(57)【要約】  【課題】複数の送受信系を取り扱う多層基板を用いたフロントエンドモジュールにおいて、小型化しても回路相互の干渉が生じ難い多層基板のフロントエンドモジュールを提供する。  【解決手段】分波回路を構成するコンデンサ電極パターンが形成された分波回路用誘電体層と、コンデンサ電極パターンに対向する接地電極パターンが誘電体層のほぼ全面に形成され、前記分波回路以外のコンデンサを主として構成するコンデンサ用誘電体層とを有する。前記分波回路用誘電体層の比誘電率を、前記コンデンサ用誘電体層の比誘電率より低くする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナが接続される分波回路と、該分波回路を介してアンテナに接続され、送信回路、受信回路に対して切換え接続する送受切換えスイッチと、高周波を除去するフィルタとを少なくとも有する多層基板を用いた移動体通信機器用フロントエンドモジュールであって、
分波回路を構成するコンデンサ電極パターンが形成された分波回路用誘電体層と、
コンデンサ電極パターンに対向する接地電極パターンが誘電体層のほぼ全面に形成され、前記分波回路以外のコンデンサを主として構成するコンデンサ用誘電体層とを有し、
前記分波回路用誘電体層の比誘電率を、前記コンデンサ用誘電体層の比誘電率より低くした
ことを特徴とする移動体通信機器用フロントエンドモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体通信機器用フロントエンドモジュールにおいて、
前記分波回路用誘電体層には、コンデンサ電極パターンと共にコイル用導体パターンを形成して分波回路および送受切換えスイッチを構成した
ことを特徴とする移動体通信機器用フロントエンドモジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の移動体通信機器用フロントエンドモジュールにおいて、
前記接地電極パターンを前記多層基板の下層側に形成し、前記多層基板の上層側に、前記コンデンサ用誘電体層と同様の素材からなる誘電体層を形成することにより、焼成に伴う縮率の相違による変形を防止した
ことを特徴とする移動体通信機器用フロントエンドモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、自動車電話などの移動体通信機器に利用可能な送受切換えスイッチを主体とするフロントエンドモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の移動体通信機器のフロントエンドモジュールとして、本出願人の提案でなる特許文献１に開示されたアンテナスイッチがある。携帯電話システムのほとんどは、送信と受信とで異なる周波数帯域に設定されるため、送受信切換え部とアンテナ切換え部は似かよった回路であっても、素子定数は異なる構成になり易く、設計を迅速に進めるうえで負担にならないように、前記特許文献１に記載のアンテナスイッチにおいては、一方の切換え部と他方の切換え部は、ローパスフィルタを中心に対称な回路構成としている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６１１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来例は、ＴＤＭＡ方式の携帯電話に使用されるアンテナスイッチであり、欧州におけるＧＳＭ方式デュアルバンド携帯電話のように、２つの送受信系を取り扱うものにはこれを適用することができない。そのため、送受切換えスイッチを主体として、２つの帯域を分波する回路を備えたフロントエンドモジュールが要望されるが、フロントエンドモジュールの多層基板にはより多くの回路素子を構成する必要があり、多層基板は複雑になり、回路相互間の干渉が生じやすくなる。特に小型化を図る場合にはこの回路間の干渉が生じ易くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、複数の送受信系を取り扱う多層基板を用いたフロントエンドモジュールにおいて、小型化しても回路相互の干渉が生じ難い多層基板のフロントエンド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】
請求項１の移動体通信機器用フロントエンドモジュールは、
アンテナが接続される分波回路と、該分波回路を介してアンテナに接続され、送信回路、受信回路に対して切換え接続する送受切換えスイッチと、高周波を除去するフィルタとを少なくとも有する多層基板を用いた移動体通信機器用フロントエンドモジュールであって、
分波回路を構成するコンデンサ電極パターンが形成された分波回路用誘電体層と、
コンデンサ電極パターンに対向する接地電極パターンが誘電体層のほぼ全面に形成され、前記分波回路以外のコンデンサを主として構成するコンデンサ用誘電体層とを有し、
前記分波回路用誘電体層の比誘電率を、前記コンデンサ用誘電体層の比誘電率より低くした
ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の移動体通信機器用フロントエンドモジュールは、請求項１において、
前記分波回路用誘電体層には、コンデンサ電極パターンと共にコイル用導体パターンを形成して分波回路および送受切換えスイッチを構成した
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の移動体通信機器用フロントエンドモジュールは、請求項１または２において、
前記接地電極パターンを前記多層基板の下層側に形成し、前記多層基板の上層側に、前記コンデンサ用誘電体層と同様の素材からなる誘電体層を形成することにより、焼成に伴う縮率の相違による変形を防止した
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明においては、分波回路を構成する誘電体層は比誘電率は分波回路以外のコンデンサを構成する誘電体層より比誘電率を低くしたので、分波回路内の素子間の干渉が低減され、小型化が容易となる。また、正確さが要求される共振周波数の設定が容易となる。
【００１０】
請求項２の発明においては、前記分波回路用誘電体層に、コンデンサ電極パターンと共にコイル用導体パターンを形成して分波回路および送受切換えスイッチを構成したので、コイルとコンデンサを別々の誘電体層に形成した場合ものに比較し、誘電体層上のスペースが有効に利用され、小型化に寄与することができる。また、分波回路用誘電体層は比誘電率を低く設定しているので、この誘電体層上に構成されるコンデンサやコイル間の干渉を低く抑えることができる。
【００１１】
請求項３の発明においては、前記接地電極パターンを前記多層基板の下層側に形成し、前記多層基板の上層側に、前記コンデンサ用誘電体層と同様の素材からなる誘電体層を形成したので、焼成に伴う縮率の相違による変形を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１はフロントエンドモジュールを示す断面図である。フロントエンドモジュール１は、多層基板２０上に表面実装部品１１、１２等を搭載し、さらに多層基板２０と、表面実装部品１１、１２とを覆うように、多層基板２０にシールドケース１５が固着されている。
【００１３】
多層基板２０は、誘電体層２１〜３６でなり、図１においては、各誘電体層２１〜３６は実際の厚みに対応する厚みで描いてある。
【００１４】
図２は該フロントエンドモジュールの層構造を示す。該フロントエンドモジュールは、フロントエンドモジュールの多数個分の電極、接続パターン、ビアホールまたはマークを縦横に配置して形成した誘電体グリーンシートを積層し、個々のフロントエンドモジュール分に切断し、加熱圧着し、焼成して図１に示した個々の多層基板２０が製造される。
【００１５】
図２において、２１〜３６は図１に示した誘電体層である。これらの誘電体層２１〜３６は、製造工程においては誘電体グリーンシートである。矢印ａ〜ｏは積層されることを意味する。積層工程においては、誘電体層となるグリーンシート３６が最下層であり、その上に誘電体層となるグリーンシート３５が重ねられ、さらにその上にグリーンシート３４が重ねられるというふうにグリーンシート２１〜３６が重ねられる。これらのグリーンシートの加熱圧着、切断後の焼成工程において、焼結体として一体化されるとともに、焼成に伴う縮率に従って寸法が変化し、かつ焼成により所定の電気特性を有する誘電体層となる。
【００１６】
図３はフロントエンドモジュール１の回路構成の１例を示す回路図である。図３において、Ｔ１〜Ｔ１２は外部接続電極である。これらの外部接続電極のうち、Ｔ９はアンテナ用外部接続電極であり、コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ１１とコンデンサＣ１、Ｃ１１、Ｃ１２は分波回路を構成する。コイルＬ１とコンデンサＣ１から外部接続電極Ｔ１１に至る側の回路（図面上、右側の回路）がＤＣＳ方式（１．８ＧＨｚ帯）に対応する回路である。コイルＬ１１とコンデンサＣ１１から送信回路用外部接続電極Ｔ１に至る回路（図面上、左側の回路）がＧＳＭ方式（９００ＭＨｚ帯）に対応する回路である。
【００１７】
右側のＤＣＳ方式に対応する回路において、Ｔ１１はＤＣＳ方式の送信回路に接続される送信回路用外部接続電極である。Ｔ７はＤＣＳ方式の受信回路に接続される受信回路用外部接続電極である。Ｔ８は外部回路で接地される接地用外部接続電極である。Ｔ１０はＤＣＳ方式の送受切換えを行うための制御信号を加える制御信号用外部接続電極である。コイルＬ６とコンデンサＣ６〜Ｃ８はローパスフィルタを構成する。ダイオードＤ１、Ｄ２と、コイルＬ３〜Ｌ５と、コンデンサＣ２〜Ｃ５、Ｃ９は送受切換えスイッチを構成する。
【００１８】
また、左側のＧＳＭ方式に対応する回路において、Ｔ１はＧＳＭ方式の送信回路に接続される送信回路用外部接続電極である。Ｔ５はＧＳＭ方式の受信回路に接続される受信回路用外部接続電極である。Ｔ２はＧＳＭ方式の送受切換えを行うための制御信号を加える制御信号用外部接続電極である。Ｔ４は外部回路で接地される接地用外部接続電極である。コイルＬ１４とコンデンサＣ１７〜Ｃ１９はローパスフィルタを構成する。また、ダイオードＤ１１、Ｄ１２とコイルＬ１２、Ｌ１３とコンデンサＣ１３〜Ｃ１６は送受切換えスイッチを構成する。また、Ｔ３、Ｔ６、Ｔ１２はフロントエンドモジュールの内部のグランド電極に接続され、外部回路の接地部にも接続される接地用外部接続電極である。
【００１９】
図４ないし図６はフロントエンドモジュール１の外観を示す。図４は図１と同じ方向より見た正面図、図５は平面図、図６は図４と直交する方向から見た側面図である。図４、図６に示すように、シールドケース１５の左右端（図面上）が平面部に直交するように下方に折り曲げられ、折り曲げられた端部１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ、グランド電極である接地用外部接続電極Ｔ６、Ｔ１２に固着して接続される。なお、図４においては、前記表面実装部品１１、１２の図示は省略している。
【００２０】
図５において、１５Ｃはシールドケース１５に設けた孔であり、フロントエンドモジュール１の方向を示す目印である。図５に示すように、前記フロントエンドモジュールの回路を外部に接続するための外部接続電極Ｔ１〜Ｔ１２は、フロントエンドモジュールの外周に配置される。これらの外部接続電極Ｔ１〜Ｔ１２は、フロントエンドモジュールを携帯電話の回路基板に搭載して接続するものである。
【００２１】
この例のフロントエンドモジュールは、シールドケース１５を含む高さが１．８ｍｍ、図５における左右方向の幅が６.５ｍｍ、上下方向の幅が４．８ｍｍである。
【００２２】
次に該フロントエンドモジュールの構造をさらに詳細に説明する。図１、図２に示すように、下層の誘電体層３５には接地電極パターン２０１がほぼ全面に形成され、その上側に隣接する誘電体層３４上には接地コンデンサの対向電極パターン２０２が形成される。該誘電体層３４には、前記対向電極パターン２０２以外にも複数の対向電極パターンが形成されるが、符号の記入を省略する。誘電体層３４上に隣接する誘電体層３３には、接地電極パターン２０３と、符号の記入を省略して示す他の電極パターンとが形成される。
【００２３】
前記接地コンデンサの上側にはほとんどパターンが形成されていない誘電体層２８〜３２を積層する。これらの誘電体層２８〜３２は、上下に隣接する誘電体層間のパターンを接続するビアホール２０４と、ビアホール間を接続する接続パターン２０５と、電極パターン２０６と、符号の記入を省略したその他の電極パターンおよび分波回路用のコンデンサ電極パターンのいくつかが形成される。
【００２４】
さらに、上側に誘電体層２２〜２７を積層する。これらの誘電体層２２〜２７にはコイル導体パターンと、コンデンサ電極パターンとを混在させてパターニングしてコイルおよびコンデンサが形成される。
【００２５】
電極パターン２１１〜２１８は分波回路用コンデンサ電極パターンである。分波回路用コンデンサ電極パターン２１１〜２１８は、図２の各誘電体層２２〜２９において、図面上、上下方向の中間（すなわち平面上の中間）に位置するように形成される。このように、コンデンサ電極パターン２１１〜２１８の位置を平面上の同位置に形成して積層方向に重ねることにより、接地電極パターン２０１，２０３とコンデンサ電極パターン２０２により構成されるコンデンサの、コンデンサ電極パターン２１１〜２１８により構成される分波回路用コンデンサへの干渉を低減している。
【００２６】
そして、各誘電体層２２〜２６上には、図２の各誘電体層において、図面上、上側にはＤＣＳ方式に対応する回路を形成し、下側にＧＳＭ方式に対応する回路を形成する。
【００２７】
すなわち、誘電体層２７上には、図面上、上側にＤＣＳ方式のための接続パターン２２１を形成し、誘電体層２２〜２６には、各層の図面上、上側にＤＣＳ方式のためのコイル用導体パターン２２２〜２２６を形成する。
【００２８】
一方、誘電体層２７上には、図面上、下側にＧＳＭ方式のための接続パターン２３１を形成し、誘電体層２２〜２６には、各層の図面上、下側にＧＳＭ方式のためのコイル用導体パターン２３２〜２３６を形成する。
【００２９】
該モジュールは、ＧＳＭ方式とＤＣＳ方式という高い周波数帯で使用されるため、前記各素子を形成するパターンは相互の干渉を十分に配慮した形で配置されなければならない。特にＤＣＳ方式の帯域は、ＧＳＭ方式のおよそ２倍の周波数になるため、ＧＳＭ方式の送信系の２次高調波に与える影響を考慮する必要がある。しかし図２に示した構成では、双方の回路が共用する分波回路用コンデンサ電極パターン２１１〜２１８を境にして、ＤＣＳ方式に対応する回路と、ＧＳＭ方式に対応する回路が、ほぼ対称に、すなわちエリアを分けて配置されることになり、双方の回路を分波回路用コンデンサ電極パターン２１１〜２１８で最も隔てながら全体を小型化する効果が生じる。
【００３０】
誘電体層２１上には接続パターン２１９が形成される。該接続パターン２１９には表面実装部品１１、１２が接続され、搭載される。表面実装部品１１、１２はダイオード、チップ抵抗、チップコンデンサまたはチップインダクタであり、回路構成に従って適宜に配置される。
【００３１】
前記接続パターン２１９は回路構成に従って対応するビアホールに接続される。外部接続電極Ｔ１〜Ｔ１２のうち、例えば制御信号用外部接続電極Ｔ８、Ｔ４は、内部電極の引き出しパターンである接続パターン２２１、２３１と接続される。
【００３２】
本実施の形態において、図１、図２に示した誘電体層２１〜３６の配置は、電気特性と、グリーンシートの焼成に伴う縮率を考慮して決定されている。すなわち、最上層の誘電体層２１は比誘電率が１１程度となり、縮率が小さいグリーンシートが選択される。また、その下の誘電体層２２〜３２は、比誘電率が７．３程度となり、縮率がやや大きいグリーンシートが選択される。また、その下の誘電体層３３、３４は、最上層の誘電体層２１と同じく比誘電率が１１程度となり、縮率が小さいグリーンシートが選択される。さらにその下の誘電体層３５、３６は、誘電体層２２〜３２と同様に比誘電率が７．３程度となり、縮率がやや大きいものが選択される。
【００３３】
すなわち、誘電体層２２〜２６は主にコイル用導体パターンを形成し、誘電体層２７〜３２は主に接続パターンを形成するが、いずれの誘電体層２２〜３２も比誘電率が７．３程度となる素材を選択する。これらの誘電体層２２〜３２は比誘電率が低いことにより、隣接するパターンとの浮遊容量による干渉を防止できる。誘電体層３３、３４はコンデンサを構成する電極間の誘電体層であり、いずれも比誘電率が１１程度となる素材を選択する。このように比誘電率を他の誘電体層より高くすることにより、コンデンサとしての容量を得やすい。しかし、誘電体層３３、３４は焼成に伴う縮率が小さく、一方、上層の誘電体層２２〜３２は縮率が大きいので、焼成時に変形してしまう。そのため、最上層の誘電体層２１に誘電体層３３、３４と同じ縮率の小さい素材を選択することで焼成時の変形を防止する。
【００３４】
また、送受切換えスイッチを、ダイオードとＬＣ回路で構成し、ＬＣ回路部を多層基板内に形成したので、高周波回路で一般的に用いられるダイオード、コンデンサおよびλ／４ストリップラインによる従来構成に比較し、ストリップラインのインピーダンス整合を考慮しなくてもよいため、ストリップラインの整合をとるための誘電体層を設ける必要がないので、多層基板をより薄型化することができる。
【００３５】
また、分波回路を構成する誘電体層に、コンデンサ電極パターン２１１〜２１８と共にコイル用導体パターン２２１〜２２６、２３１〜２３６を形成して分波回路および送受切換えスイッチを構成したので、コイルとコンデンサを別々の誘電体層に形成した場合に比較し、誘電体層上のスペースが有効に利用され、小型化に寄与することができる。
【００３６】
次に図４、図５により外部接続電極Ｔ１〜Ｔ１２の配置について説明する。図５において、接地用外部接続電極Ｔ６、Ｔ１２を結んだ線を中心線５０としたとき、中心線に対して平行をなす一方の外周部（図面上、下側）にＧＳＭ方式用の外部接続電極Ｔ１〜Ｔ５が設けられる。また、他方の外周部（図面上、上側）にＤＣＳ方式用の外部接続電極Ｔ７〜Ｔ１１（但しアンテナ用外部接続電極Ｔ９は両方式に共通である。）が設けられる。
【００３７】
このように、異なる通信方式によって外部接続電極をモジュール（多層基板）の互いに反対側になるように、しかもこれら異なる通信方式の外部接続電極列の間に接地用外部接続電極Ｔ６、Ｔ１２を設けたので、異なる方式の外部接続電極Ｔ１〜Ｔ５と、Ｔ７、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１１との間の干渉が低減されると共に、前に説明したように、多層基板内に設ける各通信方式ごとの回路もエリアごとに区分けして容易に形成でき、小型化した場合にも回路間の干渉が低減されたフロントエンドモジュールが実現できる。
【００３８】
また、本実施の形態においては、前記送信回路用外部接続電極Ｔ１、Ｔ１１、受信回路用外部接続電極Ｔ５、Ｔ７およびアンテナ用外部接続電極Ｔ９にそれぞれ隣接する外部接続電極を、制御信号用外部接続電極Ｔ２、Ｔ４、Ｔ８、Ｔ１０または接地用外部接続電極Ｔ６、Ｔ１２とすることにより、前記送信回路用外部接続電極Ｔ１、Ｔ１１、受信回路用外部接続電極Ｔ５、Ｔ７およびアンテナ用外部接続電極Ｔ９がそれぞれ互いに隣接しない外部接続電極の配置としている。
【００３９】
このような外部接続電極の配置とすることにより、送信回路用外部接続電極Ｔ１、Ｔ１１、受信回路用外部接続電極Ｔ５、Ｔ７およびアンテナ用外部接続電極Ｔ９間の干渉が低減され、フロントエンドモジュールを小型化しても干渉防止の上でさらに良好な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のフロントエンドモジュールの一実施の形態を示す断面図。
【図２】該実施の形態の多層基板の各誘電体層に形成するパターンを示す図。
【図３】該実施の形態のフロントエンドモジュールの回路構成の一例を示す回路図。
【図４】該実施の形態のフロントエンドモジュールの外観を図１と同一方向で示す正面図。
【図５】該実施の形態のフロントエンドモジュールの平面図である。
【図６】該実施の形態のフロントエンドモジュールの側面図。
【符号の説明】
【００４１】
１：フロントエンドモジュール、１１、１２：表面実装部品、１５：シールドケース、２０：多層基板、２１〜３６：誘電体層、５０：中心線、２０１、２０３：接地電極パターン、２０２：対向電極、２０４：ビアホール、２０５、２１９、２２１、２３１：接続パターン、２０６：電極、２１１〜２１８：分波回路用コンデンサ電極パターン、２２２〜２２６、２３２〜２３６：コイル用導体パターン、Ｔ１〜Ｔ１２：外部接続電極
【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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