CN104812170B

CN104812170B - 高频模块

Info

Publication number: CN104812170B
Application number: CN201410576948.1A
Authority: CN
Inventors: 北嶋宏通
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2017-11-24
Anticipated expiration: 2034-10-24
Also published as: JP6102770B2; CN104812170A; US9220164B2; JP2015141959A; US20150216033A1

Abstract

提供一种廉价地制造高频模块的技术，防止形成于多层基板的内部的面内导体和元器件之间的电磁耦合并实现高频模块的小型化。该高频模块(1)包括：与元器件(3)的接地端子(3c)连接的接地用安装电极(4c)；设置于多层基板(2)内的元器件(3)的下方并通过第1接地用层间连接导体(6)与接地用安装电极(4c)连接的第1接地面内导体(5c)；与元器件(3)的特定信号端子(3a)连接的特定信号用安装电极(4a)；以及设置于多层基板(2)内的第1接地面内导体(5c)的下方并通过特定信号用层间连接导体(7)与特定信号用安装电极(4a)连接的特定信号用面内导体(5a)，第1接地面内导体(5c)配置在元器件(3)和特定信号用面内导体(5a)之间，特定信号用层间连接导体(7)配置成在俯视时位于第1接地面内导体(5c)的外侧。

Description

高频模块

技术领域

本发明涉及在多层基板的上表面安装有元件的高频模块，具体涉及廉价地制造该高频模块的技术，在防止形成于多层基板的内部的面内导体和元器件之间的电磁耦合的同时，实现高频模块的小型化。

背景技术

随着移动电话等通信终端装置的小型化，要求其内部装配的高频模块也实现小型化，因此，高频模块的电路基板中广泛使用了能够敷设立体布线的多层基板。例如，专利文献1所记载的高频模块100如图7所示，包括由多层绝缘层层叠而成的多层基板101，和安装在该多层基板101之上的半导体元件102。此外，在多层基板101的内部的半导体元件102的下方还设置有接地用的接地电极103。

但是，为了实现高频模块100的小型化，多层基板101的主面的面积受到了制约，在此情况下，在多层基板101内形成与半导体元件102的各个端子相连的布线路径时，一部分与规定的信号端子相连的布线路径有时不得不以通过接地电极103的下方的方式来形成。因此，该高频模块100中，在接地电极103的相当于半导体元件102的规定信号端子正下方的部分设置开口，同时在多层基板101内设置通过该开口的通孔104。接着，经由通孔104，将规定信号端子与形成在接地电极103下方的布线电极105，106相连，从而使连接规定信号端子的布线路径通过接地电极103的下方，引出到半导体元件102的外侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-244179号公报(参照段落0022、图1等)

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在现有的高频模块100中，具有如下结构：为了将与半导体元件102的规定信号端子相连的布线路径的一部分设置于接地电极103的下方，在接地电极103设有开口，且该开口中形成有通孔104，因此增加了高频模块100的制造成本。此处，为了更廉价地制造高频模块100，也考虑如下方法：将接地电极103下方的布线电极105、106设置于接地电极103的上层侧，利用过孔导体等与规定的信号端子相连接。然而，在布线电极105、106通过半导体元件102正下方的情况下，在半导体元件102和布线电极105、106之间产生电磁耦合，由于可能会导致高频特性的劣化，因此难以采用。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能廉价地制造高频模块的技术，该高频模块能在防止形成于多层基板的内部的面内导体与元器件产生电磁耦合的同时，实现高频模块的小型化。

解决技术问题所采用的技术方案

为了达到上述目的，本发明的高频模块是具备在上表面安装有元器件的多层基板的高频模块，在该高频模块中，其特征在于，包括：接地用安装电极，该接地用安装电极形成在所述多层基板的上表面，且与所述元器件的接地端子相连接；平板状的第1接地面内导体，该平板状的第1接地面内导体设置于所述多层基板内的所述元器件的下方，利用第1接地用层间连接导体与所述接地用安装电极相连接；特定信号用安装电极，该特定信号用安装电极形成于所述多层基板的上表面，与所述元器件的多个信号端子中的某一个即特定信号端子相连接；以及线状的特定信号用面内导体，该线状的特定信号用面内导体设置于所述多层基板内的所述第1接地面内导体的下方，利用特定信号用层间连接导体与所述特定信号用安装电极相连接，所述第1接地面内导体配置在所述元器件和所述特定信号用面内导体之间，所述特定信号用层间连接导体配置成在俯视时位于所述第1接地面内导体的外侧。

在该情况下，在元器件与通过该元器件下方的特定信号用面内导体之间配置有第1接地面内导体，因此能防止元器件与特定信号用面内导体之间的电磁耦合。通过防止该电磁耦合，例如无需将特定信号用面内导体迂回布线为不通过元器件的正下方，因此能使特定信号用面内导体的布线长度缩短，以实现高频模块的小型化。

将连接设置在第1接地面内导体下方的线状的特定信号用面内导体和形成于多层基板的上表面的特定信号用安装电极的特定信号用层间连接导体配置成在俯视时位于第1接地面内导体的外侧。因此，无需像现有的高频模块那样，为了连接特定信号用安装电极和特定信号用面内导体，在第1接地面内导体上设有开口使得通孔通过该开口，从而降低了高频模块的制造成本。

此外，所述元器件在俯视时呈矩形，所述特定信号端子形成于所述元器件的一边侧，所述特定信号用面内导体可以从所述元器件的所述一边侧向该一边的相对边进行布线。在该情况下，例如在元器件的特定信号端子(特定信号用安装电极)和配置于元器件的所述相对边侧的其它元器件等相连接的情况下，能缩短该布线路径，因此提高了该布线路径的电气特性。

还包括平板状的第2接地面内导体，该平板状的第2接地面内导体在所述多层基板中设置在比所述特定信号用面内导体更下层侧，并通过多个第2接地用层间连接导体与所述第1接地面内导体相连接，具有多个所述第1接地用层间连接导体，将所述第2接地用层间连接导体的总数设定为比所述第1接地用层间连接导体的总数少，所述特定信号用面内导体可以配置在所述第1接地面内导体和所述第2接地面内导体之间的未形成所述第2接地用层间连接导体的区域。

在该情况下，第2接地面内导体被设置在比特定信号用面内导体更下层侧，因此，例如在多层基板的下表面当与母基板等相连接时，能防止母基板和特定信号用面内导体之间的电磁耦合。

连接第1接地面内导体和第2接地面内导体的第2接地用层间连接导体的总数设定为比第1接地用层间连接导体的总数少，特定信号用面内导体配置在第1接地面内导体和第2接地面内导体之间的未形成第2接地用层间连接导体的区域。由此，无需增大第1接地面内导体的面积，就能确保配置于该第1接地面内导体的下方的特定信号用面内导体的形成空间。

所述第1接地面内导体俯视时呈长方形，所述特定信号用面内导体可以沿所述第1接地面内导体的长边方向进行布线，以使其在俯视时与所述第1接地面内导体的相对的两条短边分别相交。由此，与特定信号用面内导体为与第1接地面内导体的长边相交的情况相比，能防止特定信号用面内导体通过第1接地面内导体与元器件产生电磁耦合的区域变宽，因此提高了防止所述电磁耦合的效果。

所述第1接地面内导体可以形成为在俯视时位于与所述元器件重叠的区域内。在该情况下，能缩小第1接地面内导体，因此提高了形成于多层基板的内部的面内导体等的设计自由度。

发明效果

根据本发明，在元器件与通过该元器件下方的特定信号用面内导体之间配置有第1接地面内导体，因此能防止元器件与特定信号用面内导体之间的电磁耦合。通过防止该电磁耦合，例如无需将特定信号用面内导体迂回布线为不通过元器件的正下方，因此能使特定信号用面内导体的布线长度缩短，以实现高频模块的小型化。

将连接设置在第1接地面内导体下方的线状的特定信号用面内导体和形成于多层基板的上表面的特定信号用安装电极的特定信号用层间连接导体配置成在俯视时位于第1接地面内导体的外侧。因此，无需像现有的高频模块那样，为了连接特定信号用安装电极和特定信号用面内导体，在第1接地面内导体上设有开口以使通孔通过该开口，从而降低了高频模块的制造成本。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的高频模块的剖视图。

图2是图1的多层基板的俯视图。

图3是形成有图1的第1接地面内导体的绝缘层的俯视图。

图4是形成有图1的特定信号用面内导体的绝缘层的俯视图。

图5是形成有图1的第2接地面内导体的绝缘层的俯视图。

图6是表示特定信号用面内导体的变形例的图。

图7是现有的高频模块的剖视图。

具体实施方式

参照图1～图5对本发明的实施方式1所涉及的高频模块1进行说明。另外，图1是本发明的实施方式1所涉及的高频模块1的剖视图，图2是图1的多层基板2的俯视图，图3是图1的形成有第1接地面内导体的绝缘层2b的俯视图，图4是图1的形成有特定信号用面内导体5a的绝缘层2c的俯视图，图5是图1的形成有第2接地面内导体5d的绝缘层2d的俯视图。此处的图2～图5的各图中，示出了与本发明有关的主要部分，省略了其它部分的图示。

如图1所示，本实施方式所涉及的高频模块1包括多层基板2和安装在该多层基板2上表面的元器件3，例如，可在移动电话等通信设备的母基板上安装该高频模块1。另外，多层基板2的上表面除了上述的元器件3之外，还安装有省略图示的其它元器件(如贴片电容器、贴片电感器等)。

元器件3例如是RF-IC、开关IC、贴片SAW滤波器等，本实施方式中以倒装芯片的方式安装在多层基板2的上表面。此时，元器件3在俯视时呈长方形，多个信号端子3a、3b以及多个接地端子3c形成在元器件3的与多层基板2的上表面相对的相对面上。此外，各接地端子3c集中配置于元器件3的上述相对面的大致中央位置，并且各信号端子3a、3b排列地配置于元器件3的上述相对面的边缘部。另外，元器件3在俯视时的形状并不限于长方形，例如也可以是正方形。

多层基板2由多层绝缘层2a～2d层叠而成，这些绝缘层2a～2d分别由陶瓷、玻璃环氧树脂等绝缘材料形成。此外，在多层基板2的上表面形成了用于安装元器件3的多个安装电极4a～4c，且在下表面形成了用于连接外部主板的多个外部电极9。

此时，在多层基板2最上层的绝缘层2a的上表面，如图2所示，在元器件3的各信号端子3a、3b以及各接地端子3c所对应的位置上分别形成了用于安装上述元器件3的多个安装电极4a～4c。

此外，如图3所示，在比绝缘层2a配置于更下层的规定绝缘层2b的主面形成了线状的面内导体5b，该面内导体5b作为从各安装电极4a、4b中的一部分安装电极4b引出的布线。此时，安装电极4b与面内导体5b之间利用省略图示的过孔导体来连接。

此外，如图3所示，在元器件3的下方，具体而言为绝缘层2b主面中的在俯视时与元器件3重叠的区域的范围内，即俯视时与连接到元器件3的各接地端子3c的各安装电极4c(相当于本发明的“接地用安装电极”，以下称为接地用安装电极4c)重叠的区域内，形成了俯视时呈大致长方形的平板状的第1接地面内导体5c。接着，各接地用安装电极4c通过对这些接地用安装电极4c个别设置的过孔导体6(参照图1)，分别与第1接地面内导体5c相连接。上述过孔导体6相当于本发明的“第1接地用层间连接导体”，以下将各过孔导体6称为第1接地用层间连接导体6。

此外，第1接地面内导体5c配置于绝缘层2b的主面中在俯视时与元器件3重叠的区域的大致中央的位置，而作为从上述的一部分安装电极4b引出的布线的面内导体5b，在俯视时从第1接地面内导体5c的周围向元器件3的外侧进行布线。也就是说，通过将第1接地面内导体5c仅配置在绝缘层2b的俯视时与元器件3重叠的区域的大致中央的位置，由此绝缘层2b主面的各面内导体5b的布线自由度得到了提高。

此外，安装电极4a如图1所示通过俯视时配置于第1接地面内导体5c外侧的过孔导体7，与形成于比绝缘层2b更下层的绝缘层2c的主面的线状面内导体5a(参照图4)相连接，该安装电极4a与元器件3的各信号端子3a、3b之中的在俯视时配置于长方形的元器件3的短边侧(图1的纸面左端)的规定信号端子3a相连接。上述规定信号端子3a相当于本发明的“特定信号端子”，安装电极4a相当于本发明的“特定信号用安装电极”，过孔导体7相当于本发明的“特定信号用层间连接导体”，面内导体5a相当于本发明的“特定信号用内部导体”。此外，以下将规定信号端子3a称为特定信号端子3a，安装电极4a称为特定信号用安装电极4a，过孔导体7称为特定信号用层间连接导体7，面内导体5a称为特定信号用面内导体5a。

另外，上述的第1接地内部导体5c并非一定要形成在绝缘层2b的主面中的在俯视时与元器件3重叠的区域的范围内，可在不影响特定信号用层间连接导体7的形成的范围内，适当地变更其形状和形成区域。

如图1所示，为了在特定信号用面内导体5a与元器件3之间配置第1接地面内导体5c，将特定信号用面内导体5a设置于该第1接地面内导体5c的下方。此外，如图4所示，特定信号用面内导体5a从俯视时为长方形的元器件3的一个短边侧(纸面左侧)向与该边相对的另一个短边侧进行布线。进而，特定信号用面内导体5a在俯视时与第1接地面内导体5c重叠的部分沿着第1接地面内导体5c的长边进行布线，并构成为第1接地面内导体5c在特定信号用面内导体5a在俯视时与元器件3重叠的区域的大部分中、且介于该特定信号用面内导体5a和元器件3之间的构造。

此外，在比绝缘层2c更下层的绝缘层2d的主面上，如图5所示，形成有面积大于第1接地面内导体5c的平板状的第2接地面内导体5d。该第2接地面内导体5d通过多个过孔导体8(参照图3及图4)与第1接地面内导体5c相连接。另外，各过孔导体8分别相当于本发明的“第2接地用层间连接导体”，以下将各过孔导体8分别称为第2接地用层间连接导体8。

但是，本实施方式中，在多层基板2上表面所形成的接地用安装电极4c的总数为8个(参照图2)，用于连接各接地用安装电极4c与第1接地面内导体5c的第1接地用层间连接导体6的总数也是8个。另一方面，用于连接第1接地面内导体5c与第2接地面内导体5d的第2接地用层间连接导体8的总数，如图3及图4所示为5个。也就是说，第2接地用层间连接导体8的总数被设定为少于第1接地用层间连接导体6的总数。

接着，特定信号用面内导体5a被配置于第1接地面内导体5c与第2接地面内导体5d之间的未形成第2接地用层间连接导体8区域。也就是说，通过减少第1接地面内导体5c正下方的第2接地用层间导体8的个数，来确保第1接地面内导体5c下方的空闲空间，从而提高特定信号用面内导体5a的形成自由度。另外，也可以将第2接地用层间导体8的总数设定为不少于第1接地用层间连接导体6的总数，采用例如通过相邻的第2接地用层间连接导体8之间的空间来形成特定信号用内部导体5a的结构。

因此，根据上述的实施方式，由于将第1接地面内导体5c配置在安装于多层基板2上表面的元器件3与通过该元器件3下方的特定信号用面内导体5a之间，因此能防止元器件3与特定信号用面内导体5a之间产生电磁耦合。此外，通过防止该电磁耦合，使其不必采用迂回布线，例如使特定信号用内部导体5a避开元器件3的正下方，因此缩短了特定信号用面内导体5a的布线长度，实现了高频模块1的小型化。

此外，将连接设于第1接地内部导体5c下方的特定信号用面内导体5a与形成于多层基板2上表面的特定信号用安装电极4a的特定信号用层间连接导体7配置成在俯视时位于第1接地面内导体5c的外侧。因此，无需像现有的高频模块那样，为了连接特定信号用安装电极4a与特定信号用面内导体5a，在第1接地面内导体5c上设置开口使得通孔穿过该开口，从而降低了高频模块1的制作成本。

此外，特定信号用面内导体5a从俯视时呈长方形的元器件3的一个的短边侧向与该短边相对的另一个短边侧进行布线，因此，例如在元器件3的特定信号端子3a与配置于元器件3的上述另一个短边侧的其它元器件等相连接时，能缩短其布线路径，从而提高该布线路径的电气特性。

此外，由于比第1接地面内导体5c更大面积的第2接地面内导体5d被设置在比特定信号用面内导体5a更下层侧，因此，在将高频模块1安装于外部的母基板等时，能够防止母基板与特定信号用面内导体5a、元件3之间的电磁耦合。

此外，连接第1接地面内导体5c与第2接地面内导体5d的第2接地用层间连接导体8的总数被设定为少于连接各接地用安装电极4c与第1接地面内导体5c的第1接地用层间连接导体6的总数，特定信号用面内导体5a被配置于第1接地面内导体5c与第2接地面内导体5d之间的未形成第2接地用层间连接导体8区域。由此，就不必扩大第1接地面内导体5c的面积，就能确保配置于该第1接地面内导体5c下方的特定信号用面内导体5a的形成空间。

此外，将用于防止元器件3与特定信号用面内导体5a之间的电磁耦合的第1接地面内导体5c形成地较小，以使其收纳在俯视时与元器件3重叠的区域之内，因此，提高了形成在多层基板2内部的面内导体等的设计自由度。

(特定面内导体5a的变形例)

参照图6对设置于第1接地面内导体5c下方的特定信号用面内导体5a的变形例进行说明。另外，图6是表示本例所涉及的特定信号用面内导体5a1的图，也是绝缘层2c的局部俯视图。

如图6所示，该特定信号用面内导体5a1沿该第1接地面内导体5c的长边方向布线，以使其分别与第1接地面内导体5c的相对的两条短边相交。由此，与特定面内导体5a1布线为与第1接地面内导体5c的长边相交的情况相比，防止特定信号用面内导体5a1通过第1接地面内导体5c与元器件3产生电磁耦合的区域变宽，因此提高了防止所述电磁耦合的效果。

另外，本发明并不限于上述各实施方式，只要不脱离其技术思想，可以在上述实施方式以外进行各种变更。例如，在上述各实施方式中，对利用过孔导体来形成特定信号用层间连接导体7、各第1接地用层间连接导体6、各第2接地用层间连接导体8的情况进行了说明，但它们也可以由柱电极、针状导体来形成。

设置于第1接地面内导体5c的下方的面内导体并不限于上述特定信号用面内导体5a，也可以是需要防止与元器件3发生电磁耦合的其它面内导体。

此外，上述实施方式中，对将第1接地面内导体5c形成于内层的绝缘层2b上的情况进行了说明，但也可以将其配置在多层基板2的上表面。在该情况下，使用第1接地面内导体5c来代替接地用安装电极4c。具体而言，在第1接地面内导体5c上施加绝缘覆盖膜(即所谓的框架)，在与该绝缘覆盖膜的各接地用安装电极4c相对应的部分(安装面)设置开口部即可。

本发明能够应用于在布线基板的上表面安装有元器件的各种高频模块。

标号说明

1 高频模块

2 多层基板

3 元器件

3a 特定信号端子

3c 接地端子

4a 特定信号用安装电极

4c 接地用安装电极

5a、5a1 特定信号用面内导体

5c 第1接地面内导体

5d 第2接地面内导体

6 第1接地用层间连接导体

7 特定信号用层间连接导体8第2接地用层间连接导体

Claims

1.一种高频模块，该高频模块具备在上表面安装有元器件的多层基板，其特征在于，包括：

接地用安装电极，该接地用安装电极形成在所述多层基板的上表面，且与所述元器件的接地端子相连接；

平板状的第1接地面内导体，该第1接地面内导体设置于所述多层基板内的所述元器件的下方，利用第1接地用层间连接导体与所述接地用安装电极相连接；

特定信号用安装电极，该特定信号用安装电极形成于所述多层基板的上表面，与所述元器件的多个信号端子中的某一个即特定信号端子相连接；

线状的特定信号用面内导体，该特定信号用面内导体设置于所述多层基板内的所述第1接地面内导体的下方，利用特定信号用层间连接导体与所述特定信号用安装电极相连接；以及

平板状的第2接地面内导体，该第2接地面内导体在所述多层基板中设置在比所述特定信号用面内导体更下层侧，并通过多个第2接地用层间连接导体与所述第1接地面内导体相连接，

所述第1接地面内导体配置在所述元器件和所述特定信号用面内导体之间，

将所述特定信号用层间连接导体配置成在俯视时位于所述第1接地面内导体的外侧，

具有多个所述第1接地用层间连接导体，

将所述第2接地用层间连接导体的总数设定为比所述第1接地用层间连接导体的总数少，

所述特定信号用面内导体配置在所述第1接地面内导体和所述第2接地面内导体之间的未形成所述第2接地用层间连接导体的区域，

俯视时，所述第2接地面内导体的面积大于所述第1接地面内导体的面积。

2.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于，

所述元器件在俯视时呈矩形，

所述特定信号端子形成于所述元器件的一边侧，

所述特定信号用面内导体从所述元器件的所述一边侧向该一边的相对边进行布线。

3.如权利要求1或2所述的高频模块，其特征在于，

所述第1接地面内导体在俯视时呈长方形，

所述特定信号用面内导体沿所述第1接地面内导体的长边方向进行布线，以使其在俯视时与所述第1接地面内导体的相对的两条短边分别相交。

4.如权利要求1或2所述的高频模块，其特征在于，

所述第1接地面内导体形成为在俯视时位于与所述元器件重叠的区域内。