CN204316869U - 高频模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高频模块，能够降低来自处理高频信号的电子元器件即RFIC的辐射噪声对其它电子元器件的影响，并能实现模块的小型化。由于在处理RF信号的电子元器件即RFIC(31)与安全加密性IC(33)之间配置有磁性体层(30e～30g)，因此由于RF信号引起的来自RFIC(31)的辐射噪声(电磁波)通过磁性体层(30e～30g)，从而发热并产生损耗，因此能降低来自RFIC(31)的辐射噪声对安全加密性IC(33)等其它电子元器件的影响。另外，形成匹配电路(32)的各电感元件(L1、L2)设置于磁性体层(30e～30g)，由于各电感元件(L1、L2)的电感值增大，因此能使各电感元件(L1、L2)小型化，由此能力图使高频模块(3)小型化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高频模块，该高频模块具备设置于布线基板且作为处理高频信号的电子元器件的RFIC、匹配电路以及其它电子元器件。
背景技术
近年来，移动电话、智能手机、移动信息终端等通信终端装置的多功能化及高性能化在不断进步，并且要求其小型化，因此希望内置于装置中的各种电子元器件高性能化并小型化。因此，提出一种模块，该模块通过将各种电子元器件内置于布线基板来实现高集成化，并力图高性能化及小型化。在图9所示的现有的模块500中，电子元器件502内置于布线基板501，并且通过将无源元件、IC等其它电子元器件(省略图示)安装于布线基板501的安装面501a，来力图模块500的高性能化及小型化。
然而，在内置于模块500的电子元器件502是处理高频信号(RF信号)的RFIC的情况下，因被处理的高频信号而引起的电子元器件502的辐射噪声将成为问题。也就是说，从电子元器件502、或连接电子元器件502的布线图案辐射出因高频信号引起的电磁波，从而产生噪声，设置于模块500的其它电子元器件可能由于该噪声而发生误动作，或者其性能可能变差。
因此，在现有的模块500中，通过将无缝覆盖电子元器件502的一个面的形状的接地图案503设置于布线基板501，从而能力图降低来自电子元器件502的辐射噪声对于设置于模块500的其它电子元器件的影响。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2006-303202号公报(段落0020～0047、图1～4、说明书摘要等)
实用新型内容
实用新型所要解决的技术问题
如上所述，通过将无缝地覆盖电子元器件502的一个面的形状的接地图案503设置于布线基板501，从而能降低来自电子元器件502的辐射噪声对于其它电子元器件的影响，但另一方面，由于在布线基板501设置有无缝地覆盖电子元器件502的一个面的形状的接地图案503，因此布线基板501的厚度增加，使得模块500的小型化受阻。另外，在布线基板501设有例如电感元件、电容元件等各种无源元件来形成匹配电路等的情况下，接地图案503与无源元件由于接地图案503与无源元件的配置关系而发生耦合，从而会产生无源元件的特性发生变化，或者由该无源元件形成的电路的Q值变差等问题。
本实用新型是鉴于上述问题而得以完成的，其目的在于提供一种技术，能够降低来自设置于布线基板的、处理高频信号的电子元器件即RFIC的辐射噪声对于其它电子元器件的影响，并能实现模块的小型化。
解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的，本实用新型的高频模块具备设置于布线基板的、处理高频信号的电子元器件即RFIC、匹配电路、以及其它电子元器件，其特征在于，所述布线基板具备磁性体层，所述RFIC设置于所述磁性体层的一个主面侧，所述其它电子元器件设置于所述磁性体层的另一个主面侧，形成所述匹配电路的电感元件设置于所述磁性体层。
在如上述那样构成的实用新型中，处理高频信号的电子元器件即RFIC设置于布线基板所具备的磁性体层的一个主面侧，其它电子元器件设置于磁性体层的另一个主面侧，因此由所处理的高频信号引起的来自RFIC的辐射噪声(电磁波)通过磁性体层(磁性体)从而发热并产生损耗，因此能降低来自RFIC的辐射噪声对其它电子元器件的影响。另外，由于形成匹配电路的电感元器件设置于磁性体层，电感元件的电感值增大，从而能使电感元件小型化，因此，能实现高频模块的小型化。
另外，所述RFIC具有将所输入的所述高频信号解调成基带信号，并将所述基带信号调制成所述高频信号的功能，所述其它电子元器件可以是处理所述基带信号的IC。
若采用上述结构，则能降低因高频信号引起的来自RFIC的辐射噪声对于处理基带信号的IC的影响，所述基带信号是由RFIC对所输入的高频信号进行解调后得到的。
另外，所述其它电子元器件可以是与所述电感元件一起形成所述匹配电路的无源元件。
若采用上述结构，则能防止因高频信号引起的来自RFIC的辐射噪声的影响而导致匹配电路的特性发生变化。
另外，所述RFIC及所述其它电子元器件中的某一个内置于所述布线基板即可。
若采用上述结构，则RFIC及电子元器件中的某一个内置于布线基板，因此能实现高频模块的小型化。
另外，所述电感元件也可以具备在所述磁性体层的厚度方向形成为螺旋状的两个线圈图案，所述两个线圈图案相邻配置，并以规定的互感来进行耦合。
若采用上述结构，则两个线圈图案相邻配置于磁性体层，并以规定的互感进行耦合，由于能以更少的匝数来形成电感元件，因此能使电感元件小型化，并能降低从电感元件辐射出的磁场噪声。
另外，所述两个线圈图案相邻配置成至少彼此的螺旋状的卷绕轴互不重叠，从而在所述磁性体层内形成由所述两个线圈图案中产生的磁场而生成的闭合磁路即可。
若采用上述结构，则两个线圈图案相邻配置成至少彼此的螺旋状的卷绕轴互不重叠，从而在磁性体层内形成由两个线圈图案中产生的磁场而生成的闭合磁路，因此能降低从电感元件辐射出的磁场噪声。
另外，所述匹配电路与所述RFIC相连接，从天线元件输入的所述高频信号经由所述匹配电路输入至所述RFIC中，或者从所述RFIC输出的高频信号经由所述匹配电路从天线元件辐射出即可。
通过采用上述结构，从天线元件输入的高频信号经由匹配电路输入至RFIC中，或者从RFIC输出的高频信号经由匹配电路从天线元件辐射出，从而能提供一种结构较实用的高频模块。
另外，所述RFIC是RFID用IC即可。
若采用上述结构，则能提供一种结构较实用的高频模块，该高频模块搭载RFID(Radio Frequency Identification System：射频识别系统)用的IC，并降低来自RFID用IC的辐射噪声对于其它电子元器件的影响。
实用新型效果
根据本实用新型，在处理高频信号的电子元器件即RFIC、与其它电子元器件之间配置有磁性体层，因此因高频信号引起的来自RFIC的辐射噪声(电磁波)在磁性体中发热并产生损耗。因此，能降低来自RFIC的辐射噪声对于其它电子元器件的影响。另外，构成匹配电路的电感元件设置于磁性体层，使得电感元件的电感值增大。因此，能使电感元件小型化，进而力图使高频模块小型化。
附图说明
图1是搭载有本实用新型的实施方式1所涉及的高频模块的通信终端装置的功能框图。
图2是表示图1的匹配电路的等效电路的图。
图3是表示图1的高频模块的剖视图。
图4是表示图2的高频模块所具备的布线基板的立体图。
图5是表示图4的布线基板所具备的各树脂层的图。
图6是表示图4的布线基板所设有的电感元件的配置关系的图。
图7是表示本实用新型的实施方式2所涉及的高频模块的剖视图。
图8是表示设置于图7的高频模块所具备的布线基板的电感元件的配置关系的图。
图9是表示现有模块的一个示例的图。
具体实施方式
(实施方式1)
参照图1～图6对搭载有本实用新型的实施方式1所涉及的高频模块的通信终端装置进行说明。图1是搭载有本实用新型的实施方式1所涉及的高频模块的通信终端装置的功能框图。图2是表示图1的匹配电路的等效电路的图。图3是表示图1的高频模块的剖视图。图4是图3的高频模块所具备的布线基板的立体图。图5是表示图4的布线基板所具备的各树脂层的图。图6是表示图4的布线基板所设有的电感元件的配置关系的图。
如图1所示，通信终端装置1构成为NFC(Near Field Communication:近场通信)器件，具备搭载于母板等(省略图示)的主机IC2、高频模块3以及天线元件4。
主机IC2具备用于向高频模块3进行供电的电源电路、通过执行规定的应用程序来控制高频模块3的微处理器等。通信终端装置1通过基于从高频模块3输出的基带信号所包含的信息在主机IC2中执行用于进行规定处理的应用程序，并对高频模块3进行控制，从而用于由FeliCa(索尼株式会社的注册商标)所代表的使用近距离通信标准的电子钱包的结算等。
另外，通过在主机IC2中执行规定的应用程序并控制高频模块3，从而通信终端装置1能起到与其它非接触IC卡(RF标签)进行近距离通信的读写装置的作用，或者能在通信终端装置1与其它NFC器件之间执行点对点(P2P)通信。
高频模块3是搭载于通信终端装置1的母板等、用于构成RFID(RadioFrequency Identification：射频识别)系统的模块，具备对从外部输入的通信用的高频信号(RF信号)进行处理的电子元器件即RFIC31、设置于RFIC31与天线元件4之间的用于阻抗匹配的匹配电路32、以及与主机RFIC31相连接的安全加密性IC33。
RFIC31由RFID用IC形成，具有基于NFC规格的近距离通信所需的功能，并具有如下功能：即、将经由天线元件4及匹配电路32输入且从外部的读写装置(省略图示)输出的通信用的RF信号解调成基带信号来进行处理，或者通过ASK调制等规定的调制方式将基于解调后的基带信号所包含的信息(控制命令)、来自主机IC2的控制指令以规定的方式编码后的基带信号调制成RF信号，并经由匹配电路32及天线元件4进行输出。
另外，如图2所示，匹配电路32通过由电感元件L1、L2以及电容元件C1、C2构成的一般的L型低通滤波器来形成，平衡端子Pi与天线元件4相连接，平衡端子Po与RFIC31相连接。此外，如后所述，电感元件L1、L2配置成以互感M进行耦合。
安全加密性IC33具备：存储器，该存储器中保存有电子钱包的结算等所需的、用于识别移动终端装置1的识别代码或用于进行加密处理的加密码等；以及执行加密处理的CPU等，通过基于经过RFIC31解调后的基带信号所包含的控制命令、来自主机IC的控制指令等执行规定的处理，来输出所述电子钱包的结算等所需的规定信息中包含的基带信号。
此外，具备安全加密性IC33的存储器由能实施改写的非易失性存储器形成，通过由主机IC2执行的应用程序来适当地执行对安全加密性IC33的存储器中所保存的识别代码或加密码等信息进行的改写。
接着，对高频模块3的结构进行说明。此外，在图3～图5中，为了便于说明，仅图示出说明本实用新型所需的结构。
高频模块3具备多层树脂布线基板30，RFIC31、匹配电路32以及安全加密性IC33等各种电子元器件设置于多层树脂布线基板30。多层树脂布线基板30具备电介质层30a～30d、30h、及磁性体层30e～30g，磁性体层30e～30g配置于电介质层30a～30d与电介质层30h之间。此外，匹配电路32由电感元件L1、L2以及构成电容元件C1、C2的电容元件32c、32d形成，所述电感元件L1、L2由线圈图案32a、32b构成。
另外，在多层树脂布线基板30的表面(一个主面)形成有用于安装表面安装元器件的表面端子301，在其背面(另一个主面)形成有将高频模块3连接于通信终端装置1的母板等的背面端子302。另外，各树脂层30a～30h设有面内导体图案303、层间导体图案304(过孔导体)，通过这些导体图案303、304来形成各种无源元件，设置于多层树脂布线基板30的各种电子元器件电连接。
此外，在磁性体层30e～30g设有电感元件L1、L2，该电感元件L1、L2分别由在厚度方向上形成为螺旋状的两个线圈图案32a、32b形成。另外，如图6所示，两个线圈图案32a、32b在层向上相邻配置，并通过使磁场MF贯穿两个线圈图案32a、32b的卷绕中心来以互感M进行耦合。
此外，通过利用层间导体图案304将分别形成于磁性体层30f、30g的线圈图案32a相连接，从而形成螺旋状的电感元件L1，通过利用层间导体图案304将分别形成于电介质层30d、磁性体层30e的线圈图案32b相连接，从而形成螺旋状的电感元件L2。
另外，在磁性体层30e～30g的一个主面侧、即多层树脂布线基板30的表面所设置的表面端子301设有电容元件32c、32d，以作为与RFIC31、电感元件L1、L2一起形成匹配电路32的电容元件C1、C2。另外，磁性体层30e～30g的另一个主面侧的电介质层30b、30c内置有安全加密性IC33。
安全加密性IC33具备再布线层，该再布线层具有与设置于Si或GaAs等半导体基板33a上的集成电路相连接的柱电极33b以及覆盖柱电极33b的侧面而形成的树脂密封层33c，形成为所谓的CSP(芯片尺寸封装)，将从树脂密封层33c露出的柱电极33b的端面直接与层间导体图案304相连接。
另外，电介质层30a～30d、30h由聚酰亚胺或液晶聚化物等具有耐热性的热可塑性树脂形成，磁性体层30e～30g通过对聚酰亚胺或液晶聚化物等热可塑性树脂混合铁氧体粉末等磁性体粉末来形成。另外，表面端子301、背面端子302、面内导体图案303以及层间导体图案304由以银、铜等为主要成分的电阻率较小的金属材料形成。此外，与一般的树脂基板材料相比，由于具有以损失低为优点的高频传输特性，因此通过液晶聚合物来形成各树脂层30a～30h即可。
接着，对高频模块3的制造方法进行简单的说明。
首先，如图5(a)～(h)所示，通过利用丝网印刷、激光加工等的公知方法来形成面内导体图案303、层间导体图案304，从而准备各电介质层30a～30d、30h以及各磁性体层30e～30g。此外，如图4及图5(f)、(g)所示，在通过对具有开口OP的电介质层30b、30c进行预压接而形成的腔体中配置有安全加密性IC33，使得从树脂密封层33c露出的柱电极33b的端面朝向上侧。然后，在其它树脂层30a、30d～30h以图4所示的顺序重叠后，通过热压接来制成高频模块3。
如上所述，在本实施方式中，处理通信用的RF信号的电子元器件即RFIC31设置于多层树脂基板30所具备的磁性体层30e～30g的一个主面侧，另一个电子元器件即安全加密性IC33设置于磁性体层30e～30g的另一个主面侧，因此由所处理的高频信号引起的来自RFIC31的辐射噪声(电磁波)通过磁性体层30e～30g(磁性体)，从而发热并产生损耗，因此能降低来自RFIC31的辐射噪声对安全加密性IC33等其它电子元器件的影响，并能提高RFIC31与安全加密性IC33之间的隔离性。
另外，形成匹配电路32的各电感元件L1、L2设置于磁性体层30e～30g，由于电感元件L1、L2各自的电感值增大，因此能使电感元件L1、L2小型化，因此能力图高频模块3的小型化。
另外，如以往那样，由于形成为无缝地覆盖电子元器件的一个面的形状的接地图案、与设置于多层树脂基板30的各种无源元件进行耦合，因此可能会产生如下等问题：即、无源元件的特性发生变化，或者由该无源元件形成的电路的Q值变差。
另外，由于各磁性体层30e～30g是通过对树脂材料混合磁性体粉末而形成的，因此与电介质层30a～30d、30h相比其刚性较高，从而能提高多层树脂布线基板30的刚性。因此，能提高高频模块3的弯曲强度，并能补偿安装于多层树脂布线基板30的RFIC31、内置的安全加密性IC33的机械强度。
另外，RFIC31与安全加密性IC33之间配置有磁性体层30e～30g，因此能够防止因RF信号引起的来自RFIC31的辐射噪声对于安全加密性IC33带来的影响，该安全加密性IC33用于对所输入的RF信号经过RFIC31解调后而得到的基带信号进行处理。
另外，安全加密性IC33内置于多层树脂布线基板30，因此能力图使高频模块3小型化。
另外，两个线圈图案32a、32b在层向上相邻配置于磁性体层30e～30g，并以规定的互感M进行耦合，由于能以更少的匝数来形成电感元件L1、L2，因此能使电感元件L1、L2小型化，并能降低从电感元件L1、L2辐射出的磁场噪声。
(实施方式2)
参照图7及图8对搭载有本实用新型的实施方式2所涉及的高频模块的通信终端装置进行说明。图7是表示本实用新型的实施方式2所涉及的高频模块的剖视图。图8是表示设置于图7的高频模块所具备的布线基板的电感元件的配置关系的图。本实施方式与上述实施方式1的不同之处在于，如图7所示，磁性体层30e～30g的一个主面侧的多层树脂布线基板30表面的表面端子301设有安全加密性IC33，磁性体层30e～30g的另一个主面侧的电介质层30b、30c内置有RFIC31。另外，线圈图案32a、32b以至少其彼此的螺旋状的卷绕轴不重叠的方式相邻配置于磁性体层30e～30g的面方向，从而形成各电感元件L1、L2。此外，如图8所示，磁性体层30e～30g内，配置有各电感元件L1、L2，使得通过两个线圈图案32a、32b产生的磁场MF形成闭合磁路。其它结构与上述实施方式1的结构相同，因此标注相同标号并省略对其结构的说明。
在本实施方式中，RFIC31具备再布线层，该再布线层具有与设置于Si或GaAs等半导体基板31a上的集成电路相连接的柱电极31b以及覆盖柱电极31b的侧面而形成的树脂密封层31c，形成为所谓的CSP，将从树脂密封层31c露出的柱电极31b的端面直接与层间导体图案304相连接。另外，RFIC31的与半导体基板31a的集成电路形成面相反侧的面上连接有散热用的层间导体图案304a，将RFIC31的热量散热至多层树脂基板30的外部。
另外，各磁性体层30e～30g上，分别在面方向上相邻地地形成有线圈图案32a、32b。此外，分别利用层间导体图案304将形成于各磁性体层30e～30g的各线圈图案32a、32b相连接，从而形成螺旋状的电感元件L1、L2。
若采用上述结构，则能起到与上述实施方式1相同的效果，并也能起到下述效果。也就是说，形成各电感元件L1、L2的两个线圈图案32a、32b配置成至少彼此的螺旋状的卷绕轴不重叠，在磁性体层30e～30g内形成由磁场MF所产生的闭合磁路，该磁场MF在两个线圈图案32a、32b中生成，因此能降低从电感元件L1、L2辐射出的磁场噪声。
另外，与各电感元件L1、L2一起形成匹配电路32的无源元件即电容元件C1、C2(电容元件32c、32d)、与RFIC31配置成将磁性体层30e～30g夹持在中间，因此能防止因RF信号引起的来自RFIC31的辐射噪声对电容元件C1、C2的影响而使得匹配电路32的特性发生变化。
此外，本实用新型并不局限于上述各实施方式，可以在不脱离其技术思想的范围内，在上述实施方式之外进行各种改变。例如，在上述实施方式中，以将构成RFID系统的高频模块作为高频模块3为例进行了说明，但本实用新型所适用的高频模块并不局限于此。
另外，RFIC31及安全加密性IC33中的某一个并不一定要内置于多层树脂基板30，RFIC31与安全加密性IC33配置成夹持磁性体层30e～30g即可。另外，也可以仅以磁性体层形成布线基板，该情况下，在磁性体层的某一个面上配置RFIC31，在另一个面上配置安全加密性IC33即可。
工业上的实用性
本实用新型可以广泛适用于具备设置于布线基板的、处理高频信号的电子元器件即RFIC、匹配电路、以及其它电子元器件的高频模块。
标号说明
3,3a 高频模块
4 天线元件
30 多层树脂布线基板(布线基板)
30e～30g 磁性体层
31 RFIC
32 匹配电路
33 安全加密性IC(其它电子元器件)
L1,L2 电感元件
C1,C2 电容元件(无源元件)
Claims (8)
1.一种高频模块，具备设置在布线基板的、处理高频信号的电子元器件即RFIC、匹配电路、以及其它电子元器件，其特征在于，
所述布线基板具备磁性体层，
所述RFIC设置于所述磁性体层的一个主面侧，所述其它电子元器件设置于所述磁性体层的另一个主面侧，
形成所述匹配电路的电感元件设置于所述磁性体层。
2.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
所述RFIC具有将所输入的所述高频信号解调成基带信号，并将所述基带信号调制成所述高频信号的功能，
所述其它电子元器件是处理所述基带信号的IC。
3.如权利要求1或2所述的高频模块，其特征在于，
所述其它电子元器件是与所述电感元件一起形成所述匹配电路的无源元件。
4.如权利要求1或2所述的高频模块，其特征在于，
所述RFIC及所述其它电子元器件中的某一个内置于所述布线基板。
5.如权利要求1或2所述的高频模块，其特征在于，
所述电感元件具备在所述磁性体层的厚度方向形成为螺旋状的两个线圈图案，
所述两个线圈图案相邻配置，并以规定的互感进行耦合。
6.如权利要求5所述的高频模块，其特征在于，
所述两个线圈图案相邻配置成至少彼此的螺旋状的卷绕轴互不重叠，在所述磁性体层内形成由所述两个线圈图案中产生的磁场而生成的闭合磁路。
7.如权利要求1或2所述的高频模块，其特征在于，
所述匹配电路与所述RFIC相连接，
从天线元件输入的所述高频信号经由所述匹配电路输入至所述RFIC中，以及/或者从所述RFIC输出的高频信号经由所述匹配电路从天线元件辐射出。
8.如权利要求1或2所述的高频模块，其特征在于，
所述RFIC是RFID用IC。
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