(57)【要約】【課題】電気回路素子の接地端とグランドとの間に発生するインダクタンス成分や抵抗成分を減少させることができる高周波複合部品を提供する。【解決手段】インダクタＬ１１の接地端を分岐して２ラインの第１及び第２の接続経路１７ａ，１７ｂを介して接地した高周波複合部品。第１の接続経路１７ａは、例えば多層回路基板の内部に設けたビアホールを主にして構成されている。第２の接続経路１７ｂは、例えば多層回路基板の表面に設けた端子電極を主にして構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層を積み重ねて構成した多層回路基板と、
前記多層回路基板の表面および内部の少なくともいずれか一方に配設した電気回路素子とを備え、
前記電気回路素子の接地端が、前記多層回路基板の内部に設けたビアホールおよび前記多層回路基板の表面に設けた端子電極の少なくともいずれか一方にて構成された二つ以上の接続経路を介して接地される構造を有していること、
を特徴とする高周波複合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波複合部品に関し、特に、高周波スイッチなどに使用される高周波複合部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波スイッチは、一般的には、デジタル携帯電話等において、送信回路および受信回路とアンテナとの間に接続され、送信回路とアンテナとが接続された状態と、受信回路とアンテナとが接続された状態とを切り替えるために用いられている。従来、このような高周波スイッチとして、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
この高周波スイッチは、電気回路素子（例えば、ダイオードやコンデンサやインダクタなど）が多層回路基板の内部および表面に設けられている。そして、これらの電気回路素子のうち、グランドに一端が接地される電気回路素子は、多層回路基板の表面に設けた端子電極を介してグランドに接地されたり、多層回路基板の内部に設けたビアホールを介してグランドに接地されたりする。このとき、端子電極又はビアホールのいずれを利用するにしても、接続経路は１ラインのみであった。
【特許文献１】特開２００１−４４８８３号公報
【０００４】
ところが、電気回路素子の接地端を１ラインのみでグランドに接地する構造の場合、接続経路として利用される端子電極自身やビアホール自身が有するインダクタンス成分や抵抗成分によるインピーダンスが大きくなる。従って、電気回路素子の接地端が完全な接地電位にならず、高周波スイッチの高周波特性が劣化することがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、電気回路素子の接地端とグランドとの間に発生するインダクタンス成分や抵抗成分を減少させることができる高周波複合部品を提供することにある。
【０００６】
以上の目的を達成するために、本発明に係る高周波複合部品は、
（ａ）複数の絶縁層を積み重ねて構成した多層回路基板と、
（ｂ）多層回路基板の表面および内部の少なくともいずれか一方に配設した電気回路素子とを備え、
（ｃ）電気回路素子の接地端が、多層回路基板の内部に設けたビアホールおよび多層回路基板の表面に設けた端子電極の少なくともいずれか一方にて構成された二つ以上の接続経路を介して接地される構造を有していること、
を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電気回路素子の接地端を、二つ以上の接続経路を介して接地させたので、グランドに流れる高周波電流の電流密度が緩和され、電気回路素子の接地端とグランドとの間に発生するインダクタンス成分と抵抗成分を減少させることができる。この結果、電気特性の優れた高周波複合部品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る高周波複合部品の一実施形態について添付図面を参照して説明する。本実施形態では、９００ＭＨｚ帯で動作するＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）に使用される高周波スイッチを例にして説明するが、ＬＣフィルタ、デュプレクサ、トリプレクサ、ダイプレクサなどの送受信デバイス、ＲＦモジュールなどの高周波複合部品において、それらの部品の一部に本発明を適用してもよい。
【０００９】
図１は、高周波スイッチの一例を示す電気回路図である。本実施形態は、電気回路素子であるインダクタＬ１１の接地端を二つの接続経路１７ａ，１７ｂを介して接地したものである。高周波スイッチ１１は、送受信用スイッチ回路１８と、該送受信用スイッチ回路１８の送信側に電気的に接続されたローパスフィルタ回路１９とを備えている。送受信用スイッチ回路１８の送信用端子Ｔｘ側には、スイッチング素子であるダイオードＤ１１のカソードが接続されている。ダイオードＤ１１のカソードは、インダクタＬ１１を介してグランドに接地している。ダイオードＤ１１のアノードは、結合コンデンサＣ１２を介してアンテナ用端子ＡＮＴに接続している。インダクタＬ１１の接地端は分岐して、２ラインの第１および第２の接続経路１７ａ，１７ｂを介して接地されている。
【００１０】
アンテナ用端子ＡＮＴには、結合コンデンサＣ１２、伝送線路１３および結合コンデンサＣ１３を介して受信用端子Ｒｘが接続している。さらに、伝送線路１３と結合コンデンサＣ１３との中間接続点には、ダイオードＤ１２のカソードが接続している。ダイオードＤ１２のアノードは、バイアスカット用コンデンサＣ１４を介してグランドに接地している。ダイオードＤ１２とコンデンサＣ１４との中間接続点には、抵抗Ｒ１１を介して電圧制御用端子Ｖｃが接続している。この電圧制御用端子Ｖｃには、高周波スイッチ１１の伝送路を切り換えるためのコントロール回路が接続される。
【００１１】
ここに、伝送線路１３として、特性インピーダンスが４０Ω以上の分布定数線路、あるいは、高周波インダクタが使用される。分布定数線路の場合、伝送線路１３の線路長は、λ／１２以上λ／４以下（λ：所望周波数の波長）の範囲に設定される。
【００１２】
一方、ローパスフィルタ回路１９は、送信用端子Ｔｘと送受信用スイッチ回路１８との間に接続されている。ローパスフィルタ回路１９は、伝送線路１５と、伝送線路１５の両端部とグランドとの間にそれぞれ接続されたシャント（分路）コンデンサＣ１６，Ｃ１７と、伝送線路１５に対して並列に接続されたコンデンサＣ１５と、送信用端子Ｔｘ側に接続したコンデンサＣ１１にて構成されている。
【００１３】
次に、この高周波スイッチ１１を用いての送受信について説明する。電圧制御用端子Ｖｃに正電位を印加した場合、ダイオードＤ１１，Ｄ１２はＯＮ状態となる。この結果、送信用端子Ｔｘに入った送信信号は、ローパスフィルタ回路１９、ダイオードＤ１１を経てアンテナ用端子ＡＮＴに伝送される。このとき、送信信号は受信用端子Ｒｘに殆ど伝送されない。ダイオードＤ１２がＯＮ状態のときの自身が有するインダクタンスとコンデンサＣ１４の容量が送信周波数で直列共振し、インピーダンスが０となるからである。つまり、インダクタＬ１１および伝送線路１３はλ／４のショートスタブとして動作するため、送信用端子Ｔｘとアンテナ用端子ＡＮＴが接続され、受信用端子Ｒｘはグランドに接地される。
【００１４】
また、電圧制御用端子Ｖｃに負電位を印加した場合、ダイオードＤ１１，Ｄ１２はＯＦＦ状態となる。従って、送信用端子Ｔｘとアンテナ用端子ＡＮＴとの間が遮断されると共に、受信用端子Ｒｘとグランドとの間も遮断される。この結果、アンテナ用端子ＡＮＴに入った受信信号は、伝送線路１３を経て受信用端子Ｒｘに伝送され、送信用端子Ｔｘには殆ど伝送されない。このように、高周波スイッチ１１は、電圧制御用端子Ｖｃに印加するバイアス電圧をコントロールすることにより、送受の信号の伝送路を切り換えることができる。
【００１５】
次に、図１に示した電気回路を有した、積層型高周波スイッチ１１について、図２および図３を参照して説明する。図２は、図１に示した電気回路を有した積層型高周波スイッチ１１の外観斜視図である。図３は、図２に示した多層回路基板５０の分解斜視図である。図２および図３において、図１に示した各電気回路素子に相当する素子には同じ符号を付している。
【００１６】
高周波スイッチ１１の多層回路基板５０は、図３に示すように、電極ランド２７〜３７を表面に設けた絶縁性シート２１と、コンデンサ電極４０，４１をそれぞれ表面に設けた絶縁性シート２２，２３と、伝送線路（分布定数線路）１３，１５を表面に設けた絶縁性シート２４と、コンデンサ電極４２，４３を表面に設けた絶縁性シート２５と、広面積のグランド電極４４を表面に設けた絶縁性シート２６等にて構成されている。
【００１７】
絶縁性シート２１〜２６は、誘電体粉末や磁性体粉末を結合剤と一緒に混練したものをシート状にしたものである。電極ランド２７〜３７やコンデンサ電極４０〜４３や伝送線路１３，１５は、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ等からなり、スパッタリング法、蒸着法、フォトリソグラフィ法などの薄膜形成法、あるいはパターン印刷法により形成される。絶縁性シート２１〜２５にそれぞれ設けたビアホール４５ａ〜４５ｃ，４６ａ〜４６ｄ，４７ａ〜４７ｃ，４８ａ〜４８ｅ，４９ａ〜４９ｄは、絶縁性シート２１〜２５に金型、レーザ等で穴をあけ、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ等の導電体材料をこの穴に充填したり、穴の内周壁に付与したりすることにより形成される。
【００１８】
ビアホール４５ａ〜４５ｃ，４６ａ〜４６ｄ，４７ａ〜４７ｃ，４８ａ〜４８ｅ，４９ａ〜４９ｄは、それぞれ絶縁性シート２１〜２６の積み重ね方向に連接して接続経路を形成する。コンデンサ電極４０，４１はシート２２を挟んで対向しており、コンデンサＣ１５を形成する。コンデンサ電極４２，４３はそれぞれシート２５を挟んでグランド電極４４に対向しており、グランド電極４４と共にコンデンサＣ１６，Ｃ１７を形成する。
【００１９】
以上の構成からなる各シート２１〜２６は積み重ねられ、一体的に焼成されることにより、図２に示すように多層回路基板５０とされる。多層回路基板５０の手前側の側面部には、送信用端子Ｔｘ、電極制御用端子Ｖｃおよび受信用端子Ｒｘが形成される。多層回路基板５０の奥側の側面部には、アンテナ用端子ＡＮＴが形成される。多層回路基板５０の左右の側面部には、それぞれグランド用端子Ｇ２，Ｇ１が形成される。多層回路基板５０の上面の電極ランド２７〜３７には、それぞれダイオードＤ１１，Ｄ１２、コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４、抵抗Ｒ１１、並びに、インダクタＬ１１が半田付けされている。
【００２０】
こうして、図１に示した電気回路を有した、表面実装タイプの積層型高周波スイッチ１１が得られる。この高周波スイッチ１１は、外付けのインダクタＬ１１の接地端を、ビアホール４８ａ〜４８ｅを主にしてグランド電極４４と共に構成した第１の接続経路１７ａ、並びに、グランド用端子Ｇ１を主にして電極ランド３６と共に構成した第２の接続経路１７ｂを介して接地される構造を有している。このため、インダクタＬ１１を通ってグランドに流れる高周波電流の電流密度が緩和され、インダクタＬ１１の接地端とグランドとの間に発生するインダクタンス成分や抵抗成分を減少させることができる。この結果、インダクタＬ１１の接地端が殆ど完全に接地電位になり、高周波スイッチ１１の減衰特性を改善することができる。
【００２１】
図４は、高周波スイッチ１１の送信用端子Ｔｘ−アンテナ用端子ＡＮＴ間の減衰特性を示すグラフである（実線６１参照）。比較のために、端子電極又はビアホールの１ラインのみで、インダクタＬ１１の接地端をグランドに接地した従来の高周波スイッチの減衰特性も併せて記載している（点線６２参照）。図４から、減衰特性は、ＧＳＭの動作周波数（９００ＭＨｚ帯）の２倍波（１８００ＭＨｚ帯）の領域で約３ｄＢ（＝３８．７９０ｄＢ−３５．７０２ｄＢ）改善され、３倍波（２７００ＭＨｚ帯）の領域で約４ｄＢ（＝３６．５１３ｄＢ−３２．７６１ｄＢ）改善されていることが認められる。
【００２２】
なお、本発明に係る高周波複合部品は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、前記実施形態では、電極ランド３６とグランド電極４４がともにグランド用端子Ｇ１に接続されているが、電極ランド３６又はグランド電極４４のいずれか一方を、異なる側面に形成された別のグランド用端子に接続するようにしてもよい。
【００２３】
また、図５に示す多層回路基板５０Ａのように、電極ランド３６の両端をそれぞれビアホール４８ａ〜４８ｅおよびビアホール７０ａ〜７０ｅを介してグランド電極４４に接続させてもよい。これにより、高周波スイッチ１１の外付けインダクタＬ１１の接地端は、ビアホール４８ａ〜４８ｅを主にしてグランド電極４４と共に構成した第１の接続経路１７ａ、並びに、ビアホール７０ａ〜７０ｅを主にしてグランド電極４４および電極ランド３６と共に構成した第２の接続経路１７ｂを介して接地される。
【００２４】
また、前記実施形態において、外付けインダクタＬ１１の代わりに多層回路基板５０の内部に分布定数線路からなるインダクタを形成し、このインダクタの接地端を、ビアホールを主として構成した２ラインの接続経路を介して接地させたり、あるいは、端子電極を主として構成した２ラインの接続経路を介して接地させたりしてもよい。さらに、送受信用スイッチ回路のスイッチング素子として、可変容量ダイオード、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタなどを用いてもよい。電気回路素子としては、インダクタに限らず、コンデンサ、ダイオード、抵抗体、ＬＣフィルタ、表面弾性波フィルタなど種々の電気回路素子に適用できる。
【００２５】
さらに、前記実施形態は、それぞれ電極やビアホールが形成された絶縁性シートを積み重ねた後、一体的に焼成するものであるが、必ずしもこれに限定されない。絶縁性シートは予め焼成されたものを用いてもよい。また、以下に説明する製法によって高周波複合部品を製造してもよい。印刷等の方法によりペースト状の絶縁材料にて絶縁層を形成した後、その絶縁層の表面にペースト状の導電性材料を塗布して電極やビアホールを形成する。次に、ペースト状の絶縁材料を上から塗布して絶縁層とする。同様にして、順に重ね塗りすることにより積層構造を有する高周波複合部品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る高周波複合部品の一実施形態を示す電気回路図。
【図２】図１に示した電気回路を有した高周波複合部品の外観斜視図。
【図３】図２に示した多層回路基板の分解斜視図。
【図４】図２に示した高周波複合部品の減衰特性を示すグラフ。
【図５】図３に示した多層回路基板の変形例を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００２７】
１１…高周波スイッチ
１３，１５…伝送線路
１７ａ，１７ｂ…接続経路
２１〜２６…絶縁性シート
２７〜３７…電極ランド
４４…グランド電極
４８ａ〜４８ｅ…ビアホール
５０…多層回路基板
Ｌ１１…インダクタ
Ｃ１１〜Ｃ１７…コンデンサ
Ｄ１１，Ｄ１２…ダイオード
Ｇ１，Ｇ２…グランド用端子
【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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