JP5183459B2 - 分波器、分波器用基板および電子装置 - Google Patents

分波器、分波器用基板および電子装置 Download PDF

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Description

本発明は、分波器、分波器用基板および電子装置に関し、特に、容量を基板内に設けた分波器、分波器用基板および電子装置に関する。
携帯電話等の無線通信には分波器が用いられる。図１は分波器を示す図である。アンテナに接続される共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ１０が接続され、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ２０が接続されている。送信フィルタ１０は、送信帯域の信号を通過させるが、送信帯域とは異なる周波数の受信帯域の信号を抑圧する。受信フィルタ２０は、受信帯域の信号を通過させるが、送信帯域の信号を抑圧する。これにより、送信端子Ｔｘに入力した送信信号は送信フィルタ１０を通過し共通端子Ａｎｔから出力する。しかし、受信端子Ｒｘからは出力しない。受信端子Ｒｘから入力した受信信号は受信フィルタ２０を通過し受信端子Ｒｘから出力する。しかし、送信端子Ｔｘからは出力しない。
送信フィルタ１０や受信フィルタ２０は、弾性表面波（ＳＡＷ）共振子や圧電薄膜共振子（ＦＢＡＲ）で構成される。このため、送信フィルタ１０や受信フィルタ２０は気密封止することが求められている。また、分波器を小型化することが求められている。このため、送信フィルタ１０や受信フィルタ２０を実装するパッケージとして積層セラミックパッケージ等が用いられる。これらのパッケージは、フィルタチップ等を実装する基板を具備している。基板の外面には、信号を外部に接続するためのフットパッドが設けられている。フットパッドが共通端子、送信端子および受信端子として機能する。
特許文献１には、キャパシタの下部電極と上部電極を多角形とし、これらが重ならないように回転させたキャパシタが記載されている。特許文献２には、キャパシタの下部電極と上部電極とをそれぞれ長方形とし、それぞれの長手方向が直交するキャパシタが記載されている。特許文献３には、キャパシタの下部電極の面積を上部電極の面積より大きくしたキャパシタが記載されている。
特開昭６０−１２６８０９号公報 特開昭６０−４３８０８号公報 特開２００５−４５０９９号公報
分波器においては、送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘ間のアイソレーション特性を向上させることが求められる。特に、受信端子Ｒｘから漏れる送信信号を抑圧することが求められる。受信端子Ｒｘへの送信信号の漏れを抑制するためには、送信信号を抑圧し、受信信号を通過させるフィルタを受信端子側に設ける方法がある。しかしながら、この方法では、分波器が大型化、高コスト化、複雑化してしまう。
さらに、フィルタにキャパシタやＬＣ回路を付加する方法がある。携帯電話等で用いる周波数は数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚと非常に高いため、ＣやＬには非常に高い精度が求められる。半導体デバイスと同様のプロセスで製造される集積化受動素子（ＩＰＤ）はＣやＬの精度は高い。しかし、ＩＰＤはフィルタとは別チップとなるため、小型化や低コスト化の障害となる。そこで、パッケージ内のセラミック等の絶縁層の両面に配線を形成し、キャパシタを形成する方法がある。この方法では、パッケージ内にキャパシタを形成できるため、小型化、低コスト化が可能である。しかし、キャパシタの容量値にばらつきが大きく高精度化の障害となる。
本分波器、パッケージおよび電子装置は、小型化、低コスト化および高精度化が可能なキャパシタを用い、分波器のアイソレーション特性を向上させることを目的とする。
本分波器は、共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、絶縁層と、各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を備えるパッケージと、を具備し、前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドの相対する２つの辺とそれぞれ重なる２つの前記配線と、により各々形成され、各々が並列に接続された２つの容量形成部を備える。
また、本分波器は、共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、絶縁層と、各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を備えるパッケージと、を具備し、前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドが形成された領域に含まれるように形成された配線と、により形成された容量形成部を備える。
本分波器用基板は、絶縁層と、共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、を実装する実装部と、前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、
各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を具備し、前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドの相対する２つの辺とそれぞれ重なる２つの前記配線と、により各々形成され、各々が並列に接続された２つの容量形成部を備える。
また、本分波器用基板は、絶縁層と、共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、を実装する実装部と、前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を具備し、前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドが形成された領域に含まれるように形成された配線と、により形成された容量形成部を備える。
本電子装置は、上記分波器を含む。
本分波器、パッケージおよび電子装置は、小型化、低コスト化および高精度化が可能なキャパシタを用い、分波器のアイソレーション特性を向上させることができる。
以下、図面を参照に実施例について説明する。
図２は、実施例１の分波器１００を示すブロック図である。図２のように、実施例１は、図１に比べ、受信フィルタ２０と受信端子Ｒｘとの間に、受信フィルタ２０と直列に移相回路３０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に容量４０が受信フィルタ２０とは並列に接続されている。移相回路３０は、受信フィルタ２０の通過帯域の信号の位相をシフトする回路である。容量４０は、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間を高周波（例えば、携帯電話で用いられる８００ＭＨｚ〜２．５ＧＨｚ）において結合し、直流において遮断する。
図３は、実施例１の分波器の回路構成を示す図である。送信フィルタ１０および受信フィルタ２０はラダー型フィルタである。送信フィルタ１０においては、直列共振子Ｓ１１〜Ｓ１４と並列共振子Ｐ１１〜Ｐ１３とが梯子状に形成されている。同様に、受信フィルタ２０においては、直列共振子Ｓ２１〜Ｓ２４と並列共振子Ｐ２１〜Ｐ２３とが梯子状に形成されている。直列共振子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４および並列共振子Ｐ１１〜Ｐ１３、Ｐ２１〜Ｐ２３は、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振器を用いている。圧電薄膜共振子（ＦＢＡＲ：Film Bulk Acoustic wave Resonator、ＳＭＲ：Solidly Mounted Resonator）を用いることもできる。
移相回路３０は、インダクタ３２とキャパシタ３４とを備えている。インダクタ３２が直列に接続され、キャパシタ３４が並列に接続されている。インダクタ３２およびキャパシタ３４の個数を変えることにより、移相角を設定することができる。共通端子Ａｎｔと送信フィルタ１０および受信フィルタ２０との間に整合回路８０が接続されている。整合回路８０は、共通端子Ａｎｔとグランドとの間に接続されたインダクタ８２を備えている。
Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式に用いられる分波器を想定し、送信フィルタ１０の通過帯域を１９２０〜１９８０ＭＨｚとし、受信フィルタの通過帯域を２１１０〜２１７０ＭＨｚとし、挿入損失およびアイソレーションをシミュレーションした。容量４０の容量値は１５ｆＦ、移相回路３０の移相角は１９１度とした。
図４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ受信フィルタ２０および送信フィルタ１０の通過特性を示す図である。実施例１を実線、比較例１を破線で示している。比較例１は、移相回路３０および容量４０を有さない分波器である。図４（ａ）のように、実施例１は比較例１に比べ、送信帯域における受信フィルタ２０の減衰量が大きくなっている。受信帯域の通過特性は実施例１と比較例１とでほとんど変わらない。図４（ｂ）のように、送信フィルタ１０の通過特性は、実施例１と比較例１とでほとんど変わらない。
図５は、送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘからの送信信号の漏れの抑圧を示すアイソレーションの周波数特性を示す図である。実施例１を実線、比較例１を破線で示している。実施例１は比較例１に比べ、送信帯域におけるアイソレーションが２５ｄＢ以上改善している。このように、実施例１によりアイソレーション特性を向上させることができた。
このように、共通端子Ａｎｔから受信フィルタ２０および移相回路３０を介し受信端子Ｒｘに至る送信信号と共通端子Ａｎｔから容量４０を介し受信端子Ｒｘに至る送信信号とがほぼ逆位相となるようにする。また、それぞれの経路を介した送信信号の強度がほぼ同じとなるように容量４０の容量値を設定する。これにより、それぞれの経路を介した送信信号は打ち消し合い、アイソレーション特性が向上する。
図６は、分波器１００の断面図である。図６のように、パッケージ５０は第１層５３、ダイアタッチ層５２およびフットパット層５１の３つのセラミック層を積層した分波器用基板を備えている。第１層５３はフィルタチップ１２、１４を封止するキャビティ３８を形成する。第１層５３上にリッジ５５が固着されることにより、フィルタチップ１２、１４は封止される。ダイアタッチ層５２（実装部）の表面にはバンプ５９を介しフィルタチップ１２および１４がフリップチップ実装される。移相回路もダイアタッチ層５２にフリップチップ実装されている。バンプ５９は、ダイアタッチ層５２上面に形成された配線（不図示）に接続されている。フットバッド層５１の裏面にはフットパット５６が形成されている。フィルタチップ１２には、送信フィルタ１０が形成され、フィルタチップ１４には、受信フィルタ２０が形成されている。
図７（ａ）は、フットパッド層５１の上面の平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。図７（ａ）では、フットパッド層５１の下面に形成されたフットパッド５６を透過して破線で示している。図７（ａ）のように、フットパッド層５１の下面（一面）には、共通端子Ａｎｔに対応する共通フットパッドＡｎｔｆ、送信端子Ｔｘに相当する送信フットパッドＴｘｆ、受信端子Ｒｘに対応する受信フットパッドＲｘｆおよびグランド端子に対応するグランドフットパッドＧｎｄｆが形成されている。
フットパッド層５１の上面（一面の反対の面）には、共通フットパッドＡｎｔｆに接続された配線６０が形成されている。配線６０と共通フットパッドＡｎｔｆとは、フットパッド層５１を貫通し導電材料で埋め込まれたビア６２を介し接続されている。配線６０は、一部が受信フットパッドＲｘｆに重なるように形成されている。すなわち、２つの配線６０ａおよび６０ｂは、受信フットパッドＲｘｆの相対する２つの辺６５ａおよび６５ｂとそれぞれ重なっている。また、受信フットパッドＲｘｆと２つの配線６０ａおよび６０ｂとは、互いに並列に接続された２つの容量形成部６４ａおよび６４ｂを形成している。このように、容量４０は、２つの容量形成部６４ａおよび６４ｂを備えている。なお、図７（ａ）および図７（ｂ）において、配線６０以外の配線は省略している。
次に、実施例１の効果について説明する。平行平板型のキャパシタの静電容量Ｃは、Ｃ＝（εｒε０Ｓ）／ｄである。ここで、ε０は真空中の誘電率、εｒは比誘電率、Ｓは電極面積、ｄは電極間距離である。フットパッド層５１として膜厚が１００μｍのアルミナセラミックを用いた場合、εｒ＝９．８、ｄ＝１００μｍとなる。容量４０の容量値Ｃ＝１５ｆＦとするためには、Ｓ＝１．７３×１０−８ｍ２となる。
図８（ａ）および図８（ｂ）は比較例２および比較例３として、フットパッド５６と配線６０からなる容量４０ａおよび４０ｂを示す図である。図８（ａ）を参照に、フットパッド５６の大きさは、パッケージサイズにより事実上規格化されている場合がある。例えば、底面積が３．０ｍｍ×２．５ｍｍサイズのパッケージでは、フットパッド５６の一辺ＬＦは５００μｍである。Ｓ＝１．７３×１０−８ｍ２の容量４０ａを、配線６０がフットパッド５６を横断するように形成しようとすると、配線６０の幅Ｗは３４．６μｍとなる。配線６０は低コスト化のため印刷法で形成されており、５０μｍ以下のパターンを形成することは難しい。このように、フットパッド５６の大きさが決まっているため、比較例２で小さい容量値の容量を形成することは難しい。
そこで、図８（ｂ）の比較例３のように、配線６０の幅Ｗを１００μｍとし、配線６０をフットパッド５６の一辺にのみ形成すると、配線６０のフットパッド５６との重なりＬは１７３μｍとなる。フットパッド５６はフットパッド層５１の下面に例えば印刷法を用い形成される。配線６０は、フットパッド層５１の上面またはダイアタッチ層５２の下面に印刷法を用い形成される。印刷法の位置合わせ精度や、セラミック層間の重ね合わせ精度はよくない。よって、フットパッド層５１と配線６０との位置関係が所望の位置関係よりずれてしまうことがある。図８（ｂ）の比較例３では、配線６０がフットパッド５６に対し位置ずれして形成されると、容量４０ｂの容量値が変化してしまい、高精度なキャパシタを提供することができない。
図９（ａ）は、実施例１において、フットパッド５６と配線６０との位置がずれした場合を示す図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の受信フットパッドＲｘｆ付近を拡大した図である。配線６０のフットパッド５６に対する所望の位置を破線で示し、配線６０がフットパッド５６に対しずれた位置関係を実線で示す。配線６０ａおよび６０ｂの幅ＷａおよびＷｂを例えば１００μｍとすると、配線６０ａおよび６０ｂがフットパッド５６に重なる長さは例えば計１７３μｍ、片側８６．５μｍとなる。図９（ｂ）のように、配線６０ａは所望の位置よりＸ方向にＸａ、Ｙ方向にＹａずれて形成される。配線６０ｂは所望の位置よりＸ方向にＸｂ、Ｙ方向にＹｂずれて形成される。ＸａとＸｂはほぼ同じであり、ＹａとＹｂはほぼ同じである。容量形成部６４ａと６４ｂは並列に接続されていることから、容量４０の容量値は、容量形成部６４ａと６４ｂの容量値の和となる。よって、配線６０がフットパッド５６に対し位置ずれしても、容量４０の容量値は、ほとんど変化しない。なお、より容量４０の容量値の精度を向上させるため、容量形成部６４ａおよび６４ｂのＸ方向の幅（辺６５ａおよび６５ｂ方向の幅）ＷａおよびＷｂは、ほぼ同じであることが好ましい。また、辺６５ａおよび６５ｂは平行であり、容量形成部６４ａおよび６４ｂは長方形または正方形であることが好ましい。
実施例１によれば、受信フットパッドＲｘｆと共通フットパッドＡｎｔｆとの間（すなわち受信端子Ｒｘと共通端子Ａｎｔの間）に、受信フィルタ２０と並列に容量４０が接続されているため、分波器１００のアイソレーション特性を向上させることができる。容量４０をフットパッド５６が形成された一面とフットパッド層５１（絶縁層）の一面とは反対の面に形成された配線６０とで形成する。このように、容量４０が接続される端子であるフットパッド５６を用い容量を形成するため、分波器の小型化および低コスト化が可能となる。さらに、容量形成部６４ａおよび６４ｂを、フットパッド５６とフットパッド５６の相対する２つの辺６５ａおよび６５ｂとそれぞれ重なる２つの配線６０ａおよび６０ｂと、により形成し、互いに並列に接続する。これにより、図９（ａ）および図９（ｂ）で説明したように、フットパッド５６と配線６０の合わせ位置がずれた場合も、容量値の変化を抑制することができる。よって、容量値を高精度化することができる。
実施例２は、容量形成部が３つある例である。図１０は、実施例２のフットパッド層５１の上面図である。図１０のように、実施例２では、受信フットパッドＲｘｆと、２つの辺６５ａおよび６５ｂとは別の辺６５ｃと重なる別の配線６０ｃと、により別の容量形成部６４ｃが形成されている。容量形成部６４ｃは、２つの容量形成部６４ａおよび６４ｂと並列に接続されている。その他の構成は実施例１の図９（ａ）と同じであり説明を省略する。このように、容量形成部を３つとしてもよい。これにより、容量４０の容量値を大きくできる。
実施例２は、容量形成部が４つある例である。図１１は、実施例３のフットパッド層５１の上面図である。図１１のように、実施例３では、受信フットパッドＲｘｆと、２つの辺６５ａおよび６５ｂとは異なり互いに相対する別の２つの辺６５ｃおよび６５ｄと重なる別の２つの配線６０ｃおよび６０ｄと、により別の２つの容量形成部６４ｃおよび６４ｄが形成されている。容量形成部６４ｃおよび６４ｄは、２つの容量形成部６４ａおよび６４ｂと並列に接続されている。その他の構成は実施例１の図９（ａ）と同じであり説明を省略する。このように、容量形成部を４３つとしてもよい。これにより、容量４０の容量値を大きくできる。
実施例２および３において、別の辺６５ｃおよび６５ｄは辺６５ａおよび６５ｂと直交することが好ましい。また、容量形成部６４ｃおよび６４ｄは長方形または正方形であることが好ましい。これにより、容量４０の容量値をより高精度化することができる。
実施例４は配線がフットパッドに含まれる例である。図１２（ａ）は、実施例４のフットパッド層５１の上面図である。フットパッド層５１の下面に形成されたフットパッド層５１、ダイアタッチ層５２の上面に形成された配線６６を破線で示している。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
図１２（ａ）および図１２（ｂ）のように、フットパッド層５１の上面に形成された配線６０ｅはフットパッド５６に含まれている。つまり、配線６０ｅはフットパッド５６の外周の辺に重なっていない。ダイアタッチ層５２の上面には配線６６が形成されている。ダイアタッチ層５２には金属で埋め込まれ貫通するビア６２および６８が形成されている。配線６０ｅは共通フットパッドＡｎｔｆとビア６２、６８および配線６６を介し接続されている。フットパッド５６と配線６０ｅとで容量形成部６４ｅが形成される。
実施例４によれば、配線６０ｅがフットパッド５６が形成された領域に含まれるように形成されている。これにより、配線６０ｅがフットパッド５６に対し位置ずれしても容量形成部６４ｅの面積は変わらない。よって、高精度な容量を提供することができる。
また、別の配線６６が受信フットパッドＲｘｆとは反対側に形成されている。配線６０ｅと別の配線６６とはビア（ビア金属）で接続されている。このように、配線６０ｅからの引き出しをビア金属および別の配線６６で行なうことにより、配線６０ｅが受信フットパッドＲｘｆの外周の辺に重なることなく、配線６０ｅを共通フットパッドＡｎｔｆに接続することができる。
さらに、配線６０ｅは円形であることが好ましい。配線６０が長方形等で形成されている場合、配線６０を印刷法を用い形成すると、配線６０の角が正確に形成されないことがある。このため、容量形成部６４ｅの容量の精度が低下してしまう。実施例４では、配線６０ｅを円形とすることにより、容量値の高精度化が可能となる。
図１３は、実施例５の一例を示すブロック図である。図１３のように、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に容量４０が２個直列に接続されている。２つの容量４０の間のノードとグランドとの間にインダクタ４４が接続されている。このように、容量４０は複数設けられてもよい。また、インダクタ４４が設けられてもよい。容量４０を複数直列に接続することにより、一つの容量４０の容量値を大きくできる。よって、配線６０をある程度の大きさ以上とすることができ、容量４０の精度を向上させることができる。
図１４は、実施例５の別の例である。送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとの間に容量４０が設けられている。この例では、送信端子Ｔｘから送信フィルタ１０、受信フィルタ２０および移相回路３０を介し受信端子Ｒｘに至る経路の送信信号の位相と、送信端子Ｔｘから容量４０を介し受信端子Ｒｘに至る経路の送信信号の位相が打ち消しあえばよい。これにより、アイソレーション特性を向上させることができる。
実施例５のように、実施例１〜４の容量４０は、共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘおよび受信端子Ｒｘのうち２つの端子間に接続されていればよい。また、容量４０は、送信フィルタ１０または受信フィルタ２０と並列に接続されていればよい。さらに、容量形成部は、共通フットパッドＡｎｔｆ、送信フットパッドＴｘｆおよび受信フットパッドＲｘｆのいずれか２つのフットパッドのうち一方のフットパッドと、他方のフットパッドに接続された配線６０と、により形成されていればよい。
送信フィルタ１０（または受信フィルタ２０）の通過帯域の信号の位相をシフトする移相回路３０が、容量４０が並列に接続された受信フィルタ２０（または送信フィルタ１０）に直列に設けられていることが好ましい。これにより、容量４０を介した信号と受信フィルタ２０（または送信フィルタ１０）を介した信号との位相差を大きくすることができる。２つの端子の一方から他方に容量４０を介し伝送された信号と、２つの端子の一方から他方に送信フィルタ１０または受信フィルタ２０を介し伝送された信号と、は逆位相であることが好ましい。これにより、よりアイソレーション特性をより改善することができる。
なお、送信フィルタ１０または受信フィルタ２０を介した信号と容量４０を介した信号の位相差が所望のものであれば、移相回路３０は設けなくてもよい。送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘへのアイソレーションが問題となることが多いため、容量４０が接続される端子のうち１つは受信端子Ｒｘであることが好ましい。
図１５は、実施例６の分波器の回路構成を示す図である。送信フィルタ１０は、直列共振子Ｓ１１〜Ｓ１３および並列共振子Ｐ１１〜Ｐ１２を含むラダー型フィルタであり、受信フィルタ２０は、直列共振子Ｓ２１〜Ｓ２３および並列共振子Ｐ２１〜Ｐ２３を含むラダー型フィルタである。整合回路８０は、共通端子Ａｎｔと送信フィルタ１０および受信フィルタ２０との間に、それぞれ直列にインダクタ８４、並列にキャパシタ８６が接続されている。送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとの間に直列に２つの容量４２が接続され、容量４２の間のノードとグランドとの間にインダクタ４４が接続されている。その他の構成は、実施例１の図３と同じであり説明を省略する。
実施例１と同様に、Ｗ−ＣＤＭＡ方式に用いられる分波器を想定し、送信フィルタ１０の通過帯域を１９２０〜１９８０ＭＨｚとし、受信フィルタの通過帯域を２１１０〜２１７０ＭＨｚとし、挿入損失およびアイソレーションをシミュレーションした。実施例６において、容量４０の容量値は０．８ｆＦ、容量４２の容量値を各０．３７ｐＦ、インダクタ４４のインダクタンスを０．１４ｎＨ、移相回路３０の移相角は１５８度とした。比較例６においては、容量４０、４２およびインダクタ４４は設けられていない。
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、図４（ａ）および図４（ｂ）と同様に、それぞれ受信フィルタ２０および送信フィルタ１０の通過特性を示す図である。図１７は、図５と同様に、送信端子から受信端子へのアイソレーションの周波数特性を示す図である。実施例６を実線、比較例６を破線で示している。図１６（ａ）のように、受信フィルタ２０の送信帯域において、実施例６は比較例６に比べ減衰量が大きい。図１６（ｂ）のように、送信フィルタ１０の通過特性は、実施例６と比較例６でほとんど変わらない。図１７のように、実施例６は比較例６に比べ、送信帯域におけるアイソレーションが１０ｄＢ以上改善している。このように、実施例６によりアイソレーション特性を向上させることができた。
実施例６においては、受信端子Ｒｘが共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘの２つの端子に対し容量結合している。送信端子Ｔｘの送信信号と共通端子Ａｎｔの送信信号とでは位相が若干異なっている。これは、送信信号が送信フィルタ１０と整合回路８０を通過することにより位相がシフトするためである。送信端子Ｔｘから容量４２を介し受信端子Ｒｘに至る送信信号と、共通端子Ａｎｔから容量４０を介し受信端子Ｒｘに至る送信信号と、は位相が若干異なっている。このように、若干位相の異なる２つの信号で、受信フィルタ２０を漏れてきた送信信号を打ち消させる。これにより、位相の幅が広い送信信号に対しアイソレーション特性を向上させることができる。よって、送信帯域全体において、アイソレーション特性を向上させることができる。
実施例６の容量４０および４２の少なくとも１つを実施例１〜４で示した容量とすることができる。また、容量４０および４２を全て実施例１〜４で示した容量とすることができる。これにより、分波器の小型化、低コスト化および高精度化が可能となる。
実施例７は、受信端子が不平衡端子である例である。図１８は、実施例７の分波器の回路構成を示す図である。図１８のように、受信フィルタ２０は、バラン７０と２つのフィルタ２０ａおよび２０ｂを備えている。バラン７０は、インダクタ７２、７６とキャパシタ７４、７８を含んでいる。共通端子Ａｎｔと出力端子２４ａとの間に直列にインダクタ７２が並列にキャパシタ７４が接続されている。共通端子Ａｎｔと出力端子２４ｂとの間に直列にキャパシタ７８が並列にインダクタ７６が接続されている。バラン７０は、共通端子Ａｎｔに入力した信号の位相を約９０°遅らせ出力端子２４ａに出力し、共通端子Ａｎｔに入力した信号の位相を約９０°進め出力端子２４ｂに出力する。このように、バラン７０は不平衡−平衡変換を行なう。
フィルタ２０ａはバラン７０の出力端子２４ａと受信端子Ｒｘ１との間に接続され、フィルタ２０ｂはバラン７０の出力端子２４ｂと受信端子Ｒｘ２との間に接続されている。フィルタ２０ａおよび２０ｂはそれぞれ直列共振子Ｓ１〜Ｓ４および並列共振子Ｐ１〜Ｐ４を備えたラダー型フィルタである。フィルタ２０ａおよび２０ｂによる位相のシフトをほぼ同じとすることにより、共通端子Ａｎｔに入力した受信信号は、受信端子Ｒｘ１およびＲｘ２から平衡出力される。平衡受信端子の１つＲｘ１と共通端子Ａｎｔの間に容量４０が接続されている。送信フィルタ１０は、直列共振子Ｓ１〜Ｓ４と並列共振子Ｐ１〜Ｐ４を備えるラダー型フィルタである。
実施例７の分波器の通過特性をシミュレーションした。シミュレーションにおいて、バラン７０のインダクタ７２，７６のインダクタンスを５．７ｎＨ、キャパシタ７４、７８の容量値を１．１５ｐＦ、容量４０の容量値を０．０５ｐＦとした。比較例７では、容量４０は設けられていない。
図１９は、実施例７と比較例７の受信フィルタ、送信フィルタの通過特性を示す図である。なお、受信フィルタ２０の特性は、受信端子Ｒｘ１およびＲｘ２に出力される信号をバラン合成した後の特性である。実施例７を実線、比較例７を破線で示している。送信フィルタ１０の通過特性は、実施例７と比較例７でほとんど同じである。受信フィルタ２０の受信帯域での通過特性はほとんど同じである。一方、受信フィルタ２０の送信帯域では、実施例７は比較例７に対し抑圧特性が向上している。
図２０は、送信端子から受信端子へのアイソレーションの周波数特性を示している。実施例７は比較例７に比べ、送信帯域におけるアイソレーションが約１０ｄＢ程度向上している。
実施例７によれば、受信フィルタ２０はバラン７０を含み、受信端子Ｒｘは、１対の平衡端子である。容量４０は、１対の平衡端子のいずれかに接続されている。バラン７０が位相をシフトさせることから、実施例１のような移送回路を用いなくとも、共通端子Ａｎｔからバラン７０およびフィルタ２０ａを介し受信端子Ｒｘ１に至る送信信号と、共通端子Ａｎｔから容量４０を介し受信端子Ｒｘ１に至る送信信号と、の位相をほぼ逆位相とすることができる。よって実施例１のような移相回路が不要となる。なお、送信フィルタ１０がバランを含み送信端子Ｔｘが平衡端子であってもよい。
実施例８は、実施例１から実施例７の分波器を用いた電子装置として携帯電話端末の例である。図２１は、実施例８に係る携帯電話端末１９０の主にＲＦ（Radio Frequency）部のブロック図である。携帯電話端末１９０は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）通信方式およびＷ−ＣＤＭＡ通信方式に対応している。ＧＳＭ方式については、８５０ＭＨｚ帯（ＧＳＭ８５０）、９００ＭＨｚ帯（ＧＳＭ９００）、１８００ＭＨｚ帯（ＧＳＭ１８００）、１９００ＭＨｚ帯（ＧＳＭ１９００）に対応している。アンテナ１７１は、ＧＳＭ方式およびＷ−ＣＤＭＡ方式いずれの送受信信号をも送受信させることができる。アンテナスイッチ１７２は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の信号を送受信する場合、Ｗ−ＣＤＭＡ部１９２を選択し、Ｗ−ＣＤＭＡ部１９２とアンテナ１７１とを接続する。ＧＳＭ方式の信号を送受信する場合、ＧＳＭ部１９４を選択し、ＧＳＭ部１９４とアンテナ１７１とを接続する。
Ｗ−ＣＤＭＡ部１９２は、分波器１７３、ローノイズアンプ１７４、パワーアンプ１７５および信号処理部１７６を備えている。信号処理部１７６はＷ−ＣＤＭＡ送信信号を生成する。パワーアンプ１７５は送信信号を増幅する。分波器１７３の受信フィルタ１７３ａは送信信号を通過させアンテナスイッチ１７２に出力する。受信フィルタ１７３ａは、アンテナスイッチ１７２が出力するＷ−ＣＤＭＡ受信信号を通過させローノイズアンプ１７４に接続する。ローノイズアンプ１７４は受信信号を増幅する。信号処理部１７６は受信信号をダウンコーバートし、以後の処理部に出力する。
ＧＳＭ部１９４は、フィルタ１７７〜１８０、パワーアンプ１８１および１８２、および信号処理部１８３を備えている。信号処理部１８３はＧＳＭ送信信号を生成する。ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００の信号の場合、パワーアンプ１８１が送信信号を増幅する。ＧＳＭ１８００、ＧＳＭ１９００の信号の場合、パワーアンプ１８２が送信信号を増幅する。アンテナスイッチ１７２は、ＧＳＭ信号の種類に応じパワーアンプ１８１または１８２を選択する。アンテナスイッチ１７２は、アンテナ１７１から受信したＧＳＭ信号の種類に応じフィルタ１７７〜１８０を選択する。フィルタ１７７〜１８０は、受信信号をフィルタリングし信号処理部１８３に出力する。信号処理部１８３は受信信号をダウンコーバートし、以後の処理部に出力する。実施例８においては、分波器１を実施例〜６の分波器とすることができる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
以上、実施例１〜８を含む実施形態に関し、さらに、以下に付記を開示する。
付記１：共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、絶縁層と、各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を備えるパッケージと、を具備し、前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドの相対する２つの辺とそれぞれ重なる２つの前記配線と、により各々形成され、各々が並列に接続された２つの容量形成部を備えることを特徴とする分波器。
付記２：前記容量は、前記少なくとも一つのフットパッドと、前記２つの辺とは別の辺と重なる別の配線と、により形成され、前記２つの容量形成部と並列に接続された別の容量形成部を備えることを特徴とする付記１記載の分波器。
付記３：前記容量は、前記少なくとも一つのフットパッドと、前記２つの辺とは異なり相対する別の２辺と重なる別の２つの配線と、により形成され、前記２つの容量形成部と並列に接続された別の２つの容量形成部を備えることを特徴とする付記１記載の分波器。
付記４：前記２つの容量形成部の前記２つの辺方向の幅は同じであることを特徴とする付記１記載の分波器。
付記５：共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、絶縁層と、各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を備えるパッケージと、を具備し、前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドが形成された領域に含まれるように形成された配線と、により形成された容量形成部を備えることを特徴とする分波器。
付記６：前記配線は円形であることを特徴とする付記５記載の分波器。
付記７：前記配線と、前記少なくとも一つのフットパッドとは反対側に形成された別の配線と、を接続するビア金属を具備することを特徴とする付記５または６記載の分波器。
付記８：絶縁層と、共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、を実装する実装部と、前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を具備し、前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドの相対する２つの辺とそれぞれ重なる２つの前記配線と、により各々形成され、各々が並列に接続された２つの容量形成部を備えることを特徴とする分波器用基板。
付記９：絶縁層と、共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、を実装する実装部と、前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を具備し、前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドが形成された領域に含まれるように形成された配線と、により形成された容量形成部を備えることを特徴とする分波器用基板。
付記１０：付記１から７のいずれか一項記載の分波器を含む電子装置。
付記１１：前記送信フィルタおよび前記受信フィルタのうち一方に直列に、前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの他方の通過帯域の信号の位相をシフトする移相回路が接続されていることを特徴とする付記１から７のいずれか一項記載の分波器。
付記１２：前記２つの端子の一方から他方に前記容量を介し伝送された信号と、前記２つの端子の一方から他方に前記送信フィルタまたは前記受信フィルタを介し伝送された信号と、は逆位相であることを特徴とする付記１から７のいずれか一項記載の分波器。
付記１３：前記容量は、前記受信端子と、前記共通端子または前記送信端子と、の間に接続されていることを特徴とする付記１から７のいずれか一項記載に分波器。
付記１４：前記容量は、前記受信端子と前記共通端子との間、前記受信端子と前記送信端子との間に、それぞれ接続されていることを特徴とする付記１から７のいずれか一項記載に分波器。
付記１５：前記受信フィルタまたは前記送信フィルタはバランを含み、前記受信端子または前記送信端子は、一対の平衡端子であり、前記容量は、前記一対の平衡端子のいずれかに接続されていることを特徴とする付記１から７のいずれか一項記載の分波器。
図１は、従来の分波器のブロック図である。 図２は、実施例１の分波器のブロック図である。 図３は、実施例１の分波器の回路構成を示す図である。 図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施例１および比較例１の通過特性を示す図である。 図５は、実施例１および比較例１のアイソレーション特性を示す図である。 図６は、実施例１の断面図である。 図７（ａ）は、フットパッド層の上面図、図７（ｂ）は断面図である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、比較例２、３の容量を示す図である。 図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施例１の効果を説明する図である。 図１０は、実施例２のフットパッド層の上面図である。 図１１は、実施例３のフットパッド層の上面図である。 図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、実施例４のフットパッド層の上面図および断面図である。 図１３は、実施例５の分波器の一例を示すブロック図である。 図１４は、実施例５の分波器の別の例を示すブロック図である。 図１５は、実施例６の分波器の回路構成を示す図である。 図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、実施例６および比較例６の通過特性を示す図である。 図１７は、実施例６および比較例６のアイソレーション特性を示す図である。 図１８は、実施例７の分波器の回路構成を示す図である。 図１９は、実施例７および比較例７の通過特性を示す図である。 図２０は、実施例７および比較例７のアイソレーション特性を示す図である。 図２１は実施例８に係る携帯電話端末のブロック図である。
符号の説明
１０ 送信フィルタ
２０ 受信フィルタ
３０ 移相回路
４０ 容量
５０ パッケージ
５６ フットパッド
６０ 配線
７０ バラン

Claims (10)

  1. 共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、
    前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、
    前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、
    絶縁層と、各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を備えるパッケージと、
    を具備し、
    前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドの相対する２つの辺とそれぞれ重なる２つの前記配線と、により各々形成され、各々が並列に接続された２つの容量形成部を備えることを特徴とする分波器。
  2. 前記容量は、前記少なくとも一つのフットパッドと、前記２つの辺とは別の辺と重なる別の配線と、により形成され、前記２つの容量形成部と並列に接続された別の容量形成部を備えることを特徴とする請求項１記載の分波器。
  3. 前記容量は、前記少なくとも一つのフットパッドと、前記２つの辺とは異なり相対する別の２辺と重なる別の２つの配線と、により形成され、前記２つの容量形成部と並列に接続された別の２つの容量形成部を備えることを特徴とする請求項１記載の分波器。
  4. 前記２つの容量形成部の前記２つの辺方向の幅は同じであることを特徴とする請求項１記載の分波器。
  5. 共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、
    前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、
    前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、
    絶縁層と、各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、を備えるパッケージと、
    を具備し、
    前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドが形成された領域に含まれるように形成された配線と、により形成された容量形成部を備えることを特徴とする分波器。
  6. 前記配線は円形であることを特徴とする請求項５記載の分波器。
  7. 前記配線と、前記少なくとも一つのフットパッドとは反対側に形成された別の配線と、を接続するビア金属を具備することを特徴とする請求項５または６記載の分波器。
  8. 絶縁層と、
    共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、を実装する実装部と、
    前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、
    各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、
    前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、
    を具備し、
    前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドの相対する２つの辺とそれぞれ重なる２つの前記配線と、により各々形成され、各々が並列に接続された２つの容量形成部を備えることを特徴とする分波器用基板。
  9. 絶縁層と、
    共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、を実装する実装部と、
    前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子のうち２つの端子間に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタと並列に接続された容量と、
    各々が前記絶縁層の一面に形成された前記共通端子、前記送信端子および前記受信端子であるフットパッドと、
    前記絶縁層の前記一面とは反対の面に形成された配線と、
    を具備し、
    前記容量は、前記フットパッドのうち少なくとも一つのフットパッドと、前記少なくとも一つのフットパッドが形成された領域に含まれるように形成された配線と、により形成された容量形成部を備えることを特徴とする分波器用基板。
  10. 請求項１から７のいずれか一項記載の分波器を含む電子装置。
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