CN116569322A - 高频模块以及通信装置 - Google Patents
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Abstract
高频模块(1)具备:模块基板(91);第1部件,配置在模块基板(91)的主面(91a);金属屏蔽壁(81),配置在第1部件的上表面(61a),设定为接地电位;树脂构件(92),覆盖模块基板(91)的主面(91a)、第1部件的上表面(61a)以及侧面、和金属屏蔽壁(81)的侧面;以及金属屏蔽层(95),覆盖树脂构件(92)的上表面(92a),设定为接地电位。金属屏蔽壁(81)的上端(81a)与金属屏蔽层(95)接触。第1部件包含与模块基板(91)连接的第1端子(61c)以及第2端子(61d)。在主面(91a)的俯视下,金属屏蔽壁(81)配置在第1端子(61c)与第2端子(61d)之间。
Description
技术领域
本发明涉及高频模块以及通信装置。
背景技术
在专利文献1公开了如下的高频模块,即,具备布线基板、安装在布线基板上的多个部件、安装该多个部件的密封树脂层、以及屏蔽壁。屏蔽壁配置在多个部件中的相邻的两个部件之间。通过该结构,防止部件间的噪声的相互干扰。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/181954号
发明内容
发明要解决的问题
然而,在上述以往的高频模块中,有时不能充分地抑制噪声干扰。此外,需要在布线基板上确保配置屏蔽壁的区域,部件的安装面积变小。
因此,本发明的目的在于,提供一种能够确保部件的安装面积且能够提高噪声干扰的抑制效果的高频模块以及通信装置。
用于解决问题的技术方案
本发明的一个方式涉及的高频模块具备:模块基板;第1部件,配置在模块基板的主面;第1金属壁,配置在第1部件的上表面,设定为接地电位;树脂构件,覆盖模块基板的主面、第1部件的上表面以及侧面、和第1金属壁的侧面;以及金属层,覆盖树脂构件的上表面,设定为接地电位,第1金属壁的上端与金属层接触,第1部件包含与模块基板连接的第1端子以及第2端子,在主面的俯视下,第1金属壁配置在第1端子与第2端子之间。
本发明的一个方式涉及的通信装置具备:RF信号处理电路,对由天线收发的高频信号进行处理;以及高频模块,在天线与RF信号处理电路之间传输高频信号。
发明效果
根据本发明,能够确保部件的安装面积,且能够提高噪声干扰的抑制效果。
附图说明
图1是实施方式涉及的高频模块以及通信装置的电路结构图。
图2是实施方式涉及的高频模块的俯视图。
图3是实施方式涉及的高频模块的剖视图。
图4是实施方式涉及的高频模块的剖视图。
图5是变形例1涉及的高频模块的俯视图。
图6是变形例2涉及的高频模块的剖视图。
图7是变形例3涉及的高频模块的剖视图。
图8是变形例4涉及的高频模块的剖视图。
图9是变形例5涉及的高频模块的剖视图。
图10是变形例6涉及的高频模块的剖视图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的实施方式涉及的高频模块以及通信装置详细地进行说明。另外,以下说明的实施方式均示出本发明的一个具体例子。因此,在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式等是一个例子,其主旨并不在于限定本发明。因而,对于以下的实施方式中的构成要素之中未记载于独立权利要求的构成要素,作为任意的构成要素而进行说明。
此外,各图是示意图,未必严谨地进行了图示。因此,例如,在各图中,比例尺等未必一致。此外,在各图中,对于实质上相同的结构标注相同的附图标记,并省略或简化重复的说明。
此外,在本说明书中,平行或垂直等表示要素间的关系性的用语、以及矩形或直线等表示要素的形状的用语、和数值范围并不是仅表示严格的意思的表述,是意味着包含实质上等同的范围的表述,例如,包含几%程度的差异。
此外,在本说明书中,“上方”以及“下方”这样的用语并不是指绝对的空间识别上的上方向(铅垂上方)以及下方向(铅垂下方),而是用作基于层叠结构中的层叠顺序根据相对的位置关系来规定的用语。因此,例如,部件或构件的“上表面”或“顶面”在实际的使用方式下可能成为各种各样的方向的面。另外,所谓部件或构件的“顶面”,意味着该部件或该构件的最上表面。在本说明书中,对于模块基板,将设置了第1部件的一侧设为“上方(或上侧)”,将其相反方向设为“下方(或下侧)”。
此外,在本说明书以及附图中,x轴、y轴以及z轴表示三维正交坐标系的三个轴。在模块基板的俯视形状为矩形的情况下,x轴以及轴分别是平行于该矩形的第1边以及与该第1边正交的第2边的方向。z轴是模块基板的厚度方向。另外,在本说明书中,所谓模块基板的“厚度方向”,是指与模块基板的主面垂直的方向。
此外,在本说明书中,所谓“连接”,不仅包含通过连接端子以及/或布线导体直接连接的情况,还包含经由其它电路元件电连接的情况。此外,所谓“连接在A与B之间”,意味着在A与B之间与A以及B这两者连接。
此外,在本发明的部件配置中,所谓“模块基板的俯视”,与“模块基板的主面的俯视”是同义的,意味着将物体从z轴的正侧正投影到xy平面进行观察。在本说明书中,只要没有特别预告,所谓“俯视”就意味着“模块基板的主面的俯视”。
此外,所谓“部件配置在基板的主面”,除了部件以与基板的主面接触的状态配置在主面上的情况以外,还包含部件不与主面接触地配置在主面的上方的情况、以及部件的一部分从主面侧埋入到基板内而进行配置的情况。此外,所谓“A配置在B与C之间”,意味着将B内的任意的点和C内的任意的点连结的多个线段中的至少一个通过A。
此外,在本说明书中,关于“第1”、“第2”等序数词,只要没有特别预告,就不意味着构成要素的数量或顺序,而是以避免相同种类的构成要素的混淆并进行区分的目的来使用。
(实施方式)
[1.高频模块以及通信装置的电路结构]
使用图1对实施方式涉及的高频模块以及通信装置的电路结构进行说明。图1是本实施方式涉及的高频模块1以及通信装置5的电路结构图。
[1-1.通信装置的电路结构]
首先,对通信装置5的电路结构进行说明。通信装置5是在通信系统中使用的装置,例如是智能电话以及平板计算机等便携式终端。如图1所示,本实施方式涉及的通信装置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。
高频模块1在天线2与RFIC3之间传输高频信号。关于高频模块1的内部结构,将在后面叙述。
天线2与高频模块1的天线连接端子100连接,发送从高频模块1输出的高频信号(发送信号),此外,从外部接收高频信号(接收信号)并向高频模块1输出。
RFIC3是对由天线2收发的高频信号进行处理的信号处理电路的一个例子。具体地,RFIC3通过下变频等对经由高频模块1的接收路径输入的高频接收信号进行信号处理,并向BBIC4输出进行该信号处理而生成的接收信号。此外,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发送信号输出到高频模块1的发送路径。此外,RFIC3具有对高频模块1具有的开关以及放大器等进行控制的控制部。另外,RFIC3的作为控制部的功能的一部分或全部也可以安装在RFIC3的外部,例如,也可以安装在BBIC4或高频模块1。
BBIC4是使用与高频模块1传输的高频信号相比为低频的中间频带进行信号处理的基带信号处理电路。作为由BBIC4处理的信号,例如,可使用图像显示用的图像信号以及/或经由扬声器的通话用的声音信号。
另外,在本实施方式涉及的通信装置5中,天线2以及BBIC4不是必需的构成要素。
[1-2.高频模块的电路结构]
接着,对高频模块1的电路结构进行说明。如图1所示,高频模块1具备功率放大器10、低噪声放大器20、匹配电路31、32、41以及42、开关51~53、双工器61以及62、天线连接端子100、高频输入端子110、以及高频输出端子120。
天线连接端子100与天线2连接。
高频输入端子110是用于从高频模块1的外部接收高频发送信号的端子。在本实施方式中,高频输入端子110是用于从RFIC3接收通信频段A以及B的发送信号的端子。
高频输出端子120是用于对高频模块1的外部提供高频接收信号的端子。在本实施方式中,高频输出端子120是用于对RFIC3提供通信频段A以及B的接收信号的端子。
另外,所谓通信频段,意味着由标准化团体等(例如,3GPP(3rd GenerationPartnership Project,第3代合作伙伴计划)以及IEEE(Institute ofElectrical andElectronics Engineers,电气与电子工程师协会)等)为通信系统预先定义的频段。在此,所谓通信系统,意味着使用无线接入技术(RAT:Radio Access Technology)构筑的通信系统。作为通信系统,例如,能够使用5GNR(5th Generation New Radio,第5代新空口)系统、LTE(Long Term Evolution,长期演进)系统以及WLAN(Wireless Local Area Network,无线局域网络)系统等,但是并不限定于此。
通信频段A以及B是相互不同的通信频段。在本实施方式中,作为通信频段A以及B,可分别使用频分复用(FDD:Frequency Division Duplex,频分双工)用的通信频段。另外,也可以是,作为通信频段A以及B中的至少一者,使用时分复用(TDD:Time DivisionDuplex,时分双工)用的通信频段。
在高频模块1设置有传输发送信号的发送路径以及传输接收信号的接收路径。具体地,如图1所示,设置有发送路径AT以及BT和接收路径AR以及BR。
发送路径AT是传输通信频段A的发送信号的路径,并且是将高频输入端子110和天线连接端子100连结的信号路径之中配置了功率放大器10、开关52、匹配电路31、发送滤波器61T以及开关51的路径。此外,发送路径BT是传输通信频段B的发送信号的路径,并且是将高频输入端子110和天线连接端子100连结的信号路径之中配置了功率放大器10、开关52、匹配电路32、发送滤波器62T以及开关51的路径。发送路径AT以及BT在高频输入端子110与开关52之间、以及开关51与天线连接端子100之间被共用化。
接收路径AR是传输通信频段A的接收信号的路径。接收路径AR是将天线连接端子100和高频输出端子120连结的信号路径之中配置了开关51、接收滤波器61R、匹配电路41、开关53以及低噪声放大器20的路径。此外,接收路径BR是传输通信频段B的接收信号的路径,并且是将天线连接端子100和高频输出端子120连结的信号路径之中配置了开关51、接收滤波器62R、匹配电路42、开关53以及低噪声放大器20的路径。接收路径AR以及BR在天线连接端子100与开关51之间、以及开关53与高频输出端子120之间被共用化。另外,天线连接端子100与开关51之间是被发送路径以及接收路径共用的路径,也被称为传输发送信号以及接收信号这两者的收发路径。
功率放大器10能够对通信频段A以及B的发送信号进行放大。在此,功率放大器10的输入端子与高频输入端子110连接,功率放大器10的输出端子与开关52连接。
功率放大器10的结构没有特别限定。例如,功率放大器10可以是单级结构,也可以是多级结构。例如,功率放大器10也可以具有进行级联连接的多个放大元件。此外,功率放大器10也可以将高频信号变换为平衡信号并进行放大。这样的功率放大器10有时被称为差动放大器。另外,所谓平衡信号,意味着具有相互相反的相位的信号的组。平衡信号有时也被称为差动信号。
低噪声放大器20能够对通过天线连接端子100接收的通信频段A以及B的接收信号进行放大。在此,低噪声放大器20的输入端子与开关53连接,低噪声放大器20的输出端子与高频输出端子120连接。
低噪声放大器20的结构没有特别限定。例如,低噪声放大器20可以是单级结构,也可以是多级结构。
另外,功率放大器10以及低噪声放大器20例如包含Si系的CMOS或以GaAs为材料的场效应晶体管(FET)或异质结双极晶体管(HBT)等。
双工器61是具有包含通信频段A的通带的滤波器的一个例子。双工器61使通信频段A的高频信号通过。双工器61以FDD方式传输通信频段A的发送信号和接收信号。双工器61包含发送滤波器61T以及接收滤波器61R。
发送滤波器61T具有包含通信频段A的上行链路动作频段(uplink operatingband)的通带。发送滤波器61T的一端经由开关51与天线连接端子100连接。发送滤波器61T的另一端经由匹配电路31以及开关52与功率放大器10的输出端子连接。
所谓上行链路动作频段,意味着被指定为上行链路用的通信频段的一部分。在高频模块1中,上行链路动作频段意味着发送带。
接收滤波器61R具有包含通信频段A的下行链路动作频段(downlink operatingband)的通带。接收滤波器61R的一端经由开关51与天线连接端子100连接。接收滤波器61R的另一端经由匹配电路41以及开关53与低噪声放大器20的输入端子连接。
所谓下行链路动作频段,意味着被指定为下行链路用的通信频段的一部分。在高频模块1中,下行链路动作频段意味着接收带。
双工器62是具有包含通信频段B的通带的滤波器的一个例子。双工器62使通信频段B的高频信号通过。双工器62以FDD方式传输通信频段B的发送信号和接收信号。双工器62包含发送滤波器62T以及接收滤波器62R。
发送滤波器62T具有包含通信频段B的上行链路动作频段的通带。发送滤波器62T的一端经由开关51与天线连接端子100连接。发送滤波器62T的另一端经由匹配电路32以及开关52与功率放大器10的输出端子连接。
接收滤波器62R具有包含通信频段B的下行链路动作频段的通带。接收滤波器62R的一端经由开关51与天线连接端子100连接。接收滤波器62R的另一端经由匹配电路42以及开关53与低噪声放大器20的输入端子连接。
发送滤波器61T以及62T和接收滤波器61R以及62R例如是使用了SAW(SurfaceAcoustic Wave,声表面波)的弹性波滤波器、使用了BAW(Bulk Acoustic Wave,体声波)的弹性波滤波器、LC谐振滤波器以及介质滤波器中的任一者,但是并不限定于此。
开关51连接在天线连接端子100与双工器61以及62各自之间。开关51也被称为天线开关。具体地,开关51具有端子511~513。端子511是与天线连接端子100连接的共用端子。端子512是与发送滤波器61T以及接收滤波器61R连接的选择端子。端子513是与发送滤波器62T以及接收滤波器62R连接的选择端子。
开关51能够基于来自RFIC3的控制信号将端子512以及513中的任一者与端子511连接。由此,开关51对(a)天线连接端子100与发送滤波器61T以及接收滤波器61R的连接、和(b)天线连接端子100与发送滤波器62T以及接收滤波器62R的连接进行切换。开关51例如是SPDT(Single Pole Double Throw,单刀双掷)型的开关电路。另外,开关51也可以是能够同时执行上述(a)以及(b)的连接的多连接型的开关电路。
开关52连接在双工器61以及62各自与功率放大器10之间。具体地,开关52具有端子521~523。端子521是与功率放大器10的输出端子连接的共用端子。端子522是经由匹配电路31与发送滤波器61T连接的选择端子。端子523是经由匹配电路32与发送滤波器62T连接的选择端子。
开关52例如能够基于来自RFIC3的控制信号将端子522以及523中的任一者与端子521连接。由此,开关52对功率放大器10与发送滤波器61T的连接和功率放大器10与发送滤波器62T的连接进行切换。开关52例如为SPDT型的开关电路。
开关53连接在双工器61以及62各自与低噪声放大器20之间。具体地,开关53具有端子531~533。端子531是与低噪声放大器20的输入端子连接的共用端子。端子532是经由匹配电路41与接收滤波器61R连接的选择端子。端子533是经由匹配电路42与接收滤波器62R连接的选择端子。
开关53例如能够基于来自RFIC3的控制信号将端子532以及533中的任一者与端子531连接。由此,开关53对低噪声放大器20与接收滤波器61R的连接和低噪声放大器20与接收滤波器62R的连接进行切换。开关53例如是SPDT型的开关电路。
匹配电路31连接在发送滤波器61T与功率放大器10的输出端子之间。具体地,匹配电路31连接在发送滤波器61T与开关52的端子522之间。匹配电路31实现发送滤波器61T和功率放大器10的阻抗匹配。
匹配电路32连接在发送滤波器62T与功率放大器10的输出端子之间。具体地,匹配电路32连接在发送滤波器62T与开关52的端子523之间。匹配电路32实现发送滤波器62T和功率放大器10的阻抗匹配。
匹配电路41连接在接收滤波器61R与低噪声放大器20的输入端子之间。具体地,匹配电路41连接在接收滤波器61R与开关53的端子532之间。匹配电路41实现接收滤波器61R和低噪声放大器20的阻抗匹配。
匹配电路42连接在接收滤波器62R与低噪声放大器20的输入端子之间。具体地,匹配电路42连接在接收滤波器62R与开关53的端子533之间。匹配电路42实现接收滤波器62R和低噪声放大器20的阻抗匹配。
此外,匹配电路31、32、41以及42分别使用电感器、电容器以及电阻中的至少一者来形成。例如,匹配电路31、32、41以及42分别包含片状的电感器。
另外,也可以是,代替匹配电路31以及32或者除匹配电路31以及32以外,在开关52的端子521与功率放大器10的输出端子之间设置有匹配电路。此外,也可以是,代替匹配电路41以及42或者除匹配电路41以及42以外,在开关53的端子531与低噪声放大器20的输入端子之间设置有匹配电路。此外,也可以在开关51的端子512与双工器61之间设置有匹配电路。也可以在开关51的端子513与双工器62之间设置有匹配电路。
在具有上述电路结构的高频模块1中,功率放大器10、开关52、匹配电路31以及发送滤波器61T构成朝向天线连接端子100输出通信频段A的发送信号的第1发送电路。此外,功率放大器10、开关52、匹配电路32以及发送滤波器62T构成朝向天线连接端子100输出通信频段B的发送信号的第2发送电路。
此外,低噪声放大器20、开关53、匹配电路41以及接收滤波器61R构成从天线2经由天线连接端子100输入通信频段A的接收信号的第1接收电路。此外,低噪声放大器20、开关53、匹配电路42以及接收滤波器62R构成从天线2经由天线连接端子100输入通信频段B的接收信号的第2接收电路。
根据上述电路结构,本实施方式涉及的高频模块1能够执行(1)通信频段A的高频信号的收发、(2)通信频段B的高频信号的收发、以及(3)通信频段A的高频信号和通信频段B的高频信号的同时发送、同时接收、或同时收发中的至少任一者。
另外,在本实施方式涉及的高频模块1中,发送电路以及接收电路也可以不经由开关51与天线连接端子100连接,上述发送电路以及上述接收电路也可以经由不同的端子与天线2连接。
此外,图1所示的电路元件中的若干个也可以不包含于高频模块1。例如,高频模块1也可以仅包含传输发送信号的发送电路,在该情况下,也可以不具备低噪声放大器20、匹配电路41以及42、开关53和接收滤波器61R以及62R。此外,高频模块1也可以仅包含传输接收信号的接收电路,在该情况下,也可以不具备功率放大器10、匹配电路31以及32、开关52和发送滤波器61T以及62T。此外,高频模块1也可以仅传输一个通信频段的高频信号,在该情况下,也可以不具备开关51、匹配电路32以及42和双工器62。
[2.高频模块的部件配置]
接着,使用图2~图4对高频模块1的部件配置的例子进行说明。
图2是本实施方式涉及的高频模块1的俯视图。图3以及图4分别是高频模块1的剖视图。图3表示图2的III-III线处的剖面(xz面)。图4表示图2的IV-IV线处的剖面(yz面)。另外,在图3以及图4中,考虑到图的易观察性,未在模块基板91附上表示剖面的影线。
如图2~图4所示,高频模块1除了图1所示的电路结构以外,还具备模块基板91、树脂构件92、金属屏蔽层95、以及外部连接端子150。此外,高频模块1具备金属屏蔽壁81~83。
模块基板91具有主面91a和与主面91a相反侧的主面91b。模块基板91在俯视下具有矩形形状,但是模块基板91的形状并不限定于此。作为模块基板91,例如能够使用具有多个电介质层的层叠构造的低温共烧陶瓷(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics)基板、高温共烧陶瓷(HTCC:High Temperature Co-fired Ceramics)基板、部件内置基板、具有再布线层(RDL:Redistribution Layer)的基板或印刷基板等,但是并不限定于此。
主面91a有时被称为上表面或表面。如图2所示,在主面91a配置有构成图1所示的电路的全部的部件(端子除外)。具体地,在主面91a配置有功率放大器10、低噪声放大器20、匹配电路31、32、41以及42、开关51~53、和双工器61以及62。此外,在主面91a配置有金属屏蔽壁82以及83。在配置于主面91a的至少一个部件上配置有金属屏蔽壁81。
另外,低噪声放大器20和开关53包含于一个半导体集成电路70。半导体集成电路70是具有形成在半导体芯片(也被称为裸片)的表面以及内部的电子电路的电子部件。半导体集成电路70例如包含CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体),具体地,通过SOI(Silicon on Insulator,绝缘体上的硅)工艺来构成。由此,能够廉价地制造半导体集成电路70。另外,半导体集成电路70包含GaAs、SiGe以及GaN中的至少一者。由此,能够实现高品质的半导体集成电路70。另外,低噪声放大器20和开关53也可以分别作为独立的电路部件而配置于主面91a。
主面91b有时被称为下表面或背面。在主面91b配置有多个外部连接端子150。
多个外部连接端子150除了图1所示的天线连接端子100、高频输入端子110以及高频输出端子120以外还包含接地端子150g。多个外部连接端子150各自与配置在高频模块1的z轴的负侧的母基板(未图示)上的输入输出端子以及/或接地端子等连接。多个外部连接端子150例如是形成在主面91b的平面电极,但是也可以是凸块电极。或者,多个外部连接端子150也可以是贯通对主面91b进行覆盖的树脂构件的柱状电极。
树脂构件92是密封构件的一个例子,配置在模块基板91的主面91a上,覆盖主面91a。具体地,树脂构件92设置为覆盖配置于主面91a的各部件的侧面以及上表面和金属屏蔽壁81~83各自的侧面。
金属屏蔽层95覆盖树脂构件92的上表面92a。上表面92a是树脂构件92的与模块基板91相反侧的面。具体地,金属屏蔽层95对树脂构件92的上表面92a以及侧面和模块基板91的侧面进行覆盖。另外,所谓“对面进行覆盖”,意味着对成为对象的面的至少一部分进行覆盖。因此,例如,金属屏蔽层95也可以仅覆盖树脂构件92的上表面92a的一部分,而不覆盖另外的一部分。另外,树脂构件92等其它构件“对面进行覆盖”的情况也是同样的。
金属屏蔽层95例如是通过溅射法形成的金属薄膜。金属屏蔽层95是设定为接地电位的金属层的一个例子。具体地,金属屏蔽层95通过与接地端子150g以及设置在模块基板91的接地电极连接,从而设定为接地电位。由此,抑制外来噪声侵入到高频模块1包含的电路部件。
[3.抑制电磁场耦合的构造]
在具有上述电路结构的高频模块1中,若配置在发送路径AT以及BT、接收路径AR以及BR的元件(例如,电感器以及/或电容器)中的至少两个进行电磁场耦合,则存在如下的情况,即,被功率放大器10放大了的高输出的发送信号的谐波成分叠加于发送信号,发送信号的品质下降。此外,存在如下情况,即,收发间的隔离度由于上述电磁场耦合而下降,上述谐波成分、或者发送信号和其它高频信号的交调失真等无用波流入到接收路径,从而接收灵敏度劣化。
相对于此,在本实施方式涉及的高频模块1中,具有对部件间、端子间、以及部件与端子之间的电磁场耦合进行抑制的结构。具体地,在高频模块1中,竖立设置有金属屏蔽壁81~83。
金属屏蔽壁81是配置在第1部件的上表面并设定为接地电位的第1金属壁的一个例子。在本实施方式中,金属屏蔽壁81跨越第1部件的上表面和第4部件的上表面而进行配置。另外,第1部件以及第4部件均为配置在模块基板91的主面91a的部件。在本实施方式中,双工器61是第1部件的一个例子,双工器62是第4部件的一个例子。
如图3以及图4所示,金属屏蔽壁81的上端81a与金属屏蔽层95接触。金属屏蔽壁81通过与金属屏蔽层95接触,从而与金属屏蔽层95电连接,并设定为接地电位。由此,金属屏蔽壁81能够抑制位于其两侧的部件或端子间的电磁场耦合。也就是说,金属屏蔽壁81具有屏蔽功能(电磁屏蔽功能)。
金属屏蔽壁81在俯视下配置在双工器61的端子61c与端子61d之间。由此,金属屏蔽壁81能够抑制端子61c和端子61d的电磁场耦合。具体地,金属屏蔽壁81抑制流过端子61c以及61d中的一者的高频信号通过双工器61与金属屏蔽层95之间而绕入到另一者。因而,能够抑制端子间的噪声干扰。
端子61c以及61d分别是第1部件包含的第1端子以及第2端子的一个例子,是与模块基板91连接的端子。如图3所示,端子61c以及61d分别通过与例如设置在模块基板91的内部的过孔导体接触,从而与模块基板91电连接(另外,在图4中省略了图示)。也可以是,端子61c以及61d中的至少一者通过与设置在模块基板91的表面的导电图案接触,从而与模块基板91连接。
端子61c以及61d均不是接地端子,例如是高频信号的输入输出端子。例如,端子61c是双工器61的发送滤波器61T的输入端子(与匹配电路31连接的端子)。端子61d是双工器61的接收滤波器61R的输出端子(与匹配电路41连接的端子)。在该情况下,能够通过金属屏蔽壁81使收发间的隔离度提高。
此外,端子61c以及61d中的一者也可以是双工器61的输入输出端子(与开关51的端子512连接的端子)。由此,能够抑制例如由于被功率放大器10放大了的高输出的发送信号的谐波成分叠加于发送信号而造成的发送信号的品质的下降。或者,能够抑制由于上述谐波成分、或者发送信号和其它高频信号的交调失真等无用波流入到接收路径而造成的接收灵敏度的劣化。
如图2以及图4所示,金属屏蔽壁81的下端81b与双工器61的上表面61a和双工器61的上表面62a各自接触。另外,双工器61的上表面61a以及双工器62的上表面62a可以由具有导电性的构件构成,也可以由具有绝缘性的构件构成。例如,上表面61a以及62a各自也可以被金属材料覆盖,并与设置于模块基板91的主面91a的接地电位电连接。在该情况下,金属屏蔽壁81从上端81a以及下端81b的双方被供给接地电位,因此金属屏蔽壁81的接地被强化,屏蔽功能提高。
此外,金属屏蔽壁81使用金属来形成,因此传热性高。因此,金属屏蔽壁81能够使在双工器61以及62中产生的热释放到金属屏蔽层95。由此,能够提高高频模块1的散热性。
在本实施方式中,金属屏蔽壁81在俯视下从双工器61的一端延伸至另一端。具体地,金属屏蔽壁81沿着v轴呈直线状延伸。更具体地,金属屏蔽壁81沿着y轴延伸成跨越双工器61的上表面61a和双工器62的上表面62a,在y轴的正侧以及负侧这两者的端部与金属屏蔽层95的侧壁部分接触。由此,从侧方也对金属屏蔽壁81供给接地电位,因此金属屏蔽壁81的接地被强化,屏蔽功能提高。金属屏蔽壁81还能够抑制双工器62的两个端子间的电磁场耦合、以及双工器61的端子与双工器62的端子之间的电磁场耦合。
另外,如图4所示,在双工器61与双工器62之间,且在位于金属屏蔽壁81的下方的间隙,填充有树脂构件92。另外,金属屏蔽壁81的下端81b也可以在双工器61与双工器62之间朝向模块基板91的主面91a延伸。例如,金属屏蔽壁81的下端81b也可以在双工器61与双工器62之间与模块基板91的主面91a接触。由此,能够提高金属屏蔽壁81的屏蔽功能。在双工器61与金属屏蔽层95的侧壁部分(y轴的正侧的部分)之间、以及双工器62与金属屏蔽层95的侧壁部分(y轴的负侧的部分)之间,也是同样的。
金属屏蔽壁81不仅能够抑制双工器61以及62的端子间的电磁场耦合,还能够抑制以金属屏蔽壁81为基准配置在x轴的正侧的区域的部件以及端子和以金属屏蔽壁81为基准配置在x轴的负侧的区域的部件以及端子的电磁场耦合。例如,如图2所示,金属屏蔽壁81能够抑制匹配电路31以及32和匹配电路41以及42的电磁场耦合。或者,金属屏蔽壁81能够抑制匹配电路31以及32与双工器61的端子61d的电磁场耦合、和匹配电路41以及42与双工器61的端子61c的电磁场耦合。
金属屏蔽壁82是设定为接地电位的第2金属壁的一个例子,配置在模块基板91的主面91a。如图3所示,金属屏蔽壁82的上端82a与金属屏蔽层95接触。金属屏蔽壁82通过与金属屏蔽层95接触,从而与金属屏蔽层95电连接,并设定为接地电位。由此,金属屏蔽壁82能够抑制位于其两侧的部件或端子间的电磁场耦合。也就是说,金属屏蔽壁82具有屏蔽功能。
金属屏蔽壁82在俯视下配置在第1部件与第2部件之间。第2部件是配置在模块基板91的主面91a的部件,例如是功率放大器10、匹配电路31或32、或者开关52。由此,金属屏蔽壁82能够抑制功率放大器10、匹配电路31以及32和开关52各自与双工器61的电磁场耦合。
在本实施方式中,如图3所示,金属屏蔽壁82的下端82b经由贯通模块基板91的过孔导体与接地端子150g连接。由此,金属屏蔽壁82从上端82a以及下端82b的双方被供给接地电位,因此金属屏蔽壁82的接地被强化,屏蔽功能提高。
此外,金属屏蔽壁82在俯视下与金属屏蔽壁81平行地配置。也就是说,金属屏蔽壁82在俯视下沿着y轴呈直线状延伸。此时,如图2所示,金属屏蔽壁82在y轴的正侧以及负侧的双方不与金属屏蔽层95的侧壁部分接触,但是并不限定于此。金属屏蔽壁82也可以在y轴的正侧以及负侧中的至少一者的端部与金属屏蔽层95的侧壁部分接触。
金属屏蔽壁83是设定为接地电位的第3金属壁的一个例子,配置在模块基板91的主面91a。如图3所示,金属屏蔽壁83的上端83a与金属屏蔽层95接触。金属屏蔽壁83通过与金属屏蔽层95接触,从而与金属屏蔽层95电连接,并设定为接地电位。由此,金属屏蔽壁83能够抑制位于其两侧的部件或端子间的电磁场耦合。也就是说,金属屏蔽壁83具有屏蔽功能。
金属屏蔽壁83在俯视下配置在第1部件与第3部件之间。第3部件是配置在模块基板91的主面91a的部件,例如是匹配电路41或42、开关51或半导体集成电路70。由此,金属屏蔽壁83能够抑制匹配电路41以及42、开关51和半导体集成电路70与双工器61的电磁场耦合。
在本实施方式中,如图3所示,金属屏蔽壁83的下端83b经由贯通模块基板91的过孔导体与接地端子150g连接。由此,金属屏蔽壁83从上端83a以及下端83b的双方被供给接地电位,因此金属屏蔽壁83的接地被强化,屏蔽功能提高。
此外,金属屏蔽壁83在俯视下与金属屏蔽壁81平行地配置。也就是说,金属屏蔽壁83在俯视下沿着y轴呈直线状延伸。此时,如图2所示,金属屏蔽壁83在y轴的正侧以及负侧的双方不与金属屏蔽层95的侧壁部分接触,但是并不限定于此。金属屏蔽壁83也可以在y轴的正侧以及负侧中的至少一者的端部与金属屏蔽层95的侧壁部分接触。
另外,也可以是,金属屏蔽壁82以及83中的至少一者在俯视下相对于金属屏蔽壁81不平行。
根据本实施方式涉及的高频模块1,能够通过三个金属屏蔽壁81~83更强烈地抑制部件间以及端子间的电磁场耦合。例如,在匹配电路31以及32与匹配电路41以及42之间配置有三个金属屏蔽壁81~83,因此能够更强烈地抑制这些匹配电路间的电磁场耦合。
金属屏蔽壁81~83分别是金属制的平板状的构件。金属屏蔽壁81的下端81b固定于双工器61以及62各自的上表面61a以及62a。金属屏蔽壁82以及83的下端82b以及83b固定于模块基板91的主面91a。它们的固定例如使用焊料等导电性粘接剂来进行。另外,金属屏蔽壁81~83中的至少一者也可以是镀敷生长的金属壁。
金属屏蔽壁81的高度与金属屏蔽壁82以及83各自的高度不同。另外,所谓金属屏蔽壁81的高度,相当于下端81b与上端81a之间的距离。对于金属屏蔽壁82以及83也是同样的。金属屏蔽壁82的高度与金属屏蔽壁83的高度相等。金属屏蔽壁81的高度相当于金属屏蔽壁82的高度和双工器61(第1部件)的高度的差分。由此,金属屏蔽壁81~83各自的上端81a~83a距模块基板91的主面91a的距离变得相等。
在固定了金属屏蔽壁81~83之后,填充成为树脂构件92的基础的树脂材料并使其固化,由此能够形成树脂构件92。通过对形成的树脂构件92进行研磨,从而使金属屏蔽壁81~83的上端81a~83a露出。此时,也可以对金属屏蔽壁81~83也一并进行研磨。由此,树脂构件92的上表面92a和金属屏蔽壁81~83各自的上端81a~83a变得平齐。对于变得平齐的上表面92a以及上端81a~83a,通过溅射法形成金属屏蔽层95。由此,金属屏蔽壁81~83各自与金属屏蔽层95接触,且电连接。
另外,上端81a~83a分别是金属屏蔽壁81~83的竖立设置方向(沿着主面91a的法线从主面91a远离的方向,即,上方)上的前端部。此外,下端81b~83b分别是金属屏蔽壁81~83各自的与上端81a~83a相反侧的端部。在本实施方式中,上端81a~83a分别是金属屏蔽壁81~83的上方的端面,但是并不限定于此。例如,金属屏蔽壁81~83也可以是横向放倒的三棱柱或锥体,上端81a~83a也可以是直线状的部分或一个点。
[4.变形例]
接下来,对实施方式涉及的高频模块1的变形例进行说明。
[4-1.变形例1]
图5是实施方式的变形例1涉及的高频模块1A的俯视图。图5所示的高频模块1A代替金属屏蔽壁81而具备金属屏蔽壁81A以及81B。
金属屏蔽壁81A仅配置在双工器61的上表面61a上。金属屏蔽壁81A在俯视下从双工器61的一端延伸至另一端。
金属屏蔽壁81B仅配置在双工器62的上表面62a上。金属屏蔽壁81B在俯视下配置在双工器62的内侧,未延伸至端部。
像这样,像本变形例涉及的高频模块1A那样,金属屏蔽壁也可以不跨越多个部件,也可以仅配置在各个部件的上表面。此外,金属屏蔽壁也可以在俯视下不从部件的一端延伸至另一端。即使在该情况下,独立地设置的金属屏蔽壁也能够抑制对应的部件的端子间的电磁场耦合,且能够提高对应的部件的散热性。
p4-2.变形例2]
图6是实施方式的变形例2涉及的高频模块1B的剖视图。图6所示的高频模块1B与图3所示的高频模块1相比较,不具备金属屏蔽壁83。此外,以金属屏蔽壁81为基准,在x轴的正侧的区域未配置匹配电路41。
即使在未设置金属屏蔽壁83的情况下,在半导体集成电路70(低噪声放大器20以及开关53)与双工器61的端子61c之间,配置有金属屏蔽壁81。由此,通过金属屏蔽壁81,能够抑制半导体集成电路70和端子61c的电磁场耦合。
此外,在半导体集成电路70与功率放大器10以及匹配电路31之间配置有金属屏蔽壁81以及82。由此,能够抑制半导体集成电路70和功率放大器10以及匹配电路31各自的电磁场耦合。
[4-3.变形例3]
图7是实施方式的变形例3涉及的高频模块1C的剖视图。在图7所示的高频模块1C中,与图6所示的高频模块1B相比较,以金属屏蔽壁81为基准,在x轴的正侧的区域未配置半导体集成电路70以及匹配电路41。也就是说,在高频模块1C中,以金属屏蔽壁81为基准,在其单侧的区域,除了位于金属屏蔽壁81的正下方的部件(双工器61)以外,构成高频模块1C的部件全部未配置。
即使在该情况下,也能够通过金属屏蔽壁82来抑制匹配电路31以及功率放大器10和双工器61的电磁场耦合。此外,通过金属屏蔽壁81,能够抑制双工器61的端子61d和双工器61的端子61c、匹配电路31以及功率放大器10各自的电磁场耦合。
[4-4.变形例4]
图8是实施方式的变形例4涉及的高频模块1D的剖视图。图8所示的高频模块1D与图6所示的高频模块1B相比较,不具备金属屏蔽壁82。此外,以金属屏蔽壁81为基准,在x轴的负侧的区域,未配置匹配电路31。
即使在未设置金属屏蔽壁82以及83的情况下,也能够通过金属屏蔽壁81来抑制功率放大器10和双工器61的端子61d以及半导体集成电路70的电磁场耦合。此外,通过金属屏蔽壁81,能够抑制半导体集成电路70和双工器61的端子61c的电磁场耦合。此外,通过金属屏蔽壁81,能够提高双工器61的散热性。
[4-5.变形例5]
图9是实施方式的变形例5涉及的高频模块1E的剖视图。在图9所示的高频模块1E中,与图8所示的高频模块1D相比较,以金属屏蔽壁81为基准,在x轴的正侧的区域未配置半导体集成电路70。
即使在该情况下,也能够通过金属屏蔽壁81来抑制功率放大器10和双工器61的端子61d的电磁场耦合。此外,通过金属屏蔽壁81,能够提高双工器61的散热性。
[4-6.变形例6]
图10是实施方式的变形例6涉及的高频模块1F的剖视图。在图10所示的高频模块1F中,与图9所示的高频模块1E相比较,以金属屏蔽壁81为基准,在x轴的负侧的区域未配置功率放大器10。也就是说,在高频模块1F中,以金属屏蔽壁81为基准,在其两侧的区域,除了位于金属屏蔽壁81的正下方的部件(双工器61)以外,构成高频模块1C的部件全部都未配置。
即使在该情况下,也能够通过金属屏蔽壁81来抑制双工器61的端子61c与端子61d之间的电磁场耦合。
[5.效果等]
如上所述,本实施方式以及各变形例涉及的高频模块具备:模块基板91;第1部件,配置在模块基板91的主面91a;金属屏蔽壁81,配置在第1部件的上表面;树脂构件92,对模块基板91的主面91a、第1部件的上表面以及侧面和金属屏蔽壁81的侧面进行覆盖;以及金属屏蔽层95,对树脂构件92的上表面92a进行覆盖。金属屏蔽壁81的上端81a与金属屏蔽层95接触。第1部件包含与模块基板91连接的第1端子以及第2端子。在主面91a的俯视下,金属屏蔽壁81配置在第1端子与第2端子之间。
由此,能够抑制第1部件的端子间的电磁场耦合,因此能够抑制端子间的噪声干扰。此外,利用第1部件的上表面来配置金属屏蔽壁81,因此可以不在模块基板91的主面91a确保金属屏蔽壁81专用的区域,能够确保部件的安装面积。因此,例如,变得能够安装更多的部件,或者,能够实现高频模块的小型化。此外,能够将在第1部件中产生的热经由金属屏蔽壁81释放到金属屏蔽层95,因此能够提高高频模块的散热性。
此外,例如,高频模块1还具备配置在模块基板91的主面91a的第2部件。金属屏蔽壁81在主面91a的俯视下配置在第2部件与第1端子或第2端子之间。
由此,能够抑制第1部件的两个端子中的一者和第2部件的电磁场耦合,因此能够抑制部件与端子之间的噪声干扰。
此外,例如,高频模块1还具备配置在模块基板91的主面91a的金属屏蔽壁82。金属屏蔽壁82的上端82a与金属屏蔽层95接触。金属屏蔽壁82在主面91a的俯视下配置在第2部件与第1部件之间。
由此,通过金属屏蔽壁82,能够抑制第1部件和第2部件的电磁场耦合,能够抑制部件间的噪声干扰。此外,在第1部件的两个端子中的一者与第2部件之间存在两个金属屏蔽壁,因此能够更强烈地抑制该端子和第2部件的电磁场耦合。
此外,例如,金属屏蔽壁81的高度与金属屏蔽壁82的高度不同。
由此,例如,通过使金属屏蔽壁81的高度比金属屏蔽壁82的高度低第1部件的高度所对应的量,从而能够使上端81a以及82a距模块基板91的主面91a的距离相等。因而,能够消除树脂构件92的上表面92a和上端81a以及82a的高低差。
此外,例如,高频模块1还具备配置在模块基板91的主面91a的第3部件。第1部件在主面91a的俯视下配置在第2部件与第3部件之间。
由此,通过金属屏蔽壁81,能够抑制第2部件和第3部件的电磁场耦合,能够抑制部件间的噪声干扰。
此外,例如,高频模块1还具备配置在模块基板91的主面91a的金属屏蔽壁83。金属屏蔽壁83在主面91a的俯视下配置在第3部件与第1部件之间。
由此,通过金属屏蔽壁83,能够抑制第1部件和第3部件的电磁场耦合,能够抑制部件间的噪声干扰。此外,在第1部件的两个端子中的另一者与第3部件之间存在两个金属屏蔽壁,因此能够更强烈地抑制该端子和第3部件的电磁场耦合。
此外,例如,第2部件以及第3部件中的一者配置在传输发送信号的发送路径AT或BT,第2部件以及第3部件中的另一者配置在传输接收信号的接收路径AR或BR。
由此,可抑制收发间的噪声干扰,从而能够提高收发间的隔离度。此外,能够抑制接收灵敏度的劣化。
另外,第2部件或第3部件也可以配置在传输发送信号以及接收信号的收发路径。例如,假设配置在发送路径的第2部件和配置在收发路径的第3部件进行了电磁场耦合,则存在如下情况,即,被功率放大器10放大了的谐波成分不被滤波器等除去而从天线2发送,发送信号的品质下降。通过利用金属屏蔽壁来抑制电磁场耦合,从而能够抑制发送信号的品质的下降。此外,例如,假设配置在接收路径的第2部件和配置在收发路径的第3部件进行了电磁场耦合,则存在如下的情况,即,被功率放大器10放大了的高输出的发送信号及其谐波成分流入到接收路径,接收灵敏度劣化。通过利用金属屏蔽壁来抑制电磁场耦合,从而能够提高收发间的隔离度,能够抑制接收灵敏度的劣化。
此外,例如,第1部件是具有给定的通带的滤波器。
由此,能够提高滤波器的散热性,因此能够提供滤波器的通过特性的质量。
此外,例如,金属屏蔽壁81在主面91a的俯视下从第1部件的一端延伸至另一端。
由此,金属屏蔽壁81的屏蔽功能提高,能够更强烈地抑制端子间的电磁场耦合。
此外,例如,高频模块1还具备配置在模块基板91的主面91a的第4部件。金属屏蔽壁81跨越第1部件的上表面和第4部件的上表面而进行配置。
由此,能够将多个部件汇总而统一由一个金属屏蔽壁81来抑制各端子间的电磁场耦合。
此外,例如,在高频模块1中,金属屏蔽层95进一步覆盖树脂构件92的侧面。进而,金属屏蔽壁81在金属屏蔽层95的覆盖树脂构件92的侧面的部分与金属屏蔽层95接触。
由此,金属屏蔽壁81的屏蔽功能提高,因此能够更强烈地抑制端子间的电磁场耦合。
此外,本实施方式涉及的通信装置5具备:RFIC3,对由天线2收发的高频信号进行处理;以及高频模块1,在天线2与RFIC3之间传输高频信号。
由此,与高频模块1同样地,能够确保部件的安装面积,且能够抑制噪声干扰。
(其它)
以上,基于上述的实施方式等对本发明涉及的高频模块以及通信装置进行了说明,但是本发明并不限定于上述的实施方式。
例如,配置在金属屏蔽壁81的正下方的第1部件以及第4部件也可以不是双工器61以及62。第1部件以及第4部件中的一者也可以是功率放大器10,还可以是低噪声放大器20。或者,第1部件以及第4部件中的一者也可以是开关51~53中的一者。
此外,例如,金属屏蔽壁81~83中的至少一者也可以在俯视下不呈直线状延伸。例如,金属屏蔽壁81~83中的至少一者也可以在俯视下被折弯为L字状或U字状。或者,金属屏蔽壁81~83中的至少一者也可以设置为包围一个以上的部件的环状。在这些情况下,金属屏蔽壁可以呈90°弯曲,也可以平滑地弯曲。此外,金属屏蔽壁81~83中的至少一者也可以在其延伸方向上不连续,也可以离散地设置。
此外,虽然示出了例如构成高频模块的各电路部件仅配置在模块基板91的主面的单面的例子,但是各电路部件也可以分开配置在模块基板91的两个主面。也就是说,各电路部件也可以在模块基板91进行单面安装,也可以进行双面安装。
除此以外,对各实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的方式、通过在不脱离本发明的主旨的范围内将各实施方式中的构成要素以及功能任意地组合而实现的方式也包含于本发明。
产业上的可利用性
本发明作为配置在应对多频段的前端部的高频模块,能够广泛利用于便携式电话等通信设备。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F:高频模块;
2:天线;
3:RFIC;
4:BBIC;
5:通信装置;
10:功率放大器;
20:低噪声放大器;
31、32、41、42:匹配电路;
51、52、53:开关;
61、62:双工器;
61a、62a、92a:上表面;
61c、61d:端子;
61R、62R:接收滤波器;
61T、62T:发送滤波器;
70:半导体集成电路;
81、81A、81B、82、83:金属屏蔽壁;
81a、82a、83a:上端;
81b、82b、83b:下端;
91:模块基板;
91a、91b:主面;
92:树脂构件;
95:金属屏蔽层;
100:天线连接端子;
110:高频输入端子;
120:高频输出端子;
150:外部连接端子;
150g:接地端子;
511、512、513、521、522、523、531、532、533:端子;
AR、BR:接收路径;
AT、BT:发送路径。
Claims (12)
1.一种高频模块,具备:
模块基板;
第1部件,配置在所述模块基板的主面;
第1金属壁,配置在所述第1部件的上表面,设定为接地电位;
树脂构件,覆盖所述模块基板的所述主面、所述第1部件的上表面以及侧面、和所述第1金属壁的侧面;以及
金属层,覆盖所述树脂构件的上表面,设定为接地电位,
所述第1金属壁的上端与所述金属层接触,
所述第1部件包含与所述模块基板连接的第1端子以及第2端子,
在所述主面的俯视下,所述第1金属壁配置在所述第1端子与所述第2端子之间。
2.根据权利要求1所述的高频模块,其中,
还具备:第2部件,配置在所述模块基板的所述主面,
在所述主面的俯视下,所述第1金属壁配置在所述第2部件与所述第1端子或所述第2端子之间。
3.根据权利要求2所述的高频模块,其中,
还具备:第2金属壁,配置在所述模块基板的所述主面,设定为接地电位,
所述第2金属壁的上端与所述金属层接触,
在所述主面的俯视下,所述第2金属壁配置在所述第2部件与所述第1部件之间。
4.根据权利要求3所述的高频模块,其中,
所述第1金属壁的高度与所述第2金属壁的高度不同。
5.根据权利要求2~4中的任一项所述的高频模块,其中,
还具备:第3部件,配置在所述模块基板的所述主面,
在所述主面的俯视下,所述第1部件配置在所述第2部件与所述第3部件之间。
6.根据权利要求5所述的高频模块,其中,
还具备:第3金属壁,配置在所述模块基板的所述主面,设定为接地电位,
在所述主面的俯视下,所述第3金属壁配置在所述第3部件与所述第1部件之间。
7.根据权利要求5或6所述的高频模块,其中,
所述第2部件以及所述第3部件中的一者配置在传输发送信号的发送路径,
所述第2部件以及所述第3部件中的另一者配置在传输接收信号的接收路径。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的高频模块,其中,
所述第1部件是具有给定的通带的滤波器。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的高频模块,其中,
在所述主面的俯视下,所述第1金属壁从所述第1部件的一端延伸至另一端。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的高频模块,其中,
还具备:第4部件,配置在所述模块基板的所述主面,
所述第1金属壁跨越所述第1部件的上表面和所述第4部件的上表面而进行配置。
11.根据权利要求1~10中的任一项所述的高频模块,其中,
所述金属层还覆盖所述树脂构件的侧面,
所述第1金属壁还在所述金属层的覆盖所述树脂构件的侧面的部分与所述金属层接触。
12.一种通信装置,具备:
RF信号处理电路,对由天线收发的高频信号进行处理;以及
权利要求1~11中的任一项所述的高频模块,在所述天线与所述RF信号处理电路之间传输所述高频信号。
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