JP4527570B2 - 高周波モジュ−ル及びそれを搭載した無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチバンド対応移動無線端末機などに好適に使用される、高周波モジュ−ル及びそれを搭載した無線通信装置に関する。

近年の携帯電話機は、２つ以上の通信方式を搭載するマルチバンド対応のものがある。通信方式には、例えば、８５０ＭＨｚ帯または９００ＭＨｚ帯を使用したＧＳＭ(Global System for Mobile communication)方式、１８００ＭＨｚ帯を使用したＤＣＳ(Digital Cellular System)方式、１９００ＭＨｚ帯を使用したＰＣＳ(Personal Communication Services)方式等がある。マルチバンド対応の携帯電話機は、地域性や利用者の使用目的等に合った通信方式を選択できるので、利用者にとって利便性が高い。

図４は、従来の携帯電話機に搭載されているＧＳＭ／ＤＣＳ方式デュアルバンド対応の高周波送受信回路のブロック図である。この高周波送受信回路は、各通信方式に対応した周波数帯域を分波し、送信系と受信系との送受信を行う回路である。
以下、送信系を“Ｔｘ”と表し、受信系を“Ｒｘ”と表すものとする。
この高周波送受信回路は、各通信方式ＧＳＭ／ＤＣＳでの送信信号に対して搬送波を供給するための電圧制御発振器ＶＣＯと、各通信方式のＲｘでの、低雑音増幅器ＡＭＰ１００およびＡＭＰ４００、帯域通過フィルタＢＰＦ１００およびＢＰＦ４００と、各通信方式のＴｘでの、電力増幅回路ＡＭＰ２００およびＡＭＰ３００、整合回路ＭＡＴ２００およびＭＡＴ３００、方向性結合器ＣＯＰ２００およびＣＯＰ３００と、周波数帯域の異なる２つの方式ＧＳＭ／ＤＣＳをそれぞれの周波数帯に分波し、各通信方式ＧＳＭ／ＤＣＳにおいてそれぞれのＴｘとＲｘとの切り替えを行う高周波選択回路ＲＦＭ１００と、無線電波を送受信するためのアンテナＡＮＴとを備えている。

ＧＳＭ−Ｒｘでは、アンテナＡＮＴで受信された無線電波は、高周波選択回路ＲＦＭ１００で選択され、帯域通過フィルタＢＰＦ１００にて受信帯域近傍の周波数以外の信号が除去される。帯域通過フィルタＢＰＦ１００を通過した信号は、低雑音増幅器ＡＭＰ１００にて増幅され、信号処理系に入力される。
また、同様にＤＣＳ−Ｒｘでは、アンテナＡＮＴで受信された無線電波は、高周波選択回路ＲＦＭ１００で選択され、帯域通過フィルタＢＰＦ４００にて受信帯域近傍の周波数以外の不要信号が除去される。帯域通過フィルタＢＰＦ４００を通過した信号は、低雑音増幅器ＡＭＰ４００にて増幅され、信号処理系に入力される。

一方、ＤＣＳ−Ｔｘでは、ＤＣＳの送信信号が、電力増幅回路ＡＭＰ２００で増幅され、低域通過フィルタからなる整合回路ＭＡＴ２００を通過し、方向性結合器ＣＯＰ２００を介して高周波選択回路ＲＦＭ１００に供給される。高周波選択回路ＲＦＭ１００に供給された高周波信号は、アンテナＡＮＴから無線電波として送信される。
また、同様にＧＳＭ−Ｔｘでは、ＧＳＭの送信信号が、電力増幅回路ＡＭＰ３００で増幅され、低域通過フィルタからなる整合回路ＭＡＴ３００を通過し、方向性結合器ＣＯＰ３００を介して高周波選択回路ＲＦＭ１００に供給される。高周波選択回路ＲＦＭ１００に供給された高周波信号は、アンテナＡＮＴから無線電波として送信される。

ところで、今後の市場動向をふまえると、携帯電話機を用いて高品質の音声や画像等のデ−タ伝送が行われることが容易に予想される。また、符号分割多重接続方式であるＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)や、高速デ−タ伝送速度および通信チャネルの多重化を特徴とした送信電力が低い次世代通信方式ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）などの大容量デ−タ伝送に対応した通信方式の構築が進みつつある。

したがって、複数の通信方式を対応させるために、今後の携帯電話機はさらに多くのバンド方式、たとえば、ＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳ等のマルチバンド方式に対応する必要が生じている。そして、マルチバンド化が進むことで、携帯電話機には、搭載された通信方式の数に比例した高周波送受信回路の収容スペ−スが必要となる。高周波送受信回路の収容スペースが増大すれば、携帯電話機の大型化を招来する。

しかし、携帯電話機の大型化は、近年の傾向として望まれない。よって、１つの高周波送受信回路で更に多くの通信方式に対応する必要が生じた場合でも、高周波送受信回路の小型化が要求される。
そこで、最近では、小型化、低損失化を目指して、高周波送受信回路の内部で周波数帯の切り替え、送受信切り替えを行う手段として、例えば、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）などを用いた高周波スイッチ回路が検討されている。

図５は、従来の高周波選択回路の一例を説明するブロック図である。この高周波選択回路とは、マルチバンド方式の一例として、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（８５０ＭＨｚ帯）、ＧＳＭ９００（９００ＭＨｚ帯）、ＤＣＳ（１８００ＭＨｚ帯）およびＰＣＳ（１９００ＭＨｚ帯）の４つの通信方式に対応した回路とを備える。

図５の高周波選択回路ＲＦＭ１００は、アンテナ端子ＡＮＴに対して通過帯域の異なる送受信系を分波／合波する分波回路ＤＩＰ１００と、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ、ＤＣＳ−Ｒｘ、ＰＣＳ−Ｒｘの３組に切り分ける第１の高周波スイッチ回路ＳＷ１００と、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ、ＧＳＭ９００−Ｒｘの３組に切り分ける第２の高周波スイッチ回路ＳＷ２００とを具備する。

また、第１の高周波スイッチ回路ＳＷ１００とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子との間には、送信信号の高調波成分を除去するＬＰＦ１１０が接続されている。同様に、第２の高周波スイッチ回路ＳＷ２００とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子との間にも、送信信号の高調波成分を除去するＬＰＦ２１０が接続されている。
なお、この図のように、ＧＳＭ８５０−Ｔｘ端子およびＧＳＭ９００−Ｔｘ端子は、周波数帯域が近いため、１つの端子で共用されていてもよい。また同様に、ＤＣＳ−Ｔｘ端子およびＰＣＳ−Ｔｘ端子も、周波数帯域が近いため、１つの端子で共用されていてもよい。

さらに、アンテナ端子ＡＮＴと分波回路ＤＩＰ１００との間には、高電圧サージなどを減衰させる高域通過フィルタであるＥＳＤ保護回路ＥＳＤが接続されている。
図６は、図５に示す従来の高周波選択回路の詳細な回路図である。図６により各通信方式の回路を詳細に説明する。
まず、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの場合について説明する。分波回路ＤＩＰ１００は、高域通過フィルタＨＰＦ１００を備えている。高域通過フィルタＨＰＦ１００は、直列接続された２つのコンデンサと、前記２つの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とを有している。ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの経路には、高周波スイッチ回路ＳＷ１００とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子との間に、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ１１０を備えている。低域通過フィルタＬＰＦ１１０は、２つの直列接続された分布定数線路と、前記２つの分布定数線路に並列接続されたコンデンサと、前記２つの分布定数線路の両端および中間の３箇所とグランドとの間に形成された各々１つずつのコンデンサとを有している。この低域通過フィルタＬＰＦ１１０によって、高周波電力増幅器で発生した高調波信号を取り除くことができる。

次に、ＰＣＳ−Ｒｘの場合について説明する。アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、分波回路ＤＩＰ１００により、高周波スイッチ回路ＳＷ１００側に分波され、高周波スイッチ回路ＳＷ１００により、ＰＣＳ−Ｒｘ側の端子に接続される。
次に、ＤＣＳ−Ｒｘの場合について説明する。アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、分波回路ＤＩＰ１００により、高周波スイッチ回路ＳＷ１００側に分波され、高周波スイッチ回路ＳＷ１００により、ＤＣＳ−Ｒｘ側の端子に接続される。
次に、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘの場合について説明する。分波回路ＤＩＰ１００は、低域通過フィルタＬＰＦ１００を備えている。低域通過フィルタＬＰＦ１００は、分布定数線路と、前記分布定数線路と並列に接続されたコンデンサと、前記分布定数線路の両端とグランドとの間に形成された各々１つずつのコンデンサとを有している。ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘの経路には、高周波スイッチ回路ＳＷ２００とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子との間に、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ２１０を備えている。この低域通過フィルタＬＰＦ２１０によって、高周波電力増幅器で発生した高調波信号を取り除くことができる。

なお、この図のように、低域通過フィルタＬＰＦ２１０は、ＬＰＦ１１０と同じ構成でもよい。
次に、ＧＳＭ８５０−Ｒｘの場合について説明する。アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、分波回路ＤＩＰ１００により、高周波スイッチ回路ＳＷ２００側に分波され、高周波スイッチ回路ＳＷ２００により、ＧＳＭ８５０−Ｒｘの端子側に接続される。

最後に、ＧＳＭ９００−Ｒｘの場合について説明する。アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、分波回路ＤＩＰ１００により、高周波スイッチ回路ＳＷ２００側に分波され、高周波スイッチ回路ＳＷ２００により、ＧＳＭ９００−Ｒｘの端子側に接続される。
また、アンテナ端子ＡＮＴと分波回路ＤＩＰ１００との間には、ＥＳＤなどの高電圧サージを減衰させる高域通過フィルタの役割を持つＥＳＤ保護回路ＥＳＤを備えている。

なお、ＥＳＤ保護回路ＥＳＤは、この図のように高域通過フィルタＨＰＦ１００と同じ構成でもよい。
図７は、従来の高周波スイッチ回路を搭載した高周波モジュ−ルとその外部基板の断面図を示す。
小型・高密度の高周波モジュールの場合、小型化に対応できる高周波スイッチ回路として、前記高周波スイッチ回路ＳＷ１００およびＳＷ２００は、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物、Ｓｉ（シリコン）又はＡｌ₂Ｏ₃（サファイア）を主成分とする基板上に、ｐ−ＨＥＭＴなどの半導体素子を搭載して、これらの半導体素子を利用したスイッチング回路パターンを形成している高周波半導体集積回路素子ＩＣが用いられる。

高周波半導体集積回路素子ＩＣ上の端子Ｔ２は、高周波スイッチ回路ＳＷ１００およびＳＷ２００の接地用端子である。接地用端子Ｔ２は、ボンディングワイヤＷＢ２を介して電極パッドＰ２に接続されている。
なお、高周波半導体集積回路素子ＩＣの実装は、バンプを介して誘電体多層基板Ａ表面の電極パッドに直接実装される、いわゆるフリップチップ実装のタイプでもよい。

電極パッドＰ２は、ビアホールＶ２に接続されており、誘電体層外部のグランド用電極ＧＮＤに、誘電体多層基板Ａを貫くビアホールＶ３を介して接続されている。
特開２００２−２９０２５７号公報

ところで、前記ＧａＡｓなどの高周波スイッチ回路を用いると、送信電力が高周波半導体集積回路素子ＩＣに印加されるため、高周波半導体集積回路素子ＩＣに特有の高調波歪みが発生する。このことから、高周波スイッチ回路ＳＷ１００およびＳＷ２００内で発生した高調波は、接地用端子Ｔ２を介し、ボンディングワイヤＷＢ２、電極パッドＰ２を経て、ビアホールＶ２に伝送される。ビアホールＶ２に伝送された高調波は、接地用のビアホールＶ３へと伝送される。ビアホールＶ３へ伝送された高調波は、グランド用電極ＧＮＤに落ちるが、その一部は、ビアホールＶ３の近くに配置されている誘電体多層基板上の、各分波回路ＤＩＰ１００、低域通過フィルタＬＰＦ１１０やＬＰＦ２１０などの回路に接地用導体Ｇｃを介して伝送されるおそれがある。このように、意図しない回路へと伝送された信号は、高周波半導体集積回路素子ＩＣに戻ったり、或いは、分波回路ＤＩＰ１００や低域通過フィルタＬＰＦ１１０やＬＰＦ２１０などの回路に結合したりするなどして、アンテナを通じて放射されてしまうおそれがある。特に、ＧＳＭ９００での送受信周波数９００ＭＨｚから生じる高調波は、９００ＭＨｚの整数倍となることから、ＤＣＳでの周波数１８００ＭＨｚと同じ帯域になりうる高調波もあり、予期せぬ周波数帯での無線信号が容易に発信されうる。

そこで、高周波モジュール内の高周波スイッチ回路から生じた高調波を低減させるため、誘電体多層基板上に配置された、各分波回路ＤＩＰ１００、低域通過フィルタＬＰＦ１１０やＬＰＦ２１０など、を通じて伝播される前に、各通信方式にあわせた高調波用フィルタを別個に設ける必要がある。
しかし、無線通信装置に搭載される通信方式の数に合わせたフィルタを設けなければならないことで、基板スペースが増大してしまい、必然的に携帯電話機自体が大型化せざるをえなくなる。また、携帯電話機の容量が決められているときには、内部には限られた基板スペ−スしかなく、必要分の高調波フィルタを搭載した高周波モジュールを収容できなくなるという問題がある。さらに、高調波の放射抑制の効果を高めるためにフィルタを多段化することによる弊害として、挿入損失が増加するという問題もある。

本発明は、高周波モジュール上の高周波スイッチ回路に接続された接地用端子が、外部基板２のグランド用電極に接続される間に、他回路と接続しない構造とすることにより、高周波スイッチ回路内で発生した高調波信号が、設計者の意図しない経路を通って、共通のアンテナ端子に伝播することを防止し、歪みの低減を実現したマルチバンドに対応可能な高周波モジュ−ルおよびそ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。

本発明の高周波モジュールは、一または複数の誘電体層が積層されている誘電体基板と、該誘電体基板の一方主面上に搭載された高周波半導体集積回路素子とで構成されており、前記高周波半導体集積回路素子は、信号用端子および接地用端子を備え、前記誘電体基板は、前記高周波半導体集積回路素子が搭載されたダイパッドと、前記信号用端子に接続された第１の電極パッドと、前記接地用端子に接続された第２の電極パッドとを前記一方主面に備えるとともに、前記誘電体基板を貫通する第１の導体を介して前記ダイパッドに接続された第１の接地用の電極と、前記誘電体基板を貫通する第２の導体を介して前記第２の電極パッドに接続された第２の接地用の電極とを他方主面に備えることを特徴とする。

このような高周波モジュールでは、高周波半導体集積回路素子の接地用端子が、前記誘電体基板を貫通する第２の導体を介して第２の接地用の電極へ接続されているので、高周波半導体集積回路内で発生した高調波信号が、設計者の意図しない経路を通って、高周波モジュ−ルの他の回路に伝播することを防止できる。

また、本発明の高周波モジュールは、前記信号用端子と前記第１の電極パッドとの接続および前記接地用端子と前記第２の電極パッドとの接続が、ボンディングワイヤによってなされていることを特徴とする。

以上の本発明の各構成は、通過帯域の異なる複数の送受信系を取り扱うマルチバンド対応の高周波モジュールにおいても有効である。送受信系の数が複数ある場合、前記高周波モジュールは、複数の高周波スイッチ回路を備えることが多い。この場合、高周波スイッチ回路の端子数は多くなり、端子配列はますます複雑になるので、経路の間のアイソレーションの確保が重要となるからである。

また、本発明の無線通信装置は、前述した高周波モジュールを搭載することにより、意図しない周波数帯域の無線電波の放射を抑制しつつ、省電力化、低コストを実現できる。これにより、携帯電話機などを大型化することなく複数の通信方式に対応することができる。

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、本発明に係る高周波モジュールおよびそれを搭載する外部基板の断面図である。図２は、本発明の高周波モジュールの内部構造を示す一部切欠斜視図である。
この高周波モジュ−ル１は、高周波スイッチ回路を含む高周波半導体集積回路素子ＩＣと、複数の各誘電体層１ａ〜１ｚが積層されてなる誘電体多層基板Ａとを有する。高周波半導体集積回路素子ＩＣの信号用端子Ｔ１は、ボンディングワイヤＷＢ１を介して電極パッドＰ１に接続されている。一方、高周波半導体集積回路素子ＩＣ上の高周波スイッチ回路が必要とするグランド用端子である接地用端子Ｔ２は、ボンディングワイヤＷＢ２を介して電極パッドＰ２に接続されている。

また、ダイパッドＰ３は、グランドと放熱のため、設けられている。
なお、高周波半導体集積回路素子ＩＣは、誘電体多層基板Ａ主面上の電極パッドＰ１およびＰ２を、バンプを介して直接実装される、いわゆるフリップチップ法によっての実装でもよい。
誘電体多層基板Ａは、同一寸法形状の各誘電体層１ａ〜１ｚが積層されている。各誘電体層１ａ〜１ｚ間には、所定のパタ−ンからなる導体パターンＣが形成されている。各誘電体層１ａ〜１ｚには、複数の層にわたって、回路を縦に接続するための必要なビアホールＶ１が、縦方向に適宣形成されている。

各誘電体層１ａ〜１ｚは、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの有機系誘電体基板に対して、銅箔などの導体によって導体パターンＣを形成し、積層して熱硬化をさせたもの、または、セラミック材料などの無機系誘電体層に、種々の導体パターンＣを形成し、これらを積層後同時に焼成したものが用いられる。
なお、誘電体多層基板Ａを形成する誘電体層の比誘電率が２から１２０であることが望ましい。特に、セラミック材料を用いれば、セラミック誘電体の比誘電率は、通常９から２５と、樹脂基板に比べて高いので、誘電体層に内装された回路の素子のサイズを小さくでき、素子間距離も狭くすることができる。各誘電体層が高誘電率になることで、比誘電率の平方根に反比例して波長が短縮する。よって、各回路を構成する分布定数線路の長さを短縮することができる。また、比誘電率に反比例してキャパシタ素子の対向面積を減少することができる。したがって、高周波モジュ−ルの小型化を実現することが可能となる。

とりわけ、ガラスセラミックスなどの低温で焼成が可能なセラミック材料を用いると、導体パターンＣを低抵抗の銅や銀などによって形成することができるので望ましい。
また、各ビアホールＶの導体は、誘電体層に形成した貫通孔にメッキ処理するか、導体ペーストを充填するかして、形成される。
高周波半導体集積回路素子ＩＣは、誘電体多層基板Ａの上面に、高周波半導体集積回路素子ＩＣの実装面の面積よりも大きい面積のダイパッドＰ３を介して、ＡｇもしくはＡｕＳｎに接着剤を混ぜた導電性の接着剤Ｓを用いて接着されている。また、有機樹脂系の非導電性の接着剤を用いてもよい。

なお、ＧＳＭ−Ｔｘ端子とＤＣＳ−Ｔｘ端子とに接続される、電力増幅回路ＡＭＰ、整合回路ＭＡＴ、方向性結合器ＣＯＰなどが、本実施例に示す誘電体多層基板Ａに実装され又はパターンとして形成されてもよい。同様に、ＧＳＭ−Ｒｘ端子、ＤＣＳ−Ｒｘ端子に接続される、帯域通過フィルタＢＰＦや低雑音増幅器ＡＭＰなどが、本実施例に示す誘電体多層基板Ａに実装されてもよい。

高周波半導体集積回路素子ＩＣ内部の高周波スイッチ回路は、小型化、低ロス化を図るために、前述のとおり、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）、Ｓｉ（シリコン）又はＡｌ₂Ｏ₃（サファイア）化合物を主成分とする基板上に形成されており、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。
また、高周波スイッチ回路ＳＷ１００、ＳＷ２００を備える高周波半導体集積回路素子ＩＣの信号用端子Ｔ１は、ボンディングワイヤＷＢ１、ビアホールＶ１、そして誘電体多層基板Ａの各々の導体パターンＣを経由して、基板内部の回路パターンと接続されている。

前記誘電体多層基板Ａの内部には、整合回路ＭＡＴ、低域通過フィルタＬＰＦ、分波回路ＤＩＰなどの回路パターンが形成されている。これらの回路パターンを、誘電体多層基板Ａの上方からみて重ならないように配置している。これにより、回路間の干渉を防止でき、良好なフィルタ特性を実現でき、低ロス化、高調波成分の低減が期待できる。そして、各前記回路は、接地用導体Ｇｃを介して、ビアホールＶ３に接続されている。

一方、高周波半導体集積回路素子ＩＣの接地用端子Ｔ２が、ボンディングワイヤＷＢ２を介して電極パッドＰ２に接続されている。
電極パッドＰ２は、各誘電体層１ａ〜１ｚを貫くビアホールＶ２に接続されている。ビアホールＶ２の終端は、接地用の電極Ｄ２に接続されている。接地用の電極Ｄ２は、半田層Ｈ２を介して、外部基板２に設けられた接地端子用電極Ｌ２に接続されている。そして、接地端子用電極Ｌ２は、外部基板２を貫くビアホールＶ２１を通じてグランド用電極ＧＮＤに接続される。

一方、ダイパッドＰ３は、各誘電体層１ａ〜１ｚを貫くビアホールＶ３に接続されている。ビアホールＶ３の終端は、接地用の電極Ｄ３に接続されている。接地用の電極Ｄ３は、半田層Ｈ３を介して、外部基板２に設けられた接地端子用電極Ｌ３に接続されている。また、ビアホールＶ３は、各誘電体層１ａ〜１ｚ内部に設けられたフィルタ回路等の導体パターンＣに、接地用導体Ｇｃを介して接続されている。そして、接地端子用電極Ｌ３は、外部基板２を貫くビアホールＶ３１〜Ｖ３４を通じてグランド用電極ＧＮＤに接続される。

ところで、高周波半導体集積回路素子ＩＣ内の高周波スイッチ回路に大信号が入力された際に発生した高調波信号は、接地用端子Ｔ２に伝送される。接地用端子Ｔ２に伝送された高調波は、ボンディングワイヤＷＢ２から電極パッドＰ２、ビアホールＶ２、接地用の電極Ｄ２、半田層Ｈ２、外部基板電極Ｌ２、ビアホールＶ２１を通って、グランド用電極ＧＮＤに流れていく。

このとき、高調波信号は、ビアホールＶ２の途中で誘電体多層基板Ａ内に設けられた他の回路等と接続されていないため、高周波モジュ−ル内の他回路への結合量または流入量が低減される。また、ビアホールＶ２は、高周波モジュール１内の他の回路パターンと近接していないことから、高調波信号は、高周波モジュール内の他の回路へ伝播しない。
したがって、高周波モジュール内に流れ込む高調波が抑制される。これにより、高周波モジュ−ルの共通のアンテナ端子から漏れ出る高調波信号は、大幅に低減され、歪みのより少ない高周波モジュ−ルが実現される。

一方、誘電体多層基板Ａの下面で該誘電体多層基板Ａの側面に近い部分には、信号用端子Ｄ１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。
高周波モジュ−ル１の上面は、エポキシ樹脂などの封止樹脂Ｊで覆われている。この封止樹脂Ｊにより、高周波半導体集積回路素子並びにその他の搭載部品の損傷を防ぐとともに、外部からの異物混入などを防止でき、高周波モジュ−ルの信頼性を向上することができる。

なお、誘電体多層基板Ａの上面及び側面は、樹脂などに代えて、従来から使用されている金属製キャップで覆ってもよい。金属製キャップは、誘電体多層基板Ａの側面の所定位置に設けられた接地用の端面電極と半田などの導体で固定する。
以上の構成により、高周波半導体集積回路素子ＩＣ内の高周波スイッチ回路に接続された接地用端子Ｔ２が、外部基板２のグランド用電極に接続される間に、誘電体多層基板Ａ内の回路と接続しない構造とすることにより、高周波スイッチ回路内で発生した高調波信号が、設計者が意図しない経路を通って、高周波モジュ−ル１の共通のアンテナ端子ＡＮＴに伝播することを防止できる。したがって、歪みの低減を実現した複数の通信方式に対応可能な高周波モジュール１を実装できる。これにより、携帯電話機などを大型化することなく、複数の通信方式に対応した無線通信装置を提供できる。

また、異なる多種類の高周波スイッチ回路を設計、製造する必要性を排除することで低コスト化を図り、さらに高周波スイッチ回路又は前記高周波スイッチ回路を用いた高周波モジュールの設計、製造期間を短縮することができる。
さらに、共通のアンテナ端子ＡＮＴと高周波スイッチ回路との経路での通過損失の低減できる。これにより、不必要な電力低下を防止でき、無線通信装置の省電力化を実現できる。

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、その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

図３は、本発明に係る高周波モジュ−ルの高調波レベルの改善効果を実証する実験デ−タである。
本実験は、図１に示す高周波モジュール１のＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ信号入力端子に、１７１０、１７５０、１７８５ＭＨzの３種類の単一周波数の正弦波信号を入力した。そして、高周波モジュ−ル１のアンテナ端子ＡＮＴにおいて出力電力が３０ｄＢｍとなるようにしたときの２次高調波レベルを測定した。

図３によると、図７に図示されるようなビアホールＶ２およびＶ３を共有したときの従来の高周波モジュ−ル１では、２次高調波レベルが平均−５５ｄＢｃであった。一方、図１に図示されるようなビアホールＶ２およびＶ３を分離させ個別に設けたときの本発明の高周波モジュ−ル１では、平均−６７ｄＢｃであった。
以上の結果から、本発明の高周波モジュ−ルを用いることで、約１０ｄＢ程度、高調波レベルが低減することがわかる。

本発明に係る高周波モジュールと外部基板の断面図である。 本発明の高周波モジュールの内部構造を示す一部切欠斜視図である。 本発明に係る高周波モジュールの高調波レベル改善効果を示す実験データである。 ＧＳＭ／ＤＣＳ方式デュアルバンド対応の高周波送受信回路のブロック図である。 クワッドバンド対応の高周波選択回路のブロック図である。 クワッドバンド対応の高周波選択回路の回路図である。 従来の高周波モジュールと外部基板の断面図である。

符号の説明

１ 高周波モジュール
１ａ〜１ｚ 誘電体層
２ 外部基板
Ａ 誘電体多層基板
ＡＭＰ１００，ＡＭＰ４００ 低雑音増幅器
ＡＭＰ２００，ＡＭＰ３００ 電力増幅回路
ＡＮＴ アンテナ端子
ＢＰＦ１００，４００ 帯域通過フィルタ
Ｃ 導体パターン
Ｇｃ 接地用導体
ＣＯＰ２００，３００ 方向性結合器
Ｄ１ 信号用端子
Ｄ２，Ｄ３ 接地用の電極
ＤＩＰ１００ 分波回路
ＥＳＤ ＥＳＤ保護回路
ＧＮＤ グランド用電極
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 半田層
ＨＰＦ１００ 高域通過フィルタ
ＩＣ 高周波半導体集積回路素子
Ｌ１ 信号端子用電極
Ｌ２，Ｌ３ 接地端子用電極
ＬＰＦ１００，２１０，３１０ 低域通過フィルタ
ＭＡＴ２００，３００ 整合回路
Ｐ１，Ｐ２ 電極パッド
Ｐ３ ダイパッド
ＲＦＭ１００ 高周波選択回路
Ｓ 接着剤
ＳＷ１００，ＳＷ２００ 高周波スイッチ回路
Ｔ１ 信号用端子
Ｔ２ 接地用端子
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ ビアホール
ＶＣＯ 電圧制御発振器
ＷＢ１，ＷＢ２ ボンディングワイヤ

Claims (4)

1. 一または複数の誘電体層が積層されている誘電体基板と、該誘電体基板の一方主面上に搭載された高周波半導体集積回路素子とで構成されており、
   前記高周波半導体集積回路素子は、信号用端子および接地用端子を備え、
   前記誘電体基板は、前記高周波半導体集積回路素子が搭載されたダイパッドと、前記信号用端子に接続された第１の電極パッドと、前記接地用端子に接続された第２の電極パッドとを前記一方主面に備えるとともに、前記誘電体基板を貫通する第１の導体を介して前記ダイパッドに接続された第１の接地用の電極と、前記誘電体基板を貫通する第２の導体を介して前記第２の電極パッドに接続された第２の接地用の電極とを他方主面に備える、高周波モジュ−ル。
2. 前記信号用端子と前記第１の電極パッドとの接続および前記接地用端子と前記第２の電極パッドとの接続は、ボンディングワイヤによってなされている、請求項１に記載の高周波モジュ−ル。
3. 前記高周波半導体集積回路素子は、高周波信号の経路を切り替えるための一または複数の高周波スイッチ回路を含む、請求項１または請求項２に記載の高周波モジュ−ル。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の高周波モジュ−ルを搭載した無線通信装置。