(57)【要約】【課題】低歪性、および、低損失性に優れた方向性結合器を構成するために適した実装部品を提供すること。【解決手段】主線路８１と副線路１１とからなる方向性結合器１を構成するための実装部品１０であって、主線路８１および副線路１１のうち、副線路１１のみが形成されている。主線路８１は、実装部品１０が実装される実装基板８０に形成され、かつ実装部品１０には形成されておらず、実装部品１０が実装基板８０に実装されたときに主線路８１と副線路６１とが電磁気的に結合することにより方向性結合器１が構成される。【選択図】図１
2020178201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主線路と、前記主線路を伝送する信号を検出信号として結合端子に出力する第１端部および第２端部を有する副線路と、からなる方向性結合器を構成するための実装部品であって、
前記主線路および前記副線路のうち、前記副線路のみが形成されている、実装部品。
【請求項２】
前記主線路は、前記実装部品が実装される実装基板に形成され、かつ前記実装部品には形成されておらず、
前記実装部品が前記実装基板に実装されたときに前記主線路と前記副線路とが電磁気的に結合することにより前記方向性結合器が構成される、
請求項１に記載の実装部品。
【請求項３】
複数の線路と、
前記複数の線路のうち１以上の線路を選択する第１スイッチと、を有し、
前記副線路は、前記第１スイッチによって選択された前記１以上の線路によって構成される、
請求項１または２に記載の実装部品。
【請求項４】
前記副線路の前記第１端部を前記結合端子に接続しかつ前記第２端部をグランドに接続するか、前記副線路の前記第１端部をグランドに接続しかつ前記第２端部を前記結合端子に接続するかを切り替える第２スイッチを有する、
請求項１から３の何れか１項に記載の実装部品。
【請求項５】
前記副線路の前記第１端部および前記第２端部とグランドとの間に接続された可変終端器を有する、
請求項１から４の何れか１項に記載の実装部品。
【請求項６】
前記副線路の前記第１端部および前記第２端部と前記結合端子との間に接続された可変整合回路を有する、
請求項１から５の何れか１項に記載の実装部品。
【請求項７】
前記副線路の前記第１端部および前記第２端部と前記結合端子との間に接続された可変減衰器を有する、
請求項１から６の何れか１項に記載の実装部品。
【請求項８】
前記副線路の前記第１端部および前記第２端部と前記結合端子との間に接続された可変フィルタを有する、
請求項１から７の何れか１項に記載の実装部品。
【請求項９】
誘電体基板と前記誘電体基板に実装された半導体チップを備え、前記副線路が前記誘電体基板に形成されている、
請求項１から８の何れか１項に記載の実装部品。
【請求項１０】
半導体チップを備え、前記副線路が前記半導体チップに形成されている、
請求項１から９の何れか１項に記載の実装部品。
【請求項１１】
半導体チップを備え、前記第１スイッチが前記半導体チップに形成されている、
請求項３に記載の実装部品。
【請求項１２】
半導体チップを備え、前記第２スイッチが前記半導体チップに形成されている、
請求項４に記載の実装部品。
【請求項１３】
主線路が形成された実装基板と、
前記実装基板に実装された請求項１から１２の何れか１項に記載の実装部品と、を備え、
前記主線路と前記実装部品に形成された副線路とで方向性結合器が構成されている、
モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装部品およびモジュールに関し、特には方向性結合器を構成するための実装部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
方向性結合器は、携帯端末装置などの無線機器において広く使われる基本的な素子である（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０１７７１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今、無線機器に対する高性能化の要求を受けて、方向性結合器にも、さらなる低歪性、および、低損失性が求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、低歪性、および、低損失性に優れた方向性結合器を構成するために適した実装部品、およびそのような実装部品を用いて構成された方向性結合器を備えるモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る実装部品は、主線路と、前記主線路を伝送する信号を検出信号として結合端子に出力する第１端部および第２端部を有する副線路とからなる方向性結合器を構成するための実装部品であって、前記主線路および前記副線路のうち、前記副線路のみが形成されている。
【０００７】
また、本発明の一態様に係るモジュールは、主線路が形成された実装基板と、前記実装基板に実装された前記実装部品と、を備え、前記主線路と前記実装部品に形成された副線路とで方向性結合器が構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る実装部品によれば、実装部品を用いて主線路と副線路とからなる方向性結合器を構成した場合、実装部品には、副線路のみがあり、主線路および主線路用の接続構造はない。
【０００９】
一般に、実装部品内の主線路は、主信号が伝達する外部の信号経路に比べて細いため、実装部品に主線路を設けて実装部品内に主信号を持ち込んだ場合、実装部品内の主線路における挿入損失および接続構造における反射による損失が大きくなりやすい。また、実装部品内に主信号を持ち込んだ場合、実装部品に含まれる基板、電極、および素子等に強力な主信号の電磁界が及びやすくなるため、主信号が歪みやすくなる。その点、主信号を内部に持ち込まない実装部品を用いて構成した方向性結合器では、実装部品内の主線路における挿入損失および接続構造における反射による損失が一切生じない。
【００１０】
これにより、低歪性、および、低損失性に優れた方向性結合器を構成するために適した実装部品、およびそのような実装部品を用いて構成された方向性結合器を備えるモジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図
【図２Ａ】実施の形態１に係る方向性結合器の構造の第１例を示す上面図
【図２Ｂ】実施の形態１に係る方向性結合器の構造の第１例を示す側面図
【図３Ａ】実施の形態１に係る方向性結合器の構造の第２例を示す上面図
【図３Ｂ】実施の形態１に係る方向性結合器の構造の第２例を示す側面図
【図４】実施の形態２に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図
【図５Ａ】実施の形態２に係る方向性結合器の構造の一例を示す上面図
【図５Ｂ】実施の形態２に係る方向性結合器の構造の一例を示す側面図
【図６】実施の形態３に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図
【図７Ａ】実施の形態３に係る方向性結合器の構造の一例を示す上面図
【図７Ｂ】実施の形態３に係る方向性結合器の構造の一例を示す側面図
【図８】実施の形態４に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図
【図９】実施の形態５に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図
【図１０Ａ】実施の形態５に係る可変インダクタの構成の一例を示す回路図
【図１０Ｂ】実施の形態５に係る可変キャパシタの構成の一例を示す回路図
【図１０Ｃ】実施の形態５に係る可変抵抗の構成の一例を示す回路図
【図１１Ａ】実施の形態６に係るモジュールの構造の一例を示す上面図
【図１１Ｂ】実施の形態６に係るモジュールの構造の一例を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の複数の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
【００１３】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る実装部品について、実装基板に実装され方向性結合器を構成している状態での実装部品の例を挙げて説明する。
【００１４】
図１は、実施の形態１に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。
【００１５】
図１に示されるように、方向性結合器１は、実装部品１０と、実装基板８０とで構成されている。
【００１６】
方向性結合器１を構成する主線路８１および副線路１１のうち、主線路８１は実装基板８０のみに形成され、実装部品１０には形成されていない。また、副線路１１は実装部品１０に形成されている。実装部品１０が実装基板８０に実装されたとき、主線路８１と副線路１１とが電磁気的に結合することにより（図１の符号Ｍ）、実装部品１０は方向性結合器１として機能する。
【００１７】
副線路１１の第２端部Ｔ２が終端された状態で、主線路８１を主線路８１の第１端部Ｔ３から主線路８１の第２端部Ｔ４へ順方向に伝搬する主信号の一部が、順方向の検出信号として副線路１１の第１端部Ｔ１から出力される。また、副線路１１の第１端部Ｔ１が終端された状態で、主線路８１を主線路８１の第２端部Ｔ４から主線路８１の第１端部Ｔ３へ逆方向に伝搬する主信号の一部が、逆方向の検出信号として副線路１１の第２端部Ｔ２から出力される。
【００１８】
つまり、順方向の主信号に対する検出信号を得る場合、副線路１１の第２端部Ｔ２が終端用の端部であり第１端部Ｔ１が信号出力用の端部である。また、逆方向の主信号に対する検出信号を得る場合、副線路１１の第１端部Ｔ１が終端用の端部であり第２端部Ｔ２が信号出力用の端部である。
【００１９】
なお、順方向および逆方向は上述とは反対に定義されてもよい。
【００２０】
方向性結合器１において、主線路８１の第１端部Ｔ３、第２端部Ｔ４、および副線路１１の第１端部Ｔ１、第２端部Ｔ２の各々に接続される回路は、特には限定されない。一例として、端部Ｔ１〜Ｔ４は、それぞれ対応する外部端子に個別に接続されていてもよい（図示せず）。つまり、方向性結合器１は４端子として構成されていてもよい。また、後述するように、副線路１１の第１端部Ｔ１、第２端部Ｔ２のうち、終端用の端部は方向性結合器１の内部で終端され、信号出力用の端部は方向性結合器１の内部に設けられた機能回路に接続されていてもよい。
【００２１】
実装部品１０を実装基板８０に実装して、主線路８１と副線路１１とからなる方向性結合器を構成した場合、実装部品１０には、副線路１１のみがあり、主線路８１および主線路８１用の接続構造（主線路８１と外部素子とを接続するための配線やビア導体など）はない。
【００２２】
一般に、実装部品内の主線路は、主信号が伝達する実装部品の外部に設けられた信号経路に比べて細いため、実装部品に主線路を設けて実装部品内に主信号を持ち込んだ場合、実装部品内の主線路における挿入損失および主線路用の接続構造における反射による損失が大きくなりやすい。
【００２３】
また、実装部品に主線路を設けて実装部品内に主信号を持ち込んだ場合、実装部品に含まれる基板、電極、および素子等に強力な主信号の電磁界が及びやすくなるため、主信号が歪みやすくなる。具体的には、実装部品にシリコンなどからなる半導体基板（および半導体基板上に積層された絶縁体部）が含まれているとき、絶縁体部が非線形性を有するため、そのような実装部品に主信号を持ち込むと主信号が歪みやすい。また、誘電体など他の材料からなる基板が含まれているときであっても、主線路の近傍に半導体部品が配置されていると、主信号の電磁界が半導体部品に及ぶことで発生する渦電流が、基板が有する抵抗率の非線形な変化により歪む影響を受けて、主信号も歪みやすくなる。
【００２４】
その点、主信号を内部に持ち込まない実装部品１０を用いて構成した方向性結合器１では、実装部品内の主線路における挿入損失および主線路用の接続構造における反射による損失が一切生じない。また、実装部品１０内で故障が生じた場合でも主信号が途切れることがないので、適切な制御により装置の動作を継続することができ、装置の信頼性の劣化を抑制できる。
【００２５】
これにより、低歪性、および、低損失性に優れた方向性結合器を構成するために適した実装部品１０、およびそのような実装部品１０を備える方向性結合器１が得られる。
【００２６】
次に、方向性結合器１の具体的な実装構造について説明する。
【００２７】
図２Ａおよび図２Ｂは、方向性結合器１の実装構造の第１例を示す上面図および側面図である。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、方向性結合器１は方向性結合器１ａとして参照される。
【００２８】
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、方向性結合器１ａは、実装基板８０に、実装部品１０ａを実装して構成されている。実装部品１０ａは、方向性結合器を構成するための実装部品１０の一例であり、実装基板８０は、実装部品１０ａを用いて構成される方向性結合器を利用する装置の基板である。
【００２９】
実装基板８０は、例えば、誘電体である樹脂材料で構成された１以上の基材層からなる誘電体基板８２に、主線路８１およびグランド電極８３が配置された配線基板である。主線路８１およびグランド電極８３は、銅などを含有する金属の厚膜で構成される。
【００３０】
実装部品１０ａは、例えば、誘電体であるセラミックスまたは樹脂材料で構成された１以上の基材層からなる誘電体基板１２ａに、副線路１１ａが配置された部品である。副線路１１ａは、銀または銅などを含有する金属箔や銀または銅などを含有する金属の厚膜で構成される。
【００３１】
実装部品１０ａおよび実装基板８０の互いの対向面に設けられた接続電極（図示せず）が、はんだなどの導電性接合材７１で接合されることにより、実装部品１０ａは実装基板８０に実装される。
【００３２】
このような実装構造によれば、実装部品１０ａは、セラミックス多層基板や多層プリント配線基板の一般的な製造技術を用いて、容易かつ低コストに作製できる。
【００３３】
図３Ａおよび図３Ｂは、方向性結合器１の実装構造の第２例を示す上面図および側面図である。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、方向性結合器１は方向性結合器１ｂとして参照される。
【００３４】
図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、方向性結合器１ｂは、実装基板８０に実装部品１０ｂを実装して構成されている。実装部品１０ｂは、方向性結合器を構成するための実装部品１０の一例であり、実装基板８０は、実装部品１０ｂを用いて構成される方向性結合器を利用する装置の基板である。
【００３５】
実装基板８０は、方向性結合器１ａにおける実装基板８０と同様の構造を有する。
【００３６】
実装部品１０ｂは、シリコンなどの半導体材料からなる半導体基板１２ｂに、副線路１１ｂが配置された半導体チップ部品である。副線路１１ｂは、銅またはアルミニウムなどを含有する金属の薄膜で構成される。
【００３７】
実装部品１０ｂおよび実装基板８０の互いの対向面に設けられた接続電極（図示せず）が、はんだなどの導電性接合材７２で接合されることにより、実装部品１０ｂは実装基板８０に実装される。実装部品１０ｂは、実装基板８０にフリップチップ実装されたチップサイズパッケージであってもよく、実装部品１０ｂと実装基板８０との間にアンダーフィル樹脂が充填されていてもよい。アンダーフィル樹脂を用いることにより、主線路８１と副線路１１ｂとの容量性の結合を大きくすることができる。
【００３８】
このような実装構造によれば、実装部品１０ｂは、一般的な半導体プロセスを用いて、小型かつ高い形状精度で作製できる。特に、検出しようとする信号の周波数が高い（例えば、３ＧＨｚ以上）場合、副線路１１ｂは副線路１１ａに比べて短くて済むことから、大型の半導体基板１２ｂを必要とせず、コスト面においても有利な実装部品１０ｂが得られる。
【００３９】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る実装部品について、再構成可能な副線路を有する実装部品の例を挙げて説明する。
【００４０】
図４は、実施の形態２に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。
【００４１】
図４に示されるように、方向性結合器２は、図１の方向性結合器１と比べて、副線路２１が変更され、制御部２９が追加される点で相違する。
【００４２】
方向性結合器２は、複数の線路２１１、２１２と、複数の線路２１１、２１２のうち１以上の線路を選択する複数の第１スイッチ２１３〜２１６と、を有する。図４の例では、線路２１１、２１２および第１スイッチ２１３〜２１６は、それぞれ３つずつ設けられている。図４では、図示の簡明のため、線路２１１、２１２および第１スイッチ２１３〜２１６の符号は、同じ種類の要素を代表する１つの要素にのみ示されている。
【００４３】
複数の線路２１１、２１２は、実装部品２０が実装基板８０に実装されたとき、主線路８１と電磁気的に結合する線路のうち、主線路８１との間に、方向性結合器２の結合度を定める所定の結合度を有する線路である。図４では、線路２１１の長さと線路２１２の長さとは互いに異なっている。また、複数の線路２１１、および、複数の線路２１２はそれぞれ、主線路８１からの距離が異なっている。
【００４４】
第１スイッチ２１３〜２１６および第１スイッチ２１３〜２１６と線路２１１、２１２とを接続する配線は、主線路８１との間にわずかながら電磁気的な結合を有する。しかしながら、第１スイッチ２１３〜２１６と主線路８１との結合度、および配線と主線路８１との結合度は、方向性結合器２の結合度を定める所定の結合度ではない。したがって、第１スイッチ２１３〜２１６および第１スイッチ２１３〜２１６と線路２１１、２１２とを接続する配線は、副線路２１を構成する線路には含まれない。
【００４５】
また、副線路２１の第１端部Ｔ１、および、第２端部Ｔ２と接続される外部素子があった場合には、第１端部Ｔ１と外部素子とを接続する配線やビア導体などの接続構造、および、第２端部Ｔ２と外部素子とを接続する配線やビア導体などの接続構造も、主線路８１との間にわずかながら電磁気的な結合を有する。しかしながら、それらの配線と主線路８１との結合度は、方向性結合器２の結合度を定める所定の結合度ではない。したがって、副線路２１と外部素子とを接続する配線や接続構造は、副線路２１を構成する線路には含まれない。
【００４６】
制御部２９は、第１スイッチ２１３〜２１６の各々の導通状態および非導通状態を示すデータ信号を受信し、第１スイッチ２１３〜２１６の各々を受信したデータ信号によって示される導通状態または非導通状態に切り替える。
【００４７】
方向性結合器２において、副線路２１は、複数の線路２１１、２１２のうち、第１スイッチ２１３〜２１６によって接続された１以上の線路２１１、２１２によって構成される。
【００４８】
例えば、第１スイッチ２１３、２１６が導通状態となり、第１スイッチ２１４、２１５が非導通状態となった場合には、線路２１１のみが副線路２１を構成する。より具体的には、３つの線路２１１のうち、３つの第１スイッチ２１３において導通状態となった第１スイッチ２１３と３つの第１スイッチ２１６において導通状態となった第１スイッチ２１６とに接続された線路２１１が、副線路２１を構成する。
【００４９】
また、例えば、第１スイッチ２１３、２１４、２１５が導通状態となり、第１スイッチ２１６が非導通状態となった場合には、線路２１１と線路２１２との２つの線路により副線路２１を構成する。より具体的には、３つの線路２１１のうち、３つの第１スイッチ２１３において導通状態となった第１スイッチ２１３と３つの第１スイッチ２１４において導通状態となった第１スイッチ２１４とに接続された線路２１１、および、３つの線路２１２のうち、３つの第１スイッチ２１４において導通状態となった第１スイッチ２１４と３つの第１スイッチ２１５において導通状態となった第１スイッチ２１５とに接続された線路２１２が、互いに接続されて、副線路２１を構成する。
【００５０】
これにより、実装部品２０が実装基板８０に実装されたとき、主線路８１と、第１スイッチ２１３〜２１６によって接続された１以上の線路２１１、２１２によって構成される副線路２１とが電磁気的に結合することにより（図４の符号Ｍ）、実装部品２０は方向性結合器２として機能する。
【００５１】
次に、方向性結合器２の具体的な実装構造について説明する。
【００５２】
図５Ａおよび図５Ｂは、方向性結合器２の実装構造の一例を示す上面図および側面図である。
【００５３】
図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、方向性結合器２は、実装基板８０に実装部品２０を実装して構成されている。実装基板８０は、実装部品２０を用いて構成される方向性結合器を利用する装置の基板である。
【００５４】
実装基板８０は、方向性結合器１ａにおける実装基板８０と同様の構造を有する。
【００５５】
実装部品２０は、線路２１１、２１２が配置されかつ半導体チップ２３が実装された誘電体基板２２を、樹脂２４にてモールドして構成される。樹脂２４には、例えば、エポキシ系樹脂が用いられる。
【００５６】
誘電体基板２２は、誘電体であるセラミックスまたは樹脂材料で構成された１以上の基材層からなり、線路２１１、２１２は、銀または銅を含有する金属の厚膜で構成される。
【００５７】
半導体チップ２３には、第１スイッチ２１３〜２１６および制御部２９が設けられる。第１スイッチ２１３〜２１６と線路２１１、２１２とが、誘電体基板２２に設けられる配線（図示せず）によって接続されることで、図４に示される実装部品２０の回路が形成される。
【００５８】
半導体チップ２３は、誘電体基板２２にフリップチップ実装されたチップサイズパッケージであってもよく、半導体チップ２３と誘電体基板２２との間にアンダーフィル樹脂が充填されていてもよい。
【００５９】
樹脂２４の天面および側面の少なくとも一部に、シールド膜として、スパッタまたはめっきによる金属膜（図示せず）が形成されていてもよい。
【００６０】
実装部品２０および実装基板８０の互いの対向面に設けられた接続電極（図示せず）が、はんだなどの導電性接合材７１で接合されることにより、実装部品２０は実装基板８０に実装される。
【００６１】
方向性結合器２によれば、複数の線路２１１、２１２と第１スイッチ２１３〜２１６とによって副線路２１を再構成することができる。そのため、実装部品２０を実装基板８０に実装した後で、方向性結合器２の結合度および方向性を動的に調整することができる。
【００６２】
より具体的に、実際の実装構造では、実装部品のはんだ実装の位置（アライメント）やはんだ量、さらには実装部品や実装基板の基材厚さや加工精度を原因として、結合度や方向性が所望値からばらつく。
【００６３】
その点、方向性結合器２によれば、長さや主線路８１との距離が線路２１１、２１２の中から適切な線路を接続して副線路２１を再構成することで、結合度を適切に補償することができる。また、非所望のばらつきを補償するだけでなく、異なる周波数の信号の検出に適合した複数の線路を設けておき、検出対象の信号の周波数に応じて切り替えて用いることもできる。それにより、動作帯域が広く、所望の結合度および方向性を適切に得ることができる方向性結合器が得られる。
【００６４】
なお、図４では線路２１１と線路２１２との長さが異なる例を示したが、線路２１１の長さと線路２１２の長さとは同じであってもよい。また、図４では、第１スイッチ２１３〜２１６、線路２１１、および、線路２１２をそれぞれ３つずつ備える例を示したが、備える数は１つずつでも、２つずつであってもよいし、４つずつ以上であってもよい。
【００６５】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る実装部品について、再構成可能な副線路を有する実装部品の他の例を挙げて説明する。
【００６６】
図６は、実施の形態３に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。
【００６７】
図６に示されるように、方向性結合器３は、図４の方向性結合器２と比べて、線路３１１、３１２および第１スイッチ３１３〜３１６が、それぞれ６つずつ設けられる点で相違する。
【００６８】
方向性結合器３における線路３１１、３１２および第１スイッチ３１３〜３１６は、方向性結合器２における線路２１１、２１２および第１スイッチ２１３〜２１６にそれぞれ対応する。また、方向性結合器３における副線路３１および制御部３９は、方向性結合器２における副線路２１および制御部２９にそれぞれ対応する。
【００６９】
方向性結合器３において、副線路３１は、複数の線路３１１、３１２のうち、第１スイッチ３１３〜３１６によって接続された１以上の線路３１１、３１２によって構成される。これにより、実装部品３０が実装基板８０に実装されたとき、主線路８１と、第１スイッチ３１３〜３１６によって接続された１以上の線路３１１、３１２によって構成される副線路３１とが電磁気的に結合することにより（図６の符号Ｍ）、実装部品３０は方向性結合器３として機能する。
【００７０】
また、方向性結合器２での説明と同様、方向性結合器３においても、第１スイッチ３１３〜３１６および第１スイッチ３１３〜３１６と線路３１１、３１２とを接続する配線は、副線路３１を構成する線路には含まれない。
【００７１】
次に、方向性結合器３の具体的な実装構造について説明する。
【００７２】
図７Ａおよび図７Ｂは、方向性結合器３の実装構造の一例を示す上面図および側面図である。
【００７３】
図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、方向性結合器３は、図５Ａおよび図５Ｂに示される方向性結合器２と比べて、線路３１１、３１２が、誘電体基板３２内の２つの層に３本ずつ配置されている点で相違する。
【００７４】
方向性結合器３における誘電体基板３２、半導体チップ３３および樹脂３４は、方向性結合器２における誘電体基板２２、半導体チップ２３および樹脂２４にそれぞれ対応する。方向性結合器３の構成要素の材料および構造の特徴については、方向性結合器２の対応する構成要素の特徴と同一のため、説明を省略する。
【００７５】
方向性結合器３によれば、複数の線路３１１、３１２と第１スイッチ３１３〜３１６とによって副線路３１を再構成することができる。そのため、実装部品３０を実装基板８０に実装した後で、方向性結合器３の結合度および方向性を動的に調整することができる。
【００７６】
より具体的に、実際の実装構造では、実装部品のはんだ実装の位置（アライメント）やはんだ量、さらには実装部品や実装基板の基材厚さや加工精度を原因として、結合度や方向性が所望値からばらつく。
【００７７】
その点、方向性結合器３によれば、線路３１１、３１２の中から適切な線路を接続して副線路３１を再構成することで、結合度を適切に補償することができる。また、非所望のばらつきを補償するだけでなく、異なる周波数の信号の検出に適合した複数の線路を設けておき、検出対象の信号の周波数に応じて切り替えて用いることもできる。それにより、動作帯域が広く、所望の結合度および方向性を適切に得ることができる方向性結合器が得られる。方向性結合器３では、方向性結合器２と比べて、平面視で同じ面積の中により多数の線路を設けて副線路の再構成に用いることができるので、調整できる特性の範囲および精度が一層向上する。
【００７８】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る実装部品について、主信号の検出方向を切り替えるスイッチを有する実装部品の例を挙げて説明する。
【００７９】
図８は、実施の形態４に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。
【００８０】
図８に示されるように、方向性結合器４は、図１の方向性結合器１と比べて、副線路４１および制御部４９が変更され、第２スイッチ４２、４３、終端器４４およびカップリングポートＣＰＬが追加される点で相違する。
【００８１】
副線路４１には、実施の形態１、２、３で説明した副線路１１、２１、３１のうちいずれの副線路を用いても構わない。
【００８２】
第２スイッチ４２、４３は、副線路４１の第１端部Ｔ１を第１ノードＮ１に接続しかつ第２端部Ｔ２を第２ノードＮ２に接続するか、第１端部Ｔ１を第２ノードＮ２に接続しかつ第２端部Ｔ２を第１ノードＮ１に接続するかを切り替える。ここで、第１ノードＮ１はカップリングポートＣＰＬに接続される信号出力用のノードであり、第２ノードＮ２はグランドに接続される終端用のノードである。すなわち、第２スイッチ４２、４３は、副線路４１の第１端部Ｔ１をカップリングポートＣＰＬに接続しかつ第２端部Ｔ２をグランドに接続するか、第１端部Ｔ１をグランドに接続しかつ第２端部Ｔ２をカップリングポートＣＰＬに接続するかを切り替える。
【００８３】
終端器４４は、副線路４１の第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のうち、終端用の端部を終端するインピーダンス回路であり、例えば、第２ノードＮ２とグランド電極との間に接続された固定抵抗である。ここで、第２ノードＮ２は第２スイッチ４２、４３により第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のうちのいずれの端部にも接続されるため、終端器４４は、第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２とグランドとの間に接続されると言い換えられる。
【００８４】
カップリングポートＣＰＬは、検出信号を出力するための端子である。ここで、カップリングポートＣＰＬは「結合端子」の一例である。
【００８５】
制御部４９は、第２スイッチ４２、４３の各々の接続状態を示すデータ信号を受信し、第２スイッチ４２、４３の各々を受信したデータ信号によって示される接続状態に切り替える。副線路４１に実施の形態２の副線路２１を用いる場合、制御部４９は、第２スイッチ４２、４３の制御に加えて第１スイッチ２１３〜２１６の制御を行う。副線路４１に実施の形態３の副線路３１を用いる場合、制御部４９は、第２スイッチ４２、４３の制御に加えて第１スイッチ３１３〜３１６の制御を行う。
【００８６】
このように構成された方向性結合器４によれば、第２スイッチ４２、４３を切り替えることによって、主線路８１を順方向および逆方向のいずれの方向に伝搬する主信号に対する検出信号もカップリングポートＣＰＬから出力することができる。
【００８７】
（実施の形態５）
実施の形態５に係る実装部品について、方向性結合器の特性を調整するための各種の可変要素を有する実装部品の例を挙げて説明する。
【００８８】
図９は、実施の形態５に係る方向性結合器の機能的な構成の一例を示す回路図である。
【００８９】
図９に示されるように、方向性結合器５は、図８の方向性結合器４と比べて、可変終端器５４が変更され、可変整合回路５５、可変減衰器５６および可変フィルタ５７が追加される点で相違する。
【００９０】
方向性結合器５における副線路５１、第２スイッチ５２、５３および制御部５９は、方向性結合器４における副線路４１、第２スイッチ４２、４３および制御部４９にそれぞれ対応する。副線路５１には、実施の形態１、２、３で説明した副線路１１、２１、３１のうちいずれの副線路を用いても構わない。
【００９１】
可変終端器５４は、副線路５１の第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のうち、終端用の端部を終端するための、抵抗およびリアクタンスが調整可能な終端回路であり、主に方向性結合器５の方向性の最適化に用いられる。可変終端器５４は、例えば、可変キャパシタＣ１と可変抵抗Ｒ１とが並列に接続された回路で構成され、第２ノードＮ２とグランドとの間に接続される。ここで、第２ノードＮ２は第２スイッチ４２、４３により第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のうちのいずれの端部にも接続されるため、可変終端器５４は、第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２とグランドとの間に接続されると言い換えられる。
【００９２】
可変整合回路５５は、副線路５１の第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のうち、信号出力用の端部におけるインピーダンスを回路の基準インピーダンスに近づけるための回路であり、主に方向性結合器５の方向性の最適化に用いられる。可変整合回路５５は、例えば、第１ノードＮ１とカップリングポートＣＰＬとを結ぶ信号経路に設けられ、信号経路の一部を構成する可変インダクタＬ１と、可変インダクタＬ１の一端とグランドとの間に接続された可変抵抗Ｒ２と、からなる。ここで、第１ノードＮ１は第２スイッチ４２、４３により第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のうちのいずれの端部にも接続されるため、可変整合回路５５は、第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２とカップリングポートＣＰＬとの間に接続されると言い換えられる。
【００９３】
可変減衰器５６は、副線路５１の第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のうち、信号出力用の端部から得られる検出信号の通過損失を調整する回路であり、主に方向性結合器５の結合度の最適化に用いられる。可変減衰器は、例えば、第１ノードＮ１とカップリングポートＣＰＬとを結ぶ信号経路に設けられ、信号経路の一部を構成する可変抵抗Ｒ３と、可変抵抗Ｒ３の一端とグランドとの間に接続された可変抵抗Ｒ４と、可変抵抗Ｒ３の他端とグランドとの間に接続された可変抵抗Ｒ５と、からなる。ここで、第１ノードＮ１は第２スイッチ４２、４３により第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のうちのいずれの端部にも接続されるため、可変減衰器５６は、第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２とカップリングポートＣＰＬとの間に接続されると言い換えられる。
【００９４】
可変フィルタ５７は、副線路５１の第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のうち、信号出力用の端部から得られる検出信号の周波数特性を調整する回路であり、主に方向性結合器５の結合度の周波数特性の最適化に用いられる。可変フィルタ５７は、例えば、第１ノードＮ１とカップリングポートＣＰＬとを結ぶ信号経路に設けられ、信号経路の一部を構成する可変インダクタＬ２と、可変インダクタＬ２と並列に接続された可変キャパシタＣ２と、可変インダクタＬ２の一端とグランドとの間に接続された可変キャパシタＣ３と、可変インダクタＬ２の他端とグランドとの間に接続された可変キャパシタＣ４と、からなる。ここで、第１ノードＮ１は第２スイッチ４２、４３により第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２のいずれの端部にも接続されるため、可変フィルタ５７は、第１端部Ｔ１および第２端部Ｔ２とカップリングポートＣＰＬとの間に接続されると言い換えられる。
【００９５】
これらの可変要素に用いられる可変インダクタ、可変キャパシタおよび可変抵抗は、一例として次のように実現される。
【００９６】
図１０Ａおよび図１０Ｂおよび図１０Ｃは、それぞれ可変インダクタ、可変キャパシタおよび可変抵抗の構成の一例を示す回路図である。図１０Ａおよび図１０Ｂ、図１０Ｃに示される可変インダクタ、可変キャパシタおよび可変抵抗は、いずれも、固定の定数を有する複数の素子または素子の部分をスイッチで選択することにより実現されている。
【００９７】
このように実現された可変インダクタ、可変キャパシタおよび可変抵抗を用いた可変終端器５４、可変整合回路５５、可変減衰器５６および可変フィルタ５７によれば、制御部５９による制御に応じて、回路定数を容易に変更することができる。
【００９８】
方向性結合器５によれば、副線路５１を再構成することに加えて、可変終端器５４、可変整合回路５５、可変減衰器５６および可変フィルタ５７の回路定数を変更することによっても、方向性結合器５の結合度および方向性を調整することが可能になる。これにより、例えば、副線路５１を再構成するための線路を減らしてより小型化した実装部品において、可変終端器５４、可変整合回路５５、可変減衰器５６および可変フィルタ５７を用いない場合と同等の特性の調整機能を持つ方向性結合器が得られる。
【００９９】
（実施の形態６）
実施の形態６に係るモジュールについて、前述した実装部品が実装基板に実装された方向性結合器を備えるモジュールの例を挙げて説明する。
【０１００】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、実施の形態６に係るモジュールの実装構造の一例を示す上面図および側面図である。
【０１０１】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、モジュール６は、主線路８１が形成された実装基板８０に副線路６１が形成された実装部品６０を実装して構成されている。
【０１０２】
樹脂７４の天面および側面の少なくとも一部に、シールド膜として、スパッタまたはめっきによる金属膜７５が形成されている。金属膜７５は、例えば、チタン、銅およびニッケルのうちの１以上の金属またはその合金で構成される。
【０１０３】
実装基板８０は、誘電体である樹脂材料で構成された１以上の基材層からなる誘電体基板８２に、主線路８１、グランド電極８３および外部端子８４が配置された配線基板である。主線路８１、グランド電極８３および外部端子８４は、銅を含有する金属の厚膜で構成され、実装基板８０の一方主面、内層および他方主面にそれぞれ設けられている。主線路８１は、実装基板８０の内層に設けられてもよい。
【０１０４】
実装部品６０は、シリコンなどの半導体材料からなる半導体基板６２に、副線路６１が配置された半導体チップ部品である。副線路１１ｂは、銅またはアルミニウムなどを含有する金属の薄膜で構成される。
【０１０５】
実装部品６０は、はんだバンプなどの導電性接合材７２で実装基板８０にフリップチップ実装され、樹脂７４にてモールドされている。樹脂７４には、例えば、エポキシ系樹脂が用いられる。実装部品６０と実装基板８０との間にアンダーフィル樹脂が充填されていてもよい。
【０１０６】
なお、図示はしていないが、モジュール６において、実施の形態２、３で説明したような再構成可能な副線路を設けてもよく、実施の形態４で説明したような主信号の検出方向を切り替えるスイッチを設けてもよく、実施の形態５で説明したような特性調整用の各種の可変要素を設けてもよい。
【０１０７】
図１１Ａに示されるように、モジュール６を平面視したとき、主線路８１および副線路６１はいずれも、切り欠きのある環状に設けられ、副線路６１は、主線路８１の内径の内側に収まるように配置されている。
【０１０８】
実際の実装構造では、実装部品のはんだ実装の位置（アライメント）や加工精度を原因として、主線路８１に対する副線路６１の位置がばらつくことがある。その点、図１１Ａに示されるような主線路８１および副線路６１の平面配置によれば、副線路６１の一部が主線路８１に近づくようにずれた場合、副線路６１の他の一部が主線路８１から遠ざかるので、主線路８１と副線路６１との結合度の変動が抑制される。これにより、再構成可能な副線路および各種の可変要素によって調整されるべき特性の調整量が減るため、大規模な調整用の追加回路や副線路を付加する必要がなくなって、装置の小型化に役立つ。
【０１０９】
以上、本発明の実装部品およびモジュールについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、個々の実施の形態には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、方向性結合器を構成するための実装部品およびモジュールとして、携帯端末装置などの無線機器において広く利用できる。
【符号の説明】
【０１１１】
１、１ａ、１ｂ、２、３、４、５  方向性結合器
６  モジュール
１０、１０ａ、１０ｂ、２０、３０、６０  実装部品
１１、１１ａ、１１ｂ、２１、３１、４１、５１、６１  副線路
１２ａ、２２、３２  誘電体基板
１２ｂ、６２  半導体基板
２１１、２１２、３１１、３１２  線路
２１３〜２１６、３１３〜３１６  第１スイッチ
２３、３３  半導体チップ
２４、３４、７４  樹脂
２９、３９、４９、５９  制御部
４２、４３、５２、５３  第２スイッチ
４４  終端器
５４  可変終端器
５５  可変整合回路
５６  可変減衰器
５７  可変フィルタ
７１、７２  導電性接合材
７５  金属膜
８０  実装基板
８１  主線路
８２  誘電体基板
８３  グランド電極
８４  外部端子
Ｎ１  第１ノード
Ｎ２  第２ノード
Ｔ１、Ｔ３  第１端部
Ｔ２、Ｔ４  第２端部
【図１】
2020178201.tif 000003
【図２Ａ】
2020178201.tif 000004
【図２Ｂ】
2020178201.tif 000005
【図３Ａ】
2020178201.tif 000006
【図３Ｂ】
2020178201.tif 000007
【図４】
2020178201.tif 000008
【図５Ａ】
2020178201.tif 000009
【図５Ｂ】
2020178201.tif 000010
【図６】
2020178201.tif 000011
【図７Ａ】
2020178201.tif 000012
【図７Ｂ】
2020178201.tif 000013
【図８】
2020178201.tif 000014
【図９】
2020178201.tif 000015
【図１０Ａ】
2020178201.tif 000016
【図１０Ｂ】
2020178201.tif 000017
【図１０Ｃ】
2020178201.tif 000018
【図１１Ａ】
2020178201.tif 000019
【図１１Ｂ】
2020178201.tif 000020