(57)【要約】【課題】送信信号の受信回路側への漏れを小さくした高周波複合部品を提供する。【解決手段】多層基板の一方主面に実装されたダイオードＤＤ２と、多層基板内に導電膜によって構成されたコンデンサＤＣ５および伝送線路ＤＳＬ２と、多層基板の外面に形成されたグランド電極とを有する高周波スイッチを備える高周波複合部品において、ダイオードＤＤ２とコンデンサＤＣ５の接続およびダイオードＤＤ２と伝送線路ＤＳＬ２の接続のうち、少なくともどちらか一方の接続をビアホールで直接接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と導電膜が交互に積層された多層基板と、前記多層基板の一方主面に形成された電極と、前記電極に実装されたダイオードと、前記多層基板内に前記導電膜を用いて形成されたコンデンサおよび伝送線路と、前記多層基板の外面に形成されたグランド電極とを有する高周波スイッチを備える高周波複合部品であって、
前記コンデンサはその一端側が前記グランド電極に接続され、その他端側が前記ダイオードのアノードに接続され、前記伝送線路はその一端側が前記ダイオードのカソードに接続され、
前記ダイオードと前記コンデンサの接続および前記ダイオードと前記伝送線路の接続のうち少なくとも一方の接続がビアホールで直接接続されたことを特徴とする高周波複合部品。
【請求項２】
前記ダイオードが実装された前記電極が、前記多層基板の一方主面につながった前記ビアホールの先端であることを特徴とする請求項１に記載の高周波複合部品。
【請求項３】
前記コンデンサおよび前記伝送線路を形成する前記導電膜のうち少なくとも一部が、前記多層基板の積層方向において、前記多層基板の一方主面に実装された前記ダイオードの投影面積内に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の高周波複合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の信号を切り換えることを主目的とする高周波複合部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の高周波複合部品として、特許文献１には、図１０のようなトリプルバンド対応型の高周波複合部品が開示されており、この高周波複合部品は、図示していないが、多層基板およびチップ部品で構成されている。
【０００３】
この高周波複合部品は高周波スイッチを備えており、その高周波スイッチにおいて、送受信の切り換えはコントロール端子Ｖｃ１への直流電圧の印加の有無で行われる。信号受信時にはコントロール端子Ｖｃ１に電圧を印加しないので、ダイオードＤＧ１、ＤＧ２はＯＦＦ状態であり、受信信号はアンテナ端子ＡＮＴから受信側端子Ｒｘへ伝達される。
【０００４】
信号送信時には、コントロール端子Ｖｃ１に電圧を印加することでダイオードＤＧ１、ＤＧ２がＯＮ状態となる。ここでダイオードＤＧ２が持っているインダクタンス成分とグランドに接続されているコンデンサＣＧ６が直列共振を構成し、送信信号の送信周波数において伝送線路ＬＧ２のインピーダンスが送信側から見て無限大近くとなるように設計すれば、送信信号が受信側に伝達されにくくなる。
【０００５】
ダイオードＤＧ２とコンデンサＣＧ６は多層基板の一方主面に実装されており、伝送線路ＬＧ２は多層基板内に形成されている。ダイオードＤＧ２とコンデンサＣＧ６の接続およびダイオードＤＧ２と伝送線路ＬＧ２の接続は、主として多層基板表面および側面に形成された配線電極によってされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７７５６号公報
【発明の概要】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし共振回路を構成するダイオードとコンデンサの接続およびダイオードと伝送線路の接続が配線電極によってされているため、配線電極にはインダクタンス成分が発生し、これはダイオードが持っているインダクタンス成分に直列接続されるように発生する。ＬＣ直列共振回路ではインダクタンス成分が大きいほどインピーダンスが大きくなるため、送信側と受信側のアイソレーション特性が低下し、送信信号の受信回路側への漏れが大きくなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、本発明ではダイオードとコンデンサの接続およびダイオードと伝送線路の接続によって発生するインダクタンス成分を低減することを目的としている。
【００１０】
本発明は、誘電体層と導電膜が交互に積層された多層基板と、前記多層基板の一方主面に形成された電極と、前記電極に実装されたダイオードと、前記多層基板内に前記導電膜を用いて形成されたコンデンサおよび伝送線路と、前記多層基板の外面に形成されたグランド電極とを有する高周波スイッチを備える高周波複合部品であって、前記コンデンサはその一端側が前記グランド電極に接続され、その他端側が前記ダイオードのアノードに接続され、前記伝送線路はその一端側が前記ダイオードのカソードに接続され、前記ダイオードと前記コンデンサの接続および前記ダイオードと前記伝送線路の接続のうち少なくとも一方の接続がビアホールで直接接続されたことを特徴とする高周波複合部品である。
【００１１】
また本発明では、前記ダイオードが実装された前記電極が、前記多層基板の一方主面につながった前記ビアホールの先端であってもよい。
【００１２】
また本発明では、前記コンデンサおよび前記伝送線路を形成する前記導電膜のうち少なくとも一部が、前記多層基板の積層方向において、前記多層基板の一方主面に実装された前記ダイオードの投影面積内に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ビアホールによってダイオードと所定の素子を直接接続することで、接続配線により発生するインダクタンス成分の低減が可能となり、送信信号の受信回路側への漏れを小さくした高周波複合部品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る高周波複合部品の第１実施例の等価回路図である。
【図２】第１実施例の多層基板の各シート層（下から第１〜第３層）に形成した電極形状を示す説明図である。
【図３】第１実施例の多層基板の各シート層（下から第４〜第６層）に形成した電極形状を示す説明図である。
【図４】第１実施例の多層基板の各シート層（下から第７〜第９層）に形成した電極形状を示す説明図である。
【図５】第１実施例の多層基板の各シート層（下から第１０〜第１１層）に形成した電極形状を示す説明図である。
【図６】第１実施例の多層基板の各シート層（下から第１２〜第１３層）に形成した電極形状を示す説明図である。
【図７】第１実施例の多層基板の要部断面図である。
【図８】第１実施例の多層基板の表面における各回路素子の搭載状態を示す平面図である。
【図９】第１実施例および従来例のＴｘ−Ｒｘアイソレーション特性図である。
【図１０】従来の高周波複合部品の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る高周波複合部品の実施例について図面を参照して説明する。
（第１実施例）
本第１実施例である高周波複合部品は、４つのシステムに対応するいわゆるクワッドバンド対応型であり、その等価回路図が図１に示されている。
【００１６】
図１を参照して、高周波複合部品は、アンテナ端子ＡＮＴからコンデンサＣ３を介して接続されているダイプレクサ４９を備えている。このダイプレクサ４９はＤＣＳ／ＰＣＳ系（１８００ＭＨｚ／１９００ＭＨｚ）の信号経路とＧＳＭ系（８５０ＭＨｚ／９００ＭＨｚ）の信号経路とを分岐するものである。ＤＣＳ／ＰＣＳ系はダイプレクサ４９に接続されている第１高周波スイッチ４１を備え、この第１高周波スイッチ４１でもって送信側と受信側とに切り換えされている。この第１高周波スイッチ４１の送信側には第１ＬＣフィルタ４３が接続され、さらにコンデンサＣ１を介して送信側端子１８００／１９００Ｔｘが接続されている。第１高周波スイッチ４１の受信側には整合回路５１を介して、ＳＡＷデュプレクサ３１の入力端が接続されている。このＳＡＷデュプレクサ３１の２つの出力端にはそれぞれ受信側端子１８００Ｒｘと受信側端子１９００Ｒｘが接続されている。
【００１７】
ＧＳＭ系も、同様に、第２高周波スイッチ４５、第２ＬＣフィルタ４７、整合回路５３、ＳＡＷデュプレクサ３３、送信側端子８５０／９００Ｔｘ、受信側端子８５０Ｒｘなどを備えている。
【００１８】
以下に第１高周波スイッチ４１の等価回路について詳細に説明する。ダイプレクサ４９から第１高周波スイッチ４１への接続は２つに分岐される。１つは送信側へとつながるダイオードＤＤ１のアノードに接続され、もう１つは受信側へとつながる伝送線路ＤＳＬ２の一端に接続される。
【００１９】
送信側へとつながるダイオードＤＤ１のカソードは第１ＬＣフィルタ４３に接続される。ダイオードＤＤ１には、インダクタＤＳＬｔとコンデンサＤＣｔ１の直列回路が、並列に接続されている。またダイオードＤＤ１のカソードはインダクタＤＳＬ１を介してグランドに接続されている。
【００２０】
受信側へとつながる伝送線路ＤＳＬ２の他端は、整合回路５１に接続される。伝送線路ＤＳＬ２と整合回路５１の間にはダイオードＤＤ２のカソードが接続され、ダイオードＤＤ２のアノードはコンデンサＤＣ５を介してグランドに接続される。ダイオードＤＤ２のアノードには、さらに、抵抗Ｒｄが接続され、抵抗Ｒｄの他端はコンデンサＣ５を介してグランドに接続される。抵抗ＲｄとコンデンサＣ５の間にはコントロール端子Ｖｃ１が接続される。コントロール端子Ｖｃ１への電圧印加の有無で送受信の信号の切り換えを行う。
【００２１】
本発明の特徴である、ビアホールによるダイオードと所定の素子の直接接続は、図２乃至図７に示されている。
【００２２】
図２乃至図６は本第１実施例である高周波複合部品を構成する多層基板の分解図であり、多層基板を構成する各シート層上にスクリーン印刷などで形成されたコンデンサ電極、ストリップライン電極、ビアホールなどを示している。図２乃至図６はコンデンサやダイオードなどの部品が実装された一方主面とは反対側の、底面である他方主面から見た図である。
【００２３】
多層基板は酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分としたセラミックからなるシートを積層し、１０００℃以下の温度で焼成することにより形成される。
【００２４】
第１シート層６１ａには種々の外部接続用端子電極が形成されている。第２シート層６１ｂにはグランド電極Ｇ１が形成され、第３シート層６１ｃには電極ＤＣ５ａが形成され、第４シート層６１ｄにはグランド電極Ｇ２が形成されている。第３シート層６１ｃの電極ＤＣ５ａはグランド電極Ｇ１、Ｇ２とでコンデンサＤＣ５が構成されている。
【００２５】
第５シート層６１ｅ〜第９シート層６１ｉには伝送線路ＤＳＬ２の電極ＤＳＬ２ａ〜ＤＳＬ２ｅが形成されている。第１０シート層６１ｊにはアンテナ電極ＡＮＴが形成され、第１１シート層６１ｋにはグランド電極Ｇ３が形成されている。第１２シート層６１ｌには所定の配線パターンが形成されている。
【００２６】
第１３シート層６１ｍの表面は、図８に示すような多層基板の表面であって、種々の接続用端子電極が形成されている。そして、その表面には、ＳＡＷデュプレクサ３１、ＳＡＷデュプレクサ３３、ダイオードＤＤ１、ＤＤ２が搭載され、さらに、インダクタＤＳＬ１、ＤＳＬｔと、コンデンサＤＣｔ１と、抵抗Ｒｄが搭載されている。
【００２７】
図７は本第１実施例である高周波複合部品を構成する多層基板の要部断面図である。ダイオードＤＤ２は、多層基板の表面に形成された接続用端子電極ＤＤ２ａ、ＤＤ２ｂに実装されている。第５シート層６１ｅ〜第９シート層６１ｉに形成された電極ＤＳＬ２ａ〜ＤＳＬ２ｅは、シート層間で隣接する電極の端部同士がそれぞれビアホールにて接続され、伝送線路ＤＳＬ２が形成されている。伝送線路ＤＳＬ２の一端側である電極ＤＳＬ２ｅの端部は、接続箇所Ａによって、ダイオードＤＤ２が実装された接続用端子電極ＤＤ２ａに接続されている。伝送線路ＤＳＬ２の他端側であるＤＳＬ２ａの端部は、図示しないが、ダイプレクサ４９に接続されている。
【００２８】
コンデンサＤＣ５の一端側である電極ＤＣ５ａは、接続箇所Ｂによって、ダイオードＤＤ２が実装された接続用端子電極ＤＤ２ｂに接続されている。コンデンサＤＣ５の他端側であるグランド電極Ｇ１とＧ２は、ビアホールで互いに接続されており、さらに多層基板の外面に形成されたグランド電極にビアホールで接続されている。
【００２９】
接続箇所Ａは、第１０シート層６１ｊ〜第１３シート層６１ｍの各層に形成されたビアホール同士が、直接つながり構成されている。接続箇所Ｂは、第４シート層６１ｄ〜第１３シート層６１ｍの各層に形成されたビアホール同士が、直接つながり構成されている。
【００３０】
ここで図１の等価回路図で示されている、ダイオードＤＤ２と伝送線路ＤＳＬ２の接続箇所ＡおよびダイオードＤＤ２とコンデンサＤＣ５の接続箇所Ｂが、図２乃至図７の接続箇所Ａおよび接続箇所Ｂであり、ビアホールでの直接接続で構成されていることがわかる。
【００３１】
図７の接続箇所Ａおよび接続箇所Ｂは、図１の等価回路図で示されている、ダイオードＤＤ２と伝送線路ＤＳＬ２の接続箇所Ａおよび、ダイオードＤＤ２とコンデンサＤＣ５の接続箇所Ｂであり、ビアホールで直接接続されていることを示している。図２乃至図６のＡおよびＢも同様に、図１の等価回路図で示されている接続箇所Ａおよび接続箇所Ｂがビアホールで直接接続されていることを示している。このため接続距離が短くなり、発生するインダクタンス成分の減少が可能となる。
【００３２】
また本実施例においては伝送線路ＤＳＬ２の一部およびコンデンサＤＣ５の一部が、多層基板の積層方向においてダイオードＤＤ２の投影面積内に配置されているため、高周波複合部品のサイズを小さくすることが可能となっている。
本実施例の効果は、第１高周波スイッチ４１の動作において説明できる。アンテナ端子ＡＮＴよりＤＣＳ／ＰＣＳ系（１８００ＭＨｚ／１９００ＭＨｚ）受信信号を受信する場合、その受信信号はダイプレクサ４９によってＤＣＳ／ＰＣＳ系の信号経路である第１高周波スイッチ４１に分岐される。このときはコントロール端子Ｖｃ１には電圧を印加しないようにする。したがって、ダイオードＤＤ１、ＤＤ２がＯＦＦ状態となっており、信号は整合回路５１とＳＡＷデュプレクサ３１を介して受信側端子１８００Ｒｘ、１９００Ｒｘへと伝達される。
【００３３】
次に送信側端子１８００／１９００Ｔｘからの送信信号をアンテナ端子ＡＮＴより送信する場合について説明する。コントロール端子Ｖｃ１に正の電圧を印加することにより、ダイオードＤＤ１、ＤＤ２がＯＮ状態となる。ダイオードに流れる電流値は抵抗Ｒｄの抵抗値により制御できる。
【００３４】
ダイオードＤＤ２がＯＮのとき、このダイオードＤＤ２が持っているインダクタンス成分とコンデンサＤＣ５とは直列回路を構成し、ある周波数で共振周波数を持つ。この直列共振周波数を送信信号の周波数と一致するようにダイオードＤＤ２およびコンデンサＤＣ５の値が設定されている。これによってダイオードＤＤ２のカソードであるＡ点が、送信信号の周波数においてグランド接地状態となる。さらに伝送線路ＤＳＬ２の線路長を送信信号の波長λの１／４とすることで、送信信号の周波数において、送信側から見た受信側のインピーダンスを無限大とすることが可能となり、ＴｘからＲｘへの高アイソレーションを実現できる。
ここでダイオードＤＤ２から所定の素子までの接続が、接続箇所Ａおよび接続箇所Ｂのビアホール直接接続であるため、接続箇所に発生するインダクタンス成分のバラツキを小さくすることができる。接続箇所に発生するインダクタンス成分は、ダイオードＤＤ２が持つインダクタンス成分に直列接続されるように発生するため、この合計のインダクタンス成分のバラツキが小さくなることにより、直列共振周波数が安定し、ＴｘからＲｘへの高アイソレーションを安定して実現できる。
【００３５】
またビアホール直接接続によって、接続箇所に発生するインダクタンス成分自体も小さくなる。そのため、ダイオードＤＤ２とコンデンサＤＣ５で構成されるＬＣ直列回路において、共振周波数を送信信号の周波数と一致するように値を設定するとき、インダクタンス成分を小さくできる分、キャパシタンス成分を大きくすることができる。
【００３６】
インダクタンス成分が小さくキャパシタンス成分が大きいことにより、共振周波数におけるＬＣ直列共振回路のインピーダンスが小さくなる。その効果を示したものが、図９のアイソレーション特性図である。図９は送信側Ｔｘと、受信側ＳＡＷデュプレクサ３１の整合回路５１入力部とのアイソレーション特性を示したものである。図９（ａ）は、ダイオードＤＤ２と伝送線路ＤＳＬ２の接続箇所であるＡおよび、ダイオードＤＤ２とコンデンサＤＣ５の接続箇所であるＢが、ビアホール直接接続されているとき、すなわち、本実施例で得られる特性図である。図９（ｂ）は、前記箇所が配線電極接続されているとき、すなわち、従来例における特性図である。
【００３７】
図９において、横軸は周波数を示しており、単位はＧＨｚである。縦軸は送信側端子１８００／１９００Ｔｘから見た受信側端子１８００Ｒｘ、１９００Ｒｘの減衰量を示しており、単位はｄＢである。
【００３８】
図９（ａ）の点ｍ１、ｍ２、ｍ３は１．７２ＧＨｚ、１．７８ＧＨｚ、１．９２ＧＨｚでの測定結果を示し、それぞれ−３４．１ｄＢ、−３４．８ｄＢ、−３１．０ｄＢであった。図９（ｂ）の点ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３も同様に１．７２ＧＨｚ、１．７８ＧＨｚ、１．９２ＧＨｚでの測定結果を示し、それぞれ−２４．４ｄＢ、−２８．０ｄＢ、−２０．９ｄＢであった。
【００３９】
図９（ａ）のものは図９（ｂ）のものよりも減衰量が大きくなっており、比較すると、ビアホール直接接続によるアイソレーション特性の向上は明らかである。
なおダイオードＤＤ２は一方主面に形成された電極に実装されているが、一方主面とつながった上記ビアホールに直接実装されてもよい。
【００４０】
また本発明に係る高周波複合部品は、前記実施例のようなクワッドバンド対応型の高周波複合部品に限定するものではなく、トリプルバンド対応型の高周波複合部品や、クワッドバンド以上のマルチバンド対応型の高周波複合部品においても同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４１】
３１、３３…ＳＡＷデュプレクサ
４１、４５…高周波スイッチ
４３、４７…ＬＣフィルタ
４９…ダイプレクサ
５１、５３…整合回路
７１…多層基板
ＡＮＴ…アンテナ端子
８５０／９００Ｔｘ、１８００／１９００Ｔｘ…送信側端子
８５０Ｒｘ、９００Ｒｘ、１８００Ｒｘ、１９００Ｒｘ…受信側端子
Ｖｃ１、Ｖｃ２…コントロール端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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