专利名称：前端模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在便携式电话等通信装置中处理发送信号和接收信号的前端模块。
背景技术：
近年来，便携式电话(蜂窝电话)已步入第三代，并且不只是单纯的通话功能，具有能够传送电子邮件和图像数据的高速数据通信功能正在成为必须，此外，还要求具有位置检测功能。
例如，在美国，制定了有义务使便携式电话具有位置检测功能的法律。在美国，例如，在使用于AMPS(Advanced Mobile Phone System高级移动电话系统)的、大约800MHz～900MHz频带和使用于PCS(PersonalCommunications Service个人通信业务)的、大约1800MHz～2000MHz频带的2个频带(dual band双频带)的码分多址(下面也记为CDMA)方式的便携式电话中，作为位置检测功能，通过对使用1500MHz左右频带的GPS(Global Positioning System全球定位系统)的接收功能进行安装来满足上述要求。在这种电话中，需要使用3个频带。
在便携式电话中，一旦附加了如上所述的新功能，则电路就变得更加复杂，与此同时，部件数目增加。因此，在便携式电话中要求更高密度的部件安装技术。此外，基于这样的事实，在便携式电话内部的高频电路中，为了减少安装空间，部件的小型轻量化、复合化和集成化必不可少。
在日本特开2003-8385号公报中记载了分离AMPS、PCS、GPS各个频带的复合型LC滤波器电路。
此外，在日本特开2002-101005号公报中记载了用于处理使用3个频带的3种通信方式各自的发送信号和接收信号的前端模块。在该前端模块中，通过天线共用器(ダイプレクサ)分离高频带和低频带。在低频带中包含第1通信方式的频带。在高频带中包含第2和第3通信方式2个频带。通过天线开关来分离第1通信方式的发送信号和接收信号。此外，通过其他的天线开关来分离第2和第3通信方式的接收信号和第2和第3通信方式的发送信号。此外，通过两个SAW(弹性表面波)滤波器来分离第2通信方式的接收信号和第3通信方式的接收信号。再者，在日本特开2002-101005号公报中记载了在陶瓷多层基板上使前端模块的结构要素一体化的内容。
另外，在日本特开2002-43977号公报中记载了用于处理使用3个频带的3个通信系统各自的发送信号和接收信号的高频模块。在该高频模块中，通过天线共用器来分离低频带和高频带。在高频带中包含第1和第2通信系统的2个频带。在低频带中包含第3通信系统的频带。通过第1高频开关来分离第1和第2通信系统的接收信号和第1和第2通信系统的发送信号。此外，通过第2高频开关来分离第3通信系统的发送信号和接收信号。此外，通过2个SAW滤波器来分离第1通信系统的接收信号和第2通信系统的接收信号。还有，在日本特开2002-43977号公报中记载了通过集成多个薄(sheet)层形成的层叠体来复合高频模块的结构要素的内容。
为了实现具有上述通话功能、高速数据通信功能和位置检测功能的便携式电话，期望实现能够处理第1和第2频带每一个中的发送信号和接收信号、第3频带中用于位置检测功能的接收信号的前端模块。
在日本特开2003-8385号公报中记载的复合型LC滤波器电路中，虽然具有分离3个频带的功能，但是没有分离各个频带中的发送信号和接收信号的功能。因此，在使用上述复合型LC滤波器电路的情况下，在便携式电话等的通信装置中有必要设置该复合型LC滤波器电路之外的、用于分离各个频带中的发送信号和接收信号的电路。对于这种情况下部件的小型轻量化、复合化和集成化，在日本特开2003-8385号公报中没有考虑。
在日本特开2002-101005号公报记载的前端模块中，使用天线开关分离发送信号和接收信号。但是，在CDMA方式中，发送功能和接收功能中的一个功能必须总是工作。因此，在日本特开2002-101005号公报记载的前端模块中存在不能适应CDMA方式的问题。
在日本特开2002-43977号公报中记载的高频模块中使用高频开关分离发送信号和接收信号。因此，和日本特开2002-101005号公报中记载的前端模块一样，日本特开2002-43977号公报中记载的高频模块中也存在不能适应CDMA方式的问题。
此外，在日本特开2002-101005号公报和日本特开2002-43977号公报中，将包含分离2种通信方式的接收信号的2个SAW滤波器的装置称为SWA双工器。但是，通常，双工器是指分离发送信号和接收信号的装置。在本发明的实施形态中，也称分离发送信号和接收信号的装置为双工器。因此，日本特开2002-101005号公报和日本特开2002-43977号公报中的SAW双工器在功能上是和本发明实施形态中的双工器不同的。
发明内容
本发明的目的在于提供这样一种前端模块它能够处理第1和第2频带每一个中的发送信号和接收信号以及第3频带中的接收信号，于此同时它可以适应码分多址方式，并且能够很容易地实现小型轻量化、复合化和集成化。
本发明的前端模块用于处理在第1和第2频带每一个中的发送信号和接收信号以及第3频带中的接收信号，该模块包括连接到天线上并分离上述第1到第3频带的第1分离装置；连接到上述第1分离装置，包含分别作为滤波器工作的2个弹性波元件，并分离上述第1频带中的发送信号和接收信号的第2分离装置；连接到上述第1分离装置，包含分别作为滤波器工作的2个弹性波元件，并分离上述第2频带中的发送信号和接收信号的第3分离装置；和用于集成上述第1到第3分离装置的1个集成用多层基板，第1分离装置使用上述集成用多层基板内部或表面上的导体层来构成。
本发明的前端模块通过第1分离装置来分离第1到第3频带，通过包含两个弹性波元件的第2分离装置来分离第1频带内的发送信号和接收信号，通过包含两个弹性波元件的第3分离装置来分离第2频带内的发送信号和接收信号。通过1个集成用多层基板来集成第1到第3分离装置。此外，第1分离装置通过使用集成用多层基板内部或表面的导体层来构成。此外，所谓的弹性波元件就是利用弹性波的元件。弹性波元件可以是利用弹性表面波的弹性表面波元件，也可以是利用体(bulk)弹性波的体弹性波元件。
本发明的前端模块中，包含于第2分离装置中的2个弹性波元件和包含于第3分离装置中的2个弹性波元件被安装在集成用多层基板上，弹性波元件之外的第2分离装置和第3分离装置的电路部分的至少一部分使用集成用多层基板内部或表面上的导体层来构成。
此外，本发明的前端模块中，第1分离装置具有使第1频带内的频率信号通过而阻塞第2和第3频带内的频率信号的滤波器、使第2频带内的频率信号通过而阻塞第1和第3频带内的频率信号的滤波器、和使第3频带内的频率信号通过而阻塞第1和第2频带内的频率信号的滤波器。
此外，本发明的前端模块中的第1分离装置具有连接到天线上并使第1到第3频带中的一个频带内的频率信号通过而阻塞另外2个频带内的频率信号的第1滤波器、连接到天线上并阻塞通过第1滤波器的一个频带内的频率信号，而使被第1滤波器阻塞的2个频带内的频率信号通过的第2滤波器、连接到第2滤波器并使2个频带内的一个频带内的频率信号通过，而阻塞另一个频带内的频率信号的第3滤波器、和连接到第2滤波器并阻塞一个频带内的频率信号而使其它频带内的频率信号通过的第4滤波器。
此外，本发明的前端模块的第3频带内的接收信号是用于位置检测功能的信号。
此外，本发明的前端模块的第1和第2频带每一个中的发送信号和接收信号，也可以是码分多址方式的信号。
图1是示出了包含本发明一个实施形态所涉及的前端模块的便携式电话之高频电路的一个实例的方框图。
图2是示出了利用本发明的一个实施形态所涉及的前端模块处理的信号频带的说明图。
图3是示出了图1中的三工器结构的第1实例的方框图。
图4是示出了图3中低通滤波器特性的说明图。
图5是示出了图3中高通滤波器特性的说明图。
图6是示出了图3中带通滤波器特性的说明图。
图7是示出了图1中三工器结构的第2实例的方框图。
图8是示出了连接到图7中的第1端口的低通滤波器特性的说明图。
图9是示出了连接到图7中的第1端口的高通滤波器特性的说明图。
图10是示出了连接到图7中的第3端口的高通滤波器特性的说明图。
图11是示出了连接到图7中的第4端口的低通滤波器特性的说明图。
图12是示出了使用于图3或者图7中所示的三工器的低通滤波器结构之一个实例的电路图。
图13是示出了可以用于替换图12所示的低通滤波器的高频滤除型陷波滤波器结构的一个实例的电路图。
图14是示出了图3或图7所示的三工器中使用的高通滤波器结构的一个实例的电路图。
图15是示出了可以用于代替图14所示的高通滤波器的低频滤除型陷波滤波器结构的一个实例的电路图。
图16是示出了图3中所示的三工器中使用的带通滤波器的结构之一个实例的电路图。
图17是示出了图1中的双工器结构的一个实例的方框图。
图18是示出了图1中的双工器和连接到其上的匹配电路的一个实例的电路图。
图19是示出了图17或图18中发送方带通滤波器特性的说明图。
图20是示出了图17或图18中接收方带通滤波器特性的说明图。
图21是示出了本发明一个实施形态所涉及的前端模块外观的一个实例的斜视图。
图22是图21中所示的前端模块的截面图。
图23是图22中的一部分的斜视图。
图24是示出了本发明的一个实施形态所涉及的前端模块结构的另一个实例的截面图。
图25是示出了包含第1比较例的前端模块的便携式电话的高频电路之一个实例的方框图。
图26是示出了图25中天线共用器外观的一个实例的平面图。
图27是示出了图25中双工器外观的一个实例的斜视图。
图28是图27所示的双工器的截面图。
图29是示出了第1比较例中前端模块构成部件的配置实例的平面图。
图30是示出了第1比较例中前端模块构成部件的配置实例的斜视图。
图31是示出了第2比较例中前端模块中的三工器的外观之一个实例的平面图。
图32是图31所示的三工器的截面图。
图33是示出了分解图32中的一部分的斜视图。
具体实施例方式
下面参考附图对本发明的实施形态进行详细说明。本发明的一个实施形态所涉及的前端模块是用于处理在AMPS中使用的频带(以下，记为AMPS频带)中的发送信号和接收信号、在PCS中使用的频带(以下，记为PCS频带)中的发送信号和接收信号、以及GPS中的接收信号的模块。GPS中的接收信号是用于位置检测功能的信号。AMPS频带对应于本发明中的第1频带，PCS频带对应于本发明的第2频带，GPS中的接收信号的频带(以下，记为GPS频带)对应于本发明的第3频带。此外，在本实施形态中，AMPS频带中的发送信号和接收信号、PCS频带中的发送信号和接收信号均为码分多址方式的信号。
图2示出了上述各个发送信号和接收信号的频带。在图2中，符号TX表示发送信号，符号RX表示接收信号。AMPS频带中的发送信号的频带是824MHz～849MHz。AMPS中的接收信号的频带是869MHz～894MHz。PCS频带中发送信号的频带是1850MHz～1910MHz。PCS频带中的接收信号的频带是1930MHz～1990MHz。GPS中的接收信号的频带是1574MHz～1576MHz。
首先，参考图1对包含本实施形态所涉及的前端模块的便携式电话之高频电路的一个实例进行说明。图1所示的高频电路包括天线1、连接到所述天线1上的与本实施形态相关的前端模块2、和主要进行信号的调制和解调的集成电路3。在高频电路中还包括各输入端连接到前端模块2上，输出端连接到集成电路3上的3个低噪声放大器4A、4P、4G。高频电路还具有各输入端连接到集成电路3的两个功率放大器5A和5P、输入端连接到功率放大器5A的输出端而其输出端连接到前端模块2的绝缘体6A、输入端连接到功率放大器5P的输出端而其输出端连接到前端模块2的绝缘体6P。
前端模块2具有三工器11、2个双工器12、13、和用于对其进行集成的1个集成用多层基板。三工器11对应于本发明的第1分离装置，双工器12对应于本发明的第2分离装置，双工器13对应于本发明的第3分离装置。
三工器11具有第1到第4端口。第1端口连接到天线1。第2端口连接到双工器12。第3端口连接到双工器13。第4端口连接到低噪声放大器4G的输入端。三工器11分离AMPS频带、PCS频带和GPS频带。也就是说，三工器11通过第1端口输出被输入到第2端口的AMPS频带的发送信号，同时通过第2端口输出被输入到第1端口的AMPS频带中的接收信号。此外，三工器11在通过第1端口输出被输入到第3端口的PCS频带中的发送信号的同时，通过第3端口输出被输入到第1端口的PCS频带中的接收信号。此外，三工器11通过第4端口输出被输入到第1端口的GPS频带中的接收信号(图中，记为GPS/RX)。
双工器12具有公共端子、发送端子和接收端子。公共端子连接到三工器11的第2端口。发送端子连接到绝缘体6A的输出端。接收端子连接到低噪声放大器4A的输入端。双工器12分离AMPS频带中的发送信号(图中，记为AMPS/TX)和接收信号(图中，记为AMPS/RX)。即，双工器12在通过公共端子输出被输入到发送端子的AMPS频带的发送信号的同时，通过接收端子输出被输入到公共端子的AMPS频带的接收信号。
双工器13具有公共端子、发送端子和接收端子。公共端子连接到三工器11的第3端口。发送端子连接到绝缘体6P的输出端。接收端子连接到低噪放大器4P的输入端。双工器13分离PCS频带中的发送信号(图中记为PCS/TX)和接收信号(图中记为PCS/RX)。即，双工器13在通过公共端子输出被输入到发送端子的PCS频带的发送信号的同时，通过接收端子输出被输入到公共端子的PCS频带的接收信号。
下面，对三工器11的结构的2个实例进行说明。首先，参照图3，对三工器11的结构的第1实例进行说明。第1实例的三工器11具有第1到第4端口21～24、低通滤波器(以下，记为LPF)25、高通滤波器(以下，记为HPF)26和带通滤波器(以下，记为BPF)27。LPF25、HPF26、BPF27每一个的一端连接到第1端口21。LPF25的另一端连接到第2端口22。HPF26的另一端连接到第3端口23。BPF27的另一端连接到第4端口24。
图4模式地表示出LPF25的特性，也就是频率和增益的关系。如图4所示，LPF25使AMPS频带内的频率信号通过，而阻塞PCS频带和GPS频带内的频率信号。此外，代替LPF25，也可以使用使AMPS频带内的频率信号通过而阻塞PCS频带和GPS频带内的频率信号的高通滤除型陷波滤波器。
图5模式地表示HPF26的特性，也就是频率和增益的关系。如图5所示，HPF26使PCS频带内的频率信号通过，而阻塞AMPS频带和GPS频带内的频率信号。此外，代替HPF26，也可以使用使PCS频带内的频率信号通过而阻塞AMPS频带和GPS频带内的频率信号的低通滤除型陷波滤波器。
图6模式地表示BPF27的特性，也就是频率和增益的关系。如图6所示，BPF27使GPS频带内的频率信号通过，而阻塞AMPS频带和PCS频带内的频率信号。
下面参照图7，对三工器11的结构的第2实例进行说明。第2实例的三工器11具有第1到第4端口21～24、一端连接到第1端口21而另一端连接到第2端口的LPF31、一端连接到第1端口21的HPF32。第2实例的三工器11还具有一端连接到HPF32的另一端而其另一端连接到第3端口23的HPF33、一端连接到HPF32的另一端而其另一端连接到第4端口24的LPF34。
图8模式地表示LPF31的特性，也就是频率和增益的关系。如图8所示，LPF31使AMPS频带内的频率信号通过，而阻塞PCS频带和GPS频带内的频率信号。此外，代替LPF31，也可以使用使AMPS频带的频率信号通过而阻塞PCS频带和GPS频带内的频率信号的高通滤除型陷波滤波器。
图9模式地表示HPF32的特性，也就是频率和增益的关系。如图9所示，HPF32使PCS频带和GPS频带内的频率信号通过，而阻塞AMPS频带内的频率信号。此外，代替HPF32，也可以使用使PCS频带和GPS频带内的频率信号通过而阻塞AMPS频带内的频率信号的低通滤除型陷波滤波器。
图10模式地表示HPF33的特性，也就是频率和增益的关系。如图10所示，HPF33使PCS频带内的频率信号通过，而阻塞GPS频带内的频率信号。此外，代替HPF33，也可以使用使PCS频带内的频率信号通过而阻塞GPS频带内的频率信号的低通滤除型陷波滤波器。
图11模式地表示LPF34的特性，也就是频率和增益的关系。如图11所示，LPF34使GPS频带内的频率信号通过，而阻塞PCS频带内的频率信号。此外，代替LPF34，也可以使用使GPS频带内的频率信号通过而阻塞PCS频带内的频率信号的高通滤除型陷波滤波器。
下面，参考图12到图16对三工器11中使用的各种滤波器的结构实例进行说明。
图12是示出了作为LPF25、31、34使用的LPF结构的一个实例的电路图。该LPF具有2个端子41和42、电感器43和3个电容器44～46。电感器43的一端连接到端子41，电感器43的另一端连接到端子42。电容器44的一端连接端子41，电容器44的另一端连接到端子42。电容器45的一端连接端子41，电容器45的另一端接地。电容器46的一端连接到端子42，电容器46的另一端接地。
图13是示出了可以用于代替图12所示的LPF的高通滤除型陷波滤波器结构之一个实例的电路图。该陷波滤波器具有2个端子51和52、两个电感器53和54、以及电容器55。电感器53的一端连接到端子51。电容器54的一端连接到电感器53的另一端，电感器54的另一端连接到端子52。电容器55的一端连接到电感器53的另一端，电容器55的另一端连接到端子52。
图14是示出了作为HPF26、32、33使用的HPF结构的一个实例的电路图。该HPF具有2个端子61和62、3个电感器63、65、66以及电容器64。电感器63的一端连接到端子61，电感器63的另一端连接到端子62。电容器64的一端连接端子61，电容器64的另一端连接到端子62。电感器65的一端连接端子61，电感器65的另一端接地。电感器66的一端连接到端子62，电感器66的另一端接地。
图15是示出了可以用于代替图14所示的HPF的低通滤除型陷波滤波器的结构之一个实例的电路图。该陷波滤波器具有2个端子71和72、2个电容器73和75、以及电感器74。电容器73的一端连接到端子71。电感器74的一端连接到电容器73的另一端，电感器74的另一端连接到端子72。电容器75的一端连接到电容器73的另一端，电容器75的另一端连接到端子72。
图16是示出了作为BPF27使用的BPF结构的一个实例的电路图。该BPF具有2个端子81和82、6个电容器83～88、以及2个电感器91和92。电容器83的一端连接到端子81。电容器84的一端连接到电容器83的另一端。电容器85的一端连接电容器84的另一端，电容器85的另一端连接到端子82。电容器86的一端连接到端子81，电容器86的另一端连接到端子82。电容器87的一端连接到电容器83、84的连接点，电容器87的另一端接地。电容器88的一端连接到电容器84、85的连接点，电容器88的另一端接地。电感器91的一端连接到电容器87的一端，电感器91的另一端接地。电感器92的一端连接到电容器88的一端，电感器92的另一端接地。
下面，参考图17对双工器12、13的电路结构的一个实例进行说明。图17所示的双工器12、13具有公共端子101、发送端子102和接收端子103。公共端子101连接到三工器11上。接收端子102连接到绝缘体6A或者绝缘体6P上。接收端子103连接到低噪声放大器4A或低噪声放大器4P上。
双工器12、13还具有一端连接到公共端子101上的发送方延迟线(图17中记为发送方DL)104、输出端连接到发送方延迟线104的另一端而输入端连接到发送端子102的发送方BPF105。双工器12、13还具有一端连接到公共端子101的接收方迟延线(图17中记为接收方DL)106、输入端连接到接收方迟延线106的另一端而输出端连接到接收端子103的接收方BPF107。BPF105、107使用任何一种弹性波元件来构成。
发送方延迟线104和接收方延迟线106在从各个端子101、102、103看双工器12、13时的阻抗调整为如下所示。即，当从公共端子101看双工器12、13时，发送信号频带和接收信号频带中的阻抗几乎变成50Ω。从发送端子102看双工器12、13时，发送信号频带中的阻抗几乎变成50Ω，接收信号频带中的阻抗变得非常大。从接收端子103看双工器12、13时，接收信号频带内的阻抗几乎变成50Ω，发送信号频带内的阻抗变得非常大。此外，根据BPF105、107的结构，也可以仅仅设置发送方延迟线104和接收方延迟线106中的一个。
此外，为了实现上述阻抗关系，在图17所示的双工器12、13中的公共端子101、发送端子102、接收端子103和连接到上述这些部件的外部电路之间亦可根据需要设置匹配电路。图18是示出了双工器12、13以及连接到其上的匹配电路的电路结构之一个实例的电路图。图28所示的实例中的双工器12、13的结构和图17所示的双工器12、13的结构相同。在图18所示的例子中，匹配电路111连接到公共端子101上，匹配电路112连接到发送端子102上，匹配电路113连接到接收端子103上。这些匹配电路111、112、113包含在前端模块2中。
匹配电路111具有端子114和2个电容器115、116。端子114连接到三工器11上。电容器115的一端连接到端子114上，而电容器115的另一个端子连接到公共端子101上。电容器116的一端连接到公共端子101上，而电容器116的另一端接地。
匹配电路112具有端子117、2个电容器118、119和电感器120。电容器118的一端连接到端子117。电容器119的一端连接到电容器118的另一端，电容器119的另一端连接到发送端子102上。电感器120的一端连接到电容器118的另一端上，电感器120的另一端接地。
匹配电路113具有端子121、电感器122和电容器123。电感器122的一端连接到接收端子103上，电感器122的另一端连接到端子121上。电容器123的一端连接到端子121上，电容器123的另一端接地。
图19模式地表示双工器12、13中发送方BPF105的特性，也就是频率和增益的关系。如图19所示，发送方BPF105使发送信号(图19中记为TX)通过，而阻塞接收信号(在图19中记为RX)。
图20模式地表示双工器12、13中接收方BPF107的特性，也就是频率和增益的关系。如图20所示，发送方BPF107使发送信号(图20中记为TX)通过，而阻塞接收信号(在图20中记为RX)。
下面参考图21到图24对前端模块2的构造进行说明。图21是示出了前端模块2外观的一个实例的斜视图。如图21所示，前端模块2具有1个集成用多层基板130。三工器11和2个双工器12、13通过2个集成用多层基板进行集成。集成用多层基板130采用交互地层叠电介质层、图形化导体层的结构。集成用多层基板130例如是低温烧成的陶瓷多层基板。前端模块2的电路由集成用多层基板130内部或者表面的导体层、安装在集成用多层基板130上的部件构成的。尤其是，三工器11使用集成用多层基板130内部或表面上的导体层来构成的。
如图17所示，双工器12、13分别具有2个BPF105、107。BPF105、107使用任何一种弹性波元件来构成。从很早以前，就使用了采用电介质谐振器构成的部件来作为BPF。但是，因为使用了电介质谐振器的BPF较大且很重，所以不适合于前端模块的小型轻量化。在本实施形态中，因为双工器12、13具有使用弹性波元件构成的BPF105、107，所以可以实现包含BPF105、107的前端模块2的小型轻量化。
此外，虽然在此对使用了作为弹性波元件的弹性表面波元件时的实例进行了说明，但是也可以代替弹性表面波元件而采用体弹性波元件。弹性波元件利用在压电材料表面上传播的音波(弹性表面波)，而体弹性波元件则利用在压电材料内部传播的音波(体弹性波)。该体弹性波元件中，尤其是使用压电材料薄膜制作的元件称为薄膜体波元件，特别是，将使用由压电材料薄膜制作的谐振器称为薄膜体波谐振器(Film BulkAcoustic ResonatorFBAR)。作为上述弹性波元件，也可以使用上述薄膜体波元件。该薄膜体波元件比弹性表面波元件温度特性好。一般地，弹性表面波元件的温度特性是40ppm/℃左右，而薄膜体波元件的温度特性是20ppm/℃左右。因此，薄膜体波元件对于实现滤波器要求的陡峭频率特性是有利的。
在图21中，符号131、132表示包含使用在双工器12的BPF105、107中的弹性表面波元件的芯片(chip)，符号133、134表示包含使用在双工器13的BPF105、107中的弹性表面波元件的芯片。芯片131～134被安装在集成用多层基板130的上面。弹性表面波元件以外的双工器12、13电路部分的至少一部分使用集成用多层基板130内部或表面上的导体层来构成。图21中示出了弹性表面波之外的双工器电路12、13电路部分的一部分通过安装在集成用多层基板130上表面的芯片部件135～137来构成，弹性表面波元件之外的双工器12、13电路部分的剩余部分采用集成用多层基板130的内部或者表面上的导体层来构成的实例。但是，因为弹性表面波元件之外的双工器12、13的电路部分全部是由电感器和电容器构成的，所以使用集成用多层基板130内部或表面上的导体层来构成弹性表面波元件之外的双工器12、13的整个电路部分亦可。
集成用多层基板130的上表面、安装在其上表面的芯片131～134以及芯片部件135～137被屏蔽外壳138覆盖。
图22是表示21中符号140所表示的截面的截面图。如图22所示，芯片131具有LiTao3等压电材料形成的压电基板141、在该压电基板141的一面上形成的梳形电极142、用于连接该梳形电极142到外部电路的连接电极143、和覆盖该梳形电极142的覆盖物144。连接电极143和梳形电极142被配置在同一面上。此外，梳形电极142和覆盖物144之间形成空间。芯片131通过倒装芯片接合方式安装在集成用多层基板130的上表面，使梳形电极142面对集成用多层基板130的上表面。芯片132～134的结构和安装方法也和芯片131相同。
在图22中，符号151表示连接到天线1的天线元件，符号152表示输出AMPS频带的接收信号的输出端子，符号153表示接地端子。这些端子151～153被配置在集成用多层基板130的下面。此外，符号154表示配置在集成用多层基板130内部的接地层。该接地层154连接到接地端子153上。
此外，在图22所示的例子中，芯片131作为构成双工器12的接收方BPF107的部件。此外，在图22中，作为在集成用多层基板130的内部形成的电路部分的一个实例，示出了图3所示结构的三工器11中的LPF25(图12所示结构的LPF)、图18所示的匹配电路111、图18所示的接收方延迟线106、和图18所示的匹配电路113。图23是示出了图22中符号160所示的部分，也就是匹配电路111和接收方延迟线106的斜视图。
在图21所示的实例中，集成用多层基板130的上表面较平坦，芯片131～134安装在该平坦的上表面。作为其它的实例，如图24所示，也可以在集成用多层基板130的上表面形成容纳芯片131～134的4个凹部139，在该凹部139内分别配置芯片131～134。
图21所示的前端模块2的大小例如为长5.4mm、宽4.0mm、高1.8mm。
下面，参照图25到图30说明相对于本实施形态所涉及的前端模块2的第1比较实例的前端模块。首先，参考图25，对包含第1比较实例的前端模块的便携式电话之高频电路的一个实例进行说明。图25所示的高频电路具有2个天线201A、201B，以及连接到天线201A、201B的前端模块202。天线201A用于发送和接收AMPS频带和PCS频带中的信号。天线201B用于接收GPS的接收信号。
图25所示的高频电路还具有主要进行调制和解调AMPS频带和PCS频带中的信号的集成电路203A、主要进行调制GPS中的接收信号的集成电路203B。高频电路还具有输入端分别连接到前端模块202，而其输出端连接到集成电路203A上的2个低噪声放大器204A、204P、输入端连接到前端模块202，而其输出端连接到集成电路203B上的低噪声放大器204G。高频电路还具有输入端分别连接到集成电路203A的2个功率放大器205A、205P、输入端连接到功率放大器205A的输出端，而其输出端连接到前端模块202的绝缘体206A、输出端连接到功率放大器205P的输出端，而输出端连接到前端模块202的绝缘体206P。
前端模块202具有天线共用器210、2个双工器212、213和BPF214。天线共用器210具有第1到第3端口。第1端口连接到天线201A上。第2端口连接到双工器212上。第3端口连接到双工器213上。天线共用器210分离AMPS频带和PCS频带。也就是说，天线共用器210在通过第1端口输出被输入到第2端口的AMPS频带中的发送信号的同时，通过第2端口输出被输入到第1端口的AMPS频带中的接收信号。此外，天线共用器210在通过第1端口输出被输入到第3端口的PCS频带中的发送信号的同时，通过第3端口输出被输入到第1端口的PCS频带中的接收信号。
双工器212具有公共端子、发送端子和接收端子。公共端子连接到天线共用器210的第2端口。发送端子连接到绝缘体206A的输出端。接收端子连接到低噪声放大器204A的输入端。双工器212分离AMPS频带中的发送信号(图中记为AMPS/TX)和接收信号(图中记为AMPS/TX)。即，天线共用器212在通过公共端子输出被输入到发送端子的AMPS频带中的发送信号的同时，通过接收端子输出被输入到公共端子的AMPS频带内的接收信号。
双工器213具有公共端子、发送端子和接收端子。公共端子连接到天线共用器210的第3端口。发送端子连接到绝缘体206P的输出端。接收端子连接到低噪声放大器204P的输入端。双工器213分离PCS频带中的发送信号(图中记为PCS/TX)和接收信号(图中记为PCS/TX)。即，天线共用器213在通过公共端子输出被输入到发送端子的PCS频带中的发送信号的同时，通过接收端子输出被输入到公共端子的PCS频带内的接收信号。
BPF214的输入端连接到天线201B、BPF214的输出端连接到低噪声放大器204G的输入端。BPF214有选择地通过由天线201B接收的GPS中的接收信号(图中记为GPS/RX)。
天线共用器210的电路结构是从图3所示的三工器11的结构中除去BPF27和第4端口24的结构。双工器212、213的电路结构和本实施形态中的双工器12、13电路结构一样。
第1比较例的前端模块202如下构成天线共用器210、两个双工器212和213、BPF214作为彼此不同的部件，并且通过焊接等方法将它们安装在母板上。
图26是表示天线共用器210外观的一个实例的平面图。图26所示的天线共用器210具有对应于第1到第3端口的端子210A、210B、210C、以及3个接地端子210G。在图26所示的实例中，天线共用器210的大小为长2.0mm，宽1.2mm。
图27是双工器212、213外观的一个实例的斜视图。图27所示的双工器212、213具有两个包含使用于每个BPF上的弹性表面波元件的芯片221、222、安装了该两个芯片221、222的安装基板223、覆盖芯片221、222的屏蔽外壳224。安装基板223是多层基板。在图27所示的例子中，双工器212、213的大小为长5mm、宽5mm、高1.5mm。
图28是示出穿过图27中芯片221的截面的截面图。图28中芯片221的结构和图22所示的芯片131的结构相同。图28中示出了公共端子231、接收端子232、接收方延迟线233以及匹配电路234。接收方延迟线233和匹配电路234使用安装基板223的内部或表面上的导体层来形成。
图29是示出了第1比较例中前端模块构成部件的配置实例的平面图，图30是示出了该配置实例的斜视图。在该例子中，在母板上设置了配置天线共用器210、双工器212、213以及它们的外围电路的第1区域237、配置BPF214及其外围电路的第2区域238。在该例子中，BPF214的大小为长3mm、宽6mm。此外，在该例子中，第1区域237的大小为长13mm、宽10mm，第2区域238的大小为长5mm、宽10mm。
下面，参考图31到图33说明本实施形态所涉及的相对于前端模块2的第2比较例的前端模块。第2比较例的前端模块的电路结构和图1所示的前端模块2相同。但是，在第2比较例中，三工器和两个双工器视为不同的部件，通过焊接等方法将它们安装在母板上来构成。图31是示出了第2比较例中三工器外观的一个实例的平面图。图31所示的三工器211具有对应于第1到第4端口的端子211A、211B、211C、211D和2个接地端子211G。在图31所示的实例中，三工器211的大小为长3.2mm，宽2.5mm。三工器211的电路结构和图3或图7所示的三工器11的电路结构相同。
图32是图31所示的三工器211的截面图。图33是分解示出了图32中符号241、242所示部分的斜视图。如图32所示，三工器211具有多层基板。图32和图33示出了端子211A、连接到该端子211A上的LPF255。该LPF225是使用多层基板的内部或表面上的导体层来形成的。该LPF225采用如图12所示的结构。也就是，LPF225具有电感器43和3个电容器44～46。此外，在图32中符号240表示接地层。
第2比较例中前端模块的构成部件的配置如下，即例如除去图29和图30中的BPF214和其外围电路，代替天线共用器210而配置了三工器211。因为三工器211比天线共用器210大，所以母板上第2比较例中的前端模块所占的区域比图29和图30中的第1区域237大若干。
本实施形态所涉及的前端模块2与第1比较例和第2比较例中任意一个相比较，能够减小占有面积。
如上所述，本实施形态所涉及的前端模块2具有分离AMPS频带、PCS频带和GPS频带的三工器11、分离AMPS频带中的发送信号和接收信号的双工器12、分离PCS频带中的发送信号和接收信号的双工器13。双工器12包含分别作为滤波器工作的2个弹性波元件。双工器13也包含分别作为滤波器工作的2个弹性波元件。在本实施形态中，三工器11、双工器12、13通过集成用多层基板130进行集成。三工器11使用集成用多层基板130内部或表面上的导体层来构成。
根据上述内容，基于本实施形态，能够通过1个连接到天线1上的前端模块2来处理AMPS频带和PCS频带每一个中的发送信号和接收信号、以及GPS中的接收信号。此外，在本实施形态中，因为通过双工器12、13分离发送信号和接收信号，故可以适应码分多址方式。此外，如果根据本实施形态，那么可以容易地实现小型轻量化、复合化和集成化的前端模块2。此外，如果根据本实施形态，那么实现具有位置检测功能的便携式电话将成为可能。
此外，在本实施形态中，包含使用于双工器12中的BPF105、107的弹性表面波元件的芯片131、132、以及包含使用于双工器13中的BPF105、107的弹性表面波元件的芯片133、134被安装在集成用多层基板130的上表面。因此，弹性表面波元件以外的双工器12、13电路部分的至少一部分使用集成用多层基板130内部或表面上的导体层来构成。因此，使前端模块2更加小型轻量化成为可能。
此外，根据本实施形态，通过一体化包含弹性波元件的双工器12、13和三工器11，从而双工器12、13和其外围电路的阻抗匹配能够成为最佳。因此，根据本实施形态，亦能够提高前端模块2的性能。
此外，本发明并不限定于上述实施形态，可以进行各种变换。例如，在本实施形态中，使包含使用于BPF105的弹性表面波元件的芯片和包含使用于BPF107的弹性表面波元件的芯片彼此不同。但是，在本发明中，也可以将这两个芯片合为一个芯片。
此外，实施形态中例举的3个频带的组合是一个实例，本发明对其它频带组合也是适用的。
如上所述，本发明的前端模块具有分离第1到第3频带的第1分离装置、分离第1频带中发送信号和接收信号的第2分离装置、分离第2频带中发送信号和接收信号的第3分离装置。第2分离装置分别包含作为滤波器工作的2个弹性波元件。第3分离装置也分别包含作为滤波器工作的2个弹性波元件。第1到第3分离装置通过1个集成用多层基板进行集成。此外，第1分离装置使用集成用多层基板的内部或表面上的导体层来构成。因此，根据本发明，能够实现在处理第1和第2频带每一个中的发送信号和接收信号以及第3频带中的接收信号的同时，适应码分多址方式，并且能够较容易地实现小型轻量化、复合化和集成化的前端模块。
此外，在本发明的前端模块中，在包含于第2分离装置的2个弹性波元件以及包含于第3分离装置的2个弹性波元件被安装在集成用多层基板上，弹性波元件之外的第2分离装置和第3分离装置的电路部分的至少一部分也可以通过使用集成用多层基板内部或表面上的导体层来构成。在这种情况下，可以使前端模块更加小型轻量化。
此外，在本发明的前端模块中，第3频带内的接收信号也可以是用于位置检测功能的信号。在这种情况下，实现具有位置检测功能的便携式电话等通信装置成为可能。
从上述说明可知，可以实施本发明的各种形态或变形实例。因此，在下面权利要求的相应范围内，可以采用上述最佳形态之外的形态来实施本发明。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.(补正后)一种前端模块，用于处理第1和第2频带中每一个频带的发送信号和接收信号以及第3频带中的接收信号，其特征在于，该模块包括连接到天线上并分离所述第1到第3频带的第1分离装置；连接到所述第1分离装置，包含分别作为滤波器工作的2个弹性波元件，并分离所述第1频带中的发送信号和接收信号的第2分离装置；连接到所述第1分离装置，包含分别作为滤波器工作的2个弹性波元件，并分离所述第2频带中的发送信号和接收信号的第3分离装置；和用于集成所述第1到第3分离装置的1个集成用多层基板，所述第1分离装置使用所述集成用多层基板内部或表面上的导体层来构成，所述第1分离装置包含滤波器，所述第2分离装置或第3分离装置被设置在所述弹性波元件和所述第1分离元件之间，并包含调整阻抗的迟延线，所述第2分离装置中包含的2个弹性波元件和所述第3分离装置中包含的2个弹性波元件被安装在所述集成用多层基板的上面，所述集成用多层基板作为内部导体层，包含接地层、在所述接地层和所述集成用多层基板上表面之间配置的构成所述延迟线的导体层、所述接地层和所述集成用多层基板下面之间配置的构成包含在所述第一分离装置中的所述滤波器的导体层。
2.(补正后)根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，还包括设置在所述延迟线和所述第一分离装置之间的匹配电路，所述集成用多层基板作为内部导体层，还包括配置在所述接地层和所述集成用多层基板上表面之间并构成所述匹配电路的导体层。
3.根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，所述第一分离装置具有使第1频带内的频率信号通过而阻塞第2和第3频带内的频率信号的滤波器；和使第2频带内的频率信号通过而阻塞第1和第3频带内的频率信号的滤波器；和使第3频带内的频率信号通过而阻塞第1和第2频带内的频率信号的滤波器。
4.根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，所述第一分离装置具有连接到所述天线，使第1到第3频带中的一个频带内的频率信号通过而阻塞另外2个频带内的频率信号的第1滤波器；连接到所述天线，阻塞通过所述第1滤波器的所述一个频带内的频率信号，而使被所述第1滤波器阻塞的所述2个频带内的频率信号通过的第2滤波器；连接到所述第2滤波器，使所述2个频带中一个频带内的频率信号通过，而阻塞另一频带内的频率信号的第3滤波器；和连接到所述第2滤波器，阻塞所述一个频带内的频率信号而使其他频带内的频率信号通过的第4滤波器。
5.根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，所述第3频带内的接收信号是用于位置检测功能的信号。
6.根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，所述第1和第2频带中每一个频带的发送信号和接收信号是码分多址方式的信号。
7.(追加)根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，还包括配置在所述集成用多层基板下面，并连接到构成包含在所述第一分离装置中的所述滤波器的所述导体层上的端子。
权利要求
1.一种前端模块，用于处理在第1和第2频带中每一个频带的发送信号和接收信号以及第3频带中的接收信号，其特征在于，该模块包括连接到天线上并分离所述第1到第3频带的第1分离装置；连接到所述第1分离装置，包含分别作为滤波器工作的2个弹性波元件，并分离所述第1频带中的发送信号和接收信号的第2分离装置；连接到所述第1分离装置，包含分别作为滤波器工作的2个弹性波元件，并分离所述第2频带中的发送信号和接收信号的第3分离装置；和用于集成所述第1到第3分离装置的1个集成用多层基板，所述第1分离装置使用所述集成用多层基板的内部或表面上的导体层来构成。
2.根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，所述第2分离装置中包含的2个弹性波元件和所述第3分离装置中包含的2个弹性波元件被安装在所述集成用多层基板上，所述弹性波元件之外的第2分离装置和第3分离装置的电路部分的至少一部分使用所述集成用多层基板内部或表面上的导体层来构成。
3.根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，所述第1分离装置具有使第1频带内的频率信号通过而阻塞第2和第3频带内的频率信号的滤波器；使第2频带内的频率信号通过而阻塞第1和第3频带内的频率信号的滤波器；和使第3频带内的频率信号通过而阻塞第1和第2频带内的频率信号的滤波器。
4.根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，所述第1分离装置具有连接到所述天线，使第1到第3频带中的一个频带内的频率信号通过而阻塞另外2个频带内的频率信号的第1滤波器；连接到所述天线，阻塞通过所述第1滤波器的所述一个频带内的频率信号，而使被所述第1滤波器阻塞的所述2个频带内的频率信号通过的第2滤波器；连接到所述第2滤波器，使所述2个频带中一个频带内的频率信号通过，而阻塞另一个频带内的频率信号的第3滤波器；和连接到所述第2滤波器，阻塞所述一个频带内的频率信号，并使其它频带内的频率信号通过的第4滤波器。
5.根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，所述第3频带内的接收信号是用于位置检测功能的信号。
6.根据权利要求1所述的前端模块，其特征在于，所述第1和第2频带中每一个频带的发送信号和接收信号是码分多址方式的信号。
全文摘要
一种前端模块(2)具有分离上述AMPS频带、PCS频带和GPS频带的三工器(11)、分离AMPS频带中的发送信号和接收信号的双工器(12)和分离PCS频带中的发送信号和接收信号的双工器(13)。双工器(12、13)包含作为滤波器工作的弹性波元件。三工器(11)、双工器(12、13)通过1个集成用多层基板进行集成。三工器(11)通过使用集成用多层基板内部和表面上的导体层来构成。
文档编号H01P1/213GK1751447SQ200480004308
公开日2006年3月22日 申请日期2004年2月9日 优先权日2003年2月14日
发明者中井信也, 藤冈秀昭 申请人:Tdk株式会社