高频元器件的制作方法

文档序号:12071472阅读:269来源:国知局
高频元器件的制作方法与工艺

本发明涉及堆叠结构的高频元器件。



背景技术:

以往,为了使俯视时的元器件尺寸小型化,提供以堆叠结构构成的高频元器件(例如参照专利文献1)。堆叠结构是指如图15所示的以往的堆叠结构的高频元器件500那样,通过在第1基板501的上表面配置间隔构件502,在间隔构件502上载放第2基板503,使安装有各种元器件504的第1基板501、和安装有各种元器件505的第2基板503被配置为在与各基板501、503的元器件安装面正交的方向上隔开的结构。另外,图15所示的例子中,各元器件504、505被配置在第1基板501和第2基板503之间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2006-261387号公报(段落0046、0047、0049、0060、图1、摘要等)



技术实现要素:

发明所要解决的问题

但是,通过利用多层基板分别形成第1基板501及第2基板503,由各元器件504、505和分别设置于各基板501、503的内部的布线电极,从而在高频元器件500形成复杂的电路。但是,在各元器件504、505包含电感元器件的情况下,可能产生如下的问题。即,若电感元器件与各基板501、503各自的布线电极接近,则沿着阻碍电感元器件的磁通变化的方向,在布线电极产生涡电流,因此电感元器件的电感产生变化。另外,涡电流流过布线电极时消耗功率,因此,电感元器件的等效串联电阻变大。从而,电感元器件的Q值降低。在该情况下,高频元器件500的插入损耗特性劣化。但是,在堆叠结构的高频元器件500中,即使在第1基板501和第2基板503之间配置了电感元器件,对于分别形成在第1基板501及第2基板503的布线电极与电感元器件的位置关系对高频元器件500的特性的影响,也未进行充分探讨。

本发明是鉴于上述问题而完成,其目的在于提供一种不会使电感元器件的Q值劣化,能够使元器件整体的尺寸小型化的技术。

解决问题所采用的技术方案

为了实现上述目的,本发明的高频元器件的特征在于,包括:第1基板,该第1基板由多个绝缘层层叠而成,形成第1布线电极;间隔构件,该间隔构件配置在所述第1基板的一个主面;第2基板,该第2基板由多个绝缘层层叠而成,配置为层叠于所述间隔构件并与所述第1基板隔开,形成第2布线电极;以及电感元器件,该电感元器件安装在所述第1基板的一个主面,在所述第1基板的至少一个所述绝缘层中俯视时与所述电感元器件重叠的范围内,设定未形成所述第1布线电极的第1电极不形成区域,在所述第2基板的至少一个所述绝缘层中俯视时与所述电感元器件重叠的范围内,设定未形成所述第2布线电极的第2电极不形成区域。

这样构成的发明中,由于在第1基板的至少一个绝缘层中俯视时与电感元器件重叠的范围内,设定未形成第1布线电极的第1电极不形成区域,在第2基板的至少一个绝缘层中俯视时与电感元器件重叠的范围内,设定未形成第2布线电极的第2电极不形成区域,因此,能够减少配置在电感元器件的附近的第1、第2布线电极的量。从而,能够降低在第1、第2布线电极产生的涡电流,因此能够抑制电感元器件的电感降低。由此,电感元器件的Q值不会劣化,能够通过构成为堆叠结构使整个元器件的尺寸小型化。

另外,优选地还包括滤波器,所述电感元器件形成所述滤波器的至少一部分。

由此,形成滤波器的至少一部分的电感元器件的Q值的劣化被抑制,因此能够抑制滤波器的特性劣化。

另外,优选地,所述滤波器包括谐振电路,所述电感元器件可以形成所述谐振电路的至少一部分。

由此,利用抑制了Q值的劣化的电感元器件形成谐振电路的至少一部分,因此能够抑制谐振电路的Q值的劣化。另外,具备谐振电路的滤波器的Q值的劣化也被抑制,因此能够抑制滤波器的特性劣化。

另外,优选地,所述滤波器包括可变电抗电路。

若这样构成,则滤波器包括可变电抗电路,因此,根据通过滤波器的高频信号(RF)信号的频带,能够利用可变电抗电路使滤波器的通频带变动。从而,能够利用一个电路形成与多个频带的RF信号对应的滤波器,因此能够实现滤波器的小型化。另外,能够提供可与频带各异的多个RF信号对应的高频元器件。

另外,优选地,还包括配置在所述第1基板和所述第2基板之间的其他元器件,所述其他元器件配置于俯视时与所述电感元器件不重叠的位置。

若这样构成,则由于还包括其他元器件,因此能够在高频元器件构成更复杂的电路。另外,其他元器件配置在俯视时与电感元器件不重叠的位置,因此,能够防止其他元器件与电感元器件干涉而使其特性劣化。

另外,优选地,还包括安装在所述第2基板的与所述第1基板相对面的其他电感元器件,所述其他电感元器件可以配置于俯视时与所述电感元器件不重叠的位置。

由此,其他电感元器件配置在俯视时与电感元器件重叠的位置,因此,通过第1电极不形成区域及第2电极不形成区域,也能够抑制其他电感元器件的特性的劣化。因此,不必在第1基板及第2基板分别设定新的与其他电感元器件对应的电极不形成区域。由此,能够分别在第1、第2基板充分确保形成第1、第2布线电极的区域,因此能够提高第1、第2基板内的第1、第2布线电极的设计的自由度。

另外,优选地,在所述第1基板的除了一个主面侧的所述绝缘层以外的所有的所述绝缘层中、俯视时与所述电感元器件重叠的范围内,设定所述第1电极不形成区域,在所述第2基板的所有的所述绝缘层中俯视时与所述电感元器件重叠的范围内,设定所述第2电极不形成区域。

由此,在俯视时与电感元器件重叠的范围内,除了安装电感元器件的安装用电极之外不形成布线电极,因此能够进一步有效抑制电感元器件的特性(Q值)的劣化。

另外,优选地,在所述第1基板内形成的多个所述第1布线电极中,配置在所述第1基板的最靠另一主面侧的所述第1布线电极可以是形成平面状的接地电极。

若这样构成,则利用形成为平面状的接地电极的第1布线电极,能够提高高频元器件的散热性,并提高高频元器件的屏蔽性。

发明的效果

根据本发明,在第1基板的至少一个绝缘层中俯视时与电感元器件重叠的范围内,设定未形成第1布线电极的第1电极不形成区域,在第2基板的至少一个绝缘层中俯视时与电感元器件重叠的范围内,设定未形成第2布线电极的第2电极不形成区域,因此,第1、第2布线电极通过遮挡电感元器件的磁场,能够抑制其电感降低。由此,电感元器件的Q值不会劣化,能够通过构成为堆叠结构使整个元器件的尺寸小型化。

附图说明

图1是表示具备本发明的第1实施方式所涉及的高频元器件的前端模块的局部剖视图。

图2是表示图1的前端模块的电学结构的电路框图。

图3是图1的高频元器件的分解立体图。

图4是表示电感元器件和内部布线电极的配置关系的图,是从侧面观察图1的高频元器件的剖视图。

图5是表示发送滤波器及接收滤波器具备的谐振电路的一例的图,5(a)~5(g)是表示各自不同的谐振电路的图。

图6是表示谐振电路的其他例的图。

图7是表示使电容性电抗变化的可变电抗电路的一例的图,图7(a)~图7(e)是表示各自不同的可变电抗电路的图。

图8是表示使电感性电抗变化的可变电抗电路的一例的图,图8(a)及图8(b)是表示各自不同的可变电抗电路的图。

图9是表示发送滤波器及接收滤波器的电路构成的一例的图,图9(a)~图9(c)是表示各自不同的电路构成的图。

图10是表示图1的高频元器件的发送滤波器的通过特性的图。

图11是本发明的第2实施方式所涉及的高频元器件的分解立体图。

图12是表示电感元器件和内部布线电极的配置关系的图。

图13是表示本发明的第3实施方式所涉及的高频元器件的分解立体图。

图14是表示电感元器件和内部布线电极的配置关系的图。

图15是表示以往的堆叠结构的高频元器件的图。

具体实施方式

<第1实施方式>

参照图1~图10对具备本发明第1实施方式所涉及的高频元器件的前端模块。图1是表示具备本发明的第1实施方式所涉及的高频元器件的前端模块的局部剖视图,图2是表示图1的前端模块的电学构成的电路框图,图3是图1的高频元器件的分解立体图,图4是表示电感元器件和内部布线电极的配置关系的图,是从侧面观察图1的高频元器件的剖视图。

另外,图5是表示发送滤波器及接收滤波器具备的谐振电路的一例的图,图5(a)~图5(g)是表示各自不同的谐振电路的图,图6是表示谐振电路的其他例的图。另外,图7是表示使电容性电抗变化的可变电抗电路的一例的图,图7(a)~图7(e)是表示各自不同的可变电抗电路的图,图8是表示使电感性电抗变化的可变电抗电路的一例的图,图8(a)及图8(b)是表示各自不同的可变电抗电路的图。另外,图9是表示发送滤波器及接收滤波器的电路构成的一例的图,图9(a)~图9(c)是表示各自不同的电路构成的图,图10是表示图1的高频元器件的发送滤波器的通过特性的图。

另外,图1及图2中,仅仅图示本发明所涉及的主要结构,为了简化说明,省略其他结构的图示。另外,对于之后的说明中参照的各附图,也与图1及图2同样地仅图示主要结构,但是在以下的说明中省略该说明。

(前端模块)

图1及图2所示的前端模块1搭载于移动电话、移动信息终端等通信移动终端具备的母基板,配置于天线元器件的正下方。该实施方式中,前端模块1具备模块基板2、功率放大器3、以及具备发送滤波器11及接收滤波器12的高频元器件10。另外,图1及图2中虽然省略图示,但用于形成匹配电路、滤波器电路的电阻、电容、电感器等各种元器件、低噪音放大器、开关IC、滤波器IC等各种元器件可根据前端模块1所需的功能适当选择,并搭载于模块基板2。

另外,功率放大器3、高频元器件10、以及其他各种元器件分别利用焊料H等接合构件安装在设于模块基板2的安装面2a上的安装用电极2b,经由设于模块基板2的布线电极4,与形成在模块基板2的背面的多个安装用电极5电连接,或者与安装于模块基板2的其他元器件相互电连接。另外,从外部输入发送信号的发送电极Txa、将该发送信号向外部(天线元件6)输出,并且利用安装用电极5形成从外部输入接收信号的共用电极ANTa、将输入至共用电极ANTa的接收信号向外部输出的接收电极Rxa、以及与接地路径(省略图示)连接的接地电极(省略图示)。

另外,在通信移动终端具备的母基板设置与共用路径ANT、接地路径、发送路径Tx、接收路径Rx等各种信号路径对应的布线电极。然后,通过在母基板安装前端模块1,将这些布线电极、共用电极ANTa、接地电极、发送电极Txa及接收电极Rxa连接,在母基板和前端模块1之间进行发送信号及接收信号的输入输出。

该实施方式中,模块基板2通过由陶瓷生片形成的多个电介质层层叠并进行烧成而一体化的陶瓷层叠体形成。具体地说,形成各电介质层的陶瓷生片是利用成型器将由氧化铝及玻璃等的混合粉末与有机粘接剂及溶剂等一起混合的料浆薄片化而形成,能在约1000℃左右的低温下形成,即,能进行低温烧成。另外,利用激光加工等在切割为规定形状的陶瓷生片上形成过孔,通过对形成的过孔填充包含Ag、Cu等导电性糊料、或者实施过孔填充镀覆形成层间连接用的过孔导体,通过在陶瓷生片的表面印刷导电性糊料,形成各种面内导体图案,从而形成各电介质层。

另外,通过在各电介质层适当形成过孔导体及面内导体图案,而在模块基板2形成布线电极4、安装用电极5、安装用电极2b等各种电极。此时,也可以由形成在各电介质层的过孔导体及面内导体图案形成电容器、电感器等电路元件,或者由形成的电容器、电感器等电路元件在模块基板2内形成滤波器电路、匹配电路等。另外,也可以将利用过孔导体及面内导体图案形成在模块基板2的电路元件、和安装在模块基板2的各种元器件组合,来形成滤波器电路、匹配电路等。

另外,模块基板2能够由利用了树脂、陶瓷、聚合物材料等的印刷基板、LTCC、氧化铝类基板、玻璃基板、复合材料基板、单层基板、多层基板等形成,也可以根据前端模块1的使用目的,适当选择最佳材质来形成模块基板2。

功率放大器3将从通信移动终端的母基板输入发送电极Txa的发送信号的信号电平进行放大,经由高频元器件10的发送端子Txb向发送滤波器的输入侧输出。另外,功率放大器3具备的放大电路由异质结型双极晶体管、场效应晶体管等一般的功率放大元件形成即可,省略功率放大器3的详细结构的说明。

(高频元器件)

对高频元器件10进行说明。

(1)电学结构的概要

对高频元器件10的电学结构的概要进行说明。如图2所示,高频元器件10具备:发送信号通过的发送路径SL1,接收信号通过的接收路径SL2,发送信号及接收信号通过的共用路径SL3,设于发送路径SL1的发送滤波器11,设于接收路径SL2的接收滤波器12,与各路径SL1、SL2、SL3连接的循环器13,发送端子Txb,共用端子ANTb,接收端子Rxb以及接地端子(省略图示)。

另外,发送端子Txb经由发送路径SL1与发送滤波器11的输入侧连接,发送滤波器11的输出侧经由发送路径SL1与循环器13的第3端口c连接。另外,循环器13的第1端口a经由共用路径SL3与共用端子ANTb连接。另外,循环器13的第2端口b经由接收路径SL2与接收滤波器12的输入侧连接,接收滤波器12的输出侧经由接收路径SL2与接收端子Rxb连接。

发送滤波器11(相当于本发明的“滤波器”)将规定的发送频带设定为其通频带。从功率放大器3输出并向发送端子Txb输入的发送信号利用发送滤波器使所述规定的发送频带以外的信号衰减后,向循环器13的第3端口c输出。另外,接收滤波器12也将规定的接收频带设为其通频带。从循环器13的第2端口b输出的接收信号利用接收滤波器12使所述规定的接收频带以外的信号衰减后,向接收端子Rxb输出。

发送滤波器11具备谐振电路11a、接收滤波器12具备谐振电路12a。另外,发送滤波器11及接收滤波器12分别由利用了表面弹性波、体弹性波、界面弹性波等弹性波的弹性波谐振器形成,或者由电感器及电容器组合构成的一般的LC滤波器形成。

具体地说,发送滤波器11例如由多个弹性波谐振器梯形连接而形成。另外,接收滤波器12例如将形成移相器的弹性波谐振器和形成带通滤波器的纵向耦合型的弹性波谐振器串联而成。

即,发送滤波器11及接收滤波器12只要分别构成为能够使规定的发送接收频带的高频信号通过,则可以采用任意的结构。

循环器13使通过发送滤波器11输入第3端口c的发送信号从第1端口a向共用端子ANTb输出,使经由共用端子ANTb输入第1端口a的接收信号从第2端口b向接收滤波器12输出。

(2)堆叠结构

对高频元器件10的堆叠结构进行说明。如图1所示,高频元器件10具备:第1基板14,配置在第1基板14的上表面14a(相当于本发明的“第1基板的一个主面”)的柱状的间隔构件15,层叠在间隔构件15上并在图1的纸面中沿着上下方向与第1基板14隔开配置的第2基板16,以及设于间隔构件15并将第1基板14和第2基板16电连接的金属导体17。另外,在第1基板14和第2基板16之间,也可以填充环氧树脂等一般模塑用的树脂。

另外,高频元器件10具备安装在第1基板14的上表面14a的多个元器件18及电感元器件19,和安装在第2基板16的下表面16b(相当于本发明的“第1基板的相对面”)的多个元器件20及电感元器件21,各元器件18~21配置在第1基板14和第2基板16之间。由此,高频元器件10中,除了平面方向还能够在上下方向配置各元器件18~21,因此,能够提高高频元器件10的元器件集成度,使高频元器件10中俯视时的元器件尺寸小型化。

第1基板14与模块基板2同样,通过由陶瓷生片所形成的多个电介质层141、142、143(相当于本发明的“绝缘层”)层叠并进行烧成而一体化的陶瓷层叠体形成。另外,与模块基板2同样,通过在各电介质层141、142、143适当形成过孔导体及面内导体图案,在第1基板14形成内部布线电极22。另外,在第1基板14的上表面14a形成安装各元器件18、19的安装用电极23,在下表面14b(相当于本发明的“第1基板的另一个主面”)形成多个外部连接端子24。另外,第2基板16与第1基板14同样,由多个电介质层161、162、163(相当于本发明的“绝缘层”)层叠形成,与第1基板14同样,在第2基板16形成内部布线电极25、安装各元器件20、21的安装用电极26。

另外,如图1及图4的点线所包围的区域及图3所示,该实施方式中,在第1基板14的至少一个电介质层141~143中俯视时与电感元器件19重叠的范围内,设定未形成内部布线电极22、外部连接端子24的第1电极不形成区域A。另外,在第2基板16的至少一个电介质层161~163中俯视时与电感元器件19重叠的范围内,设定未形成内部布线电极25的第2电极不形成区域B。

如图4所示,该实施方式中对于电介质层141、163,为了不在第1、第2电极不形成区域A、B形成内部布线电极22、25,使沿着层叠方向连接安装用电极23和形成在电介质层142、143的面内的内部布线电极22的过孔导体(省略图示)形成在第1电极不形成区域A的外侧的位置,使沿着层叠方向连接安装用电极26和形成在电介质层161、162的面内的内部布线电极25的过孔导体(省略图示)形成在第2电极不形成区域B的外侧的位置。这样,形成在第1基板14的内部布线电极22(过孔导体及面内导体图案)、安装用电极23、外部连接端子24相当于本发明的“第1布线电极”,形成在第2基板16的内部布线电极25(过孔导体及面内导体图案)、安装用电极26相当于本发明的“第2布线电极”。

另外,图3中,电介质层141中元器件18的安装用电极23的图示省略,电介质层163中元器件20的安装用电极26的图示省略。另外,对于各电介质层141、142,分别仅仅图示了上表面侧,但是对于形成了外部连接端子24的下表面14b侧的电介质层143,分别图示了上表面侧的内部布线电极22及下表面侧的外部连接端子24。另外,之后的说明中参照的图11及图13也与图3进行同样地图示,但是在之后的说明中省略该说明。

另外,第1基板14及第2基板16能够分别由采用了树脂、陶瓷、聚合物材料等的印刷基板、LTCC、氧化铝类基板、复合材料基板等多层基板形成,根据高频元器件10的使用目的,适当选择最佳材质来形成第1基板14及第2基板16即可。

该实施方式中,间隔构件15由陶瓷、树脂等绝缘材料形成柱状。另外,该实施方式中,形成在上下方向贯通间隔构件15的贯通孔,在贯通孔内配设金属导体17。金属导体17由热传导率及导电率高的Au、Ag、Cu、Pt、Ni等金属材料形成。另外,也可以由作为金属导体17发挥作用的金属柱形成间隔构件15。另外,也可以在上表面和下表面形成作为金属导体17发挥作用的外部电极,通过利用形成在侧面的外部电极、内部电极使上表面的外部电极和下表面的外部电极电连接的各种元器件来形成间隔构件15。

各元器件18、20及各电感元器件19、21分别是用于形成发送滤波器11、接收滤波器12、循环器13的元器件。即,适当选择弹性波谐振器的构成元器件、电感器、电容器等元器件、循环器电路的构成元器件、以及其他电路元器件。并且,选择的各元器件利用焊料H等接合构件安装至基板14的安装用电极23,作为元器件18及电感元器件19,利用焊料H等接合材料安装至基板16的安装用电极26,作为元器件20及电感元器件21。

另外,该实施方式中,各元器件18、20分别配置在俯视时与电感元器件19、21不重叠的位置。另外,电感元器件19和电感元器件21配置在俯视时重叠的位置。如上文所述,各元器件18、20相当于本发明的“其他元器件”,电感元器件21相当于本发明的“其他电感元器件”。

另外,该实施方式中,发送路径SL1、接收路径SL2及共用路径SL3由内部布线电极22、25及金属导体17形成,发送端子Txb、接收端子Rxb、共用端子ANTb及接地端子由外部连接端子24形成。

另外,该实施方式中,配置在第1基板14的上表面14a的各元器件18中包含形成发送滤波器11(谐振电路11a)的元器件。另外,该实施方式中,电感元器件19形成发送滤波器11的至少一部分。该实施方式中,配置于发送路径SL1的发送滤波器11、匹配电路等电路要素配置于第1基板14。另外,该实施方式中,在配置于第2基板16的下表面16b的各元器件20中包含形成接收滤波器12(谐振电路12a)的元器件。另外,该实施方式中,电感元器件21形成接收滤波器12的至少一部分。该实施方式中,配置于接收通路SL2的接收滤波器12、匹配电路等电路要素配置于第2基板16。另外,该实施方式中,配置于第1基板14的上表面14a的各元器件18中包含循环器13。

(3)谐振电路

对发送滤波器11具有的谐振电路11a及接收滤波器12具有的谐振电路12a进行说明。该实施方式中,发送滤波器11的至少一部分由谐振电路11a形成,接收滤波器12的至少一部分由谐振电路12a形成。这样,通过采用谐振电路11a、12a,能够形成插入损耗特性及衰减特性稳定的发送滤波器11及接收滤波器12。

(3-1)谐振电路的构成

参照图5(a)~5(g)对谐振电路11a、12a的具体构成的一例进行说明。图5(a)所示的谐振电路是将电容器C和电感器L并联连接的LC并联谐振电路,图5(b)所示的谐振电路是将电容器C和电感器L串联连接的LC串联谐振电路。另外,图5(c)所示的谐振电路是由弹性波谐振器eR形成的谐振电路。

另外,图5(d)所示的谐振电路是由2/λ谐振器sR形成的谐振电路。2/λ谐振器sR由第1基板14的内部布线电极22、第2基板16的内部布线电极25、各元器件18~21内的内部布线电极形成。另外,也可以如图5(e)所示,将LC并联谐振电路的电容器C置换为弹性波谐振器eR,形成谐振电路,或者如图5(f)所示,将LC串联谐振电路的电容器C置换为弹性波谐振器eR,形成谐振电路。另外,也可以如图5(g)所示,2/λ谐振器sR和电感器L并联连接形成谐振器。

另外,谐振电路11a、12a的构成不限于图5(a)~5(g)所示构成,也可以适当选择电容器C、电感器L、弹性波谐振器eR、2/λ谐振器sR等电路元器件并组合到图5(a)~5(g)所示的各个谐振电路来形成谐振电路11a、12a。

另外,如图6所示的谐振电路11a、12a的具体构成的其他例那样,也可以进一步将可变电容元件CV连接至图5(a)~5(g)所示的各个谐振电路来形成谐振电路。这样,能够由可变电容元件CV改变谐振电路的谐振频率,因此,能够由可变电容元件CV改变具备连接可变电容元件CV而形成的谐振电路的各滤波器11、12的通过(频率)频带及衰减(频率)频带。另外,能够形成可与多个频带对应的发送滤波器11或接收滤波器12。

(3-2)可变电抗电路

说明可变电抗电路。

该实施方式中,谐振电路11a、12a各自的至少一部分根据需要由可变电抗电路形成,或者,谐振电路11a、12a各自根据需要与可变电抗电路连接,发送滤波器11及接收滤波器12各自的至少一部分由可变电抗电路形成。

具体地说,形成谐振电路11a、12a的电容器C根据需要,置换为从图7(a)~7(e)所示的可变电抗电路30~34中适当选择的可变电抗电路,形成谐振电路11a、12a。另外,形成谐振电路11a、12a的电感器L根据需要置换为从图8(a)、8(b)所示的可变电抗电路35、36中适当选择的可变电抗电路,形成谐振电路11a、12a。

另外,谐振电路11a、12a各自根据需要,与从图7(a)~7(e)所示的可变电抗电路30~34及图8(a)、8(b)所示的可变电抗电路35、56中适当选择的可变电抗电路连接。另外,发送滤波器11、12各自的至少一部分根据需要,由从图7(a)~7(e)所示的可变电抗电路30~34及图8(a)、8(b)所示的可变电抗电路35、56中适当选择的可变电抗电路形成。

若发送滤波器11及接收滤波器12各自的至少一部分根据需要由可变电抗电路30~36形成,则例如下文所述,能够改变发送滤波器11及接收滤波器12的特性。即,根据通过高频元器件10的发送信号、接收信号的频带,例如,通过利用可变电抗电路30~36使谐振电路11a、12a的谐振频率变动,能够利用可变电抗电路使发送滤波器11及接收滤波器12各自的通频带变动。

从而,能够形成与多个频带的发送信号对应的发送滤波器11和与多个频带的接收信号对应的接收滤波器12,因此不必针对各频带来准备多个发送滤波器11及多个接收滤波器12。由此,能够利用一组发送滤波器11及接收滤波器12形成能分别与不同频带的多个发送信号、多个接收信号对应的高频元器件10(前端模块1),因此能够实现高频元器件10的小型化。

另外,该实施方式中,各可变电抗电路30~36分别形成于元器件18、20。即,通过适当选择分别具有可变电抗电路30~36中的任一个的各元器件18、20并安装至第1基板14或第2基板16,形成发送滤波器11和/或接收滤波器12。

参照图7(a)~7(e)对使电容性电抗变化的可变电抗电路的具体构成的一例进行说明。另外,以下的说明中的外部电极P1、P2、P3、P4是分别根据各元器件18、19各自具有的可变电抗电路的构成而分别形成于各元器件18、19的外部电极。

图7(a)所的示可变电抗电路30具备利用(Ba,Sr)TiO3、BaTiO3、SrTiO3、PbTiO3等电介质材料形成电介质层的可变电容型的电容器C1。通过调整第3、第4外部电极P3、P4间的电压来任意调节经由第1、第2电阻R1、R2施加到电容器C1的两端的电压,能够使在第1、第2外部电极P1、P2中测量的电容器C1的电容变化。

图7(b)所示的可变电抗电路31中,通过切换开关SW1的导通、断开,能够切换电容器C2、C3的连接状态,改变第1、第2外部电极P1、P2间的电容量。图7(c)所示的可变电抗电路32中,通过切换开关SW2的连接状态,能够切换电容器C4、C5、C6的连接状态,改变第1、第2外部电极P1、P2间的电容量。

图7(d)所示的可变电抗电路33中,通过基于输入第3外部电极P3(基极)的控制信号使开关SW3断开,利用双极晶体管的截止电容使包含电容器C7的整个电容变化,因此能够改变第1、第2外部电极P1、P2间的电容。

图7(e)所示的可变电抗电路34中,通过调整第3、第4外部电极P3、P4间的电压来改变相对于可变电容二极管VC的偏置电压,切换可变电容二极管VC的电容量来改变包含电容器C8的整个电容量,因此,能够改变第1、第2外部电极P1、P2间的电容器电容量。

参照图8(a)、8(b)对电感性电抗变化的可变电抗电路的具体构成的一例进行说明。

图8(a)所示的可变电抗电路35中,通过切换开关SW4的导通、断开来切换电感器L2、L3的连接状态,能使第1、第2外部电极P1、P2间的电感变化。图8(b)所示的可变电抗电路36中,通过切换开关SW5的连接状态来切换电感器L3、L4、L5的连接状态,能使第1、第2外部电极P1、P2间的电感变化。

另外,可变电抗电路的构成不限于图7(a)~7(e)、图8(a)、8(b)所示的构成,也可以进一步使各可变电抗电路各自与电容器、电感器组合来形成可变电抗电路。另外,也可以适当组合图7(a)~7(e)、图8(a)、8(b)所示的可变电抗电路来形成可变电抗电路。另外,可以在具有可变电抗电路的元器件18、20内一体地形成谐振电路,也可以在具有可变电抗电路的元器件18、20内一体地形成具备谐振电路的滤波器。

(4)发送滤波器及接收滤波器的电路构成

对发送滤波器11及接收滤波器12的电路构成的一例进行说明。该实施方式中,谐振电路11a、12a、电感元器件19、21通过例如图9(a)~9(c)所示那样连接来形成发送滤波器11、接收滤波器12。另外,以下的说明中,对发送滤波器11的构成进行说明,通过在图9(a)~9(c)中的括号内记载与发送滤波器11的电路要素对应的发送滤波器12的电路要素的标号,省略对接收滤波器12的结构的说明。

图9(a)所示的例子中,两个谐振电路11a经由电感元器件19串联连接形成发送滤波器11。另外,一个谐振电路11a的一部分由电感元器件19形成。图9(b)所示的例子中,两个谐振电路11a经由电感元器件19串联连接。图9(c)所示的例子中,两个谐振电路11a经由电容器、电感器等耦合元件27串联连接形成发送滤波器11。另外,一个谐振电路11a的一部分由电感元器件19形成。另外,耦合元器件27通过形成于元器件18、20的电路元器件、由内部布线电极22、25构成的电路元器件形成。

另外,谐振电路11a可以是至少其一部分由电感元器件19形成,也可以由元器件18及电感元器件19形成,也可以仅由元器件18形成,也可以使谐振电路11a的一部分由元器件18和/或电感元器件19形成,而谐振电路11a的剩余的一部分由内部布线电极22所构成的电容器、电感器等电路元器件形成。另外,谐振电路11a也可以仅由内部布线电极22构成的电容器、电感器等电路元器件形成。

另外,发送滤波器11可以是至少其一部分由电感元器件19形成,也可以由元器件18及电感元器件19形成,也可以仅仅由元器件18形成,也可以是发送滤波器11的一部分由元器件18和/或电感元器件19形成而发送滤波器11的剩余的一部分由内部布线电极22所构成的电容器、电感器等的电路元器件形成。另外,发送滤波器11也可以仅仅由内部布线电极22所构成的电容器、电感器等的电路元器件形成。

另外,谐振电路12a与谐振电路11a同样,至少使其一部分可以由电感元器件21形成,也可以由元器件20及电感元器件21形成,也可以仅由元器件20形成,也可以使谐振电路12a的一部分由元器件20和/或电感元器件21形成而谐振电路12a的剩余的一部分由内部布线电极25构成的电容器、电感器等电路元器件形成。另外,谐振电路12a也可以仅由内部布线电极25所构成的电容器、电感器等电路元器件形成。

另外,接收滤波器12与发送滤波器11同样,至少使其一部分可以由电感元器件21形成,也可以由元器件20及电感元器件21形成,也可以仅仅由元器件20形成,也可以使接收滤波器12的一部分由元器件20和/或电感元器件21形成而接收滤波器12的剩余的一部分由内部布线电极25所构成的电容器、电感器等电路元器件形成。另外,接收滤波器12也可以仅由内部布线电极25所构成的电容器、电感器等电路元器件形成。

(发送滤波器的插入损耗特性)

对发送滤波器11的插入损耗特性进行说明。

在表示高频元器件10的发送滤波器11的通过特性的图10中,横轴表示发送信号的频率(MHz),纵轴表示信号电平(dB)。另外,该图中的实线表示上述第1电极不形成区域A及第2电极不形成区域B设定在第1、第2基板14、16时的发送滤波器11的通过特性。另外,该图中的虚线表示上述第1电极不形成区域A及第2电极不形成区域B未设定在第1、第2基板14、16时的发送滤波器11的通过特性。

如图10所示,设定第1电极不形成区域A及第2电极不形成区域B时的频率M1中的插入损耗约为3.8dB,未设定第1电极不形成区域A及第2电极不形成区域B时的频率M1中的插入损耗约为4.5dB。从而,该实施方式中,第1电极不形成区域A及第2电极不形成区域B设定在第1、第2基板14、16时,发送滤波器11的插入损耗改善了约0.7dB。

如上文所述,该实施方式中,在第1基板14的至少一个电介质层141~143中俯视时与电感元器件19重叠的范围内,设定未形成内部布线电极22、外部连接端子24(第1布线电极)的第1电极不形成区域A,在第2基板16的至少一个电介质层161~163中俯视时与电感元器件重叠的范围内,设定未形成内部布线电极25(第2布线电极)的第2电极不形成区域B,因此能够减少配置在电感元器件19的附近的第1、第2布线电极22、24、25的量。因此,能够降低在第1、第2布线电极22、24、25产生的涡电流,减小因涡电流发生所导致的功率消耗,从而能够降低电感元器件19的等效串联电阻。因此,能够抑制电感元器件19的电感降低,能抑制电感元器件19的Q值降低。从而,不会使电感元器件19的Q值劣化,能够通过构成堆叠结构使高频元器件10的整个元器件的尺寸小型化。

另外,第1、第2布线电极22、24、25对电感元器件19造成的影响变小,因此,即使因各电介质层141~143、161~163的厚度、电感元器件19的安装位置产生偏差而导致第1、第2布线电极22、24、25与电感元器件19的距离产生偏差,也可以减小电感元器件19的电感的变动(偏差)。从而,能够提高电感元器件19的Q值,能抑制电感元器件19的电感偏差,因此,能够稳定提供具有电感元器件19的高特性的高频元器件10。

另外,发送滤波器11的至少一部分由电感元器件19形成的情况下,电感元器件19的Q值的劣化被抑制,因此,能够抑制发送滤波器11的插入损耗特性劣化,能够抑制发送滤波器11的减衰特性等的滤波器特性劣化。

另外,发送滤波器11具备谐振电路11a,由电感元器件19形成谐振电路11a的至少一部分的情况下,在电感元器件19流过较大的谐振电流。因此,若电感元器件19的Q值对发送滤波器11的插入损耗造成的影响较大而Q值较小,则发送滤波器11的插入损耗恐怕会增大。但是,该实施方式中,抑制了电感元器件19的Q值劣化,因此,能够使形成流过大谐振电流的谐振电路11a的至少一部分的电感元器件19的Q值增大。从而,能够抑制谐振电路11a的Q值劣化,抑制具备谐振电路11a的发送滤波器11的Q值劣化,因此,能够抑制减衰特性等滤波器特性劣化,稳定形成插入损耗小的高特性的发送滤波器11。

另外,该实施方式中,电感元器件19的电感值的偏差较小,因此,能够抑制在谐振电路11a的谐振频率产生偏差。从而,能够形成具备稳定频率特性的发送滤波器11。

另外,如图9(a)、9(b)所示,在两个谐振电路11a间插入电感元器件19的情况下,若在电感元器件19的电感产生偏差,则谐振电路11a间的耦合量产生偏差。因此,恐怕在发送滤波器11的插入损耗特性及减衰特性中产生偏差。但是,该实施方式中,连接两个谐振电路11a间的电感元器件19的电感值产生偏差的情况被抑制,因此,能够减小两个谐振电路11a间的耦合量的偏差。从而,能够稳定形成插入损耗特性及减衰特性稳定的高特性的发送滤波器11。

但是,谐振电路11a具备图6所示的电路结构的情况下,能够通过参照图7(a)~图7(e)说明的可变电抗电路30~34形成可变电容元件CV。而在可变电抗电路包含开关的情况下,由于开关中产生的损耗而难以获得Q值高的电容。因此,若电感器L的Q值低,则恐怕包括具备图6所示的电路结构的谐振电路11a的发送滤波器11的插入损耗显著劣化。但是,该实施方式中,抑制了电感元器件19的Q值劣化。从而,通过由Q值高的电感元器件19形成图6所示电路构成的电感器L来形成谐振电路11a,能够抑制具备该谐振电路11a的发送滤波器11的插入损耗的劣化。

另外,发送滤波器11流过由功率放大器3放大的大功率发送信号,因此容易形成高温、插入损耗容易劣化。但是,通过使发送滤波器11的至少一部分由抑制了Q值劣化的电感元器件19形成,即使高温也能够实现插入损耗小的发送滤波器11。

另外,各元器件18、20配置在俯视时与电感元器件19、21不重叠的位置,因此,能够防止各元器件18、20与电感元器件19、21干涉而导致其特性劣化。

另外,安装在第2基板16的下表面16b的电感元器件21配置于俯视时与电感元器件19重叠的位置,因此,通过第1电极不形成区域A及第2电极不形成区域B也能够抑制电感元器件21的特性劣化。因此,不需要分别在第1基板14及第2基板16设定新的与电感元器件21对应的电极不形成区域。从而,能够分别在第1、第2基板14、16充分确保形成第1、第2布线电极22、24、25的区域,因此,能够提高第1、第2基板14、16内的第1、第2布线电极22、24、25的设计的自由度。

另外,电感元器件21的特性劣化由第1、第2电极不形成区域A、B抑制,因此,对于电感元器件21,也能够获得与上述电感元器件19同样的效果。另外,对于具备电感元器件21的谐振电路12a,能够实现与具备上述电感元器件19的谐振电路11a同样的效果,对于具备电感元器件21的接收滤波器12,能够实现与具备上述电感元器件19的发送滤波器11同样的效果。

<第2实施方式>

接着,参照图11及图12对本发明的第2实施方式所涉及的高频元器件进行说明。图11是本发明的第2实施方式所涉及的高频元器件的分解立体图,图12是表示电感元器件和内部布线电极的配置关系的图。

该实施方式与上述第1实施方式的不同点在于,如图11及图12所示,在第2基板16的下表面16b不安装电感元器件21,在形成了安装用电极23的第1基板14的除了上表面14a侧的电介质层141外的所有电介质层142、143中、俯视时与电感元器件19重叠的范围内,设定第1电极不形成区域A,在第2基板16的所有电介质层161、162、163中俯视时与电感元器件19重叠的范围内,设定上述第2电极不形成区域B。

另外,该实施方式中,设定第1、第2电极不形成区域A、B,使俯视时,电感元器件19的外形配置于第1、第2电极不形成区域A、B的内侧。另外,如图12所示,即使对于形成了安装用电极23的第1基板14的上表面14a侧的电介质层141,也期望沿着层叠方向连接安装用电极23和内部布线电极22的过孔导体形成在第1电极不形成区域A的外侧的位置。其他结构是与所述第1实施方式同样的结构,因此通过引用同一标号来省略该结构的说明。

利用这样的结构,则在俯视时与电感元器件19重叠的范围内,除了安装了电感元器件19的安装用电极23之外不形成其他电极(内部布线电极22、25、外部连接端子24、安装用电极26),因此,能够进一步有效抑制电感元器件19的Q值等的特性劣化。并且,能够增大电感元器件19的Q值,减小该电感值的偏差,因此,能够稳定形成更高特性的高频元器件10。

<第3实施方式>

接着,参照图13及图14对本发明的第3实施方式所涉及的高频元器件进行说明。图13是本发明的第3实施方式所涉及的高频元器件的分解立体图,图14是表示电感元器件和内部布线电极的配置关系的图。

该实施方式与所述第2实施方式的不同点在于,如图13及图14所示,在第1基板14的离电感元器件19最远的电介质层143不设定第1电极不形成区域A。在第1基板14内形成的多个内部布线电极22中,配置在最下层表面14b侧的,即该实施方式中形成在电介质层143的内部布线电极22是形成平面状的接地电极。其他结构是与所述第1实施方式相同的结构,因此,通过引用同一标号来省略该结构的说明。

即使是这样的结构,由于在接近因涡电流的发生造成的影响较大的电感元器件19的电介质层141、142不形成内部布线电极22,因此,能够抑制电感元器件19的Q值劣化,并抑制该电感值产生偏差。另一方面,能够在第1基板14的第1电极不形成区域A的外侧区域自由形成内部布线电极,因此,能够高效配置用于在第1基板14形成电容器、电感器等电路元件的内部布线电极22,实现高频元器件10的小型化。

另外,在电介质层143配置形成为平面状的接地电极的内部布线电极22,因此,能够提高高频元器件10的散热性。另外,能够提高高频元器件10的屏蔽性。

另外,本发明不限于上述实施方式,只要不脱离其主旨,则能够进行上述以外的各种变更,可以对上述实施方式具备的结构进行任意组合。例如,可以使接收滤波器12的至少一部分由电感元器件19形成,接收滤波器12与发送滤波器11一并配置于第1基板14。另外,上述各实施方式中,举例说明了由电感元器件19形成滤波器(发送滤波器11)的至少一部分的结构,但电感元器件19也可以不构成滤波器的一部分。例如也可以由电感元器件19形成匹配电路等高频电路。

另外,上述各实施方式中,通过在第1基板14形成外部连接端子24,将第1基板14侧安装于模块基板2,但是也可以通过在第2基板16形成外部连接端子,将第2基板16侧安装于模块基板2。另外,作为本发明的“滤波器”列举了发送滤波器11进行说明,但是,接收滤波器12、其他各种滤波器也可以构成为本发明的“滤波器”。

另外,也可以在形成有模块基板2的各电介质层形成与所述第1、第2电极不形成区域A、B同样的第3电极不形成区域。这样,能够抑制因设于模块基板2的布线电极4的影响导致电感元器件19的Q值降低的情况,能抑制该电感值产生偏差。从而,能够进一步有效抑制高频元器件10的特性劣化,因此能够形成高特性的前端模块1,能提供具备该前端模块1的高特性的通信移动终端。

另外,可以在高频元器件10进一步配置其他电路要素,可以在高频元器件10搭载功率放大器3,也可以在发送滤波器11的输出侧进一步配置隔离器。另外,也可以在高频元器件10搭载开关IC等天线共用器来取代循环器13。另外,也可以在模块基板2侧搭载循环器13等天线共用器。

另外,所述实施方式中,例举了在模块基板2搭载一个高频元器件10的前端模块1来进行说明,但是也可以在模块基板2搭载两个以上的高频元器件10,形成前端模块。在该情况下,在模块基板2搭载开关IC,通过开关IC从搭载于模块基板2的多个高频元器件10中选择使用的高频元器件10并切换连接至共用电极ANTa即可。

工业上的实用性

因此,本发明能够广泛应用于堆叠结构的高频元器件。

标号说明

10 高频元器件

11 发送滤波器(滤波器)

11a 谐振电路

14 第1基板

14a 上表面(一个主面)

14b 下表面(另一个主面)

16 第2基板

16b 下表面(相对面)

18、20 元器件(其他元器件)

19 电感元器件

21 电感元器件(其他电感元器件)

22 内部布线电极(第1布线电极)

23 安装用电极(第1布线电极)

24 外部连接端子(第1布线电极)

25 内部布线电极(第2布线电极)

26 安装用电极(第2布线电极)

141、142、143、161、162、163 电介质层(绝缘层)

A 第1电极不形成区域

B 第2电极不形成区域

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