JP5682635B2 - 高周波モジュール - Google Patents

Description

本発明は、高周波モジュールに関する。特に、本発明は、少なくともひとつの分波器チップと複数のチップインダクタとが実装基板上に実装された高周波モジュールに関する。

従来、フィルタ装置とチップ部品とが実装基板に搭載された高周波モジュールが、携帯電話機等に使用されている。例えば、下記の特許文献１には、複数の弾性波フィルタチップと、複数のチップインダクタとが実装基板上に実装された高周波モジュールが記載されている。

ＷＯ ２００８／０２３５１０ Ａ１号公報

近年、携帯電話機等のモバイル通信機器の小型化及び高機能化に伴い、それに搭載される高周波モジュールに対する小型化の要求も高まってきている。高周波モジュールの小型化を図る有力な手段としては、実装基板上に部品を高密度に実装する手段が挙げられる。しかしながら、実装基板上に部品を高密度に実装した場合、部品が相互干渉しやすくなる。この部品の相互干渉により、高周波モジュールの特性が悪化する場合がある。

特に、送信フィルタ部と、平衡−不平衡変換機能を有する受信フィルタ部とを備える高周波モジュールにおいて、受信フィルタ部の第１及び第２の平衡信号端子のそれぞれに接続されているチップインダクタを近接して配置した場合は、チップインダクタの相互作用により、アイソレーションが悪化してしまう場合がある。

従って、高周波モジュールを十分に小型化することが困難であるという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みて成されたものであり、その目的は、分波器チップと複数のチップインダクタが実装基板上に実装された高周波モジュールの小型化を図ることにある。

本発明に係る高周波モジュールは、アンテナ端子に接続されるアンテナ側端子と、送信側信号端子と、第１及び第２の受信側平衡信号端子と、送信フィルタ部と、受信フィルタ部と、複数のインダクタとを備えている。送信フィルタ部は、アンテナ端子と送信側信号端子との間に接続されている。受信フィルタ部は、アンテナ端子と第１及び第２の受信側平衡信号端子との間に接続されている。受信フィルタ部は、平衡−不平衡変換機能を有する。複数のインダクタは、受信フィルタ部と第１または第２の受信側平衡信号端子との間に接続されている。本発明に係る高周波モジュールは、実装基板と、分波器チップと、複数のインダクタチップとを備えている。分波器チップは、実装基板の一主面上に実装されている。分波器チップには、送信フィルタ部と受信フィルタ部とが設けられている。複数のインダクタチップは、実装基板の一主面上に実装されている。複数のインダクタチップには、インダクタが設けられている。複数のインダクタチップのうち、隣接して配置されている２つのインダクタチップのそれぞれは、極性を有し、受信フィルタ部側から視て、極性の向きが逆となるように配置されている。

本発明に係る高周波モジュールのある特定の局面では、高周波モジュールは、受信フィルタ部と第１の受信側平衡信号端子との間に接続されている第１のインダクタが設けられた第１のインダクタチップと、受信フィルタ部と第２の受信側平衡信号端子との間に接続されている第２のインダクタが設けられた第２のインダクタチップとを備えている。第１及び第２のインダクタチップは、隣接して配置されている。

本発明に係る高周波モジュールの他の特定の局面では、高周波モジュールは、受信フィルタ部と第１の受信側平衡信号端子との間に接続されている第１のインダクタが設けられた第１のインダクタチップと、受信フィルタ部と第２の受信側平衡信号端子との間に接続されている第２のインダクタが設けられた第２のインダクタチップと、第１のインダクタと受信フィルタ部との間の接続点と、第２のインダクタと受信フィルタ部との間の接続点との間に接続されている第３のインダクタが設けられた第３のインダクタチップとを備えている。第１及び第３のインダクタチップが隣接して配置されており、且つ、第２及び第３のインダクタチップが隣接して配置されている。

本発明に係る高周波モジュールの別の特定の局面では、第３のインダクタチップは、受信フィルタ部側から視て、第１及び第２のインダクタチップのいずれとも極性の向きが逆となるように配置されている。

本発明に係る高周波モジュールのさらに他の特定の局面では、第３のインダクタチップは、第１のインダクタチップと第２のインダクタチップとの間に配置されている。

本発明に係る高周波モジュールのさらに別の特定の局面では、受信フィルタ部は、縦結合共振子型弾性波フィルタ部である。

本発明によれば、分波器チップと複数のチップインダクタが実装基板上に実装された高周波モジュールの小型化を図ることができる。

図１は、第１の実施形態に係る高周波モジュールの略図的回路図である。 図２は、第１の実施形態に係る高周波モジュールの略図的平面図である。 図３は、インダクタチップの模式的斜視図である。 図４は、比較例１に係る高周波モジュールの略図的平面図である。 図５は、第２の実施形態に係る高周波モジュールの略図的平面図である。 図６は、実施例１及び比較例２における送信側信号端子から受信側信号端子への差動アイソレーション特性を示すグラフである。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は、単なる例示である。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る高周波モジュールの略図的回路図である。まず、図１を参照しながら、本実施形態の高周波モジュール１の回路構成について説明する。

高周波モジュール１は、アンテナ端子に接続されるアンテナ側端子１１と、送信側信号端子１２と、第１及び第２の受信側平衡信号端子１３ａ、１３ｂとを備えている。

アンテナ側端子１１と送信側信号端子１２との間には、送信フィルタ部１５が接続されている。本実施形態においては、この送信フィルタ部１５は、所謂ラダー型弾性波フィルタ部により構成されている。ラダー型弾性波フィルタ部とグラウンド電位との間には、インダクタＬ５，Ｌ６が設けられている。なお、このインダクタＬ５，Ｌ６は、後述するデュプレクサチップ２１のパッケージ内に設けられた配線により構成されている。

アンテナ側端子１１と第１及び第２の受信側平衡信号端子１３ａ、１３ｂとの間には、受信フィルタ部１６が接続されている。この受信フィルタ部１６は、平衡−不平衡変換機能を有するバランス型の弾性波フィルタ部である。具体的には、本実施形態では、受信フィルタ部１６は、縦結合共振子型弾性波フィルタ部である。なお、本発明において、「弾性波」には、弾性表面波、弾性境界波及びバルク弾性波が含まれるものとする。

送信フィルタ部１５と受信フィルタ部１６との間の接続点と、アンテナ側端子１１との接続点と、グラウンド電位との間には、インダクタＬ４が接続されている。

受信フィルタ部１６の第１の平衡信号端子１６ａと第１の受信側平衡信号端子１３ａとの間には、第１のインダクタＬ１が接続されている。一方、受信フィルタ部１６の第２の平衡信号端子１６ｂと第２の受信側平衡信号端子１３ｂとの間には、第２のインダクタＬ２が接続されている。第１の平衡信号端子１６ａと第１のインダクタＬ１との間の接続点と、第２の平衡信号端子１６ｂと第２のインダクタＬ２との間の接続点との間には、インダクタＬ３が接続されている。これらインダクタＬ１〜Ｌ３は、第１及び第２の受信側平衡信号端子１３ａ、１３ｂに接続されるＲＦＩＣ等とのインピーダンスマッチングを行うための素子である。

図２は、第１の実施形態に係る高周波モジュールの略図的平面図である。次に、図２を参照しながら、本実施形態に係る高周波モジュール１の具体的構成について説明する。

高周波モジュール１は、実装基板２０を有する。実装基板２０の表面の上には、分波器チップとしてのデュプレクサチップ２１と、複数のインダクタチップ２２〜２５とが実装されている。デュプレクサチップ２１は、実装基板２０の表面に設けられた電極や内部に設けられた図示しないビアホール等の配線を介して、実装基板の裏面上に設けられた端子電極に接続されている。

デュプレクサチップ２１には、送信フィルタ部１５と受信フィルタ部１６とが設けられている。インダクタチップ２２には、インダクタＬ１が設けられている。インダクタチップ２３には、インダクタＬ２が設けられている。インダクタチップ２４には、インダクタＬ３が設けられている。インダクタチップ２５には、インダクタＬ４が設けられている。

インダクタチップ２２，２３は、隣接して配置されている。すなわち、インダクタチップ２２とインダクタチップ２３との間には、他の素子が配置されていない。また、インダクタチップ２２，２３は、平行に配置されている。

本実施形態において、インダクタチップ２２，２３のそれぞれは、図３に示すインダクタチップ３０により構成されている。このインダクタチップ３０は、極性を有するインダクタチップである。

ここで、「極性を有するインダクタチップ」とは、実装方向が変わると、インダクタから発生する磁界の向きが変わるインダクタチップを意味する。例えば、インダクタチップ３０では、実装基板２０の実装面に垂直なｚ方向に延びる軸の回りを、反時計回りに螺旋状に巻回された内部電極３２を有する。内部電極３２の基端は、実装基板に遠い側で第１の外部電極３３に接続されており、先端は、実装基板に近い側で第２の外部電極３４に接続されている。そして、基端側の外部電極と先端側の外部電極とが識別可能なように、第１の外部電極３３側に識別マーク３１が設けられている。

このような極性を有するインダクタチップ３０では、第１の外部電極３３側から信号を印加したときと、第２の外部電極３４側から信号を印加したときとで、発生する磁束の向きが変化する。

ここで、本実施形態では、インダクタチップ２２，２３は、インダクタＬ１，Ｌ２の一方のインダクタに信号が印加された際に、他方のインダクタに当該印加された信号とは逆方向の誘導起電力が発生するように配置されている。すなわち、インダクタチップ２２，２３は、受信フィルタ部１６側から視て、極性の向きが逆となるように配置されている。具体的には、インダクタチップ２２，２３の一方の第１の外部電極３３が受信フィルタ部１６側に接続されており、他方の第１の外部電極３３が受信フィルタ部１６とは反対側に接続されている。

このため、本実施形態の高周波モジュール１では、良好なアイソレーション特性が実現されている。以下、この効果について具体的に説明する。

例えば、送信フィルタ部１５側から受信フィルタ部１６側に送信信号が回り込んでしまうことがある。この不要信号の回り込みが発生することにより、アイソレーション特性が悪化する。ここで、アイソレーション特性は、不要信号の電力が高いほど大きく劣化し、不要信号の電力が低い場合は、アイソレーション特性はそれほど大きくは劣化しない。

例えば、図４に示す比較例１のように、インダクタチップ１２２，１２３を、受信フィルタ部側から視て、極性が同じとなるように配置することも考えられる。しかしながら、この場合は、インダクタチップ１２２に不要信号が流れると、インダクタチップ１２２において発生する磁束により、インダクタチップ１２３に、不要信号と同方向の誘導起電力が発生する。同様に、インダクタチップ１２３に不要信号が流れると、インダクタチップ１２３において発生する磁束により、インダクタチップ１２２に、不要信号と同方向の誘導起電力が発生する。このため、誘導起電力により、不要信号の電力が高くなる。よって、インダクタチップ１２２，１２３を近接して配置すると、アイソレーション特性の劣化が激しくなる。従って、インダクタチップ１２２，１２３を近接して配置することができない。従って、高周波モジュールの小型化が困難である。

それに対して本実施形態の場合は、インダクタチップ２２に不要信号が流れると、インダクタチップ２２において発生する磁束により、インダクタチップ２３には、不要信号とは逆方向の誘導起電力が発生する。同様に、インダクタチップ２３に不要信号が流れると、インダクタチップ２３において発生する磁束により、インダクタチップ２２には、不要信号とは逆方向の誘導起電力が発生する。このため、誘導起電力により不要信号の電力が低くなる。このように、本実施形態では、不要信号の電力が低くなるため、インダクタＬ１，Ｌ２を近接して配置した場合であっても、アイソレーション特性を良好に保持することができる。従って、小型な高周波モジュール１を実現することができる。すなわち、本実施形態の高周波モジュール１では、小型化と良好なアイソレーション特性との両立が図られている。

以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。また、下記の第２の実施形態では、図１を上記第１の実施形態と共通に参照する。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る高周波モジュールの略図的平面図である。

上記第１の実施形態では、インダクタチップ２２，２３が互いに誘導起電力を発生させるような位置に配置されている一方、インダクタＬ３を構成しているインダクタチップ２４は、インダクタチップ２２，２３に誘導起電力を実質的に発生させないような位置に配置されている例について説明した。

それに対して、本実施形態では、インダクタチップ２４は、極性を有している。インダクタチップ２４は、インダクタチップ２２とインダクタチップ２３との間に配置されている。すなわち、インダクタチップ２２〜２４は、直線状に配列されている。インダクタチップ２４は、インダクタチップ２２，２３の一方のインダクタに信号が印加された際に、インダクタチップ２４に当該信号とは逆方向の誘導起電力が発生するように配置されている。具体的には、インダクタチップ２４は、受信フィルタ部１６側から視て、インダクタチップ２２，２３のいずれとも極性の向きが逆となるように配置されている。

このため、インダクタチップ２２に不要信号が流れると、インダクタチップ２２において発生する磁束により、インダクタチップ２３においてのみならず、インダクタチップ２４においても、不要信号とは逆方向の誘導起電力が発生する。同様に、インダクタチップ２３に不要信号が流れると、インダクタチップ２３において発生する磁束により、インダクタチップ２２においてのみならず、インダクタチップ２４においても、不要信号とは逆方向の誘導起電力が発生する。よって、不要信号の電力がより効果的に低減される。従って、アイソレーション特性をさらに改善することができる。

また、インダクタチップ２２〜２４が直線状に配列されているため、上記第１の実施形態の高周波モジュールよりも、インダクタ２２〜２４の配列方向に対して垂直な方向における寸法を小さくすることができる。

（変形例）
上記実施形態では、高周波モジュールがひとつの分波器チップを備えている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本発明に係る高周波モジュールは、複数の分波器チップを備えていてもよい。また、本発明に係る高周波モジュールは、少なくともひとつの分波器チップに加え、他のフィルタチップを備えていてもよい。

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいてさらに詳細に説明する。但し、以下の実施例は単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。

（実施例１）
本実施例では、上記第２の実施形態の高周波モジュールと実質的に同様の構成を有する高周波モジュールを作製した。なお、デュプレクサチップとしては、ＵＭＴＳ−Ｂａｎｄ５用のものを用いた。実施例１の高周波モジュールの送信側信号端子から受信側信号端子への差動アイソレーション特性を図６に示す。

（比較例２）
比較例２では、インダクタチップ２４の極性を逆にしたこと以外は、上記実施例１と同様の構成を有する高周波モジュールを作製した。インダクタチップ２４の極性を逆にすることにより、受信フィルタ部１６側から視て、インダクタチップ２４の極性は、インダクタチップ２２，２３のいずれとも極性の向きが同じとなるように配置されている。比較例２の高周波モジュールの送信側信号端子から受信側信号端子への差動アイソレーション特性を図６に示す。

図６に示す結果から、インダクタチップ２４を、受信フィルタ部１６側から視て、インダクタチップ２２，２３のいずれとも極性の向きが逆となるように配置することにより、差動アイソレーション特性をさらに改善できることが分かる。

１…高周波モジュール
１１…アンテナ側端子
１２…送信側信号端子
１３ａ…第１の受信側平衡信号端子
１３ｂ…第２の受信側平衡信号端子
１５…送信フィルタ部
１６…受信フィルタ部
１６ａ…第１の平衡信号端子
１６ｂ…第２の平衡信号端子
２０…実装基板
２１…デュプレクサチップ
２２〜２５，３０…インダクタチップ
３１…識別マーク
３２…内部電極
３３…第１の外部電極
３４…第２の外部電極
Ｌ１〜Ｌ６…インダクタ

Claims (4)

1. アンテナ端子に接続されるアンテナ側端子と、
   送信側信号端子と、
   第１及び第２の受信側平衡信号端子と、
   前記アンテナ端子と前記送信側信号端子との間に接続されている送信フィルタ部と、
   前記アンテナ端子と前記第１及び第２の受信側平衡信号端子との間に接続されており、平衡−不平衡変換機能を有する受信フィルタ部と、
   前記受信フィルタ部と前記第１または前記第２の受信側平衡信号端子との間に接続されている複数のインダクタと、
   を備える高周波モジュールであって、
   実装基板と、
   前記実装基板の一主面上に実装されており、前記送信フィルタ部と前記受信フィルタ部とが設けられた分波器チップと、
   前記実装基板の一主面上に実装されており、前記複数のインダクタを構成している複数のインダクタチップと、
   を備え、
   前記複数のインダクタチップが、前記受信フィルタ部と前記第１の受信側平衡信号端子との間に接続されている第１のインダクタチップと、前記受信フィルタ部と前記第２の受信側平衡端子との間に接続されている第２のインダクタチップとを含み、前記第１及び第２のインダクタチップは、隣接して配置されており、
   隣接して配置されている前記第１，第２のインダクタチップのそれぞれが、極性を有し、前記受信フィルタ部側から見て、極性の向きが逆となるように配置されている、高周波モジュール。
2. アンテナ端子に接続されるアンテナ側端子と、
   送信側信号端子と、
   第１及び第２の受信側信号端子と、
   前記アンテナ端子と前記送信側信号端子との間に接続されている送信フィルタ部と、
   前記アンテナ端子と前記第１及び第２の受信側信号端子との間に接続されている複数のインダクタと、
   を備える高周波モジュールであって、
   実装基板と、
   前記実装基板の一主面上に実装されており、前記送信フィルタ部と前記受信フィルタ部とが設けられた分波器チップと、
   前記実装基板の一主面上に実装されており、前記複数のインダクタをそれぞれ構成している複数のインダクタチップと、
   を備え、
   前記受信フィルタ部と前記第１の受信側平衡信号端子との間に接続されている第１のインダクタを構成している第１のインダクタチップと、
   前記受信フィルタ部と前記第２の受信側平衡信号端子との間に接続されている第２のインダクタを構成している第２のインダクタチップと、
   前記第１のインダクタと前記受信フィルタ部との間の接続点と、前記第２のインダクタと前記受信フィルタ部との間に接続されている第３のインダクタを構成している第３のインダクタチップとを備え、
   前記第１及び第３のインダクタチップが隣接して配置されており、
   前記第２及び第３のインダクタチップが隣接して配置されており、
   前記第１〜第３のインダクタチップが直線状に配置されており、
   隣接して配置されている２つの前記インダクタチップのそれぞれが、極性を有し、前記受信フィルタ部側から見て、極性の向きが逆となるように配置されている、高周波モジュール。
3. 前記第３のインダクタチップは、前記第１のインダクタチップと前記第２のインダクタチップとの間に配置されている、請求項２に記載の高周波モジュール。
4. 前記受信フィルタ部は、縦結合共振子型弾性波フィルタ部である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の高周波モジュール。

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