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JP2024085070A - 高周波モジュール - Google Patents

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JP2024085070A
JP2024085070A JP2022199403A JP2022199403A JP2024085070A JP 2024085070 A JP2024085070 A JP 2024085070A JP 2022199403 A JP2022199403 A JP 2022199403A JP 2022199403 A JP2022199403 A JP 2022199403A JP 2024085070 A JP2024085070 A JP 2024085070A
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Abstract

Figure 2024085070000001
【課題】減衰特性が可変する弾性波フィルタを有する高周波モジュールを提供する。
【解決手段】高周波モジュール1は、1以上の直列腕共振子および1以上の並列腕共振子を有するフィルタ10と、入出力端子100およびフィルタ10を結ぶ第2経路に接続されたインダクタ20と、上記1以上の並列腕共振子のうちの第1並列腕共振子およびグランドの間に接続された並列腕回路80と、を備え、並列腕回路80は、インダクタ30および40と、共通端子50a、選択端子50bおよび50cを有するスイッチ50と、を備え、選択端子50bはインダクタ30の一端に接続され、選択端子50cはインダクタ40の一端に接続され、共通端子50aは第1並列腕共振子に接続され、インダクタ30の他端およびインダクタ40の他端はグランドに接続される。
【選択図】図1

Description

本発明は、高周波モジュールに関する。
特許文献1には、共通端子に接続された弾性波送信フィルタおよび受信フィルタを備える高周波モジュールが開示されている。弾性波送信フィルタの並列腕共振子とグランドとの間に接続された第1のインダクタと整合回路のインダクタとが電磁界結合することにより、送信フィルタの減衰特性を改善できるとしている。
国際公開第2016/136413号
弾性波フィルタの並列腕共振子とグランドとの間にインダクタが付加されることにより、当該弾性波フィルタの通過帯域の伝送損失を増加させることなく、特定の減衰帯域の減衰量を改善できる。
しかしながら、マルチバンド化の進展に伴って、上記弾性波フィルタと同時動作するフィルタが変化する場合、また、上記弾性波フィルタを通過する信号の周波数、パワーなどが変化する場合、上記弾性波フィルタの良好な減衰特性を確保したままで減衰帯域および減衰量の少なくとも1つ変化させる必要がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、減衰特性が可変する弾性波フィルタを有する高周波モジュールを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、第1入出力端子および第2入出力端子と、第1入出力端子および第2入出力端子を結ぶ第1経路に直列配置された1以上の直列腕共振子、ならびに、第1経路およびグランドの間に接続された1以上の並列腕共振子を有する弾性波フィルタと、第1入出力端子または第2入出力端子と弾性波フィルタとを結ぶ第2経路に接続された第1インダクタと、1以上の並列腕共振子のうちの第1並列腕共振子およびグランドの間に接続された並列腕回路と、を備え、並列腕回路は、第2インダクタおよび第3インダクタと、共通端子、第1選択端子および第2選択端子を有するスイッチと、を備え、第1選択端子は第2インダクタの一端に接続され、第2選択端子は第3インダクタの一端に接続され、共通端子は第1並列腕共振子およびグランドの一方に接続され、第2インダクタの他端および第3インダクタの他端は、第1並列腕共振子およびグランドの他方に接続される。
本発明によれば、減衰特性が可変する弾性波フィルタを有する高周波モジュールを提供することが可能となる。
実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置の回路構成図である。 実施の形態に係る高周波モジュールの具体的な回路構成図である。 実施の形態に係る高周波モジュール(磁界結合なし)の第1の回路状態を示す図である。 実施の形態に係る高周波モジュール(磁界結合なし)の第1の回路状態における通過特性を示すグラフである。 実施の形態に係る高周波モジュール(磁界結合なし)の第2の回路状態を示す図である。 実施の形態に係る高周波モジュール(磁界結合なし)の第2の回路状態における通過特性を示すグラフである。 実施の形態に係る高周波モジュール(磁界結合あり)の第1の回路状態を示す図である。 実施の形態に係る高周波モジュール(磁界結合あり)の第1の回路状態における通過特性を示すグラフである。 実施の形態に係る高周波モジュール(磁界結合あり)の第2の回路状態を示す図である。 実施の形態に係る高周波モジュール(磁界結合あり)の第2の回路状態における通過特性を示すグラフである。 実施例1に係る半導体ICの平面概略図および断面概略図である。 実施例1に係る高周波モジュールの断面図である。 変形例1に係る高周波モジュールの断面図である。 変形例2に係る高周波モジュールの断面図である。 変形例3に係る高周波モジュールの断面図である。 変形例4に係る高周波モジュールの断面図である。 変形例5に係る高周波モジュールの断面図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施例および変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する場合がある。
また、本開示において、平行および垂直等の要素間の関係性を示す用語、および、矩形状等の要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する。
また、本開示において、「接続される」とは、接続端子および/または配線導体で直接接続される場合だけでなく、他の回路素子を介して電気的に接続される場合も含むことを意味する。また、「AとBとの間に接続される」、「AおよびBの間に接続される」とは、AおよびBを結ぶ経路上でAおよびBと接続されることを意味する。
また、本開示において、基板の平面視とは、基板および基板に実装された回路素子を基板の主面に平行な平面に正投影して見ることを意味する。
また、本開示の部品配置において、「部品が基板に配置される」とは、部品が基板の主面上に配置されること、および、部品が基板内に配置されることを含む。「部品が基板の主面上に配置される」とは、部品が基板の主面に接触して配置されることに加えて、部品が主面と接触せずに当該主面の上方に配置されること(例えば、部品が主面と接触して配置された他の部品上に積層されること)を含む。また、「部品が基板の主面上に配置される」は、主面に形成された凹部に部品が配置されることを含んでもよい。「部品が基板内に配置される」とは、部品がモジュール基板内にカプセル化されることに加えて、部品の全部が基板の両主面の間に配置されているが部品の一部が基板に覆われていないこと、および、部品の一部のみが基板内に配置されていることを含む。
また、本開示において、「経路」とは、高周波信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。
また、本開示において、「部品Aが経路Bに直列配置される」とは、部品Aの信号入力端および信号出力端の双方が、経路Bを構成する配線、電極、または端子に接続されていることを意味する。
また、本開示の部品配置において、回路素子A(または配線A)と回路素子B(または配線B)とが隣接配置されている(または隣り合っている)とは、回路素子A(または配線A)と回路素子B(または配線B)との間に、他の回路素子(および配線)が配置されていないことを意味する。
(実施の形態)
[1.高周波モジュール1および通信装置5の構成]
本実施の形態に係る高周波モジュール1および通信装置5の回路構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、実施の形態に係る高周波モジュール1および通信装置5の回路構成図である。同図に示すように、本実施の形態に係る通信装置5は、高周波モジュール1と、電力増幅器2と、アンテナ3と、RF信号処理回路(RFIC:Radio Frequency Integrated Circuit)4と、を備える。
高周波モジュール1は、アンテナ3とRFIC4との間で高周波信号を伝送する。高周波モジュール1の詳細な回路構成については後述する。
電力増幅器2は、入力端が信号入力端子120を介してRFIC4に接続され、出力端が高周波モジュール1に接続されている。なお、電力増幅器2は、送信信号を増幅する増幅器であるが、これに代わって、アンテナ3で受信し高周波モジュール1を通過した受信信号を増幅する低雑音増幅器であってもよい。
アンテナ3は、高周波モジュール1に接続され、高周波モジュール1から出力された高周波信号を送信する。なお、アンテナ3は、外部から高周波信号を受信して高周波モジュール1へ出力してもよい。
RFIC4は、高周波信号を処理する信号処理回路の一例である。具体的には、RFIC4は、ベースバンド信号処理回路(BBIC、図示せず)から入力された送信信号をアップコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成された送信信号を、高周波モジュール1の送信経路に出力する。なお、RFIC4は、高周波モジュール1の受信経路を介して入力された受信信号をダウンコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をBBICへ出力してもよい。
また、RFIC4は、高周波モジュール1のスイッチ50の接続切り替えを制御し、また、電力増幅器2に供給される電源電圧およびバイアス電圧(電流)を制御する制御部としての機能も有する。なお、RFIC4の制御部としての機能の一部または全部は、RFIC4の外部に実装されてもよく、例えば、BBICまたは高周波モジュール1に実装されてもよい。
なお、本実施の形態に係る通信装置5において、アンテナ3は、必須の構成要素ではない。
次に、高周波モジュール1の回路構成について説明する。図1に示すように、高周波モジュール1は、フィルタ10と、インダクタ20と、並列腕回路80と、入出力端子100および110と、を備える。
入出力端子100は、第1入出力端子の一例であり、フィルタ10およびアンテナ3に接続されている。入出力端子110は、第2入出力端子の一例であり、フィルタ10および電力増幅器2に接続されている。
フィルタ10は、弾性波フィルタの一例であり、入力端が入出力端子110に接続され、出力端が入出力端子100に接続されている。フィルタ10は、入出力端子100および110を結ぶ第1経路に直列配置された1以上の直列腕共振子、および、第1経路とグランドとの間に接続された1以上の並列腕共振子を有する。上記1以上の直列腕共振子および上記1以上の並列腕共振子のそれぞれは、弾性波共振子である。なお、弾性波共振子は、圧電性を有する基板上にIDT(InterDigital Transducer)電極が形成された弾性表面波共振子、および、対向する平面電極で圧電膜を挟んだ構造を有するバルク弾性波共振子などを含む。
インダクタ20は、第1インダクタの一例であり、入出力端子100とフィルタ10とを結ぶ第2経路とグランドとの間に接続されている。なお、インダクタ20は、入出力端子110とフィルタ10とを結ぶ第2経路とグランドとの間に接続されてもよい。また、インダクタ20は、第2経路に直列配置されてもよい。
並列腕回路80は、フィルタ10を構成する1以上の並列腕共振子のうちの第1並列腕共振子とグランドとの間に接続されている。並列腕回路80は、インダクタ30および40と、スイッチ50と、を備える。スイッチ50は、共通端子50a、選択端子50b(第1選択端子)および50c(第2選択端子)を有する。共通端子50aは、第1並列腕共振子に接続されている。インダクタ30は、第2インダクタの一例であり、一端が選択端子50bに接続され、他端がグランドに接続されている。インダクタ40は、第3インダクタの一例であり、一端が選択端子50cに接続され、他端がグランドに接続されている。
スイッチ50は、共通端子50aと選択端子50bとの接続および非接続を切り替え、共通端子50aと選択端子50cとの接続および非接続を切り替えることが可能である。これによれば、高周波モジュール1は、(1)フィルタ10とインダクタ30との接続かつフィルタ10とインダクタ40との非接続、(2)フィルタ10とインダクタ30との非接続かつフィルタ10とインダクタ40との接続、(3)フィルタ10とインダクタ30との接続かつフィルタ10とインダクタ40との接続、および(4)フィルタ10とインダクタ30との非接続かつフィルタ10とインダクタ40との非接続、を実現できる。
なお、並列腕回路80は、インダクタ30および40がフィルタ10側に接続され、スイッチ50がグランド側に接続されてもよい。具体的には、インダクタ30の一端が選択端子50bに接続され、インダクタ40の一端が選択端子50bに接続され、共通端子50aがグランドに接続され、インダクタ30の他端およびインダクタ40の他端が第1並列腕共振子に接続されてもよい。
高周波モジュール1の上記構成によれば、フィルタ10の第1並列腕共振子とグランドとの間にインダクタ30および/またはインダクタ40が付加されることにより、フィルタ10の通過帯域の伝送損失を増加させることなく、特定の減衰帯域の減衰量を改善できる。このとき、フィルタ10と同時動作するフィルタが変わる場合、または、フィルタ10を通過する信号の周波数、パワーなどが変化する場合であっても、インダクタ30および40によりフィルタ10の通過帯域の低損失性を維持しつつ減衰帯域および減衰量の少なくとも1つ変化させることができる。よって、減衰特性が可変する弾性波フィルタを有する高周波モジュール1を提供することが可能となる。
次に、高周波モジュール1の具体的な回路構成例について説明する。図2は、実施の形態に係る高周波モジュール1の具体的な回路構成図である。
同図に示すように、フィルタ10は、直列腕共振子11、12、13、14および15と、並列腕共振子16、17、18および19と、端子101および102と、を備える。直列腕共振子11~15のそれぞれは、端子101および102を結ぶ経路に直列配置された弾性波共振子である。並列腕共振子16は、直列腕共振子11および12を結ぶ経路とグランドとの間に接続された弾性波共振子である。並列腕共振子17は、直列腕共振子12および13を結ぶ経路とグランドとの間に接続された弾性波共振子である。並列腕共振子18は、直列腕共振子13および14を結ぶ経路とグランドとの間に接続された弾性波共振子である。並列腕共振子19は、直列腕共振子14および15を結ぶ経路と並列腕回路80との間に接続された弾性波共振子である。並列腕共振子16、17および18とグランドとの間にインダクタが接続されている。並列腕共振子19とグランドとの間に並列腕回路80が接続されている。本回路例では、フィルタ10は、5つの直列腕共振子および4つの並列腕共振子で構成されたラダー型の弾性波フィルタを構成している。
本回路例では、インダクタ20とインダクタ30とは磁界結合が可能であり、インダクタ20とインダクタ40とは磁界結合が可能である。インダクタ20とインダクタ30または40とが磁界結合する構成については後述する。
なお、本実施の形態に係る高周波モジュール1において、インダクタ20とインダクタ30とは磁界結合していなくてもよく、インダクタ20とインダクタ40とは磁界結合していなくてもよい。なお、インダクタ30および40の少なくとも1つは、インダクタ20と磁界結合が可能であることが望ましい。
インダクタ30がインダクタ20と磁界結合することで、共通端子50aと選択端子50bとが接続された場合、インダクタ30および20を経由した高周波成分を、端子102から端子101を伝送する高周波信号と、第1の減衰帯域において逆相とすることが可能となる。これにより、端子102から端子101を伝送する高周波信号における第1の減衰帯域の減衰量を大きくすることが可能となる。
また、インダクタ40がインダクタ20と磁界結合することで、共通端子50aと選択端子50cとが接続された場合、インダクタ40および20を経由した高周波成分を、端子102から端子101を伝送する高周波信号と、第2の減衰帯域において逆相とすることが可能となる。これにより、端子102から端子101を伝送する高周波信号における第2の減衰帯域の減衰量を大きくすることが可能となる。
つまり、フィルタ10と同時動作するフィルタが変わる場合、または、フィルタ10を通過する信号の周波数、パワーなどが変化する場合であっても、インダクタ30および40によりフィルタ10の良好な通過特性および減衰特性を維持しつつ減衰帯域および減衰量の少なくとも1つ変化させることができる。よって、減衰特性が可変する弾性波フィルタを有する高周波モジュール1を提供することが可能となる。
さらに、インダクタ30および40の少なくとも1つがインダクタ20と磁界結合することで、フィルタ10の減衰特性を改善するために必要なインダクタ30のインダクタンス値および/またはインダクタ40のインダクタンス値に、インダクタ20との磁界結合により生成される相互インダクタンスを加味できるので、インダクタ30自体のインダクタンス値および/またはインダクタ40自体のインダクタンス値を小さくできる。これにより、インダクタ30および40を小さくでき、高周波モジュール1を小型化できる。
なお、インダクタ20のインダクタンス値は、インダクタ30のインダクタンス値よりも大きく、かつ、インダクタ40のインダクタンス値よりも大きいことが望ましい。これによれば、インダクタ20と磁界結合させない場合のインダクタ30および40のインダクタンス値と、インダクタ20と磁界結合させた場合のインダクタ30および40のインダクタンス値との差を大きくできるので、フィルタ10の減衰特性の変化幅を大きくすることが可能となる。
また、本実施の形態のように、インダクタ20が入出力端子100および110のうちの入出力端子100に接続されており、フィルタ10が2以上の並列腕共振子を含む場合、並列腕回路80が接続された並列腕共振子19は、並列腕共振子16~19のうちで、入出力端子100から最も離れて端子101および102を結ぶ経路に接続されていることが望ましい。
これによれば、並列腕回路80は電力増幅器2の出力端に最も近く接続された並列腕共振子19に接続されているため、並列腕回路80に入力される高周波成分の信号強度を大きく確保できる。このため、端子102から端子101を伝送する所定の減衰帯域の信号を十分に相殺することが可能となる。
また、並列腕回路80は、並列腕共振子16~19のうちで入出力端子100から最も離れて端子101および102を結ぶ経路に接続された並列腕共振子19のみに接続されていることが望ましい。これによれば、並列腕回路80は1つのみフィルタ10に付加されるので、端子102から端子101を伝送する所定の減衰帯域の信号を十分に相殺でき、かつ、小型化された高周波モジュール1を提供できる。
[2.高周波モジュール1の通過特性]
次に、高周波モジュール1の通過特性がスイッチ50の接続切り替えにより変化することを説明する。ここでは、フィルタ10は、バンド1のアップリンク動作バンド(1920-1980MHz)を通過帯域とし、(1)高周波モジュール1がバンド1の送信信号を伝送すると同時にバンド7の受信信号を受信する(動作モード1)場合、および(2)高周波モジュール1がバンド1の送信信号を伝送すると同時にバンド3の受信信号を受信する(動作モード2)場合を想定する。
なお、本実施の形態において、バンド1、バンド3およびバンド7のそれぞれは、4G(4th Generation)-LTE(Long Term Evolution)システム、5G(5th Generation)-NR(New Radio)システムに用いられる周波数バンドである。なお、本実施の形態に適用される周波数バンドは、4G-LTEシステム、5G-NRシステム、無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)を用いて構築される通信システムのために、標準化団体など(例えば3GPP(登録商標)(3rd Generation Partnership Project)、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)等)によって予め定義された周波数バンドであり、バンド1、バンド3およびバンド7に限定されない。
図3Aは、実施の形態に係る高周波モジュール1(インダクタ20とインダクタ30および40との磁界結合なし)の第1の回路状態(動作モード1)を示す図である。また、図3Bは、実施の形態に係る高周波モジュール1(磁界結合なし)の第1の回路状態(動作モード1)における通過特性を示すグラフである。
図3Aに示すように、高周波モジュール1の動作モード1において、バンド7のダウンリンク動作バンド(2620-2690MHz)の減衰量を優先して確保したい場合、共通端子50aと選択端子50bとを接続し、共通端子50aと選択端子50cとを非接続とする。図3Bには、フィルタ10の狭帯域(1.5-2.7GHz)および広帯域(1-8GHz)における通過特性が示されている。
図4Aは、実施の形態に係る高周波モジュール1(インダクタ20とインダクタ30および40との磁界結合なし)の第2の回路状態(動作モード2)を示す図である。また、図4Bは、実施の形態に係る高周波モジュール1(磁界結合なし)の第2の回路状態(動作モード2)における通過特性を示すグラフである。
図4Aに示すように、高周波モジュール1の動作モード2において、バンド3のダウンリンク動作バンド(1805-1880MHz)の減衰量を優先して確保したい場合、共通端子50aと選択端子50cとを接続し、共通端子50aと選択端子50bとを非接続とする。図4Bには、フィルタ10の狭帯域(1.5-2.7GHz)および広帯域(1-8GHz)における通過特性が示されている。
図3Bおよび図4Bのグラフを比較すると、図3Bでは、図4Bと比較して、バンド7のダウンリンク動作バンド(図3Bのマーカm1-m2)の減衰量が改善されている。一方、図4Bでは、図3Bと比較して、バンド3のダウンリンク動作バンド(図4Bのマーカm4)の減衰量が改善されている。
高周波モジュール1の上記構成(磁界結合なし)によれば、フィルタ10の第1並列腕共振子とグランドとの間にインダクタ30が付加されることにより、動作モード1において、フィルタ10の通過帯域の伝送損失を増加させることなく、バンド7のダウンリンク動作バンドの減衰量を改善できる。また、フィルタ10の第1並列腕共振子とグランドとの間にインダクタ40が付加されることにより、動作モード2において、フィルタ10の通過帯域の伝送損失を増加させることなく、バンド3のダウンリンク動作バンドの減衰量を改善できる。つまり、高周波モジュール1の動作モードの変化に応じてインダクタ30および40の接続を切り替えることでフィルタ10の良好な通過特性を維持したままで減衰帯域および減衰量の少なくとも1つ変化させることができる。よって、減衰特性が可変する弾性波フィルタを有する高周波モジュール1を提供することが可能となる。
図5Aは、実施の形態に係る高周波モジュール1(インダクタ20とインダクタ30または40との磁界結合あり)の第1の回路状態(動作モード1)を示す図である。また、図5Bは、実施の形態に係る高周波モジュール1(磁界結合あり)の第1の回路状態(動作モード1)における通過特性を示すグラフである。
図5Aに示すように、高周波モジュール1の動作モード1において、バンド7のダウンリンク動作バンド(2620-2690MHz)の減衰量を優先して確保したい場合、共通端子50aと選択端子50bとを接続し、共通端子50aと選択端子50cとを非接続とする。図5Bには、フィルタ10の狭帯域(1.5-2.7GHz)および広帯域(1-8GHz)における通過特性が示されている。
図6Aは、実施の形態に係る高周波モジュール1(インダクタ20とインダクタ30または40との磁界結合あり)の第2の回路状態(動作モード2)を示す図である。また、図6Bは、実施の形態に係る高周波モジュール1(磁界結合あり)の第2の回路状態(動作モード2)における通過特性を示すグラフである。
図6Aに示すように、高周波モジュール1の動作モード2において、バンド3のダウンリンク動作バンド(1805-1880MHz)の減衰量を優先して確保したい場合、共通端子50aと選択端子50cとを接続し、共通端子50aと選択端子50bとを非接続とする。図6Bには、フィルタ10の狭帯域(1.5-2.7GHz)および広帯域(1-8GHz)における通過特性が示されている。
図5Bおよび図6Bのグラフを比較すると、図5Bでは、図6Bと比較して、バンド7のダウンリンク動作バンド(図5Bのマーカm1-m2)の減衰量が改善されている。一方、図6Bでは、図5Bと比較して、バンド3のダウンリンク動作バンド(図6Bのマーカm3-m4)の減衰量が改善されている。
さらに、実施の形態に係る高周波モジュール1において、インダクタ20とインダクタ30および40とを磁界結合させない場合(図3Aおよび図4A)に比べて、インダクタ20とインダクタ30または40とを磁界結合させる場合(図5Aおよび図6A)のほうが、バンド7のダウンリンク動作バンドおよびバンド3のダウンリンク動作バンドの減衰量が改善される。
高周波モジュール1の上記構成(磁界結合あり)によれば、動作モード1において、フィルタ10の第1並列腕共振子とグランドとの間にインダクタ30が付加されることにより、フィルタ10の通過帯域の伝送損失を増加させることなく、バンド7のダウンリンク動作バンドの減衰量を改善できる。この場合、インダクタ30がインダクタ20と磁界結合するので、インダクタ30および20を経由した高周波成分を、端子102から端子101を伝送する高周波信号と、バンド7のダウンリンク動作バンド(第1の減衰帯域)において逆相とすることが可能となる。これにより、端子102から端子101を伝送する高周波信号におけるバンド7のダウンリンク動作バンドの減衰量を大きくすることが可能となる。
また、フィルタ10の第1並列腕共振子とグランドとの間にインダクタ40が付加されることにより、動作モード2において、フィルタ10の通過帯域の伝送損失を増加させることなく、バンド3のダウンリンク動作バンドの減衰量を改善できる。この場合、インダクタ40がインダクタ20と磁界結合するので、インダクタ40および20を経由した高周波成分を、端子102から端子101を伝送する高周波信号と、バンド3のダウンリンク動作バンド(第2の減衰帯域)において逆相とすることが可能となる。これにより、端子102から端子101を伝送する高周波信号におけるバンド3のダウンリンク動作バンドの減衰量を大きくすることが可能となる。
つまり、高周波モジュール1において、インダクタ20および30は、共通端子50aと選択端子50bとが接続された場合、インダクタ20および30を経由した高周波成分が、フィルタ10を伝送する高周波信号と第1の減衰帯域において逆相となるよう磁界結合し、インダクタ20および40は、共通端子50aと選択端子50cとが接続された場合、インダクタ20および40を経由した高周波成分が、フィルタ10を伝送する高周波信号と第2の減衰帯域において逆相となるよう磁界結合していてもよい。
これによれば、高周波モジュール1の動作モードの変化に応じてインダクタ30および40の接続を切り替えることでフィルタ10の良好な通過特性および減衰特性を確保したままで、減衰帯域および減衰量の少なくとも1つ変化させることができる。よって、減衰特性が可変する弾性波フィルタを有する高周波モジュール1を提供することが可能となる。
[3.実施例および変形例に係る高周波モジュールの構成]
次に、実施例に係る高周波モジュールの配置構成について説明する。
図7は、実施例1に係る半導体IC70の平面概略図および断面概略図である。同図の(a)には、インダクタ20、30および40を含む半導体IC70の平面概略図が示され、同図の(b)には、インダクタ20、30および40を含む半導体IC70の断面概略図が示されている。
図7の(a)および(b)に示すように、実施例1において、インダクタ20、30および40は、1つの半導体IC(Integrated Circuit)70内に形成されている。
インダクタ20、30および40は、半導体基板60に形成され、例えば巻回構造を有するコイル導体で構成されている。
半導体IC70は、第1集積回路の一例であり、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を用いて構成され、具体的にはSOI(Silicon on Insulator)プロセスにより製造されてもよい。なお、半導体IC70は、CMOSに限定されない。
これによれば、インダクタ20、30および40を同一チップに形成することで、インダクタ20、30および40が形成される高周波モジュールの加工精度(実装精度などによる傾きなど)の影響を受けることなく、インダクタ20、30および40の配置関係を安定化でき、インダクタ20とインダクタ30および40との磁界結合度を安定化できる。
また、図7の(b)に示すように、インダクタ20の巻回軸、インダクタ30の巻回軸、およびインダクタ40の巻回軸は、互いに平行となっており、インダクタ20、30および40は、インダクタ20の巻回軸方向(z軸方向)に、インダクタ30、インダクタ20、インダクタ40の順で配置されている。また、インダクタ20の巻回軸の方向から半導体IC70を見た場合、インダクタ20とインダクタ30とは少なくとも一部重なり、かつ、インダクタ20とインダクタ40とは少なくとも一部重なっている。言い換えると、インダクタ20は、半導体IC70の中央付近に配置され、インダクタ30および40で巻回軸方向(z軸方向)にインダクタ20を挟みこむような構成となっている。
これによれば、インダクタ20、30および40の巻回軸方向が揃っており、インダクタ20とインダクタ30とが隣接配置され、インダクタ20とインダクタ40とが隣接配置されるので、大きな相互インダクタンスを確保しつつ半導体IC70を小型化できる。また、インダクタ30および40がインダクタ20に対して異なる側に振り分けて配置されるので、インダクタ30および40のそれぞれの形成領域を大きく確保できる。
なお、インダクタの巻回軸とは、次のように定義される。インダクタが平面コイルで構成されている場合には、その巻回軸は、平面コイルを含む平面に垂直であって平面コイルで囲まれた領域と交叉する軸である。また、インダクタがチップ状部品ある場合には、その巻回軸は、当該部品の内部に形成されたコイルの巻回軸である。
また、図7の(a)に示すように、インダクタ20の巻回軸方向から見た場合、インダクタ30とインダクタ40とは重ならない。
これによれば、インダクタ30とインダクタ40との不要な磁界結合を抑制できる。
なお、インダクタ20のインダクタンス値は、インダクタ30のインダクタンス値よりも大きく、かつ、インダクタ40のインダクタンス値よりも大きくてもよい。これを実現するため、インダクタ20の巻回径は、インダクタ30の巻回径よりも大きく、かつ、インダクタ40の巻回径よりも大きくてもよい。
図8Aは、実施例1に係る高周波モジュール1Aの断面図である。同図には、実施例に係る高周波モジュール1Aを構成する回路部品のうち、半導体IC70、フィルタ10、スイッチ50が示されている。高周波モジュール1Aは、図1に示された回路部品のほか、さらに、モジュール基板90、シールド電極層91、グランド層92、および樹脂部材93を備える。
モジュール基板90は、高周波モジュール1Aを構成する回路部品を実装する基板である。モジュール基板90としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス(Low Temperature Co-fired Ceramics:LTCC)基板、高温同時焼成セラミックス(High Temperature Co-fired Ceramics:HTCC)基板、部品内蔵基板、再配線層(Redistribution Layer:RDL)を有する基板、または、プリント基板等が用いられる。
半導体IC70、フィルタ10およびスイッチ50は、モジュール基板90の主面に配置されている。
樹脂部材93は、モジュール基板90の主面、フィルタ10、スイッチ50および半導体IC70を覆うように配置されている。
シールド電極層91は、グランド電極層の一例であり、樹脂部材93の表面およびモジュール基板90の側面を覆うように形成され、グランド電位に設定されている。
グランド層92は、グランド電極層の一例であり、モジュール基板90内に形成され、グランド電位に設定されている。
ここで、インダクタ30のインダクタンス値L30はインダクタ40のインダクタンス値L40よりも大きい。インダクタ30とインダクタ30に最も近く配置されたグランド電極層(グランド層92)との距離Dbは、インダクタ40とインダクタ40に最も近く配置されたグランド電極層(シールド電極層91)との距離Dtよりも大きい。
これによれば、インダクタ30および40のうちのインダクタンス値が大きいインダクタ30が配置されている面が、高周波モジュール1Aのグランド電極層から遠くなるように実装されるので、インダクタ30のQ値がグランド電極層により劣化することを抑制できる。
図8Bは、変形例1に係る高周波モジュール1Bの断面図である。同図には、変形例1に係る高周波モジュール1Bを構成する回路部品のうち、半導体IC70、フィルタ10、スイッチ50が示されている。高周波モジュール1Bは、図1に示された回路部品のほか、さらに、モジュール基板90、シールド電極層91、グランド層92、および樹脂部材93を備える。変形例1に係る高周波モジュール1Bは、実施例に係る高周波モジュール1Aと比較して、半導体IC70の実装構成が異なる。以下、本変形例に係る高周波モジュール1Bについて、実施例に係る高周波モジュール1Aと異なる構成を中心に説明する。
ここで、インダクタ30のインダクタンス値L30はインダクタ40のインダクタンス値L40よりも大きい。インダクタ30とインダクタ30に最も近く配置されたグランド電極層(シールド電極層91)との距離Dtは、インダクタ40とインダクタ40に最も近く配置されたグランド電極層(グランド層92)との距離Dbよりも大きい。つまり、本変形例に係る半導体IC70は、インダクタ30および40とグランド電極層との距離を考慮して、インダクタ30および40が実施例に係る半導体IC70に比べてz軸方向に反転して配置されている。
これによれば、インダクタ30および40のうちのインダクタンス値が大きいインダクタ30が配置されている面が、高周波モジュール1Bのグランド電極層から遠くなるように実装されるので、インダクタ30のQ値がグランド電極層により劣化することを抑制できる。
次に、インダクタ20、30および40が個別の回路部品である場合の実装構成について説明する。
図9Aは、変形例2に係る高周波モジュール1Cの断面図である。同図には、変形例に係る高周波モジュール1Cを構成する回路部品のうち、インダクタ20、30および40、フィルタ10、ならびにスイッチ50が示されている。高周波モジュール1Cは、図1に示された回路部品のほか、さらに、モジュール基板90、シールド電極層91、外部接続端子150、ならびに樹脂部材93および94を備える。
モジュール基板90は、互いに対向する第1主面および第2主面を有し、高周波モジュール1Cを構成する回路部品を実装する基板である。モジュール基板90としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有するLTCC基板、HTCC基板、部品内蔵基板、RDLを有する基板、または、プリント基板等が用いられる。
樹脂部材93は、モジュール基板90の第1主面、フィルタ10およびインダクタ20を覆うように配置されている。樹脂部材94は、モジュール基板90の第2主面、インダクタ30および40、ならびにスイッチ50を覆うように配置されている。
シールド電極層91は、グランド電極層の一例であり、樹脂部材93および94の表面ならびにモジュール基板90の側面を覆うように形成され、グランド電位に設定されている。
外部接続端子150は、モジュール基板90の第2主面に配置され、高周波モジュール1Cの第2主面側に配置されるマザー基板の電極と接続される。
インダクタ20、30および40は、例えば巻回構造を有するコイル導体で構成された表面実装型のチップ状部品である。また、インダクタ20の巻回軸、インダクタ30の巻回軸、およびインダクタ40の巻回軸は、互いに平行となっており、インダクタ20は第1主面に配置され、インダクタ30および40は第2主面に配置されている。
ここで、インダクタ20の巻回軸の方向(z軸方向)から高周波モジュール1Cを見た場合、インダクタ20とインダクタ30とは少なくとも一部重なり、かつ、インダクタ20とインダクタ40とは少なくとも一部重なっている。
これによれば、インダクタ20、30および40の巻回軸方向が揃っており、インダクタ20とインダクタ30とがモジュール基板90を挟んで巻回軸方向で重なり、インダクタ20とインダクタ40とがモジュール基板90を挟んで巻回軸方向で重なっているので、大きな相互インダクタンスを確保しつつ高周波モジュール1Cを小型化できる。
また、インダクタ30および20の磁界結合度と、インダクタ40および20の磁界結合度とは異なっている。これによれば、高周波モジュール1Cの減衰特性を変化させることが可能となる。
なお、インダクタ30および20の磁界結合度とインダクタ40および20の磁界結合度とを異ならせるために、インダクタ30および20の距離とインダクタ40および20の距離とを異ならせてもよい。
また、インダクタ30および20の磁界結合度とインダクタ40および20の磁界結合度とを異ならせるために、インダクタ30のインダクタンス値L30とインダクタ40のインダクタンスとL40とを異ならせてもよい。
また、スイッチ50は、第2主面に配置されている。これによれば、インダクタ20が第1主面に配置されスイッチ50が第2主面に配置されることで、インダクタ20とスイッチ50との距離を大きく確保できるので、インダクタ20とスイッチ50との不要な結合を抑制でき、インダクタ20とインダクタ30および40との磁界結合度を高精度に調整できる。また、スイッチ50の接続切り替えを制御する制御信号は第2主面側に配置されるマザー基板側から供給されるので、スイッチ50が第2主面に配置されることで制御配線を短くでき、スイッチ50の接続切り替えを高精度に制御できる。
また、フィルタ10は、圧電性基板を含む第2集積回路に形成されていてもよい。このとき、スイッチ50は、第2集積回路の外部に配置されている。これによれば、フィルタ10を小型化できる。
図9Bは、変形例3に係る高周波モジュール1Dの断面図である。同図には、変形例3に係る高周波モジュール1Dを構成する回路部品のうち、インダクタ20、30および40、フィルタ10、ならびにスイッチ50が示されている。高周波モジュール1Dは、図1に示された回路部品のほか、さらに、モジュール基板90、シールド電極層91、外部接続端子150、ならびに樹脂部材93および94を備える。本変形例に係る高周波モジュール1Dは、変形例2に係る高周波モジュール1Cと比較して、インダクタ20、30および40の実装構成が異なる。以下、本変形例に係る高周波モジュール1Dについて、変形例2に係る高周波モジュール1Cと異なる構成を中心に説明する。
インダクタ20、30および40は、例えば巻回構造を有するコイル導体で構成された表面実装型のチップ状部品である。また、インダクタ20の巻回軸、インダクタ30の巻回軸、およびインダクタ40の巻回軸は、互いに平行であり、かつ、モジュール基板90主面に垂直である。インダクタ20、30および40は第1主面に配置されている。
ここで、インダクタ30はインダクタ20に隣接配置され、インダクタ40はインダクタ20に隣接配置されている。
これによれば、インダクタ20、30および40の巻回軸方向が揃っており、インダクタ20とインダクタ30とが隣接配置され、インダクタ20とインダクタ40とが隣接配置されているので、大きな相互インダクタンスを確保しつつ高周波モジュール1Dを小型化できる。
また、インダクタ30および20の磁界結合度と、インダクタ40および20の磁界結合度とは異なっている。これによれば、高周波モジュール1Dの減衰特性を変化させることが可能となる。
なお、インダクタ30および20の磁界結合度とインダクタ40および20の磁界結合度とを異ならせるために、インダクタ30および20の距離G23とインダクタ40および20の距離G24とを異ならせてもよい。
また、インダクタ30および20の磁界結合度とインダクタ40および20の磁界結合度とを異ならせるために、インダクタ30のインダクタンス値L30とインダクタ40のインダクタンスとL40とを異ならせてもよい。
図9Cは、変形例4に係る高周波モジュール1Eの断面図である。同図には、変形例4に係る高周波モジュール1Eを構成する回路部品のうち、インダクタ20、30および40、フィルタ10、ならびにスイッチ50が示されている。高周波モジュール1Eは、図1に示された回路部品のほか、さらに、モジュール基板90、シールド電極層91、外部接続端子150、ならびに樹脂部材93および94を備える。本変形例に係る高周波モジュール1Eは、変形例2に係る高周波モジュール1Cと比較して、インダクタ20、30および40の実装構成が異なる。以下、本変形例に係る高周波モジュール1Eについて、変形例2に係る高周波モジュール1Cと異なる構成を中心に説明する。
インダクタ20は、例えば巻回構造を有するコイル導体で構成され、モジュール基板90内に形成されている。インダクタ30および40は、例えば巻回構造を有するコイル導体で構成された表面実装型のチップ状部品である。また、インダクタ20の巻回軸、インダクタ30の巻回軸、およびインダクタ40の巻回軸は、互いに平行となっており、インダクタ30は第1主面に配置され、インダクタ40は第2主面に配置されている。
ここで、インダクタ20の巻回軸の方向(z軸方向)から高周波モジュール1Eを見た場合、インダクタ20とインダクタ30とは少なくとも一部重なり、かつ、インダクタ20とインダクタ40とは少なくとも一部重なっている。
これによれば、インダクタ20、30および40の巻回軸方向が揃っており、インダクタ20とインダクタ30とが巻回軸方向で重なり、インダクタ20とインダクタ40とが巻回軸方向で重なっているので、大きな相互インダクタンスを確保しつつ高周波モジュール1Eを小型化できる。
また、インダクタ30および20の磁界結合度と、インダクタ40および20の磁界結合度とは異なっている。これによれば、高周波モジュール1Eの減衰特性を変化させることが可能となる。
なお、インダクタ30および20の磁界結合度とインダクタ40および20の磁界結合度とを異ならせるために、インダクタ30および20の距離とインダクタ40および20の距離とを異ならせてもよい。
また、インダクタ30および20の磁界結合度とインダクタ40および20の磁界結合度とを異ならせるために、インダクタ30のインダクタンス値L30とインダクタ40のインダクタンスとL40とを異ならせてもよい。
図9Dは、変形例5に係る高周波モジュール1Fの断面図である。同図には、変形例5に係る高周波モジュール1Fを構成する回路部品のうち、インダクタ20、30および40、フィルタ10、ならびにスイッチ50が示されている。高周波モジュール1Fは、図1に示された回路部品のほか、さらに、モジュール基板90、シールド電極層91、外部接続端子150、ならびに樹脂部材93および94を備える。本変形例に係る高周波モジュール1Fは、変形例2に係る高周波モジュール1Cと比較して、インダクタ20、30および40の実装構成が異なる。以下、本変形例に係る高周波モジュール1Fについて、変形例2に係る高周波モジュール1Cと異なる構成を中心に説明する。
インダクタ30および40は、例えば巻回構造を有するコイル導体で構成され、モジュール基板90内に形成されている。インダクタ20は、例えば巻回構造を有するコイル導体で構成された表面実装型のチップ状部品である。また、インダクタ20の巻回軸、インダクタ30の巻回軸、およびインダクタ40の巻回軸は、互いに平行となっており、インダクタ20は第1主面に配置されている。
ここで、インダクタ20の巻回軸の方向(z軸方向)から高周波モジュール1Fを見た場合、インダクタ20とインダクタ30とは少なくとも一部重なり、かつ、インダクタ20とインダクタ40とは少なくとも一部重なっている。
これによれば、インダクタ20、30および40の巻回軸方向が揃っており、インダクタ20とインダクタ30とが巻回軸方向で重なり、インダクタ20とインダクタ40とが巻回軸方向で重なっているので、大きな相互インダクタンスを確保しつつ高周波モジュール1Fを小型化できる。
また、インダクタ30および20の磁界結合度と、インダクタ40および20の磁界結合度とは異なっている。これによれば、高周波モジュール1Fの減衰特性を変化させることが可能となる。
なお、インダクタ30および20の磁界結合度とインダクタ40および20の磁界結合度とを異ならせるために、インダクタ30および20の距離とインダクタ40および20の距離とを異ならせてもよい。
また、インダクタ30および20の磁界結合度とインダクタ40および20の磁界結合度とを異ならせるために、インダクタ30のインダクタンス値L30とインダクタ40のインダクタンスとL40とを異ならせてもよい。
[4.効果など]
以上、本実施の形態に係る高周波モジュール1は、入出力端子100および110と、入出力端子100および110を結ぶ第1経路に直列配置された1以上の直列腕共振子、ならびに、第1経路およびグランドの間に接続された1以上の並列腕共振子を有するフィルタ10と、入出力端子100または110とフィルタ10とを結ぶ第2経路に接続されたインダクタ20と、上記1以上の並列腕共振子のうちの第1並列腕共振子およびグランドの間に接続された並列腕回路80と、を備え、並列腕回路80は、インダクタ30および40と、共通端子50a、選択端子50bおよび50cを有するスイッチ50と、を備え、選択端子50bはインダクタ30の一端に接続され、選択端子50cはインダクタ40の一端に接続され、共通端子50aは第1並列腕共振子およびグランドの一方に接続され、インダクタ30の他端およびインダクタ40の他端は第1並列腕共振子およびグランドの他方に接続される。
これによれば、第1並列腕共振子とグランドとの間にインダクタ30および/またはインダクタ40が付加されることにより、フィルタ10の通過帯域の伝送損失を増加させることなく、特定の減衰帯域の減衰量を改善できる。このとき、フィルタ10と同時動作するフィルタが変化する場合、または、フィルタ10を通過する信号の周波数、パワーなどが変化する場合であっても、インダクタ30および40によりフィルタ10の通過帯域の低損失性を維持しつつ減衰帯域および減衰量の少なくとも1つ変化させることができる。よって、減衰特性が可変する弾性波フィルタを有する高周波モジュール1を提供することが可能となる。
また例えば、高周波モジュール1において、インダクタ30および40の少なくとも1つは、インダクタ20と磁界結合が可能である。
これによれば、インダクタ30がインダクタ20と磁界結合することで、インダクタ30および20を経由した高周波成分を、フィルタ10を伝送する高周波信号と、第1の減衰帯域において逆相とすることが可能となる。これにより、フィルタ10を伝送する高周波信号における第1の減衰帯域の減衰量を大きくすることが可能となる。また、インダクタ40がインダクタ20と磁界結合することで、インダクタ40および20を経由した高周波成分を、フィルタ10を伝送する高周波信号と、第2の減衰帯域において逆相とすることが可能となる。これにより、フィルタ10を伝送する高周波信号における第2の減衰帯域の減衰量を大きくすることが可能となる。つまり、フィルタ10と同時動作するフィルタが変わる場合、または、フィルタ10を通過する信号の周波数、パワーなどが変化する場合であっても、インダクタ30および40によりフィルタ10の良好な通過特性および減衰特性を維持しつつ減衰帯域および減衰量の少なくとも1つ変化させることができる。よって、減衰特性が可変する弾性波フィルタを有する高周波モジュール1を提供することが可能となる。さらに、インダクタ30および40の少なくとも1つがインダクタ20と磁界結合することで、フィルタ10の減衰特性を改善するために必要なインダクタ30のインダクタンス値および/またはインダクタ40のインダクタンス値に、インダクタ20との磁界結合により生成される相互インダクタンスを加味できるので、インダクタ30自体のインダクタンス値および/またはインダクタ40自体のインダクタンス値を小さくできる。これにより、インダクタ30および40を小さくでき、高周波モジュール1を小型化できる。
また例えば、高周波モジュール1において、インダクタ20は、第2経路およびグランドの間に接続される。
また例えば、高周波モジュール1において、インダクタ20のインダクタンス値は、インダクタ30のインダクタンス値よりも大きく、かつ、インダクタ40のインダクタンス値よりも大きい。
また例えば、高周波モジュール1において、スイッチ50は、共通端子50aと選択端子50bとの接続および非接続を切り替え、共通端子50aと選択端子50cとの接続および非接続を切り替える。
これによれば、高周波モジュール1は、(1)フィルタ10とインダクタ30との接続かつフィルタ10とインダクタ40との非接続、(2)フィルタ10とインダクタ30との非接続かつフィルタ10とインダクタ40との接続、(3)フィルタ10とインダクタ30との接続かつフィルタ10とインダクタ40との接続、および(4)フィルタ10とインダクタ30との非接続かつフィルタ10とインダクタ40との非接続、を実現できる。
また例えば、高周波モジュール1において、インダクタ20は、入出力端子100に接続され、並列腕回路80が接続された並列腕共振子19は、並列腕共振子16~19のうちで入出力端子100から最も離れて第1経路に接続されている。
これによれば、並列腕回路80に入力される高周波成分の信号強度が大きいので、フィルタ10を伝送する所定の減衰帯域の信号を十分に相殺することが可能となる。
また例えば、高周波モジュール1において、並列腕回路80は、並列腕共振子16~19のうちで入出力端子100から最も離れて第1経路に接続された並列腕共振子19のみに接続されている。
これによれば、フィルタ10を伝送する所定の減衰帯域の信号を十分に相殺でき、かつ、小型化された高周波モジュール1を提供できる。
また例えば、実施例および変形例に係る高周波モジュール1A~1Fは、モジュール基板90を備え、インダクタ20、30および40のそれぞれは、巻回構造を有するコイル導体で構成され、モジュール基板90に配置される。
これによれば、インダクタ20、30および40のそれぞれが巻回構造を有するコイル導体で構成されるので、インダクタ20、30および40を小型化できる。
また例えば、高周波モジュール1A、1B、1C、1Eおよび1Fにおいて、インダクタ20、30および40のそれぞれの巻回軸は平行であり、巻回軸の方向から高周波モジュールを見た場合、インダクタ20とインダクタ30とは少なくとも一部重なり、かつ、インダクタ20とインダクタ40とは少なくとも一部重なる。
これによれば、インダクタ20および30の磁界結合、および、インダクタ20および40の磁界結合により、大きな相互インダクタンスを確保しつつ高周波モジュール1A、1B、1C、1Eおよび1Fを小型化できる。
また例えば、高周波モジュール1Eにおいて、インダクタ20は、モジュール基板90内に配置され、インダクタ30は第1主面上に配置され、インダクタ40は第2主面上に配置される。
これによれば、インダクタ20および30の磁界結合、および、インダクタ20および40の磁界結合により、大きな相互インダクタンスを確保しつつ高周波モジュール1Eを小型化できる。
また例えば、高周波モジュール1Dにおいて、インダクタ20、30および40のそれぞれの巻回軸は平行であり、かつ、モジュール基板90の主面に垂直であり、インダクタ30はインダクタ20に隣接配置され、インダクタ40はインダクタ20に隣接配置される。
これによれば、大きな相互インダクタンスを確保しつつ高周波モジュール1Dを小型化できる。
また例えば、高周波モジュール1Aおよび1Bにおいて、インダクタ30のインダクタンス値L30はインダクタ40のインダクタンス値L40よりも大きく、インダクタ30とインダクタ30に最も近く配置されたグランド電極層との距離は、インダクタ40とインダクタ40に最も近く配置されたグランド電極層との距離よりも大きい。
これによれば、インダクタ30および40のうちのインダクタンス値が大きいインダクタ30が配置されている面が、高周波モジュール1Aおよび1Bのグランド電極層から遠くなるように実装されるので、インダクタ30のQ値がグランド電極層により劣化することを抑制できる。
また例えば、高周波モジュール1Aおよび1Bにおいて、インダクタ20、30および40は、半導体IC70に含まれる。
これによれば、インダクタ20、30および40を同一チップに形成することで、インダクタ20、30および40が形成される高周波モジュールの加工精度(実装精度などによる傾きなど)の影響を受けることなく、インダクタ20、30および40の配置関係を安定化でき、インダクタ20とインダクタ30および40との磁界結合度を安定化できる。
また例えば、高周波モジュール1Aおよび1Bにおいて、インダクタ20の巻回径は、インダクタ30の巻回径よりも大きく、かつ、インダクタ40の巻回径よりも大きい。
また例えば、高周波モジュール1Aおよび1Bにおいて、インダクタ20、30および40は、インダクタ20の巻回軸方向に、インダクタ30、インダクタ20、インダクタ40の順で配置されている。
これによれば、インダクタ20、30および40の巻回軸方向が揃っており、インダクタ20とインダクタ30とが隣接配置され、インダクタ20とインダクタ40とが隣接配置されるので、大きな相互インダクタンスを確保しつつ半導体IC70を小型化できる。また、インダクタ30および40がインダクタ20の異なる主面に振り分けて配置されるので、インダクタ30および40のそれぞれの形成領域を大きく確保できる。
また例えば、高周波モジュール1Aおよび1Bにおいて、上記巻回軸方向から高周波モジュールを見た場合、インダクタ30とインダクタ40とは重ならない。
これによれば、インダクタ30とインダクタ40との不要な磁界結合を抑制できる。
また例えば、高周波モジュール1A~1Fにおいて、フィルタ10は、圧電性基板を含む第2集積回路に形成され、スイッチは第2集積回路の外部であってモジュール基板90に配置される。
これによれば、フィルタ10を小型化できる。
また例えば、高周波モジュール1A~1Fにおいて、インダクタ30および20の磁界結合度と、インダクタ40および20の磁界結合度とは異なる。
これによれば、高周波モジュール1A~1Fの減衰特性を変化させることが可能となる。
また例えば、高周波モジュール1A~1Fにおいて、インダクタ30および20の距離と、インダクタ40および20の距離とは異なる。
これによれば、高周波モジュール1A~1Fの減衰特性を変化させることが可能となる。
また例えば、高周波モジュール1A~1Fにおいて、インダクタ30のインダクタンス値L30とインダクタ40のインダクタンス値L40とは異なる。
これによれば、高周波モジュール1A~1Fの減衰特性を変化させることが可能となる。
(その他の実施の形態など)
以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュールについて、実施の形態、実施例および変形例を挙げて説明したが、本発明に係る高周波モジュールは、上記実施の形態、実施例および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態、実施例および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態、実施例および変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュールを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態、実施例および変形例に係る高周波モジュールにおいて、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子および配線などが挿入されていてもよい。
以下に、上記実施の形態に基づいて説明した高周波モジュールの特徴を示す。
<1>
第1入出力端子および第2入出力端子と、
前記第1入出力端子および前記第2入出力端子を結ぶ第1経路に直列配置された1以上の直列腕共振子、ならびに、前記第1経路およびグランドの間に接続された1以上の並列腕共振子を有する弾性波フィルタと、
前記第1入出力端子または前記第2入出力端子と前記弾性波フィルタとを結ぶ第2経路に接続された第1インダクタと、
前記1以上の並列腕共振子のうちの第1並列腕共振子およびグランドの間に接続された並列腕回路と、を備え、
前記並列腕回路は、
第2インダクタおよび第3インダクタと、
共通端子、第1選択端子および第2選択端子を有するスイッチと、を備え、
前記第1選択端子は前記第2インダクタの一端に接続され、
前記第2選択端子は前記第3インダクタの一端に接続され、
前記共通端子は前記第1並列腕共振子およびグランドの一方に接続され、
前記第2インダクタの他端および前記第3インダクタの他端は、前記第1並列腕共振子およびグランドの他方に接続される、高周波モジュール。
<2>
前記第2インダクタおよび前記第3インダクタの少なくとも1つは、前記第1インダクタと磁界結合が可能である、<1>に記載の高周波モジュール。
<3>
前記第1インダクタは、前記第2経路およびグランドの間に接続される、<1>または<2>に記載の高周波モジュール。
<4>
前記第1インダクタのインダクタンス値は、前記第2インダクタのインダクタンス値よりも大きく、かつ、前記第3インダクタのインダクタンス値よりも大きい、<1>~<3>のいずれかに記載の高周波モジュール。
<5>
前記スイッチは、前記共通端子と前記第1選択端子との接続および非接続を切り替え、前記共通端子と前記第2選択端子との接続および非接続を切り替える、<1>~<4>のいずれかに記載の高周波モジュール。
<6>
前記第1インダクタは、前記第1入出力端子および前記第2入出力端子のうちの前記第1入出力端子に接続され、
前記1以上の並列腕共振子は2以上の並列腕共振子を含み、
前記第1並列腕共振子は、前記1以上の並列腕共振子のうちで、前記第1入出力端子から最も離れて前記第1経路に接続されている、<1>~<5>のいずれかに記載の高周波モジュール。
<7>
前記並列腕回路は、前記1以上の並列腕共振子のうちで前記第1入出力端子から最も離れて前記第1経路に接続された並列腕共振子のみに接続されている、<6>に記載の高周波モジュール。
<8>
さらに、モジュール基板を備え、
前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタのそれぞれは、巻回構造を有するコイル導体で構成され、前記モジュール基板に配置される、<1>~<7>のいずれかに記載の高周波モジュール。
<9>
前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタのそれぞれの巻回軸は平行であり、
前記巻回軸の方向から前記高周波モジュールを見た場合、前記第1インダクタと前記第2インダクタとは少なくとも一部重なり、かつ、前記第1インダクタと前記第3インダクタとは少なくとも一部重なる、<8>に記載の高周波モジュール。
<10>
前記モジュール基板は、互いに対向する第1主面および第2主面を有し、
前記第1インダクタは、前記モジュール基板内に配置され、
前記第2インダクタは前記第1主面上に配置され、
前記第3インダクタは前記第2主面上に配置される、<9>に記載の高周波モジュール。
<11>
前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタのそれぞれの巻回軸は平行であり、かつ、前記モジュール基板の主面に垂直であり、
前記第2インダクタは前記第1インダクタに隣接配置され、
前記第3インダクタは前記第1インダクタに隣接配置される、<8>に記載の高周波モジュール。
<12>
前記第2インダクタのインダクタンス値は前記第3インダクタのインダクタンス値よりも大きく、
前記第2インダクタと前記第2インダクタに最も近く配置されたグランド電極層との距離は、前記第3インダクタと前記第3インダクタに最も近く配置されたグランド電極層との距離よりも大きい、<8>~<11>のいずれかに記載の高周波モジュール。
<13>
前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタは、第1集積回路に含まれる、<8>~<12>のいずれかに記載の高周波モジュール。
<14>
前記第1インダクタの巻回径は、前記第2インダクタの巻回径よりも大きく、かつ、前記第3インダクタの巻回径よりも大きい、<13>に記載の高周波モジュール。
<15>
前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタは、前記第1インダクタの巻回軸方向に、前記第2インダクタ、前記第1インダクタ、前記第3インダクタの順で配置されている、<13>または<14>に記載の高周波モジュール。
<16>
前記巻回軸方向から前記高周波モジュールを見た場合、
前記第2インダクタと前記第3インダクタとは重ならない、<15>に記載の高周波モジュール。
<17>
前記弾性波フィルタは、圧電性基板を含む第2集積回路に形成され、
前記スイッチは、前記第2集積回路の外部であって前記モジュール基板に配置される、<8>~<16>のいずれかに記載の高周波モジュール。
<18>
前記第2インダクタおよび前記第1インダクタの磁界結合度と、前記第3インダクタおよび前記第1インダクタの磁界結合度とは異なる、<8>~<17>のいずれかに記載の高周波モジュール。
<19>
前記第2インダクタおよび前記第1インダクタの距離と、前記第3インダクタおよび前記第1インダクタの距離とは異なる、<8>~<18>のいずれかに記載の高周波モジュール。
<20>
前記第2インダクタのインダクタンス値と前記第3インダクタのインダクタンス値とは異なる、<8>~<19>のいずれかに記載の高周波モジュール。
本発明は、フロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F 高周波モジュール
2 電力増幅器
3 アンテナ
4 RF信号処理回路(RFIC)
5 通信装置
10 フィルタ
11、12、13、14、15 直列腕共振子
16、17、18、19 並列腕共振子
20、30、40 インダクタ
50 スイッチ
50a 共通端子
50b、50c 選択端子
60 半導体基板
70 半導体IC
80 並列腕回路
90 モジュール基板
91 シールド電極層
92 グランド層
93、94 樹脂部材
100、110 入出力端子
101、102 端子
120 信号入力端子
150 外部接続端子

Claims (20)

  1. 第1入出力端子および第2入出力端子と、
    前記第1入出力端子および前記第2入出力端子を結ぶ第1経路に直列配置された1以上の直列腕共振子、ならびに、前記第1経路およびグランドの間に接続された1以上の並列腕共振子を有する弾性波フィルタと、
    前記第1入出力端子または前記第2入出力端子と前記弾性波フィルタとを結ぶ第2経路に接続された第1インダクタと、
    前記1以上の並列腕共振子のうちの第1並列腕共振子およびグランドの間に接続された並列腕回路と、を備え、
    前記並列腕回路は、
    第2インダクタおよび第3インダクタと、
    共通端子、第1選択端子および第2選択端子を有するスイッチと、を備え、
    前記第1選択端子は前記第2インダクタの一端に接続され、
    前記第2選択端子は前記第3インダクタの一端に接続され、
    前記共通端子は前記第1並列腕共振子およびグランドの一方に接続され、
    前記第2インダクタの他端および前記第3インダクタの他端は、前記第1並列腕共振子およびグランドの他方に接続される、
    高周波モジュール。
  2. 前記第2インダクタおよび前記第3インダクタの少なくとも1つは、前記第1インダクタと磁界結合が可能である、
    請求項1に記載の高周波モジュール。
  3. 前記第1インダクタは、前記第2経路およびグランドの間に接続される、
    請求項1に記載の高周波モジュール。
  4. 前記第1インダクタのインダクタンス値は、前記第2インダクタのインダクタンス値よりも大きく、かつ、前記第3インダクタのインダクタンス値よりも大きい、
    請求項2に記載の高周波モジュール。
  5. 前記スイッチは、前記共通端子と前記第1選択端子との接続および非接続を切り替え、前記共通端子と前記第2選択端子との接続および非接続を切り替える、
    請求項1に記載の高周波モジュール。
  6. 前記第1インダクタは、前記第1入出力端子および前記第2入出力端子のうちの前記第1入出力端子に接続され、
    前記1以上の並列腕共振子は2以上の並列腕共振子を含み、
    前記第1並列腕共振子は、前記1以上の並列腕共振子のうちで、前記第1入出力端子から最も離れて前記第1経路に接続されている、
    請求項2に記載の高周波モジュール。
  7. 前記並列腕回路は、前記1以上の並列腕共振子のうちで前記第1入出力端子から最も離れて前記第1経路に接続された並列腕共振子のみに接続されている、
    請求項6に記載の高周波モジュール。
  8. さらに、モジュール基板を備え、
    前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタのそれぞれは、巻回構造を有するコイル導体で構成され、前記モジュール基板に配置される、
    請求項1~7のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  9. 前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタのそれぞれの巻回軸は平行であり、
    前記巻回軸の方向から前記高周波モジュールを見た場合、前記第1インダクタと前記第2インダクタとは少なくとも一部重なり、かつ、前記第1インダクタと前記第3インダクタとは少なくとも一部重なる、
    請求項8に記載の高周波モジュール。
  10. 前記モジュール基板は、互いに対向する第1主面および第2主面を有し、
    前記第1インダクタは前記モジュール基板内に配置され、
    前記第2インダクタは前記第1主面上に配置され、
    前記第3インダクタは前記第2主面上に配置される、
    請求項9に記載の高周波モジュール。
  11. 前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタのそれぞれの巻回軸は平行であり、かつ、前記モジュール基板の主面に垂直であり、
    前記第2インダクタは前記第1インダクタに隣接配置され、
    前記第3インダクタは前記第1インダクタに隣接配置される、
    請求項8に記載の高周波モジュール。
  12. 前記第2インダクタのインダクタンス値は前記第3インダクタのインダクタンス値よりも大きく、
    前記第2インダクタと前記第2インダクタに最も近く配置されたグランド電極層との距離は、前記第3インダクタと前記第3インダクタに最も近く配置されたグランド電極層との距離よりも大きい、
    請求項8に記載の高周波モジュール。
  13. 前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタは、第1集積回路に含まれる、
    請求項8に記載の高周波モジュール。
  14. 前記第1インダクタの巻回径は、前記第2インダクタの巻回径よりも大きく、かつ、前記第3インダクタの巻回径よりも大きい、
    請求項13に記載の高周波モジュール。
  15. 前記第1インダクタ、前記第2インダクタおよび前記第3インダクタは、前記第1インダクタの巻回軸方向に、前記第2インダクタ、前記第1インダクタ、前記第3インダクタの順で配置されている、
    請求項13に記載の高周波モジュール。
  16. 前記巻回軸方向から前記高周波モジュールを見た場合、
    前記第2インダクタと前記第3インダクタとは重ならない、
    請求項15に記載の高周波モジュール。
  17. 前記弾性波フィルタは、圧電性基板を含む第2集積回路に形成され、
    前記スイッチは、前記第2集積回路の外部であって前記モジュール基板に配置される、
    請求項8に記載の高周波モジュール。
  18. 前記第2インダクタおよび前記第1インダクタの磁界結合度と、前記第3インダクタおよび前記第1インダクタの磁界結合度とは異なる、
    請求項8に記載の高周波モジュール。
  19. 前記第2インダクタおよび前記第1インダクタの距離と、前記第3インダクタおよび前記第1インダクタの距離とは異なる、
    請求項18に記載の高周波モジュール。
  20. 前記第2インダクタのインダクタンス値と前記第3インダクタのインダクタンス値とは異なる、
    請求項18に記載の高周波モジュール。
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