JPWO2013125363A1 - 高周波モジュールおよび高周波部品 - Google Patents

Abstract

スイッチ素子の端子数を増加させることなく、複数の仕様の携帯電話に対応させることができる高周波モジュールを提供する。高周波モジュール（１）は、スイッチ素子（ＳＷＩＣ）とモジュール基板（２）とを備える。スイッチ素子（ＳＷＩＣ）は、共通端子（ＰＩＣ０１）と接続切替端子（ＰＩＣ１１〜ＰＩＣ１８）とを備えている。モジュール基板（２）は、外部接続端子（ＰＭ１８〜ＰＭ２０）と、第３フィルタ回路（１４）と、を備えている。外部接続端子（ＰＭ１８）は、モジュール基板（２）の内部の伝送線路を介してスイッチ素子（ＳＷＩＣ）の接続切替端子（ＰＩＣ１７）に接続されている。第３フィルタ回路（１４）は、スイッチ素子（ＳＷＩＣ）の接続切替端子（ＰＩＣ１１〜ＰＩＣ１８）から独立して外部接続端子（ＰＭ１９）と外部接続端子（ＰＭ２０）とに接続されている。

Description

本発明は、複数の通信システムまたはバンドクラスに対応する高周波信号が通過する高周波モジュール、および、高周波モジュールをモジュール実装基板に実装して構成される高周波部品に関する。

近年、複数の通信システムやバンドクラスに対応した仕様の携帯電話が一般的になっている（例えば、特許文献１参照。）。そのため、携帯電話に搭載される高周波モジュールは、スイッチ素子と、複数のフィルタ回路と、を備えて構成されている。スイッチ素子は、アンテナの接続先を切り替える複数の接続切替端子を備えて構成されている。複数のフィルタ回路は、各接続切替端子に接続されていて、それぞれ、いずれかの通信システムやバンドクラスに対応する周波数を選別するように構成されている。

特開２００３−１５２５８８号公報

携帯電話で使われる通信システムやバンドクラスなどの仕様は、地域や通信事業者によって異なることが一般的である。そして、従来の高周波モジュールは、一つの携帯電話の仕様のみに対応するように構成され、複数の携帯電話の仕様に対応するようには構成されていなかった。

したがって、モジュールメーカーなど高周波モジュールの供給サイドにおいては、携帯電話の仕様ごとに対応する高周波モジュールの開発、設計、製造を行う必要があり、複数の携帯電話の仕様に対して高周波モジュールを共通化することができず、供給コストの高止まりと、供給期間の長期化が招かれていた。
また、携帯電話メーカーなど高周波モジュールの需要サイドにおいては、携帯電話の仕様ごとに対応する高周波モジュールを管理する必要があり、管理する部品点数の増加によって部品管理の煩雑化が招かれていた。

そこで、高周波モジュールで、スイッチ素子の接続切替端子やフィルタ回路を増やすことにより、対応可能な通信システムやバンドクラスを追加し、高周波モジュールを複数の仕様の携帯電話に対応させることが考えられる。しかしながら、その場合には、追加する通信システムやバンドクラスの数に応じてスイッチ素子の接続切替端子が増加することになる。即ち、高周波モジュールのスイッチ素子が不要な端子を有することになるため、スイッチ素子の高コスト化が招来され、高周波モジュールの共通化によるコストの削減効果を得ることが難しくなってしまう。

そこで、本発明の目的は、スイッチ素子の接続切替端子を増加させることなく、複数の仕様の携帯電話に対応させることができ、また、需要サイドで管理する部品点数を削減できるようにした高周波モジュールを提供することにある。

本発明に係る高周波モジュールは、スイッチ素子と、モジュール基板とを備えている。スイッチ素子は、共通端子と接続切替端子とを含む複数の端子を備えている。複数の接続切替端子は、共通端子の接続先を切り替え可能に構成されている。モジュール基板は、複数の外部接続端子と、複数の素子接続端子と、第１回路部と、第２回路部と、を備えている。複数の外部接続端子は、モジュール基板の第１の主面に配置されている。複数の素子接続端子は、モジュール基板の第２の主面に配置されていてスイッチ素子の複数の端子のうちのいずれかが実装されているとともに、モジュール基板内部の配線を介して複数の外部接続端子のいずれかに接続されている。第１回路部は、複数の外部接続端子のうちの一つと複数の素子接続端子のうちの一つとに接続されている。第２回路部は、複数の素子接続端子から独立して複数の外部接続端子のうちの二つに接続されている。

この高周波モジュールは、高周波モジュールを実装する実装基板等において、第１回路部と第２回路部とを接続させる配線を形成する場合と、第１回路部を第２回路部と接続させる配線を形成せずに第1回路部をそのまま利用する場合とで、外部接続端子を流れる信号を変化させることができる。したがって、第２回路部を接続しない状態での信号と、第２回路部を接続する状態での信号とを、携帯電話の異なる仕様に対応させることができ、高周波モジュールを複数の仕様の携帯電話に対応させることができる。また、第１回路部と第２回路部との配線接続の設定を需要サイドで行うことができ、この高周波モジュールを携帯電話の異なる仕様に対応させて、管理する部品点数を削減することが可能になる。

上述の高周波モジュールにおいて、スイッチ素子の備える複数の端子の数が、モジュール基板の備える複数の外部接続端子の数よりも少ないと好適である。

上述の高周波モジュールにおいて、第１回路部に接続されている外部接続端子と、第２回路部に接続されている外部接続端子と、は、互いに隣接してモジュール基板の第１の主面上に配置されていてもよい。

上述の高周波モジュールにおいて、第１回路部は、スイッチ素子の接続切替端子に接続されている伝送線路であり、第２回路部は、所定の周波数帯域の信号を選別するフィルタ回路を備えていてもよい。また、この高周波モジュールを搭載する高周波部品は、第１の実装基板または第２の実装基板を備えていると好適である。

第１の実装基板は、アンテナ端子とフィルタ回路端子とグランド電極とを備えるものである。アンテナ端子は、スイッチ素子の共通端子にモジュール基板の外部接続端子を介して接続されるものである。フィルタ回路は、第１回路部にモジュール基板の外部接続端子を介して接続されるものである。グランド電極は、第２回路部に接続されている２つの外部接続端子をグランド電位にするものである。

第２の実装基板は、アンテナ端子とフィルタ回路端子と伝送線路とを備えるものである。アンテナ端子は、スイッチ素子の共通端子にモジュール基板の外部接続端子を介して接続されるものである。フィルタ回路は、第２回路部にモジュール基板の外部接続端子を介して接続されるものである。伝送線路は、第１回路部と第２回路部との間に接続されているものである。

上述の高周波モジュールにおいて、第１回路部は、スイッチ素子の共通端子に接続されている伝送線路であり、第２回路部は、過電流をグランドに逃がす静電気破壊保護回路を備えていてもよい。また、この高周波モジュールを搭載する高周波部品は、第３の実装基板または第４の実装基板を備えていると好適である。

第３の実装基板は、アンテナ端子とフィルタ回路端子とグランド電極とを備えるものである。フィルタ回路は、スイッチ素子の接続切替端子にモジュール基板の外部接続端子を介して接続されるものである。アンテナ端子は、第１回路部にモジュール基板の外部接続端子を介して接続されるものである。グランド電極は、第２回路部に接続されている２つの外部接続端子をグランド電位にするものである。

第４の実装基板は、アンテナ端子とフィルタ回路端子と伝送線路とを備えるものである。フィルタ回路は、スイッチ素子の接続切替端子にモジュール基板の外部接続端子を介して接続されるものである。アンテナは、第２回路部にモジュール基板の外部接続端子を介して接続されるものである。伝送線路は、第１回路部と第２回路部との間に接続されているものである。

本発明によれば、需要サイドでの配線変更により、第２回路部の使用／不使用の決定を行うことができるので、第２回路部を使用する場合と、第２回路部を使用しない場合とで、スイッチ素子の第１回路部に接続されている端子の機能を異ならせることが可能になる。これにより、スイッチ素子の端子数を増加させなくても、一つの高周波モジュールで複数の携帯電話の仕様に対応でき、同じ製品を多数生産することによる高周波モジュールの供給コストの削減、および、供給期間の短縮が可能になる。さらには、この高周波モジュールを用いることにより、需要サイドでは管理する部品点数を削減でき、部品管理の煩雑化を回避することができる。

第１の実施形態に係る高周波モジュールの構成を説明する図である。 第１の実施形態に係る高周波モジュールの積み図である。 第１の実施形態に係る高周波モジュールの積み図である。 第１の実施形態に係る高周波モジュールの積み図である。 第１の実施形態に係る高周波モジュールを実装する実装基板の配線図である。 第２の実施形態に係る高周波モジュールの構成を説明する図である。 第３の実施形態に係る高周波モジュールの構成を説明する図である。

≪第１の実施形態≫
以下、本発明の第１の実施形態に係る高周波モジュールおよび高周波部品について説明する。

本実施形態に係る高周波モジュールは、携帯電話の第１の仕様と第２の仕様とに対応することが可能なものである。携帯電話の第１の仕様は、ＧＳＭ（登録商標）（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍ ｆｏｒＭｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）の規格、および、ＴＤＳＣＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）の規格に対応するというものである。第２の仕様は、ＧＳＭ（登録商標）の規格、およびＷＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣｏｄｅ ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の規格に対応するというものである。

なお、この例では、携帯電話の第１の仕様と第２の仕様とでＧＳＭ（登録商標）の規格が共通であり、ＷＣＤＭＡの規格とＴＤＳＣＤＭＡの規格とが相違するが、共通の規格については、どのような通信システムやバンドクラスであってもよく、また、設けなくても良い。また、相違する規格については、ＷＣＤＭＡの規格とＴＤＳＣＤＭＡの規格とに限らず、他の通信システムやバンドクラスであってもよく、また、各仕様につき相違する複数の規格が存在していてもよい。

また、以下の説明では、スイッチ素子の一例として、スイッチＩＣを用いた場合を示すが、他の構造からなるスイッチ素子にも適用することができる。

まず、第１の実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について説明する。図１は、高周波モジュール１の回路構成を示すブロック図である。

高周波モジュール１は、モジュール基板２とスイッチ素子ＳＷＩＣとを備えている。

スイッチ素子ＳＷＩＣは、電源端子ＰＩＣＶｄｄと、制御端子ＰＩＣＶｃ１〜ＰＩＣＶｃ４と、共通端子ＰＩＣ０１と、接続切替端子ＰＩＣ１１〜ＰＩＣ１８と、を備えていて、モジュール基板２に搭載されている。このスイッチ素子ＳＷＩＣは、電源端子ＰＩＣＶｄｄに駆動電圧（Ｖｄｄ）が印加されることで駆動する。そして、スイッチ素子ＳＷＩＣは、駆動中に制御端子ＰＩＣＶｃ１，ＰＩＣＶｃ２，ＰＩＣＶｃ３，ＰＩＣＶｃ４に制御電圧（Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３，Ｖｃ４）が印加されることにより、制御電圧（Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３，Ｖｃ４）の組み合わせに応じて、接続切替端子ＰＩＣ１１〜ＰＩＣ１８の何れか一つを共通端子ＰＩＣ０１に接続した状態とする。

モジュール基板２は、低温焼結セラミック積層基板（ＬＴＣＣ）からなり、基板両主面のうちの一方が外部実装基板に実装される基板実装面として構成されていて、基板両主面のうちの他方がスイッチ素子ＳＷＩＣを搭載する素子搭載面として構成されている。

モジュール基板２は、基板内部に、アンテナ整合回路１１と、第１フィルタ回路１２と、第２フィルタ回路１３と、第３フィルタ回路１４と、複数の配線電極を備えている。また、基板実装面に、外部接続端子ＰＭＶｄｄ，ＰＭＶｃ１〜ＰＭＶｃ４，ＰＭ０１，ＰＭ１１〜ＰＭ２０を備えている。また、素子搭載面に、スイッチ素子ＳＷＩＣの各端子に接続される複数の素子接続端子（不図示）を備えている。

外部接続端子ＰＭＶｄｄは、駆動電圧（Ｖｄｄ）が印加される端子であり、基板内部の配線電極を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの電源端子ＰＩＣＶｄｄに接続されている。

外部接続端子ＰＭＶｃ１〜ＰＭＶｃ４は、それぞれ、制御電圧（Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３，Ｖｃ４）が印加される端子であり、基板内部の配線電極を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの制御端子ＰＩＣＶｃ１〜ＰＩＣＶｃ４に接続されている。

外部接続端子ＰＭ０１は、アンテナ端子ＡＮＴに接続される端子であり、基板内部のアンテナ整合回路１１を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの共通端子ＰＩＣ０１に接続されている。アンテナ整合回路１１は、インダクタンスＬ１，Ｌ２とキャパシタンスＣ１とにより構成されていて、アンテナ端子ＡＮＴとスイッチ素子ＳＷＩＣの共通端子ＰＩＣ０１とを、インピーダンス整合させる回路である。なお、このアンテナ整合回路１１は、静電破壊（ＥＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ-Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護回路を兼ねていて、静電気による過電流をグランドに逃がす機能も備えている。

外部接続端子ＰＭ１１は、ＧＳＭ８５０およびＧＳＭ９００の送信信号処理回路に接続される端子であり、基板内部の第１フィルタ回路１２を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ１１に接続されている。第１フィルタ回路１２は、インダクタンスＧＬｔ１，ＧＬｔ２とキャパシタンスＧＣｃ１，ＧＣｃ２，ＧＣｕ１，ＧＣｕ２，ＧＣｕ３とにより構成されていて、ＧＳＭ８５０の送信信号およびＧＳＭ９００の送信信号の使用周波数帯域を通過帯域とするフィルタ回路であり、ＧＳＭ８５０の送信信号およびＧＳＭ９００の送信信号の２倍高調波および３倍高調波を減衰させる。

外部接続端子ＰＭ１２は、ＧＳＭ１８００およびＧＳＭ１９００の送信信号処理回路に接続される端子であり、基板内部の第２フィルタ回路１３を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ１２に接続されている。第２フィルタ回路１３は、インダクタンスＤＬｔ１，ＤＬｔ２とキャパシタンスＤＣｃ１，ＤＣｕ２とにより構成されていて、ＧＳＭ１８００の送信信号およびＧＳＭ１９００の送信信号の使用周波数帯域を通過帯域とするフィルタ回路であり、ＧＳＭ１８００の送信信号およびＧＳＭ１９００の送信信号の２倍高調波および３倍高調波を減衰させる。

外部接続端子ＰＭ１３は、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＧＳＭ１８００、ＧＳＭ１９００いずれかの受信信号処理回路に接続される端子であり、基板内部の伝送線路を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ１３に接続されている。

外部接続端子ＰＭ１４は、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＧＳＭ１８００、ＧＳＭ１９００いずれかの受信信号処理回路に接続される端子であり、基板内部の伝送線路を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ１４に接続されている。

外部接続端子ＰＭ１５は、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＧＳＭ１８００、ＧＳＭ１９００いずれかの受信信号処理回路に接続される端子であり、基板内部の伝送線路を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ１５に接続されている。

外部接続端子ＰＭ１６は、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＧＳＭ１８００、ＧＳＭ１９００いずれかの受信信号処理回路に接続される端子であり、基板内部の伝送線路を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ１６に接続されている。

外部接続端子ＰＭ１７は、ＷＣＤＭＡの第１のバンドクラスの送受信信号処理回路に接続される、または、グランドに接続される端子であり、基板内部の伝送線路を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ１７に接続されている。

外部接続端子ＰＭ１８は、ＷＣＤＭＡの第２のバンドクラスの送受信信号処理回路に接続される、または、外部実装基板に形成される配線を介して、外部接続端子ＰＭ１９に接続される端子であり、基板内部の伝送線路を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ１８に接続されている。なお、この外部接続端子ＰＭ１８と接続切替端子ＰＩＣ１８との間に形成される伝送線路が、本実施形態の第１回路部に相当するものである。第１回路部としては、伝送線路の他、何らかのＬＣ回路や整合回路などを利用するほうが好適な場合もある。

外部接続端子ＰＭ１９は、グランド電位に接続される、または、外部実装基板に形成される配線を介して、外部接続端子ＰＭ１８に接続される端子であり、基板内部の第３フィルタ回路１４を介して外部接続端子ＰＭ２０に接続されている。外部接続端子ＰＭ２０は、グランド電位に接続される、または、ＴＤＳＣＤＭＡの送受信信号処理回路に接続される端子であり、基板内部の第３フィルタ回路１４を介して外部接続端子ＰＭ１９に接続されている。第３フィルタ回路１４は、インダクタンスＴＤＬｔ１，ＴＤＬｔ２とキャパシタンスＴＤＣｃ１，ＴＤＣｕ２，とにより構成されている低域通過フィルタであり、ＴＤＳＣＤＭＡの送信信号の２倍高調波および３倍高調波を減衰させる。なお、この外部接続端子ＰＭ１９と外部接続端子ＰＭ２０との間に形成される第３フィルタ回路１４が、本実施形態の第２回路部に相当するものである。第２回路部としては、低域通過フィルタの他、対象となる通信システムやバンドクラスに応じた別のフィルタ回路や整合回路などを利用するほうが好適な場合もある。

これらの外部接続端子ＰＭ１７，ＰＭ１８，ＰＭ１９，ＰＭ２０の接続形態は、高周波モジュール１を搭載する外部実装基板における配線構造によって決定される。

具体的には、高周波モジュール１が、ＷＣＤＭＡの規格に対応する第１の仕様の携帯電話の外部実装基板に搭載される場合、外部接続端子ＰＭ１７は、そのまま、ＷＣＤＭＡの第１のバンドクラスの送受信信号処理回路に接続される。外部接続端子ＰＭ１８は、そのまま、ＷＣＤＭＡの第２のバンドクラスの送信信号処理回路に接続される。そして、外部接続端子ＰＭ１９と外部接続端子ＰＭ２０とは、グランド電位に接続される。

このような配線構造が外部実装回路で採用されることにより、この高周波モジュール１は、第１の仕様に対応したものになり、ＧＳＭ（登録商標）の規格、および、ＷＣＤＭＡの規格に対応することになる。

また、高周波モジュール１が、ＴＤＳＣＤＭＡの規格に対応する第２の仕様の携帯電話の外部実装基板に搭載される場合、第２の仕様の外部実装基板において、外部接続端子ＰＭ１７は、グランドに接続される。そして、外部接続端子ＰＭ１８と外部接続端子ＰＭ１９とは、外部実装基板に形成される配線を介して互いに接続される。外部接続端子ＰＭ２０は、ＴＤＳＣＤＭＡの送受信信号処理回路に接続される。

このような配線構造が外部実装回路で採用されることにより、この高周波モジュール１は、第２の仕様に対応したものになり、ＧＳＭ（登録商標）の規格、および、ＴＤＳＣＤＭＡの規格に対応することになる。

次に、上述の回路構成からなる高周波モジュール１の具体構造について説明する。図２〜図４は、高周波モジュール１の具体構造を示す、モジュール基板２の積み図である。なお、以下に説明するモジュール基板２は、１７層の誘電体層を積層したものであり、各誘電体層には高周波モジュール１を構成するための所定の電極パターンが形成されるとともに、層間を接続するビア電極が形成されている。ビア電極は、図２〜図４の各層に示す丸印で表されている。なお、以下では、最上層の誘電体層を誘電体層ＰＬ１として、下層側になるほど数値が増加し、最下層の誘電体層を誘電体層ＰＬ１７として説明する。

図２（Ａ）は、誘電体層ＰＬ１を天面側から視た実装状態図である。誘電体層ＰＬ１は、スイッチ素子ＳＷＩＣとインダクタ素子（Ｌ１，Ｌ２）とが搭載されている。また、誘電体層ＰＬ１は、天面に複数の素子接続電極（不図示）が形成されている。各素子接続電極にはスイッチ素子ＳＷＩＣとインダクタ素子（Ｌ１，Ｌ２）との各端子が接続されている。また、誘電体層ＰＬ１は、層内に複数のビア電極（破線丸印）が形成されている。各ビア電極は各素子接続電極に接続されている。

図２（Ｂ）は、誘電体層ＰＬ２を天面側から視た図である。図２（Ｃ）は、誘電体層ＰＬ３を天面側から視た図である。誘電体層ＰＬ２および誘電体層ＰＬ３は、天面に複数の引き回し電極が形成されている。各層の引き回し電極は、誘電体層ＰＬ１、誘電体層ＰＬ２、および、誘電体層ＰＬ３に形成されたビア電極を介して接続されている。

図２（Ｄ）は、誘電体層ＰＬ４を天面側から視た図である。図２（Ｅ）は、誘電体層ＰＬ５を天面側から視た図である。誘電体層ＰＬ４は、天面にグランドＧＮＤを構成する電極パターンが形成されている。誘電体層ＰＬ５は、天面に、キャパシタＧＣｕ１を構成する電極パターンと、キャパシタＧＣｕ３を構成する電極パターンとが形成されている。誘電体層ＰＬ５に形成された各電極パターンは、誘電体層ＰＬ４の誘電体層およびグランドＧＮＤに対向してキャパシタＧＣｕ１およびキャパシタＧＣｕ３を構成している。

図２（Ｆ）は、誘電体層ＰＬ６を天面側から視た図である。誘電体層ＰＬ６は、層内に複数のビア電極が形成されている。

図３（Ａ）は、誘電体層ＰＬ７を天面側から視た図である。図３（Ｂ）は、誘電体層ＰＬ８を天面側から視た図である。図３（Ｃ）は、誘電体層ＰＬ９を天面側から視た図である。図３（Ｄ）は、誘電体層ＰＬ１０を天面側から視た図である。図３（Ｅ）は、誘電体層ＰＬ１１を天面側から視た図である。誘電体層ＰＬ７から誘電体層ＰＬ１１に掛けて、各層天面に、インダクタンスＧＬｔ1、インダクタンスＧＬｔ２、インダクタンスＤＬｔ１、インダクタンスＤＬｔ２、インダクタンスＴＤＬｔ１、および、インダクタンスＴＤＬｔ２を構成する電極パターンが形成されている。各層の電極パターンは、誘電体層ＰＬ７から誘電体層ＰＬ１１のそれぞれに形成されたビア電極を介して接続されている。

図３（Ｆ）は、誘電体層ＰＬ１２を天面側から視た図である。図４（Ａ）は、誘電体層ＰＬ１３を天面側から視た図である。図４（Ｂ）は、誘電体層ＰＬ１４を天面側から視た図である。図４（Ｃ）は、誘電体層ＰＬ１５を天面側から視た図である。図４（Ｄ）は、誘電体層ＰＬ１６を天面側から視た図である。図４（Ｅ）は、誘電体層ＰＬ１７を天面側から視た図である。誘電体層ＰＬ１２と誘電体層ＰＬ１７は、天面に、グランドＧＮＤを構成する電極パターンが形成されている。誘電体層ＰＬ１３から誘電体層ＰＬ１６に掛けて、各層天面に、キャパシタンスＧＣｃ１、キャパシタンスＧＣｃ２、キャパシタンスＧＣｕ２、キャパシタンスＤＣｃ１、キャパシタンスＤＣｕ２、キャパシタンスＴＤＣｃ１、キャパシタンスＴＤＣｕ２、および、キャパシタンスＣ１、を構成する電極パターンが形成されている。各層の電極パターンは、誘電体層を介して電極パターン同士で対向することで、または、誘電体層を介して誘電体層ＰＬ１２や誘電体層ＰＬ１７のグランドＧＮＤに対向することで、キャパシタンスＧＣｃ１、キャパシタンスＧＣｃ２、キャパシタンスＧＣｕ２、キャパシタンスＤＣｃ１、キャパシタンスＤＣｕ２、キャパシタンスＴＤＣｃ１、キャパシタンスＴＤＣｕ２、および、キャパシタンスＣ１、を構成している。

図４（Ｆ）は、誘電体層ＰＬ１７を底面側から視た図である。誘電体層ＰＬ１７の底面には、モジュール実装用の外部接続端子となる電極パターンが配列形成されている。ここで、図中上側には、図中左方向に順に、グランドＧＮＤ、外部接続端子ＰＭ０１、外部接続端子ＰＭ１７、外部接続端子ＰＭ１８、外部接続端子ＰＭ１９、外部接続端子ＰＭ２０、外部接続端子ＰＭＶｃ１が配列されている。これらのうち、外部接続端子ＰＭ１７、外部接続端子ＰＭ１８、外部接続端子ＰＭ１９、および、外部接続端子ＰＭ２０は、外部実装基板における配線構造に応じて、接続態様が決定されるものである。したがって、これらの外部接続端子ＰＭ１７，ＰＭ１８，ＰＭ１９，ＰＭ２０を隣接させて配置することにより、外部実装基板で、外部接続端子ＰＭ１９，ＰＭ２０をグランド電位に接続したり、外部接続端子ＰＭ１８，ＰＭ１９を接続すしたりするような配線構造を構成することが容易となる。

図５（Ａ）は、高周波モジュール１を実装する高周波部品で用いられる外部実装基板１０１における、実装電極のパターン例を示す図である。ここで示す外部実装基板１０１は、携帯電話の第１の仕様、即ち、ＧＳＭ（登録商標）の規格とＷＣＤＭＡの規格とに対応する仕様のものである。なお、この外部実装基板は、本実施形態における第１の実装基板に相当する。

この外部実装基板１０１では、図中上側には、図中右方向に順に、グランドＧＮＤに接続される実装電極、アンテナ端子ＡＮＴに接続される実装電極、ＷＣＤＭＡの第１のバンドクラスの送受信信号処理回路に接続される実装電極、ＷＣＤＭＡの第２のバンドクラスの送受信信号処理回路に接続される実装電極、グランドＧＮＤに接続される実装電極、および、制御電圧Ｖｃ１が接続される実装電極が配列されている。そのため、前述の図４（Ｆ）に示した高周波モジュール１の実装面を搭載すると、外部接続端子ＰＭ１７は、実装電極を介してＷＣＤＭＡの第１のバンドクラスの送受信信号処理回路に接続される。外部接続端子ＰＭ１８は、実装電極を介してＷＣＤＭＡの第２のバンドクラスの送受信信号処理回路に接続される。外部接続端子ＰＭ１９および外部接続端子ＰＭ２０は、実装電極を介してグランドＧＮＤに接続される。

この構成では、外部接続端子ＰＭ１７，ＰＭ１８がそのままＷＣＤＭＡの送受信信号処理回路に接続されるとともに、外部接続端子ＰＭ１９、ＰＭ２０がグランドＧＮＤに接続されるので、携帯電話の第１の仕様に対応したものになる。また、外部接続端子ＰＭ１９、ＰＭ２０がグランドＧＮＤに接続されるので、外部接続端子ＰＭ１９、ＰＭ２０を介したノイズの回り込みや、アイソレーションの劣化を防ぐことができる。

図５（Ｂ）は、高周波モジュール１を実装する高周波部品で用いられる外部実装基板１０２における、実装電極のパターン例を示す図である。ここで示す外部実装基板１０２は、携帯電話の第２の仕様、即ち、ＧＳＭ（登録商標）の規格とＴＤＳＣＤＭＡの規格とに対応する仕様のものである。なお、この外部実装基板は、本実施形態における第２の実装基板に相当する。

この外部実装基板１０２では、図中上側には、図中右方向に順に、グランドＧＮＤに接続される実装電極、アンテナ端子ＡＮＴに接続される実装電極、グランドＧＮＤに接続される実装電極、外部接続端子ＰＭ１８と外部接続端子ＰＭ１９とを接続する実装電極、ＴＤＳＣＤＭＡの送受信信号処理回路に接続される実装電極、および、制御電圧Ｖｃ１が接続される実装電極が配列されている。そのため、前述の図４（Ｆ）に示した高周波モジュール１の実装面を搭載すると、外部接続端子ＰＭ１７は、実装電極を介してグランドＧＮＤに接続される。外部接続端子ＰＭ１８と外部接続端子ＰＭ１９とは、実装電極を介して互いに接続される。外部接続端子ＰＭ２０は、実装電極を介してＴＤＳＣＤＭＡの送受信信号処理回路に接続される。

この構成では、外部接続端子ＰＭ１８が外部接続端子ＰＭ１９と基板内部の第３フィルタ回路１４と外部接続端子ＰＭ２０とを介して、ＴＤＳＣＤＭＡの送受信信号処理回路に接続されるので、携帯電話の第２の仕様に対応したものになる。

以上のことから、高周波モジュール１に搭載するスイッチ素子ＳＷＩＣの端子数が、モジュール基板２の外部接続端子の数よりも少なくても、携帯電話機の複数の仕様に対応することができる。そのため、高周波モジュール１の開発、設計、製造を、携帯電話機の仕様ごとに行う必要が無くなり、供給コストの低減と、供給期間の短縮を実現することが可能になる。また、高周波モジュール１の供給を受けて、外部実装基板１０１や外部実装基板１０２に実装する、携帯電話メーカーなどの需要サイドでは、管理する部品点数を削減でき、部品管理の容易化を実現することが可能になる。

≪第２の実施形態≫
次に、本発明の第２の実施形態に係る高周波モジュールについて説明する。

本実施形態に係る高周波モジュールは、携帯電話の第３の仕様と第４の仕様とに対応することが可能なものである。携帯電話の第３の仕様は、ＧＳＭ（登録商標）の規格、ＷＣＤＭＡの第１のバンドクラスの規格、および、ＷＣＤＭＡの第２のバンドクラスの規格に対応するというものである。第４の仕様は、ＧＳＭ（登録商標）の規格、ＷＣＤＭＡの第１のバンドクラスの規格、および、ＷＣＤＭＡの第３のバンドクラスの規格に対応するというものである。

なお、この例では、携帯電話の第３の仕様と第４の仕様とでＧＳＭ（登録商標）の規格、および、ＷＣＤＭＡの第１のバンドクラスの規格が共通し、ＷＣＤＭＡの第２のバンドクラスの規格とＷＣＤＭＡの第３のバンドクラスの規格とが相違するが、共通の規格については、どのような通信システムやバンドクラスであってもよく、また、設けなくても良い。また、相違する規格については、ＷＣＤＭＡの異なるバンドクラスの規格同士に限らず、他の通信システムやバンドクラスであってもよく、また、各仕様につき相違する複数の規格が存在していてもよい。

また、以下の説明では、スイッチ素子の一例として、スイッチＩＣを用いた場合を示すが、他の構造からなるスイッチ素子にも適用することができる。

ここで、第２の実施形態に係る高周波モジュール２１の回路構成について説明する。図６は、高周波モジュール２１の回路構成を示すブロック図である。なお、以下、第１の実施形態と同様な構成についての詳細な説明は省く。

高周波モジュール２１は、モジュール基板２２とスイッチ素子ＳＷＩＣとを備えている。

スイッチ素子ＳＷＩＣは、電源端子ＰＩＣＶｄｄと、制御端子ＰＩＣＶｃ１〜ＰＩＣＶｃ４と、共通端子ＰＩＣ２１と、接続切替端子ＰＩＣ３１〜ＰＩＣ３７と、を備えている。

モジュール基板２２は、基板内部に、アンテナ整合回路３１と、第１フィルタ回路３２と、第２フィルタ回路３３と、第３フィルタ回路３４と、第４フィルタ回路３５と、第５フィルタ回路３６と、第６フィルタ回路３７と、第７フィルタ回路３８と、複数の配線電極と備えている。また、基板実装面に、外部接続端子ＰＭＶｄｄ，ＰＭＶｃ１〜ＰＭＶｃ４，ＰＭ２１，ＰＭ３１〜ＰＭ５０を備えている。

外部接続端子ＰＭ２１は、基板内部のアンテナ整合回路３１を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの共通端子ＰＩＣ２１に接続されている。

外部接続端子ＰＭ３１は、基板内部の第１フィルタ回路３２を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ３１に接続されている。

外部接続端子ＰＭ３２は、基板内部の第２フィルタ回路３３を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ３２に接続されている。

外部接続端子ＰＭ３３および外部接続端子ＰＭ３４は、ＧＳＭ８５０またはＧＳＭ９００の受信信号処理回路に接続される平衡端子であり、基板内部の第３フィルタ回路３４を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ３３に接続されている。第３フィルタ回路３４は、整合用のインダクタンスＬ５と表面弾性波フィルタＳＡＷ１とにより構成されている。

外部接続端子ＰＭ３５〜ＰＭ３８は、ＧＳＭ１８００またはＧＳＭ１９００の受信信号処理回路に接続される２組の平衡端子であり、基板内部の第４フィルタ回路３５を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ３４および接続切替端子ＰＩＣ３５に接続されている。第４フィルタ回路３５は、整合用のインダクタンスＬ６，Ｌ７と２つの表面弾性波フィルタＳＡＷ２，ＳＡＷ３とにより構成されている。

外部接続端子ＰＭ３９〜ＰＭ４１は、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ１クラスの送受信信号処理回路に接続される不平衡/平衡端子であり、基板内部の第５フィルタ回路３６を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ３６に接続されている。第５フィルタ回路３６は、整合用のキャパシタンスＣ２およびインダクタンスＬ８と２つの表面弾性波フィルタＳＡＷ４，ＳＡＷ５とにより構成されている。

外部接続端子ＰＭ４２〜ＰＭ４４は、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ５クラスの送受信信号処理回路に接続される、または、グランド電位に接続される、不平衡/平衡端子であり、基板内部の第６フィルタ回路３７を介して外部接続端子ＰＭ４５に接続されている。外部接続端子ＰＭ４５は、外部実装基板に形成される配線を介して外部接続端子ＰＭ４６に接続される、またはグランド電位に接続される端子である。第６フィルタ回路３７は、整合用のインダクタンスＬ９と２つの表面弾性波フィルタＳＡＷ６，ＳＡＷ７とにより構成されている。

外部接続端子ＰＭ４６は、外部実装基板に形成される配線を介して、外部接続端子ＰＭ４５、または、外部接続端子ＰＭ４７に接続される端子であり、伝送線路を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの接続切替端子ＰＩＣ３７に接続されている。

外部接続端子ＰＭ４７は、外部実装基板に形成される配線を介して外部接続端子ＰＭ４６に接続される、またはグランド電位に接続される端子であり、第７フィルタ回路３８を介して外部接続端子ＰＭ４８〜ＰＭ５０に接続されている。外部接続端子ＰＭ４８〜ＰＭ５０は、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ８クラスの送受信信号処理回路に接続される、または、グランド電位に接続される、不平衡/平衡端子である。第７フィルタ回路３８は、整合用のインダクタンスＬ１０と２つの表面弾性波フィルタＳＡＷ８，ＳＡＷ９とにより構成されている。

なお、上述の外部接続端子ＰＭ４２〜ＰＭ５０の接続形態は、高周波モジュール２１を搭載する外部実装基板における配線構造によって決定される。

具体的には、高周波モジュール２１が、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ１クラスとＢａｎｄ５クラスに対応する第３の仕様の携帯電話の外部実装基板に搭載される場合、外部接続端子ＰＭ４２〜ＰＭ４４は、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ５クラスの送受信信号処理回路に接続される。また、外部接続端子ＰＭ４５と外部接続端子ＰＭ４６とは、外部実装基板に形成される配線を介して互いに接続される。外部接続端子ＰＭ４７〜ＰＭ５０は、グランド電位に接続される。なお、この外部実装基板は、本実施形態における第３の実装基板に相当する。

このような配線構造が外部回路で採用されることにより、この高周波モジュール２１は、第３の仕様に対応したものになり、ＧＳＭ（登録商標）の規格、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ１クラスの規格、および、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ５クラスの規格に対応することになる。

また、高周波モジュール２１が、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ１クラスとＢａｎｄ８クラスに対応する第４の仕様の携帯電話の外部実装基板に搭載される場合、外部接続端子ＰＭ４２〜ＰＭ４５は、グランド電位に接続される。また、外部接続端子ＰＭ４６と外部接続端子ＰＭ４７とは、外部実装基板に形成される配線を介して互いに接続される。外部接続端子ＰＭ４８〜ＰＭ５０は、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ８クラスの送受信信号処理回路に接続される。なお、この外部実装基板は、本実施形態における第４の実装基板に相当する。

このような配線構造が外部回路で採用されることにより、この高周波モジュール２１は、第４の仕様に対応したものになり、ＧＳＭ（登録商標）の規格、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ１クラスの規格、および、ＷＣＤＭＡのＢａｎｄ８クラスの規格に対応することになる。

なお、モジュール基板２２の実装面構造についての詳細な説明は省くが、外部接続端子ＰＭ４２〜ＰＭ５０は、モジュール基板２２の実装面において、順に隣接させて配列することで、外部実装基板における配線構造の決定や配線形成を容易なものにすることができる。

≪第３の実施形態≫
次に、本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュールについて説明する。

本実施形態に係る高周波モジュールは、携帯電話の第５の仕様と第６の仕様とに対応することが可能なものである。携帯電話の第５の仕様は、アンテナからのＥＳＤ保護を重視する仕様であり、アンテナがＥＳＤ保護回路を介してスイッチ素子に接続されるものである。携帯電話の第６の仕様は、アンテナの利得を重視する仕様であり、アンテナ端子がＥＳＤ保護回路を介さずに直接、スイッチ素子に接続されてＥＳＤ保護回路による損失の発生を防ぐものである。

ここで、第３の実施形態に係る高周波モジュール５１の回路構成について説明する。図７は、高周波モジュール５１の回路構成を示すブロック図である。なお、以下、第１の実施形態と同様な構成についての詳細な説明は省く。

高周波モジュール５１は、モジュール基板５２とスイッチ素子ＳＷＩＣとを備えている。

スイッチ素子ＳＷＩＣは、電源端子ＰＩＣＶｄｄと、制御端子ＰＩＣＶｃ１〜ＰＩＣＶｃ４と、共通端子ＰＩＣ５１と、接続切替端子ＰＩＣ６１〜ＰＩＣ６８と、を備えている。

モジュール基板５２は、基板内部に、アンテナ整合回路６１と、第１フィルタ回路６２と、第２フィルタ回路６３と、複数の配線電極と備えている。また、基板実装面に、外部接続端子ＰＭＶｄｄ，ＰＭＶｃ１〜ＰＭＶｃ４，ＰＭ５１〜ＰＭ５３，ＰＭ６１〜ＰＭ６８を備えている。

外部接続端子ＰＭ５１は、アンテナ端子に接続される、またはグランド電位に接続される端子であり、基板内部のアンテナ整合回路６１を介して外部接続端子ＰＭ５２に接続されている。外部接続端子ＰＭ５２は、外部実装基板に形成される配線を介して、外部接続端子ＰＭ５３に接続される、または、グランド電位に接続される端子である。外部接続端子ＰＭ５３は、外部実装基板に形成される配線を介して、外部接続端子ＰＭ５２に接続される、または、アンテナ端子に直接接続される端子であり、基板内部の伝送線路を介してスイッチ素子ＳＷＩＣの共通端子ＰＩＣ５１に接続されている。

これらの外部接続端子ＰＭ５１〜ＰＭ５３の接続形態は、高周波モジュール５１を搭載する外部実装基板における配線構造によって決定される。

具体的には、高周波モジュール５１が、ＥＳＤ保護回路を介してアンテナ端子を接続する第５の仕様の携帯電話の外部実装基板に搭載される場合、外部接続端子ＰＭ５１はアンテナ端子に接続される。また、外部接続端子ＰＭ５２と外部接続端子ＰＭ５３とは、外部実装基板に形成される配線を介して互いに接続される。このような配線構造が外部回路で採用されることにより、この高周波モジュール５１は、第５の仕様に対応したものになる。なお、外部実装基板は、本実施形態における第５の実装基板に相当するものである。

また、高周波モジュール５１が、ＥＳＤ保護回路を介さずにアンテナ端子を直接接続する第６の仕様の携帯電話の外部実装基板に搭載される場合、外部接続端子ＰＭ５１および外部接続端子ＰＭ５２はグランド電位に接続される。また、外部接続端子ＰＭ５３は、アンテナ端子に接続される。このような配線構造が外部回路で採用されることにより、この高周波モジュール５１は、第６の仕様に対応したものになる。なお、外部実装基板は、本実施形態における第６の実装基板に相当するものである。

以上の各実施形態で示したように本発明は実施することができるが、本発明の高周波モジュールの具体的構成などは、適宜設計変更可能であり、上述の実施形態に記載された作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、上述の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

ＰＩＣ０１，ＰＩＣ２１，ＰＩＣ５１…共通端子
ＰＩＣ１１〜ＰＩＣ１８，ＰＩＣ３１〜ＰＩＣ３７，ＰＩＣ６１〜ＰＩＣ６８…接続切替端子
ＰＩＣＶｃ１，ＰＩＣＶｃ２，ＰＩＣＶｃ３，ＰＩＣＶｃ４…制御端子
ＰＩＣＶｄｄ…電源端子
ＰＭ０１，ＰＭ１１〜ＰＭ２１，ＰＭ３１〜ＰＭ５３，ＰＭ６１〜ＰＭ６８，ＰＭＶｃ１〜ＰＭＶｃ４，ＰＭＶｄｄ…外部接続端子
ＡＮＴ…アンテナ端子
ＳＡＷ１〜ＳＡＷ９…表面弾性波フィルタ
ＳＷＩＣ…スイッチ素子
ＰＬ１〜ＰＬ１７…誘電体層
１，２１，５１…高周波モジュール
２，２２，５２…モジュール基板
１１，３１，６１…アンテナ整合回路
１２〜１４，３２〜３８，６２，６３…フィルタ回路
１０１，１０２…外部実装基板

Claims (9)

1. スイッチ素子をモジュール基板に搭載した構成の高周波モジュールであって、
   前記スイッチ素子は、
   共通端子と、前記共通端子の接続先を切り替え可能に構成されている複数の接続切替端子と、を含む複数の端子を備え、
   前記モジュール基板は、
   複数の外部接続端子と、
   前記スイッチ素子の前記複数の端子のうちのいずれかが実装されているとともに、前記複数の外部接続端子のいずれかに接続されている複数の素子接続端子と、
   前記複数の外部接続端子のうちの一つと前記複数の素子接続端子のうちの一つとの間に接続されている第１回路部と、
   前記複数の素子接続端子から独立して前記複数の外部接続端子のうちの二つの間に接続されている第２回路部と、を備える、
   高周波モジュール。
2. 前記スイッチ素子の備える前記複数の端子の数が、前記モジュール基板の備える前記外部接続端子の数よりも少ないことを特徴とする、
   請求項１に記載の高周波モジュール。
3. 前記第１回路部に接続されている外部接続端子と、前記第２回路部に接続されている外部接続端子と、は、互いに隣接して前記モジュール基板の同一主面上に配置されている、
   請求項１または２に記載の高周波モジュール。
4. 前記第１回路部は、前記スイッチ素子の接続切替端子に接続されている伝送線路であり、
   前記第２回路部は、所定の周波数帯域の信号を選別するフィルタ回路を備えている、
   請求項１〜３のいずれかに記載の高周波モジュール。
5. 請求項４に記載の高周波モジュールと、前記高周波モジュールを実装している実装基板と、を備える高周波部品であって、
   前記実装基板は、
   前記スイッチ素子の共通端子に前記モジュール基板の外部接続端子を介して接続されている、アンテナ端子と、
   前記モジュール基板の第１回路部に外部接続端子を介して接続されている、フィルタ回路と、
   前記モジュール基板の第２回路部に接続されている２つの外部接続端子をグランド電位にする、グランド電極と、を備える、
   高周波部品。
6. 請求項４に記載の高周波モジュールと、前記高周波モジュールを実装している実装基板と、を備える高周波部品であって、
   前記実装基板は、
   前記スイッチ素子の共通端子に前記モジュール基板の外部接続端子を介して接続されている、アンテナ端子と、
   前記モジュール基板の第１回路部と第２回路部との間に外部接続端子を介して接続されている伝送線路と、
   前記モジュール基板の第２回路部に外部接続端子を介して接続されている、フィルタ回路と、を備える、
   高周波部品。
7. 前記第１回路部は、前記スイッチ素子の共通端子に接続されている伝送線路であり、
   前記第２回路部は、過電流をグランドに逃がす静電気破壊保護回路を備えている、
   請求項１〜３のいずれかに記載の高周波モジュール。
8. 請求項７に記載の高周波モジュールと、前記高周波モジュールを実装している実装基板と、を備える高周波部品であって、
   前記実装基板は、
   前記スイッチ素子の接続切替端子に前記モジュール基板の外部接続端子を介して接続されている、フィルタ回路と、
   前記モジュール基板の第１回路部に外部接続端子を介して接続されている、アンテナ端子と、
   前記モジュール基板の第２回路部に接続されている２つの外部接続端子をグランド電位にする、グランド電極と、を備える、
   高周波部品。
9. 請求項７に記載の高周波モジュールと、前記高周波モジュールを実装している実装基板と、を備える高周波部品であって、
   前記実装基板は、
   前記スイッチ素子の接続切替端子に前記モジュール基板の外部接続端子を介して接続されている、フィルタ回路と、
   前記モジュール基板の第１回路部と第２回路部との間に外部接続端子を介して接続されている伝送線路と、
   前記モジュール基板の第２回路部に外部接続端子を介して接続されているアンテナ端子と、を備える、
   高周波部品。

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