专利名称：带通滤波器元件及高频模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及带通滤波器元件及具备该带通滤波器元件和层叠基板的高频模块。
背景技术：
近年，可应对多个频带(多波段)的便携电话已经实用化。另一方面，具有高速数据通信功能的第三代便携电话也已普及。因此，便携电话被要求与多模式(多方式)及多波段(多个频带)对应。
例如，以时分多址方式进行多波段应对的便携电话已经实用化。另一方面，宽带码分多址(以下，称为WCDMA)方式的便携电话也已实用化。因而，由于在发挥时分多址方式的既有的基础(基础设施)的同时也可利用WCDMA方式的通信，因此，需要具有两种方式通信功能的多模式及多波段应对的便携电话。
例如，在特开2004-40322号公报，记载了进行GSM(Global Systemfor Mobile Communications)方式、DCS(Digital Cellular System)方式及PCS(Personal Communications Service)方式的3种时分多址方式的信号的输入输出和WCDMA方式的信号的输入输出的前端部。
便携电话中的前端部要求小型化、高集成化。为此，一般将便携电话中的前端部的至少主要部分模块化。这样的模块称为前端模块。另外，包含进行信号切换的开关电路的前端模块也称为天线开关模块。在本申请中，将由包含这种前端模块的、进行高频信号处理的电路和将该电路一体化的基板组成的复合体，称为高频模块。高频模块中的基板，例如采用具有交互层叠的多个介质层和多个导体层的层叠基板。
在特开2004-40322号公报记载的进行多个时分多址方式的信号的输入输出和WCDMA方式的信号的输入输出的前端部中，选择性地让WCDMA方式的接收信号通过的带通滤波器(以下，也称为BPF)是必要的。以下，使WCDMA方式的接收信号选择性地通过的BPF称为WCDMA接收用BPF。该WCDMA接收用BPF要求低损失且高的功率耐受性能。作为满足这样的要求的BPF，已知有块状电介质滤波器。但是，块状电介质滤波器的形状比较大。因此，块状电介质滤波器与前端模块分体，若将两者搭载到便携电话的基板上，则块状电介质滤波器所占面积变大，前端部的小型化、高集成化变得困难。因而，也可考虑将块状电介质滤波器搭载到前端模块的基板，包含在前端模块内。如此有必要将块状电介质滤波器薄型化。但是，从工作原理上看，块状电介质滤波器的薄型化存在困难。因此，也难以将块状电介质滤波器包含于前端模块。
但是，特开2004-40322号公报记载的前端部中，处于常时可接收WCDMA方式的接收信号的状态，因此，WCDMA接收用BPF和用于切换WCDMA方式的接收信号以外的信号的开关分别经由相位线路与天线连接。相位线路调整从天线至WCDMA接收用BPF的通路和从天线至开关的通路的各自的阻抗，从而将WCDMA方式的接收信号与其他的信号分离。在这样的结构中，在WCDMA接收用BPF与前端模块分体而将两者搭载到便携电话的基板的场合，存在以下的缺点。即，这时必须在便携电话基板上设置用以调整从天线至WCDMA接收用BPF的通路的阻抗的相位线路，通过该相位线路来调整前端部的特性。但是，这种调整很难。若可将WCDMA接收用BPF包含于前端模块，则仅用前端模块内的相位线路就可调整前端部的特性，因此特性的调整变得容易。但是，如前述，采用块状电介质滤波器作为WCDMA接收用BPF时，难以将WCDMA接收用BPF包含于前端模块。
另一方面，作为可小型化、薄型化的滤波器，已知有弹性表面波滤波器。但是，弹性表面波滤波器由于功率耐受性能低，因此，如特开2004-40322号公报所记载的，不适用于可常时接收WCDMA方式的、接收信号且大功率的GSM方式的发送信号可通过WCDMA接收用BPF的前端部中的WCDMA接收用BPF。
另外，例如特开平10-303068号公报所记载，已知有采用由介质层夹持的导体层形成的谐振器的层叠型的BPF。特开平10-303068号公报记载的BPF具有将谐振器电极夹入2层高介电常数层并在2层高介电常数层的层叠方向的两侧配置2层低介电常数层的结构。在高介电常数层和低介电常数层之间配有屏蔽电极。
另外，特开平5-145308号公报记载了这样的电介质谐振器，其结构是，在2层高介质层中夹入共振导体，并在2层高介质层的层叠方向的两侧配置2层低介质层，而且在2层低介质层的层叠方向的两侧配置地(GND)电极。
另外，特开平5-152803号公报记载了与特开平5-145308号公报记载的电介质谐振器同样结构的电介质滤波器。
另外，特开平9-205306号公报记载了如下结构的微波电路元件在中心电介质的两面设置四分之一波长的带状传输线，在中心电介质的层叠方向的两侧配置2层内侧电介质，在2层内侧电介质的层叠方向的两侧配置2层外侧电介质，还在2层外侧电介质的层叠方向的外侧配置接地电极的结构的微波电路元件。
层叠型的BPF中，为了防止受到外部的电磁场的影响，电磁屏蔽是必要的。特开平10-303068号公报中的屏蔽电极、特开平5-145308号公报及特开平5-152803号公报中的接地电极以及特开平9-205306号公报中的接地电极都具有屏蔽的功能。
另外，层叠型的BPF中，为了小型化，在谐振器的周围配置高介电常数的层是有效的。特开平5-145308号公报、特开平5-152803号公报及特开平9-205306号公报记载的结构中，中心导体的周围均配置了高介电常数的层。
进行多个时分多址方式的信号的输入输出和WCDMA方式的信号的输入输出的前端部中，也考虑用上述的层叠型的BPF作为WCDMA接收用BPF。但是，在这种情况下会产生以下的问题。即，层叠型的BPF中，如前述需要有屏蔽。另外，层叠型的BPF中，如前述，为了小型化而在谐振器的周围配置高介电常数层是有效的。在这样结构的层叠型的BPF中，由于在谐振器和屏蔽层之间配置高介电常数的层，因此谐振器和屏蔽层之间发生的电容(电容量)易于变大。结果，如特开平5-145308号公报所记载，谐振器的Q值易于降低。为了防止该情况，必须增大谐振器和屏蔽层的距离。但是，如果这样，则层叠型的BPF的整体厚度变大，若将该层叠型的BPF搭载到基板，则包含基板和BPF的整个层叠体的厚度变大，使前端部的小型化变得困难。
发明内容
本发明的第一目的在于提供搭载到层叠基板的带通滤波器元件，它可使包含层叠基板和带通滤波器元件的层叠体的整体厚度减小。
本发明的第二目的在于提供高频模块，其中设有层叠基板和在层叠基板上搭载的带通滤波器元件，并可减小包含层叠基板和带通滤波器元件的整个层叠体的厚度。
本发明的带通滤波器元件搭载的层叠基板上，设有包含与地连接的接地用导体层的多个基板内导体层和与该基板内导体层交互层叠的多个基板内介质层。本发明的带通滤波器元件包含相互层叠、实现带通滤波器功能的带通滤波用导体层及带通滤波用介质层，但是不包含起电磁屏蔽作用的导体层。本发明的带通滤波器元件搭载于层叠基板，使层叠基板所包含的接地用导体层与带通滤波器元件相对，对带通滤波器元件起电磁屏蔽作用。
本发明的带通滤波器元件不包含起电磁屏蔽作用的导体层。但是，带通滤波器元件搭载于层叠基板后，层叠基板所包含的接地用导体层与带通滤波器元件相对，对带通滤波器元件起电磁屏蔽作用。
本发明的带通滤波器元件中，带通滤波用导体层包含构成谐振器的导体层。
本发明的高频模块设有层叠基板和在层叠基板上搭载的带通滤波器元件。层叠基板具有搭载带通滤波器元件的搭载面、多个基板内导体层以及与该基板内导体层交互层叠的多个基板内介质层。带通滤波器元件包含相互层叠、实现带通滤波器功能的带通滤波用导体层和带通滤波用介质层。层叠基板包含隔着搭载面设于与带通滤波器元件相对的位置的基板内导体层，作为对带通滤波器元件起电磁屏蔽作用的导体层。
本发明的高频模块中，层叠基板包含对带通滤波器元件起电磁屏蔽作用的导体层。本发明的高频模块中，带通滤波器元件可不包含起电磁屏蔽作用的导体层。
本发明的高频模块中，带通滤波用导体层可包含构成谐振器的导体层。
另外，本发明的高频模块还可设有覆盖带通滤波器元件而配置的，对带通滤波器元件起电磁屏蔽作用的金属制外壳。
另外，本发明的高频模块中，带通滤波用介质层的介电常数可以比基板内介质层的介电常数大。
另外，本发明的高频模块中，层叠基板可包含用基板内导体层构成的电路，起电磁屏蔽作用的导体层可兼作该电路的地。
另外，本发明的高频模块中，搭载面可包含凹部，在凹部内配置带通滤波器元件。
本发明的带通滤波器元件虽然不包含起电磁屏蔽作用的导体层，但是带通滤波器元件搭载到层叠基板后，层叠基板所包含的接地用导体层与带通滤波器元件相对，对带通滤波器元件起电磁屏蔽作用。本发明的带通滤波器元件由于不包含起电磁屏蔽作用的导体层，因此与包含起电磁屏蔽作用的导体层的情况相比，可减小厚度。因此，根据本发明，可减小包含层叠基板和带通滤波器元件的层叠体的总厚度。
另外，本发明的高频模块中，层叠基板不包含对带通滤波器元件起电磁屏蔽作用的导体层，因此，带通滤波器元件也可不包含起电磁屏蔽作用的导体层。因此，根据本发明，可减小带通滤波器元件的厚度，从而，可减小包含层叠基板和带通滤波器元件的层叠体的总厚度。
通过以下的说明，可充分明白本发明的其他目的、特征及利益。
图1是一例包含本发明第1实施例的高频模块的便携电话的高频电路的电路结构框图。
图2是本发明第1实施例的高频模块的外观透视图。
图3是本发明第1实施例的高频模块的平面图。
图4是本发明第1实施例的高频模块的剖视图。
图5是表示用本发明第1实施例的带通滤波器元件构成的带通滤波器的电路结构的电路图。
图6A到图6E是本发明第1实施例的带通滤波器元件的结构的说明图。
图7是本发明第1实施例的带通滤波器元件的剖视图。
图8是第1比较例的带通滤波器元件的剖视图。
图9是研究谐振器和接地用导体层之间的距离与谐振器的Q值的关系的模拟中采用的模型的说明图。
图10是模拟结果的特性图。
图11是第2比较例的高频模块的剖视图。
图12是本发明第2实施例的高频模块的剖视图。
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的实施例。首先，参照图1，说明一例包含本发明第1实施例的高频模块的便携电话的高频电路。图1是一例该高频电路的电路结构的框图。该高频电路处理GSM方式、DCS方式及PCS方式的3种时分多址方式的信号和WCDMA方式的信号。
GSM方式的发送信号的频带是880MHz～915MHz。GSM方式的接收信号的频带是925MHz～960MHz。DCS方式的发送信号的频带是1710MHz～1785MHz。DCS方式的接收信号的频带是1805MHz～1880MHz。PCS方式的发送信号的频带是1850MHz～1910MHz。PCS方式的接收信号的频带是1930MHz～1990MHz。WCDMA方式的发送信号的频带是1920MHz～1980MHz。WCDMA方式的接收信号的频带是2110MHz～2170MHz。
图1所示的高频电路具备本实施例的高频模块1。高频模块1具备天线端子ANT、4个接收信号端子Rx1、Rx2、Rx3、Rx4、3个发送信号端子Tx1、Tx2、Tx3。
接收信号端子Rx1输出GSM方式的接收信号GSM/Rx。接收信号端子Rx2输出DCS方式的接收信号DCS/Rx。接收信号端子Rx3输出PCS方式的接收信号PCS/Rx。接收信号端子Rx4输出WCDMA方式的接收信号WCDMA/Rx。GSM方式的发送信号GSM/Tx被输入发送信号端子Tx1。DCS方式的发送信号DCS/Tx和PCS方式的发送信号PCS/Tx被输入发送信号端子Tx2。WCDMA方式的发送信号WCDMA/Tx被输入发送信号端子Tx3。
高频电路还设有与天线端子ANT连接的天线2；与高频模块1的所有接收信号端子及所有发送信号端子连接的放大器部3；以及与该放大器部3连接的集成电路4。集成电路4是主要进行信号调制及解调的电路。放大器部3包括将高频模块1输出的接收信号放大并发送到集成电路4的低噪音放大器和将集成电路4输出的发送信号放大并发送到高频模块1的功率放大器等。
高频模块1设有高频开关10；3个低通滤波器(以下称为LPF)11、13、15；2个高通滤波器(以下，称为HPF)12、14；以及5个BPF24、25、26、27、28。
高频开关10具有4个端口P1～P4。高频开关10根据输入高频模块1中设置的未图示的多个控制端子的控制信号的状态，将端口P1选择地连接到端口P2～P4之一。
高频模块1还设有一端与天线端子ANT连接的相位线路16和在相位线路16的另一端与高频开关10的端口P1之间设置的电容33。
高频模块1还设有一端与天线端子ANT连接而另一端与BPF24的输入端连接的相位线路17和一端与相位线路17的另一端连接而另一端接地的电感32。BPF24的输出端与接收信号端子Rx4连接。
高频模块1还设有一端与高频开关10的端口P2连接的电容36和一端与电容36的另一端连接的相位线路18。相位线路18的另一端与LPF11的输出端和HPF12的输入端连接。LPF11的输入端与发送信号端子Tx1连接。
高频模块1还设有一端与HPF12的输出端连接的相位线路20。相位线路20的另一端与BPF25、26的各输入端连接。BPF25的输出端与接收信号端子Rx2连接。BPF26的输出端与接收信号端子Rx3连接。
高频模块1还设有一端与高频开关10的端口P3连接的电容35和一端与电容35的另一端连接的相位线路21。相位线路21的另一端与LPF15的输出端连接。LPF15的输入端与发送信号端子Tx2连接。
高频模块1还设有一端与高频开关10的端口P4连接的电容34和一端与电容34的另一端连接的相位线路19。相位线路19的另一端与LPF13的输入端和HPF14的输出端连接。
高频模块1还设有一端与LPF13的输出端连接的相位线路22和一端与HPF14的输入端连接的相位线路23。相位线路22的另一端与BPF27的输入端连接。BPF27的输出端与接收信号端子Rx1连接。相位线路23的另一端与BPF28的输出端连接。BPF28的输入端与发送信号端子Tx3连接。
BPF24用本实施例的带通滤波器元件40构成。BPF25～28用例如弹性表面波元件构成。高频开关10用例如GaAs化合物半导体形成的场效应晶体管构成。
这里，说明图1所示的高频模块1及高频电路的作用。高频模块1中，BPF24使WCDMA方式的接收信号选择性地通过。该BPF24常时与天线2连接。从而，该高频电路处于常时可接收WCDMA方式的接收信号的状态。天线2接收的WCDMA方式的接收信号通过天线端子ANT、相位线路17及BPF24后由接收信号端子Rx4输出。相位线路16、17及电感32调整从天线2至BPF24的通路和从天线2至高频开关10的通路的各自的阻抗，从而将WCDMA方式的接收信号与其他信号分离。
WCDMA方式的接收信号以外的信号如以下所示，可根据高频开关10的状态进行发送或接收。再有，高频开关10的状态可根据输入未图示的多个控制端子的控制信号的状态进行切换。电容33～36为阻止由控制信号发生的直流分量的通过而设。
在端口P1与端口P2连接的状态下，GSM方式的发送信号的发送、DCS方式的接收信号的接收或PCS方式的接收信号的接收成为可能。该状态下，输入发送信号端子Tx1的GSM方式的发送信号依次通过LPF11、相位线路18、电容36、高频开关10、电容33、相位线路16及天线端子ANT，供给天线2。另外，该状态下，天线2接收的DCS方式的接收信号依次通过天线端子ANT、相位线路16、电容33、高频开关10、电容36、相位线路18、HPF12、相位线路20及BPF25，由接收信号端子Rx2输出。另外，该状态下，天线2接收的PCS方式的接收信号依次通过天线端子ANT、相位线路16、电容33、高频开关10、电容36、相位线路18、HPF12、相位线路20及BPF26，由接收信号端子Rx3输出。
在端口P1连接于端口P3的状态下，输入发送信号端子Tx2的DCS方式的发送信号或PCS方式的发送信号，依次通过LPF15、相位线路21、电容35、高频开关10、电容33、相位线路16及天线端子ANT而供给天线2。LPF15除去DCS方式的发送信号及PCS方式的发送信号中包含的高次谐波分量。
在端口P1与端口P4连接的状态下，GSM方式的接收信号的接收或WCDMA方式的发送信号的发送成为可能。该状态下，天线2接收的GSM方式的接收信号依次通过天线端子ANT、相位线路16、电容33、高频开关10、电容34、相位线路19、LPF13、相位线路22、BPF27，由接收信号端子Rx1输出。另外，该状态下，输入发送信号端子Tx3的WCDMA方式的发送信号依次通过BPF28、相位线路23、HPF14、相位线路19、电容34、高频开关10、电容33、相位线路16及天线端子ANT而供给天线2。
相位线路18～23分别调整设有它们的信号通路的阻抗。
接着，参照图2到图4，说明高频模块1的结构。图2是高频模块1的外观的透视图。图3是高频模块1的平面图。图4是高频模块1的剖视图。如图2到图4所示，高频模块1设有将高频模块1的各要素一体化的层叠基板100。如图4所示，层叠基板100具有交互层叠的多个基板内介质层101和多个基板内导体层102。另外，图4中，简略表示了层叠基板100的截面。另外，层叠基板100具有在层叠方向上的两侧配置的顶面100a及底面100b以及与顶面100a和底面100b相连的4个侧面，形成长方体状。
高频模块1中的电路，用基板内介质层101及基板内导体层102和在层叠基板100的顶面100a搭载的元件构成。顶面100a上至少搭载构成BPF24的带通滤波器元件40。顶面100a与本发明中的搭载面对应。这里，作为一例，在顶面100a上除了带通滤波器元件40外，还搭载高频开关10、BPF25～28、电感32及电容33～36。层叠基板100例如是低温共烧陶瓷多层基板。
在层叠基板100的底面100b配置有端子ANT、Rx1～Rx4、Tx1～Tx3以及多个控制端子及多个接地端子，但未作图示。
如图4所示，层叠基板100包含配置在经由顶面100a与带通滤波器元件40相对的位置并与地连接的接地用导体层102G，作为基板内导体层102。
另外，高频模块1设有与地连接的金属制外壳110，配置成覆盖在层叠基板100的顶面100a搭载的元件。另外，图2及图3中省略了金属制外壳110。
接着，参照图5，说明BPF24的电路结构。如图5所示，BPF24设有输入端子51、输出端子52以及3个谐振器61、62、63。BPF24还设有在谐振器61的一端和地之间设置的电容64；在谐振器62的一端和地之间设置的电容65；在谐振器63的一端和地之间设置的电容66；在谐振器61的一端和谐振器62的一端之间设置的电容67；在谐振器62的一端和谐振器63的一端之间设置的电容68；以及在谐振器61的一端和谐振器63的一端之间设置的电容69。输入端子51与谐振器61的一端连接。输出端子52与谐振器63的一端连接。谐振器61、62、63的各另一端与地连接。
接着，参照图6A到图6E及图7，详细说明构成BPF24的带通滤波器元件40的结构。图6A到图6E是带通滤波器元件40的结构的说明图。图7是表示图6A到图6E中的7-7线所示的位置中的带通滤波器元件40的截面的剖视图。
如图7所示，带通滤波器元件40包含相互层叠并实现BPF24的功能的多个带通滤波用导体层及多个带通滤波用介质层41～44。另外，带通滤波器元件40具有在层叠方向上的两侧配置的顶面40a和底面40b以及与顶面40a和底面40b相连的4个侧面，形成长方体状。
图6A到图6D分别表示带通滤波器元件40的自上而下的第1层到第4层的介质层的顶面。图6E表示第4层的介质层及其方的导体层从上往下看的状态。
如图6A所示，第1层的介质层41具有4个侧面41a～41d。介质层41的顶面具有与4个侧面41a～41d对应的4个边。在介质层41的顶面，形成输入端子用导体层411、输出端子用导体层412以及接地用导体层413、414。导体层411同与侧面41a对应的边相接。导体层412同与侧面41b对应的边相接。导体层413同与侧面41c对应的边相接。导体层414同与侧面41d对应的边相接。
如图6B所示，第2层介质层42具有4个侧面42a～42d。介质层42的顶面具有与4个侧面42a～42d对应的4个边。在介质层42的顶面形成3个电容用导体层421、422、423。导体层421、422、423都同与侧面42c对应的边相接。
如图6C所示，第3层的介质层43具有4个侧面43a～43d。介质层43的顶面具有与4个侧面43a～43d对应的4个边。在介质层43的顶面形成3个谐振器用导体层431、432、433和3个电容用导体层434、435、436。谐振器用导体层431的一个端部与电容用导体层434连接。谐振器用导体层432的一个端部与电容用导体层435连接。谐振器用导体层433的一个端部与电容用导体层436连接。谐振器用导体层431～433的另一端部都同与侧面43d对应的边相接。电容用导体层434同与侧面43a对应的边相接。电容用导体层436同与侧面43b对应的边相接。电容用导体层434、435、436分别配置在与导体层421、422、423相对的位置。
谐振器用导体层431、432、433分别构成图5中的谐振器61、62、63。导体层421、434和在它们间配置的介质层42构成图5中的电容64。导体层422、435和它们间配置的介质层42构成图5中的电容65。导体层423、436和它们间配置的介质层42构成图5中的电容66。
如图6D所示，第4层的介质层44具有4个侧面44a～44d。介质层44的顶面具有与4个侧面44a～44d对应的4个边。在介质层44的顶面形成3个电容用导体层441、442、443。导体层441配置在与导体层434、435相对的位置。导体层442配置在与导体层435、436相对的位置。导体层443配置在与导体层434、435、436相对的位置。
导体层434、435和导体层441以及它们间配置的介质层43构成图5中的电容67。导体层435、436和导体层442以及它们间配置的介质层43构成图5中的电容68。导体层434、436和导体层443以及它们间配置的介质层43构成图5中的电容69。
如图6E所示，第4层的介质层44的底面具有与4个侧面44a～44d对应的4个边。在介质层44的底面形成输入端子用导体层441、输出端子用导体层442以及接地用导体层443、444。导体层441同与侧面44a对应的边连接。导体层442同与侧面44b对应的边连接。导体层443同与侧面44c对应的边连接。导体层444同与侧面44d对应的边连接。
在侧面41a、42a、43a、44a上形成导体层(未图示)，通过该导体层，导体层411、434、441电气连接。同样，在侧面41b、42b、43b、44b上形成导体层，通过该导体层，导体层412、436、442电气连接。另外，在侧面41c、42c、43c、44c上形成导体层，通过该导体层，导体层413、421～423、443电气连接。另外，在侧面41d、42d、43d、44d形成导体层，通过该导体层，导体层414、431～433、444电气连接。
带通滤波用介质层41～44的介电常数比基板内介质层101的介电常数大。具体而言，例如，基板内介质层101的比介电常数为5～10，带通滤波用介质层41～44的比介电常数为20以上，最好为30～80。
图6A到图6E所示的导体层都是实现BPF24的功能的带通滤波用导体层。带通滤波器元件40不包含起电磁屏蔽作用的导体层。但是，带通滤波器元件40搭载到层叠基板100后，层叠基板100所包含的接地用导体层102G隔着顶面100a与带通滤波器元件40相对，对带通滤波器元件40起电磁屏蔽作用。接地用导体层102G中，面对带通滤波器元件40的部分中一侧面的面积比带通滤波器元件40所包含的任何导体层中一侧面的面积都大。另外，带通滤波器元件40搭载于层叠基板100由外壳110覆盖后，该外壳110也与带通滤波器元件40相对，对带通滤波器元件40起电磁屏蔽作用。
由谐振器用导体层431、432、433构成的谐振器61、62、63，根据在谐振器用导体层431、432、433的上下配置并与地连接的导体层的形态改变它们的Q值。本实施例中，接地用导体层102G和外壳110成为在谐振器用导体层431、432、433的上下配置并与地连接的导体层。本实施例中，带通滤波器元件40配置在接地用导体层102G和外壳110之间时，已为获得期望的BPF24的特性而设计了带通滤波器元件40。即，本实施例中，由带通滤波器元件40、接地用导体层102G和外壳110实现所期望的BPF24的特性。
接地用导体层102G可以仅具有对带通滤波器元件40的电磁屏蔽功能，也可以兼作由层叠基板100内的基板内导体层及基板内介质层构成的电路中的地。接地用导体层102G可以是层叠基板100所包含的多个导体层中的最下层，也可以不是。接地用导体层102G为最下层时，具有可使带通滤波器元件40和接地用导体层102G间距离最大的优点。另一方面，接地用导体层102G不是最下层时，具有可在层叠基板100中的接地用导体层102G的下方配置用于构成电路元件的其他导体层的优点。
再有，例如也有这样的情况，图1所示的高频电路容纳于金属制的框体内，并以该框体不影响带通滤波器元件40的特性的程度来确保框体与带通滤波器元件40之间的距离。在这样的情况下，即使没有外壳110，容纳高频电路的金属制的框体也对带通滤波器元件40起电磁屏蔽作用。这样，包含本实施例的高频模块1的制品，由于存在包含取代外壳110起屏蔽功能的要素的情况，外壳110不一定是必要的。
接着，比较第1及第2比较例，说明本实施例的带通滤波器元件40及高频模块1的效果。图8是第1比较例的带通滤波器元件的剖视图。第1比较例的带通滤波器元件包含介质层141～144。在介质层142、143、144的各顶面，分别形成与在介质层42、43、44的各顶面上形成的导体层同样的导体层。在介质层141的顶面和介质层144的底面不形成导体层。在介质层141之上配置介质层151，在介质层144之下配置介质层152。在介质层151的顶面配置屏蔽用导体层153。在介质层153的底面配置屏蔽用导体层154。
介质层151、152的各厚度比介质层141～144的各厚度大，例如，比介质层141～144的合计厚度还大。介质层141～144的介电常数比介质层151、152的介电常数大。具体而言，例如，介质层151、152的比介电常数为5～10，介质层141～144的比介电常数为20以上，最好为30～80。第1比较例的带通滤波器元件实现与由本实施例的带通滤波器元件40、接地用导体层102G及外壳110实现的BPF24的特性同等的特性。这里，用第1比较例的带通滤波器元件取代本实施例的带通滤波器元件40搭载到层叠基板100而实现的高频模块，称为第1比较例的高频模块。
第1比较例的带通滤波器元件的厚度比本实施例的带通滤波器元件40的厚度大得多。因此，第1比较例的高频模块中，包含层叠基板100和带通滤波器元件的整个层叠体的厚度比包含本实施例的高频模块1中的层叠基板100和带通滤波器元件40的整个层叠体的厚度大。另外，第1比较例的带通滤波器元件中，在介质层141～144中形成的导体层与屏蔽用导体层153、154之间的距离若减小，则带通滤波器元件所包含的谐振器的Q降低。因此，必须使介质层151、152的厚度大到某一程度。从这些情况看来，第1比较例中，高频模块的厚度变大，包含高频模块的高频电路的小型化变得困难。
与此形成对照，本实施例的带通滤波器元件40，由于不包含起电磁屏蔽作用的导体层，因此，与第1比较例的带通滤波器元件相比可减小厚度。另外，本实施例中，层叠基板100所包含的接地用导体层102G和金属制外壳110对带通滤波器元件40起电磁屏蔽作用。因此，可增大带通滤波器元件40和屏蔽层之间的距离，结果，可增大谐振器61～63的Q值。从这些情况看来，根据本实施例，可在增大谐振器61～63的Q值的同时，减小高频模块1的厚度，即包含层叠基板100和带通滤波器元件40的整个层叠体的厚度。从而，根据本实施例，谐振器61～63的Q值的提高和高频模块1的薄型化可两全，包含高频模块1的高频电路的小型化也成为可能。
这里，参照图9及图10，说明为调查谐振器与接地用导体层之间的距离和谐振器的Q值的关系而作的模拟的结果。图9是模拟中采用用的模型的说明图。该模型设有作为构成谐振器的导体层的带状传输线160；在带状传输线160的下方配置的接地用导体层161；在带状传输线160的上方配置的接地用导体层162；以及在接地用导体层161、162之间配置的介质层163。带状传输线160的宽度W设为0.1mm，带状传输线160的厚度t设为0.01mm。接地用导体层161、162的各宽度设为比带状传输线160的宽度W足够大。带状传输线1 60和接地用导体层161、162相互平行地配置。这里，接地用导体层161的底面和接地用导体层162的顶面之间的距离设为H(mm)，由带状传输线160构成的谐振器的无负载的Q值设为Qu。在模拟中，调查上述的距离H和Qu的关系。结果如图10所示。从图10可明白，距离H越小则Qu越小。从这些可明白，谐振器和接地用导体层之间的距离越小，则谐振器的Q值就越小。
另外，根据本实施例，由于将带通滤波器元件40搭载到层叠基板100上，因此，可在层叠基板100内设置调整从天线2至BPF24的通路和从天线2至高频开关10的通路的各自的阻抗并将WCDMA方式的接收信号与其他信号分离的相位线路31。因此，根据本实施例，可进行高频模块1的特性的调整。
图11是第2比较例的高频模块的剖视图。第2比较例的高频模块设有层叠基板200，取代本实施例中的层叠基板100。本实施例中，在该层叠基板200的顶面装有层叠基板100的顶面搭载的元件中除带通滤波器元件40以外的元件。
层叠基板200包含用于实现BFP24的高介电常数部分202；该高介电常数部分202之下配置的低介电常数部分201；以及在高介电常数部分202之上配置的低介电常数部分203。各部分201～203分别包含交互层叠的多个介质层和多个导体层。高介电常数部分202包含用于实现BFP24的多个导体层。高介电常数部分202所包含的介质层的介电常数比低介电常数部分201、203所包含的介质层的介电常数大。具体而言，例如，低介电常数部分201、203所包含的介质层的比介电常数为5～10，高介电常数部分202所包含的介质层的比介电常数为20以上，最好为30～80。
第2比较例中，如上所述，层叠基板200包含高介电常数部分202和低介电常数部分201、203。因此，由低介电常数部分201、203实现的电路元件的特性受到高介电常数部分202所包含的介电常数大的介质层的影响。因此，第2比较例中，用于实现具有所期望特性的电路的层叠基板200的设计变得困难。另外，第2比较例中，由低温共烧陶瓷多层基板构成层叠基板200时，必须层叠并烧成介电常数不同的多种电介质材料的层来制造层叠基板200。这种情况下，难以高精度地制造层叠基板200。
与此形成对照，本实施例中，层叠基板100和带通滤波器元件40可分别地进行设计和制造，因此层叠基板100和带通滤波器元件40的设计和制造变得容易。
接着，参照图12，说明本发明第2实施例的高频模块和带通滤波器元件40。图12是本实施例的高频模块的剖视图。本实施例的高频模块1中，层叠基板100的顶面100a包含凹部100c。而且，带通滤波器元件40配置在凹部100c内。层叠基板100包含配置在隔着顶面100a的一部分即凹部100c的底面与带通滤波器元件40相对的位置、并与地连接的接地用导体层102G，作为基板内导体层102。该接地用导体层102G隔着顶面100a的一部分即凹部100c的底面与带通滤波器元件40相对，对带通滤波器元件40起电磁屏蔽作用。
本实施例中，与第1实施例相比，可增大带通滤波器元件40和外壳110之间的距离。如第1实施例那样，层叠基板100具有平坦的顶面100a，在该顶面100a上装有带通滤波器元件40的场合，不能充分增大带通滤波器元件40和外壳110之间的距离，也有谐振器61～63的Q值降低的情况。而即使在这种情况下，根据本实施例，也可充分增大带通滤波器元件40和外壳110之间的距离，可提高谐振器61～63的Q值。另外，本实施例中，层叠基板100内的接地用导体层102G配置在可充分增大带通滤波器元件40和接地用导体层102G之间的距离的位置即可。
另外，根据本实施例，可任意设计凹部100c的深度和接地用导体层102G的位置，因此，BPF24的特性的调整变得容易。本实施例中的其他结构、作用及效果与第1实施例相同。
另外，本发明不限于上述各实施例，可以有各种变更。例如，本发明中，带通滤波用介质层41～44的介电常数可以与基板内介质层101的介电常数相等。该场合，也可获得前述的各实施例的效果。
另外，本发明不限于便携电话中的高频电路所包含的高频模块，也可适用于包含带通滤波器的所有高频模块。
根据以上的说明，显然能够实施本发明的各种形态和变形例。从而，在与后附的权利要求范围的等同的范围内，也可用上述的最佳实施例以外的形态来实施本发明。
权利要求
1.一种带通滤波器元件，搭载在具有包含与地连接的接地用导体层的多个基板内导体层和与这些基板内导体层交互层叠的多个基板内介质层的层叠基板上，其特征在于，包含相互层叠的、实现带通滤波功能的带通滤波用导体层和带通滤波用介质层，但不包含起电磁屏蔽作用的导体层，将所述层叠基板中包含的所述接地用导体层与所述带通滤波器元件相对地搭载在所述层叠基板上，以对所述带通滤波器元件起电磁屏蔽作用。
2.权利要求1所述的带通滤波器元件，其特征在于，所述带通滤波用导体层，包含构成谐振器的导体层。
3.一种设有层叠基板和搭载在所述层叠基板上的带通滤波器元件的高频模块，其特征在于，所述层叠基板具有搭载所述带通滤波器元件的搭载面、多个基板内导体层以及与这些基板内导体层交互层叠的多个基板内介质层，所述带通滤波器元件包含相互层叠的、实现带通滤波功能的带通滤波用导体层和带通滤波用介质层，所述层叠基板包含设在隔着所述搭载面与所述带通滤波器元件相对的位置上的、对所述带通滤波器元件起电磁屏蔽作用的导体层，该层为所述基板内导体层。
4.权利要求3所述的高频模块，其特征在于，所述带通滤波器元件不包含起电磁屏蔽作用的导体层。
5.权利要求3所述的高频模块，其特征在于，所述带通滤波用导体层包含构成谐振器的导体层。
6.权利要求3所述的高频模块，其特征在于，还设有以覆盖所述带通滤波器元件的方式而配置的、对所述带通滤波器元件起电磁屏蔽作用的金属制外壳。
7.权利要求3所述的高频模块，其特征在于，所述带通滤波用介质层的介电常数比所述基板内介质层的介电常数大。
8.权利要求3所述的高频模块，其特征在于，所述层叠基板包含用所述基板内导体层构成的电路，起所述电磁屏蔽功能的导体层兼作所述电路的接地。
9.权利要求3所述的高频模块，其特征在于，所述搭载面包含凹部，所述带通滤波器元件配置在所述凹部内。
全文摘要
高频模块设有层叠基板、搭载于层叠基板的顶面的多个元件以及覆盖这些元件的金属制外壳。搭载于层叠基板的顶面的多个元件包含带通滤波器元件。带通滤波器元件包含实现带通滤波功能的带通滤波用导体层及多个带通滤波用介质层，但是不包含起电磁屏蔽作用的导体层。层叠基板所包含的接地用导体层和外壳分别面对着带通滤波器元件，对带通滤波器元件起电磁屏蔽作用。
文档编号H01P1/20GK101071895SQ20071010631
公开日2007年11月14日 申请日期2007年5月10日 优先权日2006年5月10日
发明者五井智之, 藤冈秀昭, 板仓正己, 松原英哉 申请人:Tdk株式会社