択端子482,483とを有する。共通端子481は、入力整合回路45に接続されている。複数の選択端子482,483のうち、選択端子482は、第1受信用フィルタ36に接続されており、選択端子483は、第2受信用フィルタ37に接続されている。
第2スイッチ48は、共通端子481と複数の選択端子482,483との接続状態を切り替える。より詳細には、第2スイッチ48は、例えば、信号処理回路82によって制御される。第2スイッチ48は、信号処理回路82のRF信号処理回路83からの制御信号に従って、共通端子481と複数の選択端子482,483の少なくとも1つとを電気的に接続させる。
(2.15)アンテナスイッチ
アンテナスイッチ49は、図4に示すように、アンテナ端子61と複数の送信用フィルタ31との接続状態を切り替えるスイッチである。
アンテナスイッチ49は、共通端子491と、複数(図示例では2つ)の選択端子492,493とを有する。共通端子491は、アンテナ端子61に接続されている。複数の選択端子492,493のうち、選択端子492は、第1整合回路43に接続されており、選択端子493は、第1整合回路43に接続されている。選択端子492は、第1整合回路43に接続されており、選択端子493は、第2整合回路44に接続されている。アンテナ端子61には、アンテナ81が接続される。
アンテナスイッチ49は、共通端子491と複数の選択端子492,493との接続状態を切り替える。より詳細には、アンテナスイッチ49は、例えば、信号処理回路82によって制御される。アンテナスイッチ49は、信号処理回路82のRF信号処理回路83からの制御信号に従って、共通端子491と複数の選択端子492,493の少なくとも1つとを電気的に接続させる。
(3)高周波モジュールの構造
以下、実施形態に係る高周波モジュール1の構造について、図面を参照して説明する。
高周波モジュール1は、図1〜図3に示すように、実装基板5と、複数の外部接続端子6と、第1樹脂部材71と、第2樹脂部材72とを備える。
高周波モジュール1は、外部基板(図示せず)に電気的に接続可能である。外部基板は、例えば、携帯電話及び通信機器等のマザー基板に相当する。なお、高周波モジュール1が外部基板に電気的に接続可能であるとは、高周波モジュール1が外部基板上に直接的に実装される場合だけでなく、高周波モジュール1が外部基板上に間接的に実装される場合も含む。なお、高周波モジュール1が外部基板上に間接的に実装される場合とは、高周波モジュール1が、外部基板上に実装された他の高周波モジュール上に実装される場合等である。
(3.1)実装基板
実装基板5は、図1〜図3に示すように、互いに対向する第1主面51及び第2主面52を有する。第1主面51及び第2主面52は、実装基板5の厚さ方向D1において互いに対向する。第2主面52は、高周波モジュール1が外部基板(図示せず)に設けられたときに外部基板と対向する。実装基板5は、第1主面51及び第2主面52のそれぞれに回路素子が実装された両面実装基板である。
実装基板5は、複数の誘電体層が積層された多層基板である。実装基板5は、複数の導体パターン部53と、複数の貫通電極54とを有する。複数の導体パターン部53は、グランド電位に設定された導体パターン部を含む。複数の貫通電極54は、第1主面51に実装されている回路素子と実装基板5の導体パターン部53との電気的接続に用いられる。また、複数の貫通電極54は、第1主面51に実装されている回路素子と第2主面52に実装されている回路素子との電気的接続、及び、実装基板5の導体パターン部53と外部接続端子6との電気的接続に用いられる。
実装基板5の第1主面51には、パワーアンプ21と、フィルタ33と、第1デュプレクサ38と、第2デュプレクサ39と、複数の整合回路41(出力整合回路42、第1整合回路43、第2整合回路44、入力整合回路45)とが配置されている。実装基板5の第2主面52には、受信用IC24(ローノイズアンプ22、第2スイッチ48)と、コントローラ23と、第1スイッチ47と、アンテナスイッチ49とが配置されている。さらに、実装基板5の第2主面52には、複数の外部接続端子6が配置されている。
(3.2)パワーアンプ
パワーアンプ21は、図1及び図3に示すように、実装基板5の第1主面51に配置されている。図1及び図3の例では、パワーアンプ21は、実装基板5の第1主面51に実装されている。なお、パワーアンプ21の一部が実装基板5の第1主面51に実装されており、パワーアンプ21の残りが実装基板5に内装されていてもよい。要するに、パワーアンプ21は、実装基板5において第2主面52よりも第1主面51側に配置されており、かつ、第1主面51に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.3)コントローラ
コントローラ23は、図2及び図3に示すように、実装基板5の第2主面52に配置されている。図2及び図3の例では、コントローラ23は、実装基板5の第2主面52に実装されている。なお、コントローラ23の一部が実装基板5の第2主面52に実装されており、コントローラ23の残りが実装基板5に内装されていてもよい。要するに、コントローラ23は、実装基板5において第1主面51よりも第2主面52側に配置されており、かつ、第2主面52に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.4)第1デュプレクサ
第1デュプレクサ38は、図1及び図3に示すように、実装基板5の第1主面51に配置されている。図1及び図3の例では、第1デュプレクサ38は、実装基板5の第1主面51に実装されている。なお、第1デュプレクサ38の一部が実装基板5の第1主面51に実装されており、第1デュプレクサ38の残りが実装基板5に内装されていてもよい。要するに、第1デュプレクサ38は、実装基板5において第2主面52よりも第1主面51側に配置されており、かつ、第1主面51に実装されている部分を少なくとも有する。
第1デュプレクサ38における第1送信用フィルタ34は、例えば、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を含む弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用するSAW(Surface Acoustic Wave)フィルタである。さらに、第1送信用フィルタ34は、複数の直列腕共振子のいずれかと直列又は並列に接続されるインダクタ及びキャパシタの少なくとも一方を含んでもよいし、複数の並列腕共振子のいずれかと直列又は並列に接続されるインダクタ又はキャパシタを含んでもよい。
第1デュプレクサ38における第1受信用フィルタ36は、第1送信用フィルタ34と同様、例えば、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を含む弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用するSAWフィルタである。さらに、第1受信用フィルタ36は、複数の直列腕共振子のいずれかと直列又は並列に接続されるインダクタ及びキャパシタの少なくとも一方を含んでもよいし、複数の並列腕共振子のいずれかと直列又は並列に接続されるインダクタ又はキャパシタを含んでもよい。
(3.5)第2デュプレクサ
第2デュプレクサ39は、図1及び図3に示すように、実装基板5の第1主面51に配置されている。図1及び図3の例では、第2デュプレクサ39は、実装基板5の第1主面51に実装されている。なお、第2デュプレクサ39の一部が実装基板5の第1主面51に実装されており、第2デュプレクサ39の残りが実装基板5に内装されていてもよい。要するに、第2デュプレクサ39は、実装基板5において第2主面52よりも第1主面51側に配置されており、かつ、第1主面51に実装されている部分を少なくとも有する。
第2デュプレクサ39における第2送信用フィルタ35は、例えば、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を含む弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用するSAWフィルタである。さらに、第2送信用フィルタ35は、複数の直列腕共振子のいずれかと直列又は並列に接続されるインダクタ及びキャパシタの少なくとも一方を含んでもよいし、複数の並列腕共振子のいずれかと直列又は並列に接続されるインダクタ又はキャパシタを含んでもよい。
第2デュプレクサ39における第2受信用フィルタ37は、第2送信用フィルタ35と同様、例えば、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を含む弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用するSAWフィルタである。さらに、第2受信用フィルタ37は、複数の直列腕共振子のいずれかと直列又は並列に接続されるインダクタ及びキャパシタの少なくとも一方を含んでもよいし、複数の並列腕共振子のいずれかと直列又は並列に接続されるインダクタ又はキャパシタを含んでもよい。
(3.6)フィルタ
フィルタ33は、図1及び図3に示すように、実装基板5の第1主面51に配置されている。図1及び図3の例では、フィルタ33は、実装基板5の第1主面51に実装されている。なお、フィルタ33の一部が実装基板5の第1主面51に実装されており、フィルタ33の残りが実装基板5に内装されていてもよい。要するに、フィルタ33は、実装基板5において第2主面52よりも第1主面51側に配置されており、かつ、第1主面51に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.7)受信用IC
受信用IC24は、図2及び図3に示すように、実装基板5の第2主面52に配置されている。言い換えると、ローノイズアンプ22及び第2スイッチ48は、実装基板5の第2主面52に配置されている。図2及び図3の例では、受信用IC24は、実装基板5の第2主面52に実装されている。なお、受信用IC24の一部が実装基板5の第2主面52に実装されており、受信用ICの残りが実装基板5に内装されていてもよい。要するに、受信用IC24は、実装基板5において第1主面51よりも第2主面52側に配置されており、かつ、第2主面52に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.8)出力整合回路
出力整合回路42は、図1及び図3に示すように、実装基板5の第1主面51に配置されている。出力整合回路42のインダクタ(図示せず)は、例えば、実装基板5の第1主面51に実装されているチップ状の素子、又は、実装基板5に内装されている導体パターン部である。図1及び図3の例では、出力整合回路42のインダクタは、実装基板5の第1主面51に実装されている。なお、出力整合回路42は、インダクタと共にキャパシタ(図示せず)を含んでもよい。キャパシタは、例えば、実装基板5の第1主面51に実装されているチップ状の素子、又は、実装基板5に内装されており互いに対向する2つの導体パターン部を含む構成である。要するに、出力整合回路42は、実装基板5において第2主面52よりも第1主面51側に配置されており、かつ、第1主面51に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.9)第1整合回路
第1整合回路43は、図1及び図3に示すように、実装基板5の第1主面51に配置されている。第1整合回路43のインダクタ(図示せず)は、例えば、実装基板5の第1主面51に実装されているチップ状の素子、又は、実装基板5に内装されている導体パターン部である。図1及び図3の例では、第1整合回路43のインダクタは、実装基板5の第1主面51に実装されている。なお、第1整合回路43は、インダクタと共にキャパシタ(図示せず)を含んでもよい。キャパシタは、例えば、実装基板5の第1主面51に実装されているチップ状の素子、又は、実装基板5に内装されており互いに対向する2つの導体パターン部を含む構成である。要するに、第1整合回路43は、実装基板5において第2主面52よりも第1主面51側に配置されており、かつ、第1主面51に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.10)第2整合回路
第2整合回路44は、図1及び図3に示すように、実装基板5の第1主面51に配置されている。第2整合回路44のインダクタ(図示せず)は、例えば、実装基板5の第1主面51に実装されているチップ状の素子、又は、実装基板5に内装されている導体パターン部である。図1及び図3の例では、第2整合回路44のインダクタは、実装基板5の第1主面51に実装されている。なお、第2整合回路44は、インダクタと共にキャパシタ(図示せず)を含んでもよい。キャパシタは、例えば、実装基板5の第1主面51に実装されているチップ状の素子、又は、実装基板5に内装されており互いに対向する2つの導体パターン部を含む構成である。要するに、第2整合回路44は、実装基板5において第2主面52よりも第1主面51側に配置されており、かつ、第1主面51に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.11)入力整合回路
入力整合回路45は、図1及び図3に示すように、実装基板5の第1主面51に配置されている。入力整合回路45のインダクタ(図示せず)は、例えば、実装基板5の第1主面51に実装されているチップ状の素子、又は、実装基板5に内装されている導体パターン部である。図1及び図3の例では、入力整合回路45のインダクタは、実装基板5の第1主面51に実装されている。なお、入力整合回路45は、インダクタと共にキャパシタ(図示せず)を含んでもよい。キャパシタは、例えば、実装基板5の第1主面51に実装されているチップ状の素子、又は、実装基板5に内装されており互いに対向する2つの導体パターン部を含む構成である。要するに、入力整合回路45は、実装基板5において第2主面52よりも第1主面51側に配置されており、かつ、第1主面51に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.12)第1スイッチ
第1スイッチ47は、図2及び図3に示すように、実装基板5の第2主面52に配置されている。図2及び図3の例では、第1スイッチ47は、実装基板5の第2主面52に実装されている。なお、第1スイッチ47の一部が実装基板5の第2主面52に実装されており、第1スイッチ47の残りが実装基板5に内装されていてもよい。要するに、第1スイッチ47は、実装基板5において第1主面51よりも第2主面52側に配置されており、かつ、第2主面52に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.13)アンテナスイッチ
アンテナスイッチ49は、図2及び図3に示すように、実装基板5の第2主面52に配置されている。図2及び図3の例では、アンテナスイッチ49は、実装基板5の第2主面52に実装されている。なお、アンテナスイッチ49の一部が実装基板5の第2主面52に実装されており、アンテナスイッチ49の残りが実装基板5に内装されていてもよい。要するに、アンテナスイッチ49は、実装基板5において第1主面51よりも第2主面52側に配置されており、かつ、第2主面52に実装されている部分を少なくとも有する。
(3.14)外部接続端子
図2及び図3に示す複数の外部接続端子6は、実装基板5と外部基板(図示せず)とを電気的に接続させるための端子である。複数の外部接続端子6は、図4に示すアンテナ端子61、入力端子62及び出力端子63と、複数のグランド電極とを含む。
複数の外部接続端子6は、実装基板5の第2主面52に配置されている。複数の外部接続端子6は、実装基板5の第2主面52上に設けられた柱状(例えば、円柱状)の電極である。複数の外部接続端子6の材料は、例えば、金属(例えば、銅、銅合金等)である。複数の外部接続端子6の各々は、実装基板5の厚さ方向D1において、実装基板5の第2主面52に接合されている基端部と、基端部とは反対側の先端部とを有する。複数の外部接続端子6の各々の先端部は、例えば、金めっき層を含んでいてもよい。
高周波モジュール1では、マザー基板(外部基板)への高周波モジュール1の実装性、高周波モジュール1のグランド電極の数を多くする観点等から、複数の外部接続端子6が設けられている。
(3.15)第1樹脂部材・第2樹脂部材
第1樹脂部材71は、図3に示すように、実装基板5の第1主面51に設けられており、第1主面51に配置されている回路素子及び第1主面51を覆っている。第1樹脂部材71は、第1主面51に配置されている回路素子の機械強度(耐衝撃性)及び耐湿性等の信頼性を確保する機能を有する。つまり、第1樹脂部材71は、第1主面51に配置されている回路素子を保護する機能を有する。
第2樹脂部材72は、図3に示すように、実装基板5の第2主面52に設けられており、第2主面52に配置されている回路素子及び第2主面52を覆っている。第2樹脂部材72は、第2主面52に配置されている回路素子の機械強度(耐衝撃性)及び耐湿性等の信頼性を確保する機能を有する。つまり、第2樹脂部材72は、第2主面52に配置されている回路素子を保護する機能を有する。
(3.16)配置関係
図1〜図3に示すように、パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47及び複数の送信用フィルタ31は、実装基板5の厚さ方向D1と直交する方向において、パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47及び複数の送信用フィルタ31の順に並ぶように実装基板5に配置されている。より詳細には、パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47、第1デュプレクサ38、第1整合回路43、アンテナスイッチ49及びフィルタ33は、実装基板5の厚さ方向D1と直交する上記方向において、パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47、第1デュプレクサ38、第1整合回路43、アンテナスイッチ49及びフィルタ33の順に並ぶように実装基板5に配置されている。
ここで、配置の基準は、各素子において、実装基板5の厚さ方向D1と直交する上記方向において、パワーアンプ21側の端縁を基準とする。したがって、「パワーアンプ21、第1スイッチ47及び第1デュプレクサ38が、実装基板5の厚さ方向D1と直交する方向において、パワーアンプ21、第1スイッチ47及び第1デュプレクサ38の順で並んで配置されている」とは、パワーアンプ21の端縁、第1スイッチ47の端縁及び第1デュプレクサ38の端縁がこの順に位置するように、パワーアンプ21、第1スイッチ47及び第1デュプレクサ38が並んで配置されていることをいう。
これにより、パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47、第1デュプレクサ38、第1整合回路43、アンテナスイッチ49及びフィルタ33の配線を簡単にすることができる。つまり、第1送信経路T11を簡単にすることができる。同様に、パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47、第2デュプレクサ39、第2整合回路44、アンテナスイッチ49及びフィルタ33の配線を簡単にすることができる。つまり、第2送信経路T21を簡単にすることができる。
また、アンテナスイッチ49は、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、実装基板5のうち、ローノイズアンプ22に対して、パワーアンプ21とは反対側に配置されている。上記より、アンテナスイッチ49とパワーアンプ21との間の距離を長くすることができるので、アンテナスイッチ49において、パワーアンプ21の干渉を低減させることができる。
図1〜図3に示すように、パワーアンプ21、第1デュプレクサ38、第2デュプレクサ39、出力整合回路42、第1整合回路43、第2整合回路44及び入力整合回路45は、実装基板5の第1主面51に配置されている。一方、受信用IC24(ローノイズアンプ22、第2スイッチ48)、第1スイッチ47及びアンテナスイッチ49は、実装基板5の第2主面52に配置されている。
上記より、パワーアンプと第1スイッチの両方が実装基板5の同一の主面に配置されている場合に比べて、パワーアンプ21及び第1スイッチ47の配置面積を小さくすることができる。
さらに、第1スイッチ47の一部は、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、複数の送信用フィルタ31の少なくとも1つと重なっている。図1の例では、第1スイッチ47の一部は、第1デュプレクサ38及び第2デュプレクサ39と重なっている。
アンテナスイッチ49は、図1〜図3に示すように、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、フィルタ33と重なっている。より詳細には、アンテナスイッチ49の一部は、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、フィルタ33の一部と重なっている。なお、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、アンテナスイッチ49の一部がフィルタ33の全部と重なっていてもよい。あるいは、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、アンテナスイッチ49の全部がフィルタ33の一部又は全部と重なっていてもよい。要するに、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、アンテナスイッチ49の少なくとも一部が、フィルタ33の少なくとも一部と重なっていればよい。
これにより、アンテナスイッチ49とフィルタ33との間の配線長を短くすることができるので、配線によるロスを低減させることができる。また、アンテナスイッチとフィルタとが実装基板の同一の主面に配置されている場合に比べて、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、アンテナスイッチ49及びフィルタ33の配置面積を小さくすることができる。
受信用IC24(ローノイズアンプ22、第2スイッチ48)の一部は、図1〜図3に示すように、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、入力整合回路45の全部と重なっている。なお、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、受信用IC24の一部が入力整合回路45の一部と重なっていてもよい。あるいは、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、受信用IC24の全部が入力整合回路45の一部又は全部と重なっていてもよい。要するに、受信用IC24の少なくとも一部が、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、入力整合回路45の少なくとも一部と重なっていればよい。
これにより、受信用IC24(ローノイズアンプ22、第2スイッチ48)と入力整合回路45との間の配線長を短くすることができるので、配線によるロスを低減させることができる。また、受信用ICと入力整合回路とが実装基板の同一の主面に配置されている場合に比べて、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、受信用IC24及び入力整合回路45の配置面積を小さくすることができる。
ところで、実装基板5は、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において直角四角形状であり、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、4つの領域R1を有する。4つの領域R1は、互いに直交する長手方向D2(第1方向)及び短手方向D3(第2方向)のそれぞれにおいて2つずつに分割されて形成されている。4つの領域R1は、第1領域R11と、第2領域R12と、第3領域R13と、第4領域R14とを含む。第1領域R11及び第2領域R12は、互いに対角に位置する。
上記のような実装基板5において、パワーアンプ21は、第1領域R11に設けられている。一方、ローノイズアンプ22は、第4領域R14に設けられている。上記より、パワーアンプ21に発生する高調波ひずみを低減させることができる。
(4)高周波モジュールの各構成要素の詳細構造
(4.1)実装基板
図1〜図3に示す実装基板5は、例えば、プリント配線板、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板等である。ここにおいて、実装基板5は、例えば、複数の誘電体層及び複数の導体パターン部53を含む多層基板である。複数の誘電体層及び複数の導体パターン部53は、実装基板5の厚さ方向D1において積層されている。複数の導体パターン部53は、それぞれ所定パターンに形成されている。複数の導体パターン部53の各々は、実装基板5の厚さ方向D1に直交する一平面内において1つ又は複数の導体部を含む。各導体パターン部53の材料は、例えば、銅である。
実装基板5の第1主面51及び第2主面52は、実装基板5の厚さ方向D1において離れており、実装基板5の厚さ方向D1に交差する。実装基板5における第1主面51は、例えば、実装基板5の厚さ方向D1に直交しているが、例えば、厚さ方向D1に直交しない面として導体部の側面等を含んでいてもよい。また、実装基板5における第2主面52は、例えば、実装基板5の厚さ方向D1に直交しているが、例えば、厚さ方向D1に直交しない面として、導体部の側面等を含んでいてもよい。また、実装基板5の第1主面51及び第2主面52は、微細な凹凸又は凹部又は凸部が形成されていてもよい。
(4.2)デュプレクサ
図1〜3に示す第1デュプレクサ38及び第2デュプレクサ39の詳細な構造について説明する。以下の説明では、第1デュプレクサ38及び第2デュプレクサ39を区別せずにデュプレクサとする。
デュプレクサは、1チップのフィルタである。ここにおいて、デュプレクサでは、例えば、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子の各々が弾性波共振子により構成されている。この場合、デュプレクサは、例えば、基板と、圧電体層と、複数のIDT電極(Interdigital Transducer)とを備える。基板は、第1面及び第2面を有する。圧電体層は、基板の第1面に設けられている。圧電体層は、低音速膜上に設けられている。複数のIDT電極は、圧電体層上に設けられている。ここにおいて、低音速膜は、基板上に直接的又は間接的に設けられている。また、圧電体層は、低音速膜上に直接的又は間接的に設けられている。低音速膜では、圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速である。基板では、圧電体層を伝搬する弾性波の音速より伝搬するバルク波の音速が高速である。圧電体層の材料は、例えば、リチウムタンタレートである。低音速膜の材料は、例えば、酸化ケイ素である。基板は、例えば、シリコン基板である。圧電体層の厚さは、例えば、IDT電極の電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、3.5λ以下である。低音速膜の厚さは、例えば、2.0λ以下である。
圧電体層は、例えば、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、又は、チタン酸ジルコン酸鉛のいずれかにより形成されていればよい。また、低音速膜は、酸化ケイ素、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化ケイ素にフッ素又は炭素又はホウ素を加えた化合物からなる群から選択される少なくとも1種の材料を含んでいればよい。また、基板は、シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、水晶、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア及びダイヤモンドからなる群から選択される少なくとも1種の材料を含んでいればよい。
デュプレクサは、例えば、スペーサ層と、カバー部材とを更に備える。スペーサ層及びカバー部材は、基板の第1面に設けられている。スペーサ層は、基板の厚さ方向からの平面視で、複数のIDT電極を囲んでいる。基板の厚さ方向からの平面視で、スペーサ層は枠状(矩形枠状)である。スペーサ層は、電気絶縁性を有する。スペーサ層の材料は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド等の合成樹脂である。カバー部材は、平板状である。基板の厚さ方向からの平面視で、カバー部材は、長方形状であるが、これに限らず、例えば、正方形状であってもよい。フィルタでは、基板の厚さ方向からの平面視で、カバー部材の外形サイズと、スペーサ層の外形サイズと、カバー部材の外形サイズと、が略同じである。カバー部材は、基板の厚さ方向において基板に対向するようにスペーサ層に配置されている。カバー部材は、基板の厚さ方向において複数のIDT電極と重複し、かつ、基板の厚さ方向において複数のIDT電極から離れている。カバー部材は、電気絶縁性を有する。カバー部材の材料は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド等の合成樹脂である。フィルタは、基板とスペーサ層とカバー部材とで囲まれた空間を有する。フィルタでは、空間には、気体が入っている。気体は、例えば、空気、不活性ガス(例えば、窒素ガス)等である。複数の端子は、カバー部材から露出している。複数の端子の各々は、例えば、バンプである。各バンプは、例えば、はんだバンプである。各バンプは、はんだバンプに限らず、例えば金バンプであってもよい。
デュプレクサは、例えば低音速膜と圧電体層との間に介在する密着層を含んでいてもよい。密着層は、例えば、樹脂(エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂)からなる。また、デュプレクサは、低音速膜と圧電体層との間、圧電体層上、又は低音速膜下のいずれかに誘電体膜を備えていてもよい。
また、デュプレクサは、例えば、基板と低音速膜との間に介在する高音速膜を備えていてもよい。ここにおいて、高音速膜は、基板上に直接的又は間接的に設けられている。低音速膜は、高音速膜上に直接的又は間接的に設けられている。圧電体層は、低音速膜上に直接的又は間接的に設けられている。高音速膜では、圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である。低音速膜では、圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速である。
高音速膜は、ダイヤモンドライクカーボン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、マグネシア、ダイヤモンド、又は、上記各材料を主成分とする材料、上記各材料の混合物を主成分とする材料からなる。
高音速膜の厚さに関しては、弾性波を圧電体層及び低音速膜に閉じ込める機能を高音速膜が有するため、高音速膜の厚さは厚いほど望ましい。圧電体基板は、高音速膜、低音速膜及び圧電体層以外の他の膜として密着層、誘電体膜等を有していてもよい。
複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子の各々は、上記の弾性波共振子に限らず、例えば、SAW共振子又はBAW(Bulk Acoustic Wave)共振子であってもよい。ここにおいて、SAW共振子は、例えば、圧電体基板と、圧電体基板上に設けられているIDT電極と、を含む。フィルタは、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子の各々をSAW共振子により構成する場合、1つの圧電体基板上に、複数の直列腕共振子に一対一に対応する複数のIDT電極と、複数の並列腕共振子に一対一に対応する複数のIDT電極と、を有している。圧電体基板は、例えば、リチウムタンタレート基板、リチウムニオベイト基板等である。
(4.3)スイッチ
図1〜図3に示す第1スイッチ47、第2スイッチ48及びアンテナスイッチ49の詳細な構造について説明する。以下の説明では、第1スイッチ47、第2スイッチ48及びアンテナスイッチ49を区別せずにスイッチとする。
スイッチは、スイッチICである。より詳細には、スイッチは、例えば、基板とスイッチ機能部とを備える1チップのICである。基板は、互いに対向する第1面及び第2面を有する。基板は、例えば、シリコン基板である。スイッチ機能部は、基板の第1面に形成されたFET(Field Effect Transistor)を含む。スイッチ機能部は、接続状態を切り替える機能を有する機能部である。スイッチは、基板の第1面が実装基板5側となるように実装基板5の第1主面51又は第2主面52にフリップチップ実装されている。実装基板5の厚さ方向D1からの平面視で、スイッチの外周形状は、四角形状である。
(4.4)パワーアンプ
図1及び図3に示すパワーアンプ21は、例えば、基板と増幅機能部とを備える1チップのICである。基板は、互いに対向する第1面及び第2面を有する。基板は、例えば、ガリウム砒素基板である。増幅機能部は、基板の第1面に形成された少なくとも1つのトランジスタを含む。増幅機能部は、所定の周波数帯域の送信信号を増幅する機能を有する機能部である。トランジスタは、例えば、HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)である。パワーアンプ21では、コントローラ23からの電源電圧がHBTのコレクタ−エミッタ間に印加される。パワーアンプ21は、増幅機能部に加えて、例えば、直流カット用のキャパシタを含んでいてもよい。パワーアンプ21は、例えば、基板の第1面が実装基板5の第1主面51側となるように実装基板5の第1主面51にフリップチップ実装されている。実装基板5の厚さ方向D1からの平面視で、パワーアンプ21の外周形状は、四角形状である。
(4.5)ローノイズアンプ
図2及び図3に示すローノイズアンプ22の構造の詳細について説明する。
ローノイズアンプ22は、例えば、基板と増幅機能部とを備える1つのICチップである。基板は、互いに対向する第1面及び第2面を有する。基板は、例えば、シリコン基板である。増幅機能部は、基板の第1面に形成されている。増幅機能部は、所定の周波数帯域の受信信号を増幅する機能を有する機能部である。ローノイズアンプ22は、例えば、基板の第1面が実装基板5側となるように実装基板5にフリップチップ実装されている。実装基板5の厚さ方向D1からの平面視で、ローノイズアンプ22の外周形状は、四角形状である。
(5)通信装置
通信装置8は、図4に示すように、高周波モジュール1と、アンテナ81と、信号処理回路82とを備える。
アンテナ81は、高周波モジュール1のアンテナ端子61に接続されている。アンテナ81は、高周波モジュール1から出力された第1送信信号及び第2送信信号を電波にて放射する送信機能と、第1受信信号及び第2受信信号を電波として外部から受信して高周波モジュール1へ出力する受信機能とを有する。
信号処理回路82は、RF信号処理回路83と、ベースバンド信号処理回路84とを含む。信号処理回路82は、第1送信信号及び第1受信信号、並びに、第2送信信号及び第2受信信号を処理する。
RF信号処理回路83は、例えばRFIC(Radio Frequency IntegratedCircuit)であり、高周波信号に対する信号処理を行う。
RF信号処理回路83は、ベースバンド信号処理回路84から出力された高周波信号に対してアップコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた高周波信号を高周波モジュール1に出力する。具体的には、RF信号処理回路83は、ベースバンド信号処理回路84から出力された第1送信信号に対してアップコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた第1送信信号を高周波モジュール1の第1送信経路T11に出力する。また、RF信号処理回路83は、ベースバンド信号処理回路84から出力された第2送信信号に対してアップコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた第2送信信号を高周波モジュール1の第2送信経路T21に出力する。
RF信号処理回路83は、高周波モジュール1から出力された高周波信号に対してダウンコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた高周波信号をベースバンド信号処理回路84に出力する。具体的には、RF信号処理回路83は、高周波モジュール1の第1受信経路T12から出力された第1受信信号に対して信号処理を行い、信号処理が行われた第1受信信号をベースバンド信号処理回路84に出力する。また、RF信号処理回路83は、高周波モジュール1の第2受信経路T22から出力された第2受信信号に対して信号処理を行い、信号処理が行われた第2受信信号をベースバンド信号処理回路84に出力する。
ベースバンド信号処理回路84は、例えばBBIC(Baseband Integrated Circuit)であり、信号処理回路82の外部からの送信信号に対する所定の信号処理を行う。ベースバンド信号処理回路84で処理された受信信号は、例えば、画像信号として画像表示のための画像信号として使用され、又は、通話のための音声信号として使用される。
また、RF信号処理回路83は、使用される通信バンド(周波数帯域)に基づいて、高周波モジュール1が有する第1スイッチ47、第2スイッチ48及びアンテナスイッチ49の接続を制御する制御部としての機能も有する。具体的には、RF信号処理回路83は、制御信号(図示せず)によって、高周波モジュール1の第1スイッチ47、第2スイッチ48及びアンテナスイッチ49の接続を切り替える。なお、制御部は、RF信号処理回路83の外部に設けられていてもよく、例えば、高周波モジュール1又はベースバンド信号処理回路84に設けられていてもよい。
(6)効果
実施形態に係る高周波モジュール1では、実装基板5の厚さ方向D1と直交する方向において、パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47及び複数の送信用フィルタ31が、この順に並ぶように実装基板5に配置されている。これにより、パワーアンプ21、出力整合回路42、第1スイッチ47及び複数の送信用フィルタ31が、第1送信信号及び第2送信信号(送信信号)が通る順に配置されているので、配線を簡単にすることができる。
実施形態に係る高周波モジュール1では、パワーアンプ21が実装基板5の第1主面51に配置されており、かつ、第1スイッチ47が実装基板5の第2主面52に配置されている。これにより、パワーアンプ21と第1スイッチ47の両方が実装基板5の同一の主面に配置されている場合に比べて、パワーアンプ21及び第1スイッチ47の配置面積を小さくすることができる。
実施形態に係る高周波モジュール1では、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、アンテナ端子61と複数の送信用フィルタ31との接続状態を切り替えるアンテナスイッチ49が、実装基板5のうち、ローノイズアンプ22に対して、パワーアンプ21とは反対側に配置されている。これにより、アンテナスイッチ49とパワーアンプ21との間の距離を長くすることができるので、アンテナスイッチ49において、パワーアンプ21の干渉を低減させることができる。
実施形態に係る高周波モジュール1では、ローノイズアンプ22と複数の受信用フィルタ32との接続状態を切り替える第2スイッチ48及びローノイズアンプ22が1チップで構成されている。これにより、第2スイッチとローノイズアンプとが別体である場合に比べて、第2スイッチ48及びローノイズアンプ22の配置面積を小さくすることができる。
(7)変形例
以下、実施形態の変形例について説明する。
実施形態の変形例1として、高周波モジュール1aでは、図5に示すように、フィルタ33が実装基板5の第2主面52に配置されており、アンテナスイッチ49が実装基板5の第1主面51に配置されていてもよい。
実施形態の変形例2として、高周波モジュール1bでは、図6に示すように、フィルタ33及びアンテナスイッチ49の両方が実装基板5の第2主面52に配置されていてもよい。
実施形態の変形例3として、高周波モジュール1cでは、図7に示すように、フィルタ33及びアンテナスイッチ49の両方が実装基板5の第1主面51に配置されていてもよい。
変形例1,3に係る高周波モジュール1a,1cでは、実装基板5の厚さ方向D1からの平面視において、実装基板5の長手方向D2において分割された第1領域R21及び第2領域R22を有する。パワーアンプ21は、第1領域R21に設けられている。受信用IC24(ローノイズアンプ22、第2スイッチ48)及びアンテナスイッチ49は、第2領域R22に設けられている。
実施形態の変形例4として、高周波モジュール1dは、複数の外部接続端子6(図3参照)に代えて、図8に示すような複数の外部接続端子6dを備えてもよい。
複数の外部接続端子6dは、柱状電極ではなく、バンプ構造を有する。複数の外部接続端子6dは、実装基板5の第2主面52に配置されている。変形例4に係る高周波モジュール1dでは、第2樹脂部材72(図3参照)が省略されている。
実施形態では、第1デュプレクサ38及び第2デュプレクサ39は、例えば、弾性表面波フィルタである。ただし、実施形態の他の変形例として、第1デュプレクサ38及び第2デュプレクサ39は、弾性表面波フィルタに限定されず、弾性表面波フィルタ以外であってもよい。第1デュプレクサ38及び第2デュプレクサ39は、例えば、BAW(Bulk Acoustic Wave)を用いた弾性波フィルタ、LC共振フィルタ及び誘電体フィルタのいずれかであってもよい。
上記の各変形例に係る高周波モジュールにおいても、実施形態に係る高周波モジュール1と同様の効果を奏する。
以上説明した実施形態及び変形例は、本発明の様々な実施形態及び変形例の一部に過ぎない。また、実施形態及び変形例は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(態様)
本明細書には、以下の態様が開示されている。
第1の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)は、実装基板(5)と、パワーアンプ(21)と、複数の送信用フィルタ(31)と、第1スイッチ(47)と、出力整合回路(42)と、ローノイズアンプ(22)と、外部接続端子(6)とを備える。実装基板(5)は、互いに対向する第1主面(51)及び第2主面(52)を有する。第1スイッチ(47)は、パワーアンプ(21)と複数の送信用フィルタ(31)との接続状態を切り替える。出力整合回路(42)は、パワーアンプ(21)と第1スイッチ(47)との間に接続されている。ローノイズアンプ(22)は、実装基板(5)の第2主面(52)に配置されている。外部接続端子(6)は、実装基板(5)の第2主面(52)に配置されている。パワーアンプ(21)、出力整合回路(42)、第1スイッチ(47)及び複数の送信用フィルタ(31)は、実装基板(5)の厚さ方向(D1)と直交する方向において、パワーアンプ(21)、出力整合回路(42)、第1スイッチ(47)及び複数の送信用フィルタ(31)の順に並ぶように実装基板(5)に配置されている。
第1の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)によれば、パワーアンプ(21)、出力整合回路(42)、第1スイッチ(47)及び複数の送信用フィルタ(31)が、送信信号(第1送信信号及び第2送信信号)が通る順に配置されているので、配線を簡単にすることができる。
第2の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)では、第1の態様において、パワーアンプ(21)は、実装基板(5)の第1主面(51)に配置されている。第1スイッチ(47)は、実装基板(5)の第2主面(52)に配置されている。
第2の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)によれば、パワーアンプと第1スイッチの両方が実装基板の同一の主面に配置されている場合に比べて、パワーアンプ(21)及び第1スイッチ(47)の配置面積を小さくすることができる。
第3の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)は、第1又は2の態様において、アンテナ端子(61)と、アンテナスイッチ(49)とを更に備える。アンテナスイッチ(49)は、アンテナ端子(61)と複数の送信用フィルタ(31)との接続状態を切り替える。アンテナスイッチ(49)は、実装基板(5)の厚さ方向(D1)からの平面視において、実装基板(5)のうち、ローノイズアンプ(22)に対して、パワーアンプ(21)とは反対側に配置されている。
第3の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)では、実装基板(5)の厚さ方向(D1)からの平面視において、アンテナ端子(61)と複数の送信用フィルタ(31)との接続状態を切り替えるアンテナスイッチ(49)が、実装基板(5)のうち、ローノイズアンプ(22)に対して、パワーアンプ(21)とは反対側に配置されている。これにより、アンテナスイッチ(49)とパワーアンプ(21)との間の距離を長くすることができるので、アンテナスイッチ(49)において、パワーアンプ(21)の干渉を低減させることができる。
第4の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)は、第1〜3の態様のいずれか1つにおいて、複数の受信用フィルタ(32)と、第2スイッチ(48)とを更に備える。第2スイッチ(48)は、ローノイズアンプ(22)と複数の受信用フィルタ(32)との接続状態を切り替える。第2スイッチ(48)及びローノイズアンプ(22)は、1チップで構成されている。
第4の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)によれば、第2スイッチとローノイズアンプとが別体である場合に比べて、第2スイッチ(48)及びローノイズアンプ(22)の配置面積を小さくすることができる。
第5の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)では、第1〜4の態様のいずれか1つにおいて、パワーアンプ(21)及び出力整合回路(42)は、実装基板(5)の第1主面(51)に配置されている。
第6の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)は、第1〜5の態様のいずれか1つにおいて、コントローラ(23)を更に備える。コントローラ(23)は、パワーアンプ(21)を制御する。コントローラ(23)は、実装基板(5)の第2主面(52)に配置されている。
第7の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)は、第1〜6の態様のいずれか1つにおいて、フィルタ(33)を更に備える。フィルタ(33)は、複数の送信用フィルタ(31)の出力側に設けられている。フィルタ(33)は、実装基板(5)の第2主面(52)に配置されている。
第8の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)は、第1〜6の態様のいずれか1つにおいて、アンテナ端子(61)と、アンテナスイッチ(49)と、フィルタ(33)とを更に備える。アンテナスイッチ(49)は、アンテナ端子(61)と複数の送信用フィルタ(31)との接続状態を切り替える。フィルタ(33)は、アンテナ端子(61)とアンテナスイッチ(49)との間に設けられている。アンテナスイッチ(49)は、実装基板(5)の厚さ方向(D1)からの平面視において、フィルタ(33)と重なっている。
第9の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)では、第1〜8の態様のいずれか1つにおいて、第1スイッチ(47)の一部は、実装基板(5)の厚さ方向(D1)の平面視において、複数の送信用フィルタ(31)の少なくとも1つと重なっている。
第10の態様に係る高周波モジュール(1;1a〜1d)は、第1〜9の態様のいずれか1つにおいて、アンテナ端子(61)と、アンテナスイッチ(49)とを更に備える。アンテナスイッチ(49)は、アンテナ端子(61)と複数の送信用フィルタ(31)との接続状態を切り替える。アンテナスイッチ(49)は、実装基板(5)の第2主面(52)に配置されている。
第11の態様に係る通信装置(8)は、第1〜10の態様のいずれか1つの高周波モジュール(1;1a〜1d)と、信号処理回路(82)とを備える。信号処理回路(82)は、信号(第1送信信号、第2送信信号、第1受信信号、第2受信信号)を処理する。
第11の態様に係る通信装置(8)によれば、高周波モジュールにおいて、パワーアンプ(21)、出力整合回路(42)、第1スイッチ(47)及び複数の送信用フィルタ(31)が、送信信号(第1送信信号、第2送信信号)が通る順に配置されているので、配線を簡単にすることができる。
1,1a〜1d 高周波モジュール
21 パワーアンプ
22 ローノイズアンプ
23 コントローラ
24 受信用IC
31 送信用フィルタ
32 受信用フィルタ
33 フィルタ
34 第1送信用フィルタ
35 第2送信用フィルタ
36 第1受信用フィルタ
37 第2受信用フィルタ
38 第1デュプレクサ
39 第2デュプレクサ
41 整合回路
42 出力整合回路
43 第1整合回路
44 第2整合回路
45 入力整合回路
46 スイッチ
47 第1スイッチ
471 共通端子
472,473 選択端子
48 第2スイッチ
481 共通端子
482,483 選択端子
49 アンテナスイッチ
491 共通端子
492,493 選択端子
5 実装基板
51 第1主面
52 第2主面
53 導体パターン部
54 貫通電極
6,6d 外部接続端子
61 アンテナ端子
62 入力端子
63 出力端子
71 第1樹脂部材
72 第2樹脂部材
8 通信装置
81 アンテナ
82 信号処理回路
83 RF信号処理回路
84 ベースバンド信号処理回路
T11 第1送信経路
T12 第1受信経路
T21 第2送信経路
T22 第2受信経路
R1 領域
R11 第1領域
R12 第2領域
R13 第3領域
R14 第4領域
R21 第1領域
R22 第2領域
D1 厚さ方向
D2 長手方向(第1方向)
D3 短手方向(第2方向)

Claims (11)

  1. 互いに対向する第1主面及び第2主面を有する実装基板と、
    パワーアンプと、
    複数の送信用フィルタと、
    前記パワーアンプと前記複数の送信用フィルタとの接続状態を切り替える第1スイッチと、
    前記パワーアンプと前記第1スイッチとの間に接続されている出力整合回路と、
    前記実装基板の前記第2主面に配置されたローノイズアンプと、
    前記実装基板の前記第2主面に配置された外部接続端子と、を備え、
    前記パワーアンプ、前記出力整合回路、前記第1スイッチ及び前記複数の送信用フィルタは、前記実装基板の厚さ方向と直交する方向において、前記パワーアンプ、前記出力整合回路、前記第1スイッチ及び前記複数の送信用フィルタの順に並ぶように前記実装基板に配置されている、
    高周波モジュール。
  2. 前記パワーアンプは、前記実装基板の前記第1主面に配置されており、
    前記第1スイッチは、前記実装基板の前記第2主面に配置されている、
    請求項1に記載の高周波モジュール。
  3. アンテナ端子と、
    前記アンテナ端子と前記複数の送信用フィルタとの接続状態を切り替えるアンテナスイッチと、を更に備え、
    前記アンテナスイッチは、前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視において、前記実装基板のうち、前記ローノイズアンプに対して、前記パワーアンプとは反対側に配置されている、
    請求項1又は2に記載の高周波モジュール。
  4. 複数の受信用フィルタと、
    前記ローノイズアンプと前記複数の受信用フィルタとの接続状態を切り替える第2スイッチと、を更に備え、
    前記第2スイッチ及び前記ローノイズアンプは、1チップで構成されている、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  5. 前記パワーアンプ及び前記出力整合回路は、前記実装基板の前記第1主面に配置されている、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  6. 前記パワーアンプを制御するコントローラを更に備え、
    前記コントローラは、前記実装基板の前記第2主面に配置されている、
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  7. 前記複数の送信用フィルタの出力側に設けられているフィルタを更に備え、
    前記フィルタは、前記実装基板の前記第1主面に配置されている、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  8. アンテナ端子と、
    前記アンテナ端子と前記複数の送信用フィルタとの接続状態を切り替えるアンテナスイッチと、
    前記アンテナ端子と前記アンテナスイッチとの間に設けられているフィルタと、を更に備え、
    前記アンテナスイッチは、前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視において、前記フィルタと重なっている、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  9. 前記第1スイッチの一部は、前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視において、前記複数の送信用フィルタの少なくとも1つと重なっている、
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  10. アンテナ端子と、
    前記アンテナ端子と前記複数の送信用フィルタとの接続状態を切り替えるアンテナスイッチと、を更に備え、
    前記アンテナスイッチは、前記実装基板の前記第2主面に配置されている、
    請求項1〜9のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の高周波モジュールと、
    信号を処理する信号処理回路と、を備える、
    通信装置。
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