JP2021093607A - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送信回路及び受信回路間のアイソレーション特性の劣化を抑制しつつ、小型化を図ることができる高周波モジュールを提供する。【解決手段】高周波モジュール１Ａは、互いに対向する主面９１ａ及び主面９１ｂを有するモジュール基板９１と、送信入力端子１１１及び／又は１１２に入力された高周波送信信号を増幅する電力増幅器１１と、高周波受信信号を増幅する低雑音増幅器２１と、送信入力端子１１１及び１１２と電力増幅器１１との間に接続されたスイッチ５４と、低雑音増幅器２１の入力端子に接続された整合回路４１のインダクタと、を備え、低雑音増幅器２１及びインダクタの少なくとも一方は、主面９１ａに配置され、スイッチ５４は、主面９１ｂに配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、高周波モジュール及び通信装置に関する。

携帯電話などの移動体通信機器では、特に、マルチバンド化の進展に伴い、高周波フロントエンド回路を構成する回路素子の配置構成が複雑化されている。

特許文献１には、送信信号をそれぞれ増幅する２つの電力増幅器を有するフロントエンド回路の構成が開示されている。２つの電力増幅器の入力側には、２つのトランシーバ回路からの送信信号を当該２つの電力増幅器のいずれに入力するかを切り替えるスイッチが配置されている。これによれば、上記２つのトランシーバ回路から出力された２つの送信信号は、上記フロントエンド回路を経由して２つのアンテナから高アイソレーションで送信することが可能となる。

米国特許出願公開第２０１８／０１３１５０１号明細書

しかしながら、特許文献１に開示されたフロントエンド回路を、小型のフロントエンド回路として１つのモジュールで構成する場合、上記スイッチと受信回路に含まれる高周波部品とが電界結合、磁界結合、又は電磁界結合することが想定される。この場合、送信回路及び受信回路間のアイソレーション特性が劣化する。

そこで、本発明は、送信回路及び受信回路間のアイソレーション特性の劣化を抑制しつつ、小型化を図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。

本発明の一態様に係る高周波モジュールは、互いに対向する第１主面及び第２主面を有する基板と、送信入力端子に入力された高周波送信信号を増幅する電力増幅器と、高周波受信信号を増幅する低雑音増幅器と、前記送信入力端子と前記電力増幅器との間に接続されたスイッチと、前記低雑音増幅器の入力端子に接続されたインダクタと、を備え、前記低雑音増幅器及び前記インダクタの少なくとも一方は、前記第１主面に配置され、前記スイッチは、前記第２主面に配置されている。

本発明の一態様に係る高周波モジュールによれば、送信回路及び受信回路間のアイソレーション特性の劣化を抑制しつつ、高周波モジュールの小型化を図ることができる。

実施の形態に係る通信装置の回路構成図 実施の形態に係る高周波モジュールの平面図 実施の形態に係る高周波モジュールの断面図 実施の形態の変形例１に係る高周波モジュールの平面図 実施の形態の変形例２に係る高周波モジュールの断面図 実施の形態の変形例３に係る通信装置の回路構成図

以下、本発明の実施の形態及びその変形例について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態及びその変形例は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。

なお、各図は、本発明を示すために適宜強調、省略、又は比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、及び比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡素化される場合がある。

以下の各図において、Ｘ軸及びＹ軸は、モジュール基板の主面と平行な平面上で互いに直交する軸である。また、Ｚ軸は、モジュール基板の主面に垂直な軸であり、その正方向は上方向を示し、その負方向は下方向を示す。

また、本発明における用語の意味は以下のとおりである。

・「接続される」とは、接続端子及び／又は配線導体で直接接続される場合だけでなく、他の回路素子を介して電気的に接続される場合も含む。

・「直接接続される」とは、他の回路素子を介さずに接続端子及び／又は配線導体で直接接続されることを意味する。

・「平行」及び「垂直」などの要素間の関係性を示す用語、及び、「矩形」などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する。

・「平面視」とは、Ｚ軸正側からＸＹ平面に物体を正投影して見ることを意味する。

・「基板の平面視において、ＡとＢとが重なる」とは、当該基板を平面視した場合に投影されるＡの領域とＢの領域とが重なることを意味する。

（実施の形態）
実施の形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。

［１．１ 高周波モジュール１Ａ及び通信装置５の回路構成］
本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａ及び通信装置５の回路構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る高周波モジュール１Ａ及び通信装置５の回路構成図である。

［１．１．１ 通信装置５の回路構成］
まず、通信装置５の回路構成について、図１を参照しながら具体的に説明する。図１に示すように、通信装置５は、高周波モジュール１Ａと、アンテナ２と、ＲＦＩＣ３と、ＢＢＩＣ４と、を備える。

高周波モジュール１Ａは、アンテナ２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝送する。高周波モジュール１Ａの詳細な回路構成については後述する。

アンテナ２は、高周波モジュール１Ａのアンテナ接続端子１００に接続され、高周波モジュール１Ａから出力された高周波信号を放射し、また、外部からの高周波信号を受信して高周波モジュール１Ａへ出力する。

ＲＦＩＣ３は、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理する信号処理回路の一例である。具体的には、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１Ａの受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をＢＢＩＣ４へ出力する。また、ＲＦＩＣ３は、ＢＢＩＣ４から入力された送信信号をアップコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号を、高周波モジュール１Ａの送信信号経路に出力する。

ＢＢＩＣ４は、高周波モジュール１Ａが伝送する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理するベースバンド信号処理回路である。ＢＢＩＣ４で処理された信号は、例えば、画像表示のための画像信号として使用され、又は、スピーカを介した通話のために音声信号として使用される。

また、ＲＦＩＣ３は、使用される通信バンドに基づいて、高周波モジュール１Ａが有するスイッチ５１〜５４の接続を制御する。また、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１Ａの電力増幅器１１の利得等を調整するための制御信号を高周波モジュール１Ａに伝達する。

なお、本実施の形態に係る通信装置５は、アンテナ２及びＢＢＩＣ４を備えなくてもよい。つまり、アンテナ２及びＢＢＩＣ４は、本発明に係る通信装置に必須の構成要素ではない。

［１．１．２ 高周波モジュール１Ａの回路構成］
次に、高周波モジュール１Ａの回路構成について、図１を参照しながら具体的に説明する。図１に示すように、高周波モジュール１Ａは、電力増幅器１１と、低雑音増幅器２１と、整合回路３１及び４１と、スイッチ５１〜５４と、デュプレクサ６１及び６２と、アンテナ接続端子１００と、送信入力端子１１１及び１１２と、受信出力端子１２０と、を備える。

電力増幅器１１は、送信入力端子に入力された高周波送信信号を増幅する電力増幅器の一例である。ここでは、電力増幅器１１は、送信入力端子１１１及び／又は１１２からスイッチ５４を介して入力された高周波送信信号を増幅する。例えば、電力増幅器１１は、通信バンドＡ及び／又は通信バンドＢの高周波送信信号を増幅する。

低雑音増幅器２１は、高周波受信信号を増幅する低雑音増幅器の一例である。ここでは、低雑音増幅器２１は、高周波受信信号を増幅して受信出力端子１２０に出力する。例えば、低雑音増幅器２１は、通信バンドＡ及び／又は通信バンドＢの高周波受信信号を低雑音で増幅する。

デュプレクサ６１は、通信バンドＡの高周波信号を通過させる。デュプレクサ６１は、通信バンドＡの送信信号と受信信号とを、周波数分割複信（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式で伝送する。デュプレクサ６１は、送信フィルタ６１Ｔ及び受信フィルタ６１Ｒを含む。

送信フィルタ６１Ｔは、電力増幅器１１とアンテナ接続端子１００との間に接続される。送信フィルタ６１Ｔは、電力増幅器１１で増幅された送信信号のうち、通信バンドＡの送信帯域の送信信号を通過させる。

受信フィルタ６１Ｒは、低雑音増幅器２１とアンテナ接続端子１００との間に接続される。受信フィルタ６１Ｒは、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＡの受信帯域の受信信号を通過させる。

デュプレクサ６２は、通信バンドＢの高周波信号を通過させる。デュプレクサ６２は、通信バンドＢの送信信号と受信信号とを、ＦＤＤ方式で伝送する。デュプレクサ６２は、送信フィルタ６２Ｔ及び受信フィルタ６２Ｒを含む。

送信フィルタ６２Ｔは、電力増幅器１１とアンテナ接続端子１００との間に接続される。送信フィルタ６２Ｔは、電力増幅器１１で増幅された送信信号のうち、通信バンドＢの送信帯域の送信信号を通過させる。

受信フィルタ６２Ｒは、低雑音増幅器２１とアンテナ接続端子１００との間に接続される。受信フィルタ６２Ｒは、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＢの受信帯域の受信信号を通過させる。

整合回路３１は、電力増幅器１１と送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔとの間に接続され、電力増幅器１１の出力端子に直接接続されている。整合回路３１は、電力増幅器１１と送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔとのインピーダンス整合をとる。

整合回路４１は、低雑音増幅器の入力端子に接続されたインダクタの一例である。ここでは、整合回路４１は、低雑音増幅器２１と受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒとの間に接続され、低雑音増幅器２１の入力端子に直接接続されている。整合回路４１は、低雑音増幅器２１と受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒとのインピーダンス整合をとる。

スイッチ５１は、送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔと電力増幅器１１との間に接続されている。具体的には、スイッチ５１は、共通端子及び２つの選択端子を有する。スイッチ５１の共通端子は、整合回路３１を介して電力増幅器１１に接続されている。スイッチ５１の２つの選択端子の一方である第１選択端子は送信フィルタ６１Ｔに接続され、２つの選択端子の他方である第２選択端子は送信フィルタ６２Ｔに接続されている。この接続構成において、スイッチ５１は、共通端子及び第１選択端子の接続と、共通端子及び第２選択端子の接続と、を切り替える。つまり、スイッチ５１は、電力増幅器１１及び送信フィルタ６１Ｔの接続と、電力増幅器１１及び送信フィルタ６２Ｔの接続と、を切り替えるバンドセレクトスイッチである。スイッチ５１は、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成される。

スイッチ５２は、受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒと低雑音増幅器２１との間に接続されている。具体的には、スイッチ５２は、共通端子及び２つの選択端子を有する。スイッチ５２の共通端子は、整合回路４１を介して低雑音増幅器２１に接続されている。スイッチ５２の２つの選択端子の一方である第１選択端子は受信フィルタ６１Ｒに接続され、２つの選択端子の他方である第２選択端子は受信フィルタ６２Ｒに接続されている。この接続構成において、スイッチ５２は、共通端子及び第１選択端子の接続と、共通端子及び第２選択端子の接続と、を切り替える。つまり、スイッチ５２は、低雑音増幅器２１及び受信フィルタ６１Ｒの接続と、低雑音増幅器２１及び受信フィルタ６２Ｒの接続と、を切り替えるＬＮＡインスイッチである。スイッチ５２は、例えば、ＳＰＤＴ型のスイッチ回路で構成される。

スイッチ５３は、アンテナ接続端子１００とデュプレクサ６１及び６２との間に接続されている。具体的には、スイッチ５３は、共通端子及び２以上の選択端子を有する。スイッチ５３の共通端子は、アンテナ接続端子１００に接続されている。スイッチ５３の２以上の選択端子のうちの１つである第１選択端子はデュプレクサ６１に接続され、２以上の選択端子のうちの他の１つである第２選択端子はデュプレクサ６２に接続されている。この接続構成において、スイッチ５３は、共通端子と第１選択端子との接続及び非接続を切り替え、共通端子と第２選択端子との接続及び非接続を切り替える。つまり、スイッチ５３は、アンテナ２とデュプレクサ６１との接続及び非接続を切り替え、アンテナ２とデュプレクサ６２との接続及び非接続を切り替えるアンテナスイッチである。スイッチ５３は、例えば、マルチ接続型のスイッチ回路で構成される。

スイッチ５４は、送信入力端子と電力増幅器との間に接続されたスイッチの一例である。ここでは、スイッチ５４は、送信入力端子１１１及び１１２と電力増幅器１１との間に接続されている。具体的には、スイッチ５４は、共通端子及び２つの選択端子を有する。スイッチ５４の共通端子は、電力増幅器１１に接続されている。スイッチ５４の２つの選択端子は、２つの送信入力端子１１１及び１１２にそれぞれ接続されている。この接続構成において、スイッチ５４は、共通端子及び２つの選択端子の一方の接続と、共通端子及び２つの選択端子の他方の接続と、を切り替える。つまり、スイッチ５４は、送信入力端子１１１及び電力増幅器１１の接続と、送信入力端子１１２及び電力増幅器１１の接続と、を切り替えるＰＡインスイッチである。スイッチ５４は、例えば、ＳＰＤＴ型のスイッチ回路で構成される。

送信入力端子１１１及び１１２には、例えば、互いに異なる通信バンド（例えば通信バンドＡ及び通信バンドＢ）の高周波信号が入力される。また例えば、送信入力端子１１１及び１１２には、互いに異なる通信システムの高周波信号が入力されてもよい。互いに異なる通信システムとしては、例えば、第４世代移動通信システム（４Ｇ）及び第５世代移動通信システム（５Ｇ）の組み合わせを用いることができるが、これに限定されない。例えば、４Ｇ及び無線ＬＡＮ通信システム（ＷＬＡＮ）の組み合わせ、又は、５Ｇ及びＷＬＡＮの組み合わせが用いられてもよい。

なお、図１に表された回路素子のいくつかは、高周波モジュール１Ａに含まれなくてもよい。例えば、高周波モジュール１Ａは、少なくとも電力増幅器１１と低雑音増幅器２１とスイッチ５４と整合回路４１とを備えればよく、他の回路素子を備えなくてもよい。

また、高周波モジュール１Ａの回路構成では、送信信号及び受信信号をＦＤＤ方式で通信可能であるが、本発明に係る高周波モジュールの回路構成はこれに限定されない。例えば、本発明に係る高周波モジュールは、送信信号及び受信信号を時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式で通信可能な回路構成を有してもよいし、ＦＤＤ方式及びＴＤＤ方式の両方で通信可能な回路構成を有してもよい。

［１．２ 高周波モジュール１Ａの回路部品の配置］
次に、以上のように構成された高周波モジュール１Ａの回路部品の配置について、図２及び図３を参照しながら具体的に説明する。

図２は、実施の形態に係る高周波モジュール１Ａの平面図である。図２において、（ａ）はＺ軸正側からモジュール基板９１の主面９１ａを見た図を示し、（ｂ）は、Ｚ軸正側からモジュール基板９１の主面９１ｂを透視した図を示す。なお、（ａ）において、主面９１ｂに配置された回路部品のうちスイッチ５４のみが破線で表されている。図３は、実施の形態に係る高周波モジュール１Ａの断面図である。図３における高周波モジュール１Ａの断面は、図２のｉｉｉ−ｉｉｉ線における断面である。

図２及び図３に示すように、高周波モジュール１Ａは、図１に示された回路素子を内蔵する回路部品に加えて、さらに、モジュール基板９１と、樹脂部材９２及び９３と、複数のポスト電極１５０と、を備える。なお、図２では、樹脂部材９２及び９３の記載が省略されている。

モジュール基板９１は、互いに対向する第１主面及び第２主面を有する基板の一例である。ここでは、モジュール基板９１は、互いに対向する主面９１ａ及び主面９１ｂを有する。モジュール基板９１としては、例えば、プリント基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）、低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）基板、又は樹脂多層基板等を用いることができるが、これに限定されない。

主面９１ａは、第１主面の一例であり、上面又は表面と呼ばれる場合がある。主面９１ａには、図２の（ａ）に示すように、電力増幅器１１と、整合回路３１及び４１と、デュプレクサ６１及び６２と、が配置されている。

整合回路３１及び４１の各々は、１以上のインダクタを含み、さらに１以上のキャパシタを含んでもよい。整合回路３１及び４１の各々は、例えば表面実装デバイス（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）又は集積型受動デバイス（ＩＰＤ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成されている。

デュプレクサ６１及び６２の各々は、例えば、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＬＣ共振フィルタ、誘電体フィルタ、又は、それらの任意の組み合わせにより実現されるが、これらに限定されない。

主面９１ｂは、第２主面の一例であり、下面又は裏面と呼ばれる場合がある。主面９１ｂには、図２の（ｂ）に示すように、低雑音増幅器２１とスイッチ５１〜５４とが配置されている。

低雑音増幅器２１とスイッチ５２及び５３とは、主面９１ｂ上に配置された半導体ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０に内蔵されている。半導体ＩＣ２０は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）で構成されており、具体的にはＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）プロセスにより構成されている。これにより、半導体ＩＣ２０を安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣ２０は、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅ及びＧａＮのうちの少なくとも１つで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能及び雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。

スイッチ５１及び５４の各々は、半導体ＩＣ２０に内蔵されず、１つの回路部品として主面９１ｂに実装されている。なお、スイッチ５１及び／又はスイッチ５４は、半導体ＩＣ２０に内蔵されてもよい。

モジュール基板９１の平面視において、スイッチ５４の少なくとも一部は、電力増幅器１１の少なくとも一部と重なっている。さらに、モジュール基板９１の平面視において、スイッチ５４は、低雑音増幅器２１及び整合回路４１のインダクタと重なっていない。

モジュール基板９１内には、グランド電極パターン９３Ｇが形成されている。グランド電極パターン９３Ｇは、スイッチ５３と整合回路４１との間に配置されている。なお、グランド電極パターン９３Ｇの配置は、これに限定されない。

複数のポスト電極１５０は、外部接続端子の一例である。複数のポスト電極１５０の各々は、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置され、主面９１ｂから垂直に延びている。また、複数のポスト電極１５０の各々は、樹脂部材９３を貫通し、その一端が樹脂部材９３から露出している。樹脂部材９３から露出した複数のポスト電極１５０の一端は、高周波モジュール１ＡのＺ軸負側に配置されたマザー基板上の入出力端子及び／又はグランド電極等に接続される。

樹脂部材９２は、モジュール基板９１の主面９１ａ上に配置され、主面９１ａ上の回路部品を覆っている。また、樹脂部材９３は、モジュール基板９１の主面９１ｂ上に配置され、主面９１ｂ上の回路部品を覆っている。樹脂部材９２及び９３は、主面９１ａ及び９１ｂ上の回路部品の機械強度及び耐湿性等の信頼性を確保する機能を有する。

なお、高周波モジュール１Ａは、樹脂部材９２及び９３を備えなくてもよい。つまり、樹脂部材９２及び９３は、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。

また、高周波モジュール１Ａは、樹脂部材９２の上表面及び側表面を覆うように形成されるシールド電極層を備えてもよい。シールド電極層は、グランド電位に設定されることで、外来ノイズが高周波モジュール１Ａを構成する回路部品に侵入することを抑制することができる。

［１．３ 効果等］
以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａは、互いに対向する主面９１ａ及び主面９１ｂを有するモジュール基板９１と、送信入力端子１１１及び／又は１１２に入力された高周波送信信号を増幅する電力増幅器１１と、高周波受信信号を増幅する低雑音増幅器２１と、送信入力端子１１１及び１１２と電力増幅器１１との間に接続されたスイッチ５４と、低雑音増幅器２１の入力端子に接続された整合回路４１と、を備え、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の少なくとも一方は、主面９１ａに配置され、スイッチ５４は、主面９１ｂに配置されている。

また、本実施の形態に係る通信装置５は、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、アンテナ２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝送する高周波モジュール１Ａと、を備える。

これによれば、スイッチ５４、低雑音増幅器２１、及び整合回路４１を、モジュール基板９１の両面に振り分けて配置することができる。したがって、片面にすべての回路部品が配置される場合よりもモジュール基板９１の面積を縮小することができ、高周波モジュール１Ａの小型化を実現することができる。さらに、高周波送信信号を伝送するスイッチ５４と、高周波受信信号を伝送する低雑音増幅器２１及び／又は整合回路４１とを互いに異なる主面に配置することができる。したがって、スイッチ５４と低雑音増幅器２１及び／又は整合回路４１との磁界結合、電界結合、又は電磁界結合を抑制することができ、送信回路及び受信回路間のアイソレーション特性を向上させることができる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａは、さらに、主面９１ｂに配置された外部接続端子（ポスト電極１５０）を備え、整合回路４１は、主面９１ａに配置されていてもよい。

これによれば、外部接続端子が配置された主面９１ｂにスイッチ５４を配置することができる。したがって、ＲＦＩＣ３に接続される外部接続端子とスイッチ５４との配線長を短くすることができ、配線ロス及び配線ばらつきによる不整合損を低減して高周波モジュール１Ａの電気特性（例えば雑音指数（ＮＦ）、ゲイン特性等）を改善することができる。また、ＳＭＤで構成されたインダクタを整合回路４１に用いる場合には、比較的高背なインダクタを主面９１ａに配置することができる。したがって、インダクタが主面９１ｂに配置される場合よりも、外部接続端子の高さを低減して高周波モジュール１Ａの低背化を実現することができる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａにおいて、低雑音増幅器２１は、主面９１ｂに配置されていてもよい。

これによれば、低雑音増幅器２１をスイッチ５４が配置された主面９１ｂに配置でき、部品配置の自由度を向上させることができる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａにおいて、スイッチ５４及び低雑音増幅器２１は、１つの半導体ＩＣ２０に含まれてもよい。

これによれば、スイッチ５４及び低雑音増幅器２１を１チップ化することができ、高周波モジュール１Ａの部品点数の削減及び小型化を実現することができる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａにおいて、電力増幅器１１は、主面９１ａに配置されていてもよい。

これによれば、低雑音増幅器２１及び外部接続端子が配置された主面９１ｂと反対側の主面９１ａに電力増幅器１１を配置することができる。したがって、電力増幅器１１と低雑音増幅器２１とを互いに異なる主面に配置することができる。その結果、電力増幅器１１と低雑音増幅器２１との磁界結合、電界結合、又は電磁界結合を抑制することができ、送信回路及び受信回路間のアイソレーション特性をより向上させることができる。さらに、電力増幅器１１の放熱性能を向上させることもできる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａでは、モジュール基板９１の平面視において、スイッチ５４の少なくとも一部は、電力増幅器１１の少なくとも一部と重なっていてもよい。

これによれば、スイッチ５４と電力増幅器１１との間の配線長を短くすることができ、配線ロス及び配線ばらつきによる不整合損を低減して高周波モジュール１Ａの電気特性を改善することができる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａでは、モジュール基板９１の平面視において、スイッチ５４は、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の各々と重なっていなくてもよい。

これによれば、スイッチ５４と低雑音増幅器２１及び整合回路４１との磁界結合、電界結合、又は電磁界結合をより抑制することができ、送信回路及び受信回路間のアイソレーション特性をさらに向上させることができる。

（変形例１）
次に、変形例１について説明する。本変形例では、スイッチ５４が主面９１ａに配置され、整合回路４１が主面９１ｂに配置される点が、上記実施の形態と主として異なる。以下に、本変形例に係る高周波モジュール１Ｂついて、上記実施の形態と異なる点を中心に、図４を参照しながら具体的に説明する。

図４は、変形例１に係る高周波モジュール１Ｂの平面図である。図４では、図２と同様に樹脂部材９２及び９３の記載が省略されている。

本変形例に係るモジュール基板９１は、上記実施の形態と同様に、互いに対向する第１主面及び第２主面を有する基板の一例である。モジュール基板９１は、互いに対向する主面９１ａ及び９１ｂを有する。

主面９１ａは、第２主面の一例である。主面９１ａには、図４の（ａ）に示すように、電力増幅器１１と、整合回路３１と、スイッチ５４と、デュプレクサ６１及び６２と、が配置されている。

主面９１ｂは、第１主面の一例である。主面９１ｂには、図４の（ｂ）に示すように、低雑音増幅器２１と、整合回路４１と、スイッチ５１〜５３と、が配置されている。

整合回路４１は、上記実施の形態と同様に、１以上のインダクタを含み、さらに１以上のキャパシタを含んでもよい。ただし、本変形例における整合回路４１は、ＩＰＤで構成されている。

以上のように、本変形例に係る高周波モジュール１Ｂは、互いに対向する主面９１ａ及び主面９１ｂを有するモジュール基板９１と、送信入力端子１１１及び／又は１１２に入力された高周波送信信号を増幅する電力増幅器１１と、高周波受信信号を増幅する低雑音増幅器２１と、送信入力端子１１１及び１１２と電力増幅器１１との間に接続されたスイッチ５４と、低雑音増幅器２１の入力端子に接続された整合回路４１と、主面９１ｂに配置された外部接続端子（ポスト電極１５０）とを備え、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の各々は、主面９１ｂに配置され、スイッチ５４は、主面９１ａに配置されている。

これによれば、スイッチ５４を主面９１ａに配置して、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の両方をスイッチ５４が配置された主面９１ａと反対側の主面９１ｂに配置することができる。したがって、スイッチ５４と低雑音増幅器２１及び整合回路４１との磁界結合、電界結合、又は電磁界結合を抑制することができ、送信回路及び受信回路間のアイソレーション特性を向上させることができる。

また例えば、本変形例に係る高周波モジュール１Ｂにおいて、整合回路４１は、集積型受動デバイスで構成されていてもよい。

これによれば、ＳＭＤで構成される場合よりも整合回路４１を低背化することができ、外部接続端子が配置された主面９１ｂに整合回路４１が配置されることで高周波モジュール１Ｂが高背化することを抑制することができる。

（変形例２）
次に、変形例２について説明する。本変形例では、ポスト電極１５０の代わりに、バンプ電極１６０が外部接続端子として用いられる点が上記実施の形態と主として異なる。以下に、本変形例に係る高周波モジュール１Ｃについて、上記実施の形態と異なる点を中心に、図５を参照しながら具体的に説明する。

図５は、変形例２に係る高周波モジュール１Ｃの断面図である。図５に示すように、本変形例に係る高周波モジュール１Ｃは、複数のポスト電極１５０の代わりに、複数のバンプ電極１６０を備える。

複数のバンプ電極１６０は、外部接続端子の一例である。複数のバンプ電極１６０の各々は、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置され、高周波モジュール１ＣのＺ軸負側に配置されたマザー基板上の入出力端子及び／又はグランド電極等に接続される。

また、本変形例では、高周波モジュール１Ｃの主面９１ｂ上の回路部品は、樹脂部材で覆われていない。

以上のように、本変形例に係る高周波モジュール１Ｃは、ポスト電極１５０の代わりに、バンプ電極１６０を外部接続端子として備える。このような構成であっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

（変形例３）
次に、変形例３について説明する。本変形例では、送信入力端子と電力増幅器との間に接続されたスイッチの接続構成が上記実施の形態と主として異なる。以下に、本変形例に係る高周波モジュール１Ｄについて、上記実施の形態と異なる点を中心に、図６を参照しながら具体的に説明する。

図６は、変形例３に係る通信装置５Ｄの回路構成図である。通信装置５Ｄは、高周波モジュール１Ｄと、アンテナ２と、ＲＦＩＣ３と、ＢＢＩＣ４と、を備える。

高周波モジュール１Ｄは、電力増幅器１２及び１３と、低雑音増幅器２１と、整合回路３２、３３及び４１と、スイッチ５１〜５３及び５４Ｄと、デュプレクサ６１及び６２と、アンテナ接続端子１００と、送信入力端子１１０と、受信出力端子１２０と、を備える。

電力増幅器１２及び１３の各々は、送信入力端子に入力された高周波送信信号を増幅する電力増幅器の一例である。ここでは、電力増幅器１２及び１３の各々は、送信入力端子１１０からスイッチ５４Ｄを介して入力された高周波送信信号を増幅する。具体的には、電力増幅器１２は、通信バンドＡの高周波送信信号を増幅し、電力増幅器１３は、通信バンドＢの高周波送信信号を増幅する。

整合回路３２は、電力増幅器１２と送信フィルタ６１Ｔとの間に接続され、電力増幅器１２の出力端子に接続されている。整合回路３２は、電力増幅器１２と送信フィルタ６１Ｔとのインピーダンス整合をとる。

整合回路３３は、電力増幅器１３と送信フィルタ６２Ｔとの間に接続され、電力増幅器１３の出力端子に接続されている。整合回路３３は、電力増幅器１３と送信フィルタ６２Ｔとのインピーダンス整合をとる。

スイッチ５４Ｄは、送信入力端子と電力増幅器との間に接続されたスイッチの一例である。ここでは、スイッチ５４Ｄは、送信入力端子１１０と電力増幅器１２及び１３との間に接続されている。具体的には、スイッチ５４Ｄは、共通端子及び２つの選択端子を有する。スイッチ５４Ｄの共通端子は、送信入力端子１１０に接続されている。スイッチ５４Ｄの２つの選択端子は、２つの電力増幅器１２及び１３にそれぞれ接続されている。この接続構成において、スイッチ５４Ｄは、共通端子及び２つの選択端子の一方の接続と、共通端子及び２つの選択端子の他方の接続と、を切り替える。つまり、スイッチ５４Ｄは、送信入力端子１１０及び電力増幅器１２の接続と、送信入力端子１１０及び電力増幅器１３の接続と、を切り替えるＰＡインスイッチである。スイッチ５４Ｄは、例えば、ＳＰＤＴ型のスイッチ回路で構成される。

送信入力端子１１０には、例えば、互いに異なる通信バンドの高周波信号が入力される。また例えば、送信入力端子１１０には、互いに異なる通信システムの高周波信号が入力されてもよい。

なお、本変形例において、スイッチ５４Ｄ、低雑音増幅器２１及び整合回路４１は、上記実施の形態又は変形例１と同様の位置関係で配置することができるので、図示及びその説明を省略する。

（他の変形例）
以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置について、実施の形態及びその変形例を挙げて説明したが、本発明に係る高周波モジュール及び通信装置は、上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。上記実施の形態及びその変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態及びその変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュール及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

なお、上記実施の形態では、スイッチ５４が主面９１ｂに配置された場合に、低雑音増幅器２１が主面９１ｂに配置され、整合回路４１が主面９１ａに配置されていたが、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の配置はこれに限定されない。例えば、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の両方が主面９１ａに配置されてもよい。また例えば、低雑音増幅器２１が主面９１ａに配置され、整合回路４１が主面９１ｂに配置されてもよい。

また、上記変形例１では、スイッチ５４が主面９１ａに配置された場合に、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の両方が主面９１ｂに配置されていたが、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の配置はこれに限定されない。例えば、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の一方が主面９１ｂに配置され、低雑音増幅器２１及び整合回路４１の他方が主面９１ａに配置されてもよい。

なお、上記実施の形態及び変形例３では、送信入力端子の数及び電力増幅器の数のどちらかが１つであったが、これに限定されない。例えば、送信入力端子の数及び電力増幅器の数の両方が２であってもよい。この場合、スイッチは、２つの共通端子と２つの選択端子を有し、２つの送信入力端子と２つの電力増幅器との間の導通及び非導通を切り替えてもよい。また、送信入力端子の数及び電力増幅器の数の少なくとも一方は３以上であってもよい。

本発明は、フロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 高周波モジュール
２ アンテナ
３ ＲＦＩＣ
４ ＢＢＩＣ
５、５Ｄ 通信装置
１１、１２、１３ 電力増幅器
２１ 低雑音増幅器
３１、３２、３３、４１ 整合回路
５１、５２、５３、５４、５４Ｄ スイッチ
６１、６２ デュプレクサ
６１Ｒ、６２Ｒ 受信フィルタ
６１Ｔ、６２Ｔ 送信フィルタ
９１ モジュール基板
９１ａ、９１ｂ 主面
９２、９３ 樹脂部材
９３Ｇ グランド電極パターン
１００ アンテナ接続端子
１１０、１１１、１１２ 送信入力端子
１２０ 受信出力端子
１５０ ポスト電極
１６０ バンプ電極

Claims (10)

1. 互いに対向する第１主面及び第２主面を有する基板と、
   送信入力端子に入力された高周波送信信号を増幅する電力増幅器と、
   高周波受信信号を増幅する低雑音増幅器と、
   前記送信入力端子と前記電力増幅器との間に接続されたスイッチと、
   前記低雑音増幅器の入力端子に接続されたインダクタと、を備え、
   前記低雑音増幅器及び前記インダクタの少なくとも一方は、前記第１主面に配置され、
   前記スイッチは、前記第２主面に配置されている、
   高周波モジュール。
2. 前記高周波モジュールは、さらに、前記第２主面に配置された外部接続端子を備え、
   前記インダクタは、前記第１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. 前記低雑音増幅器は、前記第２主面に配置されている、
   請求項２に記載の高周波モジュール。
4. 前記スイッチ及び前記低雑音増幅器は、１つの半導体ＩＣに含まれる、
   請求項２に記載の高周波モジュール。
5. 前記電力増幅器は、前記第１主面に配置されている、
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
6. 前記基板の平面視において、前記スイッチの少なくとも一部は、前記電力増幅器の少なくとも一部と重なっている、
   請求項５に記載の高周波モジュール。
7. 前記高周波モジュールは、さらに、前記第１主面に配置された外部接続端子を備え、
   前記低雑音増幅器及び前記インダクタの各々は、前記第１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。
8. 前記インダクタは、集積型受動デバイスで構成されている、
   請求項７に記載の高周波モジュール。
9. 前記基板の平面視において、前記スイッチは、前記低雑音増幅器及び前記インダクタの各々と重なっていない、
   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. アンテナで送受信される高周波信号を処理する信号処理回路と、
    前記アンテナと前記信号処理回路との間で前記高周波信号を伝送する請求項１〜９のいずれか１項に記載の高周波モジュールと、を備える、
    通信装置。

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