高频开关模块的制作方法

专利名称：高频开关模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种切换并收发多种高频信号的高频开关模块。
背景技术：
以往，已设计出各种利用一个天线分别对由不同的频带构成的多个通信信号进行 收发用的高频开关模块。目前在这种高频开关模块中，主要使用SPnT型(η为正数)的开 关IC。该开关IC具有与天线连接的天线连接端口和多个高频输入输出端口(发送端口和 接收端口、以及收发兼用端口 )，利用控制信号进行切换控制，使得将高频信号输入输出端 口中的任一端口和天线连接端口加以连接。而且，现有的高频开关模块中，对开关IC和天线进行阻抗匹配的匹配电路与开关 IC的天线连接端口连接。例如，专利文献1的高频开关模块中，在天线连接端口与天线之间 连接有η型结构的带通滤波器。该π型结构的带通滤波器包括连接在开关IC的天线连接端口和天线之间的LC 串联谐振电路、和将该LC串联谐振电路的两端分别与接地连接的两个LC并联谐振电路。而 且，在这些电路的天线连接端口侧及天线侧包括与LC串联谐振电路串联连接的电容器。而且，这种π型结构的带通滤波器不仅起到作为阻抗匹配电路的作用，而且还起 到作为ESD保护电路的作用。专利文献1 日本专利特表2005-505186号公报但是，高频开关模块中利用的开关IC在内部包括FET和电容器，若通电，则向其进 行电荷充电。而且，在这样进行电荷充电的状态下，即使进行开关控制(切换控制)，但在将 这些被充电的电荷放电之前，也不会完成开关的切换控制。即，若不高速进行放电，则不能 实现高速的开关。然而，在上述的现有结构的高频开关模块中，由于对天线连接端口直接插入电容 器，因此难以将开关IC内充电的电荷进行放电，由于受到该放电时间的影响，导致开关切 换速度变慢。

发明内容
因而，本发明的目的在于，构成一种高频开关模块，该高频开关模块使开关IC内 充电的电荷高速放电，以实现高速的开关切换。(1)本发明涉及一种包括开关IC的高频开关模块，该开关IC具有与单个天线连接 的公共端子、及与多个高频通信用电路分别连接的多个高频信号输入输出端子。该高频开 关模块包括将开关IC的公共端子直接与接地连接的第1电感器。该结构中，由于在开关IC的公共端子和接地之间，只连接有电感器，因此开关IC 的电荷从公共端子通过电感器向接地高速放电。由此，使开关切换速度高速化。(2)另外，本发明的高频开关模块中，包括将多个高频信号输入输出端子中的至少 一个端子直接与接地连接的第2电感器。
该结构中，进一步地，对于开关IC的多个高频信号输入输出端子，也可实现与公 共端子相同的高速放电。由此，能进一步实现高速的放电，能进一步实现高速的开关切换。(3)另外，本发 明的高频开关模块中，在开关IC的公共端子和天线之间，包括对开 关IC和天线进行阻抗匹配的阻抗匹配电路。而且，具有在该阻抗匹配电路中的开关IC的 公共端子侧的端部设置第1电感器的结构。该结构中，利用与开关IC的公共端子连接的阻抗匹配电路内的电感器来实现上 述高速放电用的电感器。由此，阻抗匹配电路能同时实现阻抗匹配功能、和高速放电功能， 与分开构成电路相比，能使高频开关模块小型化。(4)另外，本发明的高频开关模块的阻抗匹配电路由将低通滤波器和高通滤波器 组合而成的带通滤波器构成。而且，对于构成高通滤波器的电感器使用第1电感器。该结构中，示出阻抗匹配电路的更详细的结构。这样，通过将低通滤波器和高通滤 波器进行组合，从而与分别单独使用相比，能使可匹配的频带成为宽频带。在此基础上，利 用对高通滤波器使用将信号线和接地加以连接的电感器(并联电感器)的结构，将该并联 电感器用作为高速放电用的第1电感器。由此，能实现宽频带下的传输特性优异、且由于高 速放电从而可进行高速开关控制的高频开关模块。(5)另外，本发明的高频开关模块中，包括层叠电路基板，该层叠电路基板安装有 开关IC，且利用内部电极或所安装的电子电路元器件来实现阻抗匹配电路的电路元件。而 且，第1电感器的接地侧的端部仅利用形成于层叠电路基板的过孔，与形成于层叠电路基 板的内层或背面的接地电极连接。该结构中，由于高速放电用的第1电感器的接地侧端子仅利用过孔与接地直接连 接，而不通过层叠电路基板内的其它电路电极图案，因此能进一步使放电时间高速化。(6)另外，本发明的高频开关模块中，第2电感器的至少一个接地侧的端部仅利用 形成于层叠电路基板的过孔与接地电极连接。该结构中，与上述第1电感器相同，对于第2电感器也仅利用过孔与接地直接连 接，从而能使放电时间高速化。(7)另外，本发明的高频开关模块中，至少一个第2电感器是安装于层叠电路基板 的表面的安装型的电感器。利用该结构，通过使第2电感器采用安装型的电感器，从而能提高其与形成于层 叠电路基板内的开关IC的高频信号输入输出端子侧的各电路图案之间的隔离度。(8)另外，本发明的高频开关模块中，第1电感器是安装在层叠电路基板的表面的 安装型的电感器，在该安装型的第1电感器、和安装型的第2电感器之间，配置有构成高频 开关模块的其它电路元件。该结构中，通过使第1电感器采用安装型的电感器，从而容易选择电流耐受能力 大的、具有所要的电感量的电感器，设计自由度提高。而且，通过使其它元件介于安装在层 叠电路基板的表面的第1电感器和第2电感器之间，从而能确保开关IC的公共端子侧与高 频信号输入输出端子侧之间的隔离度。由此，还能防止通过天线流入的静电噪声等向高频 信号输入输出端子侧泄漏。(9)另外，本发明的高频开关模块中，阻抗匹配电路包括一端与接地连接的电容 器。而且，该电容器的相对电极形成为被形成于层叠电路基板的两个接地电极沿着层叠方向夹住的形状。该结构 中，通过将阻抗匹配电路中使用的电容器夹入形成于层叠电路基板的接地 电极之间，从而能确保其与形成于层叠电路基板内的高频信号输入输出端子侧的电路图案 之间的隔离度。由此，能进一步防止流入阻抗匹配电路的上述噪声等向形成于层叠电路基 板内的高频信号输入输出端子侧泄漏。根据本发明，通过设置将开关IC与接地直接连接的电感器，从而在开关切换时能 将开关IC中充电的电荷高速地向接地放电。由此，能实现可进行高速的开关切换控制的高 频开关模块。


图1是第1实施方式所涉及的高频开关模块1的电路图。图2是第1实施方式所涉及的高频开关模块1的层叠图。图3是第2实施方式所涉及的高频开关模块IA的电路图。图4是第2实施方式所涉及的高频开关模块IA的层叠图。图5是第3实施方式所涉及的高频开关模块IB的电路图。图6是第3实施方式所涉及的高频开关模块IB的层叠图。图7是第4实施方式所涉及的高频开关模块IC的电路图。标号说明1、1A、1B、1C高频开关模块10、10A 开关 IC20、20A、20B、20C 阻抗匹配电路30A、30B低通滤波器
具体实施例方式参照附图，说明本发明的第1实施方式所涉及的高频开关模块。图1是本实施方 式的高频开关模块1的电路图。图2是构成本实施方式的高频开关模块1的层叠电路基板
的层叠图。关于构成高频开关模块1的层叠电路基板的具体结构，使用图2在后面进行阐述， 大体上，由层叠陶瓷或树脂等多个电介质层而成的层叠体形成。而且，层叠电路基板中，通 过在成为各电介质层间的内层及层叠体的顶面及底面以预定图案形成电极，从而实现除了 如图ι所示的高频开关模块1的开关ICio及电感器Lml、Lm2、Lm3、Lm4、Ld、电容器Cml、 SAff(表面声波)滤波器SAW1、SAW2、SAW3、SAW4以外的电路图案。高频开关模块1具有多个外部连接用电极PM。这多个外部连接用电极Pm用于将 该高频开关模块1安装到安装有后级电路的电路基板上。此外，以下的说明中，为了方便说 明，将作为高频开关模块ι的外部连接用电极Pm称为“电极”，将后述的开关ICio的安装用 电极Pre称为“端口”。多个外部连接用电极Pm具有天线用外部电极Pm(ANTO)；发送用外部电极 Pm(TxLB)、Pm(TxHB)；接收用外部电极 Pm(RxI)、PM(Rx2)、PM(Rx3)、PM(Rx4)；收发兼用外部电 极Pm(UMI)、Pm(UM2)、Pm(UM3)；驱动电压输入用的驱动电压输入用外部电极Pm (Vd)；和控制电压信号输入用的控制电压输入用外部电极？ (%1)、？ 作(2)、？ 作(33)、？ 作(34)。此外，图 1中虽未示出但还具有接地用的接地电极。首先，对高频开关模块1中的开关IClO到天线侧的结构进行说明。作为高频开关模块1，在与天线ANT连接的天线用外部电极Pm(ANTO)上，通过阻抗 匹配电路20，连接有采用CMOS结构等的开关IClO的天线用端口 Pie(ANTO)。 阻抗匹配电路20采用如下结构低通滤波器200L和高通滤波器200H串联连接在 天线用外部电极Pm(ANTO)和天线用端口 Pre(ANTO)之间。此时，低通滤波器200L连接在天 线用外部电极Pm(ANTO) —侧，高通滤波器200H连接在天线用端口 Pre(ANTO) —侧。低通滤波器200L包括电感器Lm2和电容器AC。电感器Lm2的一端与天线用外部 电极Pm(ANTO)连接，另一端与高通滤波器200H的电容器Cml连接。电容器AC的一端与天 线用外部电极Pm(ANTO)连接，另一端与接地连接。高通滤波器200H包括电容器Cml和电感器Lml (相当于本发明的第1“电感器”)。 电容器Cml的一端与低通滤波器200L的电感器Lm2连接，另一端与开关IClO的天线用端 口 Pre(ANTO)连接。电感器Lml的一端与天线用端口 Pk(ANTO)连接，另一端与接地连接。作为这种结构，通过适当设定电感器Lml、Lm2的电感量和电容器Cml、AC的电容 量，从而阻抗匹配电路20起到作为将低通滤波器200L和高通滤波器200H组合而成的带通 滤波器的作用。由此，与仅使用低通滤波器和仅使用高通滤波器的情况相比，能在较宽的频 带下进行阻抗匹配。例如，仅利用低通滤波器，只能对GSM850、GSM900的频带进行阻抗匹 配，仅利用高通滤波器，只能对GSM1800、GSM1900的频带进行阻抗匹配，而通过采用将这两 者组合后的带通滤波器，从而能对GSM850、GSM900、GSM1800、GSM1900的所有频带进行阻抗 匹配。其结果是，如本发明那样，是对于一个天线切换并收发四个或更多个频带的信号的高 频开关模块，不管在哪一个频带下进行通信，都能实现优异的传输特性。另外，由于利用电感器Lml将信号线与接地连接，因此即使从天线ANT发生静电噪 声等的浪涌，因该浪涌所产生的电流也从该电感器Lml向接地放电，所以该阻抗匹配电路 20还起到作为ESD保护器件的作用，能防止静电破坏开关IC10。另外，由于利用电感器Lml将开关IClO的天线用端口 Pre(ANTO)与接地直接连接， 因此能将开关IClO内充电的静电通过电感器Lml高速地向接地放电。由此，能实现高速开关。例如，使用具有相同CMOS结构的开关IC，将该电感器Lml的电感量设为22nH，作 为比较对象的现有电路在该电感器Lml和天线用端口 Pre(ANTO)之间插入电容量为IOpF的 电容器的情况下，开关速度在比较对象的现有电路中为81. 6 μ s，与此不同的是，在本申请 结构的电路中成为1.2 μ S。这样，若使用本实施方式的阻抗匹配电路20，则能以简单的结构来实现开关IC与 天线之间的宽频带的阻抗匹配、ESD保护、及开关IC的高速开关。接着，对开关IClO的结构进行说明。开关IClO例如采用CMOS结构，其为俯视大致呈矩形而构成的所谓SP9T型的FET 开关IC。开关IClO用驱动电压Vdd来驱动，且具有如下功能根据控制电压信号Vcl Vc4 的组合，将相当于本发明的“公共端子”的天线用端口 Pk(ANTO)选择性地与相当于本发明 的“高频信号输入输出端子”的通信用端DPk(RFI) Pre(RF9)中的某一个端口连接。此夕卜，本实施方式中，虽然以SP9T型为例，但对于SPnT型(η为2以上的正数)，也可采用本发 明的结构。接着，对高频开关模块1中的开关IClO的天线侧的相反侧、即作为“高频信号输入 输出端子”侧的通信用端口侧的电路结构进行说明。

在作为高频开关模块1的发送用外部电极Pm(TxLB)上，通过低通滤波器30Α，连接 有开关IClO的通信用端口 Pre(RFl)。低通滤波器30Α 具有电感器61^1、61^2、及电容器6011、6012、6013、6(^1、6(^2。电感器GLtl、GLt2串联连接在发送用外部电极Pm(TxLB)和通信用端口 Pic (RFl)之 间。电感器GLtl与电容器GCcl并联连接，电感器GLt2与电容器GCc2并联连接。在电感 器GLtl的通信用端口 Pre(RFl) —侧与接地之间，连接有电容器GCul。在电感器GLtl、GLt2 的连接点与接地之间，连接有电容器GCu2。在电感器GLt2的发送用外部电极Pm(TxLB) — 侧与接地之间，连接有电容器GCu3。构成这些低通滤波器30A的各电感器及电容器的元件值被设定为具有如下特性 将从发送用外部电极Pm(TxLB)输入的发送信号的频带作为通频带，并使该发送信号的高次 谐波频带衰减。例如，被设定为将GSM850和GSM900的发送信号的频带作为通频带，并将 它们的二次谐波和三次谐波的频带作为衰减频带。在作为高频开关模块1的发送用外部电极Pm(TxHB)上，通过低通滤波器30B，连接 有开关IClO的通信用端口 Pre (RF2)。低通滤波器30B具有电感器DLt 1、DLt2、及电容器DCu2、DCu3、DCc 1。电感器DLtl、DLt2串联连接在发送用外部电极Pm(TxHB)和通信用端口 Pre (RF2) 之间。电感器DLtl与电容器DCcl并联连接。在电感器DLtl、DLt2的连接点与接地之间， 连接有电容器DCu2。在电感器DLt2的发送用外部电极Pm(TxHB) —侧与接地之间，连接有 电容器DCu3。构成这些低通滤波器30B的各电感器及电容器的元件值被设定为具有如下特性 将从发送用外部电极Pm(TxHB)输入的发送信号的频带作为通频带，且使该发送信号的高次 谐波频带衰减。例如，被设定为将GSM1800和GSM1900的发送信号的频带作为通频带，并 将它们的二次谐波和三次谐波的频带作为衰减频带。在作为高频开关模块1的接收用外部电极Pm(RxI)上，通过SAW滤波器SAWl，连接 有开关IClO的通信用端口 Pre(RF3)。该SAW滤波器SAWl是将第1接收频带作为通频带的 滤波器，例如，被设定为将GSM850通信的接收信号的频带作为通频带。在作为高频开关模块1的接收用外部电极Pm (Rx2)上，通过SAW滤波器SAW2，连接 有开关IClO的通信用端口 Pre(RF4)。该SAW滤波器SAW2是将第2接收频带作为通频带的 滤波器，例如，被设定为将GSM900通信的接收信号的频带作为通频带。在作为高频开关模块1的接收用外部电极Pm (Rx3)上，通过SAW滤波器SAW3，连接 有开关IClO的通信用端口 Pre(RF5)。该SAW滤波器SAW3是将第3接收频带作为通频带的 滤波器，例如，被设定为将GSM1800通信的接收信号的频带作为通频带。而且，该开关IClO 的通信用端口 Pre(RF5)利用电感器Lm3(相当于本发明的“第2电感器”)与接地连接。这 样，通过将通信用端口 PK(RF5)利用电感器Lm3与接地直接连接，从而与上述天线用端口 Pic(ANTO) 一侧的电感器Lml相同，在开关切换时，能将开关IClO内充电的静电通过电感器Lm3高速地向接地放电。由此，能实现更高速的开关。在作为 高频开关模块1的接收用外部电极Pm (Rx4)上，通过SAW滤波器SAW4，连接 有开关IClO的通信用端口 Pre(RF6)。该SAW滤波器SAW4是将第4接收频带作为通频带的 滤波器，例如，被设定为将GSM1900通信的接收信号的频带作为通频带。而且，该开关IClO 的通信用端口 Pre(RF6)利用电感器Lm4(相当于本发明的“第2电感器”)与接地连接。这 样，通过将通信用端口 PK(RF6)利用电感器Lm4与接地直接连接，从而与上述天线用端口 Pic(ANTO) 一侧的电感器Lml和通信用端口 Pk(RF5)的电感器Lm3相同，在开关切换时，能将 开关IClO内充电的静电通过电感器Lm4高速地向接地放电。由此，能实现更高速的开关。在作为高频开关模块1的收发兼用外部电极Pm(UMI)、Pm(UM2)、Pm(UM3)上，分别连 接有开关 ICio 的通信用端口 PIC(RF7)、PIC(RF8)、PIC(RF9)。在作为高频开关模块1的驱动电压输入用外部电极PM(Vd)上，通过作为扼流圈的 电感器Ld，连接有开关IClO的驱动电压输入用端口 Pre(Vd)。在作为高频开关模块1的控制电压输入用外部电极Pm(VcI)、Pm(VC2)、Pm(VC3)、 P (Vc4)上，分别连接有开关IClO的控制电压输入用端口 Pic(Vcl)、Pic(Vc2)、PIC(Vc3)、 Pic (Vc4)。接着，参照图2，进一步具体说明构成高频开关模块1的层叠电路基板的层叠结 构。形成高频开关模块1的层叠电路基板中，用内部电极图案来实现低通滤波器30A、 30B，并且用内部电极图案和顶面及底面的电极来实现将这些低通滤波器30A、30B、安装于 层叠电路基板的表面的其它电路元件、及作为高频开关模块1的各外部连接用电极Pm和开 关IClO的各端口 Pre加以连接的电路图案。层叠电路基板采用层叠21层的电介质层的结构。此外，图2是将层叠电路基板的 顶面的层作为第1层、朝向底面侧的层编号增加、且将层叠电路基板的底面的层作为第21 层的层叠图，以下以该层编号为准进行说明。另外，图2中，各层中记载的〇记号表示导电 性的过孔，利用该过孔可确保在层叠方向上排列的各层的电极间的导电性。在与层叠电路基板的顶面对应的第1层的顶面侧，形成有安装连接盘组，以预定 的位置关系安装有作为安装元器件的开关IC10、电感器Lml、Lm2、Lm3、Lm4、Ld、电容器Cml、 SAff滤波器SAWl、SAff2, SAff3, SAW4。这里，通过使电感器Lml和电感器Lm3、Lm4采用安装 元器件，从而与形成于层叠电路基板内的电极图案所形成的电感器相比，由于电流耐受能 力大，且容易选择元件值，因此能提高对于开关切换时因静电放电而流过电流的电感器的 选择自由度。另外，将电感器Lm3、Lm4与电感器Lml隔开配置，并且使其它元件介于电感器Lm3、 Lm4和电感器Lml之间进行配置。同样地，将电感器Lm3、Lm4与电感器Lm2隔开配置，并且 使其它元件介于电感器Lm3、Lm4和电感器Lm2之间进行配置。通过采用这种结构，从而与 开关IClO的天线用端口侧连接的电感器Lml、Lm2、和与通信用端口侧连接的电感器Lm3、 Lm4不进行电磁场耦合，能提高开关IClO的天线用端口侧与通信用端口侧之间的隔离度。而且，通过使电感器Lml与电感器Lm2隔开，并使其它元件介于两者之间，从而能 防止这些电感器Lml、Lm2间的电磁场耦合。由此，即使在开关切换时电感器Lml中流过电 流，也不会与电感器Lm2发生互感，能防止因互感而在阻抗匹配电路20内产生噪声。
第2层、第3层、第4层、及第5层上形成有各种走线用的电极图案。第6层上形成有接地电极GND，第7层上形成有走线用的电极图案，第8层上在俯视时在遍及大致整个表面形成有接地电极GND。该第8层的接地电极GND还起到作为电容 器GCul、GCu3的相对电极的作用。第9层上形成有电容器GCul、GCu2的相对电极。第10层上仅形成有过孔。第11层、第12层、第13层上形成有构成电感器GLtl、GLt2、DLtl、DLt2的电极图 案，第14层上形成有构成电感器GLtl、GLt2的电极图案。第15层、第16层、第17层上仅形成有过孔。第18层上形成有电容器GCcl、GCc2、DCcl的相对电极，并且形成有接地电极GND。 该第18层的接地电极GND还起到作为电容器AC的相对电极的作用。第19层上形成有电容器6012、6013、0012、0013、40的相对电极。电容器GCu2的 相对电极还起到作为电容器GCcl、GCc2的相对电极的作用，电容器DCu2的相对电极还起到 作为电容器DCcl的相对电极的作用。第20层上在俯视时在大致整个表面形成有接地电极GND。该第20层的接地电极 GND还起到作为电容器GCu2、DCu2、DCu3、AC的相对电极的作用。这里，如第18层、第19层、 及第20层所示，利用第18层及第20层的接地电极GND沿着层叠方向将第19层的电容器 AC的相对电极夹入其中，通过采用这样的结构，从而能防止该电容器AC与其它元件进行耦 合。由此，能确保与形成于层叠电路基板内的开关IClO的通信用端口侧的各电路图案之间 的隔离度。由此，能防止流入阻抗匹配电路的来自天线的噪声等向形成于层叠电路基板内 的开关IClO的通信用端口侧的各电路泄漏。在相当于层叠电路基板的底面的第21层的底面侧，沿着侧边，形成有上述各外部 连接用电极PM，在这些外部连接用电极Pm的配置图案的中央，形成有接地电极GND。另外， 此时，天线用外部电极Pm(ANTO)、和接收用外部电极Pm(RxI)、PM(Rx2)、PM(Rx3)、PM(Rx4)配 置在底面的相对的侧边，可确保它们之间的隔离度。另外，天线用外部电极Pm(ANTO)的、沿 着侧边相邻的电极成为接地电极GND，可确保与其它各外部连接用电极Pm之间的隔离度。通过采用如上结构，从而能将传输特性优异、具有ESD保护功能、且开关切换速度 高速的高频开关模块形成为小型。接着，参照附图，说明第2实施方式所涉及的高频开关模块。图3是本实施方式的 高频开关模块IA的电路图。图4是形成本实施方式的高频开关模块IA的层叠电路基板的
层叠图。关于构成高频开关模块IA的层叠电路基板的具体结构，使用图4在后面进行阐 述，大体上，由层叠陶瓷或树脂等多个电介质层而成的层叠体形成。而且，层叠电路基板中， 通过在成为各电介质层间的内层及层叠体的顶面及底面以预定图案形成电极，从而实现除 了如图ι所示的高频开关模块1的开关IClOA及电感器Lml、SAW滤波器SAW12、SAW34以外 的电路图案。高频开关模块IA具有多个外部连接用电极PM。多个外部连接用电极Pm具有天 线用外部电极Pm(ANTO)、发送用外部电极Pm(TXLB)、PM(TXHB)、接收用外部电极Pm(RXI)、 P (Rx2)、Pm(Rx3)、Pm(Rx4)、收发兼用外部电极Pm(UMI)、Pm(UM2)、驱动电压输入用的驱动电 压输入用外部电极PM(Vd)、和控制电压信号输入用的控制电压输入用外部电极Pm(VcI)、Pm(Vc2)、Pm(Vc3)。此外，图1中虽未示出但还具有接地用的接地电极。另外，接收用外部电 极PM(RXI)、Pm(RX2)、Pm(RX3)、Pm(RX4)分别由一对电极所构成的平衡型电极形成。

首先，对高频开关模块IA中的开关IClOA到天线侧的结构进行说明。
作为高频开关模块1A，在与天线ANT连接的天线用外部电极Pm(ANTO)上，通过阻 抗匹配电路20A，连接有开关IClOA的天线用端口 Pie(ANTO)。阻抗匹配电路20A包括电感器Lml、Lm2、电容器AC。电感器Lm2串联连接在天 线用外部电极Pm(ANTO)和天线用端口 Pk(ANTO)之间。电感器Lml的一端与天线用端口 Pic(ANTO)连接，另一端与接地连接。电容器AC的一端与天线用外部电极Pm(ANTO)连接，另 一端与接地连接。即使采用这种结构，也能获得与上述第1实施方式的阻抗匹配电路20相 同的作用效果。接着，对开关IClOA的结构进行说明。开关IClOA例如采用CMOS结构，其为俯视 大致呈矩形而构成的所谓SP6T型的FET开关IC。开关IClOA用驱动电压Vdd来驱动，且 具有如下功能根据控制电压信号Vcl Vc3的组合，将相当于本发明的“公共端子”的天 线用端口 Pk(ANTO)选择性地与相当于本发明的“高频信号输入输出端子”的通信用端口 Pic(RFl) PIC(RF6)中的某一个端口连接。接着，对高频开关模块IA中的开关IClOA的天线侧的相反侧、即作为“高频信号输 入输出端子”侧的通信用端口侧的电路结构进行说明。此外，对于发送系统的电路，由于只 是省略掉了低通滤波器30A的电容器GCu3，其它结构与第1实施方式相同，因此省略说明。在作为高频开关模块IA的接收用外部电极Pm(RxI)和接收用外部电极Pm(RX2) 上，通过SAW滤波器SAW12，连接有开关IClO的通信用端口 Pre (RF3)。该SAW滤波器SAW12是 将第1接收频带及第2接收频带作为通频带的滤波器，例如，被设定为将GSM850通信的接 收信号的频带和GSM900通信的接收信号的频带作为通频带。而且，将SAW滤波器SAW12连 接成使得第1接收频带的信号(GSM850通信的接收信号)输出到接收用外部电极Pm(RxI), 第2接收频带的信号(GSM900通信的接收信号)输出到接收用外部电极Pm(Rx2)。而且，该开关IClOA的通信用端口 Pre (RF3)利用电感器Lm3与接地连接。在作为高频开关模块IA的接收用外部电极Pm(Rx3)和接收用外部电极Pm(RX4) 上，通过SAW滤波器SAW34，连接有开关IClO的通信用端口 Pre (RF4)。该SAW滤波器SAW34是 将第3接收频带及第4接收频带作为通频带的滤波器，例如，被设定为将GSM1800通信的接 收信号的频带和GSM1900通信的接收信号的频带作为通频带。而且，将SAW滤波器SAW34连 接成使得第3接收频带的信号(GSM1800通信的接收信号)输出到接收用外部电极Pm(Rx3)， 第4接收频带的信号(GSM1900通信的接收信号)输出到接收用外部电极Pm(Rx4)。而且，该开关IClOA的通信用端口 Pre (RF4)利用电感器Lm4与接地连接。即使采用这种接收系统的结构，也能获得与上述第1实施方式的接收系统相同的 作用效果。在作为高频开关模块IA的收发兼用外部电极Pm(UMI)、Pm(UM2)上，分别连接有开 关 IClO 的通信用端口 PIC(RF5)、PIC(RF6)。在作为高频开关模块IA的驱动电压输入用外部电极PM(Vd)上，连接有开关IClOA 的驱动电压输入用端口 Pre(Vd)。在作为高频开关模块IA的控制电压输入用外部电极Pm(VcI)、Pm(Vc2)、Pm(Vc3)上，分别连接有开关IClO的控制电压输入用端口 Pic(Vcl)、Pre(Vc2)、Pre(Vc3)。接着，参照图4，进一步具体说明构成高频开关模块IA的层叠电路基板的层叠结 构。形成高频开关模块IA的层叠电路基板中，利用内部电极图案来实现低通滤波器 30A、30B、阻抗匹配电路20A的电感器Lm2及电容器AC、电感器Lm3、Lm4，利用安装于层叠电 路基板的表面的其它电路元件来实现其它电路元件，利用内部电极图案和顶面及底面的电 极来实现将这些电路元件加以连接的电路图案、和将作为高频开关模块IA的各外部连接 用电极Pm及开关IClOA的各端口 Pre加以连接的电路图案。层叠电路基板采用层叠17层的电介质层的结构。此外，图4是将层叠电路基板的 顶面的层作为第1层、朝向底面侧的层编号增加、且将层叠电路基板的底面的层作为第17 层的层叠图，以下以该层编号为准进行说明。另外，图4中，各层中记载的〇记号也表示导 电性的过孔，利用该过孔可确保在层叠方向上排列的各层的电极间的导电性。在与层叠电路基板的顶面对应的第1层的顶面侧，形成有安装连接盘组，以预定 的位置关系安装有作为安装元器件的开关IC10A、电感器Lml、SAW滤波器SAW12、SAW34。第2层、第3层上形成有各种走线用的电极图案。第4层上在俯视时在遍及大致整个表面形成有接地电极GND。该第4层的接地电 极GND还起到作为电容器GCul的相对电极的作用。第5层上形成有电容器GCul的相对电极。第6层上仅形成有过孔。第7层、第8层、第9层上形成有构成电感器GLtl、GLt2、DLtl、DLt2、Lm2、Lm3、Lm4 的电极图案，第10层上形成有构成电感器GLtl、GLt2、Lm2、Lm3、Lm4的电极图案。第11层、第12层上仅形成有过孔。第13层上形成有接地电极GND。该第13层的 接地电极GND还起到作为电容器AC的相对电极的作用。另外，俯视层叠电路基板时(沿层 叠方向来看)，第13层的接地电极GND形成在与电感器Lm2重合的位置。由此，通过与电感 器Lm2进行电容耦合以产生电容量，从而还可用于对阻抗匹配电路20A的匹配进行微调。第14层上形成有电容器GCcl、GCc2、DCcl的相对电极。第15层上形成有电容器GCu2、DCu2、DCu3、AC的相对电极。电容器GCu2的相对 电极还起到作为电容器GCcl、GCc2的相对电极的作用，电容器DCu2的相对电极还起到作为 电容器DCcl的相对电极的作用。这里，如第13层、第15层、及第16层所示，利用第13层 及第16层的接地电极GND沿着层叠方向将第15层的电容器AC的相对电极夹入其中，通过 采用这样的结构，从而与第1实施方式相同，能防止该电容器AC与其它元件进行耦合。在相当于层叠电路基板的底面的第17层的底面侧，沿着侧边，形成有上述各外部 连接用电极PM，在这些外部连接用电极Pm的配置图案的中央，形成有接地电极GND。另外， 此时，天线用外部电极Pm(ANTO)、和接收用外部电极Pm(RxI)、PM(Rx2)、PM(Rx3)、PM(Rx4)配 置在底面的相对的侧边，可确保它们之间的隔离度。即使采用如上结构，与第1实施方式的高频开关模块1相同，也能将传输特性优 异、具有ESD保护功能、且开关切换速度高速的高频开关模块形成为小型。接着，参照附图，说明第3实施方式所涉及的高频开关模块。图5是本实施方式的 高频开关模块IB的电路图。图6是形成本实施方式的高频开关模块IB的层叠电路基板的
层叠图。
本实施方式的高频开关模块IB与第1实施方式所示的高频开关模块1相比，阻抗 匹配电路20B的结构及开关IClO的接收系统的通信用端口 Pic(RF3) Pre(RF6) —侧的电 路结构不同，其它电路结构相同。因此，对于电路结构相同的部位，省略说明。阻抗匹配电路20B的电路结构与第2实施方式所示的阻抗匹配电路20A相同，包 括电感器Lml、Lm2、电容器AC。电感器Lm2串联连接在天线用外部电极Pm(ANTO)和天线用 端口 Pre(ANTO)之间。电感器Lml的一端与天线用端口 Pic(ANTO)连接，另一端与接地连接。 电容器AC的一端与天线用外部电极Pm(ANTO)连接，另一端与接地连接。即使采用这种结 构，也能获得与上述第1实施方式的阻抗匹配电路20和第2实施方式的阻抗匹配电路20A 相同的作用效果。在作为高频开关模块IB的接收用外部电极Pm(RxI)上，直接连接有开关IClO的 通信用端口 Pre(RF3)，在接收用外部电极Pm(Rx2)上，直接连接有开关IClO的通信用端 □ Pre(RF4)。另外，在接收用外部电极Pm(Rx3)上，直接连接有开关IClO的通信用端口 PK(RF5)，在接收用外部电极Pm(Rx4)上，直接连接有开关IClO的通信用端口 Pic(RF6)。若 采用这种结构，则利用后级的电路基板来实现接收系统的电路，可使高频开关模块进一步 小型化。而且，安装该高频开关模块IB的电子设备的电路基板的设计者可自由设计接收系 统的电路结构。 接着，参照图6，进一步具体说明构成高频开关模块IB的层叠电路基板的层叠结 构。形成高频开关模块IB的层叠电路基板中，利用内部电极图案来实现低通滤波器 30A、30B、阻抗匹配电路20A的电容器AC，利用安装于层叠电路基板的表面的其它电路元件 来实现其它电路元件，利用内部电极图案和顶面及底面的电极来实现将这些电路元件加以 连接的电路图案、和将作为高频开关模块IB的各外部连接用电极Pm及开关IClO的各端口 Pic加以连接的电路图案。层叠电路基板采用层叠24层的电介质层的结构。此外，图6是将层叠电路基板的 顶面的层作为第1层、朝向底面侧的层编号增加、且将层叠电路基板的底面的层作为第24 层的层叠图，以下以该层编号为准进行说明。另外，图6中，各层中记载的〇记号也表示导 电性的过孔，利用该过孔可确保在层叠方向上排列的各层的电极间的导电性。在与层叠电路基板的顶面对应的第1层的顶面侧，形成有安装连接盘组，以预定 的位置关系安装有作为安装元器件的开关IC10、电感器Lml、Lm2。第2层、第3层、第4层、及第5层上形成有各种走线用的电极图案。第6层上形成有接地电极GND。该第6层的接地电极GND还起到作为电容器AC的 相对电极的作用。第7层上，电容器AC的相对电极形成在俯视层叠电路基板时与第6层的 接地电极GND重合的位置。第8层上在遍及大致整个表面形成有接地电极GND，使得包含第 7层的电容器AC的相对电极的形成区域。该第8层的接地电极GND起到作为电容器AC的 相对电极的作用，并且根据与第9层的关系，还起到作为电容器GCul、GCu3、DCul的相对电 极的作用。这里，如第6层、第7层、及第8层所示，利用第6层及第8层的接地电极GND沿着 层叠方向将第7层的电容器AC的相对电极夹入其中，通过采用这样的结构，从而与第1实 施方式和第2实施方式相同，能防止该电容器AC与其它元件进行耦合。而且，本实施方式的结构中，由于第7层上仅形成有电容器AC的相对电极，因此还能防止电容器AC与其它元 件在层内进行耦合。第9层上形成有电 容器GCul、GCu3、DCul的相对电极。第10层、第11层上仅形成 有过孔。第12层、第13层、第14层、第15层及第16层上形成有构成电感器GLtl、GLt2、 DLtl、DLt2的电极图案，第17层上形成有构成电感器DLt2的电极图案。第18层上仅形成 有过孔。第20层上形成有电容器GCcl、GCc2的相对电极。第21层上形成有电容器GCu2、 DCu2的相对电极。第21层的电容器GCu2的相对电极还起到作为电容器GCcl、GCc2的相 对电极的作用，第21层的电容器DCu2的相对电极还起到作为电容器DCcl的相对电极的作用。第22层上形成有接地电极GND，该接地电极GND还起到作为电容器GCu2、DCu2的 相对电极的作用。第23层上，接地电极GND在俯视层叠电路基板时(沿层叠方向来看)形 成在大致整个表面。在相当于层叠电路基板的底面的第24层的底面侧，沿着侧边，形成有上述各外部 连接用电极PM，在这些外部连接用电极Pm的配置图案的中央，形成有接地电极GND。即使采用这种结构，也可解决上述第1实施方式和第2实施方式所示的、利用开关 IC到天线侧的电路可解决的各种问题。接着，参照附图，说明第4实施方式所涉及的高频开关模块。图7是本实施方式的 高频开关模块IC的电路图。本实施方式的高频开关模块IC与第1实施方式所示的高频开关模块1相比，阻抗 匹配电路20C的电路结构不同，其它电路结构相同。因而，以下仅对阻抗匹配电路20C进行 说明。阻抗匹配电路20C包括电感器Lml、Lm2、电容器Cml、AC。电容器Cml和电感器Lm2串联连接在天线用外部电极Pm(ANTO)和天线用端口 Pic(ANTO)之间。此时，电容器Cml和电感器Lm2被配置成，使电感器Lm2与天线用端口 Pic(ANTO)即开关IClO连接。电感器Lml的一端与电感器Lm2和电容器Cml的连接点连接，另一端与接地连接。 电容器AC的一端与天线用外部电极Pm(ANTO)连接，另一端与接地连接。即使采用这种结构，开关IClO的天线用端口 Pre(ANTO)也仅通过电感器Lml、Lm2 的串联电路即电感器，与接地连接。由此，能获得与上述第1实施方式的阻抗匹配电路20 和第2实施方式的阻抗匹配电路20A相同的作用效果。此外，上述各实施方式所示的高频开关模块的结构是示出一个例子，作为基本的 电路结构，只要是开关IC的天线用端口 Pre(ANTO)仅通过电感器与接地连接的结构即可。 而且，只要利用与开关IC的天线连接端口连接的阻抗匹配电路内的电感器来实现该电感 器即可。
权利要求
1.一种高频开关模块，包括开关IC，该开关IC具有与单个天线连接的公共端子、及与 多个高频通信用电路分别连接的多个高频信号输入输出端子，其特征在于，所述高频开关模块包括将所述开关IC的所述公共端子直接与接地连接的第1电感器。
2.如权利要求1所述的高频开关模块，其特征在于，包括将所述多个高频信号输入端子中的至少一个端子直接与接地连接的第2电感器。
3.如权利要求1或2所述的高频开关模块，其特征在于，在所述开关IC的所述公共端子和所述天线之间，包括对所述开关IC和所述天线进行 阻抗匹配的阻抗匹配电路，在该阻抗匹配电路的所述公共端子侧的端部设置所述第1电感器而构成。
4.如权利要求3所述的高频开关模块，其特征在于，所述阻抗匹配电路由将低通滤波器和高通滤波器组合而成的带通滤波器构成，对于构成所述高通滤波器的电感器使用所述第1电感器。
5.如权利要求3或4所述的高频开关模块，其特征在于，包括层叠电路基板，该层叠电路基板安装有所述开关IC，且利用内部电极或所安装的 电子电路元器件来实现所述阻抗匹配电路的电路元件，所述第1电感器的接地侧的端部仅利用形成于所述层叠电路基板的过孔，与形成于所 述层叠电路基板的内层或背面的接地电极连接。
6.如权利要求5所述的高频开关模块，其特征在于，所述第2电感器的至少一个接地侧的端部仅利用形成于所述层叠电路基板的过孔与 所述接地电极连接。
7.如权利要求6所述的高频开关模块，其特征在于，至少一个所述第2电感器是安装在所述层叠电路基板的表面的安装型的电感器。
8.如权利要求7所述的高频开关模块，其特征在于，所述第1电感器是安装在所述层叠电路基板的表面的安装型的电感器，在该安装型的 第1电感器、和所述安装型的第2电感器之间，配置有构成高频开关模块的其它电路元件。
9.如权利要求3至8中的任一项所述的高频开关模块，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括一端与接地连接的电容器，该电容器的相对电极形成为被形成 于所述层叠电路基板的两个接地电极沿着层叠方向夹住的形状。
全文摘要
本发明的高频开关模块使开关IC内充电的电荷高速地放电，以实现高速的开关切换控制。高频开关模块(1)包括开关IC(10)。在开关IC(10)的天线用端口PIC(ANT0)上，连接有阻抗匹配电路(20)。阻抗匹配电路(20)包括高通滤波器(200H)和低通滤波器(200L)，在天线用端口PIC(ANT0)一侧配置高通滤波器(200H)。高通滤波器(200H)是电容器(Cm1)和电感器(Lm1)的L型电路，利用电感器(Lm1)将天线用端口PIC(ANT0)与接地连接。
文档编号H03K17/56GK102035522SQ20101029081
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月16日 优先权日2009年9月29日
发明者上岛孝纪, 村濑永德 申请人:株式会社村田制作所