JP4485982B2 - High frequency switching module and wireless communication device - Google Patents

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Description

本発明は高周波スイッチングモジュールに関し、特にマルチバンド対応移動無線端末機などの無線通信装置に好適に使用される、高周波スイッチングモジュールに関するものである。   The present invention relates to a high-frequency switching module, and more particularly to a high-frequency switching module that is suitably used in a wireless communication device such as a multiband mobile wireless terminal.

近年、携帯電話端末機の普及が進みつつあり、携帯電話端末機の機能、サービスの向上が図られている。この新たな携帯電話端末機として、マルチバンド対応携帯電話端末機の提案がなされている。マルチバンド対応携帯電話端末機は、通常の携帯電話端末機が一つの送受信系のみを取り扱うのに対し、2つ以上の送受信系を取り扱うことができるものである。これにより、地域や使用目的等応じて、利用者が都合の良い送受信系を選択して利用することができる。   In recent years, mobile phone terminals have been widely used, and functions and services of mobile phone terminals have been improved. As this new mobile phone terminal, a multiband mobile phone terminal has been proposed. A multi-band mobile phone terminal can handle two or more transmission / reception systems, whereas an ordinary mobile phone terminal handles only one transmission / reception system. Accordingly, the user can select and use a convenient transmission / reception system according to the region, purpose of use, and the like.

マルチバンドの例として、欧州では900MHz帯を使用したGSM(Global System for Mobil Communication)系と、1800MHz帯を使用したDCS(Digital Cellular System)系がある。さらに、北米では、GSMの他、1900MHz帯を使用したPCS(Personal Communication Services)系がある。
図5は、一般的なGSM/DCS方式デュアルバンド携帯電話機用の高周波スイッチングモジュールRFMのブロック図である。
Examples of multiband include a GSM (Global System for Mobile Communication) system using a 900 MHz band and a DCS (Digital Cellular System) system using a 1800 MHz band in Europe. Furthermore, in North America, there is a PCS (Personal Communication Services) system using the 1900 MHz band in addition to GSM.
FIG. 5 is a block diagram of a high-frequency switching module RFM for a general GSM / DCS dual-band mobile phone.

この高周波スイッチングモジュールRFMは、送受信系DCSの送信系TX2、受信系RX2と、送受信系GSMの送信系TX1、受信系RX1とを備えるとともに、周波数帯域の異なる2つの送受信系GSM/DCSを、それぞれの送受信系GSM及びDCSに分波する分波回路と、各送受信系DCS、GSMにおいてそれぞれ送信系TXと受信系RXとの切替えを行うスイッチ回路SW1、SW2と、各送信系TX1、TX2から入力される高調波を減衰させるローパスフィルタLPF1、LPF2とを備えている。また、分波回路とスイッチ回路SW2との間にローパスフィルタLP3を挿入している。   The high-frequency switching module RFM includes a transmission system TX2 and a reception system RX2 of the transmission / reception system DCS, a transmission system TX1 and a reception system RX1 of the transmission / reception system GSM, and two transmission / reception systems GSM / DCS having different frequency bands, respectively. Demultiplexing circuit for demultiplexing to transmission / reception systems GSM and DCS, switch circuits SW1 and SW2 for switching between transmission system TX and reception system RX in transmission / reception systems DCS and GSM, and inputs from transmission systems TX1 and TX2, respectively. Low pass filters LPF1 and LPF2 for attenuating the generated harmonics. Further, a low pass filter LP3 is inserted between the branching circuit and the switch circuit SW2.

前記デュアルバンド方式の高周波スイッチングモジュールRFMでは、GSMの送信系TX1の高調波の減衰は、ローパスフィルタLPF1だけではなく、分波回路内のLPFでも減衰させることが可能である。DCSの送信系TX2の高調波の減衰は、ローパスフィルタLPF2だけではなく、ローパスフィルタLPF3でも減衰させることが可能である。   In the dual-band high-frequency switching module RFM, the harmonics of the GSM transmission system TX1 can be attenuated not only by the low-pass filter LPF1, but also by the LPF in the branching circuit. The harmonics of the DCS transmission system TX2 can be attenuated not only by the low-pass filter LPF2, but also by the low-pass filter LPF3.

また、スイッチ回路SW1、SW2として、図6に示すようなPINダイオードスイッチ回路が使用される。このPINダイオードスイッチ回路は、PINダイオードにバイアス電圧を与えることにより、回路の接断を行うものである。受信系RXに入っているλ/4線路SL1に、高調波を減衰させるためのローパスフィルタの機能を持たせてもよい。
特開2001-332902号公報
Also, PIN diode switch circuits as shown in FIG. 6 are used as the switch circuits SW1 and SW2. This PIN diode switch circuit disconnects the circuit by applying a bias voltage to the PIN diode. The λ / 4 line SL1 included in the reception system RX may be provided with a low-pass filter function for attenuating harmonics.
JP 2001-332902 A

ところで、今後の市場動向をふまえると、携帯電話端末機を用いた高品質の音声や画像等のデータ伝送が行なわれることが予想され、これらに対応するために、符号分割多重接続方式であるCDMA(Code Division Multiple Access)や、高速データ伝送レートや通信チャネルの多重化を特徴とした次世代送受信系UMTSといった大容量データ伝送可能な送受信系の構築が進みつつある。   By the way, based on future market trends, it is expected that data transmission such as high-quality voice and images using a mobile phone terminal will be performed, and in order to cope with these, CDMA which is a code division multiple access system Construction of a transmission / reception system capable of transmitting large-capacity data such as (Code Division Multiple Access) and a next-generation transmission / reception system UMTS characterized by high-speed data transmission rate and multiplexing of communication channels is progressing.

このように複数の送受信系へ対応するため、1つのモジュールでさらに多くのバンドに対応する必要が生じている。
このように1つのモジュールでさらに多くのバンドに対応する必要が生じた場合、誘電体基板にはバンド数に比例した表層スペースが必要となり、アンテナスイッチモジュールには、ますます小型化が要求される。
Thus, in order to cope with a plurality of transmission / reception systems, it is necessary to support more bands with one module.
When it is necessary to support more bands in one module as described above, the dielectric substrate requires a surface layer space proportional to the number of bands, and the antenna switch module is required to be further miniaturized. .

また最近、小型化、低損失化を目指して、アンテナスイッチモジュールの内部で送受切替えを行う高周波スイッチとして、高周波半導体スイッチ、例えばGaAs−SW(ガリウム砒素スイッチ)を用いた構成も検討されている。
その際、アンテナスイッチモジュールでは、通過帯域における低損失化とともに、高調波の減衰が厳しく要求される。
Recently, a configuration using a high-frequency semiconductor switch, for example, a GaAs-SW (gallium arsenide switch), as a high-frequency switch that performs transmission / reception switching inside the antenna switch module has been studied with the aim of downsizing and low loss.
At that time, the antenna switch module is required to severely attenuate harmonics as well as to reduce loss in the passband.

特に、TX端子だけではなく、RX端子においても高調波の減衰が要求される。また、UMTS/CDMA端子においても高調波の減衰が要求される場合がある。
その要求値は、RXでは10dBほどであり、TXの30dBと比べると比較的小さい。
従って、分波回路により高調波の減衰を行うことが考えられるが、分波回路で高調波の減衰を行おうとすると、受信通過帯域での損失も増えてしまう。したがって、分波回路での高調波の減衰は、限界がある。
In particular, not only the TX terminal but also the RX terminal is required to attenuate harmonics. Further, harmonic attenuation may be required at the UMTS / CDMA terminal.
The required value is about 10 dB for RX, which is relatively small compared to 30 dB for TX.
Therefore, it is conceivable to attenuate the harmonics by the branching circuit. However, if the harmonics are attenuated by the branching circuit, the loss in the reception passband also increases. Therefore, the attenuation of harmonics in the branching circuit is limited.

また、高周波スイッチのそれぞれのRX端子にローパスフィルタを挿入することも考えられる。しかし、ローパスフィルタを挿入したために受信通過帯域での損失が増えてしまい、低損失化が達成できない。さらに、多ポート化すればするほど、それぞれの端子にローパスフィルタを挿入することになるが、これは小型化の観点から困難である。
従って、本発明は、小型、低損失で、新たにローパスフィルタを挿入することなく、高調波を減衰させることのできる高周波スイッチングモジュール及びこれを搭載した無線通信装置を提供することを目的とする。
It is also conceivable to insert a low-pass filter at each RX terminal of the high-frequency switch. However, since a low-pass filter is inserted, the loss in the reception passband increases, and a reduction in loss cannot be achieved. Furthermore, as the number of ports increases, a low-pass filter is inserted into each terminal, but this is difficult from the viewpoint of miniaturization.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-frequency switching module that is small in size, low in loss, and capable of attenuating harmonics without newly inserting a low-pass filter, and a wireless communication device equipped with the high-frequency switching module.

本発明の高周波スイッチングモジュールは、複数の誘電体層からなる誘電体多層基板と、誘電体多層基板の表面に設けられた高周波スイッチ素子搭載用電極と、該高周波スイッチ素子搭載用電極に実装され、通過帯域の異なる複数の送受信信号を、送受信系別の送信信号又は受信信号に切り替える高周波スイッチ素子と、前記誘電体多層基板の表面又は内部に設けら、前記高周波スイッチ素子の端子に接続されることにより送信信号の高調波を減衰させるフィルタ回路とを有するものである。
前記高周波スイッチ素子は半導体集積回路素子からなる。前記誘電体層の一層以上を貫く複数の第1のビアホール導体及び該複数の第1のビアホール導体同士を接続する第1の導体パターンからなり、前記高周波スイッチ素子搭載用電極と前記誘電体多層基板の裏面に設けられた接地用電極との間を接続するインダクタンス調整用電極が前記誘電体多層基板内部に設けられている。前記高周波スイッチ素子搭載用電極に接続された、前記誘電体層の一層以上を貫く第2のビアホール導体と、該第2のビアホール導体に接続された第2の導体パターンと、前記接地用電極に接続された、前記誘電体層の一層以上を貫く第3のビアホール導体と、該第3のビアホール導体に接続された、前記誘電体層を介して前記第2の導体パターンに対向する第3の導体パターンとからなり、前記高周波スイッチ素子搭載用電極と前記接地用電極との間に容量を形成するキャパシタンス調整用電極が前記誘電体多層基板内部に設けられている
High-frequency switching module of the present invention, a dielectric multi-layer substrate comprising a plurality of dielectric layers, and the high frequency switch element mounting electrodes provided on the surface of the dielectric multilayer substrate, is mounted on the high-frequency switch element mounting electrode and, a plurality of different transmitting and receiving signals pass band, a high frequency switch device for switching the transmitting and receiving system by the transmission signal or reception signal, wherein the dielectric is provided et been on the surface or inside of the multilayer substrate, the terminal of the high-frequency switch element it is to have a filter circuit for attenuating harmonics of the transmission signal by being connected.
The high-frequency switch element comprises a semiconductor integrated circuit element. The penetrating one or more dielectric layers comprises a first conductive pattern for connecting the first via hole conductors each other of the plurality of first via-hole conductors and said plurality of said high-frequency switch device mounting electrode and the front Symbol dielectric multilayer Louis inductor Nsu adjustment electrodes to connect between the ground electrodes provided on the back surface of the substrate is provided inside the dielectric multi-layer substrate. A second via-hole conductor connected to the high-frequency switch element mounting electrode and penetrating one or more layers of the dielectric layer; a second conductor pattern connected to the second via-hole conductor; and the grounding electrode. A third via-hole conductor connected through one or more layers of the dielectric layer, and a third via-hole connected to the third via-hole conductor and facing the second conductor pattern via the dielectric layer A capacitance adjusting electrode which is formed of a conductor pattern and forms a capacitance between the high frequency switch element mounting electrode and the ground electrode is provided inside the dielectric multilayer substrate .

この構成によれば、高周波スイッチ素子から接地(GND)につながるインダクタンス調整用電極及びキャパシタンス調整用電極を設定することにより、高周波スイッチ素子の周波数特性を変えることができる。その結果、新たにローパスフィルタを追加することなく、高調波、特に受信信号に含まれる高調波を減衰させることが可能となる。
前記インダクタンス調整用電極は、前記誘電体層の一層以上を貫く複数の第1のビアホール導体及びこれらの複数の第1のビアホール導体同士を接続するため前記誘電体層に形成された第1の導体パターンで構成されるので、誘電体多層基板の中に内蔵することができ、誘電体多層基板の小型化、高周波スイッチングモジュールの小型化を図ることができる。
また、前記キャパシタンス調整用電極は、前記高周波スイッチ素子搭載用電極に接続され前記誘電体層の一層以上を貫く第2のビアホール導体と、前記誘電体層に形成されて前記第2のビアホール導体に接続された第2の導体パターンと、前記接地用電極に接続され前記誘電体層の一層以上を貫く第3のビアホール導体と、前記誘電体層に形成されて前記第3のビアホール導体に接続された第3の導体パターンとからなる構成であるので、誘電体多層基板の中に内蔵することができ、誘電体多層基板の小型化、高周波スイッチングモジュールの小型化を図ることができる。
According to this configuration, the frequency characteristics of the high frequency switch element can be changed by setting the inductance adjustment electrode and the capacitance adjustment electrode connected from the high frequency switch element to the ground (GND). As a result, it is possible to attenuate harmonics, particularly harmonics included in the received signal, without adding a new low-pass filter.
The inductance adjustment electrode has a first formed on the dielectric layer for connecting a plurality of first via-hole conductor and the first via hole conductors each other of the plurality of penetrating one or more layers of the dielectric layer Since it is composed of a conductor pattern, it can be incorporated in a dielectric multilayer substrate, and the dielectric multilayer substrate can be miniaturized and the high-frequency switching module can be miniaturized.
The capacitance adjusting electrode is connected to the high frequency switching element mounting electrode and penetrates one or more layers of the dielectric layer, and is formed in the dielectric layer and is connected to the second via hole conductor. A connected second conductor pattern; a third via-hole conductor connected to the grounding electrode and penetrating one or more layers of the dielectric layer; and formed in the dielectric layer and connected to the third via-hole conductor. In addition, since the third conductor pattern is used, the dielectric multilayer substrate can be built in, and the dielectric multilayer substrate can be downsized and the high-frequency switching module can be downsized.

前記高周波スイッチ素子が低域用と高域用の2種類形成され、前記各高周波スイッチ素子に対応する2つの高周波スイッチ素子搭載用電極が設けられ、前記各高周波スイッチ素子搭載用電極ごとに、それぞれインダクタンス調整用電極及びキャパシタンス調整用電極を設置することとすれば、低域と高域のそれぞれ異なる周波数帯の通信系ごとに、独立して高調波減衰量の調整を行うことが容易にできる。 The high-frequency switch element is formed in two types for low frequency and high frequency, and two high-frequency switch element mounting electrodes corresponding to the high-frequency switch elements are provided, and for each high-frequency switch element mounting electrode, if placing the inductance adjusting electrodes and the capacitor Nsu adjustment electrode, for each communication system of different frequency bands of the low-frequency and high-frequency, can be independently is easily possible to adjust the harmonic attenuation .

らに、本発明は、以上に説明した高周波スイッチングモジュールを搭載する、小型低損失の無線通信装置に係るものである。 Et al is, the present invention is equipped with a high-frequency switching module described above, in which according to the wireless communication system for a small low loss.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、マルチバンド対応携帯電話端末機の高周波スイッチングモジュールRFM1の一例を説明するためのブロック図である。
この高周波スイッチングモジュールRFM1は、1つの共通のアンテナ端子ANTに接続され、GSM850(850MHz帯)、GSM900(900MHz帯)、DCS(1800MHz帯)、PCS(1900MHz帯)、CDMA Cellular(800MHz帯)、UMTS(2100MHz帯)の6つの送受信系を切り替える機能を備えている。前記GSM850、GSM900、CDMA Cellularの各送受信系は低域の送受信系に分類され、前記低域の送受信系の各送受信系は高域の送受信系に分類さる。また、送信系を「TX」、受信系を「RX」と表記する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram for explaining an example of a high-frequency switching module RFM1 of a multiband-compatible mobile phone terminal.
This high-frequency switching module RFM1 is connected to one common antenna terminal ANT and is GSM850 (850 MHz band), GSM900 (900 MHz band), DCS (1800 MHz band), PCS (1900 MHz band), CDMA Cellular (800 MHz band), UMTS A function of switching six transmission / reception systems (2100 MHz band) is provided. The GSM850, GSM900, and CDMA Cellular transmission / reception systems are classified as low-frequency transmission / reception systems, and the low-frequency transmission / reception systems are classified as high-frequency transmission / reception systems. Further, the transmission system is represented as “TX” and the reception system is represented as “RX”.

この高周波スイッチングモジュールRFM1は、低域の送受信系(GSM850、GSM900、CDMACellular)と高域の送受信系(DCS、PCS、UMTS)を分ける分波回路DIP1と、CDMACellular−TX/RX(TXRX5)、GSM850/900−TX(TX12)、GSM850−RX(RX1)、GSM900−RX(RX2)を切り替える高周波スイッチ素子SW1と、UMTS−TX/RX(TXRX6)、DCS/PCS−TX(TX34)、DCS−RX(RX3)、PCS−RX(RX4)を切り替える高周波スイッチ素子SW2とを備えている。   This high-frequency switching module RFM1 includes a demultiplexing circuit DIP1 that separates a low-frequency transmission / reception system (GSM850, GSM900, CDMA Cellular) and a high-frequency transmission / reception system (DCS, PCS, UMTS), CDMA Cellular-TX / RX (TXRX5), GSM850. / 900-TX (TX12), GSM850-RX (RX1), high-frequency switch element SW1 for switching GSM900-RX (RX2), UMTS-TX / RX (TXRX6), DCS / PCS-TX (TX34), DCS-RX (RX3) and a high-frequency switch element SW2 for switching between PCS-RX (RX4).

前記高周波スイッチ素子SW1、SW2は、GaAs(ガリウム砒素)化合物、Si(シリコン)又はAl2O3(サファイア)を主成分とする集積回路基板上に、回路パターンを形成したものである。特に、小型化、低ロス化を図るために、GaAs化合物を主成分とする基板上に形成されたGaAs J−FET構造を有した回路で形成されていることが好ましい。   The high-frequency switch elements SW1 and SW2 are obtained by forming a circuit pattern on an integrated circuit substrate whose main component is a GaAs (gallium arsenide) compound, Si (silicon) or Al2O3 (sapphire). In particular, in order to reduce the size and the loss, the circuit is preferably formed of a circuit having a GaAs J-FET structure formed on a substrate containing a GaAs compound as a main component.

前記分波回路DIP1とGSM850/900−TX端子(TX12)との経路中に、送信信号の高調波を減衰させる低域通過フィルタLPF1と、前記分波回路DIP1とDCS/PCS−TX端子(TX34)との経路中に送信信号の高調波を減衰させる低域通過フィルタLPF2とが接続されている。
このように高周波スイッチ素子SW1、SW2を構成する高周波半導体集積回路素子SWICは、図1に示すように、高周波スイッチ素子SW1、SW2に対応して、それぞれ別々の集積回路素子で形成されている。
In the path between the branching circuit DIP1 and the GSM850 / 900-TX terminal (TX12), a low-pass filter LPF1 that attenuates harmonics of the transmission signal, the branching circuit DIP1 and the DCS / PCS-TX terminal (TX34). ) Is connected to a low-pass filter LPF2 that attenuates harmonics of the transmission signal.
As shown in FIG. 1, the high-frequency semiconductor integrated circuit elements SWIC constituting the high-frequency switch elements SW1 and SW2 are formed of separate integrated circuit elements corresponding to the high-frequency switch elements SW1 and SW2, respectively.

しかし、前記高周波スイッチ素子SW1、高周波スイッチ素子SW2は、図2に示すように、1つの高周波半導体集積回路素子として集積されていてもよい。
また、分波回路、高周波スイッチ素子SW1、SW2の代わりに、SP8Tのような多ポートスイッチ素子を使用していてもよい。
以下、前記高周波スイッチ素子SW1、高周波スイッチ素子SW2が1つの高周波半導体集積回路素子SWICとして集積されている場合を想定して、説明を進める。
However, the high-frequency switch element SW1 and the high-frequency switch element SW2 may be integrated as one high-frequency semiconductor integrated circuit element as shown in FIG.
Further, a multi-port switch element such as SP8T may be used instead of the branching circuit and the high-frequency switch elements SW1 and SW2.
Hereinafter, description will be made assuming that the high-frequency switch element SW1 and the high-frequency switch element SW2 are integrated as one high-frequency semiconductor integrated circuit element SWIC.

図3は、本発明に係る高周波スイッチングモジュールの概略断面図、図4は、この高周波スイッチングモジュールの一部切欠斜視図である。
図3、図4に示すように、本発明の高周波スイッチングモジュールは、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。
多層基板Aは、セラミック、又はエポキシ系樹脂などからなる同一寸法形状の誘電体層11〜17が積層されてが構成されている。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a high-frequency switching module according to the present invention, and FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of the high-frequency switching module.
As shown in FIGS. 3 and 4, the high-frequency switching module of the present invention is formed on a multilayer substrate A in which a dielectric layer and a conductor layer are laminated.
The multilayer substrate A is configured by laminating dielectric layers 11 to 17 having the same size and shape made of ceramic or epoxy resin.

この多層基板Aの各誘電体層11〜17上には、所定のパターンからなる導体層21が形成されている。
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A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、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。
On each of the dielectric layers 11 to 17 of the multilayer substrate A, a conductor layer 21 having a predetermined pattern is formed.
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 A is formed by a well-known multilayer ceramic technology. For example, a conductive paste is applied to the surface of a ceramic green sheet to form conductor patterns constituting the above-described circuits. It is formed by laminating sheets, thermocompression bonding and firing under the required pressure and temperature.

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ないしは接続するために必要なビアホール導体22等が適宣の位置に形成されている。
この多層基板Aの下面には、大面積のGND電極37が形成されている。なお、該多層基板Aの側面に近い部分には信号用端子パターンがLGA(ランドグリッドアレイ)方式の電極(図示せず)として形成されている。
Each dielectric layer 11 to 17 is formed with via hole conductors 22 and the like necessary for constituting or connecting circuits over a plurality of layers at appropriate positions.
A large-area GND electrode 37 is formed on the lower surface of the multilayer substrate A. A signal terminal pattern is formed as an LGA (land grid array) type electrode (not shown) in a portion near the side surface of the multilayer substrate A.

多層基板Aの上面には、高周波スイッチ素子SW1、SW2を構成する高周波半導体集積回路素子SWICを実装するためのダイパッド(搭載用電極)26が形成されている。このダイパッド26は、図3、図4に示すように、高周波半導体集積回路素子SWICの実装面よりも大きな面積を有している。
高周波半導体集積回路素子SWICは、多層基板Aの上面に、Ag又はAuSnに接着剤を混ぜた導電性接着剤、又は有機樹脂系の非導電性の接着剤47を介して、表面実装される。
On the upper surface of the multilayer substrate A, a die pad (mounting electrode) 26 for mounting the high-frequency semiconductor integrated circuit element SWIC constituting the high-frequency switch elements SW1 and SW2 is formed. As shown in FIGS. 3 and 4, the die pad 26 has a larger area than the mounting surface of the high-frequency semiconductor integrated circuit element SWIC.
The high-frequency semiconductor integrated circuit element SWIC is surface-mounted on the upper surface of the multilayer substrate A via a conductive adhesive obtained by mixing an adhesive with Ag or AuSn, or an organic resin non-conductive adhesive 47.

かかる高周波スイッチングモジュールにおいては、前述した高周波スイッチングモジュールRFM1(図1)における分波器DIP1、低域通過フィルタLPF1、LPF2を構成するキャパシタ、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るとともに、分波器DIP1、低域通過フィルタLPF2、LPF3を構成するキャパシタ、インダクタ等の一部が、多層基板Aの上面又は内層に導体パターンとして設けられている。   In such a high-frequency switching module, a part of the duplexer DIP1, the low-pass filters LPF1 and LPF2 in the high-frequency switching module RFM1 (FIG. 1), inductors, and the like are part of chip components (lumped constant elements). In addition to being provided on the upper surface of the multilayer substrate, some of the capacitors, inductors, and the like constituting the duplexer DIP1, the low-pass filters LPF2, LPF3 are provided as conductor patterns on the upper surface or the inner layer of the multilayer substrate A.

そして、高周波スイッチ素子SW1、SW2を構成する高周波半導体集積回路素子SWICの信号用端子及び接地用端子が、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DIP1、低域通過フィルタLPF1、LPF2などを構成する前記基板内蔵素子と電気的に接続されている。
多層基板Aの上面は、エポキシ樹脂などの封止樹脂55で封止される。
Then, the signal terminal and the ground terminal of the high-frequency semiconductor integrated circuit element SWIC constituting the high-frequency switch elements SW1 and SW2 are connected to the duplexer DIP1, via the bonding wire 56 and the conductor layer 21 on the surface of the multilayer substrate A, The low-pass filters LPF1, LPF2, etc. are electrically connected to the substrate built-in elements.
The upper surface of the multilayer substrate A is sealed with a sealing resin 55 such as an epoxy resin.

本発明の実施形態の構造では、図3に示すように、前記ダイパッド26の下面には、各誘電体層11〜13を貫くビアホール導体27a,28aが接続され、ビアホール導体27a,28aの下端には、基板内蔵のインダクタンス調整電極LE、キャパシタンス調整電極CEがそれぞれ接続されている。そして、インダクタンス調整電極LE、ビアホール導体27bによって、GND電極37接続されている。キャパシタンス調整電極CE、ビアホール導体28bによって、GND電極37接続されている。 In the structure of the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, via hole conductors 27 a and 28 a penetrating the dielectric layers 11 to 13 are connected to the lower surface of the die pad 26, and the lower ends of the via hole conductors 27 a and 28 a are connected. is the inductance adjustment electrode LE of the board built capacitor Nsu adjustment electrode CE are connected. The inductance adjusting electrode LE is the via-hole conductors 27b, is connected to the GND electrode 37. Capacitor Nsu adjustment electrode CE by via-hole conductors 28b, is connected to the GND electrode 37.

前記インダクタンス調整電極LEは、誘電体層14〜17にそれぞれ形成される導体パターン23aと、各誘電体層14,15,16をそれぞれ貫くビアホール導体24aとで構成される。
前記導体パターン23aは、誘電体層14〜17の表面に沿ってそれぞれ一定の長さをもって延びている。最も上部の導体パターン23aの一端は、前記ダイパッド26から降りてくるビアホール導体27aの下端につながり、この導体パターン23aの他端は、誘電体層14を貫くビアホール導体24aにつながっている。前記ビアホール導体24aは、次の層15の導体パターン23aの一端につながり、前記導体パターン23aの他端は、次の層15を貫くビアホール導体24aの上端につながっている。
The inductance adjusting electrode LE is composed of a conductive pattern 23a which are respectively formed on the dielectric layer 14 to 17, and via-hole conductors 24a penetrating the respective dielectric layers 14, 15, 16, respectively.
The conductor pattern 23a extends with a certain length along the surfaces of the dielectric layers 14-17. One end of the uppermost conductor pattern 23a is connected to the lower end of the via hole conductor 27a descending from the die pad 26, and the other end of the conductor pattern 23a is connected to the via hole conductor 24a penetrating the dielectric layer 14. The via-hole conductor 24 a is connected to one end of the conductor pattern 23 a of the next layer 15, and the other end of the conductor pattern 23 a is connected to the upper end of the via-hole conductor 24 a that penetrates the next layer 15.

このようにして、前記インダクタンス調整電極LEは、ジグザグの経路を形作ることにより、インダクタンス成分を作る。従って、前記ダイパッド26からGND電極37まで流れる高周波電流は、このインダクタンス成分を備える導体経路を通過することになる。
また、前記キャパシタンス調整電極CEは、図3に示すように、誘電体層14,16の上面にそれぞれ形成される導体パターン23bと、誘電体層14,15を貫くビアホール導体24bとで構成される一方電極と、誘電体層15,17の上面にそれぞれ形成される導体パターン23cと、誘電体層15,16を貫くビアホール導体24cとで構成される他方電極とからなっている。
In this way, the inductance adjusting electrode LE, by shaping the path of zigzag, making the inductance component. Therefore, the high-frequency current flowing from the die pad 26 to the GND electrode 37 passes through the conductor path having this inductance component.
Further, the capacitor Nsu adjustment electrode CE is composed as shown in FIG. 3, a conductor pattern 23b formed respectively on the top surface of the dielectric layer 14, a via hole conductor 24b penetrating the dielectric layer 14, 15 And the other electrode composed of a conductor pattern 23c formed on the upper surfaces of the dielectric layers 15 and 17 and a via-hole conductor 24c penetrating the dielectric layers 15 and 16, respectively.

前記導体パターン23bと23cとで対向面を形成することにより、前記キャパシタンス調整電極CEは、キャパシタンス成分を持つ。従って、前記ダイパッド26からGND電極37まで流れる高周波電流は、このキャパシタンス成分を通過することになる。
以上に説明したように、インダクタンス調整電極LE及び前記キャパシタンス調整電極CEを多層基板A内部に実装して、高周波スイッチ素子のアンテナ端子ANTから受信端子(RX)に至る通過減衰量の周波数特性を測定した。
By forming the facing surfaces between the conductor patterns 23b and 23c, the capacitor Nsu adjustment electrode CE has a capacitance component. Therefore, the high frequency current flowing from the die pad 26 to the GND electrode 37 passes through this capacitance component.
As described above, the inductance adjusting electrodes LE and the capacitor Nsu adjustment electrode CE and mounted inside the multilayer substrate A, the passage attenuation extending from the antenna terminal ANT of the high-frequency switching device to the reception terminal (RX) Frequency characteristics were measured.

受信周波数fは1.8GHzとし、インダクタンス調整電極LEのインダクタンスは1nHと2nHとの2種類とし、キャパシタンス調整電極CEのキャパシタンスは2.5pFとした。 Receiving frequency f is set to 1.8GHz, the inductance of the inductance adjusting electrode LE is set to two types of 1nH and 2 nH, the capacitance of the capacitor Nsu adjusting electrode CE was 2.5 pF.

Figure 0004485982
Figure 0004485982

表1に示すように、高周波スイッチ素子とGND電極37との間に、インダクタ:1nHを追加することで、受信信号に含まれる3倍高調波の減衰量を、インダクタのないときと比べて1.3dB増やすことができる。
また、インダクタを2nHとすることで、3倍高調波の減衰量をさらに大幅に増やすことができる。
As shown in Table 1, by adding an inductor: 1 nH between the high-frequency switch element and the GND electrode 37, the attenuation amount of the third harmonic contained in the received signal is 1 as compared with the case without the inductor. .3 dB can be increased.
Further, by setting the inductor to 2 nH, it is possible to further increase the attenuation amount of the third harmonic.

またキャパシタ:2.5pFを追加することで2倍高調波の減衰量を4dB以上増やすことができる。
以上の図3,図4の説明では、前記高周波スイッチ素子SW1及び高周波スイッチ素子SW2が1つの高周波半導体集積回路素子SWICとして集積されていることを想定した。
しかし、前記高周波スイッチ素子SW1及び高周波スイッチ素子SW2がそれぞれ別個の高周波半導体集積回路素子に集積され、各高周波半導体集積回路素子をそれぞれ別のダイパッドに搭載する形態において、前記インダクタンス調整電極LE及び前記キャパシタンス調整電極CEをそれぞれのダイパッドとGND電極37との間に設けることが、高調波の減衰のためには有効である。
Moreover, the attenuation of the second harmonic can be increased by 4 dB or more by adding a capacitor: 2.5 pF.
3 and 4, it is assumed that the high frequency switch element SW1 and the high frequency switch element SW2 are integrated as one high frequency semiconductor integrated circuit element SWIC.
However, the high-frequency switch element SW1 and the high-frequency switch element SW2 is respectively integrated in a separate high-frequency semiconductor integrated circuit device, in the form of mounting each high-frequency semiconductor integrated circuit device to separate the die pad, the inductance adjusting electrode LE and the provision of the capacitor Nsu adjustment electrode CE between the respective die pads and the GND electrode 37 is effective for attenuation of harmonics.

このように、前記インダクタンス調整電極LE及び前記キャパシタンス調整電極CEを、低域用と高域用に分離することによって、インダクタンス成分及びキャパシタンス成分を、それぞれの帯域で独立して調整できることになり、高周波スイッチ素子の通過減衰量の調整の自由度を広げることができる。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
Thus, adjusting said inductance adjusting electrodes LE and the capacitor Nsu adjustment electrode CE, by separating into a For low-pass and high-pass, an inductance component and a capacitance component, independently for each band As a result, the degree of freedom in adjusting the passing attenuation amount of the high-frequency switch element can be increased.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

本発明に係る高周波スイッチングモジュールの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the high frequency switching module which concerns on this invention. 本発明に係る高周波スイッチングモジュールの他の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another example of the high frequency switching module which concerns on this invention. 本発明に係る高周波スイッチングモジュールの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the high frequency switching module which concerns on this invention. 本発明に係る高周波スイッチングモジュールの内部構造を示す一部切欠斜視図である。It is a partially cutaway perspective view showing the internal structure of the high-frequency switching module according to the present invention. GSM/DCS方式のデュアルバンド方式の従来の高周波回路部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conventional high frequency circuit part of the dual band system of a GSM / DCS system. 従来のデュアルバンド方式で使用されるPINダイオードスイッチの回路図である。It is a circuit diagram of a PIN diode switch used in a conventional dual band system.

符号の説明Explanation of symbols

11〜17 誘電体層
23a,b,c 導体パターン
24a,b,c ビアホール導体
26 ダイパッド(搭載用電極)
27a,b,a,b ビアホール導体
37 GND電極
A 多層基板
ANT アンテナ端子
CE キャパシタンス調整電極
DIP1 分波回路
LE インダクタンス調整電極
LPF1,LPF2 低域通過フィルタ回路
RX 受信信号用端子
SW1 高周波スイッチ素子
SW2 高周波スイッチ素子
SWIC 高周波半導体集積回路素子
TX 送信信号用端子
11-17 Dielectric layers 23a, b, c Conductor patterns 24a, b, c Via-hole conductor 26 Die pad (mounting electrode)
27a, b, a, b via-hole conductors 37 GND electrode A multilayer substrate ANT antenna terminal CE capacitor Nsu adjustment electrode DIP1 branching circuit LE inductance adjusting electrodes LPF1, LPF2 low-pass filter circuit RX receives the signal terminal SW1 high frequency switch Element SW2 High-frequency switch element SWIC High-frequency semiconductor integrated circuit element TX Transmission signal terminal

Claims (3)

複数の誘電体層からなる誘電体多層基板と、
誘電体多層基板の表面に設けられた高周波スイッチ素子搭載用電極と、
該高周波スイッチ素子搭載用電極に実装され、通過帯域の異なる複数の送受信信号を、送受信系別の送信信号又は受信信号に切り替える高周波スイッチ素子と、
前記誘電体多層基板の表面又は内部に設けら、前記高周波スイッチ素子の端子に接続されることにより送信信号の高調波を減衰させるフィルタ回路とを有し、
前記高周波スイッチ素子は半導体集積回路素子からなり、
前記誘電体層の一層以上を貫く複数の第1のビアホール導体及び該複数の第1のビアホール導体同士を接続する第1の導体パターンからなり、前記高周波スイッチ素子搭載用電極と前記誘電体多層基板の裏面に設けられた接地用電極との間を接続するインダクタンス調整用電極が前記誘電体多層基板内部に設けられているとともに、
前記高周波スイッチ素子搭載用電極に接続された、前記誘電体層の一層以上を貫く第2のビアホール導体と、該第2のビアホール導体に接続された第2の導体パターンと、前記接地用電極に接続された、前記誘電体層の一層以上を貫く第3のビアホール導体と、該第3のビアホール導体に接続された、前記誘電体層を介して前記第2の導体パターンに対向する第3の導体パターンとからなり、前記高周波スイッチ素子搭載用電極と前記接地用電極との間に容量を形成するキャパシタンス調整用電極が前記誘電体多層基板内部に設けられている高周波スイッチングモジュール。
A dielectric multilayer substrate comprising a plurality of dielectric layers;
A high frequency switch element mounting electrodes provided on the surface of the dielectric multilayer substrate,
The high-frequency switch element mounted on the mounting electrode, and the high frequency switch device for switching a plurality of different transmitting and receiving signals pass band by the transmission signal or reception signal transceiver system,
Said dielectric is provided et been on or within the multilayer substrate, and a filter circuit for attenuating harmonics of the transmission signal by being connected to terminals of the high-frequency switch element,
The high-frequency switch element comprises a semiconductor integrated circuit element,
The penetrating one or more dielectric layers comprises a first conductive pattern for connecting the first via hole conductors each other of the plurality of first via-hole conductors and said plurality of said high-frequency switch device mounting electrode and the front Symbol dielectric multilayer with Louis inductor Nsu adjustment electrodes to connect between the ground electrodes provided on the back surface of the substrate is provided inside the dielectric multi-layer substrate,
A second via-hole conductor connected to the high-frequency switch element mounting electrode and penetrating one or more layers of the dielectric layer; a second conductor pattern connected to the second via-hole conductor; and the grounding electrode. A third via-hole conductor connected through one or more layers of the dielectric layer, and a third via-hole connected to the third via-hole conductor and facing the second conductor pattern via the dielectric layer A high-frequency switching module comprising a conductor pattern, and a capacitance adjusting electrode which forms a capacitance between the high-frequency switch element mounting electrode and the grounding electrode is provided inside the dielectric multilayer substrate .
前記高周波スイッチ素子が低域用と高域用の2種類設けられており
前記各高周波スイッチ素子に対応する2つの高周波スイッチ素子搭載用電極が設けられており
前記各高周波スイッチ素子搭載用電極ごとに、それぞれ前記インダクタンス調整用電極及び前記キャパシタンス調整用電極が設けられている請求項1に記載の高周波スイッチングモジュール。
The high-frequency switch element is provided two kinds of a high and a low frequency,
Wherein is provided with two corresponding high frequency switch device mounting electrodes for the radio frequency switching elements,
High-frequency switching module according to the each radio frequency switching device mounting electrodes, according to claim 1, each said inductance adjusting electrodes and the capacitance adjusting electrode is provided.
請求項1又は請求項に記載の高周波スイッチングモジュールを具備する無線通信装置。 Wireless communication device comprising a high-frequency switching module according to claim 1 or claim 2.
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