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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波モジュールに関し、特にマルチバンド用移動無線端末に好適に用いられ、分波器（ダイプレクサ）、スイッチ、および低域通過フィルタを少なくとも備えた送信用の高周波モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、１台の携帯電話機内に２つ以上の送受信系を搭載するマルチバンド方式を採用した携帯電話機が提案されている。マルチバンド方式の携帯電話機は、地域性や使用目的等に合った送受信系を選択して送受信することができるようにした利便性の高い機器として期待されているものである。
【０００３】
通信帯域の異なる複数の送受信系としてＧＳＭ／ＤＣＳの２方式を搭載したデュアルバンド方式の携帯電話機が普及している。
【０００４】
デュアルバンド方式の携帯電話機では各送受信系の構成に必要な回路を搭載する必要があるが、それぞれ個別の専用部品を用いて回路を構成すれば、機器の大型化、高コスト化を招来することとなる。そこで、共通可能な回路部分は、可及的に共通化するようにして機器の小型化、低コスト化を有利に展開する事が要請されている。またさらに、携帯電話の大部分の電力を消費する送信用電力増幅器の電力付加効率を向上させることが要求されている。
【０００５】
このような要求に対して、例えば、特許文献１には小型化を図るデュアルバンド用高周波スイッチモジュールＡＳＭ１が開示されている。
【０００６】
図８は、このデュアルバンド用高周波スイッチモジュールＡＳＭ１を示すもので、通過帯域の異なる２つの送受信系を各送受信系に分けるノッチ回路からなる分波回路と、前記各送受信系を送信系と受信系に切りかえるスイッチ回路ＳＷと、各送信系に配置された低域通過フィルタＬＰＦとから構成される。
【０００７】
前記分波回路はＬＣ素子が並列接続されたノッチ回路を２つ用い、各ノッチ回路の一端同士は接続されて２系統の送受信系に共通の共通端子とされ、一方、各ノッチ回路の他端は各スイッチ回路ＳＷに接続されている。
【０００８】
各スイッチ回路ＳＷは、それぞれ、例えば、ダイオード２個、高周波チョーク用のインダクタ素子１個、バイアス電流制御用の抵抗１個、約４分の１波長のインダクタ素子１個より構成される。
【０００９】
各スイッチ回路の送信側には、低域通過フィルタＬＰＦがそれぞれ接続されている。低域通過フィルタＬＰＦは、送信信号の基本波を通過させて高調波成分を減衰する機能を持ち、インダクタ素子とコンデンサより構成されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−２２５０８８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるように、分波器、スイッチ、低域通過フィルタを一体化してモジュール化する場合、以下に述べるような課題が存在する。
【００１２】
まず、従来のモジュールにおいては、送受信を切替えるスイッチにダイオードを用いており、各送受信系におけるスイッチ１つにつき、ダイオード２個、高周波チョーク用のインダクタ素子１個、バイアス電流制御用の抵抗１個、約４分の１波長のインダクタ素子１個が少なくとも必要である。そのため、多層基板の上面にダイオード等の表面実装部品が必要となり、高周波モジュールの小型化の要求に逆行することとなる。特に、マルチバンド化が進み、１つのモジュールで更に多くのバンドに対応する必要が生じた場合、バンド数に比例した表層のスペースが必要となり、ますます小型化の実現が困難な状況となる。
【００１３】
また、ダイオードを用いた高周波スイッチを備えた、従来の高周波モジュールでは、ダイオードを駆動するために数ミリアンペアのバイアス電流が必要であり、機器の低消費電力化の市場要求に対する課題の一つとなっている。
【００１４】
ただし、高周波モジュールを構成する素子として高周波半導体集積回路素子を用いるとしても、送受信切替え機能の他にバンド切替え機能をも高周波半導体集積回路素子で行う回路構成を採用すると、以下の３点の課題が生ずる。
【００１５】
第１に、高周波半導体集積回路素子は、オンになる経路の両端が丁度５０オームで整合が取れるとは限らないため、アンテナ端子に高周波半導体回路を直接に接続すると、両者の間のインピーダンス整合手段がなくなってしまう。逆に、インピーダンス整合用の素子を新たに追加すると、高周波モジュールの小型化と低ロス化に逆行することとなる。
【００１６】
第２に、高周波半導体集積回路素子は、受動素子に比較して高電圧サージに対する耐性が弱いという欠点がある。このため、アンテナ端子に高周波半導体集積回路素子を直接に接続すると、携帯電話の外部よりアンテナ端子を介して入力した高電圧サージが、直接的に高周波半導体集積回路素子に入力されることになるため、該高周波半導体集積回路素子の破壊確率が高まり、高周波モジュールの信頼性が低下するという課題が生ずる。
【００１７】
第３に、マルチバンド対応のモジュールにおいては、あるシステムの高調波成分の周波数帯域が、他のシステムの基本波の周波数帯域とオーバーラップしている場合があり、このような場合、送受信切替え機能の他にバンド切替え機能をも高周波半導体集積回路素子で行う回路構成を採用すると、半導体集積回路素子の内部パターンの干渉により、あるシステムの高調波成分が、他のシステムの経路を介してアンテナ端子まで伝送され、高調波成分の減衰量が不足するという課題が生ずる。
【００１８】
従って、本発明は、かかる課題を解消するためになされたもので、送受信切替えスイッチを小型化し、消費電流を低減し、アンテナ端子とスイッチの間の整合を調整する手段を与え、かつ、スイッチの高電圧サージに対する耐性を向上し、モジュール全体として小型化、低ロス化、高アイソレーション化を実現することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波モジュールは、アンテナ端子に接続され通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系に分ける分波器と、該分波器に接続され前記各送受信系を送信系と受信系に切り替えるスイッチと、前記送信系の通過帯域での送信信号の高調波成分を減衰する低域通過フィルタとを、少なくとも備えてなる高周波モジュールにおいて、前記スイッチが、高周波部品として、誘電体層と導体層が積層されてなる多層基板の上面に表面実装されて構成され、前記分波器、前記低域通過フィルタが、前記多層基板の上面に表面実装された部品および／または前記多層基板に内蔵された素子で構成されており、前記多層基板の上面の導体層にダイパッドを備え、前記多層基板の下面に、前記高周波モジュールと外部回路とを接続するための信号用端子パターン、接地用端子パターンおよびバイアス用端子パターンが形成され、前記多層基板の下面の中央部に接地用端子パターンが形成されており、前記スイッチが前記ダイパッドを介して前記多層基板に実装され、前記ダイパッドが、前記多層基板の下面の前記接地用端子パターンに複数のビアホール導体を介して接続されており、該ビアホール導体が、前記ダイパッドの外周付近に少なくとも３つ以上備えられ、前記多層基板の積層方向に透視した平面において前記ビアホール導体を頂点とする多角形が前記スイッチを構成する素子の実装面を包含することを特徴とする。
【００２０】
このような高周波モジュールでは、分波器から電力増幅器までを構成する回路要素を一体化して小型化できるとともに、各部品を同時設計する事ができるため、モジュールとして最適な特性調整を行なうことができる。従って、各部品間に特性調整用の回路を設ける必要がなく、低ロス化が実現でき、且つ携帯無線端末の設計工程を短縮できるためコスト削減を図ることができる。
【００２１】
また、スイッチが高周波部品で形成され、該スイッチが前記多層基板の上面に搭載されることで、従来のようにダイオード、インダクタ素子、キャパシタ素子のそれぞれを複数個、多層基板上面に搭載するかまたは多層基板に内蔵する場合に比べてスイッチを小型化できるとともに、多層基板の部分でスイッチが搭載された面の下側の部分にスイッチ以外の回路素子を内蔵することができ、モジュール全体としても小型化が可能となる。また、スイッチ部を構成する部品点数が減少することにより、製造工程の短縮化を計ることができる。小型化と製造工程短縮化にともないコスト削減が可能となる。さらに、ダイオードのオン／オフには１０ｍＡオーダーのバイアス電流が必要であるのに対して高周波部品、特に高周波半導体集積回路素子を用いたスイッチのオン／オフには０．５ｍＡオーダーの電流しか必要としないため、消費電流の低減化を計ることが出来る。
【００２２】
また、通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系に分ける機能を高周波部品で形成されたスイッチに付与せず、アンテナ端子とスイッチの間に備えられ、多層基板の上面に表面実装された部品および／または前記多層基板に内蔵された素子で構成された分波器で行うことにより、スイッチのロスが最小となるためのインピーダンス調整機能を分波器を構成する素子で兼用することができ、整合のために新たな素子を設けることなくロスが最小となるような調整をすることができる。
【００２３】
また、通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系に分ける機能を高周波部品で形成されたスイッチに付与せず、アンテナ端子とスイッチの間に備えられ、多層基板の上面に表面実装された部品および／または前記多層基板に内蔵された素子で構成された分波器で行うことにより、アンテナ端子に入力した高電圧サージが高周波部品で形成されたスイッチに直接的に入力されることなく、分波器やその前後に備えられたフィルタの減衰機能に応じて減衰された後に間接的に該スイッチに入力することとなり、スイッチひいては高周波モジュールの耐高電圧に関する信頼性を向上することができる。
【００２４】
また、本発明の高周波モジュールにおいては、前記多層基板下面の周辺部に、前記高周波モジュールと外部とを接続するための信号用端子パターン、接地用端子パターン、バイアス用端子パターンが形成され、前記多層基板下面の中央部に接地用端子パターンが形成されている。
【００２５】
このような高周波モジュールでは、第一に、多層基板の積層方向への透視図において、多層基板内に素子を構成可能な面積に対する多層基板を外部基板に実装するために必要な面積の割合を最小限に留めることが可能となり、回路素子の密度を最大限に向上させることができる。第二に、多層基板の下面の中央部に接地用端子パターンが形成されたことにより、多層基板に内蔵された素子のグランドが安定化されるとともに、高周波モジュールの放熱特性を向上させることができ、温度上昇によって電力増幅器の出力電力、電力付加効率等の特性が劣化する不具合を防止することができる。
【００２６】
また、本発明の高周波モジュールでは、前記スイッチがＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物を主成分とする基板上に回路パターンが形成された高周波半導体集積回路素子によって形成することが望ましく、かかる構成によって、多層基板の上面に実装されるスイッチのサイズを小型化しかつ通過ロスを減少することが可能となる。また、多層基板としてアルミナやガラスセラミックスなどのセラミック材料を用いる場合、一般的なＳｉ化合物よりもＧａＡｓ化合物の方が体積膨張率としてセラミック材料に近い値となるため、スイッチを多層基板にベアチップ実装した場合に、実装信頼性の向上を図ることができる。
【００２７】
さらに、本発明の高周波モジュールは、前記多層基板の上面の導体層にダイパッドを備え、前記スイッチが該ダイパッドを介して前記多層基板に実装されており、かかる構成によって、前記スイッチの実装状態のバラツキが、多層基板に内蔵された素子の特性のバラツキに影響することを防止できる。
【００２８】
また、上記の場合、前記ダイパッドの面積が、前記スイッチの実装面の面積よりも大きいことが望ましく、かかる構成によって、前記スイッチを前記多層基板に実装する際に多層基板に対するスイッチの実装位置がバラツキを生じたとしても、十分な大きさのダイパッドを備えていることによってスイッチの影響を遮蔽し、多層基板に内蔵された素子の特性を安定化させることができる。
さらに、本発明の高周波モジュールは、前記ダイパッドが、前記多層基板の下面の接地用端子パターンに１個または複数のビアホール導体を介して接続されている。このような高周波モジュールでは、前記ダイパッドをグランドとして安定化することが可能となり、多層基板に内蔵された２つ以上の素子が前記ダイパッドを介して干渉するのを防止することができる。すなわち、素子間のアイソレーションを確保することが可能となる。そこで、第一に、送信系から耐電圧の低い表面波フィルタ等の属する受信系へのアイソレーションを減少することが可能となる。第二に、上記アイソレーション向上の別の効果として、送受信系のロスを低減することができる。
またさらに、本発明の高周波モジュールによれば、前記ダイパッドと接地用端子パターンを接続するビアホール導体が、ダイパッドの外周付近に少なくとも３つ以上備えられ、多層基板の積層方向に透視した平面図において該ビアホール導体を頂点とする多角形が前記スイッチの実装面を包含する。このような高周波モジュールでは、最小限の個数のビアホール導体で前記ダイパッドのグランドの安定化を計ることが可能であり、多層基板の部分でスイッチの下側で前記ビアホール導体がない部分の体積を最大限に確保しつつ、その部分に内蔵された素子間のアイソレーションを確保することができる。したがって、小型化と同時にアイソレーションとロスの向上を計ることが可能となる。
【００２９】
さらに、本発明の高周波モジュールでは、前記多層基板の下面の前記接地用端子パターンと前記ダイパッドとに挟まれた前記多層基板の一部分に、前記分波器、前記低域通過フィルタ、を構成する基板内蔵素子の一部または全てが形成されていることが望ましい。かかるモジュールにおいては、前記多層基板の下面の接地用端子パターンと前記ダイパッドとに挟まれた多層基板の一部分を有効に活用して多層基板内部の素子密度を増大させることができるとともにスイッチと内蔵素子との間のアイソレーション確保のためにダイパッドを活用させることも可能となり、高周波モジュールの小型化が実現できる。
【００３０】
また、本発明の高周波モジュールにおいては、前記多層基板の下面の前記接地用端子パターンと前記ダイパッドとに挟まれた前記多層基板の一部分に、前記分波器および／または前記低域通過フィルタのうち、通過帯域の周波数が最も低い送受信系を構成する基板内蔵素子のみを備えることが望ましい。
【００３１】
一般に、寄生容量が送受信系に及ぼす影響は、通過帯域の周波数が高いほど増大する。したがって、上記のように通過帯域の周波数が最も低い送受信系を構成する基板内蔵素子のみを備えることにより、寄生容量の影響を最小限に抑えながら、同時に、多層基板内部の素子密度を増大させることができる。
【００３６】
また、本発明の高周波モジュールは、前記送受信系が通過帯域の周波数が異なる第１の送受信系と第２の送受信系より構成され、前記ダイパッドと接地用端子パターンを接続するビアホール導体が前記第１の送受信系を構成する内蔵素子と前記第２の送受信系を構成する内蔵素子との境界に備えられていることが望ましい。
【００３７】
このような高周波モジュールでは、第１の送受信系を構成する部分と第２の送受信系を構成する部分の距離を離すことができるとともに境界部のダイパッドのグランドを安定化することができる。したがって、両者のアイソレーションを確保することができ、特に、第１の送受信系の高調波成分の周波数が第２の送受信系の通過帯域の周波数と重なっている場合、第１の送受信系の高調波成分が第２の送受信系を介してアンテナ端子に漏れることを防止することができる。
【００３８】
さらに、本発明の高周波モジュールにおいては、前記スイッチの接地用端子が前記多層基板の上面に備えられたボンディングパッドにボンディングワイヤで接続され、該ボンディングパッドが前記多層基板の下面の前記接地用端子パターンを介することなく前記ダイパッドに直接に接続されていることが望ましい。
【００３９】
このような高周波モジュールでは、スイッチの接地用端子が接続されたボンディングパッドをそれぞれ別々にビアホール導体を介して多層基板の下面まで接続する必要がなくなるため、多層基板内で素子を内蔵可能な領域を大きく取ることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る高周波モジュールの一例を示すブロック図であり、本発明の高周波モジュールは１つの共通のアンテナ端子と、そのアンテナ端子に接続されるＧＳＭ８５０方式（８５０ＭＨｚ帯）、ＧＳＭ９００方式（９００ＭＨｚ帯）、ＤＣＳ方式（１８００ＭＨｚ帯）、ＰＣＳ方式（１９００ＭＨｚ帯）の４つの送受信系から構成される。
【００４１】
高周波モジュールＲＦＭ１０は、アンテナ端子ＡＮＴに対して通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系、ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００とＤＣＳ／ＰＣＳに分ける分波回路ＤＩＰ１０と、各送受信系ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００とＤＣＳ／ＰＣＳを、それぞれ、送信系ＴＸと受信系ＲＸとにそれぞれ切替えるスイッチＳＷ１１０、ＳＷ１２０と、前記スイッチの状態を制御するデコーダＤＥＣ１０と、スイッチＳＷ１１０、ＳＷ１２０に接続するＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００、ＤＣＳ／ＰＣＳの各送信系に設けられて各送信信号の高調波成分を減衰する低域通過フィルタＬＰＦ３０、ＬＰＦ４０とで構成されている。
【００４２】
図１のブロック図における、スイッチＳＷ１１０、ＳＷ１２０は、前記送受信系ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００／ＤＣＳ／ＰＣＳの各送信系／受信系のうちアンテナ端子に接続する系を切替えて選択する機能をもつ。
【００４３】
図２は、図１に示す高周波モジュールの回路図で、本発明の高周波モジュールは１つの共通のアンテナ端子ＡＮＴと、そのアンテナ端子ＡＮＴに接続されるＧＳＭ８５０方式（８５０ＭＨｚ帯）、ＧＳＭ９００方式（９００ＭＨｚ帯）、ＤＣＳ方式（１８００ＭＨｚ帯）、ＰＣＳ方式（１９００ＭＨｚ帯）の４つの送受信系から構成される。
【００４４】
アンテナ端子ＡＮＴは分波回路ＤＩＰ１０を介してスイッチＳＷ１１０、ＳＷ１２０に接続されている。すなわち、アンテナ端子ＡＮＴから受信されたＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００方式の受信信号は分波回路ＤＩＰ１１０を経てＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００側の送受信系へ導かれ、ＤＣＳ／ＰＣＳ方式の受信信号は分波回路ＤＩＰ１０を経てＤＣＳ／ＰＣＳ側の送受信系に導かれる。
【００４５】
スイッチＳＷ１１０は、ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００の送受信系において受信系ＲＸと送信系ＴＸとを切替えるものである。送受信の切替えには、例えば時分割方式が採用されている。スイッチＳＷ１１０の送信系ＴＸ側には、高周波モジュールの外部よりＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００ ＴＸ端子を介して入力した送信信号の高調波成分を減衰する低域通過フィルタＬＰＦ３０が設けられている。
【００４６】
スイッチＳＷ１２０は、ＤＣＳ／ＰＣＳの送受信系において受信系ＲＸと送信系ＴＸとを切替えるものである。送受信の切替えには、例えば時分割方式が採用されている。スイッチＳＷ１２０の送信系ＴＸ側には、高周波モジュールの外部よりＤＣＳ／ＰＣＳ ＴＸ端子を介して入力した送信信号の高調波成分を減衰する低域通過フィルタＬＰＦ４０が設けられている。
【００４７】
つぎに、上記各回路の詳細を説明する。
【００４８】
まず、ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００側の回路について説明すると、分波器ＤＩＰ１０は、分布定数線路ＳＬＡＧ１、コンデンサＣＡＧ１、低域通過フィルタＬＰＦ１０とから形成されている。低域通過フィルタＬＰＦ１０は、分布定数線路、分布定数線路に並列に配置されたコンデンサ、該分布定数線路とグランドとの間に形成されたコンデンサにより構成されている。この低域通過フィルタＬＰＦ１０は、ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００ ＴＸ端子を介して入力した送信信号の高調波成分を低減させるとともに、アンテナ端子からの信号を周波数によって送受信系ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００と送受信系ＤＣＳ／ＰＣＳとに分ける機能の一部を有する。また、高域通過フィルタＨＰＦ１０はＡＮＴ端子に入力したＥＳＤなどのサージからスイッチＳＷ１１０を保護する機能を有する。
【００４９】
スイッチＳＷ１１０は、分波器ＤＩＰ１０、ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００の送信系、ＧＳＭ８５０の受信系、ＧＳＭ９００の受信系に、それぞれ、Ａｎ１端子、Ｔｘ１端子、Ｒｘ１端子、Ｒｘ２端子を介して接続される。機能としては、送受信の切替えを行う機能と、送信時に送信信号が受信側に漏れる量を減衰する機能を併せ持つ。スイッチＳＷ１１０は、その状態をモジュールの外部から制御するバイアス端子Ｖｄｄ、Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３等とデコーダＤＥＣ１０を介して接続されている。デコーダＤＥＣ１０は、バイアス端子Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３に印加される電圧に応じてスイッチＳＷ１１０を制御する機能をもつ。
【００５０】
低域通過フィルタＬＰＦ３０は分布定数線路、該分布定数線路に並列に形成されたコンデンサ、前記分布定数線路の複数箇所とグランドとの間に備えられたコンデンサより構成される。この低域通過フィルタにより、本実施例に示すモジュールに対して、ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００ ＴＸ端子を介して入力する高調波不要信号を低減することができる。
【００５１】
つぎに、ＤＣＳ／ＰＣＳ側の回路について説明する。
分波器ＤＩＰ１０のＤＣＳ／ＰＣＳ側は、高域通過フィルタＨＰＦ２０で構成されている。高域通過フィルタＨＰＦ２０は、直列接続されたコンデンサ２個と、該コンデンサの間とグランドとの間に形成された分布定数線路により構成されている。この高域通過フィルタＨＰＦ２０は、アンテナ端子からの信号を周波数によって送受信系ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００と送受信系ＤＣＳ／ＰＣＳとに分ける機能の一部を有する。
【００５２】
スイッチＳＷ１２０は、分波器ＤＩＰ１０、ＤＣＳ／ＰＣＳの送信系、ＤＣＳの受信系、ＰＣＳの受信系に、それぞれ、Ａｎ２端子、Ｔｘ２端子、Ｒｘ３端子、Ｒｘ４端子を介して接続される。機能としては、送受信の切替えを行う機能と、送信時に送信信号が受信側に漏れる量を減衰する機能を併せ持つ。スイッチＳＷ１２０は、その状態をモジュールの外部から制御するバイアス端子Ｖｄｄ、Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３等とデコーダＤＥＣ１０を介して接続されている。デコーダＤＥＣ１０は、バイアス端子Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３に印加される電圧に応じてスイッチＳＷ１２０を制御する機能をもつ。
【００５３】
低域通過フィルタＬＰＦ４０は分布定数線路、該分布定数線路に並列に形成されたコンデンサ、前記分布定数線路の複数箇所とグランドとの間に備えられたコンデンサより構成される。この低域通過フィルタにより、本実施例に示すモジュールに対して、ＤＣＳ／ＰＣＳ ＴＸ端子を介して入力する高調波不要信号を低減することができる。
【００５４】
図３は、本発明に係る高周波モジュールの一部切欠斜視図、図４は、この高周波モジュールの概略断面図である。図３、４に示すように、本発明の高周波モジュールは、誘電体層と導体層が積層されてなる多層基板Ａに形成されている。図３の多層基板Ａによれば、セラミックなどからなる同一寸法形状の８層の誘電体層１１〜１７が積層されて多層基板が構成されており、各誘電体層１１〜１７間には、所定のパターンからなる導体層２１が形成されている。なお、図３では、多層基板Ａにおける誘電体層１１〜１７の一部、および、誘電体層１１〜１７の上面の導体層の一部は作図上省略されている。
【００５５】
誘電体層１１〜１７は、例えば、低温焼成用のセラミックスで形成され、導体層２１は、銅や銀などの低抵抗導体によって形成される。このような多層基板は、周知の多層セラミック技術によって形成されるもので、例えば、セラミックグリーンシートの表面に導電ペーストを塗布して上述した各回路を構成する導体パターンをそれぞれ形成した後、導体パターンが形成されたグリーンシートを積層し、所要の圧力と温度の下で熱圧着し焼成して形成されている。
【００５６】
また、各誘電体層１１〜１７には複数の層にわたって回路を構成乃至は接続するために必要なビアホール導体２３が適宣形成されている。
【００５７】
この多層基板Ａの上面は、エポキシ樹脂などの封止樹脂５５で封止され、さらに多層基板の下面で該多層基板の側面に近い部分には信号用端子パターン２２がＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）方式の電極として形成されている。
【００５８】
本発明の高周波モジュールによれば、スイッチＳＷ１１０、ＳＷ１２０、デコーダＤＥＣ１０を具備するスイッチＳＷ１００は、高周波半導体集積回路素子２４として、多層基板Ａの上面に、ＡｇまたはＡｕＳｎに接着剤を混ぜた導電性接着剤、または有機樹脂系の非導電性の接着剤４７を介して表面実装されている。特に、図３、４に示すように、高周波半導体集積回路素子２４は、素子２４の実装面の面積よりも大きい面積のダイパッド２６を介して実装されている。この高周波半導体集積回路素子２４は、小型化、低ロス化を図るために、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物を主成分とする基板上に回路パターンが形成された、ＧａＡｓ Ｊ−ＦＥＴ構造を有した高周波モノリシック半導体集積回路素子で形成されている。
【００５９】
また、かかる高周波モジュールにおいては、前述した回路における分波器ＤＩＰ１０、低域通過フィルタＬＰＦ３０、ＬＰＦ４０を構成するコンデンサ、インダクタ等の一部が、チップ部品（集中定数素子）として該多層基板の上面に設けられ、分波器ＤＩＰ１０、低域通過フィルタＬＰＦ３０、ＬＰＦ４０を構成するコンデンサ、インダクタ等の一部が、多層基板Ａの上面または内層に導体パターンとして設けられている。
【００６０】
そして、スイッチＳＷ１００を構成する高周波半導体集積回路素子２４の信号用端子または接地用端子が、ボンディングワイヤ５６や、多層基板Ａ表面の導体層２１を経由して、分波器ＤＩＰ１０、低域通過フィルタＬＰＦ３０、ＬＰＦ４０などを構成する基板内蔵素子と電気的に接続されている。
【００６１】
なお、スイッチＳＷ１１０、スイッチＳＷ１２０、デコーダＤＥＣ１０は、すべてが１チップに集積されていることが望ましいが、デコーダＤＥＣ１０は高周波モジュールの外部に別の電子部品として構成されていても良い。
【００６２】
図５、図６に本実施例の多層基板を積層方向の上面から見た模式図を記載する。図５が多層基板の内層部分に内蔵された素子の配置、図６が多層基板の上面に実装された素子の配置をそれぞれ示す。
【００６３】
図５に示すように、多層基板Ａにおける片側の領域には、低域通過フィルタＬＰＦ３０、ＬＰＦ４０が形成され、他方の片側の領域には、分波器ＤＩＰ１０が形成されている。また、図６に示すように、分波器ＤＩＰ１０が形成された領域の上面の一部分にはスイッチＳＷ１００を実装するダイパッド２６が形成されている。
【００６４】
また、低域通過フィルタＬＰＦ３０、ＬＰＦ４０の間には、多層基板Ａ上面および内層に、多層基板Ａ下面に形成された図７の接地用端子パターン３７とビアホール導体２５によって接続された干渉防止接地用パターン２７が形成されている。これによりＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００側回路とＤＣＳ／ＰＣＳ側回路との電磁気的結合を低減することができ、高調波成分が電磁結合により他の回路へ漏れて適切なフィルタ回路を経由せずにアンテナ端子に放出されるのを防ぐことができる。
【００６５】
スイッチＳＷ１００を構成する高周波集積回路素子２４が実装されるダイパッド２６は、図５に示されるように、ビアホール導体２８、２９にて多層基板の下面の接地用端子パターン３７と接続されている。
【００６６】
このため、該ダイパッド２６が他のパターンと非接続の浮遊パターンとなってその下部に備えられた分波器を構成する素子間の不要な干渉を招く等の不具合を防止できる。また、該ビアホール導体２８、２９は、図６に示すように、長方形のダイパッド２６の外周付近に接続して備えられ、多層基板の積層方向に透視した平面において該ビアホール導体２８、２９を頂点とする多角形がスイッチを構成する高周波集積回路素子２４の実装面を包含するように配置されているため、ダイパッド２６外周の一部分のグランドが弱くなって不要な干渉が発生することを防止できる。
【００６７】
また図５によれば、分波器ＤＩＰ１０は、ＳＬＡＧ１、ＣＡＧ１、ＬＰＦ１０、ＨＰＦ１０で構成されるＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００側の部分３０とＨＰＦ２０、ＬＰＦ２０で構成されるＤＣＳ／ＰＣＳ側の部分３１との２つの部分よりなる。本実施例では、前記２つの部分のうち、ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００側の部分３０は前記スイッチのダイパッド２６の下側の領域（平面的にみて同一の領域）内に形成され、ＤＣＳ／ＰＣＳ側の部分３１は、該ダイパッド２６の下側の領域外（平面的にみてダイパッド２６形成外の領域）に形成されている。
【００６８】
また、該ダイパッド２６を多層基板の下面の接地用端子パターン２７と接続しているビアホール導体２８、２９のうち、ピアホール導体２８は、配置的には、前記分波器のＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００側の部分３０とＤＣＳ／ＰＣＳ側の部分３１の間に形成されている。したがって、ビアホール導体２８は、前記ダイパッド２６を接地する役割と、分波器内部のＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００側とＤＣＳ／ＰＣＳ側との間の干渉を防止する役割との、二つの役割を兼ね備えている。そのため、多層基板の内部のパターン密度を向上することができ、高周波モジュールの小型化を図ることができる。
【００６９】
図７に、本実施例の高周波モジュールの多層基板Ａの下面、即ち誘電体層１７の裏面を示す。多層基板Ａの下面の周辺部には、外部との接続のための信号用端子パターン、バイアス用端子パターン等の端子パターン３５や、接地用端子パターン３６が形成されている。
【００７０】
また、多層基板Ａの下面の中央部には、少なくとも１つ以上のＬＧＡ構造の接地用端子パターン３７が形成されており、前記多層基板Ａの下面の周辺部に形成された接地用端子パターン３６と接続されている。
【００７１】
なお、多層基板Ａの下面中央部に形成されたＬＧＡ構造の接地用端子パターン３７は、下面の周辺部に形成された外部との接続のための信号用端子パターンおよびバイアス用端子パターン等の端子パターン３５と電気的に接しないような１つの大きなパターンとして形成しても良い。このように接地用端子パターン３７が大きい場合、この多層基板Ａを実装するプリント配線基板との接続のための接地用端子パターン３７への半田印刷が不均一となり、プリント配線基板との接続に不良が発生する場合があるために、下面中央部に形成された接地用端子パターン３７上には、少なくとも１つ以上の接地用端子パターン３７が露出するようにオーバーコートガラス４１が塗布して形成されている。図７の斜線を引いた部分がオーバーコートガラス４１塗布領域である。
【００７２】
また、高周波モジュールの小型化と高効率化のためには、本実施例では示していない回路または素子を前記多層基板の内蔵素子または表面実装部品としてモジュール化してもよい。例えば、送信系として電力増幅回路、その整合回路、方向性結合器、自動電力増幅器、ＶＣＯ等を取りこんでモジュール化してもよいし、受信系として表面波フィルタなどの帯域通過フィルタ、ローノイズアンプ等を取りこんでモジュール化してもよい。
【００７３】
なお、上記の実施例においては、スイッチＳＷ１００を構成する高周波半導体集積回路素子２４と、他の回路との接続にあたり、ワイヤボンディングに代えて、周知の金あるいはアルミニウムなどのバンプを用いたフリップチップボンディング法を用いて搭載しても良い。この場合には、フリップチップボンディング法を用いて搭載することにより小面積化、薄型化、低価格化を促進できる。
【００７４】
また、上記の例では、スイッチＳＷ１００は、高周波半導体集積回路素子２４として形成されるものであったが、このスイッチは、高周波部品として、高周波半導体集積回路素子２４以外に、ＭＥＭＳ等のプロセス技術を用いて形成された機械的スイッチを採用しても、多層基板の上面に実装する部品であることに関しては前記高周波モノリシック半導体集積回路素子と同等であるため、本発明の高周波モジュールの特徴は損なわれない。特に、送信系とアンテナ端子間または送信系と受信系間に大きなアイソレーションが要求される場合は、機械的スイッチを採用する方が望ましい。
【００７５】
また、上記実施例における多層基板Ａを８層の誘電体層からなる積層基板の例で説明したが、誘電体層の層数はこれに限定されない。
【００７６】
【発明の効果】
本発明の高周波モジュールは、アンテナ端子に接続され通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系に分ける分波器と、該分波器に接続され前記各送受信系を送信系と受信系に切り替えるスイッチと、該送信系の通過帯域での送信信号の高調波成分を減衰する低域通過フィルタと、を少なくとも備えた高周波モジュールであって、前記分波器、スイッチ、低域通過フィルタが、誘電体層と導体層が交互に積層されてなる多層基板の上面に表面実装された部品および／または前記多層基板に内蔵された素子で構成された高周波モジュールにおいて、前記スイッチが高周波半導体集積回路素子で形成され、該スイッチが前記多層基板の上面に搭載されてなり、前記多層基板の上面の導体層にダイパッドを備え、前記多層基板の下面に、前記高周波モジュールと外部回路とを接続するための信号用端子パターン、接地用端子パターンおよびバイアス用端子パターンが形成され、前記多層基板の下面の中央部に接地用端子パターンが形成されており、前記スイッチが前記ダイパッドを介して前記多層基板に実装され、該ダイパッドが、前記多層基板の下面の接地用端子パターンに複数のビアホール導体を介して接続されており、該ビアホール導体が、ダイパッドの外周付近に少なくとも３つ以上備えられ、多層基板の積層方向に透視した平面において該ビアホール導体を頂点とする多角形が前記スイッチを構成する素子の実装面を包含することを特徴とする。
【００７７】
このような高周波モジュールでは、スイッチが高周波半導体集積回路素子で形成され、該スイッチが前記多層基板の上面に搭載されることで、従来のようにダイオード、インダクタ素子、キャパシタ素子のそれぞれを複数個、多層基板上面に搭載するかまたは多層基板に内蔵する場合に比べてスイッチを小型化できるとともに、多層基板の部分でスイッチが搭載された面の下側の部分にスイッチ以外の回路素子を内蔵することができ、モジュール全体としても小型化が可能となる。
【００７８】
また、スイッチ部を構成する部品点数が減少することにより、製造工程の短縮化を計ることができる。小型化と製造工程短縮化にともないコスト削減が可能となる。さらに、ダイオードのオン／オフには１０ｍＡオーダーのバイアス電流が必要であるのに対して高周波半導体集積回路素子を用いたスイッチのオン／オフには０．５ｍＡオーダーの電流しか必要としないため、消費電流の低減を計ることができる。
【００７９】
また、通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系に分ける機能を、高周波半導体集積回路素子で形成されたスイッチに付与せず、アンテナ端子とスイッチの間に備えられ多層基板の上面に表面実装された部品および／または該多層基板に内蔵された素子で構成された分波器で行うことにより、スイッチのロスが最小となるためのインピーダンス調整機能を分波器を構成する素子で兼用することができ、整合のために新たな素子を設けることなくロスが最小となるような調整をすることができる。
【００８０】
また、通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系に分ける機能を高周波半導体集積回路素子で形成されたスイッチに付与せず、アンテナ端子とスイッチの間に備えられ多層基板の上面に表面実装された部品および／または該多層基板に内蔵された素子で構成された分波器で行うことにより、アンテナ端子に入力した過渡的な高電圧サージが高周波半導体集積回路素子で形成されたスイッチに直接的に入力されることなく、分波器やその前後に備えられたフィルタの減衰機能に応じて減衰された後に間接的に該スイッチに入力することが可能となり、スイッチひいては高周波モジュールの信頼性を向上することができる。
また、本発明の高周波モジュールは、前記ダイパッドが、前記多層基板の下面の接地用端子パターンに１個または複数のビアホール導体を介して接続されている。このような高周波モジュールでは、前記ダイパッドをグランドとして安定化することが可能となり、多層基板に内蔵された２つ以上の素子が前記ダイパッドを介して干渉するのを防止することができる。すなわち、素子間のアイソレーションを確保することが可能となる。そこで、第一に、送信系から耐電圧の低い表面波フィルタ等の属する受信系へのアイソレーションを減少することが可能となる。第二に、上記アイソレーション向上の別の効果として、送受信系のロスを低減することができる。
また、本発明の高周波モジュールによれば、前記ダイパッドと接地用端子パターンを接続するビアホール導体が、ダイパッドの外周付近に少なくとも３つ以上備えられ、多層基板の積層方向に透視した平面図において該ビアホール導体を頂点とする多角形が前記スイッチの実装面を包含する。このような高周波モジュールでは、最小限の個数のビアホール導体で前記ダイパッドのグランドの安定化を計ることが可能であり、多層基板の部分でスイッチの下側で前記ビアホール導体がない部分の体積を最大限に確保しつつ、その部分に内蔵された素子間のアイソレーションを確保することができる。したがって、小型化と同時にアイソレーションとロスの向上を計ることが可能となる。
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の高周波モジュールのブロック図である。
【図２】 本発明の高周波モジュールの回路図である。
【図３】 本発明の高周波モジュールの一部切欠斜視図である。
【図４】 本発明の高周波モジュールの断面図である。
【図５】 本発明の高周波モジュールの多層基板の内部の回路配置を説明するための模式図である。
【図６】 本発明の高周波モジュールの多層基板の上面（表層）の回路配置を説明するための模式図である。
【図７】 本発明の高周波モジュールの多層基板の下面の端子配置を説明する図である。
【図８】従来の高周波モジュールのブロック図である。
【符号の説明】
ＤＩＰ１０・・・分波器
ＳＷ１００、ＳＷ１１０，ＳＷ１２０・・・スイッチ
ＤＥＣ１０・・・デコーダ
ＬＰＦ１０、ＬＰＦ３０、ＬＰＦ４０・・・低域通過フィルタ
ＨＰＦ１０、ＨＰＦ２０・・・高域通過フィルタ
１１〜１８・・・誘電帯層
２２・・・ＬＧＡ端子
２４・・・高周波半導体集積回路素子
２６・・・ダイパッド
２７・・・干渉防止接地用パターン
２８、２９・・・ダイパッドの接地用パターン兼干渉防止用接地パターン
３０・・・分波器の一部分で、基本波の周波数が低い送受信系に属する部分
３１・・・分波器の一部分で、基本波の周波数が低い送受信系に属する部分
５５・・・樹脂
５６・・・ボンディングワイヤ
５７・・・半田ボール
３５・・・端子パターン
３６、３７・・・接地用端子パターン
４１・・・オーバーコートガラス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency module, and more particularly to a high-frequency module for transmission that is suitably used for a mobile radio terminal for multiband use and includes at least a duplexer, a switch, and a low-pass filter.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a mobile phone adopting a multi-band method in which two or more transmission / reception systems are mounted in one mobile phone has been proposed. A multi-band mobile phone is expected as a highly convenient device that can select and transmit / receive a transmission / reception system suitable for regional characteristics and purpose of use.
[0003]
Dual band mobile phones equipped with two GSM / DCS systems are widely used as a plurality of transmission / reception systems having different communication bands.
[0004]
A dual-band mobile phone needs to be equipped with a circuit necessary for the configuration of each transmission / reception system. However, if a circuit is configured using individual dedicated parts, the size and cost of the device will increase. It becomes. Therefore, it is required that the circuit parts that can be shared should be shared as much as possible to advantageously reduce the size and cost of the equipment. Furthermore, it is required to improve the power added efficiency of the transmission power amplifier that consumes most of the power of the mobile phone.
[0005]
In response to such a demand, for example, Patent Document 1 discloses a dual-band high-frequency switch module ASM1 that is reduced in size.
[0006]
FIG. 8 shows the dual-band high-frequency switch module ASM1, and a demultiplexing circuit including a notch circuit that divides two transmission / reception systems having different pass bands into transmission / reception systems, and the transmission / reception systems as a transmission system and a reception system. The switch circuit SW is switched to a low-pass filter LPF disposed in each transmission system.
[0007]
The branching circuit uses two notch circuits in which LC elements are connected in parallel, and one end of each notch circuit is connected to be a common terminal common to two transmission / reception systems, while the other end of each notch circuit Are connected to each switch circuit SW.
[0008]
Each switch circuit SW includes, for example, two diodes, one high-frequency choke inductor element, one bias current control resistor, and one quarter-wavelength inductor element.
[0009]
A low-pass filter LPF is connected to the transmission side of each switch circuit. The low-pass filter LPF has a function of passing the fundamental wave of the transmission signal and attenuating the harmonic component, and is composed of an inductor element and a capacitor.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-225088
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, as disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, when a duplexer, a switch, and a low-pass filter are integrated into a module, there are problems as described below.
[0012]
First, in the conventional module, a diode is used as a switch for switching between transmission and reception. For each switch in each transmission and reception system, two diodes, one inductor element for high frequency choke, one resistor for bias current control, At least one inductor element of about a quarter wavelength is required. Therefore, a surface mount component such as a diode is required on the upper surface of the multilayer substrate, which goes against the demand for downsizing of the high frequency module. In particular, when the number of bands increases and it becomes necessary to support more bands with one module, a surface layer space proportional to the number of bands is required, and it becomes increasingly difficult to realize miniaturization.
[0013]
In addition, a conventional high-frequency module equipped with a high-frequency switch using a diode requires a bias current of several milliamperes to drive the diode, which is one of the challenges to the market demand for lower power consumption of equipment. Yes.
[0014]
However, even if a high-frequency semiconductor integrated circuit element is used as an element constituting the high-frequency module, if a circuit configuration in which the band switching function is performed by the high-frequency semiconductor integrated circuit element in addition to the transmission / reception switching function, the following three problems are encountered. Arise.
[0015]
First, since the high-frequency semiconductor integrated circuit element does not always match at both ends of the path to be turned on at just 50 ohms, when a high-frequency semiconductor circuit is directly connected to the antenna terminal, impedance matching means between the two Will disappear. On the other hand, when a new element for impedance matching is added, the high frequency module is reduced in size and loss.
[0016]
  Secondly, the high-frequency semiconductor integrated circuit device has a drawback that it is less resistant to a high voltage surge than a passive device. For this reason, when a high-frequency semiconductor integrated circuit element is directly connected to the antenna terminal, a high voltage surge input from the outside of the mobile phone via the antenna terminal is directly input to the high-frequency semiconductor integrated circuit element.IsTherefore, the probability of destruction of the high-frequency semiconductor integrated circuit element is increased, and the reliability of the high-frequency module is increased.DeclineA problem arises.
[0017]
Third, in a multi-band compatible module, the frequency band of the harmonic component of one system may overlap with the frequency band of the fundamental wave of another system. In addition to adopting a circuit configuration in which the band switching function is also performed by the high-frequency semiconductor integrated circuit element, due to interference of the internal pattern of the semiconductor integrated circuit element, harmonic components of one system may be connected to the antenna terminal via the path of another system. This causes a problem that the attenuation amount of the harmonic component is insufficient.
[0018]
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to reduce the size of the transmission / reception selector switch, reduce current consumption, provide means for adjusting the matching between the antenna terminal and the switch, and The purpose is to improve resistance to high voltage surges and to achieve downsizing, low loss, and high isolation as a whole module.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  A high-frequency module according to the present invention includes a duplexer that is connected to an antenna terminal and divides a plurality of transmission / reception systems having different passbands into transmission / reception systems, and is connected to the duplexer and switches the transmission / reception systems to a transmission system and a reception system. A switch,SaidAt least a low-pass filter that attenuates harmonic components of the transmission signal in the pass band of the transmission system.In high frequency moduleThe switch has a dielectric layer and a conductor layer as a high-frequency component.Is productThe duplexer is configured to be surface-mounted on an upper surface of a multilayer board that is layered,SaidThe part where the low-pass filter is surface-mounted on the upper surface of the multilayer substrateGoodsAnd / orSaidConsists of elements built in a multilayer boardAnd a conductor pad on the upper surface of the multilayer substrate is provided with a die pad, and a signal terminal pattern, a ground terminal pattern, and a bias terminal pattern for connecting the high frequency module and an external circuit are formed on the lower surface of the multilayer substrate. A ground terminal pattern is formed at the center of the lower surface of the multilayer substrate, the switch is mounted on the multilayer substrate via the die pad, and the die pad is connected to the ground terminal on the lower surface of the multilayer substrate. A plurality of via-hole conductors are connected to the pattern, and at least three or more via-hole conductors are provided near the outer periphery of the die pad, and the via-hole conductor is a vertex in a plane seen through in the stacking direction of the multilayer substrate. The polygon includes the mounting surface of the elements constituting the switchIt is characterized by that.
[0020]
In such a high-frequency module, circuit elements constituting the duplexer to the power amplifier can be integrated and miniaturized, and each component can be simultaneously designed, so that optimum characteristic adjustment as a module can be performed. . Therefore, it is not necessary to provide a circuit for adjusting characteristics between the components, a reduction in loss can be realized, and the design process of the portable wireless terminal can be shortened, so that the cost can be reduced.
[0021]
In addition, the switch is formed of a high-frequency component, and the switch is mounted on the upper surface of the multilayer substrate, so that a plurality of diodes, inductor elements, and capacitor elements can be mounted on the upper surface of the multilayer substrate as in the past. The switch can be downsized compared to the case where it is built in a multilayer board, and circuit elements other than the switch can be built in the lower part of the surface of the multilayer board where the switch is mounted. Can be realized. In addition, since the number of parts constituting the switch portion is reduced, the manufacturing process can be shortened. Cost reduction is possible with downsizing and shortening of the manufacturing process. Further, a bias current of the order of 10 mA is required to turn on / off the diode, whereas a current of the order of 0.5 mA is required to turn on / off the switch using a high-frequency component, particularly a high-frequency semiconductor integrated circuit element. Therefore, the current consumption can be reduced.
[0022]
  In addition, the function of dividing a plurality of transmission / reception systems having different passbands into each transmission / reception system is not provided to the switch formed of high-frequency components, and is provided between the antenna terminal and the switch and is a surface-mounted part on the upper surface of the multilayer substrateGoodsAnd / orSaidThe impedance adjustment function for minimizing the switch loss can be shared by the elements constituting the demultiplexer by performing the demultiplexer composed of the elements built in the multilayer substrate. Adjustment can be made to minimize loss without providing a new element.
[0023]
  In addition, the function of dividing a plurality of transmission / reception systems having different passbands into each transmission / reception system is not provided to the switch formed of high-frequency components, and is provided between the antenna terminal and the switch and is a surface-mounted part on the upper surface of the multilayer substrateGoodsAnd / orSaidBy using a duplexer composed of elements built in the multilayer board, the high-voltage surge input to the antenna terminal is not directly input to the switch formed of high-frequency components, and the duplexer and its After being attenuated according to the attenuation function of the filter provided at the front and rear, the signal is indirectly input to the switch, and thus the reliability of the high-frequency module with respect to the high voltage resistance can be improved.
[0024]
  In the high frequency module of the present invention, the lower surface of the multilayer substrate isAroundA signal terminal pattern for connecting the high-frequency module to the outside, and a ground terminalPaA turn and bias terminal pattern is formed, and a ground terminal pattern is formed at the center of the lower surface of the multilayer substrate.The
[0025]
  In such a high-frequency module, first, in the perspective view of the multilayer substrate in the stacking direction, the ratio of the area necessary for mounting the multilayer substrate on the external substrate with respect to the area where elements can be configured in the multilayer substrate is minimized. It is possible to limit the density of the circuit elements to the maximum. Second, multilayer boardofSince the ground terminal pattern is formed in the center of the lower surface, the ground of the element built in the multilayer substrate can be stabilized and the heat dissipation characteristics of the high frequency module can be improved. Problems such as degradation of characteristics such as output power and power added efficiency can be prevented.
[0026]
In the high-frequency module according to the present invention, the switch is preferably formed of a high-frequency semiconductor integrated circuit element having a circuit pattern formed on a substrate mainly composed of a GaAs (gallium arsenide) compound. It is possible to reduce the size of the switch mounted on the upper surface and reduce the passage loss. When ceramic materials such as alumina and glass ceramics are used as the multilayer substrate, the GaAs compound has a volume expansion coefficient closer to that of the ceramic material than the general Si compound, so the switch is mounted on the multilayer substrate bare chip. In this case, it is possible to improve the mounting reliability.
[0027]
  Furthermore, the high-frequency module of the present invention includes a die pad on the conductor layer on the upper surface of the multilayer substrate, and the switch is mounted on the multilayer substrate via the die pad.CageWith this configuration, it is possible to prevent the variation in the mounting state of the switch from affecting the variation in the characteristics of the elements incorporated in the multilayer substrate.
[0028]
  In the above case, it is desirable that the area of the die pad is larger than the area of the mounting surface of the switch. With this configuration, the mounting position of the switch with respect to the multilayer board varies when the switch is mounted on the multilayer board. Even if this occurs, the influence of the switch can be shielded by providing a sufficiently large die pad, and the characteristics of the elements incorporated in the multilayer substrate can be stabilized.
  Furthermore, in the high frequency module of the present invention, the die pad is connected to the ground terminal pattern on the lower surface of the multilayer substrate via one or a plurality of via hole conductors. In such a high-frequency module, the die pad can be stabilized as the ground, and two or more elements built in the multilayer substrate can be prevented from interfering with each other through the die pad. That is, it becomes possible to ensure isolation between elements. Therefore, first, it is possible to reduce isolation from the transmission system to a reception system to which a surface wave filter having a low withstand voltage belongs. Second, as another effect of improving the isolation, it is possible to reduce the loss of the transmission / reception system.
  Furthermore, according to the high frequency module of the present invention, in the plan view seen through in the stacking direction of the multilayer substrate, at least three via-hole conductors connecting the die pad and the grounding terminal pattern are provided near the outer periphery of the die pad. A polygon having a via hole conductor as a vertex includes the mounting surface of the switch. In such a high-frequency module, it is possible to stabilize the ground of the die pad with a minimum number of via-hole conductors, and maximize the volume of the portion of the multilayer board where the via-hole conductor is not present under the switch. It is possible to ensure isolation between elements incorporated in the portion while ensuring the limit. Therefore, it is possible to improve the isolation and loss at the same time as downsizing.
[0029]
  Furthermore, in the high frequency module of the present invention, the lower surface of the multilayer substrate isSaidSandwiched between the grounding terminal pattern and the die padSaidA part of the multilayer substrate, the duplexer;SaidIt is desirable that some or all of the built-in elements constituting the low-pass filter are formed. In such a module, the element density inside the multilayer substrate can be increased by effectively utilizing a part of the multilayer substrate sandwiched between the grounding terminal pattern on the lower surface of the multilayer substrate and the die pad, and the switch and the built-in element It is also possible to utilize a die pad to ensure isolation between the two and the high frequency module can be reduced in size.
[0030]
  In the high frequency module of the present invention, the lower surface of the multilayer substrate isSaidSandwiched between the grounding terminal pattern and the die padSaidA part of the multilayer substrate passes through the duplexer and / or the low-pass filter.BandfrequencyButIt is desirable to provide only a substrate built-in element that constitutes the lowest transmission / reception system.
[0031]
  In general, the effect of parasitic capacitance on the transmission / reception system isExcessive bandThe frequency increases as the frequency of the region increases. So pass as aboveBandfrequencyButBy including only the substrate built-in elements constituting the lowest transmission / reception system, it is possible to increase the element density inside the multilayer substrate while minimizing the influence of the parasitic capacitance.
[0036]
  In the high frequency module of the present invention, the transmission / reception system passes throughBandfrequencyButA via hole configured by different first transmission / reception systems and second transmission / reception systems, and connecting the die pad and the grounding terminal pattern.conductorIs a built-in element constituting the first transmission / reception systemWith childBuilt-in elements constituting the second transmission / reception systemWith childIt is desirable to be provided at the boundary.
[0037]
  In such a high frequency module, the distance between the portion constituting the first transmission / reception system and the portion constituting the second transmission / reception system can be increased, and the ground of the die pad at the boundary portion can be stabilized. Therefore, the isolation between the two can be secured, and in particular, the harmonic component of the first transmission / reception system.FrequencyIs passing through the second transmission / reception systemBandfrequencyNumber andWhen overlapping, it is possible to prevent the harmonic component of the first transmission / reception system from leaking to the antenna terminal via the second transmission / reception system.
[0038]
  Furthermore, in the high frequency module of the present invention,,in frontThe switch grounding terminal is connected to a bonding pad provided on the upper surface of the multilayer substrate by a bonding wire, and the bonding pad is connected to the lower surface of the multilayer substrate.SaidIt is desirable to be directly connected to the die pad without using a grounding terminal pattern..
[0039]
In such a high-frequency module, it is not necessary to separately connect the bonding pads to which the switch grounding terminals are connected to the lower surface of the multilayer board via via-hole conductors. Can take big.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a high-frequency module according to the present invention. The high-frequency module according to the present invention includes one common antenna terminal, a GSM850 system (850 MHz band) and a GSM900 system ( 900 MHz band), DCS system (1800 MHz band), and PCS system (1900 MHz band).
[0041]
The high-frequency module RFM10 includes a branching circuit DIP10 that divides a plurality of transmission / reception systems having different pass bands with respect to the antenna terminal ANT into transmission / reception systems, GSM850 / GSM900 and DCS / PCS, and transmission / reception systems GSM850 / GSM900 and DCS / PCS. The switches SW110 and SW120 for switching between the transmission system TX and the reception system RX, the decoder DEC10 for controlling the state of the switches, and the GSM850 / GSM900 and DCS / PCS transmission systems connected to the switches SW110 and SW120, respectively. The low-pass filters LPF30 and LPF40 are provided and attenuate the harmonic components of each transmission signal.
[0042]
The switches SW110 and SW120 in the block diagram of FIG. 1 have a function of switching and selecting a system connected to an antenna terminal among the transmission / reception systems of the transmission / reception systems GSM850 / GSM900 / DCS / PCS.
[0043]
FIG. 2 is a circuit diagram of the high-frequency module shown in FIG. 1. The high-frequency module of the present invention includes one common antenna terminal ANT, GSM850 system (850 MHz band) and GSM900 system (900 MHz band) connected to the antenna terminal ANT. ), DCS system (1800 MHz band), and PCS system (1900 MHz band).
[0044]
  The antenna terminal ANT is switched via the branching circuit DIP10.Chi SIt is connected to W110 and SW120. That is, a GSM850 / GSM900 reception signal received from the antenna terminal ANT is guided to the transmission / reception system on the GSM850 / GSM900 side via the branching circuit DIP110, and a DCS / PCS reception signal is passed through the branching circuit DIP10 to the DCS / It is guided to the transmission / reception system on the PCS side.
[0045]
  The switch SW110 switches between the reception system RX and the transmission system TX in the GSM850 / GSM900 transmission / reception system. For switching between transmission and reception, for example, a time division method is employed. SuiChi SOn the transmission system TX side of W110, a low-pass filter LPF30 for attenuating the harmonic component of the transmission signal input from the outside of the high-frequency module via the GSM850 / GSM900 TX terminal is provided.
[0046]
  The switch SW120 switches between the reception system RX and the transmission system TX in the DCS / PCS transmission / reception system. For switching between transmission and reception, for example, a time division method is employed. SuiChi SOn the transmission system TX side of W120, a low-pass filter LPF 40 that attenuates harmonic components of the transmission signal input from the outside of the high-frequency module via the DCS / PCS TX terminal is provided.
[0047]
Next, the details of each circuit will be described.
[0048]
First, the circuit on the GSM850 / GSM900 side will be described. The duplexer DIP10 is formed of a distributed constant line SLAG1, a capacitor CAG1, and a low-pass filter LPF10. The low-pass filter LPF10 includes a distributed constant line, a capacitor arranged in parallel with the distributed constant line, and a capacitor formed between the distributed constant line and the ground. This low-pass filter LPF10 reduces the harmonic component of the transmission signal input via the GSM850 / GSM900 TX terminal, and transmits the signal from the antenna terminal to the transmission / reception system GSM850 / GSM900 and the transmission / reception system DCS / PCS according to the frequency. Part of the function to divide. The high-pass filter HPF10 has a function of protecting the switch SW110 from surges such as ESD input to the ANT terminal.
[0049]
The switch SW110 is connected to the duplexer DIP10, the GSM850 / GSM900 transmission system, the GSM850 reception system, and the GSM900 reception system via the An1, Tx1, Rx1, and Rx2 terminals, respectively. As a function, it has both a function for switching between transmission and reception and a function for attenuating the amount of transmission signal leaking to the reception side during transmission. The switch SW110 is connected via a decoder DEC10 to bias terminals Vdd, Vc1, Vc2, Vc3 and the like for controlling the state from the outside of the module. The decoder DEC10 has a function of controlling the switch SW110 according to the voltages applied to the bias terminals Vc1, Vc2, and Vc3.
[0050]
The low-pass filter LPF 30 includes a distributed constant line, a capacitor formed in parallel with the distributed constant line, and a capacitor provided between a plurality of locations of the distributed constant line and the ground. With this low-pass filter, it is possible to reduce harmonic unnecessary signals input to the module shown in this embodiment via the GSM850 / GSM900 TX terminal.
[0051]
Next, a circuit on the DCS / PCS side will be described.
The DCS / PCS side of the duplexer DIP10 is composed of a high-pass filter HPF20. The high-pass filter HPF 20 includes two capacitors connected in series and a distributed constant line formed between the capacitors and the ground. The high-pass filter HPF 20 has a part of the function of dividing the signal from the antenna terminal into the transmission / reception system GSM850 / GSM900 and the transmission / reception system DCS / PCS according to the frequency.
[0052]
The switch SW120 is connected to the duplexer DIP10, the DCS / PCS transmission system, the DCS reception system, and the PCS reception system via the An2, Tx2, Rx3, and Rx4 terminals, respectively. As a function, it has a function of switching between transmission and reception and a function of attenuating the amount of transmission signal leaking to the reception side during transmission. The switch SW120 is connected via a decoder DEC10 to bias terminals Vdd, Vc1, Vc2, Vc3 and the like for controlling the state from the outside of the module. The decoder DEC10 has a function of controlling the switch SW120 in accordance with the voltages applied to the bias terminals Vc1, Vc2, and Vc3.
[0053]
The low-pass filter LPF 40 includes a distributed constant line, a capacitor formed in parallel with the distributed constant line, and a capacitor provided between a plurality of locations of the distributed constant line and the ground. With this low-pass filter, it is possible to reduce the harmonic unnecessary signal that is input to the module shown in the present embodiment via the DCS / PCS TX terminal.
[0054]
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the high-frequency module according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic sectional view of the high-frequency module. As shown in FIGS. 3 and 4, the high-frequency module of the present invention is formed on a multilayer substrate A in which a dielectric layer and a conductor layer are laminated. According to the multilayer substrate A of FIG. 3, the multilayer substrate is comprised by laminating | stacking the eight dielectric layers 11-17 of the same dimension shape consisting of a ceramic etc., Between each dielectric layer 11-17, A conductor layer 21 having a predetermined pattern is formed. In FIG. 3, a part of the dielectric layers 11 to 17 in the multilayer substrate A and a part of the conductor layer on the upper surface of the dielectric layers 11 to 17 are omitted in the drawing.
[0055]
The dielectric layers 11 to 17 are made of, for example, ceramics for low temperature firing, and the conductor layer 21 is made of a low resistance conductor such as copper or silver. Such a multilayer substrate is formed by a well-known multilayer ceramic technology. For example, a conductive pattern is formed on the surface of a ceramic green sheet by applying a conductive paste to form each circuit described above. Is formed by laminating green sheets on which are formed, thermocompression-bonding and firing under a required pressure and temperature.
[0056]
Each dielectric layer 11 to 17 is appropriately formed with a via-hole conductor 23 necessary for configuring or connecting a circuit across a plurality of layers.
[0057]
The upper surface of the multilayer substrate A is sealed with a sealing resin 55 such as an epoxy resin, and a signal terminal pattern 22 is provided on the lower surface of the multilayer substrate near the side surface of the multilayer substrate. It is formed as an electrode.
[0058]
According to the high-frequency module of the present invention, the switch SW100 including the switches SW110 and SW120 and the decoder DEC10 is formed as a high-frequency semiconductor integrated circuit element 24 on the upper surface of the multilayer substrate A with conductive adhesive mixed with Ag or AuSn. It is surface-mounted through an agent or an organic resin non-conductive adhesive 47. In particular, as shown in FIGS. 3 and 4, the high-frequency semiconductor integrated circuit element 24 is mounted via a die pad 26 having an area larger than the area of the mounting surface of the element 24. The high-frequency semiconductor integrated circuit element 24 has a GaAs J-FET structure in which a circuit pattern is formed on a substrate composed mainly of a GaAs (gallium arsenide) compound in order to reduce the size and the loss. It is formed of a monolithic semiconductor integrated circuit element.
[0059]
Further, in such a high-frequency module, a part of the condenser DIP10, the low-pass filter LPF30, LPF40 in the circuit described above, a part of the inductor, and the like are formed on the upper surface of the multilayer substrate as chip components (lumped constant elements). A part of the capacitors, inductors, and the like included in the duplexer DIP10, the low-pass filters LPF30 and LPF40 are provided as a conductor pattern on the upper surface or the inner layer of the multilayer substrate A.
[0060]
The signal terminal or the ground terminal of the high-frequency semiconductor integrated circuit element 24 constituting the switch SW100 is connected to the duplexer DIP10, the low-pass filter via the bonding wire 56 and the conductor layer 21 on the surface of the multilayer substrate A. It is electrically connected to the substrate built-in elements constituting the LPF 30, LPF 40 and the like.
[0061]
Note that the switch SW110, the switch SW120, and the decoder DEC10 are all preferably integrated on one chip, but the decoder DEC10 may be configured as another electronic component outside the high-frequency module.
[0062]
5 and 6 are schematic views of the multilayer substrate of this embodiment as viewed from the upper surface in the stacking direction. FIG. 5 shows an arrangement of elements incorporated in the inner layer portion of the multilayer substrate, and FIG. 6 shows an arrangement of elements mounted on the upper surface of the multilayer substrate.
[0063]
As shown in FIG. 5, low-pass filters LPF30 and LPF40 are formed in one region of the multilayer substrate A, and a duplexer DIP10 is formed in the other region. As shown in FIG. 6, a die pad 26 for mounting the switch SW100 is formed on a part of the upper surface of the region where the duplexer DIP10 is formed.
[0064]
Further, between the low-pass filters LPF30 and LPF40, an interference prevention grounding connected to the grounding terminal pattern 37 of FIG. 7 formed on the lower surface of the multilayer substrate A and the via hole conductor 25 on the upper surface and the inner layer of the multilayer substrate A. A pattern 27 is formed. As a result, the electromagnetic coupling between the GSM850 / GSM900 side circuit and the DCS / PCS side circuit can be reduced, and the harmonic component leaks to other circuits due to electromagnetic coupling and does not pass through an appropriate filter circuit to the antenna terminal. It can be prevented from being released.
[0065]
As shown in FIG. 5, the die pad 26 on which the high-frequency integrated circuit element 24 constituting the switch SW100 is mounted is connected to the ground terminal pattern 37 on the lower surface of the multilayer board by via-hole conductors 28 and 29.
[0066]
For this reason, the die pad 26 becomes a floating pattern that is not connected to other patterns, so that it is possible to prevent problems such as unnecessary interference between elements constituting the duplexer provided therebelow. Further, as shown in FIG. 6, the via-hole conductors 28 and 29 are provided in the vicinity of the outer periphery of the rectangular die pad 26, and the via-hole conductors 28 and 29 are apexes on a plane seen through in the stacking direction of the multilayer substrate. Since the polygon to be arranged is arranged so as to include the mounting surface of the high-frequency integrated circuit element 24 constituting the switch, it is possible to prevent unnecessary interference from occurring due to a weak ground at a part of the outer periphery of the die pad 26.
[0067]
Further, according to FIG. 5, the duplexer DIP10 includes two parts, a GSM850 / GSM900 side part 30 composed of SLAG1, CAG1, LPF10 and HPF10, and a DCS / PCS side part 31 composed of HPF20 and LPF20. It consists of parts. In this embodiment, of the two parts, the part 30 on the GSM850 / GSM900 side is formed in the area below the switch die pad 26 (the same area in plan view), and the part on the DCS / PCS side. 31 is formed outside the area below the die pad 26 (area outside the formation of the die pad 26 in plan view).
[0068]
Of the via-hole conductors 28 and 29 that connect the die pad 26 to the ground terminal pattern 27 on the lower surface of the multilayer substrate, the peer-hole conductor 28 is arranged in the GSM850 / GSM900 side portion of the duplexer. 30 and a portion 31 on the DCS / PCS side. Therefore, the via-hole conductor 28 has two roles: a role of grounding the die pad 26 and a role of preventing interference between the GSM850 / GSM900 side and the DCS / PCS side inside the duplexer. Therefore, the pattern density inside the multilayer substrate can be improved, and the high-frequency module can be downsized.
[0069]
  FIG. 7 shows the lower surface of the multilayer substrate A of the high-frequency module of this embodiment, that is, the back surface of the dielectric layer 17. Lower surface of multilayer substrate AofA terminal pattern 35 such as a signal terminal pattern and a bias terminal pattern for connection to the outside, and a ground terminal pattern 36 are formed in the peripheral portion.
[0070]
  In addition, the lower surface of the multilayer substrate AofAt the center, for grounding at least one LGA structureTerminalA pattern 37 is formed on the lower surface of the multilayer substrate A.ofIt is connected to a grounding terminal pattern 36 formed in the peripheral portion.
[0071]
  Multi-layer boardAFor grounding of LGA structure formed in the center of the lower surfaceTerminalPattern 37 is on the bottomofSignal terminal pattern for connection to the outside formed in the peripheryNAnd bias terminal patternTerminal patternAlternatively, it may be formed as one large pattern that does not electrically contact 35. For grounding like thisTerminalWhen the pattern 37 is large, for grounding for connection with the printed wiring board on which the multilayer board A is mountedTerminalSince the solder printing on the pattern 37 becomes non-uniform and a defect may occur in the connection with the printed wiring board, it is for grounding formed at the center of the lower surface.TerminalOn the pattern 37, at least one or more groundingTerminalAn overcoat glass 41 is applied and formed so that the pattern 37 is exposed. The hatched portion in FIG. 7 is the overcoat glass 41 application region.
[0072]
In order to reduce the size and increase the efficiency of the high-frequency module, a circuit or element not shown in this embodiment may be modularized as a built-in element or a surface-mounted component of the multilayer board. For example, a power amplifying circuit, a matching circuit, a directional coupler, an automatic power amplifier, a VCO, etc. may be incorporated as a transmission system and modularized, or a band pass filter such as a surface wave filter, a low noise amplifier, etc. may be used as a receiving system. It may be incorporated and modularized.
[0073]
In the above embodiment, when connecting the high-frequency semiconductor integrated circuit element 24 constituting the switch SW100 to another circuit, flip chip bonding using a known bump such as gold or aluminum instead of wire bonding. It may be mounted using a method. In this case, mounting by using a flip chip bonding method can promote reduction in area, thickness, and cost.
[0074]
In the above example, the switch SW100 is formed as the high-frequency semiconductor integrated circuit element 24. However, this switch is not limited to the high-frequency semiconductor integrated circuit element 24, but a process technology such as MEMS is used as the high-frequency component. Even if a mechanical switch formed using the same is used, the component mounted on the upper surface of the multilayer substrate is equivalent to the high-frequency monolithic semiconductor integrated circuit element, and thus the characteristics of the high-frequency module of the present invention are impaired. Absent. In particular, when a large isolation is required between the transmission system and the antenna terminal or between the transmission system and the reception system, it is desirable to employ a mechanical switch.
[0075]
In addition, although the multilayer substrate A in the above embodiment has been described as an example of a multilayer substrate composed of eight dielectric layers, the number of dielectric layers is not limited to this.
[0076]
【The invention's effect】
  A high-frequency module according to the present invention includes a duplexer that is connected to an antenna terminal and divides a plurality of transmission / reception systems having different pass bands into transmission / reception systems, and is connected to the duplexer and switches the transmission / reception systems to a transmission system and a reception system. A high-frequency module comprising at least a switch and a low-pass filter for attenuating a harmonic component of a transmission signal in the pass band of the transmission system, wherein the duplexer, the switch, and the low-pass filter are dielectric Surface-mounted part on the top surface of a multilayer board in which body layers and conductor layers are laminated alternatelyGoodsAnd / orSaidIn a high-frequency module composed of elements incorporated in a multilayer substrate, the switch is formed of a high-frequency semiconductor integrated circuit element, and the switch is mounted on the upper surface of the multilayer substrate.A conductor pad on the upper surface of the multilayer substrate is provided with a die pad, and a signal terminal pattern, a ground terminal pattern and a bias terminal pattern for connecting the high-frequency module and an external circuit are formed on the lower surface of the multilayer substrate. A ground terminal pattern is formed at the center of the lower surface of the multilayer substrate, the switch is mounted on the multilayer substrate via the die pad, and the die pad is connected to the ground terminal pattern on the lower surface of the multilayer substrate. A plurality of via-hole conductors are provided near the outer periphery of the die pad, and a polygon having the via-hole conductors as apexes in a plane seen through in the stacking direction of the multilayer substrate is formed. Includes the mounting surface of the elements constituting the switchIt is characterized by that.
[0077]
In such a high-frequency module, the switch is formed of a high-frequency semiconductor integrated circuit element, and the switch is mounted on the upper surface of the multilayer substrate, so that a plurality of diodes, inductor elements, and capacitor elements, respectively, as in the past, The switch can be downsized compared to the case where it is mounted on the top of the multilayer board or built in the multilayer board, and circuit elements other than the switch are built in the lower part of the surface where the switch is mounted in the multilayer board. Therefore, the entire module can be reduced in size.
[0078]
In addition, since the number of parts constituting the switch portion is reduced, the manufacturing process can be shortened. Cost reduction is possible with downsizing and shortening of the manufacturing process. Further, a bias current of the order of 10 mA is required for turning on / off the diode, whereas a current of the order of 0.5 mA is required for turning on / off the switch using the high-frequency semiconductor integrated circuit element. A reduction in current can be measured.
[0079]
In addition, the function to divide a plurality of transmission / reception systems with different passbands into each transmission / reception system is not provided to a switch formed of a high-frequency semiconductor integrated circuit element, and is mounted between the antenna terminal and the switch on the top surface of the multilayer substrate The impedance adjustment function for minimizing the switch loss can be shared by the elements constituting the demultiplexer by performing the demultiplexer composed of the separated components and / or the elements incorporated in the multilayer substrate. Therefore, it is possible to make an adjustment such that the loss is minimized without providing a new element for matching.
[0080]
  In addition, the function of dividing a plurality of transmission / reception systems having different passbands into each transmission / reception system is not provided to a switch formed of a high-frequency semiconductor integrated circuit element, but is provided between the antenna terminal and the switch and surface-mounted on the upper surface of the multilayer substrate By using a duplexer composed of a component and / or an element built in the multilayer substrate, a transient high voltage surge input to the antenna terminal is directly applied to the switch formed of the high frequency semiconductor integrated circuit element. It is possible to input to the switch indirectly after being attenuated according to the attenuation function of the demultiplexer and the filter provided before and after it, improving the reliability of the switch and thus the high frequency module. can do.
  In the high-frequency module of the present invention, the die pad is connected to the ground terminal pattern on the lower surface of the multilayer substrate via one or a plurality of via-hole conductors. In such a high-frequency module, the die pad can be stabilized as the ground, and two or more elements built in the multilayer substrate can be prevented from interfering with each other through the die pad. That is, it becomes possible to ensure isolation between elements. Therefore, first, it is possible to reduce isolation from the transmission system to a reception system to which a surface wave filter having a low withstand voltage belongs. Second, as another effect of improving the isolation, it is possible to reduce the loss of the transmission / reception system.
Further, according to the high frequency module of the invention, at least three or more via hole conductors connecting the die pad and the grounding terminal pattern are provided near the outer periphery of the die pad, and the via hole is shown in a plan view seen through in the stacking direction of the multilayer substrate A polygon having a conductor as a vertex includes the mounting surface of the switch. In such a high-frequency module, it is possible to stabilize the ground of the die pad with a minimum number of via-hole conductors, and maximize the volume of the portion of the multilayer board where the via-hole conductor is not present under the switch. It is possible to ensure isolation between elements incorporated in the portion while ensuring the limit. Therefore, it is possible to improve the isolation and loss at the same time as downsizing.
be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a high-frequency module according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of the high-frequency module of the present invention.
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the high-frequency module of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the high-frequency module of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the circuit arrangement inside the multilayer substrate of the high-frequency module of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the circuit arrangement on the upper surface (surface layer) of the multilayer substrate of the high-frequency module of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating terminal arrangement on the lower surface of the multilayer substrate of the high-frequency module of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of a conventional high-frequency module.
[Explanation of symbols]
  DIP10 ... duplexer
  SW100, SW110, SW120 ... switch
  DEC10 ... Decoder
  LPF10, LPF30, LPF40 ... Low-pass filter
  HPF10, HPF20 ... high-pass filter
  11-18 ... Dielectric band layer
  22 ... LGA terminal
  24... High frequency semiconductor integrated circuit element
  26 ... Die pad
  27 ... Pattern for preventing interference grounding
  28, 29 ... Grounding pattern for die pad and grounding pattern for preventing interference
  30: A part of a duplexer belonging to a transmission / reception system with a low fundamental frequency
  31: A part of a duplexer belonging to a transmission / reception system having a low fundamental frequency
  55 ... Resin
  56: Bonding wire
  57 ... Solder balls
  35 ...·endChild pattern
  36, 37 ... Grounding terminal pattern
  41 ... Overcoat glass

Claims (5)

アンテナ端子に接続され通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系に分ける分波器と、該分波器に接続され前記各送受信系を送信系と受信系に切り替えるスイッチと、前記送信系の通過帯域での送信信号の高調波成分を減衰する低域通過フィルタとを、少なくとも備えてなる高周波モジュールにおいて、前記スイッチが、高周波部品として、誘電体層と導体層が積層されてなる多層基板の上面に表面実装されて構成され、前記分波器、前記低域通過フィルタが、前記多層基板の上面に表面実装された部品および／または前記多層基板に内蔵された素子で構成されており、
前記多層基板の上面の導体層にダイパッドを備え、前記多層基板の下面に、前記高周波モジュールと外部回路とを接続するための信号用端子パターン、接地用端子パターンおよびバイアス用端子パターンが形成され、前記多層基板の下面の中央部に接地用端子パターンが形成されており、
前記スイッチが前記ダイパッドを介して前記多層基板に実装され、前記ダイパッドが、前記多層基板の下面の前記接地用端子パターンに複数のビアホール導体を介して接続されており、
該ビアホール導体が、前記ダイパッドの外周付近に少なくとも３つ以上備えられ、前記多層基板の積層方向に透視した平面において前記ビアホール導体を頂点とする多角形が前記スイッチを構成する素子の実装面を包含することを特徴とする高周波モジュール。Demultiplexer separating the plurality of transceiver systems having different pass bands are connected to the antenna terminal to the reception system, a switch for switching a connected converting said duplexer each transceiver system to the receiving system and transmitting system, the transmission system In a high-frequency module comprising at least a low-pass filter for attenuating harmonic components of a transmission signal in a pass band, the switch is a high-frequency component of a multilayer substrate in which a dielectric layer and a conductor layer are laminated. is configured by surface-mounted on the upper surface, said demultiplexer, said low-pass filter is constituted by a device incorporated in the surface-mounted on the upper surface of the multilayer substrate the parts products Contact and / or the multi-layer board ,
The conductor layer on the upper surface of the multilayer substrate is provided with a die pad, and on the lower surface of the multilayer substrate, a signal terminal pattern, a ground terminal pattern and a bias terminal pattern for connecting the high-frequency module and an external circuit are formed, A grounding terminal pattern is formed at the center of the lower surface of the multilayer substrate,
The switch is mounted on the multilayer substrate via the die pad, and the die pad is connected to the ground terminal pattern on the lower surface of the multilayer substrate via a plurality of via-hole conductors,
At least three or more via-hole conductors are provided near the outer periphery of the die pad, and a polygon whose apex is the via-hole conductor in a plane seen through in the stacking direction of the multilayer substrate includes the mounting surface of the element constituting the switch. RF module according to claim to Rukoto. 前記多層基板の下面の前記接地用端子パターンと前記ダイパッドとに挟まれた前記多層基板の一部分に、前記分波器および／または前記低域通過フィルタを構成する内蔵素子が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。Wherein a portion of the multilayer substrate and the lower surface of the ground terminal patterns sandwiched between the die pad of a multilayer substrate, that the internal elements constituting the demultiplexer and / or the low-pass filter is formed RF module according to 請 Motomeko 1 shall be the features. 前記多層基板の下面の前記接地用端子パターンと前記ダイパッドとに挟まれた前記多層基板の一部分に、前記分波器および／または前記低域通過フィルタのうち通過帯域の周波数が最も低い送受信系を構成する内蔵素子のみが備えられていることを特徴とする請求項２に記載の高周波モジュール。Wherein a portion of the multilayer substrate that is sandwiched between the grounding terminal pattern of the lower surface of the multilayer substrate and the die pad, the demultiplexer and / or the lowest reception system frequency of the pass band of the low-pass filter RF module according to 請 Motomeko 2 you wherein only internal elements constituting is provided. 前記送受信系が通過帯域の周波数が異なる第１の送受信系と第２の送受信系より構成され、前記ダイパッドと前記接地用端子パターンを接続するビアホール導体が前記第１の送受信系を構成する内蔵素子と前記第２の送受信系を構成する内蔵素子との境界に備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波モジュール。The transceiver system is configured from the first transceiver system and a second transceiver system having different frequencies of the pass band, built-containing via hole conductors connecting the grounding terminal pattern and the die pad constituting said first transmission and reception system RF module according to any one of 請 Motomeko 1 to claim 3 you characterized in that provided on the boundary between the internal element constituting the child second transceiver system. 前記スイッチの接地用端子が前記多層基板の上面に備えられたボンディングパッドにボンディングワイヤで接続され、該ボンディングパッドが前記多層基板の下面の前記接地用端子パターンを介することなく前記ダイパッドに直接に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の高周波モジュール。It is connected by bonding wires to the bonding pads to which the ground terminal is provided on the upper surface of the multilayer substrate before Symbol switch, directly to the die pad without the bonding pad via the grounding terminal pattern of the lower surface of the multilayer substrate RF module according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is connected.
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