CN113412578A - 高频模块和通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高频模块(1)，具备：安装基板(90)；双工器(60L)，其配置于安装基板(90)；双工器(60H)，其配置于安装基板(90)，具有比双工器(60L)的通带频率高的通带；以及半导体控制IC(40)，其配置于安装基板(90)，且与双工器(60L和60H)中的双工器(60L)层叠。

Description

高频模块和通信装置
技术领域
本发明涉及高频模块和通信装置。
背景技术
在移动电话等移动体通信装置中，特别是伴随着多频带化的进展，构成高频前端电路的电路元件数增加。
在专利文献1中，为了应对高频前端电路的小型化，公开一种具有将SAW器件(高频滤波器)与半导体集成电路(半导体IC)层叠的结构的弹性表面波装置(高频模块)。
专利文献1：日本特开2005-57577号公报。
然而，在专利文献1所公开的弹性表面波装置(高频模块)中，将SAW器件(高频滤波器)与半导体集成电路(半导体IC)层叠，因此存在半导体集成电路(半导体IC)所具有的控制电路的控制特性因从高频滤波器振荡出的高频噪声而劣化的情况。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，目的在于，提供一种抑制半导体控制IC的控制特性的劣化的高频模块和通信装置。
为了实现上述目的，本发明的一个方式的高频模块具备：安装基板；第一滤波器，其配置于上述安装基板；第二滤波器，其配置于上述安装基板，且具有比上述第一滤波器的通带频率高的通带；以及半导体控制IC，其配置于上述安装基板，且与上述第一滤波器和上述第二滤波器中的上述第一滤波器层叠。
根据本发明，能够提供一种高频模块和通信装置，抑制半导体控制IC的控制特性的劣化。
附图说明
图1是实施方式涉及的高频模块和通信装置的电路构成图。
图2是表示实施方式涉及的集成型无源元件和半导体控制IC的结构的示意图。
图3是表示实施方式涉及的高频模块的剖面示意图。
图4是实施方式的变形例1涉及的高频模块的剖面示意图。
图5是实施方式的变形例2涉及的高频模块的剖面示意图。
图6是实施方式的变形例3涉及的高频模块的剖面示意图。
图7是实施方式的变形例4涉及的高频模块的剖面示意图。
图8是实施方式的变形例5涉及的高频模块的剖面示意图。
具体实施方式
以下，使用附图详细地说明本发明的实施方式及其变形例。其中，以下说明的实施方式及其变形例都表示概括性或者具体的例子。以下的实施方式及其变形例所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置和连接方式等是一例，并不是限定本发明的意思。关于以下的实施方式及其变形例的构成要素中的、在独立权利要求中未记载的构成要素，作为任意的构成要素而进行说明。另外，附图所示的构成要素的大小或者大小之比未必严格。
此外，在以下的实施方式及其变形例中，定义为在安装在基板上的A、B和C中，“在俯视该基板(或者该基板的主面)的情况下，在A与B之间配置有C”是指将在俯视该基板的情况下所投影的A的区域内的任意的点与在俯视该基板的情况下所投影的B的区域内的任意的点连结的线与在俯视该基板的情况下所投影的C的区域的至少一部分重叠。
另外，在本说明书中，表示要素间的关系性的用语(例如“垂直”、“平行”等)、表示要素的形状的用语、以及数值范围并不是仅表示严格的意思的表达，而是意味着还包含实质上同等的范围、例如几％左右的差异的表达。
此外，在以下的实施方式及其变形例中，定义为“将A和B连接”不仅是指A与B接触，而且还包含经由导体布线电连接A与B的情况。
(实施方式)
[1高频模块1和通信装置5的电路构成]
图1是实施方式的高频模块1和通信装置5的电路构成图。如该图所示，通信装置5具备高频模块1、天线2、RF信号处理电路(RFIC)3、以及基带信号处理电路(BBIC)4。
RFIC3是对由天线2发送接收的高频信号进行处理的RF信号处理电路。具体而言，RFIC3通过下变频等对经由高频模块1的接收信号路径而输入的高频信号进行信号处理，并将进行该信号处理而生成的接收信号向BBIC4输出。另外，RFIC3通过上变频等对从BBIC4输入的发送信号进行信号处理，并将进行该信号处理而生成的高频信号向高频模块1的发送信号路径输出。
BBIC4是使用比在高频模块1中传送的高频信号低频的中间频带而进行信号处理的电路。由BBIC4处理后的信号例如作为用于图像显示的图像信号来使用、或者为了经由扬声器的通话而作为声音信号来使用。
另外，RFIC3具有基于所使用的通信带(频带)来控制高频模块1所具有的开关10的端子间连接的功能以及控制高频模块1所具有的低噪声放大器(LNA：Low NoiseAmplifier)7HR、7MR和7LR的增益的功能。具体而言，RFIC3向高频模块1所具有的控制电路30输出电源信号、IO信号、时钟信号以及数据信号等。控制电路30基于这些信号而向开关10、低噪声放大器7HR、7MR和7LR输出控制信号。
天线2与高频模块1的发送接收端子100连接，放射从高频模块1输出的高频信号，另外，接收来自外部的高频信号并向高频模块1输出。
此外，在本实施方式的通信装置5中，天线2和BBIC4并不是必须的构成要素。
接下来，对高频模块1的详细构成进行说明。
如图1所示，高频模块1具备发送接收端子100、双工器60H、60M和60L、LC滤波器61、半导体控制IC(Integrated Circuit：集成电路)40、匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR和80以及电力放大器(PA：Power Amplifier)7HT、7MT和7LT。
双工器60H由发送滤波器6HT和接收滤波器6HR构成。发送滤波器6HT应用于3GPP(Third Generation Partnership Project：第三代合作伙伴计划)标准的通信系统，例如使LTE(Long Term Evolution：长期演进)或者5GNR(5th Generation New Radio：第五代新电台)的通信带A的发送频带的高频信号通过。接收滤波器6HR应用于3GPP标准的通信系统，例如使LTE或者5GNR的通信带A的接收频带的高频信号通过。
双工器60M由发送滤波器6MT和接收滤波器6MR构成。发送滤波器6MT应用于3GPP标准的通信系统，例如使LTE或者5GNR的通信带B的发送频带的高频信号通过。接收滤波器6MR应用于3GPP标准的通信系统，例如使LTE或者5GNR的通信带B的接收频带的高频信号通过。
双工器60L由发送滤波器6LT和接收滤波器6LR构成。发送滤波器6LT应用于3GPP标准的通信系统，例如使LTE或者5GNR的通信带C的发送频带的高频信号通过。接收滤波器6LR应用于3GPP标准的通信系统，例如使LTE或者5GNR的通信带C的接收频带的高频信号通过。
这里，通信带A与通信带B相比频率较高，通信带B与通信带C相比频率较高。
在本实施方式中，在构成双工器60H、60M和60L的发送滤波器和接收滤波器中的、任意提取出的两个滤波器中，将具有频率相对低的通带的滤波器定义为第一滤波器，将具有频率相对高的通带的滤波器定义为第二滤波器。并且，在任意提取出的3个滤波器中，将具有频率最高的通带的滤波器定义为第二滤波器，将具有与第二滤波器相比频率较低的通带的两个滤波器定义为第一滤波器和第三滤波器。
此外，发送滤波器6HT、6MT和6LT以及接收滤波器6HR、6MR和6LR例如也可以是弹性表面波滤波器、使用BAW(Bulk Acoustic Wave：体声波)的弹性波滤波器、LC共振滤波器以及电介质滤波器中的任意一个，甚至不限于此。
LC滤波器61例如为低域通过型的滤波器电路，由电感器和电容器构成。LC滤波器61例如使2G(2nd Generation：第二代)的通信带的发送接收频带的高频信号通过。
半导体控制IC40具备开关10、低噪声放大器7HR、7MR和7LR以及控制电路30。
开关10具有共用端子和多个选择端子，切换共用端子与各选择端子的连接和非连接。开关10的共用端子经由匹配电路80与发送接收端子100连接。开关10的多个选择端子分别与双工器60H的共用端子、双工器60M的共用端子、双工器60L的共用端子和LC滤波器61的一个端子连接。
低噪声放大器7HR、7MR和7LR分别包含双极晶体管或者场效应晶体管等放大元件。
低噪声放大器7HR的输入端子经由匹配电路8HR与接收滤波器6HR的输出端子连接，低噪声放大器7HR的输出端子与RFIC3连接。低噪声放大器7HR例如以低噪声优先地放大通信带A的高频信号。
低噪声放大器7MR的输入端子经由匹配电路8MR与接收滤波器6MR的输出端子连接，低噪声放大器7MR的输出端子与RFIC3连接。低噪声放大器7MR例如以低噪声优先地放大通信带B的高频信号。
低噪声放大器7LR的输入端子经由匹配电路8LR与接收滤波器6LR的输出端子连接，低噪声放大器7LR的输出端子与RFIC3连接。低噪声放大器7LR例如以低噪声优先地放大通信带C的高频信号。
此外，低噪声放大器7HR、7MR和7LR也可以集中在一个放大电路。此时，放大电路以低噪声优先地放大通信带A、B和C的高频信号，在该放大电路的输入端子侧配置有对接收滤波器6HR、6MR和6LR与该放大电路的输入端子的连接和非连接进行切换的开关。
半导体控制IC40例如由CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)构成。由此，能够廉价地制造半导体控制IC40。此外，半导体控制IC40也可以由GaAs构成。由此，能够输出具有高品质的放大性能和噪声性能的高频信号。
另外，开关10以及低噪声放大器7HR、7MR和7LR也可以不包含于半导体控制IC40。开关10例如也可以作为与半导体控制IC40独立的单独部件而配置。另外，低噪声放大器7HR、7MR和7LR例如也可以作为与半导体控制IC40独立的放大电路而配置。
电力放大器7HT、7MT和7LT分别包含双极晶体管或者场效应晶体管等放大元件。电力放大器7HT、7MT和7LT例如由以CMOS或者GaAs为材料的场效应晶体管(FET)、异质结双极晶体管(HBT)等构成。
电力放大器7HT的输入端子与RFIC3连接。电力放大器7HT的输出端子经由匹配电路8HT与发送滤波器6HT的输入端子连接。电力放大器7HT优先地放大例如通信带A的高频信号。
电力放大器7MT的输入端子与RFIC3连接。电力放大器7MT的输出端子经由匹配电路8MT与发送滤波器6MT的输入端子连接。电力放大器7MT优先地放大例如通信带B的高频信号。
电力放大器7LT的输入端子与RFIC3连接。电力放大器7LT的输出端子经由匹配电路8LT与发送滤波器6LT的输入端子连接。电力放大器7LT优先地放大例如通信带C的高频信号。
此外，电力放大器7HT、7MT和7LT也可以集中在一个放大电路。此时，放大电路优先地放大通信带A、B和C的高频信号，在该放大电路的输出端子侧配置有对发送滤波器6HT、6MT和6LT与该放大电路的输出端子的连接和非连接进行切换的开关。
另外，半导体控制IC40还可以包含电力放大器7HT、7MT和7LT以及对这些电力放大器的增益进行控制的放大控制电路。
即，半导体控制IC40也可以具有(1)开关10和控制开关10的切换的开关控制电路、以及(2)放大高频信号的放大器和控制该放大器的增益的放大控制电路中的至少一者。
匹配电路8HT配置于将电力放大器7HT和发送滤波器6HT连结的路径，取得电力放大器7HT的输出阻抗与发送滤波器6HT的输入阻抗的匹配。匹配电路8MT配置于将电力放大器7MT和发送滤波器6MT连结的路径，取得电力放大器7MT的输出阻抗与发送滤波器6MT的输入阻抗的匹配。匹配电路8LT配置于将电力放大器7LT和发送滤波器6LT连结的路径，取得电力放大器7LT的输出阻抗与发送滤波器6LT的输入阻抗的匹配。匹配电路8HT、8MT和8LT分别包含电感器和电容器中的至少一者。
匹配电路8HR配置于将低噪声放大器7HR和接收滤波器6HR连结的路径，取得低噪声放大器7HR的输入阻抗与接收滤波器6HR的输出阻抗的匹配。匹配电路8MR配置于将低噪声放大器7MR和接收滤波器6MR连结的路径，取得低噪声放大器7MR的输入阻抗与接收滤波器6MR的输出阻抗的匹配。匹配电路8LR配置于将低噪声放大器7LR和接收滤波器6LR连结的路径，取得低噪声放大器7LR的输入阻抗与接收滤波器6LR的输出阻抗的匹配。匹配电路8HR、8MR和8LR分别包含电感器和电容器中的至少一者。
匹配电路80配置于将开关10和发送接收端子100连结的路径，取得开关10、双工器60H、60M和60L与天线2的阻抗匹配。匹配电路80包含电感器和电容器中的至少一者。
根据高频模块1的上述电路构成，能够执行通信带A的高频信号的发送接收、通信带B的高频信号的发送接收、通信带C的高频信号的发送接收以及2G的高频信号的发送接收中的任意一方。另外，根据上述电路构成，能够同时执行通信带A的高频信号的发送接收、通信带B的高频信号的发送接收、通信带C的高频信号的发送接收以及2G的高频信号的发送接收中的2个以上。
此外，本发明的高频模块只要至少具备实施方式的高频模块1的构成要素中的、双工器60H、60M和60L中的至少2个以及半导体控制IC40即可。另外，双工器60H、60M和60L分别也可以仅是发送滤波器和接收滤波器中的任意一方。即，双工器60H、60M和60L分别也可以是将通信带A作为通带的滤波器单体、将通信带B作为通带的滤波器单体、以及将通信带C作为通带的滤波器单体。
因此，本发明的高频模块能够传送的通信带的数量只要为2个以上即可，另外，同一通信带中的发送信号和接收信号的同时传送的有无、以及在不同的通信带间的信号的同时传送的有无也是任意的。
这里，在将构成上述高频模块1的各电路元件(以及部件)作为紧凑的前端电路而由一个模块构成的情况下，列举通过将电路元件彼此层叠来减小安装基板上的安装面积。然而，例如，若将双工器60H、60M和60L和半导体控制IC40层叠，则存在由于从双工器60H、60M和60L振荡出的高频噪声而使半导体控制IC40的控制特性劣化的情况。
与此相对，在本实施方式的高频模块1中，频率高的信号在空间中容易传输，容易成为噪声信号，因此具有排除了对频率相对高的信号进行处理的双工器与半导体控制IC40的层叠的结构。以下，对将高频模块1小型化并且抑制半导体控制IC的控制特性的劣化的结构进行说明。
[2高频模块1的电路元件配置结构]
图2是表示实施方式的集成型无源元件(IPD：Integrated Passive Device：集成无源器件)和半导体控制IC40的结构的示意图。
如该图的(c)所示，本实施方式的半导体控制IC40的开关10、低噪声放大器7HR、7MR和7LR、控制电路30被单芯片(1个封装)化。
另外，如该图的(a)所示，本实施方式的匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR和80分别为具有将电感器和电容器等无源元件集成安装于基板的内部或者表面的结构的第一集成型无源元件(第一IPD)。构成第一集成型无源元件(第一IPD)的基板例如为Si基板。第一集成型无源元件(第一IPD)被单芯片化。
另外，如该图的(b)所示，本实施方式的LC滤波器61为具有将电感器和电容器等无源元件集成安装于基板的内部或者表面的结构的第二集成型无源元件(第二IPD)。构成第二集成型无源元件(第二IPD)的基板例如为Si基板。第二集成型无源元件(第二IPD)被单芯片化。
图3是实施方式的高频模块1的剖面示意图。如该图所示，本实施方式的高频模块1除了图1所示的电路构成之外，还具有安装基板90。此外，在图3中表示图1所示的电路构成中的、双工器60H、60M、60L、匹配电路8HT和8HR的至少一者(以下，记述为匹配电路8HT(8HR))、8MT和8MR的至少一者(以下，记述为匹配电路8MT(8MR))以及半导体控制IC40。
安装基板90为安装构成高频模块1的电路元件和部件的基板。作为安装基板90，例如使用具有多个电介质层的层叠构造的低温同时烧制陶瓷(Low Temperature Co-firedCeramics：LTCC)基板、或者印刷电路基板等。
如图3所示，双工器60L和半导体控制IC40在与安装基板90的主面垂直的方向(z轴方向)上层叠。另外，双工器60M与匹配电路8MT(8MR)在与安装基板90的主面垂直的方向(z轴方向)上层叠。另外，双工器60H与匹配电路8HT(8HR)在与安装基板90的主面垂直的方向(z轴方向)上层叠。
即，在本实施方式的高频模块1中，半导体控制IC40与由通带的频率相对高的发送滤波器6HT(第二滤波器)和接收滤波器6HR(第二滤波器)构成的双工器60H以及由通带的频率相对低的发送滤波器6LT(第一滤波器)和接收滤波器6LR(第一滤波器)构成的双工器60L中的双工器60L层叠。另外，半导体控制IC40与由通带的频率相对高的发送滤波器6MT(第二滤波器)和接收滤波器6MR(第二滤波器)构成的双工器60M以及由通带的频率相对低的发送滤波器6LT(第三滤波器)和接收滤波器6LR(第三滤波器)构成的双工器60L中的双工器60L层叠。
此外，也可以取代半导体控制IC40与双工器60L层叠，而半导体控制IC40仅与发送滤波器6LT和接收滤波器6LR中的任意一方层叠。同样，在以下的实施方式及其变形例中，也可以取代配置双工器60L、60M和60H，而仅配置构成各双工器的发送滤波器和接收滤波器中的一者。
若将发送滤波器和接收滤波器与半导体控制IC40层叠，则假定半导体控制IC40的控制信号受到从发送滤波器和接收滤波器振荡出的高频噪声的影响，开关的切换性能和放大器的放大性能降低。与此相对，在本实施方式的高频模块1中，半导体控制IC40与通带的频率相对高的第二滤波器以及通带的频率相对低的第一滤波器中的第一滤波器层叠。换言之，半导体控制IC40不与第二滤波器层叠，与第一滤波器层叠。根据该结构，半导体控制IC40不与使容易进行空间传输且容易成为噪声信号(频率较高的)信号通过的第二滤波器层叠，与使频率较低的信号通过的第一滤波器层叠。因此，能够将高频模块1小型化并且抑制半导体控制IC40的控制特性的劣化。
此外，在本实施方式的高频模块1中，半导体控制IC40采用与3个双工器60H、60M和60L中的具有频率最低的通带的双工器60L层叠的结构。然而，半导体控制IC40也可以不与3个双工器60H、60M和60L中的具有频率最高的通带的双工器60H(发送滤波器6HT和接收滤波器6HR：第二滤波器)层叠，并且与双工器60M(发送滤波器6MT和接收滤波器6MR：第一滤波器)和60L(发送滤波器6LT和接收滤波器6LR：第三滤波器)中的至少一个层叠。
根据上述结构，半导体控制IC40不与使频率最高的信号通过的第二滤波器层叠，并且与具有比第二滤波器的通带频率较低的通带的第一滤波器或者第三滤波器层叠。因此，半导体控制IC40不与使容易进行空间传输且容易成为噪声信号的(频率最高的)信号通过的第二滤波器层叠，因此能够将高频模块1小型化并且抑制半导体控制IC40的控制特性的劣化。
此外，如图3所示，双工器60L和半导体控制IC40优选从安装基板90的主面按照双工器60L、半导体控制IC40的顺序被依次层叠。
根据上述结构，通过双工器60L的高频信号在安装基板90中传送，因此能够抑制该高频信号向相对于双工器60L配置在与安装基板90相反的一侧的半导体控制IC40传输。因此，能够进一步抑制半导体控制IC40的控制特性的劣化。
在本实施方式的高频模块1中，在实现图3所示的层叠结构时，双工器60H、60M和60L分别经由形成于其下表面(z轴负方向侧的面)的凸块电极与安装基板90连接。另外，半导体控制IC40经由形成于其下表面(z轴负方向侧的面)的凸块电极与双工器60L连接。另外，匹配电路8MT(8MR)经由形成于其下表面(z轴负方向侧的面)的凸块电极与双工器60M连接。另外，匹配电路8HT(8HR)经由形成于其下表面(z轴负方向侧的面)的凸块电极与双工器60H连接。
此外，凸块电极是由高导电性金属构成的球状的电极，例如列举由Sn/Ag/Cu构成的焊锡凸块以及以Au为主成分的凸块等。另外，也可以取代凸块电极，例如为由焊锡膏形成的电极。
此外，在本说明书中，在双工器、匹配电路、半导体控制IC等部件中，将该对置的主面中的接近安装基板90的主面记述为下表面，将远离安装基板90的主面记述为上表面。
另外，半导体控制IC40、匹配电路8HT(8HR)和8MT(8MR)分别具有如下的结构，从其下表面与双工器和安装基板90交换电信号，并且在其下表面与双工器取得机械式的接合，但不限于此。半导体控制IC40、匹配电路8HT(8HR)和8MT(8MR)也可以分别具有如下的结构，在其下表面，经由焊锡或者粘接剂等与双工器机械式接合，利用接合线将设置于其上表面的电极和设置于安装基板90的主面的电极连接。
另外，在本实施方式的高频模块1中，匹配电路8HT(8HR)和8MT(8MR)的至少一者与通带的频率相对高的第二滤波器(双工器60H)以及通带的频率相对低的第一滤波器(双工器60M和60L)中的第二滤波器(双工器60H)层叠。即，集成型无源元件与第二滤波器和第一滤波器中的第二滤波器层叠。
根据上述结构，与半导体控制IC40进行比较，不容易受到从滤波器振荡出的高频噪声信号的影响的集成型无源元件与第二滤波器层叠。因此，能够将高频模块1小型化并且抑制半导体控制IC40的控制特性的劣化。
此外，与第二滤波器层叠的集成型无源元件优选为匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR和80(以上，第一集成型无源元件)以及LC滤波器61(第二集成型无源元件)中的匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR和80的至少一个(第一集成型无源元件)。
根据上述结构，匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR和80(以上，第一集成型无源元件)以及LC滤波器61(第二集成型无源元件)中的、更不容易受到从滤波器振荡出的高频噪声信号的影响的匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR和80(以上，第一集成型无源元件)与第二滤波器层叠。因此，能够将高频模块1小型化并且抑制半导体控制IC40的控制特性的劣化。
另外，虽然在图3中未图示，但LC滤波器61(第二集成型无源元件)优选与通带的频率相对高的第二滤波器以及通带的频率相对低的第一滤波器中的第一滤波器层叠。
根据上述结构，匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR和80(以上，第一集成型无源元件)以及LC滤波器61(第二集成型无源元件)中的、容易受到从滤波器振荡出的高频噪声信号的影响的LC滤波器61不与第二滤波器层叠而是与第一滤波器层叠。因此，能够抑制LC滤波器61的通过特性的劣化。
[3高频模块1A的电路元件配置结构]
图4是实施方式的变形例1的高频模块1A的剖面示意图。该图所示的高频模块1A与实施方式的高频模块1进行比较，双工器、半导体控制IC和匹配电路的配置结构不同。以下，关于高频模块1A的结构，对于与实施方式的高频模块1相同的结构省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
如图4所示，双工器60H、60M和60L被一体化而构成双工器模块60。双工器模块60具有将双工器60H、60M和60L单芯片化的结构、或者将双工器60H、60M和60L内置在一个封装的结构。
另外，如图4所示，半导体控制IC40和匹配电路8HT(8HR)配置在双工器模块60的上方(z轴正方向)。半导体控制IC40与双工器60M和60L在与安装基板90的主面垂直的方向(z轴方向)上层叠。另外，双工器60H与匹配电路8HT(8HR)在与安装基板90的主面垂直的方向(z轴方向)上层叠。
在本变形例的高频模块1A中，在实现图4所示的层叠构造时，双工器模块60经由形成于其下表面的凸块电极与安装基板90连接。另外，半导体控制IC40经由形成于其下表面的凸块电极与双工器60M和60L连接。另外，匹配电路8HT(8HR)经由形成于其下表面的凸块电极与双工器60H连接。此外，也可以取代凸块电极，例如为由焊锡膏形成的电极。
另外，半导体控制IC40和匹配电路8HT(8HR)分别采用如下的结构，从其下表面与双工器和安装基板90交换电信号，并且在其下表面与双工器取得机械式的接合，但不限于此。半导体控制IC40和匹配电路8HT(8HR)也可以分别具有如下的结构，在其下表面，经由焊锡或者粘接剂等与双工器机械式接合，利用接合线将设置于其上表面的电极与安装基板90的主面连接。
此外，在本变形例的高频模块1A中，半导体控制IC40只要与双工器60M和60L的至少一者层叠即可，只要匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR和80以及LC滤波器61中的至少一个与双工器60H层叠即可。
根据上述结构，半导体控制IC40不与双工器模块60中的、使容易进行空间传输且容易成为噪声信号的(频率较高的)信号通过的双工器60H(发送滤波器6HT和接收滤波器6HR：第二滤波器)层叠，且与使频率较低的信号通过的双工器60M(发送滤波器6MT和接收滤波器6MR：第一滤波器)和60L(发送滤波器6LT和接收滤波器6LR：第一滤波器)中的至少一者层叠。另外，由集成型无源元件构成的匹配电路或者LC滤波器与双工器60H层叠。因此，能够将高频模块1A小型化并且抑制半导体控制IC40的控制特性的劣化。
[4高频模块1B的电路元件配置结构]
图5是实施方式的变形例2的高频模块1B的剖面示意图。该图所示的高频模块1B与变形例1的高频模块1A进行比较，双工器、半导体控制IC、匹配电路和LC滤波器的配置结构不同。以下，关于高频模块1B的结构，对于与变形例1的高频模块1A相同的结构省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
如图5所示，双工器60M和60L被一体化而构成双工器模块60a。双工器模块60a具有将双工器60M和60L单芯片化的结构、或者将双工器60M和60L内置在一个封装的结构。
半导体控制IC40和LC滤波器61配置在双工器模块60a的上方(z轴正方向)。半导体控制IC40与双工器60L在与安装基板90的主面垂直的方向(z轴方向)上层叠，LC滤波器61(第二集成型无源元件)与双工器60M(第一滤波器)在与安装基板90的主面垂直的方向(z轴方向)上层叠。另外，双工器60H与匹配电路8HT(8HR)在与安装基板90的主面垂直的方向(z轴方向)上层叠。
在本变形例的高频模块1B中，在实现图5所示的层叠结构时，双工器模块60a和双工器60H分别经由形成于其下表面的凸块电极与安装基板90连接。另外，半导体控制IC40经由形成于其下表面的凸块电极与双工器60L连接。另外，匹配电路8HT(8HR)经由形成于其下表面的凸块电极与双工器60H连接。另外，LC滤波器61经由形成于其下表面的凸块电极与双工器60M连接。此外，也可以取代凸块电极，例如为由焊锡膏形成的电极。
另外，半导体控制IC40、匹配电路8HT(8HR)和LC滤波器61分别采用如下的结构：从其下表面与双工器和安装基板90交换电信号，并且在其下表面与双工器取得机械式的接合，但不限于此。半导体控制IC40、匹配电路8HT(8HR)和LC滤波器61也可以分别具有如下的结构，在其下表面，经由焊锡或者粘接剂等与双工器机械式接合，利用接合线将设置于其上表面的电极与安装基板90的主面连接。
此外，在本变形例的高频模块1B中，半导体控制IC40只要与双工器60M和60L中的一方层叠即可，LC滤波器61只要与双工器60M和60L中的另一方层叠即可。另外，只要匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR和80(第一集成型无源元件)中的至少一个与双工器60H层叠即可。
根据上述结构，半导体控制IC40不与双工器60H、60M和60L中的、使容易进行空间传输且容易成为噪声信号的(频率较高的)信号通过的双工器60H层叠，而与使频率低的信号通过的双工器60M和60L中的一者层叠。另外，由第一集成型无源元件构成的匹配电路与双工器60H层叠。因此，能够将高频模块1B小型化并且抑制半导体控制IC40的控制特性的劣化。
并且，容易受到从双工器振荡出的高频噪声信号的影响的LC滤波器61不与双工器60H(第二滤波器)层叠而是与双工器60M和60L中的另一者(第一滤波器)层叠。因此，能够抑制LC滤波器61的通过特性的劣化。
[5高频模块1C的电路元件配置结构]
图6是实施方式的变形例3的高频模块1C的剖面示意图。该图所示的高频模块1C与实施方式的高频模块1进行比较，双工器、半导体控制IC和匹配电路的配置结构不同。以下，关于高频模块1C的结构，对于与实施方式的高频模块1相同的结构省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
如图6所示，半导体控制IC40与双工器60L在与安装基板90的主面垂直的方向(z轴方向)上层叠。另外，匹配电路8HT(8HR)(第三集成型无源元件)和匹配电路8MT(8MR)(第四集成型无源元件)安装于安装基板90的主面。
在本变形例的高频模块1C中，在实现图6所示的层叠结构时，双工器60L、匹配电路8MT(8MR)和8HT(8HR)经由形成于其下表面的凸块电极与安装基板90连接。另外，半导体控制IC40经由形成于其下表面的凸块电极而与双工器60L连接。此外，也可以取代凸块电极，例如为由焊锡膏形成的电极。
另外，半导体控制IC40采用如下的结构：从其下表面与双工器60L和安装基板90交换电信号，并且在其下表面与双工器60L取得机械式的接合，但不限于此。半导体控制IC40也可以具有如下的结构，在其下表面，经由焊锡或者粘接剂等而与双工器60L机械式接合，利用接合线将设置于其上表面的电极与安装基板90的主面连接。
这里，在俯视安装基板90的情况下，半导体控制IC40与双工器60L的层叠体配置在匹配电路8HT(8HR)(第三集成型无源元件)与匹配电路8MT(8MR)(第四集成型无源元件)之间。
根据上述结构，在匹配电路8HT(8HR)与匹配电路8MT(8MR)之间配置有上述层叠体，因此能够抑制匹配电路8HT(8HR)与匹配电路8MT(8MR)进行电磁场耦合。因此，能够抑制传送通信带A的高频信号的信号路径与传送通信带B的高频信号的信号路径利用不经由双工器60M或者60H的路径结合。因此，能够抑制不同的通信带的高频信号间的隔离的劣化。
此外，在本变形例的高频模块1C中，安装于安装基板90的主面的第三集成型无源元件和第四集成型无源元件的组合只要是从匹配电路8HT、8MT、8LT、8HR、8MR、8LR、80和LC滤波器61中选择的任意的2个即可。
[6高频模块1D的电路元件配置结构]
图7是实施方式的变形例4的高频模块1D的剖面示意图。该图所示的高频模块1D与实施方式的高频模块1进行比较，双工器、半导体控制IC和匹配电路的配置结构不同。以下，关于高频模块1D的结构，对于与实施方式的高频模块1相同的结构省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
如图7所示，在安装基板90的主面安装有双工器模块60Ha和60La。另外，在双工器模块60La的上方(z轴正方向)配置有半导体控制IC40A和40B。另外，在双工器模块60Ha的上方(z轴正方向)配置有匹配电路8H和8L。
双工器模块60La具有双工器60L1和60L2，双工器60L1和60L2分别由发送滤波器和接收滤波器构成。即，双工器模块60La为将多个滤波器元件一体化的第一滤波器集合体(第一滤波器组)，具有将双工器60L1和60L2单芯片化的结构、或者将双工器60L1和60L2内置在一个封装的结构。
双工器模块60Ha具有双工器60H1和60H2，双工器60H1和60H2分别由发送滤波器和接收滤波器构成。即，双工器模块60Ha为将多个滤波器元件一体化的第二滤波器集合体(第二滤波器组)，具有将双工器60H1和60H2单芯片化的结构、或者将双工器60H1和60H2内置在一个封装的结构。
构成双工器模块60La的多个滤波器元件各自的通带属于第一频带组。另外，构成双工器模块60Ha的多个滤波器元件各自的通带属于与第一频带组相比频率较高的第二频带组。即，双工器模块60La为由具有频率较低的通带的多个滤波器元件构成的第一滤波器。另外，双工器模块60Ha为由具有频率较高的通带的多个滤波器元件构成的第二滤波器。
半导体控制IC40由半导体控制IC40A和40B构成。半导体控制IC40A例如由具有开关10和控制电路30的一部分的1个芯片构成，半导体控制IC40B例如由具有低噪声放大器和控制电路30的一部分的1个芯片构成。此外，在本变形例的高频模块1D中，半导体控制IC40也可以不由半导体控制IC40A和40B这2个芯片构成，也可以集中在1个芯片。
匹配电路8H例如为包含图1所示的匹配电路8HT和8HR，取得具有属于第二频带组的通带的第二滤波器与优先地放大第二频带组的高频信号的放大器的阻抗匹配的电路。
匹配电路8L例如为包含图1所示的匹配电路8LT和8LR，取得具有属于第一频带组的通带的第一滤波器与优先地放大第一频带组的高频信号的放大器的阻抗匹配的电路。
匹配电路8H和8L分别为将电感器和电容器等无源元件集成安装于基板的内部或者表面的第一集成型无源元件(第一IPD)。
这里，半导体控制IC40A和40B与双工器模块60La(第一滤波器)层叠，匹配电路8H和8L与双工器模块60Ha(第二滤波器)层叠。
在本变形例的高频模块1D中，在实现图7所示的层叠结构时，双工器模块60Ha和60La分别经由形成于其下表面的凸块电极与安装基板90连接。
半导体控制IC40A的下表面经由焊锡或者粘接剂等与双工器模块60La接合，其上表面通过接合线70L1与安装基板90的主面连接。另外，半导体控制IC40B的下表面经由焊锡或者粘接剂等与双工器模块60La接合，其上表面通过接合线70L2与安装基板90的主面连接。并且，半导体控制IC40A的上表面与半导体控制IC40B的上表面通过接合线70AB连接。
匹配电路8H的下表面经由焊锡或者粘接剂等与双工器模块60Ha接合，其上表面通过接合线70H2与安装基板90的主面连接。另外，匹配电路8L的下表面经由焊锡或者粘接剂等与双工器模块60Ha接合，其上表面通过接合线70H1与安装基板90的主面连接。
半导体控制IC40A和40B分别通过接合线70L1和70L2与安装基板90连接，由此能够抑制从半导体控制IC40A和40B输出的控制信号受到在双工器模块60La中传送的高频信号的干涉。
此外，半导体控制IC40A、40B、匹配电路8H和8L也可以分别具有通过在其下表面形成凸块电极与双工器模块和安装基板90连接的结构，而取代具有经由接合线与安装基板90连接的结构。
根据上述结构，半导体控制IC40不与使容易进行空间传输且容易成为噪声信号的(频率较高的)信号通过的双工器模块60Ha(第二滤波器，第二滤波器集合体)层叠，而与使频率较低的信号通过的双工器模块60La(第一滤波器、第一滤波器集合体)层叠。因此，能够将高频模块1D小型化并且抑制半导体控制IC40的控制特性的劣化。
[7高频模块1E的电路元件配置结构]
图8是实施方式的变形例5的高频模块1E的剖面示意图。该图所示的高频模块1E与变形例4的高频模块1D进行比较，LC滤波器61的配置结构不同。以下，关于高频模块1E的结构，对于与变形例4的高频模块1D相同的结构省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
如图8所示，LC滤波器61(第二IPD)与半导体控制IC40A和40B与双工器模块60La(第一滤波器、第一滤波器集合体)层叠，匹配电路8H和8L(第一IPD)与双工器模块60Ha(第二滤波器、第二滤波器集合体)层叠。
在本变形例的高频模块1E中，在实现图8所示的层叠结构时，LC滤波器61的下表面经由焊锡或者粘接剂等与双工器模块60La接合，其上表面通过接合线70A与安装基板90的主面连接。
LC滤波器61通过接合线70A与安装基板90连接，由此能够抑制通过LC滤波器61的高频信号受到在双工器模块60La中传送的高频信号的干涉。
此外，LC滤波器61也可以具有通过在其下表面形成凸块电极与双工器模块60La和安装基板90连接的结构，而取代具有经由接合线70A与安装基板90连接的结构。
根据上述结构，半导体控制IC40不与使容易进行空间传输且容易成为噪声信号的(频率较高的)信号通过的双工器模块60Ha(第二滤波器、第二滤波器集合体)层叠，而与使频率较低的信号通过的双工器模块60La(第一滤波器、第一滤波器集合体)层叠。因此，能够将高频模块1E小型化并且抑制半导体控制IC40的控制特性的劣化。
并且，容易受到从双工器振荡出的高频噪声信号的影响的LC滤波器61不与双工器模块60Ha(第二滤波器、第二滤波器集合体)层叠而是与双工器模块60La(第一滤波器、第一滤波器集合体)层叠。因此，能够抑制LC滤波器61的通过特性的劣化。
(其他的实施方式等)
以上，列举实施方式及其变形例而对本发明的高频模块和通信装置进行说明，但本发明的高频模块和通信装置不限于上述实施方式及其变形例。将上述实施方式及其变形例中的任意的构成要素组合而实现的其他的实施方式、在不脱离本发明的主旨的范围内对上述实施方式及其变形例实施本领域技术人员想到的各种变形而得的变形例、内置有上述高频模块和通信装置的各种设备也包含于本发明。
例如，在上述实施方式及其变形例的高频模块和通信装置中，也可以在将附图所公开的各电路元件(和部件)和信号路径连接的路径之间插入其他的电路元件和布线等。
另外，在上述实施方式及其变形例的高频模块中，也可以是，进一步将对安装于安装基板90的各电路元件(和部件)的至少一部分进行覆盖的树脂部件配置于安装基板90的主面。树脂部件例如也可以为热固化性的环氧树脂，还含有SiO2等无机填料。
产业上的可利用性
本发明作为配置于与多频带对应的前端部的高频模块和通信装置，能够广泛用于移动电话等通信设备。
附图标记的说明
1、1A、1B、1C、1D、1E…高频模块；2…天线；3…RF信号处理电路(RFIC)；4…基带信号处理电路(BBIC)；5…通信装置；6HR、6LR、6MR…接收滤波器；6HT、6LT、6MT…发送滤波器；7HR、7LR、7MR…低噪声放大器；7HT、7LT、7MT…电力放大器；8H、8HR、8HT、8L、8LR、8LT、8MR、8MT、80…匹配电路；10…开关；30…控制电路；40、40A、40B…半导体控制IC；60、60a、60Ha、60La…双工器模块；60H、60H1、60H2、60L、60L1、60L2、60M…双工器；61LC…滤波器；70A、70AB、70H1、70H2、70L1、70L2…接合线；90…安装基板；100…发送接收端子。

Claims (11)

1.一种高频模块，具备：
安装基板；
第一滤波器，其配置于所述安装基板；
第二滤波器，其配置于所述安装基板，且具有频率比所述第一滤波器的通带高的通带；以及
半导体控制IC，其配置于所述安装基板，且与所述第一滤波器和所述第二滤波器中的所述第一滤波器层叠。
2.根据权利要求1所述的高频模块，其中，
还具备第三滤波器，所述第三滤波器配置于所述安装基板，且具有频率比所述第二滤波器的通带低的通带，
所述半导体控制IC与所述第一滤波器和所述第三滤波器中的至少所述第一滤波器层叠且不与所述第二滤波器层叠。
3.根据权利要求1或2所述的高频模块，其中，
从所述安装基板的主面按照所述第一滤波器、所述半导体控制IC的顺序依次层叠所述第一滤波器和所述半导体控制IC。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高频模块，其中，
还具备与所述第二滤波器层叠的第一集成型无源元件。
5.根据权利要求4所述的高频模块，其中，
所述第一集成型无源元件由无源元件构成，所述无源元件用于取得电路部件间的阻抗匹配，所述电路部件包含所述第一滤波器、所述第二滤波器和所述半导体控制IC。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的高频模块，其中，
还具备与所述第一滤波器层叠的第二集成型无源元件，
所述第二集成型无源元件包括构成LC滤波器的电感器和电容器。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的高频模块，其中，
还具备第三集成型无源元件和第四集成型无源元件，
在俯视所述安装基板的情况下，所述第一滤波器与所述半导体控制IC的层叠体配置在所述第三集成型无源元件与所述第四集成型无源元件之间。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的高频模块，其中，
所述第一滤波器为多个滤波器元件一体化而成的第一滤波器集合体，
所述第二滤波器为多个滤波器元件一体化而成的第二滤波器集合体，
构成所述第一滤波器集合体的所述多个滤波器元件各自的通带属于第一频带组，
构成所述第二滤波器集合体的所述多个滤波器元件各自的通带属于比所述第一频带组频率高的第二频带组。
9.根据权利要求8所述的高频模块，其中，还具备：
第一集成型无源元件；以及
第二集成型无源元件，
所述第一集成型无源元件由无源元件构成，所述无源元件用于取得电路部件间的阻抗匹配，所述电路部件包含所述第一滤波器、所述第二滤波器和所述半导体控制IC，
所述第二集成型无源元件包括构成LC滤波器的电感器和电容器，
所述半导体控制IC和所述第二集成型无源元件与所述第一滤波器集合体层叠，
所述第一集成型无源元件与所述第二滤波器集合体层叠。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的高频模块，其中，
所述半导体控制IC具有(1)和(2)的至少一者，即：
(1)切换高频信号的传送路径的开关和控制所述开关的切换的开关控制电路；
(2)放大高频信号的放大器和控制所述放大器的增益的放大控制电路。
11.一种通信装置，具备：
RF信号处理电路，其对由天线元件发送接收的高频信号进行处理；以及
权利要求1至10中任一项所述的高频模块，在所述天线元件与所述RF信号处理电路之间传递所述高频信号。
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