(57)【要約】【課題】構成が簡易で、コスト増も最小限度であるにもかかわらず、妨害波を受信した受信機のＩＣ内部のデバイス同士が互いにノイズ発生源になることによる影響を十分に低減することができるＲＦＩＣを提供すること。【解決手段】高周波を受信するためのＲＦＩＣ１０であって、かつ、ノイズの発生源となる複数のデバイス１６Ａ等を有する基板１４と、デバイス１６Ａ等の基板１４側とは反対側の表面の上方に配置され、寄生容量を生成する寄生容量生成手段であって、デバイス１６Ａ等が発生するノイズとしての磁束Ｔの形成を物理的に妨害する磁束形成妨害手段である内部ノイズ低減手段２０と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波を受信するためのＲＦＩＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であって、
ノイズの発生源となる複数のデバイスを有する基板と、
前記デバイスの前記基板側とは反対側の表面の上方に配置され、寄生容量を生成する寄生容量生成手段であって、かつ、前記デバイスが発生する前記ノイズとしての磁束の形成を物理的に妨害する磁束形成妨害手段である内部ノイズ低減手段と、
を有することを特徴とするＲＦＩＣ。
【請求項２】
前記内部ノイズ低減手段と前記デバイスとの距離を、寄生容量を生成することができ、かつ、前記デバイスの特性に影響を与えないような距離であって、さらに、前記磁束の形成を妨害することができる距離として規定するための距離規定手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＣ。
【請求項３】
前記内部ノイズ低減手段は、ＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ）に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のＲＦＩＣ。
【請求項４】
前記内部ノイズ低減手段は、導電性を有するシート状部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＲＦＩＣ。
【請求項５】
前記シート状部材は、金属シート又は半導体基板であることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＣ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波を受信するためのＲＦＩＣに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、衛星航法システムである例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用してＧＰＳ受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
このＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星の軌道等を示す航法メッセージ（概略衛星軌道情報：アルマナック、精密衛星軌道情報：エフェメリス等を含む）に基づいて、ＧＰＳ衛星からの電波（以後、衛星電波と呼ぶ）に乗せられている擬似雑音符号（以後、ＰＮ（Ｐｓｕｅｄｏ  ｒａｎｄａｍ  ｎｏｉｓｅ  ｃｏｄｅ）符号と呼ぶ）の一つであるＣ／Ａ（Ｃｌｅａｒ  ａｎｄ  ＡｃｑｕｉｓｉｏｎまたはＣｏａｒｓｅ  ａｎｄ  Ａｃｃｅｓｓ）コードを受信する。Ｃ／Ａコードは、測位の基礎となる符号である。
ＧＰＳ受信機は、そのＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星から発信されたものであるかを特定したうえで、そのＣ／Ａコードの発信時刻と受信時刻に基づいて、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機の距離（擬似距離）を算出する。そして、ＧＰＳ受信機は、３個以上のＧＰＳ衛星についての擬似距離と、各ＧＰＳ衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、ＧＰＳ受信機の位置を測位するようになっている（特開平１０−３３９７７２号公報等参照）。
ところが、上述の衛星電波は、Ｃ／ＡコードによってＰＳＫ変調されているために、スペクトル幅が広がる。その結果、衛星電波の単位周波数あたりの電力は極めてわずかになる。
このため、例えば、ＧＰＳ受信機と通信装置が一体となったＧＰＳ受信機付携帯電話機においては、衛星電波よりもはるかに電波強度の大きい送信電波がＧＰＳ受信機に受信されることによって、衛星電波のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が劣化し、測位が不可能となったり、測位精度が低下する場合があった。
【０００３】
これに対して、受信待ち状態においては時定数の小さい復調回路を使用し、本来の目的とする受信信号を受信している状態においては時定数の大きい復調回路を使用することによって、妨害波の影響を低減する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平３−８５９２４号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の技術では、妨害波を受信したＧＰＳ受信機のＩＣ内部のデバイス同士が電磁結合等によって互いにノイズ発生源になることを防止することができず、妨害波の影響を十分に解消することができない場合があるという問題がある。
ここで、例えば、ＧＰＳ受信機のＩＣ外部のＳＡＷフィルタ等の帯域制限フィルタの数を増やすことも考えられるが、構成が複雑になり、コストも増大する。
【０００５】
そこで、本発明は、構成が簡易で、コスト増も最少限度であるにもかかわらず、妨害波を受信した受信機のＩＣ内部のデバイス同士が互いにノイズ発生源になることによる影響を十分に低減することができるＲＦＩＣ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】
前記目的は、第１の発明によれば、高周波を受信するためのＲＦＩＣであって、ノイズの発生源となる複数のデバイスを有する基板と、前記デバイスの前記基板側とは反対側の表面の上方に配置され、寄生容量を生成する寄生容量生成手段であって、かつ、前記デバイスが発生する前記ノイズとしての磁束の形成を物理的に妨害する磁束形成妨害手段である内部ノイズ低減手段と、を有することを特徴とするＲＦＩＣにより達成される。
【０００７】
本発明の発明者の研究によれば、コイル等のデバイスが形成されているＩＣ基板側において寄生容量が生成され、デバイスが発生する不要輻射（ノイズ）が電流としてその寄生容量を通過し、その電流が他の前記デバイスに流れ込むこと（以下「基板ルートのノイズ」と呼ぶ）が、デバイス同士が互いにノイズ発生源になる主要な原因の一つである。この基板ルートのノイズに対して、ＩＣ基板に凹部を設けて素子分離を行い、電流の流れを遮断する等も考えられるが、強力な妨害信号がＩＣに入力されたときには、効果が不十分である。
これに対して、第１の発明の構成によれば、前記ＲＦＩＣは、前記寄生容量生成手段を有する。そして、前記寄生容量生成手段によって生成した前記寄生容量と、前記基板側の寄生容量との間で、前記デバイスを上下からはさみ込むことによって、前記基板に流れる電流の一部を前記寄生容量生成手段に分流することができる。
これにより、構成が簡易で、コスト増が最少限度であるにもかかわらず、基板ルートのノイズを低減することができる。
【０００８】
また、本発明者の研究によれば、デバイスのノイズが磁束として他のデバイスに到達すること（以下「磁束ルートのノイズ」と呼ぶ）もまた、デバイス同士が互いにノイズ発生源になる主要な原因の一つである。
この点、前記磁束形成妨害手段によって、前記デバイスが発生する前記ノイズの磁束の形成を物理的に妨害することによって、磁束ルートのノイズを低減することができる。
このため、構成が簡易で、コスト増が最少限度であるにもかかわらず、磁束ルートのノイズを低減することができる。
【０００９】
そして、前記内部ノイズ低減手段は、前記寄生容量生成手段と前記磁束形成妨害手段の双方の機能を有する。
以上から、構成が簡易で、コスト増も最少限度であるにもかかわらず、妨害波を受信した受信機のＩＣ内部のデバイス同士が互いにノイズ発生源になることによる影響を十分に低減することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記内部ノイズ低減手段と前記デバイスとの距離を、寄生容量を生成することができ、かつ、前記デバイスの特性に影響を与えないような距離であって、さらに、前記磁束の形成を妨害することができる距離として規定するための距離規定手段を有することを特徴とするＲＦＩＣである。
【００１１】
第２の発明の構成によれば、前記内部ノイズ低減手段は確実に前記寄生容量を生成することができる。
また、前記内部ノイズ低減手段は確実に前記磁束の形成を妨害することができる。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記内部ノイズ低減手段は、ＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ）に接続されていることを特徴とするＲＦＩＣである。
【００１３】
第３の発明の構成によれば、前記内部ノイズ低減手段に流れ込んだ、ノイズとしての電流をＧＮＤに流すことができる。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかの構成において、前記内部ノイズ低減手段は、導電性を有するシート状部材であることを特徴とするＲＦＩＣである。
【００１５】
第５の発明は、第４の発明の構成において、前記シート状部材は、金属シート又は半導体基板であることを特徴とするＲＦＩＣである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。  
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態のＩＣ１０等を示す概略図である。
図１に示すように、ＩＣ１０は、端末４２ＡのＧＰＳ装置４４に配置されている。
端末４２Ａは、ＧＰＳ装置４４によって、測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星４０ａ，４０ｂ，４０ｃ及び４０ｄから電波Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３及びＧ４を受信することができる。電波Ｇ１等の周波数は、例えば、１．５ＧＨｚである。ＩＣ１０は、ＧＰＳ装置４４において、電波Ｇ１等を受信するためのＲＦＩＣである。電波Ｇ１等は高周波の一例であり、ＩＣ１０はＲＦＩＣの一例である。
また、端末４２Ａは通信装置４６を有しており、例えば、基地局５０Ａ、専用回線５５及び基地局５０Ｂを介して他の端末４２Ｂと通信することができる。
端末４２Ａが信号を送信するときには、通信装置４６によって通信電波Ｃを発信する。通信電波Ｃの周波数は、例えば、１．９ＧＨｚである。
ここで、ＧＰＳ装置４４は、本来、ＧＰＳ衛星４０ａ等からの電波Ｇ１等を受信するのであるが、通信装置４６からの通信電波Ｃを受信する場合がある。この通信電波Ｃは、ＧＰＳ装置４４にとっては妨害波である。ＧＰＳ装置４４のＩＣ１０は、以下の構成によって、ＩＣ１０内部の各デバイス同士がノイズ発生源となることを効果的に防止することによって、妨害波の影響を効率的に排除することができるようになっている。
【００１８】
なお、端末４２Ａ及び４２Ｂは例えば、携帯電話機であるが、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等であってもよい。
また、ＧＰＳ衛星４０ａ等は、３個であってもよいし、５個以上であってもよい。  
【００１９】
（ＩＣ１０の構成について）
図２はＩＣ１０の主な構成等を示す概略図である。
図２（ａ）は、ＩＣ１０等の概略平面図である。
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図である。
図２に示すように、ＩＣ１０は、ノイズ発生源となるコイル１６Ａ及び１６Ｂを有する基板１４を有する。コイル１６Ａ等は複数のデバイスの一例であり、基板１４は基板の一例である。この基板１４はシリコン（Ｓｉ）基板上に、絶縁膜（ＳｉＯ２）を形成して構成されている。基板１４には、コイル１６Ａ等以外にも、増幅器等、ＲＦＩＣに一般的に必要なデバイスが搭載されているが、図示を省略する。  
コイル１６Ａ等のデバイスは、感光剤（レジスト）の塗布、露光、現像、エッチング、不純物拡散、感光剤除去等の工程によって生成される。
【００２０】
基板１４は、複数のボンディングワイヤ１２によって、プリント基板８に実装されている。
【００２１】
コイル１６Ａ及びコイル１６Ｂの表面の上方には、銅箔２０が配置されている。図２（ｂ）に示すように、銅箔２０は、コイル１６Ａ等の基板１４側とは反対側の表面の上方に配置されている。コイル１６Ａ等と銅箔２０は、両面テープ１８を介して互いに位置決めされている。銅箔２０は、例えば、厚さ１００μｍ（マイクロメートル）のシートであり、導電性を有するシート状部材の一例である。  
また、銅箔２０は、金属シートの一例でもある。
両面テープ１８は、位置決め手段としての機能に加えて、コイル１６Ａ等の保護膜としての機能を有する。また、両面テープ１８は、コイル１６Ａ等の表面と銅箔２０の表面との距離ｄを規定する機能も有する。この両面テープ１８は、距離規定手段の一例である。
【００２２】
銅箔２０は、ＧＮＤ電位確保用ワイヤ２２によって、プリント基板８のＧＮＤに接続されている。これにより、銅箔２０に入力した電流をプリント基板８のＧＮＤに流すことができ、銅箔２０をＧＮＤ電位に維持することができる。
【００２３】
図３は、銅箔２０の機能等を説明するための図である。
仮に、本実施の形態とは異なり、図３（ａ）に示すように、銅箔２０が存在しない場合には、コイル１６Ａからの不要輻射は、例えば、基板１４側に形成される寄生容量ｆ１を電流Ｉ１として通過し、コイル１６Ｂに流入する。
また、コイル１６Ａからの不要輻射は、理想的な放物線状の磁束Ｔとしてコイル１６Ｂに流入する。
すなわち、コイル１６Ａの不要輻射がコイル１６Ｂにとっての妨害波となる。
【００２４】
これに対して、図３（ｂ）に示す本実施の形態のように、銅箔２０が存在すると、銅箔２０側にも寄生容量ｆ２を生成することができる。すなわち、銅箔２０は、寄生容量生成手段の一例である。
銅箔２０とコイル１６Ａ等との距離ｄ（図２（ｂ）参照）は、銅箔２０側に寄生容量を生成することができ、かつ、コイル１６Ａ等の特性に影響を与えないような距離として規定されている。
寄生容量を大きくするためには、距離ｄは小さいほど好ましい。しかし距離ｄが小さすぎるとコイル１６Ａ等のインダクタンスが減少して、ＩＣ１０の動作不良の原因となる。
このため、距離ｄは、銅箔２０側に寄生容量を生成することができ、かつ、コイル１６Ａ等の特性に影響を与えないような距離として規定されているのである。
これにより、基板１４側の寄生容量ｆ１を通過する電流Ｉ１の一部を、寄生容量ｆ２を介して電流Ｉ２として銅箔２０側に流すことができる。なお、銅箔２０に流れ込んだ電流Ｉ２は、プリント基板８のＧＮＤに流れ込む。
【００２５】
また、距離ｄ（図２（ｂ）参照）は、磁束Ｔの放物線状の形成を妨害することができる距離として既定されている。このため、図３（ｂ）に示すように、銅箔２０の存在によって、磁束Ｔは銅箔２０の表面に沿って進むため、理想的な放物線状となることができず、その強さが次第に低減する。このように、銅箔２０は、放物線状の磁束Ｔの形成を物理的に妨害することができる。すなわち、銅箔２０は、磁束形成妨害手段の一例でもある。また、銅箔２０は、内部ノイズ低減手段の一例でもある。
【００２６】
ＩＣ１０は、上述のように構成されている。
本発明の発明者の研究によれば、コイル１６Ａ等のデバイスが形成されている基板１４において寄生容量が生成され、コイル１６Ａ等が発生する不要輻射（ノイズ）が電流としてその寄生容量を通過し、その電流が他のデバイス（例えば、コイル１６Ｂ）に流れ込むこと（以下「基板ルートのノイズ」と呼ぶ）が、デバイス同士が互いにノイズ発生源になる主要な原因の一つである。この基板ルートのノイズに対して、ＩＣ基板に凹部を設けて素子分離を行い、電流の流れを遮断する等も考えられるが、強力な妨害信号がＩＣに入力されたときには、効果が不十分である。
これに対して、ＩＣ１０は、銅箔２０を有する。そして、銅箔２０によって生成した寄生容量と、基板１４側の寄生容量との間で、例えば、コイル１６Ａを上下からはさみ込むことによって、基板１４に流れる電流の一部を銅箔２０に分流することができる。
これにより、構成が簡易で、コスト増が最少限度であるにもかかわらず、基板ルートのノイズを低減することができる。
【００２７】
また、本発明者の研究によれば、デバイスのノイズが磁束として他のデバイスに到達すること（以下「磁束ルートのノイズ」と呼ぶ）もまた、デバイス同士が互いにノイズ発生源になる主要な原因の一つである。
この点、銅箔２０によって、デバイスが発生するノイズの磁束Ｔの放物線状における形成を物理的に妨害することによって、磁束ルートのノイズを低減することができる。
このため、構成が簡易で、コスト増が最少限度であるにもかかわらず、磁束ルートのノイズを低減することができる。
以上から、構成が簡易で、コスト増も最少限度であるにもかかわらず、妨害波を受信した受信機のＩＣ内部のデバイス同士が互いにノイズ発生源になることによる影響を十分に低減することができる。
【００２８】
また、銅箔２０とコイル１６Ａ等のデバイスとの距離ｄは、寄生容量を生成することができ、かつ、デバイスの特性に影響を与えないような距離として規定されている。さらに、銅箔２０とコイル１６Ａ等との距離ｄは、磁束Ｔの形成を妨害することができる距離として規定されている。これにより、銅箔２０は、確実に寄生容量を生成することができ、また、確実に放物線状の磁束Ｔの形成を妨害することができる。
【００２９】
また、銅箔２０は、プリント基板８のＧＮＤに接続されている。このため、銅箔２０に流れ込んだ、ノイズとしての電流Ｉ２をＧＮＤに流すことができる。
なお、本実施の形態は、銅箔２０という簡易に入手可能な部材を使用し、また、銅箔２０とコイル１６Ａ等との距離ｄも両面テープ１８という簡易に入手可能な部材によって規定することができるから、設計変更が頻繁に必要となるＲＦＩＣの開発段階乃至試作段階において特に有用である。
また、上述のＩＣ１０と同様の構成を有するＩＣを、通信電波を送信する送信機である通信装置４６に搭載することで、送信電力が他の回路に及ぼす影響を本実施の形態と同様に削減することもできる。
【００３０】
なお本実施の形態とは異なり、銅箔２０の代わりに他の金属シートである例えば、アルミ箔等を使用してもよい。
また、本実施の形態とは異なり、銅箔２０の代わりに半導体基板を使用してもよい。
【００３１】
（第１の変形例）
図４は、本実施の形態の第１の変形例を示す概略平面図である。
図４に示すように、変形例のＩＣ１０Ａは、コイル１６Ａ，１６Ｂに加えて、コイル１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ及び１６Ｆを有している。
そして、銅箔２０Ａは、すべてのコイル１６Ａ等に対面するように配置されている。
これにより、銅箔２０Ａによって、すべてのコイル１６Ａ等に対応する寄生容量を生成することができる。
また、銅箔２０Ａによって、すべてのコイル１６Ａ等による磁束Ｔの理想的な放物線状としての生成を妨害することができる。
【００３２】
（第２の変形例）
図５は、本実施の形態の第２の変形例を示す概略断面図である。
図５に示すように、第２の変形例のＩＣ１０Ｂは、プリント基板８にフリップ実装されている。ここで、フリップ実装とは、基板８に対してＩＣ１０の能動面をフェイスダウンで実装する方法である。  
基板１４の接続端子２４Ａ及び２４Ｂがプリント基板８に接続されることによって、ＩＣ１０Ｂはプリント基板８と電気的物理的に接続される。
プリント基板８には、ＧＮＤパターン２２が形成されている。このＧＮＤパターンはコイル１６Ｇ及びコイル１６Ｈに対面するように形成されている。  このため、ＧＮＤパターン２２によって、コイル１６Ｇ等に対応する寄生容量を生成することができる。
また、ＧＮＤパターン２２によって、コイル１６Ｇ等による放物線状の磁束の生成を妨害することができる。すなわち、このＧＮＤパターン２２もまた、ノイズ低減手段の一例である。
【００３３】
図６は、ＧＰＳ受信機付携帯電話機の従来の構成の一例を示す概略図である。
図６に示すように、通信電波送信ＡＭＰ１００で生成され、通信アンテナ１０２から発信された通信電波の送信電力が２０ｄＢｍであるとすれば、例えば、通信アンテナ１０２とＧＰＳアンテナ２０２との間で１０ｄＢ減衰して、ＧＰＳアンテナ２０２に受信される。通信電波は、ＡＭＰ２０４で１０ｄＢ増幅され、コイル２１０で抵抗値が調整されたうえでＳＡＷフィルタ２１２に入力されて４０ｄＢ減衰し、コイル２１４で抵抗値が調整されたうえで、ＡＭＰ２１６に入力される。
ここで、ＡＭＰ２１６に入力する通信電波の設計上の電力値は−（マイナス）２０ｄＢｍであるが、実際には、例えば、電力値は−（マイナス）１０ｄＢｍまでしか減衰しない。これは、コイル２１０とコイル２１４が互いにノイズ発生源となっているためであると考えられる。
ここで、例えば、ＳＡＷフィルタ２１２の数を増やせば、通信電波をさらに減衰させることができるが、コストが増加する。
【００３４】
これに対して、上述の本発明の各実施の形態によれば、銅箔２０等を所定の位置に配置するだけであるから、構成が簡易で、コスト増が最小限であるにもかかわらず、ＩＣ１０等の各デバイスが互いにノイズ発生源になることによる影響を十分に低減することができる。
【００３５】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態のＩＣ等を示す概略図である。
【図２】ＩＣの主な構成等を示す概略図である。
【図３】銅箔の機能等を説明するための図である。
【図４】本実施の形態の第１の変形例を示す概略平面図である。
【図５】本実施の形態の第２の変形例を示す概略断面図である。
【図６】ＧＰＳ受信機付携帯電話機の従来の構成の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
８・・・プリント基板、１０，１０Ａ，１０Ｂ・・・ＩＣ、１２・・・ボンディングワイヤ、１４・・・基板、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ，１６Ｆ，１６Ｇ，１６Ｈ・・・コイル、１８・・・両面テープ、２０，２０Ａ・・・銅箔、２２・・・ＧＮＤパターン、２４Ａ，２４Ｂ・・・接続端子
【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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