高頻開關模塊的制作方法

專利名稱：高頻開關模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種切換并收發多種高頻信號的高頻開關模塊。
背景技術：
以往，已設計出各種利用一個天線分別對由不同的頻帶構成的多個通信信號進行 收發用的高頻開關模塊。目前在這種高頻開關模塊中，主要使用SPnT型(η為正數)的開 關IC。該開關IC具有與天線連接的天線連接端口和多個高頻輸入輸出端口(發送端口和 接收端口、以及收發兼用端口 )，利用控制信號進行切換控制，使得將高頻信號輸入輸出端 口中的任一端口和天線連接端口加以連接。而且，現有的高頻開關模塊中，對開關IC和天線進行阻抗匹配的匹配電路與開關 IC的天線連接端口連接。例如，專利文獻1的高頻開關模塊中，在天線連接端口與天線之間 連接有η型結構的帶通濾波器。該π型結構的帶通濾波器包括連接在開關IC的天線連接端口和天線之間的LC 串聯諧振電路、和將該LC串聯諧振電路的兩端分別與接地連接的兩個LC并聯諧振電路。而 且，在這些電路的天線連接端口側及天線側包括與LC串聯諧振電路串聯連接的電容器。而且，這種π型結構的帶通濾波器不僅起到作為阻抗匹配電路的作用，而且還起 到作為ESD保護電路的作用。專利文獻1 日本專利特表2005-505186號公報但是，高頻開關模塊中利用的開關IC在內部包括FET和電容器，若通電，則向其進 行電荷充電。而且，在這樣進行電荷充電的狀態下，即使進行開關控制(切換控制)，但在將 這些被充電的電荷放電之前，也不會完成開關的切換控制。即，若不高速進行放電，則不能 實現高速的開關。然而，在上述的現有結構的高頻開關模塊中，由于對天線連接端口直接插入電容 器，因此難以將開關IC內充電的電荷進行放電，由于受到該放電時間的影響，導致開關切 換速度變慢。

發明內容
因而，本發明的目的在于，構成一種高頻開關模塊，該高頻開關模塊使開關IC內 充電的電荷高速放電，以實現高速的開關切換。(1)本發明涉及一種包括開關IC的高頻開關模塊，該開關IC具有與單個天線連接 的公共端子、及與多個高頻通信用電路分別連接的多個高頻信號輸入輸出端子。該高頻開 關模塊包括將開關IC的公共端子直接與接地連接的第1電感器。該結構中，由于在開關IC的公共端子和接地之間，只連接有電感器，因此開關IC 的電荷從公共端子通過電感器向接地高速放電。由此，使開關切換速度高速化。(2)另外，本發明的高頻開關模塊中，包括將多個高頻信號輸入輸出端子中的至少 一個端子直接與接地連接的第2電感器。
該結構中，進一步地，對于開關IC的多個高頻信號輸入輸出端子，也可實現與公 共端子相同的高速放電。由此，能進一步實現高速的放電，能進一步實現高速的開關切換。(3)另外，本發 明的高頻開關模塊中，在開關IC的公共端子和天線之間，包括對開 關IC和天線進行阻抗匹配的阻抗匹配電路。而且，具有在該阻抗匹配電路中的開關IC的 公共端子側的端部設置第1電感器的結構。該結構中，利用與開關IC的公共端子連接的阻抗匹配電路內的電感器來實現上 述高速放電用的電感器。由此，阻抗匹配電路能同時實現阻抗匹配功能、和高速放電功能， 與分開構成電路相比，能使高頻開關模塊小型化。(4)另外，本發明的高頻開關模塊的阻抗匹配電路由將低通濾波器和高通濾波器 組合而成的帶通濾波器構成。而且，對于構成高通濾波器的電感器使用第1電感器。該結構中，示出阻抗匹配電路的更詳細的結構。這樣，通過將低通濾波器和高通濾 波器進行組合，從而與分別單獨使用相比，能使可匹配的頻帶成為寬頻帶。在此基礎上，利 用對高通濾波器使用將信號線和接地加以連接的電感器(并聯電感器)的結構，將該并聯 電感器用作為高速放電用的第1電感器。由此，能實現寬頻帶下的傳輸特性優異、且由于高 速放電從而可進行高速開關控制的高頻開關模塊。(5)另外，本發明的高頻開關模塊中，包括層疊電路基板，該層疊電路基板安裝有 開關IC，且利用內部電極或所安裝的電子電路元器件來實現阻抗匹配電路的電路元件。而 且，第1電感器的接地側的端部僅利用形成于層疊電路基板的過孔，與形成于層疊電路基 板的內層或背面的接地電極連接。該結構中，由于高速放電用的第1電感器的接地側端子僅利用過孔與接地直接連 接，而不通過層疊電路基板內的其它電路電極圖案，因此能進一步使放電時間高速化。(6)另外，本發明的高頻開關模塊中，第2電感器的至少一個接地側的端部僅利用 形成于層疊電路基板的過孔與接地電極連接。該結構中，與上述第1電感器相同，對于第2電感器也僅利用過孔與接地直接連 接，從而能使放電時間高速化。(7)另外，本發明的高頻開關模塊中，至少一個第2電感器是安裝于層疊電路基板 的表面的安裝型的電感器。利用該結構，通過使第2電感器采用安裝型的電感器，從而能提高其與形成于層 疊電路基板內的開關IC的高頻信號輸入輸出端子側的各電路圖案之間的隔離度。(8)另外，本發明的高頻開關模塊中，第1電感器是安裝在層疊電路基板的表面的 安裝型的電感器，在該安裝型的第1電感器、和安裝型的第2電感器之間，配置有構成高頻 開關模塊的其它電路元件。該結構中，通過使第1電感器采用安裝型的電感器，從而容易選擇電流耐受能力 大的、具有所要的電感量的電感器，設計自由度提高。而且，通過使其它元件介于安裝在層 疊電路基板的表面的第1電感器和第2電感器之間，從而能確保開關IC的公共端子側與高 頻信號輸入輸出端子側之間的隔離度。由此，還能防止通過天線流入的靜電噪聲等向高頻 信號輸入輸出端子側泄漏。(9)另外，本發明的高頻開關模塊中，阻抗匹配電路包括一端與接地連接的電容 器。而且，該電容器的相對電極形成為被形成于層疊電路基板的兩個接地電極沿著層疊方向夾住的形狀。該結構 中，通過將阻抗匹配電路中使用的電容器夾入形成于層疊電路基板的接地 電極之間，從而能確保其與形成于層疊電路基板內的高頻信號輸入輸出端子側的電路圖案 之間的隔離度。由此，能進一步防止流入阻抗匹配電路的上述噪聲等向形成于層疊電路基 板內的高頻信號輸入輸出端子側泄漏。根據本發明，通過設置將開關IC與接地直接連接的電感器，從而在開關切換時能 將開關IC中充電的電荷高速地向接地放電。由此，能實現可進行高速的開關切換控制的高 頻開關模塊。


圖1是第1實施方式所涉及的高頻開關模塊1的電路圖。圖2是第1實施方式所涉及的高頻開關模塊1的層疊圖。圖3是第2實施方式所涉及的高頻開關模塊IA的電路圖。圖4是第2實施方式所涉及的高頻開關模塊IA的層疊圖。圖5是第3實施方式所涉及的高頻開關模塊IB的電路圖。圖6是第3實施方式所涉及的高頻開關模塊IB的層疊圖。圖7是第4實施方式所涉及的高頻開關模塊IC的電路圖。標號說明1、1A、1B、1C高頻開關模塊10、10A 開關 IC20、20A、20B、20C 阻抗匹配電路30A、30B低通濾波器
具體實施例方式參照附圖，說明本發明的第1實施方式所涉及的高頻開關模塊。圖1是本實施方 式的高頻開關模塊1的電路圖。圖2是構成本實施方式的高頻開關模塊1的層疊電路基板
的層疊圖。關于構成高頻開關模塊1的層疊電路基板的具體結構，使用圖2在后面進行闡述， 大體上，由層疊陶瓷或樹脂等多個電介質層而成的層疊體形成。而且，層疊電路基板中，通 過在成為各電介質層間的內層及層疊體的頂面及底面以預定圖案形成電極，從而實現除了 如圖ι所示的高頻開關模塊1的開關ICio及電感器Lml、Lm2、Lm3、Lm4、Ld、電容器Cml、 SAff(表面聲波)濾波器SAW1、SAW2、SAW3、SAW4以外的電路圖案。高頻開關模塊1具有多個外部連接用電極PM。這多個外部連接用電極Pm用于將 該高頻開關模塊1安裝到安裝有后級電路的電路基板上。此外，以下的說明中，為了方便說 明，將作為高頻開關模塊ι的外部連接用電極Pm稱為“電極”，將后述的開關ICio的安裝用 電極Pre稱為“端口”。多個外部連接用電極Pm具有天線用外部電極Pm(ANTO)；發送用外部電極 Pm(TxLB)、Pm(TxHB)；接收用外部電極 Pm(RxI)、PM(Rx2)、PM(Rx3)、PM(Rx4)；收發兼用外部電 極Pm(UMI)、Pm(UM2)、Pm(UM3)；驅動電壓輸入用的驅動電壓輸入用外部電極Pm (Vd)；和控制電壓信號輸入用的控制電壓輸入用外部電極？ (%1)、？ 作(2)、？ 作(33)、？ 作(34)。此外，圖 1中雖未示出但還具有接地用的接地電極。首先，對高頻開關模塊1中的開關IClO到天線側的結構進行說明。作為高頻開關模塊1，在與天線ANT連接的天線用外部電極Pm(ANTO)上，通過阻抗 匹配電路20，連接有采用CMOS結構等的開關IClO的天線用端口 Pie(ANTO)。 阻抗匹配電路20采用如下結構低通濾波器200L和高通濾波器200H串聯連接在 天線用外部電極Pm(ANTO)和天線用端口 Pre(ANTO)之間。此時，低通濾波器200L連接在天 線用外部電極Pm(ANTO) —側，高通濾波器200H連接在天線用端口 Pre(ANTO) —側。低通濾波器200L包括電感器Lm2和電容器AC。電感器Lm2的一端與天線用外部 電極Pm(ANTO)連接，另一端與高通濾波器200H的電容器Cml連接。電容器AC的一端與天 線用外部電極Pm(ANTO)連接，另一端與接地連接。高通濾波器200H包括電容器Cml和電感器Lml (相當于本發明的第1“電感器”)。 電容器Cml的一端與低通濾波器200L的電感器Lm2連接，另一端與開關IClO的天線用端 口 Pre(ANTO)連接。電感器Lml的一端與天線用端口 Pk(ANTO)連接，另一端與接地連接。作為這種結構，通過適當設定電感器Lml、Lm2的電感量和電容器Cml、AC的電容 量，從而阻抗匹配電路20起到作為將低通濾波器200L和高通濾波器200H組合而成的帶通 濾波器的作用。由此，與僅使用低通濾波器和僅使用高通濾波器的情況相比，能在較寬的頻 帶下進行阻抗匹配。例如，僅利用低通濾波器，只能對GSM850、GSM900的頻帶進行阻抗匹 配，僅利用高通濾波器，只能對GSM1800、GSM1900的頻帶進行阻抗匹配，而通過采用將這兩 者組合后的帶通濾波器，從而能對GSM850、GSM900、GSM1800、GSM1900的所有頻帶進行阻抗 匹配。其結果是，如本發明那樣，是對于一個天線切換并收發四個或更多個頻帶的信號的高 頻開關模塊，不管在哪一個頻帶下進行通信，都能實現優異的傳輸特性。另外，由于利用電感器Lml將信號線與接地連接，因此即使從天線ANT發生靜電噪 聲等的浪涌，因該浪涌所產生的電流也從該電感器Lml向接地放電，所以該阻抗匹配電路 20還起到作為ESD保護器件的作用，能防止靜電破壞開關IC10。另外，由于利用電感器Lml將開關IClO的天線用端口 Pre(ANTO)與接地直接連接， 因此能將開關IClO內充電的靜電通過電感器Lml高速地向接地放電。由此，能實現高速開關。例如，使用具有相同CMOS結構的開關IC，將該電感器Lml的電感量設為22nH，作 為比較對象的現有電路在該電感器Lml和天線用端口 Pre(ANTO)之間插入電容量為IOpF的 電容器的情況下，開關速度在比較對象的現有電路中為81. 6 μ s，與此不同的是，在本申請 結構的電路中成為1.2 μ S。這樣，若使用本實施方式的阻抗匹配電路20，則能以簡單的結構來實現開關IC與 天線之間的寬頻帶的阻抗匹配、ESD保護、及開關IC的高速開關。接著，對開關IClO的結構進行說明。開關IClO例如采用CMOS結構，其為俯視大致呈矩形而構成的所謂SP9T型的FET 開關IC。開關IClO用驅動電壓Vdd來驅動，且具有如下功能根據控制電壓信號Vcl Vc4 的組合，將相當于本發明的“公共端子”的天線用端口 Pk(ANTO)選擇性地與相當于本發明 的“高頻信號輸入輸出端子”的通信用端DPk(RFI) Pre(RF9)中的某一個端口連接。此夕卜，本實施方式中，雖然以SP9T型為例，但對于SPnT型(η為2以上的正數)，也可采用本發 明的結構。接著，對高頻開關模塊1中的開關IClO的天線側的相反側、即作為“高頻信號輸入 輸出端子”側的通信用端口側的電路結構進行說明。

在作為高頻開關模塊1的發送用外部電極Pm(TxLB)上，通過低通濾波器30Α，連接 有開關IClO的通信用端口 Pre(RFl)。低通濾波器30Α 具有電感器61^1、61^2、及電容器6011、6012、6013、6(^1、6(^2。電感器GLtl、GLt2串聯連接在發送用外部電極Pm(TxLB)和通信用端口 Pic (RFl)之 間。電感器GLtl與電容器GCcl并聯連接，電感器GLt2與電容器GCc2并聯連接。在電感 器GLtl的通信用端口 Pre(RFl) —側與接地之間，連接有電容器GCul。在電感器GLtl、GLt2 的連接點與接地之間，連接有電容器GCu2。在電感器GLt2的發送用外部電極Pm(TxLB) — 側與接地之間，連接有電容器GCu3。構成這些低通濾波器30A的各電感器及電容器的元件值被設定為具有如下特性 將從發送用外部電極Pm(TxLB)輸入的發送信號的頻帶作為通頻帶，并使該發送信號的高次 諧波頻帶衰減。例如，被設定為將GSM850和GSM900的發送信號的頻帶作為通頻帶，并將 它們的二次諧波和三次諧波的頻帶作為衰減頻帶。在作為高頻開關模塊1的發送用外部電極Pm(TxHB)上，通過低通濾波器30B，連接 有開關IClO的通信用端口 Pre (RF2)。低通濾波器30B具有電感器DLt 1、DLt2、及電容器DCu2、DCu3、DCc 1。電感器DLtl、DLt2串聯連接在發送用外部電極Pm(TxHB)和通信用端口 Pre (RF2) 之間。電感器DLtl與電容器DCcl并聯連接。在電感器DLtl、DLt2的連接點與接地之間， 連接有電容器DCu2。在電感器DLt2的發送用外部電極Pm(TxHB) —側與接地之間，連接有 電容器DCu3。構成這些低通濾波器30B的各電感器及電容器的元件值被設定為具有如下特性 將從發送用外部電極Pm(TxHB)輸入的發送信號的頻帶作為通頻帶，且使該發送信號的高次 諧波頻帶衰減。例如，被設定為將GSM1800和GSM1900的發送信號的頻帶作為通頻帶，并 將它們的二次諧波和三次諧波的頻帶作為衰減頻帶。在作為高頻開關模塊1的接收用外部電極Pm(RxI)上，通過SAW濾波器SAWl，連接 有開關IClO的通信用端口 Pre(RF3)。該SAW濾波器SAWl是將第1接收頻帶作為通頻帶的 濾波器，例如，被設定為將GSM850通信的接收信號的頻帶作為通頻帶。在作為高頻開關模塊1的接收用外部電極Pm (Rx2)上，通過SAW濾波器SAW2，連接 有開關IClO的通信用端口 Pre(RF4)。該SAW濾波器SAW2是將第2接收頻帶作為通頻帶的 濾波器，例如，被設定為將GSM900通信的接收信號的頻帶作為通頻帶。在作為高頻開關模塊1的接收用外部電極Pm (Rx3)上，通過SAW濾波器SAW3，連接 有開關IClO的通信用端口 Pre(RF5)。該SAW濾波器SAW3是將第3接收頻帶作為通頻帶的 濾波器，例如，被設定為將GSM1800通信的接收信號的頻帶作為通頻帶。而且，該開關IClO 的通信用端口 Pre(RF5)利用電感器Lm3(相當于本發明的“第2電感器”)與接地連接。這 樣，通過將通信用端口 PK(RF5)利用電感器Lm3與接地直接連接，從而與上述天線用端口 Pic(ANTO) 一側的電感器Lml相同，在開關切換時，能將開關IClO內充電的靜電通過電感器Lm3高速地向接地放電。由此，能實現更高速的開關。在作為 高頻開關模塊1的接收用外部電極Pm (Rx4)上，通過SAW濾波器SAW4，連接 有開關IClO的通信用端口 Pre(RF6)。該SAW濾波器SAW4是將第4接收頻帶作為通頻帶的 濾波器，例如，被設定為將GSM1900通信的接收信號的頻帶作為通頻帶。而且，該開關IClO 的通信用端口 Pre(RF6)利用電感器Lm4(相當于本發明的“第2電感器”)與接地連接。這 樣，通過將通信用端口 PK(RF6)利用電感器Lm4與接地直接連接，從而與上述天線用端口 Pic(ANTO) 一側的電感器Lml和通信用端口 Pk(RF5)的電感器Lm3相同，在開關切換時，能將 開關IClO內充電的靜電通過電感器Lm4高速地向接地放電。由此，能實現更高速的開關。在作為高頻開關模塊1的收發兼用外部電極Pm(UMI)、Pm(UM2)、Pm(UM3)上，分別連 接有開關 ICio 的通信用端口 PIC(RF7)、PIC(RF8)、PIC(RF9)。在作為高頻開關模塊1的驅動電壓輸入用外部電極PM(Vd)上，通過作為扼流圈的 電感器Ld，連接有開關IClO的驅動電壓輸入用端口 Pre(Vd)。在作為高頻開關模塊1的控制電壓輸入用外部電極Pm(VcI)、Pm(VC2)、Pm(VC3)、 P (Vc4)上，分別連接有開關IClO的控制電壓輸入用端口 Pic(Vcl)、Pic(Vc2)、PIC(Vc3)、 Pic (Vc4)。接著，參照圖2，進一步具體說明構成高頻開關模塊1的層疊電路基板的層疊結 構。形成高頻開關模塊1的層疊電路基板中，用內部電極圖案來實現低通濾波器30A、 30B，并且用內部電極圖案和頂面及底面的電極來實現將這些低通濾波器30A、30B、安裝于 層疊電路基板的表面的其它電路元件、及作為高頻開關模塊1的各外部連接用電極Pm和開 關IClO的各端口 Pre加以連接的電路圖案。層疊電路基板采用層疊21層的電介質層的結構。此外，圖2是將層疊電路基板的 頂面的層作為第1層、朝向底面側的層編號增加、且將層疊電路基板的底面的層作為第21 層的層疊圖，以下以該層編號為準進行說明。另外，圖2中，各層中記載的〇記號表示導電 性的過孔，利用該過孔可確保在層疊方向上排列的各層的電極間的導電性。在與層疊電路基板的頂面對應的第1層的頂面側，形成有安裝連接盤組，以預定 的位置關系安裝有作為安裝元器件的開關IC10、電感器Lml、Lm2、Lm3、Lm4、Ld、電容器Cml、 SAff濾波器SAWl、SAff2, SAff3, SAW4。這里，通過使電感器Lml和電感器Lm3、Lm4采用安裝 元器件，從而與形成于層疊電路基板內的電極圖案所形成的電感器相比，由于電流耐受能 力大，且容易選擇元件值，因此能提高對于開關切換時因靜電放電而流過電流的電感器的 選擇自由度。另外，將電感器Lm3、Lm4與電感器Lml隔開配置，并且使其它元件介于電感器Lm3、 Lm4和電感器Lml之間進行配置。同樣地，將電感器Lm3、Lm4與電感器Lm2隔開配置，并且 使其它元件介于電感器Lm3、Lm4和電感器Lm2之間進行配置。通過采用這種結構，從而與 開關IClO的天線用端口側連接的電感器Lml、Lm2、和與通信用端口側連接的電感器Lm3、 Lm4不進行電磁場耦合，能提高開關IClO的天線用端口側與通信用端口側之間的隔離度。而且，通過使電感器Lml與電感器Lm2隔開，并使其它元件介于兩者之間，從而能 防止這些電感器Lml、Lm2間的電磁場耦合。由此，即使在開關切換時電感器Lml中流過電 流，也不會與電感器Lm2發生互感，能防止因互感而在阻抗匹配電路20內產生噪聲。
第2層、第3層、第4層、及第5層上形成有各種走線用的電極圖案。第6層上形成有接地電極GND，第7層上形成有走線用的電極圖案，第8層上在俯視時在遍及大致整個表面形成有接地電極GND。該第8層的接地電極GND還起到作為電容 器GCul、GCu3的相對電極的作用。第9層上形成有電容器GCul、GCu2的相對電極。第10層上僅形成有過孔。第11層、第12層、第13層上形成有構成電感器GLtl、GLt2、DLtl、DLt2的電極圖 案，第14層上形成有構成電感器GLtl、GLt2的電極圖案。第15層、第16層、第17層上僅形成有過孔。第18層上形成有電容器GCcl、GCc2、DCcl的相對電極，并且形成有接地電極GND。 該第18層的接地電極GND還起到作為電容器AC的相對電極的作用。第19層上形成有電容器6012、6013、0012、0013、40的相對電極。電容器GCu2的 相對電極還起到作為電容器GCcl、GCc2的相對電極的作用，電容器DCu2的相對電極還起到 作為電容器DCcl的相對電極的作用。第20層上在俯視時在大致整個表面形成有接地電極GND。該第20層的接地電極 GND還起到作為電容器GCu2、DCu2、DCu3、AC的相對電極的作用。這里，如第18層、第19層、 及第20層所示，利用第18層及第20層的接地電極GND沿著層疊方向將第19層的電容器 AC的相對電極夾入其中，通過采用這樣的結構，從而能防止該電容器AC與其它元件進行耦 合。由此，能確保與形成于層疊電路基板內的開關IClO的通信用端口側的各電路圖案之間 的隔離度。由此，能防止流入阻抗匹配電路的來自天線的噪聲等向形成于層疊電路基板內 的開關IClO的通信用端口側的各電路泄漏。在相當于層疊電路基板的底面的第21層的底面側，沿著側邊，形成有上述各外部 連接用電極PM，在這些外部連接用電極Pm的配置圖案的中央，形成有接地電極GND。另外， 此時，天線用外部電極Pm(ANTO)、和接收用外部電極Pm(RxI)、PM(Rx2)、PM(Rx3)、PM(Rx4)配 置在底面的相對的側邊，可確保它們之間的隔離度。另外，天線用外部電極Pm(ANTO)的、沿 著側邊相鄰的電極成為接地電極GND，可確保與其它各外部連接用電極Pm之間的隔離度。通過采用如上結構，從而能將傳輸特性優異、具有ESD保護功能、且開關切換速度 高速的高頻開關模塊形成為小型。接著，參照附圖，說明第2實施方式所涉及的高頻開關模塊。圖3是本實施方式的 高頻開關模塊IA的電路圖。圖4是形成本實施方式的高頻開關模塊IA的層疊電路基板的
層疊圖。關于構成高頻開關模塊IA的層疊電路基板的具體結構，使用圖4在后面進行闡 述，大體上，由層疊陶瓷或樹脂等多個電介質層而成的層疊體形成。而且，層疊電路基板中， 通過在成為各電介質層間的內層及層疊體的頂面及底面以預定圖案形成電極，從而實現除 了如圖ι所示的高頻開關模塊1的開關IClOA及電感器Lml、SAW濾波器SAW12、SAW34以外 的電路圖案。高頻開關模塊IA具有多個外部連接用電極PM。多個外部連接用電極Pm具有天 線用外部電極Pm(ANTO)、發送用外部電極Pm(TXLB)、PM(TXHB)、接收用外部電極Pm(RXI)、 P (Rx2)、Pm(Rx3)、Pm(Rx4)、收發兼用外部電極Pm(UMI)、Pm(UM2)、驅動電壓輸入用的驅動電 壓輸入用外部電極PM(Vd)、和控制電壓信號輸入用的控制電壓輸入用外部電極Pm(VcI)、Pm(Vc2)、Pm(Vc3)。此外，圖1中雖未示出但還具有接地用的接地電極。另外，接收用外部電 極PM(RXI)、Pm(RX2)、Pm(RX3)、Pm(RX4)分別由一對電極所構成的平衡型電極形成。

首先，對高頻開關模塊IA中的開關IClOA到天線側的結構進行說明。
作為高頻開關模塊1A，在與天線ANT連接的天線用外部電極Pm(ANTO)上，通過阻 抗匹配電路20A，連接有開關IClOA的天線用端口 Pie(ANTO)。阻抗匹配電路20A包括電感器Lml、Lm2、電容器AC。電感器Lm2串聯連接在天 線用外部電極Pm(ANTO)和天線用端口 Pk(ANTO)之間。電感器Lml的一端與天線用端口 Pic(ANTO)連接，另一端與接地連接。電容器AC的一端與天線用外部電極Pm(ANTO)連接，另 一端與接地連接。即使采用這種結構，也能獲得與上述第1實施方式的阻抗匹配電路20相 同的作用效果。接著，對開關IClOA的結構進行說明。開關IClOA例如采用CMOS結構，其為俯視 大致呈矩形而構成的所謂SP6T型的FET開關IC。開關IClOA用驅動電壓Vdd來驅動，且 具有如下功能根據控制電壓信號Vcl Vc3的組合，將相當于本發明的“公共端子”的天 線用端口 Pk(ANTO)選擇性地與相當于本發明的“高頻信號輸入輸出端子”的通信用端口 Pic(RFl) PIC(RF6)中的某一個端口連接。接著，對高頻開關模塊IA中的開關IClOA的天線側的相反側、即作為“高頻信號輸 入輸出端子”側的通信用端口側的電路結構進行說明。此外，對于發送系統的電路，由于只 是省略掉了低通濾波器30A的電容器GCu3，其它結構與第1實施方式相同，因此省略說明。在作為高頻開關模塊IA的接收用外部電極Pm(RxI)和接收用外部電極Pm(RX2) 上，通過SAW濾波器SAW12，連接有開關IClO的通信用端口 Pre (RF3)。該SAW濾波器SAW12是 將第1接收頻帶及第2接收頻帶作為通頻帶的濾波器，例如，被設定為將GSM850通信的接 收信號的頻帶和GSM900通信的接收信號的頻帶作為通頻帶。而且，將SAW濾波器SAW12連 接成使得第1接收頻帶的信號(GSM850通信的接收信號)輸出到接收用外部電極Pm(RxI), 第2接收頻帶的信號(GSM900通信的接收信號)輸出到接收用外部電極Pm(Rx2)。而且，該開關IClOA的通信用端口 Pre (RF3)利用電感器Lm3與接地連接。在作為高頻開關模塊IA的接收用外部電極Pm(Rx3)和接收用外部電極Pm(RX4) 上，通過SAW濾波器SAW34，連接有開關IClO的通信用端口 Pre (RF4)。該SAW濾波器SAW34是 將第3接收頻帶及第4接收頻帶作為通頻帶的濾波器，例如，被設定為將GSM1800通信的接 收信號的頻帶和GSM1900通信的接收信號的頻帶作為通頻帶。而且，將SAW濾波器SAW34連 接成使得第3接收頻帶的信號(GSM1800通信的接收信號)輸出到接收用外部電極Pm(Rx3)， 第4接收頻帶的信號(GSM1900通信的接收信號)輸出到接收用外部電極Pm(Rx4)。而且，該開關IClOA的通信用端口 Pre (RF4)利用電感器Lm4與接地連接。即使采用這種接收系統的結構，也能獲得與上述第1實施方式的接收系統相同的 作用效果。在作為高頻開關模塊IA的收發兼用外部電極Pm(UMI)、Pm(UM2)上，分別連接有開 關 IClO 的通信用端口 PIC(RF5)、PIC(RF6)。在作為高頻開關模塊IA的驅動電壓輸入用外部電極PM(Vd)上，連接有開關IClOA 的驅動電壓輸入用端口 Pre(Vd)。在作為高頻開關模塊IA的控制電壓輸入用外部電極Pm(VcI)、Pm(Vc2)、Pm(Vc3)上，分別連接有開關IClO的控制電壓輸入用端口 Pic(Vcl)、Pre(Vc2)、Pre(Vc3)。接著，參照圖4，進一步具體說明構成高頻開關模塊IA的層疊電路基板的層疊結 構。形成高頻開關模塊IA的層疊電路基板中，利用內部電極圖案來實現低通濾波器 30A、30B、阻抗匹配電路20A的電感器Lm2及電容器AC、電感器Lm3、Lm4，利用安裝于層疊電 路基板的表面的其它電路元件來實現其它電路元件，利用內部電極圖案和頂面及底面的電 極來實現將這些電路元件加以連接的電路圖案、和將作為高頻開關模塊IA的各外部連接 用電極Pm及開關IClOA的各端口 Pre加以連接的電路圖案。層疊電路基板采用層疊17層的電介質層的結構。此外，圖4是將層疊電路基板的 頂面的層作為第1層、朝向底面側的層編號增加、且將層疊電路基板的底面的層作為第17 層的層疊圖，以下以該層編號為準進行說明。另外，圖4中，各層中記載的〇記號也表示導 電性的過孔，利用該過孔可確保在層疊方向上排列的各層的電極間的導電性。在與層疊電路基板的頂面對應的第1層的頂面側，形成有安裝連接盤組，以預定 的位置關系安裝有作為安裝元器件的開關IC10A、電感器Lml、SAW濾波器SAW12、SAW34。第2層、第3層上形成有各種走線用的電極圖案。第4層上在俯視時在遍及大致整個表面形成有接地電極GND。該第4層的接地電 極GND還起到作為電容器GCul的相對電極的作用。第5層上形成有電容器GCul的相對電極。第6層上僅形成有過孔。第7層、第8層、第9層上形成有構成電感器GLtl、GLt2、DLtl、DLt2、Lm2、Lm3、Lm4 的電極圖案，第10層上形成有構成電感器GLtl、GLt2、Lm2、Lm3、Lm4的電極圖案。第11層、第12層上僅形成有過孔。第13層上形成有接地電極GND。該第13層的 接地電極GND還起到作為電容器AC的相對電極的作用。另外，俯視層疊電路基板時(沿層 疊方向來看)，第13層的接地電極GND形成在與電感器Lm2重合的位置。由此，通過與電感 器Lm2進行電容耦合以產生電容量，從而還可用于對阻抗匹配電路20A的匹配進行微調。第14層上形成有電容器GCcl、GCc2、DCcl的相對電極。第15層上形成有電容器GCu2、DCu2、DCu3、AC的相對電極。電容器GCu2的相對 電極還起到作為電容器GCcl、GCc2的相對電極的作用，電容器DCu2的相對電極還起到作為 電容器DCcl的相對電極的作用。這里，如第13層、第15層、及第16層所示，利用第13層 及第16層的接地電極GND沿著層疊方向將第15層的電容器AC的相對電極夾入其中，通過 采用這樣的結構，從而與第1實施方式相同，能防止該電容器AC與其它元件進行耦合。在相當于層疊電路基板的底面的第17層的底面側，沿著側邊，形成有上述各外部 連接用電極PM，在這些外部連接用電極Pm的配置圖案的中央，形成有接地電極GND。另外， 此時，天線用外部電極Pm(ANTO)、和接收用外部電極Pm(RxI)、PM(Rx2)、PM(Rx3)、PM(Rx4)配 置在底面的相對的側邊，可確保它們之間的隔離度。即使采用如上結構，與第1實施方式的高頻開關模塊1相同，也能將傳輸特性優 異、具有ESD保護功能、且開關切換速度高速的高頻開關模塊形成為小型。接著，參照附圖，說明第3實施方式所涉及的高頻開關模塊。圖5是本實施方式的 高頻開關模塊IB的電路圖。圖6是形成本實施方式的高頻開關模塊IB的層疊電路基板的
層疊圖。
本實施方式的高頻開關模塊IB與第1實施方式所示的高頻開關模塊1相比，阻抗 匹配電路20B的結構及開關IClO的接收系統的通信用端口 Pic(RF3) Pre(RF6) —側的電 路結構不同，其它電路結構相同。因此，對于電路結構相同的部位，省略說明。阻抗匹配電路20B的電路結構與第2實施方式所示的阻抗匹配電路20A相同，包 括電感器Lml、Lm2、電容器AC。電感器Lm2串聯連接在天線用外部電極Pm(ANTO)和天線用 端口 Pre(ANTO)之間。電感器Lml的一端與天線用端口 Pic(ANTO)連接，另一端與接地連接。 電容器AC的一端與天線用外部電極Pm(ANTO)連接，另一端與接地連接。即使采用這種結 構，也能獲得與上述第1實施方式的阻抗匹配電路20和第2實施方式的阻抗匹配電路20A 相同的作用效果。在作為高頻開關模塊IB的接收用外部電極Pm(RxI)上，直接連接有開關IClO的 通信用端口 Pre(RF3)，在接收用外部電極Pm(Rx2)上，直接連接有開關IClO的通信用端 □ Pre(RF4)。另外，在接收用外部電極Pm(Rx3)上，直接連接有開關IClO的通信用端口 PK(RF5)，在接收用外部電極Pm(Rx4)上，直接連接有開關IClO的通信用端口 Pic(RF6)。若 采用這種結構，則利用后級的電路基板來實現接收系統的電路，可使高頻開關模塊進一步 小型化。而且，安裝該高頻開關模塊IB的電子設備的電路基板的設計者可自由設計接收系 統的電路結構。 接著，參照圖6，進一步具體說明構成高頻開關模塊IB的層疊電路基板的層疊結 構。形成高頻開關模塊IB的層疊電路基板中，利用內部電極圖案來實現低通濾波器 30A、30B、阻抗匹配電路20A的電容器AC，利用安裝于層疊電路基板的表面的其它電路元件 來實現其它電路元件，利用內部電極圖案和頂面及底面的電極來實現將這些電路元件加以 連接的電路圖案、和將作為高頻開關模塊IB的各外部連接用電極Pm及開關IClO的各端口 Pic加以連接的電路圖案。層疊電路基板采用層疊24層的電介質層的結構。此外，圖6是將層疊電路基板的 頂面的層作為第1層、朝向底面側的層編號增加、且將層疊電路基板的底面的層作為第24 層的層疊圖，以下以該層編號為準進行說明。另外，圖6中，各層中記載的〇記號也表示導 電性的過孔，利用該過孔可確保在層疊方向上排列的各層的電極間的導電性。在與層疊電路基板的頂面對應的第1層的頂面側，形成有安裝連接盤組，以預定 的位置關系安裝有作為安裝元器件的開關IC10、電感器Lml、Lm2。第2層、第3層、第4層、及第5層上形成有各種走線用的電極圖案。第6層上形成有接地電極GND。該第6層的接地電極GND還起到作為電容器AC的 相對電極的作用。第7層上，電容器AC的相對電極形成在俯視層疊電路基板時與第6層的 接地電極GND重合的位置。第8層上在遍及大致整個表面形成有接地電極GND，使得包含第 7層的電容器AC的相對電極的形成區域。該第8層的接地電極GND起到作為電容器AC的 相對電極的作用，并且根據與第9層的關系，還起到作為電容器GCul、GCu3、DCul的相對電 極的作用。這里，如第6層、第7層、及第8層所示，利用第6層及第8層的接地電極GND沿著 層疊方向將第7層的電容器AC的相對電極夾入其中，通過采用這樣的結構，從而與第1實 施方式和第2實施方式相同，能防止該電容器AC與其它元件進行耦合。而且，本實施方式的結構中，由于第7層上僅形成有電容器AC的相對電極，因此還能防止電容器AC與其它元 件在層內進行耦合。第9層上形成有電 容器GCul、GCu3、DCul的相對電極。第10層、第11層上僅形成 有過孔。第12層、第13層、第14層、第15層及第16層上形成有構成電感器GLtl、GLt2、 DLtl、DLt2的電極圖案，第17層上形成有構成電感器DLt2的電極圖案。第18層上僅形成 有過孔。第20層上形成有電容器GCcl、GCc2的相對電極。第21層上形成有電容器GCu2、 DCu2的相對電極。第21層的電容器GCu2的相對電極還起到作為電容器GCcl、GCc2的相 對電極的作用，第21層的電容器DCu2的相對電極還起到作為電容器DCcl的相對電極的作用。第22層上形成有接地電極GND，該接地電極GND還起到作為電容器GCu2、DCu2的 相對電極的作用。第23層上，接地電極GND在俯視層疊電路基板時(沿層疊方向來看)形 成在大致整個表面。在相當于層疊電路基板的底面的第24層的底面側，沿著側邊，形成有上述各外部 連接用電極PM，在這些外部連接用電極Pm的配置圖案的中央，形成有接地電極GND。即使采用這種結構，也可解決上述第1實施方式和第2實施方式所示的、利用開關 IC到天線側的電路可解決的各種問題。接著，參照附圖，說明第4實施方式所涉及的高頻開關模塊。圖7是本實施方式的 高頻開關模塊IC的電路圖。本實施方式的高頻開關模塊IC與第1實施方式所示的高頻開關模塊1相比，阻抗 匹配電路20C的電路結構不同，其它電路結構相同。因而，以下僅對阻抗匹配電路20C進行 說明。阻抗匹配電路20C包括電感器Lml、Lm2、電容器Cml、AC。電容器Cml和電感器Lm2串聯連接在天線用外部電極Pm(ANTO)和天線用端口 Pic(ANTO)之間。此時，電容器Cml和電感器Lm2被配置成，使電感器Lm2與天線用端口 Pic(ANTO)即開關IClO連接。電感器Lml的一端與電感器Lm2和電容器Cml的連接點連接，另一端與接地連接。 電容器AC的一端與天線用外部電極Pm(ANTO)連接，另一端與接地連接。即使采用這種結構，開關IClO的天線用端口 Pre(ANTO)也僅通過電感器Lml、Lm2 的串聯電路即電感器，與接地連接。由此，能獲得與上述第1實施方式的阻抗匹配電路20 和第2實施方式的阻抗匹配電路20A相同的作用效果。此外，上述各實施方式所示的高頻開關模塊的結構是示出一個例子，作為基本的 電路結構，只要是開關IC的天線用端口 Pre(ANTO)僅通過電感器與接地連接的結構即可。 而且，只要利用與開關IC的天線連接端口連接的阻抗匹配電路內的電感器來實現該電感 器即可。
權利要求
1.一種高頻開關模塊，包括開關IC，該開關IC具有與單個天線連接的公共端子、及與 多個高頻通信用電路分別連接的多個高頻信號輸入輸出端子，其特征在于，所述高頻開關模塊包括將所述開關IC的所述公共端子直接與接地連接的第1電感器。
2.如權利要求1所述的高頻開關模塊，其特征在于，包括將所述多個高頻信號輸入端子中的至少一個端子直接與接地連接的第2電感器。
3.如權利要求1或2所述的高頻開關模塊，其特征在于，在所述開關IC的所述公共端子和所述天線之間，包括對所述開關IC和所述天線進行 阻抗匹配的阻抗匹配電路，在該阻抗匹配電路的所述公共端子側的端部設置所述第1電感器而構成。
4.如權利要求3所述的高頻開關模塊，其特征在于，所述阻抗匹配電路由將低通濾波器和高通濾波器組合而成的帶通濾波器構成，對于構成所述高通濾波器的電感器使用所述第1電感器。
5.如權利要求3或4所述的高頻開關模塊，其特征在于，包括層疊電路基板，該層疊電路基板安裝有所述開關IC，且利用內部電極或所安裝的 電子電路元器件來實現所述阻抗匹配電路的電路元件，所述第1電感器的接地側的端部僅利用形成于所述層疊電路基板的過孔，與形成于所 述層疊電路基板的內層或背面的接地電極連接。
6.如權利要求5所述的高頻開關模塊，其特征在于，所述第2電感器的至少一個接地側的端部僅利用形成于所述層疊電路基板的過孔與 所述接地電極連接。
7.如權利要求6所述的高頻開關模塊，其特征在于，至少一個所述第2電感器是安裝在所述層疊電路基板的表面的安裝型的電感器。
8.如權利要求7所述的高頻開關模塊，其特征在于，所述第1電感器是安裝在所述層疊電路基板的表面的安裝型的電感器，在該安裝型的 第1電感器、和所述安裝型的第2電感器之間，配置有構成高頻開關模塊的其它電路元件。
9.如權利要求3至8中的任一項所述的高頻開關模塊，其特征在于，所述阻抗匹配電路包括一端與接地連接的電容器，該電容器的相對電極形成為被形成 于所述層疊電路基板的兩個接地電極沿著層疊方向夾住的形狀。
全文摘要
本發明的高頻開關模塊使開關IC內充電的電荷高速地放電，以實現高速的開關切換控制。高頻開關模塊(1)包括開關IC(10)。在開關IC(10)的天線用端口PIC(ANT0)上，連接有阻抗匹配電路(20)。阻抗匹配電路(20)包括高通濾波器(200H)和低通濾波器(200L)，在天線用端口PIC(ANT0)一側配置高通濾波器(200H)。高通濾波器(200H)是電容器(Cm1)和電感器(Lm1)的L型電路，利用電感器(Lm1)將天線用端口PIC(ANT0)與接地連接。
文檔編號H03K17/56GK102035522SQ20101029081
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月16日 優先權日2009年9月29日
發明者上島孝紀, 村瀨永德 申請人:株式會社村田制作所