KR102471373B1 - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

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다이스케 미야자키
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

고주파 모듈(1)은 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖는 모듈 기판(91)과, 입력 단자(101) 및 출력 단자(102)를 갖는 필터(10)와, 스위치(50)와, 정합 회로(12)를 구비하고, 필터(10)는 주면(91a)에 배치되어 있으며, 스위치(50)는 주면(91b)에 배치되어 있으며, 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 입력 단자(101) 및 스위치(50)를 접속하는 배선(111)과, 출력 단자(102) 및 정합 회로(12)를 접속하는 배선(112)은 모듈 기판(91) 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.

Description

고주파 모듈 및 통신 장치{RADIO FREQUENCY MODULE AND COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은 고주파 모듈 및 통신 장치에 관한 것이다.
휴대 전화 등의 이동체 통신 장치에서는, 특히 멀티밴드화의 진전에 따라 고주파 프런트 엔드 회로를 구성하는 회로 부품 수가 증가한다.
특허문헌 1에는 고주파 프런트 엔드 회로를 구성하는 회로 부품이 실장 기판의 양면에 실장된 회로 모듈이 개시되어 있다. 양면 실장형의 코어 기판의 서로 배향하는 2개의 실장면 중 외부 단자 전극이 배치되어 있는 측의 제 1 실장면에는 수동 칩 부품이 실장되고, 상기 제 1 실장면과 반대측의 제 2 실장면에는 능동 칩 부품이 실장되어 있다. 상기 구성에 의하면 편면 실장형의 기판에 회로 부품이 형성된 회로 모듈과 비교해서 고밀도화 및 소형화된 회로 모듈을 제공할 수 있다.
국제공개 제2005/078796호
그러나 특허문헌 1에 개시된 양면 실장형의 회로 모듈은 고밀도화 및 소형화가 실현되는 반면, 회로 부품 간의 거리가 작아지기 때문에 회로 부품 간의 상호 간섭에 기인하여 신호 통과 특성이 열화되는 경향이 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 신호 통과 특성의 열화가 억제된 양면 실장형의 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시형태에 의한 고주파 모듈은 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 모듈 기판과, 제 1 입출력 단자 및 제 2 입출력 단자를 갖는 필터와, 제 1 회로 부품과, 제 2 회로 부품을 구비하고, 상기 필터는 상기 제 1 주면에 배치되어 있으며, 상기 제 1 회로 부품은 상기 제 2 주면에 배치되어 있으며, 상기 모듈 기판을 평면으로부터 봤을 경우에 상기 제 1 입출력 단자 및 상기 제 1 회로 부품을 접속하는 제 1 배선과, 상기 제 2 입출력 단자 및 상기 제 2 회로 부품을 접속하는 제 2 배선은 상기 모듈 기판 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.
또한, 발명의 일실시형태에 의한 고주파 모듈은 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 모듈 기판과, 공통 단자, 송신 입력 단자 및 수신 출력 단자를 갖는 듀플렉서와, 제 1 회로 부품과, 제 2 회로 부품을 구비하고, 상기 듀플렉서는 상기 제 1 주면에 배치되어 있으며, 상기 제 1 회로 부품은 상기 제 2 주면에 배치되어 있으며, 상기 모듈 기판을 평면으로부터 봤을 경우에 상기 공통 단자, 상기 송신 입력 단자 및 상기 수신 출력 단자 중 하나의 단자인 제 1 입출력 단자와 상기 제 1 회로 부품을 접속하는 제 1 배선과, 상기 공통 단자, 상기 송신 입력 단자 및 상기 수신 출력 단자 중 상기 하나의 단자와 상이한 다른 단자인 제 2 입출력 단자와 상기 제 2 회로 부품을 접속하는 제 2 배선은 상기 모듈 기판 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 신호 통과 특성의 열화가 억제된 양면 실장형의 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시형태 1에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치의 회로 구성도이다.
도 2a는 실시예 1에 의한 고주파 모듈의 평면 구성 개략도이다.
도 2b는 실시예 1에 의한 고주파 모듈의 단면 구성 개략도 및 필터 접속 배선의 평면 레이아웃도이다.
도 2c는 변형예에 의한 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
도 3은 실시예 2에 의한 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
도 4는 실시형태 2에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치의 회로 구성도이다.
도 5a는 실시예 3에 의한 고주파 모듈의 평면 구성 개략도이다.
도 5b는 실시예 3에 의한 고주파 모듈의 단면 구성 개략도 및 듀플렉서 접속 배선의 평면 레이아웃도이다.
도 5c는 실시예 3에 의한 듀플렉서 접속 배선의 다른 평면 레이아웃의 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시형태는 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 또한, 이하의 실시형태, 실시예, 및 변형예에서 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 변형예에 있어서의 구성 요소 중 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 도면에 나타내어지는 구성 요소의 크기 또는 크기의 비는 반드시 엄밀하지는 않다. 각 도면에 있어서 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략 또는 간략화하는 경우가 있다.
또한, 이하에 있어서 평행 및 수직 등의 요소 간의 관계성을 나타내는 용어, 및 직사각형상 등의 요소의 형상을 나타내는 용어, 및 수치 범위는 엄격한 의미만을 나타내는 것은 아니고, 실질적으로 동등한 범위, 예를 들면 수% 정도의 차이도 포함하는 것을 의미한다.
또한, 이하에 있어서 「송신 경로」란 고주파 송신 신호가 전파하는 배선, 상기 배선에 직접 접속된 전극, 및 상기 배선 또는 상기 전극에 직접 접속된 단자 등으로 구성된 전송 선로인 것을 의미한다. 또한, 「수신 경로」란 고주파 수신 신호가 전파하는 배선, 상기 배선에 직접 접속된 전극, 및 상기 배선 또는 상기 전극에 직접 접속된 단자 등으로 구성된 전송 선로인 것을 의미한다.
또한, 이하에 있어서 「A와 B가 접속되어 있다」란 A와 B가 물리적으로 접속되어 있을 경우에 적용될 뿐만 아니라 A와 B가 전기적으로 접속되어 있을 경우에도 적용된다.
(실시형태 1)
[1.1 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성]
도 1은 실시형태 1에 의한 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이 통신 장치(5)는 고주파 모듈(1)과, 안테나(2)와, RF 신호 처리 회로(RFIC)(3)와, 베이스밴드 신호 처리 회로(BBIC)(4)를 구비한다.
RFIC(3)는 안테나(2)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로이다. 구체적으로는 RFIC(3)는 고주파 모듈(1)의 수신 경로를 통해 입력된 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 수신 신호를 BBIC(4)로 출력한다.
BBIC(4)는 고주파 모듈(1)을 전송하는 고주파 신호보다 낮은 주파수의 신호를 사용해서 데이터 처리하는 회로이다. BBIC(4)에서 처리된 신호는, 예를 들면 화상 표시를 위한 화상 신호로서 사용되고, 또는 스피커를 통한 통화를 위해 음성 신호로서 사용된다.
또한, RFIC(3)는 사용되는 통신 밴드(주파수 대역)에 의거하여 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치(50)의 접속을 제어하는 제어부로서의 기능을 갖는다. 구체적으로는 RFIC(3)는 제어 신호(도시하지 않음)에 의해 스위치(50)의 접속을 스위칭한다. 또한, 제어부는 RFIC(3)의 외부에 형성되어 있어도 좋고, 예를 들면 고주파 모듈(1)에 형성되어 있어도 좋다.
안테나(2)는 고주파 모듈(1)의 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, 외부로부터의 고주파 신호를 수신해서 고주파 모듈(1)로 출력한다.
또한, 본 실시형태에 의한 통신 장치(5)에 있어서 안테나(2) 및 BBIC(4)는 필수적인 구성 요소는 아니다.
이어서, 고주파 모듈(1)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이 고주파 모듈(1)은 안테나 접속 단자(100)와, 수신 출력 단자(110 및 120)와, 필터(10 및 20)와, 정합 회로(12 및 22)와, 저잡음 증폭기(14 및 24)와, 스위치(50)를 구비한다.
안테나 접속 단자(100)는 안테나(2)에 접속된다.
저잡음 증폭기(14)는 통신 밴드 A의 수신 신호를 저잡음으로 증폭하고, 수신 출력 단자(110)로 출력하는 증폭기이다. 저잡음 증폭기(24)는 통신 밴드 B의 수신 신호를 저잡음으로 증폭하고, 수신 출력 단자(120)로 출력하는 증폭기이다.
또한, 저잡음 증폭기(14 및 24)는, 예를 들면 Si계의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 또는 GaAs를 재료로 한 전계 효과형 트랜지스터(FET) 또는 헤테로 바이폴러 트랜지스터(HBT) 등으로 구성되어 있다.
필터(10)는 입력 단자(101) 및 출력 단자(102)를 갖고, 안테나 접속 단자(100)와 수신 출력 단자(110)를 연결하는 수신 경로(AR)에 배치되고, 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 A의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다. 입력 단자(101)(제 1 입출력 단자)는 스위치(50)에 접속되고, 출력 단자(102)(제 2 입출력 단자)는 정합 회로(12)에 접속되어 있다.
필터(20)는 입력 단자(151) 및 출력 단자(152)를 갖고, 안테나 접속 단자(100)와 수신 출력 단자(120)를 연결하는 수신 경로(BR)에 배치되고, 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 B의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다. 입력 단자(151)는 스위치(50)에 접속되고, 출력 단자(152)는 정합 회로(22)에 접속되어 있다.
또한, 필터(10 및 20)는, 예를 들면 SAW(Surface Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, BAW(Bulk Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, LC 공진 필터, 및 유전체 필터 중 어느 것이어도 좋고, 또한 이들에는 한정되지 않는다.
정합 회로(12)는 출력 단자(102) 및 저잡음 증폭기(14)의 입력 단자에 접속되고, 필터(10)와 저잡음 증폭기(14)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(12)는 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나를 갖고 있다.
정합 회로(22)는 출력 단자(152) 및 저잡음 증폭기(24)의 입력 단자에 접속되고, 필터(20)와 저잡음 증폭기(24)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(22)는 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나를 갖고 있다.
스위치(50)는 제 1 스위치의 일례이며, 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, (1) 안테나 접속 단자(100)와 필터(10)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, (2) 안테나 접속 단자(100)와 필터(20)의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 또한, 스위치(50)는 안테나 접속 단자(100)와 필터(10)의 접속 및 안테나 접속 단자(100)와 필터(20)의 접속을 동시에 행하는 것이 가능한 멀티 접속형의 스위치 회로로 구성되어도 좋다.
또한, 고주파 모듈(1)을 구성하는 각 신호 경로 상에 추가로 임피던스 정합 회로, 필터, 및 스위치 등이 배치되어 있어도 좋다.
고주파 모듈(1)의 상기 구성에 있어서 스위치(50), 필터(10), 정합 회로(12), 및 저잡음 증폭기(14)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해 통신 밴드 A의 수신 신호를 전송하는 제 1 수신 회로를 구성한다. 또한, 스위치(50), 필터(20), 정합 회로(22), 및 저잡음 증폭기(24)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해 통신 밴드 B의 수신 신호를 전송하는 제 2 수신 회로를 구성한다.
또한, 고주파 모듈(1)은 제 1 수신 회로 및 제 2 수신 회로의 외에, 통신 밴드 A의 송신 신호를 전송하는 제 1 송신 회로 및 통신 밴드 B의 송신 신호를 전송하는 제 2 송신 회로를 갖고 있어도 좋다. 제 1 송신 회로는 통신 밴드 A의 송신 신호를 통과시키는 필터, 통신 밴드 A의 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기, 상기 필터와 상기 전력 증폭기의 임피던스 정합을 취하는 정합 회로 등으로 구성된다. 또한, 제 2 송신 회로는 통신 밴드 B의 송신 신호를 통과시키는 필터, 통신 밴드 B의 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기, 상기 필터와 상기 전력 증폭기의 임피던스 정합을 취하는 정합 회로 등으로 구성된다.
또한, 저잡음 증폭기(14 및 24) 및 스위치(50) 중 적어도 하나는 반도체 IC(Integrated Circuit)로 형성되어 있어도 좋다. 반도체 IC는, 예를 들면 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는 SOI(Silicon On Insulator) 프로세스에 의해 형성되어 있다. 이것에 의해 반도체 IC를 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 반도체 IC는 GaAs, SiGe, 및 GaN 중 적어도 어느 하나로 구성되어 있어도 좋다. 이것에 의해 고품질인 증폭 성능 및 잡음 성능을 갖는 고주파 신호를 출력하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서 정합 회로(12 및 22)는 없어도 좋다. 또한, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서 스위치(50)와 필터(10) 사이에 정합 회로가 배치되어 있어도 좋다. 또한, 스위치(50)와 필터(20) 사이에 정합 회로가 배치되어 있어도 좋다.
여기에서 고주파 모듈을 구성하는 각 회로 부품을 소형의 프런트 엔드 회로로서 1개의 모듈 기판에 실장할 경우 회로 부품 간의 거리가 작아지기 때문에 회로 부품 간의 상호 간섭에 기인하여 고주파 모듈의 신호 통과 특성이 열화될 가능성이 있다.
이것에 대하여 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 회로 부품을 양면 실장 가능한 모듈 기판에 고밀도 실장한 경우이어도 고주파 모듈(1)의 신호 통과 특성의 열화를 억제할 수 있는 구성을 갖는다. 이하, 고주파 모듈(1)의 실장 구성에 대해서 설명한다.
[1.2 실시예 1에 의한 고주파 모듈(1A)의 회로 부품 배치 구성]
도 2a는 실시예 1에 의한 고주파 모듈(1A)의 평면 구성 개략도이다. 또한, 도 2b는 실시예 1에 의한 고주파 모듈(1A)의 단면 구성 개략도 및 필터 접속 배선의 평면 레이아웃도이다. 구체적으로는 도 2b의 (a)는 도 2a의 IIB-IIB선에 있어서의 단면도이며, 도 2b의 (b)는 필터(10)의 각 단자 및 상기 각 단자에 접속된 배선을 z축 +방향측으로부터 투시한 도면이다. 또한, 도 2a의 (a)에는 모듈 기판(91)의 서로 대향하는 주면(91a 및 91b) 중 주면(91a)을 z축 +방향측으로부터 보았을 경우의 회로 부품의 배치도가 나타내어져 있다. 한편, 도 2a의 (b)에는 주면(91b)을 z축 +방향측으로부터 보았을 경우의 회로 부품의 배치를 투시한 도면이 나타내어져 있다.
실시예 1에 의한 고주파 모듈(1A)은 도 1에 나타내어진 실시형태 1에 의한 고주파 모듈(1)을 구성하는 각 회로 부품의 배치 구성을 구체적으로 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)은 도 1에 나타내어진 회로 구성에 추가하여 모듈 기판(91)과, 수지 부재(92 및 93)와, 외부 접속 단자(150)를 더 갖고 있다.
모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a)(제 1 주면) 및 주면(91b)(제 2 주면)을 갖고, 회로 부품을 실장하는 기판이다. 모듈 기판(91)으로서는, 예를 들면 복수의 유전체층의 적층 구조를 갖는 저온 동시 소성 세라믹스(Low Temperature Co-fired Ceramics: LTCC) 기판, 고온 동시 소성 세라믹스(High Temperature Co-fired Ceramics: HTCC) 기판, 부품 내장 기판, 재배선층(Redistribution Layer: RDL)을 갖는 기판 또는 프린트 기판 등이 사용된다.
수지 부재(92)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 배치되고, 회로 부품 및 모듈 기판(91)의 주면(91a)을 덮고 있으며, 상기 회로 부품의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성을 확보하는 기능을 갖고 있다. 수지 부재(93)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 배치되고, 회로 부품 및 모듈 기판(91)의 주면(91b)을 덮고 있으며, 상기 회로 부품의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성을 확보하는 기능을 갖고 있다. 또한, 수지 부재(92 및 93)는 본 발명에 의한 고주파 모듈에 필수적인 구성 요소는 아니다.
외부 접속 단자(150)는 주면(91b)에 배치되어 있다. 고주파 모듈(1A)은 고주파 모듈(1A)의 z축 -방향측에 배치되는 외부 기판과, 복수의 외부 접속 단자(150)를 경유하여 전기 신호의 교환을 행한다. 또한, 복수의 외부 접속 단자(150)의 몇 가지는 외부 기판의 그라운드 전위에 설정된다. 또한, 복수의 외부 접속 단자(150) 중 하나는 안테나 접속 단자(100)이다. 또한, 복수의 외부 접속 단자(150) 중 하나는 수신 출력 단자(110)이며, 다른 하나는 수신 출력 단자(120)이다.
도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 필터(10 및 20) 및 정합 회로(12 및 22)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 표면 실장되어 있다. 한편, 저잡음 증폭기(14 및 24) 및 스위치(50)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 표면 실장되어 있다. 본 실시예에서는 정합 회로(12 및 22)는 제 2 회로 부품이며, 스위치(50)는 제 1 회로 부품이다.
도 1에 나타내는 바와 같이 필터(10)의 입력 단자(101)와 스위치(50)는 배선(111)(제 1 배선)에 의해 접속되고, 필터(10)의 출력 단자(102)와 정합 회로(12)는 배선(112)(제 2 배선)에 의해 접속되어 있다. 또한, 필터(20)의 입력 단자(151)와 스위치(50)는 배선(121)에 의해 접속되고, 필터(20)의 출력 단자(152)와 정합 회로(22)는 배선(122)에 의해 접속되어 있다.
도 2b의 (b)에 나타내는 바와 같이 필터(10)는, 예를 들면 주면(91a)과 대향하는 주면에 입력 단자(101), 출력 단자(102), 및 2개의 그라운드 단자(103G)가 배치되어 있다. 입력 단자(101)에는 배선(111)이 접속되어 있으며, 출력 단자(102)에는 배선(112)이 접속되어 있다.
여기에서 도 2b의 (a) 및 도 2b의 (b)에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(111)(제 1 배선)과 배선(112)(제 2 배선)은 모듈 기판(91) 내의 영역(AL)에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.
상기 구성에 의하면 필터(10)의 배선(111 및 112)이 모듈 기판(91) 내에서 근접하고 있는 부분(영역(AL))이 발생하기 때문에 배선(111 및 112) 사이에서 전자 결합을 발생시킬 수 있다. 이것에 의해 필터(10)에 상기 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로, 예를 들면 필터(10)의 통과 특성에 있어서의 감쇠극을 시프트시키는 것이 가능해진다. 따라서, 필터(10)의 통과 특성을 개선할 수 있고, 고주파 모듈(1A)의 신호 전송 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 배선(111)과 배선(112)은 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 모듈 기판(91) 내에서 교차하고 있어도 좋다. 이것에 의해 배선(111 및 112)의 평면으로부터 볼 때에 있어서의 중복 면적의 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 교차 부분에 있어서의 전자 결합에 의해 부가되는 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분의 편차를 억제할 수 있으므로 필터(10)의 통과 특성을 고정밀도로 개선할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에 있어서 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(121)과 배선(122)이 모듈 기판(91) 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다. 이것에 의해 필터(20)에 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로 필터(20)의 통과 특성을 개선할 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(1A)의 신호 전송 특성을 보다 한층 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 저잡음 증폭기(14 및 24) 및 스위치(50)는 반도체 IC(70)에 포함되어 있어도 좋다. 이것에 의해 외부 기판과 대향하는 주면(91b)에는 저배화가 용이한 저잡음 증폭기 및 스위치를 포함하는 반도체 IC(70)가 배치된다. 이 때문에 고주파 모듈(1A) 전체를 소형화 및 저배화하는 것이 가능해진다.
또한, 반도체 IC(70)는 저잡음 증폭기(14 및 24) 및 스위치(50) 중 적어도 1개를 포함하고 있으면 좋다. 또한, 반도체 IC(70)는 저잡음 증폭기(14 및 24) 및 스위치(50) 중 적어도 1개를 디지털 제어 신호로 제어하는 제어 회로를 포함하고 있어도 좋다.
또한, 수신 회로의 수신 감도에 크게 영향을 주는 저잡음 증폭기(14 및 24)의 외주에 그라운드 전극으로서 적용되는 외부 접속 단자(150)가 복수 배치되므로 수신 회로의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 도 2b의 (a)에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)은 모듈 기판(91) 내에 그라운드 전극층(80G)을 더 구비한다. 그라운드 전극층(80G)은 모듈 기판(91)의 주면(91a 및 91b)에 대략 평행해지도록 형성된 그라운드 전극 패턴이다. 여기에서 그라운드 전극층(80G)은 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(111)과 배선(112)이 모듈 기판(91) 내에서 겹쳐 있는 배선 부분(영역(AL))과, 주면(91b) 사이에 형성되어 있다.
이것에 의하면 주면(91b)에 배치된 회로 부품으로부터 발생하는 노이즈를 그라운드 전극층(80G)에서 차단할 수 있으므로 상기 배선 부분(영역(AL))의 전자 결합을 고정밀도로 설정할 수 있다. 또한, 주면(91b)에 반도체 IC(70)가 배치되어 있을 경우에는 반도체 IC(70)로부터 발생하는 전원 노이즈나 디지털 노이즈를 그라운드 전극층(80G)에서 차단할 수 있으므로 상기 배선 부분(영역(AL))의 전자 결합을 고정밀도로 설정할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)은 실시형태 1에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서 정합 회로(12)가 필터(10)와 저잡음 증폭기(14) 사이에 배치되어 있지 않고, 스위치(50)와 필터(10) 사이에 배치되어 있는 회로 구성에도 적용 가능하다. 이 구성에서는 필터(10)와 저잡음 증폭기(14) 사이에 필터(10)와 저잡음 증폭기(14)의 접속 및 비접속을 스위칭하는 제 2 스위치가 배치된다.
이 경우에는 필터(10) 및 정합 회로(12)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 표면 실장되고, 저잡음 증폭기(14) 및 제 2 스위치는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 표면 실장된다. 정합 회로(12)는 제 2 회로 부품이며, 제 2 스위치는 제 1 회로 부품이다. 필터(10)의 입력 단자(101)와 정합 회로(12)는 배선(111)(제 2 배선)에 의해 접속되고, 필터(10)의 출력 단자(102)와 제 2 스위치는 배선(112)(제 1 배선)에 의해 접속된다. 여기에서 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(111)(제 2 배선)과 배선(112)(제 1 배선)은 모듈 기판(91) 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.
상기 구성이어도 배선(111 및 112) 사이에서 전자 결합을 발생시킬 수 있다. 이것에 의해 필터(10)에 상기 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로 필터(10)의 통과 특성을 개선할 수 있다.
또한, 외부 접속 단자(150)는 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이 수지 부재(93)를 z축 방향으로 관통하는 기둥형상 전극이어도 좋고, 또한 도 2c에 나타내어진 고주파 모듈(1D)과 같이 주면(91b) 상에 형성된 범프 전극(160)이어도 좋다. 도 2c에 나타내는 바와 같이 외부 접속 단자(150)가 범프 전극(160)일 경우에는 수지 부재(93)는 주면(91b) 상에는 배치되지 않는다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에 있어서 외부 접속 단자(150)는 주면(91a)에 배치되어 있어도 좋다.
[1.3 실시예 2에 의한 고주파 모듈(1B)의 회로 부품 배치 구성]
도 3은 실시예 2에 의한 고주파 모듈(1B)의 단면 구성 개략도이다. 실시예 2에 의한 고주파 모듈(1B)은 도 1에 나타내어진 고주파 모듈(1)의 회로 구성에 있어서 정합 회로(12)가 배치되어 있지 않을 경우의 회로 부품의 배치 구성을 구체적으로 나타낸 것이다. 이하, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1B)에 대해서 실시예 1에 의한 고주파 모듈(1A)과 동일 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
본 실시예에 의한 고주파 모듈(1B)이 적용되는 고주파 모듈의 회로 구성은 도 1에 나타내어진 고주파 모듈(1)의 회로 구성에 있어서 정합 회로(12)가 필터(10)와 저잡음 증폭기(14) 사이에 배치되어 있지 않고, 출력 단자(102)가 저잡음 증폭기(14)의 입력 단자에 직접 접속된 회로 구성이다.
본 실시예에 의한 고주파 모듈(1B)에서는 필터(10 및 20)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 표면 실장되어 있다. 또한, 저잡음 증폭기(14 및 24) 및 스위치(50)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 표면 실장되어 있다. 본 실시예에서는 저잡음 증폭기(14)는 제 2 회로 부품이며, 스위치(50)는 제 1 회로 부품이다. 즉, 스위치(50)(제 1 회로 부품) 및 저잡음 증폭기(14)(제 2 회로 부품)는 주면(91b)에 배치되어 있다.
필터(10)의 입력 단자(101)와 스위치(50)는 배선(111)(제 1 배선)에 의해 접속되고, 필터(10)의 출력 단자(102)와 저잡음 증폭기(14)의 입력 단자는 배선(112)(제 2 배선)에 의해 접속되어 있다.
여기에서 도 3에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(111)(제 1 배선)과 배선(112)(제 2 배선)은 모듈 기판(91) 내의 영역(AL)에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.
상기 구성에 의하면 필터(10)의 배선(111 및 112)이 모듈 기판(91) 내에서 근접하고 있는 부분(영역(AL))이 발생하기 때문에 배선(111 및 112) 사이에서 전자 결합을 발생시킬 수 있다. 이것에 의해 필터(10)에 상기 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로 필터(10)의 통과 특성을 개선할 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(1B)의 신호 전송 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1B)은 모듈 기판(91) 내에 그라운드 전극층(80G)을 더 구비한다. 여기에서 그라운드 전극층(80G)은 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(111)과 배선(112)이 모듈 기판(91) 내에서 겹쳐 있는 배선 부분(영역(AL))과, 주면(91b) 사이에 형성되어 있다.
이것에 의하면 주면(91b)에 배치된 회로 부품으로부터 발생하는 노이즈를 그라운드 전극층(80G)에서 차단할 수 있으므로 상기 배선 부분의 전자 결합을 고정밀도로 설정할 수 있다.
또한, 배선(111)에 접속되는 스위치(50) 및 배선(112)에 접속되는 저잡음 증폭기(14)의 쌍방이 주면(91b)에 배치되어 있다. 즉, 상기 배선 부분(영역(AL))에 노이즈를 부여하기 쉬운 스위치(50) 및 저잡음 증폭기(14)의 쌍방이 그라운드 전극층(80G)을 사이에 두고 상기 배선 부분(영역(AL))의 반대측에 배치되어 있으므로 스위치(50) 및 저잡음 증폭기(14)로부터 발생하는 노이즈를 고정밀도로 차단할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1B)에 있어서 외부 접속 단자(150)는 주면(91a)에 배치되어 있어도 좋다.
(실시형태 2)
실시형태 1에서는 필터(10)를 구비한 고주파 모듈(1)에 대해서 설명했지만 본 실시형태에서는 듀플렉서(30)를 구비한 고주파 모듈(6)에 대해서 설명한다.
[2.1 고주파 모듈(6) 및 통신 장치(7)의 회로 구성]
도 4는 실시형태 2에 의한 고주파 모듈(6) 및 통신 장치(7)의 회로 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이 통신 장치(7)는 고주파 모듈(6)과, 안테나(2)와, RFIC(3)와, BBIC(4)를 구비한다. 본 실시형태에 의한 통신 장치(7)는 실시형태 1에 의한 통신 장치(5)와 비교해서 고주파 모듈(6)의 구성이 상이하다. 이하, 본 실시형태에 의한 통신 장치(7)에 대해서 실시형태 1에 의한 통신 장치(5)와 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.
RFIC(3)는 안테나(2)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로이다. 구체적으로는 RFIC(3)는 고주파 모듈(6)의 수신 경로를 통해 입력된 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 수신 신호를 BBIC(4)로 출력한다. 또한, RFIC(3)는 BBIC(4)로부터 입력된 신호에 의거하여 처리된 고주파 송신 신호를 고주파 모듈(6)의 송신 경로에 출력한다.
또한, RFIC(3)는 사용되는 통신 밴드(주파수 대역)에 의거하여 고주파 모듈(6)이 갖는 스위치(50, 51, 및 52)의 접속을 제어하는 제어부로서의 기능을 갖는다. 구체적으로는 RFIC(3)는 제어 신호(도시하지 않음)에 의해 스위치(50, 51, 및 52)의 접속을 스위칭한다. 또한, 제어부는 RFIC(3)의 외부에 형성되어 있어도 좋고, 예를 들면 고주파 모듈(6)에 형성되어 있어도 좋다.
또한, RFIC(3)는 고주파 모듈(6)이 갖는 전력 증폭기(61)의 이득을 제어하는 제어부로서의 기능도 갖는다. 구체적으로는 RFIC(3)는 MIPI 등의 디지털 제어 신호를 고주파 모듈(6)에 출력한다. 또한, RFIC(3)는 전력 증폭기(61)에 공급되는 전원전압(Vcc) 및 바이어스 전압(Vbias)을 위한 직류 전압 신호(VDC)를 고주파 모듈(6)에 출력한다. 또한, 고주파 모듈(6)에는 PA 제어 회로가 형성되어 있어도 좋고, 이 PA 제어 회로가 RFIC(3)로부터 입력된 디지털 제어 신호 및 직류 전압 신호로 전력 증폭기(61)의 이득을 조정해도 좋다.
또한, 본 실시형태에 의한 통신 장치(7)에 있어서 안테나(2) 및 BBIC(4)는 필수적인 구성 요소는 아니다.
이어서, 고주파 모듈(6)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이 고주파 모듈(6)은 안테나 접속 단자(100)와, 송신 입력 단자(130)와, 수신 출력 단자(140)와, 듀플렉서(30 및 40)와, 정합 회로(32 및 42)와, 전력 증폭기(61)와, 저잡음 증폭기(62)와, 스위치(50, 51, 및 52)를 구비한다.
안테나 접속 단자(100)는 안테나(2)에 접속된다.
전력 증폭기(61)는 송신 입력 단자(130)로부터 입력된 통신 밴드 A 및 통신 밴드 B의 송신 신호를 증폭하는 증폭기이다.
저잡음 증폭기(62)는 통신 밴드 A 및 통신 밴드 B의 수신 신호를 저잡음으로 증폭하고, 수신 출력 단자(140)로 출력하는 증폭기이다.
또한, 전력 증폭기(61) 및 저잡음 증폭기(62)는, 예를 들면 Si계의 CMOS 또는 GaAs를 재료로 한 FET 또는 HBT 등으로 구성되어 있다.
송신 필터(30T)는 전력 증폭기(61)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 송신 경로(AT)에 배치되고, 전력 증폭기(61)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 A의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(30R)는 저잡음 증폭기(62)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 수신 경로(AR)에 배치되고, 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 A의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
송신 필터(30T) 및 수신 필터(30R)는 통신 밴드 A를 통과 대역으로 하는 듀플렉서(30)를 구성하고 있다. 듀플렉서(30)는 공통 단자(104), 송신 입력 단자(105) 및 수신 출력 단자(106)를 갖는다. 공통 단자(104)는 정합 회로(32)에 접속되고, 송신 입력 단자(105)는 스위치(51)의 제 1 선택 단자에 접속되고, 수신 출력 단자(106)는 스위치(52)의 제 1 선택 단자에 접속되어 있다.
송신 필터(40T)는 전력 증폭기(61)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 송신 경로(BT)에 배치되고, 전력 증폭기(61)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 B의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(40R)는 저잡음 증폭기(62)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 수신 경로(BR)에 배치되고, 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 B의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
송신 필터(40T) 및 수신 필터(40R)는 통신 밴드 B를 통과 대역으로 하는 듀플렉서(40)를 구성하고 있다. 듀플렉서(40)는 공통 단자(154), 송신 입력 단자(155), 및 수신 출력 단자(156)를 갖는다. 공통 단자(154)는 정합 회로(42)에 접속되고, 송신 입력 단자(155)는 스위치(51)의 제 2 선택 단자에 접속되고, 수신 출력 단자(156)는 스위치(52)의 제 2 선택 단자에 접속되어 있다.
또한, 송신 필터(30T, 40T), 수신 필터(30R 및 40R)는, 예를 들면 SAW를 사용한 탄성파 필터, BAW를 사용한 탄성파 필터, LC 공진 필터, 및 유전체 필터 중 어느 하나이어도 좋고, 또한 이들에는 한정되지 않는다.
정합 회로(32)는 스위치(50) 및 공통 단자(104)에 접속되고, 스위치(50)와 듀플렉서(30)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(42)는 스위치(50) 및 공통 단자(154)에 접속되고, 스위치(50)와 듀플렉서(40)의 임피던스 정합을 취한다.
정합 회로(31)는 스위치(51) 및 전력 증폭기(61)에 접속되고, 스위치(51)와 전력 증폭기(61)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(41)는 스위치(52) 및 저잡음 증폭기(62)에 접속되고, 스위치(52)와 저잡음 증폭기(62)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(31, 32, 41, 및 42) 각각은 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나를 갖고 있다.
스위치(50)는 제 1 스위치의 일례이며, 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, (1) 안테나 접속 단자(100)와 듀플렉서(30)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, (2) 안테나 접속 단자(100)와 듀플렉서(40)의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 또한, 스위치(50)는 안테나 접속 단자(100)와 듀플렉서(30)의 접속 및 안테나 접속 단자(100)와 듀플렉서(40)의 접속을 동시에 행하는 것이 가능한 멀티 접속형의 스위치 회로로 구성되어도 좋다.
스위치(51)는 제 2 스위치의 일례이며, 송신 필터(30T 및 40T)와 정합 회로(31) 사이에 배치되고, 송신 필터(30T)와 전력 증폭기(61)의 접속 및 송신 필터(40T)와 전력 증폭기(61)의 접속을 스위칭한다. 스위치(52)는 제 2 스위치의 일례이며, 수신 필터(30R 및 40R)와 정합 회로(41) 사이에 배치되고, 수신 필터(30R)와 저잡음 증폭기(62)의 접속 및 수신 필터(40R)와 저잡음 증폭기(62)의 접속을 스위칭한다.
또한, 고주파 모듈(6)을 구성하는 각 신호 경로 상에 추가로 임피던스 정합 회로, 필터, 및 스위치 등이 배치되어 있어도 좋다.
또한, 저잡음 증폭기(62), 스위치(50, 51, 및 52) 중 적어도 하나는 반도체 IC에 형성되어 있어도 좋다. 반도체 IC는, 예를 들면 CMOS에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는 SOI 프로세스에 의해 형성되어 있다. 이것에 의해 반도체 IC를 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 반도체 IC는 GaAs, SiGe, 및 GaN 중 적어도 어느 하나로 구성되어 있어도 좋다. 이것에 의해 고품질인 증폭 성능 및 잡음 성능을 갖는 고주파 신호를 출력하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(6)에 있어서 정합 회로(32 및 42)는 없어도 좋다.
또한, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(6)에 있어서 송신 필터(30T) 및 수신 필터(30R)는 송신 신호와 수신 신호를 주파수 분할 복신(FDD: Frequency Division Duplex) 방식으로 전송하는 듀플렉서(30)를 구성하고 있지만 송신 신호와 수신 신호를 시분할 복신(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 전송해도 좋다. 이 경우에는 송신 필터(30T) 및 수신 필터(30R)의 전단 및 후단의 적어도 일방에 송신 및 수신을 스위칭하는 스위치가 배치된다. 또한, 송신 필터(40T) 및 수신 필터(40R)에 있어서도 송신 신호와 수신 신호를 TDD 방식으로 전송해도 좋다.
[2.2 실시예 3에 의한 고주파 모듈(1C)의 회로 부품 배치 구성]
도 5a는 실시예 3에 의한 고주파 모듈(1C)의 평면 구성 개략도이다. 또한, 도 5b는 실시예 3에 의한 고주파 모듈(1C)의 단면 구성 개략도 및 필터 접속 배선의 평면 레이아웃도이다. 구체적으로는 도 5b의 (a)는 도 5a의 VB-VB선에 있어서의 단면도이며, 도 5b의 (b)는 듀플렉서(30)의 각 단자 및 상기 각 단자에 접속된 배선을 z축 +방향측으로부터 투시한 도면이다. 또한, 도 5a의 (a)에는 모듈 기판(91)의 서로 대향하는 주면(91a 및 91b) 중 주면(91a)을 z축 +방향측으로부터 보았을 경우의 회로 부품의 배치도가 나타내어져 있다. 한편, 도 5a의 (b)에는 주면(91b)을 z축 +방향측으로부터 보았을 경우의 회로 부품의 배치를 투시한 도면이 나타내어져 있다.
실시예 3에 의한 고주파 모듈(1C)은 도 4에 나타내어진 실시형태 2에 의한 고주파 모듈(6)을 구성하는 각 회로 부품의 배치 구성을 구체적으로 나타낸 것이다.
실시예 3에 의한 고주파 모듈(1C)은 실시예 1에 의한 고주파 모듈(1A)과 비교해서 필터(10 및 20) 대신에 듀플렉서(30 및 40)가 배치된 것이다. 이하, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1C)에 대해서 실시예 1에 의한 고주파 모듈(1A)과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1C)은 도 4에 나타내어진 회로 구성에 추가하여 모듈 기판(91)과, 수지 부재(92 및 93)와, 외부 접속 단자(150)를 더 갖고 있다.
모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a)(제 1 주면) 및 주면(91b)(제 2 주면)을 갖고, 회로 부품을 실장하는 기판이다. 모듈 기판(91)으로서는, 예를 들면 복수의 유전체층의 적층 구조를 갖는 LTCC 기판, HTCC 기판, 부품 내장 기판, RDL을 갖는 기판 또는 프린트 기판 등이 사용된다.
외부 접속 단자(150)는 주면(91b)에 배치되어 있다. 고주파 모듈(1C)은 고주파 모듈(1C)의 z축 -방향측에 배치되는 외부 기판과, 복수의 외부 접속 단자(150)를 경유하여 전기 신호의 교환를 행한다. 또한, 복수의 외부 접속 단자(150)의 몇 가지는 외부 기판의 그라운드 전위에 설정된다. 또한, 복수의 외부 접속 단자(150) 중 하나는 안테나 접속 단자(100)이다. 또한, 복수의 외부 접속 단자(150) 중 하나는 송신 입력 단자(130)이며, 다른 하나는 수신 출력 단자(140)이다.
도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1C)에서는 듀플렉서(30 및 40), 전력 증폭기(61), 및 정합 회로(31, 32, 41, 및 42)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 표면 실장되어 있다. 한편, 저잡음 증폭기(62), 스위치(50, 51, 및 52)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 표면 실장되어 있다. 본 실시예에서는 정합 회로(32 및 42)는 제 2 회로 부품이며, 스위치(51 및 52)는 제 1 회로 부품이다.
도 4에 나타내는 바와 같이 듀플렉서(30)의 공통 단자(104)와 정합 회로(32)는 배선(131)(제 2 배선)에 의해 접속되고, 듀플렉서(30)의 송신 입력 단자(105)와 스위치(51)는 배선(132)(제 1 배선)에 의해 접속되고, 듀플렉서(30)의 수신 출력 단자(106)와 스위치(52)는 배선(133)(제 1 배선)에 의해 접속되어 있다. 또한, 듀플렉서(40)의 공통 단자(154)와 정합 회로(42)는 배선(141)(제 2 배선)에 의해 접속되고, 듀플렉서(40)의 송신 입력 단자(155)와 스위치(51)는 배선(142)(제 1 배선)에 의해 접속되고, 듀플렉서(40)의 수신 출력 단자(156)와 스위치(52)는 배선(143)(제 1 배선)에 의해 접속되어 있다.
도 5b의 (b)에 나타내는 바와 같이 듀플렉서(30)는, 예를 들면 주면(91a)과 대향하는 주면에 공통 단자(104), 송신 입력 단자(105), 수신 출력 단자(106), 및 그라운드 단자(107G)가 배치되어 있다. 공통 단자(104)에는 배선(131)이 접속되어 있으며, 송신 입력 단자(105)에는 배선(132)이 접속되어 있다.
여기에서 도 5b의 (a) 및 도 5b의 (b)에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(131)(제 2 배선)과 배선(132)(제 1 배선)은 모듈 기판(91) 내의 영역(AL)에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.
상기 구성에 의하면 듀플렉서(30)의 배선(131 및 132)이 모듈 기판(91) 내에서 근접하고 있는 부분(영역(AL))이 발생하기 때문에 배선(131 및 132) 사이에서 전자 결합을 발생시킬 수 있다. 이것에 의해 듀플렉서(30)를 구성하는 송신 필터(30T)에 상기 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로, 예를 들면 송신 필터(30T)의 통과 특성에 있어서의 감쇠극을 시프트시키는 것이 가능해진다. 따라서, 송신 필터(30T)의 통과 특성을 개선할 수 있고, 고주파 모듈(1C)의 신호 전송 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 배선(131)과 배선(132)은 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 모듈 기판(91) 내에서 교차하고 있어도 좋다. 이것에 의해 배선(131 및 132)의 평면으로부터 볼 때에 있어서의 중복 면적의 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 교차 부분에 있어서의 전자 결합에 의해 부가되는 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분의 편차를 억제할 수 있으므로 송신 필터(30T)의 통과 특성을 고정밀도로 개선할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1C)에 있어서 배선(141)과 배선(142)이 모듈 기판(91) 내에서 상기 평면으로부터 볼 때에 있어서 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다. 이것에 의해 듀플렉서(40)를 구성하는 송신 필터(40T)에 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로 송신 필터(40T)의 통과 특성을 개선할 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(1C)의 신호 전송 특성을 보다 한층 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 저잡음 증폭기(62), 스위치(50, 51, 및 52)는 반도체 IC(70C)에 포함되어 있어도 좋다. 이것에 의해 외부 기판과 대향하는 주면(91b)에는 저배화가 용이한 저잡음 증폭기 및 스위치를 포함하는 반도체 IC(70C)가 배치되어 있다. 이 때문에 고주파 모듈(1C) 전체를 소형화 및 저배화하는 것이 가능해진다.
또한, 반도체 IC(70C)는 저잡음 증폭기(62), 스위치(50, 51, 및 52) 중 적어도 1개를 포함하고 있으면 좋다. 또한, 반도체 IC(70C)는 저잡음 증폭기(62), 스위치(50, 51, 및 52) 중 적어도 1개를 디지털 제어 신호로 제어하는 제어 회로를 포함하고 있어도 좋다. 또한, 반도체 IC(70C)는 전력 증폭기(61)를 디지털 제어 신호로 제어하는 제어 회로를 포함하고 있어도 좋다.
또한, 수신 회로의 수신 감도에 크게 영향을 주는 저잡음 증폭기(62)의 외주에 그라운드 전극으로서 적용되는 외부 접속 단자(150)가 복수 배치되므로 수신 회로의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 도 5b의 (a)에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1C)은 모듈 기판(91) 내에 그라운드 전극층(80G)을 더 구비한다. 그라운드 전극층(80G)은 모듈 기판(91)의 주면(91a 및 91b)에 대략 평행해지도록 형성된 전극 패턴이다. 여기에서 그라운드 전극층(80G)은 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(131)과 배선(132)이 모듈 기판(91) 내에서 겹쳐 있는 배선 부분(영역(AL))과, 주면(91b) 사이에 형성되어 있다.
이것에 의하면 주면(91b)에 배치된 회로 부품으로부터 발생하는 노이즈를 그라운드 전극층(80G)에서 차단할 수 있으므로 상기 배선 부분(영역(AL))의 전자 결합을 고정밀도로 설정할 수 있다. 또한, 주면(91b)에 반도체 IC(70C)가 배치되어 있을 경우에는 반도체 IC(70C)로부터 발생하는 전원 노이즈나 디지털 노이즈를 그라운드 전극층(80G)에서 차단할 수 있으므로 상기 배선 부분(영역(AL))의 전자 결합을 고정밀도로 설정할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1C)은 실시형태 2에 의한 고주파 모듈(6)에 있어서 정합 회로(32 및 42)가 배치되어 있지 않은 회로 구성에도 적용 가능하다.
이 경우, 듀플렉서(30 및 40), 전력 증폭기(61), 및 정합 회로(31 및 41)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 표면 실장되어 있다. 한편, 저잡음 증폭기(62), 스위치(50, 51, 및 52)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 표면 실장되어 있다. 스위치(50)는 제 2 회로 부품이며, 스위치(51 및 52)는 제 1 회로 부품이다. 즉, 스위치(50)(제 2 회로 부품), 스위치(51 및 52)(제 1 회로 부품)는 주면(91b)에 배치되어 있다. 여기에서 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(131)(제 2 배선)과 배선(132)(제 1 배선)은 모듈 기판(91) 내의 영역(AL)에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.
이 경우이어도 듀플렉서(30)의 배선(131 및 132)이 모듈 기판(91) 내에서 근접하고 있는 부분(영역(AL))이 발생하기 때문에 배선(131 및 132) 사이에서 전자 결합을 발생시킬 수 있다. 이것에 의해 송신 필터(30T)의 통과 특성을 개선할 수 있고, 고주파 모듈(1C)의 신호 전송 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1C)에 있어서 모듈 기판(91) 내에서 적어도 일부가 겹치는 2개의 접속 배선의 조합은 배선(131 및 132)에 한정되지 않는다.
도 5c는 실시예 3에 의한 듀플렉서(30)의 접속 배선의 다른 평면 레이아웃의 예를 나타내는 도면이다.
도 5c의 (a)에서는 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(131)(제 2 배선)과 배선(133)(제 1 배선)이 모듈 기판(91) 내의 영역(AL)에서 겹쳐 있다. 이것에 의하면 듀플렉서(30)의 배선(131 및 133)이 모듈 기판(91) 내에서 근접하고 있는 부분(영역(AL))이 발생하기 때문에 배선(131 및 133) 사이에서 전자 결합을 발생시킬 수 있다. 이것에 의해 듀플렉서(30)를 구성하는 수신 필터(30R)에 상기 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로, 예를 들면 수신 필터(30R)의 통과 특성에 있어서의 감쇠극을 시프트시키는 것이 가능해진다. 따라서, 수신 필터(30R)의 통과 특성을 개선할 수 있고, 고주파 모듈(1C)의 신호 전송 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 도 5c의 (b)에서는 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(132)(제 2 배선)과 배선(133)(제 1 배선)이 모듈 기판(91) 내의 영역(AL)에서 겹쳐 있다. 이것에 의하면 듀플렉서(30)의 배선(132 및 133)이 모듈 기판(91) 내에서 근접하고 있는 부분(영역(AL))이 발생하기 때문에 배선(132 및 133) 사이에서 전자 결합을 발생시킬 수 있다. 이것에 의해 듀플렉서(30)를 구성하는 송신 필터(30T)와 수신 필터(30R) 사이에 상기 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로, 예를 들면 송신 필터(30T)와 수신 필터(30R)의 아이솔레이션 특성에 있어서의 감쇠극을 시프트시키는 것이 가능해진다. 따라서, 송신 필터(30T)와 수신 필터(30R)의 아이솔레이션 특성을 개선할 수 있고, 고주파 모듈(1C)의 신호 전송 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 도 5c의 (c)에서는 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 배선(131)(제 2 배선)과 배선(132)(제 1 배선)이 모듈 기판(91) 내의 영역(AL)에서 겹치며, 또한 배선(131)(제 2 배선)과 배선(133)(제 1 배선)이 모듈 기판(91) 내의 영역(AL)에서 겹쳐 있다. 이것에 의해 듀플렉서(30)를 구성하는 송신 필터(30T) 및 수신 필터(30R) 각각에 상기 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로, 예를 들면 송신 필터(30T) 및 수신 필터(30R)의 통과 특성에 있어서의 감쇠극을 시프트시키는 것이 가능해진다. 따라서, 송신 필터(30T) 및 수신 필터(30R)의 통과 특성을 개선할 수 있고, 고주파 모듈(1C)의 신호 전송 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(효과 등)
이상, 실시형태 1에 의한 고주파 모듈(1)은 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖는 모듈 기판(91)과, 입력 단자(101) 및 출력 단자(102)를 갖는 필터(10)와, 스위치(50)(제 1 회로 부품)와, 정합 회로(12)(제 2 회로 부품)를 구비하고, 필터(10)는 주면(91a)에 배치되어 있으며, 스위치(50)는 주면(91b)에 배치되어 있으며, 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 입력 단자(101) 및 스위치(50)를 접속하는 배선(111)(제 1 배선)과, 출력 단자(102) 및 정합 회로(12)를 접속하는 배선(112)(제 2 배선)은 모듈 기판(91) 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.
상기 구성에 의하면 필터(10)의 배선(111 및 112)이 모듈 기판(91) 내에서 근접하고 있는 부분(영역(AL))이 발생하기 때문에 배선(111 및 112) 사이에서 전자 결합을 발생시킬 수 있다. 이것에 의해 필터(10)에 상기 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로 필터(10)의 통과 특성을 개선할 수 있고, 고주파 모듈(1)의 신호 전송 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 고주파 모듈(1)에 있어서 필터(10)의 입력 단자(101)는 주면(91b)에 배치된 스위치(50)(제 1 회로 부품)와 접속되어 있으며, 필터(10)의 출력 단자(102)는 주면(91b)에 배치된 저잡음 증폭기(14)(제 2 회로 부품)의 입력 단자와 접속되어 있으며, 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 입력 단자(101) 및 스위치(50)를 접속하는 배선(111)(제 1 배선)과, 출력 단자(102) 및 저잡음 증폭기(14)를 접속하는 배선(112)(제 2 배선)은 모듈 기판(91) 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
또한, 실시형태 2에 의한 고주파 모듈(6)은 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖는 모듈 기판(91)과, 공통 단자(104), 송신 입력 단자(105) 및 수신 출력 단자(106)를 갖는 듀플렉서(30)와, 스위치(51)(제 1 회로 부품)와, 정합 회로(32)(제 2 회로 부품)를 구비하고, 듀플렉서(30)는 주면(91a)에 배치되어 있으며, 스위치(51)는 주면(91b)에 배치되어 있으며, 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 송신 입력 단자(105) 및 스위치(51)를 접속하는 배선(132)(제 1 배선)과, 공통 단자(104) 및 정합 회로(32)를 접속하는 배선(131)(제 2 배선)은 모듈 기판(91) 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있다.
상기 구성에 의하면 듀플렉서(30)의 배선(131 및 132)이 모듈 기판(91) 내에서 근접하고 있는 부분(영역(AL))이 발생하기 때문에 배선(131 및 132) 사이에서 전자 결합을 발생시킬 수 있다. 이것에 의해 듀플렉서(30)를 구성하는 송신 필터(30T)에 상기 전자 결합에 의한 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분이 부가되므로 송신 필터(30T)의 통과 특성을 개선할 수 있고, 고주파 모듈(1C)의 신호 전송 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 고주파 모듈(6)에 있어서 듀플렉서(30)의 공통 단자(104)는 주면(91b)에 배치된 스위치(50)(제 2 회로 부품)와 접속되어 있으며, 듀플렉서(30)의 송신 입력 단자(105)는 주면(91b)에 배치된 스위치(51)(제 1 회로 부품)와 접속되어 있으며, 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우에 공통 단자(104) 및 스위치(50)를 접속하는 배선(131)(제 2 배선)과, 송신 입력 단자(105) 및 스위치(51)를 접속하는 배선(132)(제 1 배선)은 모듈 기판(91) 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
또한, 실시형태 1에 의한 고주파 모듈(1) 및 실시형태 2에 의한 고주파 모듈(6)은 상기 평면으로부터 볼 때에 있어서 제 1 배선과 제 2 배선이 모듈 기판(91) 내에서 겹쳐 있는 배선 부분과, 주면(91b) 사이에 형성된 그라운드 전극층(80G)을 더 구비해도 좋다.
이것에 의하면 주면(91b)에 배치된 회로 부품으로부터 발생하는 노이즈를 그라운드 전극층(80G)에서 차단할 수 있으므로 상기 배선 부분의 전자 결합을 고정밀도로 설정할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1 및 6)은 주면(91b)에 배치된 외부 접속 단자(150)를 더 구비하고, 제 1 회로 부품 및 제 2 회로 부품은 주면(91b)에 배치된 반도체 IC(70)(또는 70C)에 포함되어 있어도 좋다.
이것에 의해 고주파 모듈(1 및 6)을 저배화 및 소형화할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1 및 6)에 있어서 상기 평면으로부터 볼 때에 있어서 제 1 배선과 제 2 배선은 모듈 기판(91) 내에서 교차하고 있어도 좋다.
이것에 의해 전자 결합에 의해 부가되는 인덕턴스 성분 또는 커패시턴스 성분의 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(1 및 6)의 신호 전송 특성을 고정밀도로 개선할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1 및 6)에 있어서 제 1 회로 부품은 스위치(50)(제 1 스위치), 스위치(51 또는 52)(제 2 스위치)이며, 제 2 회로 부품은 인덕터 또는 커패시터이어도 좋다.
또한, 고주파 모듈(1 및 6)에 있어서 제 1 회로 부품은 스위치(50)(제 1 스위치)이며, 제 2 회로 부품은 스위치(51 또는 52)(제 2 스위치)이어도 좋다.
또한, 고주파 모듈(6)에 있어서 스위치(50)(제 1 스위치), 스위치(51 및 52)(제 2 스위치), 및 저잡음 증폭기(62)는 반도체 IC(70C)에 포함되어 있어도 좋다.
또한, 반도체 IC(70C)는 스위치(50, 51, 52), 및 저잡음 증폭기(62)를 디지털 제어 신호로 제어하는 제어 회로를 더 포함해도 좋다.
또한, 통신 장치(5)(또는 7)는 안테나(2)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RFIC(3)와, 안테나(2)와 RFIC(3) 사이에서 고주파 신호를 전송하는 고주파 모듈(1)(또는 6)을 구비한다.
이것에 의해 신호 통과 특성의 열화가 억제된 양면 실장형의 통신 장치(5)(또는 7)를 제공하는 것이 가능해진다.
(그 외의 실시형태 등)
이상, 본 발명의 실시형태에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치에 대해서 실시형태, 실시예, 및 변형예를 들어 설명했지만 본 발명에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치는 상기 실시형태, 실시예, 및 변형예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태, 실시예, 및 변형예에 있어서의 임의의 구성 요소를 조합해서 실현되는 다른 실시형태나 상기 실시형태, 실시예, 및 변형예에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각나는 각종 변형을 실시해서 얻어지는 변형예나 상기 고주파 모듈 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시형태, 실시예, 및 변형예에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치에 있어서 도면에 개시된 각 회로 부품 및 신호 경로를 접속하는 경로 사이에 다른 회로 부품 및 배선 등이 삽입되어 있어도 좋다.
본 발명은 멀티밴드 대응의 프런트 엔드부에 배치되는 고주파 모듈로서 휴대 전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 모듈 기판과,
    제 1 입출력 단자 및 제 2 입출력 단자를 갖는 필터와,
    제 1 회로 부품과,
    제 2 회로 부품을 구비하고,
    상기 필터는 상기 제 1 주면에 배치되어 있으며,
    상기 제 1 회로 부품은 상기 제 2 주면에 배치되어 있으며,
    상기 모듈 기판을 평면으로부터 봤을 경우에 상기 제 1 입출력 단자 및 상기 제 1 회로 부품을 접속하는 제 1 배선과, 상기 제 2 입출력 단자 및 상기 제 2 회로 부품을 접속하는 제 2 배선은 상기 모듈 기판 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  2. 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 모듈 기판과,
    공통 단자, 송신 입력 단자, 및 수신 출력 단자를 갖는 듀플렉서와,
    제 1 회로 부품과,
    제 2 회로 부품을 구비하고,
    상기 듀플렉서는 상기 제 1 주면에 배치되어 있으며,
    상기 제 1 회로 부품은 상기 제 2 주면에 배치되어 있으며,
    상기 모듈 기판을 평면으로부터 봤을 경우에 상기 공통 단자, 상기 송신 입력 단자, 및 상기 수신 출력 단자 중 하나의 단자인 제 1 입출력 단자와, 상기 제 1 회로 부품을 접속하는 제 1 배선과, 상기 공통 단자, 상기 송신 입력 단자, 및 상기 수신 출력 단자 중 상기 하나의 단자와 상이한 다른 단자인 제 2 입출력 단자와, 상기 제 2 회로 부품을 접속하는 제 2 배선은 상기 모듈 기판 내에서 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 평면으로부터 볼 때에 있어서 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선이 상기 모듈 기판 내에서 겹쳐 있는 배선 부분과, 상기 제 2 주면 사이에 형성된 그라운드 전극층을 더 구비하는 고주파 모듈.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 회로 부품은 상기 제 2 주면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 주면에 배치된 외부 접속 단자를 더 구비하고,
    상기 제 1 회로 부품 및 상기 제 2 회로 부품은 상기 제 2 주면에 배치된 반도체 IC에 포함되어 있는 고주파 모듈.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 평면으로부터 볼 때에 있어서 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선은 상기 모듈 기판 내에서 교차하고 있는 고주파 모듈.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    안테나 접속 단자와,
    증폭기를 더 구비하고,
    상기 제 1 회로 부품은 상기 안테나 접속 단자와 상기 제 1 입출력 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하는 제 1 스위치 또는 상기 증폭기와 상기 제 2 입출력 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하는 제 2 스위치이며,
    상기 제 2 회로 부품은 인덕터 또는 커패시터인 고주파 모듈.
  8. 제 4 항에 있어서,
    안테나 접속 단자와,
    증폭기를 더 구비하고,
    상기 제 1 회로 부품은 상기 안테나 접속 단자와 상기 제 1 입출력 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하는 제 1 스위치이며,
    상기 제 2 회로 부품은 상기 증폭기와 상기 제 2 입출력 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하는 제 2 스위치인 고주파 모듈.
  9. 제 5 항에 있어서,
    안테나 접속 단자와,
    증폭기를 더 구비하고,
    상기 제 1 회로 부품은 상기 안테나 접속 단자와 상기 제 1 입출력 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하는 제 1 스위치이며,
    상기 제 2 회로 부품은 상기 증폭기와 상기 제 2 입출력 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하는 제 2 스위치이며,
    상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 및 상기 증폭기는 상기 반도체 IC에 포함되어 있는 고주파 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반도체 IC는 상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 및 상기 증폭기 중 적어도 1개를 디지털 제어 신호로 제어하는 제어 회로를 더 포함하는 고주파 모듈.
  11. 안테나와,
    상기 안테나에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로와,
    상기 안테나와 상기 RF 신호 처리 회로 사이에서 상기 고주파 신호를 전송하는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 고주파 모듈을 구비하는 통신 장치.
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