CN107210268A - 高频模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够使高频模块小型化并且能够提高多层基板内的布线电极的设计的自由度的高频模块。构成规定的高频电路的一部分的第一电容器C3a通过在俯视方向形成的屏蔽电极5与电容器用导通孔电极71形成。因此，能够使多层基板2的俯视尺寸变小，能够实现高频模块1的小型化。另外，通过与屏蔽电极5接近配置的电容器用导通孔电极71形成第一电容器C3a，不需要像以往的构成那样使高频信号的传输用的电容器用导通孔电极71离开屏蔽电极5而配置，因此能够提高多层基板2内的布线电极的设计的自由度。

Description

高频模块
技术领域
本发明涉及具备规定的高频电路的高频模块。
背景技术
以往，如图7所示，提供了在由陶瓷、树脂形成的多层基板501的一个主面501a安装有各种部件502，在覆盖这些部件502的树脂层503形成有屏蔽电极504的高频模块500(例如参照专利文献1)。各部件502分别使用焊料等接合材料与形成于多层基板501的一个主面501a的焊盘电极505连接，经由形成于多层基板501内的导通孔电极506以及面内电极507、508与形成于多层基板501的另一个主面501b的外部连接端子509电连接。另外，屏蔽电极504以覆盖树脂层503的表面和多层基板501的侧面501c的方式形成，在多层基板501的侧面501c与从该侧面501c露出的接地用的面内电极508连接。
专利文献1:日本特开2011-187779号公报(第0002段、第0003段、图16等)
然而，通常通过对多层基板501内的导通孔电极506以及面内电极507、508进行组合，形成构成高频模块500所具备的规定的高频电路的一部分的电容器、电感器等电路元件。具体而言，例如通过使面内电极507、508沿层叠方向隔开规定的距离而平行地配置来在多层基板501内形成电容器。因此，为了在多层基板501内形成电容器需要确保配置具有规定的面积的面内电极507、508的空间，因此多层基板501的俯视尺寸变大，而妨碍高频模块500的小型化。
另外，若将各导通孔电极506中的未接地的高频信号的传输用的导通孔电极506与屏蔽电极504接近配置，则存在在该导通孔电极506与屏蔽电极504之间产生不必要的寄生电容之虞。该情况下，由于屏蔽电极504与多层基板501内的接地用的面内电极508连接而接地，所以存在由于该导通孔电极506而形成不必要的接地电容，高频信号经由该不必要电容而泄漏，或者由于噪声从模块外部侵入，使高频模块500的特性劣化之虞。因此，存在多层基板501内的导通孔电极506的设计的自由度被限制这样的问题。
发明内容
该发明是鉴于上述课题而做出的，目的在于提供一种能够使高频模块小型化，并且能够提高多层基板内的布线电极的设计的自由度的技术。
为了实现上述目的，本发明的模块的特征在于，具备：具备绝缘体层和布线电极的多层基板；安装于上述多层基板的一个主面的部件；覆盖上述部件并设置于上述一个主面的树脂层；以及覆盖上述树脂层的表面和上述多层基板的侧面的至少一部分而设置的屏蔽电极，上述布线电极具有在上述多层基板内从上述屏蔽电极隔开规定间隔而配置的电容器用导通孔电极，使用上述屏蔽电极和上述电容器用导通孔电极形成第一电容器。
在这样构成的发明中，通过形成于多层基板的侧面的至少一部分的屏蔽电极与第一电容器用导通孔电极形成构成规定的高频电路的一部分的第一电容器，因此与在多层基板内组合面内电极而形成电容器的构成相比，能够使从多层基板的一个主面俯视时的第一电容器的尺寸变小，因此能够使高频模块小型化。另外，通过使未接地的高频信号的传输用的第一电容器用导通孔电极积极地与屏蔽电极接近配置来形成第一电容器，能够提高多层基板内的布线电极的设计的自由度。
另外，上述电容器用导通孔电极可以设置有多个，上述布线电极可以具有将上述电容器用导通孔电极彼此电连接的第一电容器用面内电极。
若这样构成，则能够使形成第一电容器的屏蔽电极和各第一电容器用导通孔电极对置的部分的面积增大，因此能够使第一电容器的电容值变大。
另外，上述布线电极可以具有多个第二电容器用面内电极，上述电容器用导通孔电极与上述第二电容器用面内电极可以在上述多层基板内电连接。
这样一来，与仅由面内电极形成电容器的情况相比，能够使从多层基板的一个主面俯视时的第二电容器用面内电极的尺寸变小，因此能够实现高频模块的小型化。
另外，上述电容器用导通孔电极可以与形成于多个上述绝缘体层的层间连接用的导通孔导体沿层叠方向连接而形成。
这样一来，能够使第一电容器的层叠方向上的电容形成区域增大，因此能够在不使高频模块大型化的情况下，使第一电容器的电容值增大。
另外，上述导通孔导体可以具有圆形状的横剖面，并形成为至少一个上述导通孔导体的直径与其他的上述导通孔导体的直径不同。另外，通过至少一个上述导通孔导体的横剖面的中心的中心轴与通过在层叠方向上相邻配置的其他的上述导通孔导体的横剖面的中心的中心轴可以错开配置。
这样一来，能够对各导通孔导体各自与屏蔽电极的距离进行调整，因此能够容易地调整第一电容器的电容值。
构成上述第一电容器的上述电容器用导通孔电极与上述屏蔽电极之间，优选在俯视时未配置其他的布线。
若这样构成，则能够使高频模块小型化。另外，能够提高多层基板内的布线电极的设计精度。
构成上述第一电容器的上述电容器用导通孔电极与上述屏蔽电极之间的距离可以比上述部件与上述屏蔽电极的距离小。
若这样构成，则部件的下方的空间是敞开的，因此能够提高设计自由度。
根据本发明，构成规定的高频电路的一部分的第一电容器通过形成于多层基板的侧面的至少一部分的屏蔽电极与第一电容器用导通孔电极而形成，因此能够使从多层基板的一个主面俯视时的尺寸变小，能够实现高频模块的小型化。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的高频模块的剖视图。
图2是表示图1的高频模块所具备的LC滤波器的电路图。
图3是本发明的第二实施方式所涉及的高频模块的剖视图。
图4是本发明的第三实施方式所涉及的高频模块的左侧剖视图。
图5是本发明的第四实施方式所涉及的高频模块的主要部分放大图。
图6是表示图5的变形例的主要部分放大图。
图7是表示以往的高频模块的剖视图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
参照图1以及图2对本发明所涉及的高频模块的第一实施方式进行说明。其中，为了便于说明，图1仅图示了本发明所涉及的主要的构成，而省略了其他构成的图示。另外，下文说明中参照的图3～图5也与图1相同仅图示了主要的构成，在以下的说明中省略该说明。
图1所示的高频模块1具备规定的高频电路，并搭载于移动电话、便携信息终端等通信便携式终端所具备的主板的部件，在该实施方式中，具备多层基板2；形成规定的高频电路的开关IC或滤波器、电阻、电容器、电感器等各种部件3；树脂层4；以及屏蔽电极5而形成为高频天线开关模块。
另外，各种部件3使用焊料等接合材料安装于在多层基板2的一个主面21设置的焊盘电极6。而且，各种部件3和形成于多层基板2的另一个主面22的多个外部连接端子8经由设置于多层基板2的各导通孔电极71、72、各面内电极73～75而相互电连接。
树脂层4通过环氧树脂等普通的热固化性的模具用的树脂覆盖各部件3而设置于多层基板2的一个主面21上。另外，屏蔽电极5通过对Au、Ag、Al、Cu等金属材料进行溅射或蒸镀，或者涂覆包含Au、Ag、Al、Cu等金属材料的导电浆料，对树脂层4的表面和多层基板2的侧面23的至少一部分进行覆盖而设置。
在该实施方式中，多层基板2通过将陶瓷生片制成多层(该实施方式是11层)而形成，陶瓷生片是通过成型器将氧化铝以及玻璃等的混合粉末与有机粘合剂以及溶剂等一同混合而成的浆液薄片化而形成的。需要说明的是，在被切成规定形状的陶瓷生片中，通过激光加工等形成导通孔，通过在形成的导通孔中填充包含各种金属材料的导电浆料、或者实施导通孔填充镀敷而形成导通孔电极71、72。另外，通过在陶瓷生片的主面上印刷导电浆料，形成各种的面内电极73～75、焊盘电极6、外部连接端子8。通过将形成了这些各电极、外部连接端子的陶瓷生片层叠多张，以约1000℃左右的低的温度与各电极、外部连接端子同时烧制而形成多层基板2。需要说明的是，陶瓷生片在烧制后构成绝缘体层2a～2k，各面内电极73～75中的接地用的第二电容器用面内电极73从多层基板2的侧面23露出并与屏蔽电极5电连接。
另外，通过使使用导通孔电极71、72以及面内电极73～75而构成的电感器、电容器组合，形成在多层基板2内高频模块1所具备的高频电路亦即LC滤波器9(低通滤波器)。如图2所示，LC滤波器9具有通过电感器L与第二电容器C1形成并串联连接于输入输出端子间In、Out间的并联共振电路、一端与输出端子Out侧的端部连接而另一端接地的第二电容器C2、一端与输入端子In侧的端部连接而另一端接地的电容器C3。
如图1所示，电感器L通过绝缘体层2d～2f中分别形成的导通孔电极72与面内电极75沿层叠方向以螺旋状连接而形成。另外，第二电容器C1通过绝缘体层2d、2e中分别形成的第二电容器用面内电极74沿层叠方向隔开规定间隔并对置配置而形成。另外，第二电容器C2通过绝缘体层2b、2c中分别形成的第二电容器用面内电极73、74沿层叠方向隔开规定间隔并对置配置而形成。
如图1所示，电容器C3通过第一电容器C3a、第二电容器C3b在多层基板2内电连接而形成。第一电容器C3a通过从形成于多层基板2的侧面的屏蔽电极5隔开规定间隔而配置的电容器用导通孔电极71、屏蔽电极5而形成。而且，电容器用导通孔电极71通过形成于多层基板2的多层(4层)绝缘体层2d～2g的层间连接用的导通孔导体71a沿层叠方向连接而形成。另外，第二电容器C3b通过形成于绝缘体层2i、2j的第二电容器用面内电极73、74沿层叠方向隔开规定间隔并对置配置而形成。
而且，形成第一电容器C3a的屏蔽电极5与形成第二电容器C3b的第二电容器用面内电极73在多层基板2的侧面23电连接。形成第一电容器C3a的电容器用导通孔电极71与第二电容器用面内电极74经由导通孔电极72以及面内电极75电连接。通过这样的构成，能够形成将第一电容器C3a和第二电容器C3b并联连接的电容器C3。
通过像这样由第一电容器C3a与第二电容器C3b在多层基板2内并联连接而形成电容器C3，与仅由第二电容器用面内电极73、74形成的电容器相比，能够使第二电容器用面内电极73、74的面积变小。由此，能够实现高频模块1的小型化。
另外，通过使多个导通孔导体71a连接而形成的电容器用导通孔电极71，能够使第一电容器C3a的层叠方向上的电容形成区域增大，由此能够在不使高频模块1大型化的情况下，使第一电容器C3a的电容值变大。另外，如图1以及图2所示，由于构成电感器L的面内电极75与构成第一电容器C3a的电容器用导通孔电极71电连接，所以能够将电容器用导通孔电极71作为LC滤波器9的电感器L的一部分来使用。由此，能够使电感器L小型化，能够使高频模块1小型化。
另外，通过未接地的高频信号的传输用的电容器用导通孔电极71积极地与屏蔽电极5接近配置来形成第一电容器C3a，与以往的构成相比，能够使电容器用导通孔电极71与屏蔽电极5接近配置，因此能够提高多层基板2内的各布线电极的设计的自由度。另外，能够在不能配置大面积的面内电极73、74的地方配置电容器用导通孔电极71来形成第一电容器C3a，因此能够以维持高频模块1的大小的状态，在多层基板2内形成具有更大的电容值的第一电容器C3a。
另外，电容器用导通孔电极71仅与用于形成LC滤波器9的各电极72～75连接，因此能够减少模块外部的噪声的影响。
需要说明的是，电感器L的图案形状并不局限于在上述的多层基板2内沿层叠方向设置的螺旋形状，也可以形成为漩涡状、弯曲状、线状等任意的形状。另外，也可以通过各绝缘体层2a～2k中分别形成的导通孔电极71、72以及面内电极73～75，进一步形成其他的电感器、电容器等电路元件。另外，也可以组合这些电路元件而进一步形成滤波电路、匹配电路等各种电路。
另外，多层基板2能够通过使用了树脂、陶瓷、聚合物材料等的、印刷基板、LTCC、氧化铝系基板、复合材料基板等的多层基板形成，根据高频模块1的使用目的来选择适当的材质来形成多层基板2即可。这样，通过焊盘电极6、导通孔电极71、72、面内电极73～75、外部连接端子8形成本发明的“布线电极”。
＜第二实施方式＞
接下来，参照图3对本发明的第二实施方式进行说明。
该实施方式与上述第一实施方式不同的点是图2的LC滤波器9的第二电容器C2由第一电容器C4形成、电容器C3由第一电容器C5形成。其他的构成是与上述第一实施方式相同的构成，因此通过引用相同的附图标记而省略其构成的说明。
第一电容器C4、C5通过从形成于多层基板2的侧面的屏蔽电极5隔开规定间隔而配置的电容器用导通孔电极71、及屏蔽电极5形成。而且，电容器用导通孔电极71与形成于多层基板2的多层(8层)的绝缘体层2d～2g的层间连接用的导通孔导体71a沿层叠方向连接而形成。
通过像这样将导通孔电极作为电容器用电极来使用的第一电容器C4、C5构成LC滤波器9的一部分，能够使LC滤波器9的俯视尺寸进一步变小，能够使高频模块1进一步小型化。另外，在多层基板2内配置了电感器、电容器的情况下，存在电感器所产生的磁场的扩大被接近配置的电容器用电极妨碍，电感器的Q值降低这样的问题。但是，通过像本实施方式那样，使平板状的第二电容器用面内电极73消失或使其面积变小，能够形成在电感器L的上下不配置平板状的第二电容器用面内电极73的构成，因此能够抑制电感器L的Q值的降低，能够改善LC滤波器9的通过损耗。
＜第三实施方式＞
接下来，参照图4对本发明的第三实施方式进行说明。
该实施方式与上述第二实施方式不同的点是电容器用导通孔电极71在多层基板2内配置多个(4个)而设置，由屏蔽电极5和多个电容器用导通孔电极71形成电容器C4、C5。需要说明的是，各电容器用导通孔电极71沿着多层基板2的侧面(屏蔽电极5)排列设置，电容器用导通孔电极71彼此通过形成于绝缘体层2g的第一电容器用面内电极76(布线电极)在多层基板2内电连接。其他的构成是与上述第一以及第二实施方式相同的构成，因此引用相同的附图标记而省略其构成的说明。需要说明的是，构成电容器C4和电容器C5的电容器用导通孔电极彼此未电连接。
通过像这样使多个电容器用导通孔电极71彼此利用第一电容器用面内电极76相互电连接，能够使屏蔽电极5和各电容器用导通孔电极71对置的部分的面积增大，因此能够使第一电容器C4、C5各自的电容值变大。因此，能够使原本形成于多层基板2内的第二电容器用面内电极消失或变小，因此能够使高频模块进一步小型化。
需要说明的是，也可以通过分别形成于不同的绝缘体层的多个第一电容器用面内电极76使多个电容器用导通孔电极71彼此电连接。通过像这样对第一电容器用面内电极76的数量进行调整，能够对与形成第一电容器C4、C5各自的屏蔽电极5对置的电极的面积的大小进行调整，因此能够容易调整各第一电容器C4、C5的电容值。
＜第四实施方式＞
接下来，参照图5对本发明的第四实施方式进行说明。
如图5所示，该实施方式与上述第一实施方式不同的点是形成电容器用导通孔电极71并具有圆形状的横剖面的各导通孔导体71a、71b中的至少一个导通孔导体71b的直径被形成为与其他的导通孔导体71a的直径不同。其他的构成是与上述第一实施方式相同的构成，因此引用相同的附图标记而省略其构成的说明。
这样一来，能够对导通孔导体71b和屏蔽电极5的距离进行调整，因此能够容易调整第一电容器C3a的电容值。需要说明的是，在图5中，通过各导通孔导体75a、75b的横剖面的中心的中心轴CL1虽被配置为直线状，但也可以如图6所示，例如使通过导通孔导体71c的横剖面的中心的中心轴CL2与通过在层叠方向上相邻配置的其他的导通孔导体71a的横剖面的中心的中心轴CL1错开配置，使导通孔导体71c与屏蔽电极5接近配置。通过形成这样的构成，能够扩大电容值的调整范围。另外，此时，可以使中心轴CL1、CL2错开配置的导通孔导体71a、71c的横剖面的直径相互相同，也可以不同。
需要说明的是，本发明并不限定于上述实施方式，只要不脱离其主旨就能够进行上述以外的各种变更。例如，也可以构成为在构成第一电容器的电容器用导通孔电极71与屏蔽电极5之间在俯视时不配置其他的布线。这样一来，能够使高频模块小型化，能够提高多层基板内的布线电极的设计精度。
另外，构成第一电容器的电容器用导通孔电极71与屏蔽电极5之间的距离也可以比部件3与屏蔽电极5之间的距离小。此时，由于部件下方的空间是敞开的，所以能够提高设计自由度。
另外，怎样组合上述实施方式所具备的构成均可，形成电容器用导通孔电极71的导通孔导体71a的数量并不限定于上述例，也可以根据需要的电容值以适当地连接一个～多个导通孔导体71a的方式来调整电容值。另外，并设并通过第一电容器用面内电极76电连接的电容器用导通孔电极71的根数并不限于图4所示的例子，可以根据需要的电容值以适当地连接1根～多根电容器用导通孔电极71的方式调整电容值。
另外，不需要树脂层4的整个表面被屏蔽电极5覆盖，例如，可以以树脂层4的表面的一部分不被覆盖的方式形成屏蔽电极5，对露出的树脂层4的表面进行标记等。另外，也可以使多层基板2的整个侧面23被屏蔽电极5覆盖。
另外，在上述实施方式中，LC滤波器9的一部分由第一电容器C3a、C4、C5构成，但匹配电路等其他的高频电路也可以具备第一电容器C3a、C4、C5。
工业上的可利用性
本发明能够广泛地用于具备规定的高频电路的高频模块。
附图标记的说明
1…高频模块；2…多层基板；2a～2k…绝缘体层；21…一个主面；23…侧面；3…部件；4…树脂层；5…屏蔽电极；6…焊盘电极(布线电极)；71…电容器用导通孔电极(布线电极)；71a、71b、71c…导通孔导体；72…导通孔电极(布线电极)；73、74…第二电容器用面内电极(布线电极)；75…面内电极(布线电极)；76…第一电容器用面内电极(布线电极)；8…外部连接端子(布线电极)；9…LC滤波器；C1、C2、C3b…第二电容器；C3a、C4、C5…第一电容器；CL1、CL2…中心轴。

Claims (8)

1.一种高频模块，其特征在于，具备：
多层基板，具备绝缘体层和布线电极；
部件，安装于所述多层基板的一个主面；
树脂层，覆盖所述部件并设置于所述一个主面；以及
屏蔽电极，覆盖所述树脂层的表面和所述多层基板的侧面的至少一部分而设置，
所述布线电极具有电容器用导通孔电极，所述电容器用导通孔电极在所述多层基板内从所述屏蔽电极隔开规定间隔而配置，
使用所述屏蔽电极和所述电容器用导通孔电极形成第一电容器。
2.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
所述电容器用导通孔电极设置有多个，
所述布线电极具有第一电容器用面内电极，所述第一电容器用面内电极将所述电容器用导通孔电极彼此电连接。
3.根据权利要求1或2所述的高频模块，其特征在于，
所述布线电极具有多个第二电容器用面内电极，
所述电容器用导通孔电极与所述第二电容器用面内电极在所述多层基板内电连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高频模块，其特征在于，
所述电容器用导通孔电极由形成于多个所述绝缘体层的层间连接用的导通孔导体沿层叠方向连接而形成。
5.根据权利要求4所述的高频模块，其特征在于，
所述导通孔导体具有圆形状的横剖面，并形成为至少一个所述导通孔导体的直径与其他的所述导通孔导体的直径不同。
6.根据权利要求4或5所述的高频模块，其特征在于，
通过至少一个所述导通孔导体的横剖面的中心的中心轴与通过在层叠方向上相邻配置的其他的所述导通孔导体的横剖面的中心的中心轴错开配置。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的高频模块，其特征在于，
在构成所述第一电容器的所述电容器用导通孔电极与所述屏蔽电极之间，在俯视时未配置其他的布线。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的高频模块，其特征在于，
构成所述第一电容器的所述电容器用导通孔电极与所述屏蔽电极之间的距离比所述部件与所述屏蔽电极的距离小。
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