DE10308448A1 - Hochfrequenzmodul - Google Patents
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Abstract
Es wird vorgeschlagen ein Hochfrequenzmodul (1), bei dem eine Ausnehmung (2a) zum Montieren eines Leistungsverstärkerbauteils (4) an einer unteren Oberfläche eines dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist und bei dem eine Ausnehmung (2b) zum Montieren eines akustischen Oberflächenwellenfilters (8) an einer oberen Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist, und wobei ein Leistungsverstärkerbauteil (4) und ein akustisches Oberflächenwellenfilter (8) über leitende Höcker (3a bzw. 3b) an den Ausnehmungen (2a, 2b) montiert sind. Zusätzlich ist zwischen den Ausnehmungen (2a, 2b) ein Durchgangslochleiter (11) vorgesehen, dessen eines Ende an der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) freiliegt. Das freiliegende Ende des Durchgangslochleiters (11) ist an einem Leiter (15) zur Wärmeabfuhr an einer oberen Oberfläche einer externen elektrischen Leiterplatte (7) über ein Lötmaterial (13) angebracht (Fig. 1).
Description
- Die vorliegende Anmeldung basiert auf den in Japan eingereichten Anmeldungen mit den Nummern 2002-50251 und 2002- 120812, deren Inhalt vorliegend durch Bezugnahme enthalten sein soll.
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochfrequenzmodul, das für elektronische Vorrichtungen und elektronische Bauteile verwendet wird, einschließlich von portablen Informationsterminals, drahtlosen LANs und drahtlosen Lokalen Schleifen (WLLs, "Wireless Local Loop"). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein kostengünstiges Hochfrequenzmodul kleiner Größe und hoher Leistungsfähigkeit, und zwar mit einer einheitlichen Struktur, die ein Hochfrequenzverstärkungsbauteil zusammen mit einem Hochfrequenzfilter oder einem Hochfrequenzteiler beinhaltet.
- Ein Hochfrequenzmodul beinhaltet generell im Inneren ein Hochfrequenz-Leistungsverstärkerbauteil und ein Hochfrequenzfilter oder einen Hochfrequenzteiler ("high frequency splitter"), der in der Nachbarschaft des Leistungsverstärkerbauteils angeordnet ist.
- Mit der in jüngerer Vergangenheit erfolgten Zunahme der Übertragungskapazität und Übertragungsgeschwindigkeit in mobilen Kommunikationssystemen sind die von den Hochfrequenz- Leistungsverstärkerbauteilen abgestrahlten Wärmemengen angestiegen, die mit dem hohen Maß an Hochfrequenzenergie einhergehen.
- Derartige Hochfrequenzfilter und Hochfrequenzteiler sind jedoch gegenüber Wärme empfindlich. Genauer gesagt ist ein akustisches Oberflächenwellenfilter, das für das Hochfrequenzfilter oder den Hochfrequenzteiler verwendet wird, ein Bauteil, das generell ein piezoelektrisches Substrat aufweist, das aus Lithiumtantalit oder dergleichen hergestellt ist, und zwar ausgebildet mit einer kaminartigen Elektrode zum Abstrahlen von akustischen Oberflächenwellen. Da die elektrischen Eigenschaften des piezoelektrischen Substrates selbst in starkem Maße von Temperaturveränderungen beeinflusst werden, muss es von dem erwärmenden Element wie dem Hochfrequenz-Leistungsverstärkerbauteil, das im Inneren des Moduls vorgesehen ist, entfernt angeordnet werden. Zusätzlich besteht dieses Problem nicht nur bei akustischen Oberflächenwellen- (SAW, "Surface Acoustic Wave") Bauteilen, sondern auch bei akustischen Filmvolumenwellenresonatoren (FBARs, "Film Bulk Acoustic Resonator") und bei akustischen Volumenwellenfiltern (BAWs, "Bulk Acoustic Wave Filter"). Diese thermisch instabilen Bauteile werden nachstehend kollektiv als "Filterkomponente" bezeichnet.
- Aus diesem Grund sind herkömmliche Hochfrequenzmodule mit einer einheitlichen Struktur, die das Hochfrequenz-Leistungsverstärkerbauteil, das Hochfrequenzfilter oder dergleichen beinhaltet, nicht dazu in der Lage, die in jüngster Zeit auftretenden Anforderungen nach Miniaturisierung, Gewichtsreduzierung, hochdichter Verpackung und Kostenreduktion von mobilen Kommunikationsterminals und dergleichen hinreichend zu erfüllen.
- Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein kostengünstiges Hochfrequenzmodul kleiner Größe und hoher Leistungsfähigkeit anzugeben, das dazu in der Lage ist, die Filterkomponente von dem Einfluss von Wärme zu befreien, die von dem Leistungsverstärkerbauteil mit hoher Leistung abgestrahlt wird, das in deren Nähe angeordnet ist, und die Hochfrequenz-Filtercharakteristika der Filterkomponente aufrechtzuerhalten.
- (1) In einem Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Ausnehmung zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils an einer ersten Oberfläche eines dielektrischen Substrates ausgebildet, das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten aufweist, die zusammenlaminiert sind, und eine Ausnehmung zum Montieren der Filterkomponente ist an der ersten Oberfläche oder einer zweiten Oberfläche des dielektrischen Substrates ausgebildet, und ein Leistungsverstärkerbauteil und eine Filterkomponente sind an bzw. in den jeweiligen Ausnehmungen montiert. Zumindest an der Ausnehmung zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils ist eine Dichtungskomponente zur Wärmeübertragung in Kontakt mit dem Leistungsverstärkerbauteil angebracht. Ein Durchgangslochleiter, dessen eines Ende an der ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates freiliegt, ist zwischen der Ausnehmung zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und der Ausnehmung zum Montieren der Filterkomponente vorgesehen. Die Dichtungskomponente zur Wärmeübertragung bzw. Thermotransfer-Dichtungskomponente und der Durchgangslochleiter sind an einem Wärmeableitungsleiter an einer oberen Oberfläche einer externen elektrischen Leiterplatte angebracht, und, zwar mittels eines Lötmaterials.
- Bei der oben beschriebenen Struktur der vorliegenden Erfindung kann von dem Leistungsverstärkerbauteil abgestrahlte Wärme effizient über die Thermotransfer-Dichtungskomponente, die direkt mit dem Leistungsverstärkerbauteil verbunden ist, und das Löt- bzw. Lotmaterial effizient abgeführt werden, und zwar an den Wärmeabführungsleiter an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte. Zusätzlich hierzu wird die Wärmeausbreitung von dem Leistungsverstärkerbauteil auf die Filterkomponente, die in dessen Nachbarschaft angeordnet ist, mittels des Durchgangslochleiters abgeschirmt, und die Wärme wird über den Durchgangslochleiter und das Lötmaterial hin zu dem Wärmeabführungsleiter an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte ausgebreitet bzw. breitet sich dort hin aus. Demzufolge kann die Wärmeausbreitung hin zu der Filterkomponente signifikant reduziert werden. Im Ergebnis kann ein Hochfrequenzmodul kleiner Größe und hoher Leistungsfähigkeit bereitgestellt werden, ohne die elektrischen Eigenschaften wie die Hochfrequenzfiltereigenschaften der Filterkomponente zu verschlechtern. Da zusätzlich hierzu weitere Wärmeabführungselemente wie Wärmeabführungsfinnen bzw. -rippen nicht erforderlich sind, kann es sich bei dem Hochfrequenzmodul um ein kostengünstiges Hochfrequenzmodul handeln, das für elektronische Vorrichtungen und elektronische Bauteile einschließlich von portablen Informationsterminals geeignet ist.
- Während das Leistungsverstärkerbauteil an der Ausnehmung montiert ist, die an der Seite jener Oberfläche ausgebildet ist, an der das dielektrische Substrat montiert ist, kann zusätzlich hierzu die Filterkomponente an einer beliebigen Oberfläche des dielektrischen Substrates vorgesehen sein. Wenn das Leistungsverstärkerbauteil und die Filterkomponente an derselben Oberfläche montiert sind, ist die Anzahl der Prozesse bzw. Prozessschritte reduziert, so dass das Hochfrequenzmodul kostengünstiger ausgeführt werden kann.
- Um weiterhin den Einfluss von Wärme zu reduzieren, die von dem Leistungsverstärkerbauteil auf die Filterkomponente in dem oben beschriebenen Hochfrequenzmodul abgestrahlt wird, beträgt die thermische Leitfähigkeit der dielektrischen Schichten vorzugsweise 20 W/m.K oder weniger. Zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn ein Abschnitt der dielektrischen Schichten, der um die Ausnehmung zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils herum angeordnet ist, eine dielektrische Schicht aufweist, die eine kleinere Wärmeleitfähigkeit besitzt als die Wärmeleitfähigkeit eines Abschnittes der dielektrischen Schichten, der um die Ausnehmung zum Montieren der Filterkomponente herum angeordnet ist. Ferner ist es bevorzugt, wenn die Ausnehmung zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und die Ausnehmung zum Montieren der Filterkomponente voneinander um eine Entfernung von 0,3 mm oder mehr beabstandet sind, wenn eine Vielzahl der Durchgangslochleiter vorliegen, die zwischen der Ausnehmung zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und der Ausnehmung zum Montieren der Filterkomponente ausgebildet sind, und wenn eine Leiterschicht, die mit dem Leistungsverstärkerbauteil verbunden ist, und eine Leiterschicht, die mit der Filterkomponente verbunden ist, jeweils an einer unterschiedlichen dielektrischer Schicht ausgebildet sind.
- Durch die oben genannten Verbesserungen ist es möglich, ein Hochfrequenzmodul kleiner Größe und hoher Leistungsfähigkeit bereitzustellen, ohne die elektrischen Eigenschaften wie die Hochfrequenzfiltereigenschaften der Filterkomponente und die Hochfrequenzteilungscharakteristika des Hochfrequenzteilers zu verschlechtern.
- Zudem kann die Ausnehmung zum Montieren der Filterkomponente mit einer Abdeckkomponente abgedichtet oder mit einem isolierenden Kunstharz gefüllt werden.
- (2) Bei einem weiteren Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung sind ein Leistungsverstärkerbauteil und eine Filterkomponente an einem Leistungsverstärkerbauteil- Montageabschnitt bzw. einem Filterkomponenten-Montageabschnitt montiert, und zwar an einer ersten Oberfläche eines dielektrischen Substrates, das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten aufweist, die zusammenlaminiert sind, wobei ein erster Durchgangslochleiter, der das dielektrische Substrat hin zu einer zweiten Oberfläche desselben durchdringt, unter dem Leistungsverstärkerbauteil-Montageabschnitt ausgebildet ist, und wobei ein zweiter Durchgangslochleiter, dessen eines Ende an der zweiten Oberfläche frei liegt, zwischen dem Leistungsverstärkerbauteil-Montageabschnitt und dem Filterkomponenten- Montageabschnitt ausgebildet ist. Ein unteres Ende des ersten Durchgangslochleiters und des zweiten Durchgangslochleiters sind jeweils an einem Wärmeableitungsleiter an einer oberen Oberfläche einer externen elektrischen Leiterplatte angebracht, und zwar mittels eines Lötmaterials.
- Bei der oben beschriebenen Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung kann von dem Leistungsverstärkerbauteil abgestrahlte Wärme effizient über den ersten Durchgangslochleiter, der unter dem Leistungsverstärkerbauteil-Montageabschnitt ausgebildet ist, und das Lötmaterial abgeführt werden, und zwar an den Wärmeableitungsleiter an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte. Zusätzlich hierzu wird eine Wärmeausbreitung ausgehend von dem Leistungsverstärkerbauteil hin zu der Filterkomponente, die in dessen Nachbarschaft angeordnet ist, mittels des zweiter. Durchgangslochleiters abgeschirmt. Demzufolge kann die Wärmeausbreitung hin zu dem akustischen Oberflächenwellenfilter signifikant reduziert werden. Im Ergebnis kann ein Hochfrequenzmodul kleiner Größe und hoher Leistungsfähigkeit bereitgestellt werden, ohne die elektrischen Eigenschaften wie die Hochfrequenzfiltereigenschaften der Filterkomponente und die Charakteristika des Hochfrequenzteilers zu verschlechtern. Da zusätzlich hierzu weitere Wärmeabführungselemente wie Wärmeabführungsrippen in einem derartigen Hochfrequenzmodul nicht erforderlich sind, kann eine Miniaturisierung erzielt werden. Demgemäß kann ein kostengünstiges Hochfrequenzmodul, das für elektronische Vorrichtungen und elektronische Bauteile einschließlich von portablen Informationsterminals geeignet ist, bereitgestellt werden.
- Zudem ist im Hinblick auf das Verbessern der Verlässlichkeit bevorzugt, wenn die Ausnehmung zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und/oder die Ausnehmung zum Montieren der Filterkomponente an der ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates ausgebildet sind, das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten aufweist, die zusammenlaminiert sind, und wenn das Leistungsverstärkerbauteil und/oder die Filterkomponente innerhalb der jeweiligen Ausnehmung mittels einer Abdeckkomponente oder eine isolierenden Kunstharzes abgedichtet sind.
- Zusätzlich kann durch Bereitstellen eines dritten Durchgangslochleiters, der das dielektrische Substrat hin zu der zweiten Oberfläche durchdringt, und zwar unterhalb des Filterkomponenten-Montageabschnittes, der an der ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates ausgebildet ist, das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten aufweist, die zusammenlaminiert sind, der Einfluss von Wärme auf die Filterkomponente weiter reduziert werden.
- Ferner ist es durch die folgenden Merkmale möglich, ein noch weiter miniaturisiertes Hochfrequenzmodul höherer Leistungsfähigkeit bereitzustellen, ohne die elektrischen Eigenschaften wie die Hochfrequenzfiltercharakteristika der Filterkomponente und die Charakteristika des Hochfrequenzteilers zu verschlechtern: die thermische Leitfähigkeit der dielektrischen Schichten beträgt 20 W/m.K oder weniger; ein Abschnitt der dielektrischen Schichten, der um den Leistungsverstärkerbauteil- Montageabschnitt herum angeordnet ist, weist eine dielektrische Schicht mit einer thermischen Leitfähigkeit auf, die kleiner ist als die thermische Leitfähigkeit eines Abschnittes der dielektrischen Schichten, der um den Filterkomponenten-Montageabschnitt herum angeordnet ist; der Leistungsverstärkerbauteil- Montageabschnitt und der Filterkomponenten-Montageabschnitt sind voneinander um eine Entfernung von 0,8 mm oder mehr beabstandet; und eine Leiterschicht, die mit der Filterkomponente verbunden ist, und eine Leiterschicht, die mit dem Leistungsverstärkerbauteil verbunden ist, sind auf unterschiedlichen dielektrischen Schichten ausgebildet.
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
- Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Hochfrequenzmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht entlang der Linie A-A' in Fig. 1 und stellt ein Beispiel der Anordnung von Durchgangslochleitern in einem Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
- Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht, die ein weiteres Beispiel der Anordnung von Durchgangslochleitern in einem Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- Fig. 4 ist eine schematische Draufsicht eines weiteren Beispiels der Anordnung von Durchgangslochleitern in einem Hochfrequenzmodul gemäß der Erfindung;
- Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Hochfrequenzmoduls gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Hochfrequenzmodul gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 7 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Hochfrequenzmoduls gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 8 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Hochfrequenzmoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 9 ist eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel der Anordnung von Durchgangslochleitern in einem Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
- Fig. 10 ist eine schematische Draufsicht, die ein weiteres Beispiel der Anordnung von Durchgangslochleitern in einem Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
- Fig. 11 ist eine schematische Draufsicht, die ein weiteres Beispiel der Anordnung von Durchgangslochleitern in einem Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
- Fig. 12 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Hochfrequenzmoduls gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- Fig. 13 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Hochfrequenzmoduls gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung..
- Das Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
- Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Hochfrequenzmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Hochfrequenzmodul 1 an einer externen elektrischen Leiterplatte 7 wie einem Motherboard montiert ist.
- Das Hochfrequenzmodul 1 weist ein dielektrisches Substrat 2 auf, das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten aufweist, die zusammenlaminiert sind. Für die dielektrischen Schichten können bei niedriger Temperatur brennbare Keramiken verwendet werden, wie Aluminiumoxidkeramiken, Mullit-Keramiken und Glas- Keramiken, oder Mischungen aus organischem Kunstharzmaterial und Keramikmaterial. Insbesondere in solchen Fällen, bei denen Cu oder Ag für die Leiter verwendet wird und zur Herstellung ein gemeinsames Brennen ("cofiring") durchgeführt wird, wird vorzugsweise eine bei niedriger Temperatur brennbare Keramik wie eine Glas-Keramik oder eine Mischung aus einem organischen Kunstharzmaterial und Keramikmaterial verwendet. Keramiken, die bei niedriger Temperatur brennbar sind, ("low temperature fireable ceramics") wie Glas-Keramiken, sind für diesen Zweck am bevorzugtesten, und zwar aufgrund ihrer überlegenen thermischen Stabilität.
- Die thermische Leitfähigkeit der dielektrischen Schichten, die das dielektrische Substrat 2 bilden, lässt sich steuern durch die Auswahl der keramischen Materialien und durch Steuern des Mischungsverhältnisses, und beträgt vorzugsweise 20 W/m.K oder weniger, noch bevorzugter 10 W/m.K oder weniger, noch bevorzugter 5 W/m.K oder weniger und am bevorzugtesten 3 W/m.K oder weniger.
- Bei dem in Fig. 1 gezeigten Hochfrequenzmodul 1 sind eine Ausnehmung 2a zum Montieren eines Leistungsverstärkerbauteils 4 und eine Ausnehmung 2b zum Montieren eines akustischen Oberflächenwellenfilters 8 an der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrates 2 ausgebildet, und zwar um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet.
- An der Bodenfläche der Ausnehmung 2a (obgleich es sich bei dieser um die obere Fläche der Ausnehmung in der Zeichnung handelt, wird diese nachstehend als die "Bodenfläche" bezeichnet) zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils ist eine Leiterschicht 2a1 ausgebildet, und eine Elektrode des Leistungsverstärkerbauteils ist elektrisch hiermit verbunden über leitende Höcker ("bumps") 3a. Für die leitenden Höcker 3a kann Gold, Lot, wärmeaushärtende ("thermosetting") Ag-Paste oder dergleichen verwendet werden. Wenn beispielsweise Gold verwendet wird, lässt sich die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode des Leistungsverstärkerbauteils 4 und der Leiterschicht 2a1 durch Ultraschall-Thermokompressionsbonden erzielen. Die Verwendung von Gold ermöglicht, dass der Verbindungswiderstand und die Leiterverluste kleiner sind als in Fällen, bei denen Lot oder aushärtende Ag-Paste verwendet wird.
- Für das Leistungsverstärkerbauteil 4 wird ein Transistor wie ein Gate-Feldeffekttransistor mit PN-Übergang, ein Gate- Feldeffekttransistor mit Schottky-Barriere, ein Heterojunction- Feldeffekttransistor, ein Gate-Heterojunction-Feldeffekttransistor mit PN-Übergang oder dergleichen verwendet.
- Ein so genanntes Hinterfüllungsharz 5 wird zwischen das Leistungsverstärkerbauteil 4 und die Leiterschicht 2a1e ingespritzt, und zwar zum Zwecke des Schützens der Verbindungsbereiche und der Bauteiloberflächen. Für das Hinterfüllungsharz 5 kann ein Harz verwendet werden, das durch das Aufbringen von Wärme aushärtet, wie Epoxyharz, Siliconharz oder dergleichen. Bei dem Hochfrequenzmodul 1 gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die thermische Leitfähigkeit des Hinterfüllungsharzes 5 vorzugsweise 20 W/m.K oder weniger, noch bevorzugter ist es, ein Epoxy-Hinterfüllungsharz zu verwenden, dessen thermische Leitfähigkeit etwa 10 W/m.K oder weniger beträgt. Es ist demzufolge möglich, zu verhindern, dass von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlte Wärme sich zu dem dielektrischen Substrat 2 selbst hin ausbreitet.
- An der unteren Öffnung der Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils ist eine Thermotransfer-Dichtungskomponente 6 angebracht, und zwar direkt an der Bodenfläche des Leistungsverstärkerbauteils 4, oder ist hiermit in Kontakt gebracht durch eine Wärmetransferverbindung wie Wärmesenken- Fett. Die Thermotransfer-Dichtungskomponente bzw. Dichtungskomponente 6 zur Wärmeübertragung ist bereitgestellt, um von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlte Wärme effizient hin zu der externen elektrischen Leiterplatte 7 abzustrahlen und ist insbesondere aus ainem Metall hergestellt, bei dem es sich vorzugsweise um ein Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit handelt, wie Kupfer.
- Diese Thermotransfer-Dichtungskomponente 6 ist an einem Leiter 15 zur Wärmeableitung bzw. thermischen Dissipation angebracht, der auf der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 ausgebildet ist, und zwar über ein Löt- bzw. Hartlötmaterial 13. Demzufolge wird von den Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlte Wärme effizient durch die Thermotransfer-Dichtungskomponente 6 und das Lötmaterial 13 hindurch zu dem Leiter 15 zur Wärmeabfuhr übertragen bzw. ausgebreitet, der sich auf der oberen Fläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 befindet, so dass verhindert wird, dass die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlte Wärme das akustische Oberflächenwellenfilter 8 im Inneren des Moduls erreicht.
- Nebenbei bemerkt, um eine gute Lötbarkeit zwischen der Thermotransfer-Dichtungskomponente 6, die an der Bodenfläche des Leistungsverstärkerbauteils 4 angebracht ist, und dem Leiter 15 zur Wärmeabfuhr an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 und einer (nicht gezeigten) Masseelektrode zu erzielen, ist eine Oberfläche der Thermotransfer- Dichtungskomponente 6 vorzugsweise mit Ni, Si, Lot oder dergleichen plattiert.
- Weiterhin ist an der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenbauteils das akustische Oberflächenwellenfilter 8 montiert und elektrisch verbunden mit einem Elektrodenabschnitt, der eine Leiterschicht 2b1 aufweist, die an der Bodenfläche der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters ausgebildet ist, und zwar über leitende Höcker 3b. Für die leitenden Höcker 3b wird, wie für die leitenden Höcker 3a, Gold, Lot, aushärtende Ag-Paste: oder dergleichen verwendet. Wenn beispielsweise Gold verwendet wird, lässt sich die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode des akustischen Oberflächenwellenfilters 8 und der Leiterschicht 2b1 durch Ultraschall-Thermokompressionsbonden erzielen.
- Für das akustische Oberflächenwellenfilter 8 wird ein Filter vom Resonatortyp, ein gekoppeltes Resonatorfilter vom Leitertyp oder Gittertyp, ein Multi-IDT-Filter ("Inter Digital Transducer-Filter") oder dergleichen verwendet. Wenn es sich bei dem akustischen Oberflächenfilter 8 um ein Resonatorfilter handelt, wird vorzugsweise für das piezoelektrische Substrat ein LiTaO3-Kristall mit um 36 Grad gedrehtem Y-Schnitt ("Ycut") und X-Ausbreitungsrichtung ("X-propagation"), ein LiNbO3- Kristall mit um 64 Grad gedrehtem Y-Schnitt und X-Ausbreitungsrichtung oder ein LiB4O7-Kristall mit um 45 Grad gedrehtem X- Schnitt und Z-Ausbreitungsrichtung verwendet, und zwar aufgrund von deren hohen elektromechanischen Koppelkoeffizienten und geringen thermischen Koeffizienten für die Gruppenverzögerungszeit. Zusätzlich wird zum Anregen, Ausbreiten und zum In- Schwingung-Versetzen von akustischen Oberflächenwellen an der Oberfläche des piezoelektrischen Substrates eine IDT-Elektrode ("Inter Digital Transducer-Elektrode") (nicht gezeigt) an der Oberfläche des piezoelektrischen Substrates vorgesehen, die wenigstens einige kammartige Elektroden aufweist, die so ausgebildet sind, dass sie aneinander angreifen bzw. einander berühren. Die IDT-Elektrode wird gebildet durch Verbinden mehrerer Paare von kammartigen Elektroden in Reihe oder parallel zueinander, um gewünschte Filtercharakteristika zu erzielen. Eine solche IDT-Elektrode kann auf dem piezoelektrischen Substrat in einer gewünschten Konfiguration mit einer gewünschten Größe gebildet werden durch ein Dünnfilm-Herstellungsverfahren wie Dampfabscheidung, Sputtern oder das CVD-Verfahren.
- In dem Hochfrequenzmodul in Fig. 1 ist eine Abdeckkomponente 9 an der unteren Öffnung der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters angebracht,, und zwar beabstandet von der Oberfläche des akustischen Oberflächenwellenfilters 8. Zum Zwecke des mechanischen Schutzes des akustischen Oberflächenwellenfilters 8 und des Unterdrückens von Beschädigungen bzw. Degenerierung der IDT-Elektrode aufgrund von Oxidation ist Luft mit geringer Luftfeuchtigkeit oder dergleichen in dem inneren Raum der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters eingekapselt, wobei es sich bei dem inneren Raum um den Vibrationsraum handelt. Die Abdeckkomponente 9 ist angebracht mittels eines Epoxyharzes, Lötmaterials oder dergleichen, um die Abdichtung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters abzudichten.
- Alternativ hierzu kann im Inneren der Ausnehmung ein inertes Gas wie Stickstoffgas oder Argongas oder ein inertes Gas mit geringerer thermischer Leitfähigkeit als Luft eingekapselt sein, so dass die Beschädigung der IDT-Elektrode aufgrund von Oxidation ebenfalls verhindert werden kann.
- Das für die Abdeckkomponente 9 verwendete Material kann ein Metall sein, wie SUS, Kupfer, Nickelsilber oder dergleichen, oder ein Harz wie Glasepoxyharz. Da die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlte Wärme sich hin zu der externen elektrischen Leiterplatte 7 ausbreitet, und zwar durch die Thermotransfer-Dichtungskomponente 6 hindurch, wird insbesondere ein Glasepoxyharz mit geringer thermischer Leitfähigkeit vorzugsweise für die Abdeckkomponente 9 verwendet, so dass die zu der externen elektrischen Leiterplatte 7 hin ausgebreitete Wärme sich nicht durch die Abdeckkomponente hindurch zu dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 hin ausbreitet.
- Die Abdeckkomponente 9 ist an der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters beabstandet von dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 montiert. Zusätzlich hierzu ist zwischen der Abdeckkomponente 9 und der externen elektrischen Leiterplatte 7 ein Leerraumabschnitt 10 vorgesehen, durch den ferner gewährleistet wird, dass die Wärmeausbreitung von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 hin zu dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 unterdrückt werden kann.
- Obgleich die Öffnung der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters bei der Ausführungsform der Fig. 1 mit der Abdeckkomponente 9 abgedichtet ist, ist es auch möglich, die Öffnung durch Einspritzen eines Harzdichtungsmittels wie Siliconharz, eines Epoxyharz oder dergleichen in die Ausnehmung 2b hinein abzudichten.
- Die Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und die Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters sind vorzugsweise um einen Abstand von 0,3 mm oder mehr voneinander beabstandet, wobei es noch bevorzugter ist, wenn sie voneinander um einen Abstand von 0,5 mm oder mehr beabstandet sind. Dies ermöglicht es, die Wärmeausbreitung von dem Leistungsverstärkerbauteil hin zu dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 durch die dielektrischen Schichten zwischen den Ausnehmungen 2a und 2b hindurch effizient zu reduzieren.
- Zusätzlich hierzu ist zwischen der Ausnehmung 2a zum Montieren des Verstärkerbauteils und der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters ein Durchgangslochleiter 11 ausgebildet, wobei ein Ende des Durchgangslochleiters 11 an der unteren Oberfläche freiliegt. Dieser Durchgangslochleiter 11 ist, ähnlich wie die Thermotransfer- Dichtungskomponente 6, ebenfalls mit dem Leiter 15 zur Wärmeabfuhr an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 verbunden, und zwar durch Lötmaterial 13.
- Akkumulativ zu der Anordnung, bei der der Durchgangslochleiter 11 mit einem Verlängerungsabschnitt der Leiterschicht 2a1 verbunden ist, kann der Durchgangslochleiter 11 auch mit einem Verlängerungsabschnitt einer Leiterschicht (die in Fig. 1 mit 2a2, 2a3 bezeichnet ist) verbunden sein, die in einer dielektrischen Schicht oberhalb der Leiterschicht 2a1 angeordnet und mit der Elektrode des Leistungsverstärkerbauteils 4 verbunden ist.
- Durch die Ausbildung eines derartigen Durchgangslochleiters 11 werden ein Teil der Wärme, die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlt wird und sich zu der Leiterschicht 2a1 an der Bodenfläche der Ausnehmung 2a hin ausbreitet, oder zu den Leiterschichten 2a2 oder 2a3, und ein Teil der Wärme, die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlt wird und sich hin zu den dielektrischen Schichten zwischen den beiden Ausnehmungen 2a und 2b ausbreitet, durch den Durchgangslochleiter 11 absorbiert, so dass sie effizient ausgebreitet bzw. übertragen werden zu dem Leiter 15 zur Wärmeabfuhr, der auf der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 ausgebildet ist, und zwar über das Lötmaterial 13.
- Der zuvor genannte Effekt lässt sich weiter verstärken, indem anstelle von lediglich einem Durchgangslochleiter 11 zwei oder mehr derartiger Durchgangslochleiter 11 zwischen der Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters vorgesehen werden.
- Besondere Beispiele der Anordnung der Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils, der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters und des Durchgangslochleiters 11 sind in den Fig. 2 bis 4 gezeigt. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Hochfrequenzmodul der Fig. 1, und zwar entlang der Linie A-A' der Fig. 1. Die Fig. 3 und 4 sind Draufsichten auf weitere Beispiele jener Anordnung.
- In Fig. 2 sind zwei Durchgangslochleiter 11 etwa im mittleren Bereich zwischen der Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters ausgebildet, und zwar so, dass sie in zweidimensionaler Betrachtungsweise diagonal angeordnet sind. In Fig. 3 ist die Anordnung so, dass eine Vielzahl von Durchgangslochleitern 11 linear angeordnet sind, so dass sie die Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils teilweise umschließen bzw. umranden, und zwar etwa in einem mittleren Bereich zwischen der Ausnehmung 2a und der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters, und zwar in lateraler Juxtaposition bzw. Nebeneinanderanordnung zueinander. Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei der eine Vielzahl von Durchgangslochleitern 11 in so genannter Zickzack-Anordnung etwa in einem mittleren Bereich zwischen der Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters angeordnet ist, und zwar in lateraler Juxtaposition zueinander.
- Um diese Funktion zu erzielen, sind die Durchgangslochleiter 11 vorzugsweise gebildet aus einem Metall mit überlegener thermischer Leitfähigkeit und weisen insbesondere gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung einen Leiter auf, der hauptsächlich aus Metall besteht, das wenigstens ein Material aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cu, CuO, Ag, Ag-Pd, Ag-Pt und Au besteht. Um es für die Wärme, die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlt wird, schwerer zu machen, sich hin zu dem dielektrischen Substrat 2 und weiter zu dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 auszubreiten, ist die thermische Leitfähigkeit des Durchgangslochleiters 11 vorzugsweise mehr als fünf mal so groß wie die thermische Leitfähigkeit des dielektrischen Substrates 2 und beträgt in noch bevorzugterer Ausgestaltung 100 W/m.K oder mehr. Ferner kann der Durchgangslochleiter 11 anorganisches Material wie Metalloxid und Glas enthalten, um das Schrumpfverhalten beim Brennen des dielektrischen Substrates steuern zu können.
- Eine derart hohe thermische Leitfähigkeit des Durchgangslochleiters 11 lässt sich realisieren, beispielsweise mit einer thermischen Leitfähigkeit von 150 W/m.K, indem 85 Massen--% Ag- Pulver, 3 Massen-% Blei-Borsilicatglas und 12 Massen-% SiO2 zusammengemischt werden.
- Obgleich der Durchmesser des Durchgangslochleiters 11 nicht gleichförmig ist, ist es bevorzugt, dass der Durchmesser des engsten Teils des Durchgangslochleiters 11 im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm liegt. Wenn eine Vielzahl der Durchgangslochleiter 11 ausgebildet wird, können die Durchgangslochleiter 11 so angeordnet werden, dass ihre jeweiligen lateralen Flächen in Intervallen von 0,2 bis 7,0 mm voneinander beabstandet sind. Zusätzlich hierzu ist das Querschnittsprofil des Durchgangslochleiters 11 nicht notwendigerweise kreisförmig, sondern kann elliptisch oder schlitzartig (rechteckförmig) sein.
- Bei dem Hochfrequenzmodul 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Ausnehmungen 2a, 2b jeweils mit unterschiedlicher Tiefe ausgebildet, so dass die Leiterschichten 2a1 und 2b1, die an der Bodenfläche der Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils bzw. an der Bodenfläche der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters in dem dielektrischen Substrat 2 ausgebildet sind, jeweils an einer unterschiedlichen dielektrischen Schicht ausgebildet sind. Demzufolge lässt sich die Wärmemenge, die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 zu dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 durch die dielektrischen Schichten und Leiterschichten hindurch abgestrahlt wird, effizienter reduzieren im Vergleich zu Fällen, bei denen die Leiterschichten 2a1 und 2b1 auf derselben dielektrischen Schicht ausgebildet sind. Es ist demzufolge möglich, weiter zu gewährleisten, dass verhindert wird, dass sich die elektrischen Eigenschaften aufgrund des thermischen Einflusses auf das akustische Oberflächenwellenfilter verschlechtern.
- Bei dem Hochfrequenzmodul 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, sind das Leistungsverstärkerbauteil 4 und das akustische Oberflächenwellenfilter 8 mit elektronischen Komponenten 12 verbunden, einschließlich Widerstand, Kondensator, Induktor, Halbleiterbauteil und dergleichen, die auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrates 2 montiert sind, und zwar über eine interne Leiterverdrahtung 16, eine Oberflächenleiterverdrahtung 17 und eine Durchkontaktierung 18. Durch diese Anordnung sind das Leistungsverstärkerbauteil 4 und das akustische Oberflächenwellenfilter 8 dazu ausgelegt, ihre jeweiligen Funktionen zu erfüllen, wodurch eine gewünschte elektronische Schaltung erzielt wird. Ferner kann nach Notwendigkeit ein Hochfrequenzfilter (nicht gezeigt) oder dergleichen mit Kondenstor, Induktor und dergleichen innerhalb des dielektrischen Substrates 2 aufgenommen sein, und zwar durch Verwendung einer Leiterverdrahtung, wodurch die Größe des Hochfrequenzmoduls 1 mit weiter verbesserten Funktionen verkleinert werden kann.
- Zusätzlich hierzu ist es durch Montieren eines metallischen Abschirmgehäuses 14 zum Zwecke des Schützens der elektronischen Komponenten 12 und der auf der Oberfläche des Hochfrequenzmoduls 1 montierten Schaltungen möglich, mechanische Belastungen bzw. Spannungen von außen, atmosphärische Einflüsse und elektromagnetisches Rauschen abzuschirmen oder zu unterdrücken.
- Ferner sind bei diesem Hochfrequenzmodul 1 Elektrodenpads 20 zur Signalübertragung, die in dem Hochfrequenzmodul 1 ausgebildet sind, mit einer Signalverdrahtungsschicht 21 verbunden, die an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 ausgebildet ist, und zwar über das Lötmaterial 13.
- Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels des Hochfrequenzmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung. Während bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform die Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters auf derselben Oberfläche ausgebildet ist wie die Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils, ist die Ausnehmung 2b bei Fig. 5 an der entgegengesetzten Seite ausgebildet, d. h. an der oberen Oberfläche. Das akustische Oberflächenwellenfilter 8 ist mit einer Leiterschicht 2b1 verbunden, die innerhalb der Ausnehmung 2b ausgebildet ist, wie bei Fig. 1. Bei diesem Beispiel ist ein isolierendes organisches Harz 19 in die Ausnehmung 2b eingespritzt, wodurch das akustische Oberflächenwellenfilter 8 innerhalb des Harzes abgedichtet ist.
- Ferner ist bei diesem Beispiel ein Durchgangslochleiter 11 etwa in einem mittleren Bereich zwischen der Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters und der Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils angeordnet, und zwar wie in Fig. 1. Hier ist ein Ende des Durchgangslochleiters 11 an der unteren Oberfläche des Moduls 1 freigelegt und auf einen Leiter 15 zur Wärmeabfuhr gelötet, und zwar über ein Lötmaterial. 13, und das andere Ende des Durchgangslochleiters 11 ist mit einem Verlängerungsabschnitt einer Leiterschicht 2a1 verbunden, wie in Fig. 1. Der Durchgangslochleiter 11 kann mit einem Verlängerungsabschnitt der Leiterschichten 2a2 oder 2a3 verbunden sein, die oberhalb der Schicht 2a1 angeordnet sind.
- Fig. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Hochfrequenzmoduls gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Während bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 5 das dielektrische Substrat 2 einheitlich aus demselben Material gebildet ist, ist bei dem Beispiel der Fig. 6 ein Abschnitt des dielektrischen Substrates, der um die Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils herum angeordnet ist, aus einem dielektrischen Material 2' gebildet, das eine niedrigere thermische Leitfähigkeit besitzt als das Material für den restlichen Abschnitt. Durch dieses Merkmal wirkt das dielektrische Material 2' als ein Wärmeisolator, und hierdurch kann verhindert werden, dass von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlte Wärme um das Bauteil herum abgeführt oder ausgebreitet wird.
- Fig. 7 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Hochfrequenzmoduls gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Bei der Ausführungsform der Fig. 6 sind innerhalb derselben dielektrischen Schichten zwei unterschiedliche dielektrische Materialien getrennt voneinander vorhanden. Bei der Ausführungsform der Fig. 7 ist die Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils an der Seite der unteren Oberfläche des Substrates ausgebildet, und die Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters ist an der Seite der oberen Oberfläche hiervon ausgebildet, wie in Fig. 5, wobei der Abschnitt an der unteren Seite insgesamt aus dem Material 2' mit der niedrigeren thermischen Leitfähigkeit gebildet ist.
- Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Hochfrequenzmoduls gemäß der Erfindung beschrieben. Nachstehend wird als eine bevorzugte Ausführungsform ein Beispiel erörtert, bei dem das dielektrische Substrat eine Glas-Keramikzusammensetzung aufweist.
- Zunächst werden zur Bildung von dielektrischen Lagen, die das dielektrische Substrat 2 bilden, keramische Rohlagen ("green sheets") hergestellt, die aus einer Glas-Keramikzusammensetzung zusammengesetzt sind. Die keramischen Rohlagen für die dielektrischen Schichten werden wie folgt hergestellt: 30 bis 90 Massen-% eines allgemein bekannten Glasmaterials wie Borsilicatglas, Zinkborsilicat-basiertes Glas oder erdalkalisches SiO2-Al2O3-Oxidglas werden mit 10 bis 70 Massen-% eines anorganischen Füllstoffes wie Aluminiumoxid, Quarz, Mullit, MW oder Forsterit gemischt. Anschließend werden der Mischung ein organisches Bindemittel wie Alkylmethacrylat, ein Weichmacher wie DBP (Dibutylphthalat) und ein organisches Lösungsmittel wie Toluol hinzugegeben. Die gesamte Mischung wird in einer Kugelmühle für 4 bis 8 h geknetet, um einen Brei zu erzeugen. Unter Verwendung des Breis wird das Gießen des Bandes durchgeführt, und zwar durch das Rakel-Verfahren bzw. Doktor-Verfahren oder dergleichen, um ein Band ("tape") herzustellen, und das Band wird in Lagen einer gewünschten Größe geschnitten, wodurch keramische Rohlagen hergestellt werden.
- Nachfolgend werden die vorgeschriebenen keramischen Rohlagen mit Durchgangslöchern für die Durchgangslochleiter 11, einem Durchgangsloch für die Durchkontaktierung 18 zum Verbinden der inneren Leiterverdrahtung 16 und der Oberflächenleiterverdrahtung 17, einer Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und einer Ausnehmung 2b zum Montieren des akustischen Oberflächenwellenfilters ausgebildet. Beim Ausführen dieses Prozesses werden die Löcher durch Mikrobohren und/oder Stanzen ausgebildet, und die Ausnehmungen werden gebildet, indem Rohlagen, die ein lichtempfindliches Harz enthalten, einem Belichtungs- und Entwicklungsprozess unterzogen werden. Es ist auch möglich, Durchgangslöcher mit verschiedenen Formen einschließlich einer Kreisform, einer elliptischen Form und länglichen Form durch eine derartige Belichtungs- und. Entwicklungsprozedur auszubilden.
- Zusätzlich hierzu werden die Durchgangslöcher für die Durchgangslochleiter 11 und das Durchgangsloch für die Durchkontaktierung 18 mit einer Cu- oder Ag-basierten leitenden Paste gefüllt. Gleichzeitig werden die Rohlagen jeweils mit Mustern ausgebildet, die als die innere Leiterverdrahtung 16, die Oberflächenleiterverdrahtung 17, die Leiterschicht 2a1 und die Leiterschicht 2b1 dienen, und zwar unter Verwendung einer Cu- oder Ag-basierten leitenden Paste mittels Siebdruck, Tiefdruck oder dergleichen.
- Für die Cu- oder Ag-basierte leitende Paste können zusätzlich zu Pulvern wie Cu-Pulver, CuO-Pulver und Ag-Pulver auch Ag-Legierungspulver wie Ag-Pd-Pulver und Ag-Pt-Pulver verwendet werden. Nach Notwendigkeit werden vorbestimmte Mengen eines Borsilicat-basierten Glases mit niedrigem Schmelzpunkt, SiO2, Al2O3, ein erdalkalisches Metalloxid wie MgO oder CaO und ein Metalloxid wie Bi2O3 sowie ein organisches Bindemittel wie Ethylcellulose und ein organisches Lösungsmittel wie 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol-monoisobutyrat mit dem Metallpulver zusammengemischt und homogen miteinander verknetet, um als das Material verwendet zu werden.
- In Fällen, bei denen nach Notwendigkeit vorbestimmte Mengen eines Borsilicat -basierten Glases mit niedrigem Schmelzpunkt wie Zinkborsilicatglas oder Bleiborsilicatglas, ein anorganisches Material wie ein Metalloxid, z. B. Al2O3, MgO, CaO oder Bi2O3, ein organisches Bindemittel wie Ethylcellulose und ein organisches Lösungsmittel wie 2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentanediol-monoisobutyrat mit dem Metallpulver zusammengemischt und homogen miteinander verknetet werden, um als das Material verwendet zu werden, lässt sich die thermische Leitfähigkeit steuern durch Einstellen des Verhältnisses des Glases mit niedrigem Schmelzpunkt und des Metalloxides zu dem Metallpulver.
- Die auf die oben beschriebene Art und Weise erhaltenen keramischen Rohlagen werden beispielsweise positioniert, indem die Durchkontaktierung 18 als eine Referenz verwendet wird, werden gemäß einer Laminierungsfolge gestapelt und unter Wärme und Druck zusammenlaminiert, wodurch ein ungebrannter mehrschichtiger Körper erzeugt wird.
- Nachfolgend wird dieser ungebrannte mehrschichtige Körper gebrannt, beispielsweise in einer oxidierenden Atmosphäre, so dass er zusammengesintert wird ("sinter-bonded together"). Genauer gesagt lässt sich ein derartig gesintertes Substrat erhalten, indem der mehrschichtige Körper in einer Sauerstoffatmosphäre oder in atmosphärischer Luft bei einer Temperatur von 800 bis 1.000°C gebrannt wird.
- Hiernach werden das Leistungsverstärkerbauteil 4, das akustische Oberflächenwellenfilter 8 und dergleichen an den Ausnehmungen 2a, 2b montiert und dann abgedichtet, indem die Thermotransfer-Dichtungskomponente 6 und/oder die Abdeckkomponente 9 an den Montageabschnitten angebracht werden, und zwar durch Löten oder durch Einspritzen des organischen Harzdichtungsmittels 19.
- Wenn ein derartiges Modul an der externen elektrischen Leiterplatte 7 montiert wird, so wird es an der externen Leiterplatte angebracht durch Löten der Elektrodenpads 20 zur Signalübertragung des Moduls an die externe elektrische Leiterplatte 7, und gleichzeitig durch Löten der Thermotransfer- Dichtungskomponente 6 und der Durchgangslochleiter 11 auf den . Leiter 15 zur Wärmeabfuhr, der auf der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte ausgebildet ist.
- Wenn der Abschnitt um die Ausnehmung 2a zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils herum gebildet wird, indem das wärmeisolierende dielektrische Material 2' verwendet wird, wie es in Fig. 6 gezeigt ist,. kann der Prozess so aussehen, dass ein lichtempfindliches Harz mit dem Material für das dielektrische Substrat 2 gemischt wird, und dass, nachdem eine vorgeschriebene Ausnehmung durch Belichtung und Entwicklung gebildet ist, das wärmeisolierende dielektrische Material 2' in die Ausnehmung eingespritzt bzw. injiziert wird, und dass hiernach die Ausnehmungen 2a, 2b gebildet werden durch Stanzen oder dergleichen, wodurch ein ungebrannter mehrschichtiger Körper hergestellt wird, der anschließend gebrannt wird.
- Alternativ, wenn das Modul gebildet wird unter Verwendung von dielektrischen Materialien mit unterschiedlichen thermischen Leitfähigkeiten zur Bildung des oberen Abschnittes und des unteren Abschnittes des dielektrischen Substrates 2, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, kann der Prozess so aussehen, dass Rohlagen hergestellt werden unter Verwendung von dielektrischen Materialien, die für die jeweiligen Abschnitte geeignet sind, und nachdem diese jeweils verarbeitet sind, werden diese in einen ungebrannten mehrschichtigen Körper zusammenlaminiert und dann gebrannt.
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail auf der Grundlage des folgenden Beispiels und Vergleichsbeispiels beschrieben.
- Ein dielektrisches Glas-Keramikmaterial, das ein Borsilicatglas und Aluminiumoxid aufweist und eine thermische Leitfähigkeit von 3 bis 5 W/m.K besitzt, wurde als das dielektrische Material verwendet. Für die Durchgangslochleiter wurde ein Agbasiertes leitendes Material mit einer thermischen Leitfähigkeit von 150 W/m.K verwendet. Für die Thermotransfer- Dichtungskomponente wurde Kupfer verwendet. Unter Verwendung der obenstehenden Materialien wurde ein Hochfrequenzmodul hergestellt, wie zuvor beschrieben. Dieses Hochfrequenzmodul wurde unter Verwendung eines Cu-Ag-basierten Lötmaterials auf die Oberfläche eines Motherboards montiert, das ein isolierendes Substrat aufweist, das aus einem gewebten Glasfaser-Epoxidharz- Verbundmaterial bestand und einen Leiter zur Wärmeabfuhr und eine Verdrahtungsschicht zur Signalübertragung darauf ausgebildet hatte, und zwar hergestellt aus Kupfer. Tabelle 1
- Die Bedingungen wurden so eingestellt, dass bei einem EIN/AUS-Verhältnis (Tastverhältnis) der Source des Leistungsverstärkerbauteils (PA) von 1/8 ein Ausgang von 33,5 dBm aus einem Eingangssignal von 0 dB erhalten wurde, und die eingeschwungenen Temperaturen im Inneren der Ausnehmung für das Leistungsverstärkerbauteil und der Ausnehmung für das akustische Oberflächenwellenfilter wurden gemessen.
- Zusätzlich wurden durch Verwendung eines Simulationsprogramms zur Wärmeleitungsanalyse Temperaturen an den Ausnehmungen für Fälle berechnet, bei denen die thermische Leitfähigkeit bzw. Wärmeleitfähigkeit von dielektrischen Schichten, die um das Leistungsverstärkerbauteil herum angeordnet sind, sich von jener des anderen Abschnittes unterschied (Probennummern 8, 9).
- Wie es aus den Ergebnissen in Tabelle 1 ersichtlich ist, sind die Temperaturen im Inneren der Ausnehmung für das Leistungsverstärkerbauteil und der Ausnehmung für das akustische Oberflächenwellenfilter in den Fällen der Probennummern 1, 2, bei denen keine Thermotransfer-Dichtungskomponenten oder Durchgangslochleiter vorhanden waren, höher als in Fällen der Probennummern 3, 9, bei denen die Thermotransfer-Dichtungskomponenten und Durchgangslochleiter vorhanden waren.
- Es ist herausgefunden worden, dass die Struktur gemäß der Erfindung, die die Thermotransfer-Dichtungskomponente und Durchgangslochleiter aufweist, ermöglicht, dass Wärme des Leistungsverstärkerbauteils effektiv abgeführt ("dissipated") wird, wodurch der thermische Einfluss auf das akustische Oberflächenwellenfilter reduziert wird.
- Es ist ferner erkannt worden, dass in einer derartigen Struktur diese Wirkung umso bemerkenswerter ist, je höher die Anzahl der Durchgangslochleiter ist und je mehr die thermische Leitfähigkeit des dielektrischen Substrates abnimmt. Ferner wurde im Vergleich zu jenen Fällen, bei denen die Anzahl der Durchgangslochleiter erhöht war, ähnliche Ergebnisse für die Probennummern 8, 9 erhalten, bei denen das dielektrische Substrat unter Verwendung vor, zwei Arten von dielektrischen Materialien gebildet wurde.
- Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht eines Hochfrequenzmoduls gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist das Hochfrequenzmodul 1 an einer externen elektrischen Leiterplatte 7 wie einem Motherboard montiert und damit implementiert.
- Ein dielektrisches Substrat 2 in dem Hochfrequenzmodul 1 weist eine Vielzahl von dielektrischen Schichten auf, die zusammenlaminiert sind, und für dieses Substrat können die gleichen Materialien verwendet werden, wie sie zu der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind.
- Das Gleiche, was in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben worden ist, kann auch auf die thermische Leitfähigkeit der dielektrischen Schichten angewendet werden, die das dielektrische Substrat 2 bilden.
- Bei dem in Fig. 8 gezeigten Hochfrequenzmodul 1 sind ein eine Ausnehmung aufweisender Montageabschnitt 2a für ein Leistungsverstärkerbauteil und ein eine ebene Oberfläche aufweisender Montageabschnitt 2b für ein akustisches Oberflächenwellenfilter in einem vorbestimmten Abstand voneinander an der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrates 2 ausgebildet.
- Eine Leiterplatte 2a1 ist an einer Bodenfläche des Montageabschnittes 2a für das Leistungsverstärkerbauteil ausgebildet, und ein Leistungsverstärkerbauteil 4 ist daran montiert. Das Leistungsverstärkerbauteil 4 ist elektrisch mit einer internen Leiterverdrahtung 16 verbunden, und zwar über eine Drahtbondierung 3a.
- Das Transistorbauteil oder dergleichen, das das Leistungsverstärkerbauteil 4 bildet, ist von derselben Art, wie sie in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben worden ist.
- Ein Hinterfüllungsharz 5 ist über das Leistungsverstärkerbauteil 4 und zwischen das Leistungsverstärkerbauteil 4 und die Leiterschicht 2a1 eingespritzt, und zwar zum Zwecke des Schützens der Verbindungsteile und der Bauteiloberflächen. Das Material für das Hinterfüllungsharz 5 ist das gleiche, wie es in Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden ist, was es ermöglicht, die Ausbreitung von Wärme von dem Leistungsverstärkerbauteil 5 hin zu dem dielektrischen Substrat 2 selbst zu unterdrücken.
- Unter dem Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil sind erste Durchgangslochleiter 6a ausgebildet, die das dielektrische Substrat 2 hin zu dessen unterer Oberfläche durchdringen. Die ersten Durchgangslochleiter 6a sind vorgesehen, um die Wärmeausbreitung hin zu der externen elektrischen Leiterplatte 7 zu erleichtern. Die thermische Leistungsfähigkeit der ersten Durchgangslochleiter 6a ist vorzugsweise fünf mal so groß wie die thermische Leitfähigkeit des dielektrischen Substrates 2, und es ist noch bevorzugter, wenn die ersten Durchgangslochleiter 6a eine thermische Leitfähigkeit von 100 W/m.K oder mehr besitzen. Zusätzlich hierzu beträgt der Durchmesser des schmalsten Teils der ersten Durchgangslochleiter 6a vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm. Ferner sind die Querschnittsprofile jener Durchgangslochleiter 6a nicht notwendigerweise kreisförmig, sondern können eine elliptische oder eine schlitzartige (rechteckfömige) Form besitzen.
- Die ersten Durchgangslochleiter 6a werden auf einen Leiter 15 zur Wärmeabfuhr an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 gelötet, und zwar mittels eines Lötmaterials 13. Durch diese Anordnung wird von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlte Wärme effizient durch die ersten Durchgangslochleiter 6a und das Lötmaterial 13 hindurch zu dem Leiter 15 zur Wärmeabfuhr ausgebreitet bzw. übertragen, der auf der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 ausgebildet ist, und es ist demzufolge möglich zu verhindern, dass das akustische Oberflächenwellenfilter 8 in dem Modul von der Wärme thermisch beeinflusst wird, die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlt wird.
- Ferner ist das akustische Oberflächenwellenfilter 8 an dem Montageabschnitt 2b hierfür montiert, der elektrisch mit dem Elektrodenteil einer Leiterschicht 2b1 verbunden ist, die an der Bodenoberfläche des Montageabschnittes 2b des akustischen Oberflächenwellenfilters ausgebildet ist, und zwar über leitende Höcker 3b. Für die leitenden Höcker 3b kann Gold, Lot, aushärtende bzw. wärmeaushärtende Ag-Paste oder dergleichen verwendet werden.
- Da die Struktur des Filterbauteils, das das akustische Oberflächenwellenfilter 8 bildet, die gleiche ist, wie sie in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben worden ist, wird sie nachstehend nicht weiter erläutert.
- Obgleich der Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter der Ausführungsform der Fig. 8 abgedichtet wird durch das Aufbringen von Hinterfüllungsharz 5, wie Siliconharz oder Epoxyharz, kann das akustische Oberflächenwellenfilter auch an einer Ausnehmung montiert sein und mit dem Hinterfüllungsharz 5 abgedichtet sein.
- Zusätzlich hierzu ist bei der vorliegenden Erfindung bzw. Ausführungsform ein zweiter Durchgangslochleiter 11, der sich von der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrates 2 hin zu dessen Bodenfläche erstreckt, zwischen dem zuvor genannten Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil und dem Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter ausgebildet. Auf die gleiche Weise wie die ersten Durchgangslochleiter 6a ist dieser zweite Durchgangslochleiter 11 an dem Leiter 15 zur Wärmeabfuhr an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 montiert, und zwar über Lötmaterial 13.
- Durch Ausbilden eines derartigen zweiten Durchgangslochleiters 11 können ein Teil der Wärme, die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlt wird und sich von dem Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil zu dem Hinterfüllungsharz 5 hin ausbreitet, und ein Teil der Wärme, die sich zwischen den Montageabschnitten 2a, 2b zu den dielektrischen Schichten 2 hin ausbreitet, mittels des zweiten Durchgangslochleiters 11 absorbiert und effizient auf den Leiter 15 zur Wärmeabfuhr ausgebreitet bzw. übertragen werden, der an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 ausgebildet ist.
- Ferner ist bei der vorliegenden Erfindung bzw. Ausführungsform eine Leiterschicht 2a1 an der Bodenfläche des Montageabschnittes 2a für das Leistungsverstärkerbauteil ausgebildet und erstreckt sich in horizontaler Richtung, und ein Verlängerungsabschnitt hiervon ist mit dem zweiten Durchgangslochleiter 11 verbunden. Durch diese Struktur ist die Leiterschicht 2a1 dazu in der Lage, Umgebungswärme zu absorbieren und die Wärme auf den zweiten Durchgangslochleiter 11 zu übertragen, wodurch es möglich wird, dass die Wärme effizient an den Leiter 15 zur Wärmeabfuhr abgeführt wird, der sich auf der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 befindet.
- Zusätzlich hierzu ist es gemäß der Erfindung bevorzugt, wenn ein dritter Durchgangslochleiter 23 unterhalb des Montageabschnittes 2b für das Filterbauteil angeordnet ist. Dieser dritte Durchgangslochleiter 23 ist ebenfalls so ausgebildet, dass er sich hin zu der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrates 2 erstreckt und an dem Leiter 15 zur Wärmeabfuhr an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 angebracht ist, und zwar über das Lötmaterial 13 auf dieselbe Art und Weise wie die ersten Durchgangslochleiter 6a und der zweite Durchgangslochleiter 11. Durch Bereitstellen dieses dritten Durchgangslochleiters 23 kann ein Temperaturanstieg in dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 selbst unterdrückt werden.
- Der zuvor genannte Effekt kann weiter verstärkt werden, indem anstelle von nur einem Durchgangslochleiter 11 zwei oder mehr derartiger Durchgangslochleiter 11 zwischen dem Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil und dem Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter bereitgestellt werden.
- Besondere Beispiele, bei denen eine Vielzahl derartiger zweiter Durchgangslochleiter 11 vorgesehen sind, sind in den Fig. 9 bis 11 gezeigt. Fig. 9 ist eine Draufsicht, die das Hochfrequenzmodul der Fig. 8 von oben zeigt, wobei das akustische Oberflächenwellenfilter und das Leistungsverstärkerbauteil nicht dargestellt sind. Fig. 10 und 11 sind Draufsichten auf weitere Beispiele.
- Bei dem Beispiel der Fig. 9 sind etwa in einem mittleren Bereich zwischen dem Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil und den Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter zwei zweite Durchgangslochleiter 11 angeordnet, und zwar so, dass sie in zweidimensionaler Betrachtungsweise diagonal angeordnet sind. In Fig. 10 ist eine Vielzahl von zweiten Durchgangslochleitern 11 etwa in einem mittleren Bereich zwischen dem Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil und dem Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter angeordnet, und zwar in einer L- Form, die den Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil teilweise umgibt. Fig. 11 stellt ein Beispiel dar, bei dem eine Vielzahl von zweiten Durchgangslochleitern 11 etwa in einem mittleren Bereich angeordnet ist, und zwar in einer Zickzack-Anordnung, die den Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil teilweise umgibt.
- Es ist bevorzugt, wenn der Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil und der Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter in einem Abstand von 0,8 mm oder mehr voneinander beabstandet sind, besonders bevorzugt 1,0 mm oder mehr. Dies ermöglicht es, die Wärmeausbreitung von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 hin zu dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 durch die dielektrischen Schichten 2 zwischen den Montageabschnitten 2a, 2b hindurch hinreichend zu reduzieren. Nebenbei gesagt bezieht sich der "Abstand zwischen dem Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil und dem Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter" auf den kürzesten Abstand zwischen dem montierten Leistungsverstärkerbauteil und dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8, und zwar in zweidimensionaler Betrachtungsweise bzw. von oben gesehen. Dieser Abstand ist beispielsweise in Fig. 9 durch "L" angegeben.
- Damit die ersten, zweiten und dritten Durchgangslochleiter 6a, 11, 23 gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. Ausführungsform ihre Funktionen erfüllen können, sind sie vorzugsweise aus einem Metall mit überlegener thermischer Leitfähigkeit ausgebildet. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Durchgangslochleiter jeweils einen Leiter aufweisen, der hauptsächlich aus Metall besteht, mit wenigstens einem Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cu, CuO, Ag, Ag-Pd, Ag-Pt und Au besteht. Um es für die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlte Wärme schwieriger zu machen, sich durch das dielektrische Substrat 2 hindurch zu dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 hin auszubreiten, ist vorzugsweise wenigstens die thermische Leitfähigkeit des zweiten Durchgangslochleiters 11 mehr als fünf mal so groß wie die thermische Leitfähigkeit des dielektrischen Substrates 2, und noch bevorzugter 100 W/m.K oder mehr. Zusätzlich hierzu sind diese Durchgangslochleiter 6a, 11, 23 vorzugsweise durch gemeinsames Brennen mit dem dielektrischen Substrat 2 ausgebildet. Zu diesem Zweck können sie anorganische Materialien wie Metalloxid und Glas enthalten, um das Schrumpfverhalten und dergleichen beim Brennen des dielektrischen Substrates steuern zu können.
- Eine derart hohe thermische Leitfähigkeit des Durchgangslochleiters, beispielsweise eine thermische Leitfähigkeit von etwa 130 W/m.K oder mehr, lässt sich beispielsweise realisieren, indem 80 bis 90 Massen-% Ag-Pulver, 1 bis 4 Massen-% Bleiborsilicatglas und 5 bis 15 Massen-% SiO2 zusammengemischt werden.
- Es ist bevorzugt, wenn der Durchmesser des schmalsten Teils von jedem der Durchgangslochleiter 6a, 11 und 23 im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm liegt. Wenn eine Vielzahl von Durchgangslochleitern ausgebildet wird, sind die Durchgangslochleiter so angeordnet, dass die lateralen Flächen der benachbarten Durchgangslochleiter in Intervallen bzw. Abständen von 0,2 bis 1, 0 mm voneinander beabstandet sind, durch welche Maßnahme der Wirkungsgrad der Wärmeleitung, der durch die Vielzahl von Durchgangslochleitern erreicht werden kann, gesteigert werden kann, während verhindert wird, dass in den dielektrischen Schichten zwischen den Durchgangslochleitern Brüche auftreten. Zusätzlich hierzu sind die Querschnittsprofile der Durchgangslochleiter 6a, 11, 23 nicht notwendigerweise kreisförmig, sondern können eine elliptische oder schlitzartige (rechteckförmige) Form besitzen.
- Bei dem Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. Ausführungsform, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, sind der Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil und der Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter jeweils gebildet durch Bereitstellen einer Ausnehmung und dergleichen in unterschiedlicher Tiefe, so dass die Leiterschichten 2a1 und Zbl, die in dem dielektrischen Substrat 2 ausgebildet sind, und zwar angeordnet an der Bodenfläche des Montageabschnittes 2a für das Leistungsverstärkerbauteil bzw. an der Bodenfläche des Montageabschnittes 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter, jeweils auf einer unterschiedlichen dielektrischen Schicht ausgebildet. Demzufolge kann die Wärmemenge, die von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 hin zu dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 durch die dielektrischen Schichten und Leiterschichten hindurch ausgebreitet wird, effizienter reduziert werden im Vergleich zu Fällen, bei denen derartige Leiterschichten 2a1 und 2b1 auf derselben dielektrischen Schicht ausgebildet sind. Demzufolge ist es möglich zu gewährleisten, dass verhindert wird, dass die elektrischen Eigenschaften sich verschlechtern als Ergebnis eines thermischen Einflusses auf das akustische Oberflächenwellenfilter.
- Bei dem Hochfrequenzmodul 1 gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. Ausführungsform sind elektronische Komponenten 12, einschließlich Widerstand, Kondensator, Induktor, Halbleiterbauteil, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrates 2 montiert. Eine innere Leiterverdrahtung 16, eine Oberflächenleiterverdrahtung 17 und eine Durchkontaktierung 18 sind an der Oberfläche oder im Inneren des dielektrischen Substrates 2 ausgebildet, um die elektronischen Komponenten 12 mit dem Leistungsverstärkerbauteil 4 und dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8 elektrisch zu verbinden, wodurch eine gewünschte elektronische Schaltung aufgebaut wird. Wenn nach Notwendigkeit ein Hochfrequenzfilter (nicht gezeigt) oder dergleichen mit Kondensator, Induktor oder dergleichen im Inneren des dielektrischen Substrates 2 auf genommen ist, kann durch Verwenden der Leiterverdrahtung ein größenmäßig weiter verkleinertes Hochfrequenzmodul 1 mit weiter verbesserten Funktionen realisiert werden.
- Zusätzlich hierzu ist es durch Montieren eines metallischen Abschirmgehäuses 14 über dem Modul zum Zwecke des Schützens der elektronischen Komponenten 12 und elektronischen Schaltungen, die an der Oberfläche des Hochfrequenzmoduls 1 montiert sind, möglich, mechanische Spannungen bzw. Belastungen von außen, atmosphärische Einflüsse und elektromagnetisches Rauschen bzw. elektromagnetische Strahlung abzuschirmen oder zu unterdrücken.
- Ferner lässt sich durch Aufnehmen von Komponenten wie einem Varistor und einem Chip-Induktor in den elektronischen Komponenten 12 an der Oberfläche des Hochfrequenzmoduls 1, oder durch Aufnehmen eines Induktors im Inneren des dielektrischen Substrates 2, ein Hochfrequenzmodul 1 realisieren, das gegenüber statischer Elektrizität geschützt ist.
- Bei diesem Hochfrequenzmodul 1 sind Elektrodenpads 20 zur Signalübertragung, die in dem Hochfrequenzmodul ausgebildet sind, mit der Signalverdrahtungsschicht 21 verbunden, die an der oberen Oberfläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 ausgebildet ist, und zwar über das Lötmaterial 13.
- Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Hochfrequenzmoduls gemäß der Erfindung. Während bei der Ausführungsform der Fig. 8 der Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter an der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrates 2 vorgesehen ist, ist bei dieser Ausführungsform der Fig. 12 ein Montageabschnitt 2b für ein akustisches Oberflächenwellenfilter an einer Leiterschicht 2b1 angeordnet, die an der Bodenfläche einer Ausnehmung in einem dielektrischen Substrat 2 ausgebildet ist. Es ist ferner möglich, das akustische Oberflächenwellenfilter 8 mit einer Signalschiene ("signal rail") durch eine Drahtbondierung zu verbinden.
- Bei dem Hochfrequenzmodul der Fig. 12 ist eine Abdeckkomponente 9 an dem Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter in der Form einer Ausnehmung angebracht, und zwar beabstandet von dem akustischen Oberflächenwellenfilter 8. Zum Zwecke des mechanischen Schützens des akustischen Oberflächenwellenfilters 8 und zum Unterdrücken von Beschädigungen der IDT-Elektrode aufgrund von Oxidierung ist Luft mit geringer Luftfeuchtigkeit oder dergleichen im Inneren des Innenraumes des Montageabschnittes 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter eingekapselt, wobei es sich bei dem inneren Raum um den Vibrationsraum handelt. Die Abdeckkomponente 9 ist eine Komponente zum luftdichten Abdichten des akustischen Oberflächenwellenfilters 8 und ist an dem dielektrischen Substrat 2 mittels eines Epoxyharzes, Lötmaterial oder dergleichen angebracht. Nebenbei gesagt kann anstelle der Luft ein inertes Gas wie Stickstoffgas oder Argongas oder ein inertes Gas mit geringerer thermischer Leitfähigkeit als Luft eingekapselt werden, wodurch die Beschädigung der IDT-Elektrode aufgrund von Oxidierung gleichfalls verhindert werden kann.
- Das für die Abdeckkomponente 9 verwendete Material kann ein Metall sein wie SUS, Kupfer, Nickelsilber oder dergleichen, oder ein Harz wie Glasepoxyharz oder dergleichen.
- Ferner ist bei der Ausführungsform der Fig. 12 ein Durchgangslochleiter 11 etwa in einem mittleren Bereich zwischen dem Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil und dem Montageabschnitt 2b für das akustische Oberflächenwellenfilter angeordnet, und zwar wie in Fig. 8. Hierbei ist ein Ende des Durchgangslochleiters 11 an der unteren Oberfläche des Moduls 1 freigelegt und auf einem Leiter 15 zur Wärmeabfuhr gelötet, und zwar über ein Lötmaterial 13, wohingegen das andere Ende des Durchgangslochleiters 11 mit einem Verlängerungsabschnitt einer Leiterschicht 2a1 verbunden ist. Dieses Ende kann sich weiter nach oben erstrecken.
- Fig. 13 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Hochfrequenzmoduls gemäß der Erfindung. Während das dielektrische Substrat 2 bei den Ausführungsformen der Fig. 8 und 12 einheitlich aus dem gleichen Material ausgebildet ist, ist bei der Ausführungsform der Fig. 13 ein Abschnitt, der um den Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil herum angeordnet ist, aus einem dielektrischen Material 2' gebildet, das eine niedrigere thermische Leitfähigkeit hat als der andere bzw. restliche Abschnitt des dielektrischen Substrates 2. Durch dieses Merkmal funktioniert das dielektrische Material 2' als ein Wärmeisolator, und hierdurch kann verhindert werden, dass von dem Leistungsverstärkerbauteil 4 abgestrahlte Wärme um das Bauteil herum abgestrahlt bzw. abgeführt oder ausgebreitet wird.
- Das oben genannte Hochfrequenzmodul gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich durch den nachstehend beschriebenen Prozess herstellen. Ein Beispiel, bei dem das dielektrische Substrat aus einer bei niedriger Temperatur gemeinsam brennbarer Zusammensetzung ("low-temperature fireable composition") aufgebaut ist, wie eine Glas-Keramikzusammensetzung, ist nachstehend als eine bevorzugte Ausführungsform erläutert.
- Zunächst werden zur Bildung von dielektrischen Schichten, die das dielektrische Substrat 2 bilden, keramische Rohlagen, die aus einer Glas-Keramikzusammensetzung zusammengesetzt sind, wie folgt hergestellt: 30 bis 90 Massen-% eines Glases wie Borsilicatglas, Zinkborsilicat-basiertes Glas oder erdalkalisches SiO2-Al2O3-Oxidglas werden mit 10 bis 70 Massen-% eines anorganischen Füllmittels wie Aluminiumoxid, Quarz, Mullit, AlN oder Forsterit gemischt. Dann werden ein organisches Bindemittel wie Alkylmethacrylat, ein Weichmacher wie DBP (Dibutylphthalat) und ein organisches Lösungsmittel wie Toluol der Mischung hinzugegeben. Die gesamte Mischung wird in einer Kugelmühle für 4 bis 8 h zusammengeknetet, um einen Brei zu erzeugen. Unter Verwendung des Breis wird durch das Rakel- bzw. Doktor-Verfahren oder dergleichen ein Bandgießen bzw. eine Bandherstellung zur Erzeugung eines Bandes durchgeführt, und das Band wird in Lagen einer gewünschten Größe geschnitten, wodurch keramische Rohlagen hergestellt werden.
- Hiernach werden die keramischen Rohlagen mit den Durchgangslochleitern ausgebildet, einschließlich den Durchgangslochleitern 11 und der Durchkontaktierung 18 zum Verbinden der inneren Leiterverdrahtung 16 mit der Oberflächenleiterverdrahtung 17, mit Ausnehmungen zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils und des akustischen Oberflächenwellenfilters und mit Durchgangslöchern für die Durchgangslochleiter. Beim Ausführen dieses Prozesses werden Ausnehmungen und Durchgangslöcher mit verschiedenen Formen wie kreisförmige, elliptische und längliche Formen gebildet durch Mikrobohren und/oder Stanzen, und zusätzlich werden Rohlagen, die ein lichtempfindliches Harz beinhalten, einem Belichtungs- und Entwicklungsprozess ausgesetzt.
- Die Durchgangslöcher für die Durchgangslochleiter 11 und das Durchgangsloch für die Durchkontaktierung 18 werden mit einer Cu- oder Ag-basierten leitenden Paste gefüllt, und gleichzeitig werden die Rohlagen jeweils mit Mustern ausgebildet, die als die innere Leiterverdrahtung, die Oberflächenleiterverdrahtung 17, die Leiterschicht 2a1 und die Leiterschicht 2b1 dienen, und zwar unter Verwendung einer Cu- oder Ag-basierten Paste durch Siebdruck oder Tiefdruck.
- Für die Cu- oder Ag-basierte Paste können zusätzlich zu Pulvern wie Cu-Pulver, CuO-Pulver und Ag-Pulver auch Ag-Legierungspulver wie Ag-Pd-Pulver und Ag-Pt-Pulver verwendet werden. Nach Notwendigkeit werden vorbestimmte Mengen eines Borsilicatbasierten Glases mit niedrigem Schmelzpunkt ("loW/meltingpoint"), SiO2, Al2O3, ein erdalkalisches Metalloxid wie MgO oder CaO, ein Metalloxid wie Bi2O3 mit dem metallischen Pulver gemischt, und weiter wird hiermit ein organisches Bindemittel wie Ethylcellulose und ein organisches Lösungsmittel wie 2,2,4- Trimethyl-1,3-pentanediol-monoisobutyrat gemischt und gleichförmig miteinander verknetet, um als das Material verwendet zu werden.
- Wenn nach Notwendigkeit vorbestimmte Mengen eines Borsilicat-basierten Glases mit niedrigem Schmelzpunkt wie Zinkborsilicat-Glas oder Bleiborosilicat-Glas, anorganische Materialien wie Metalloxid, beispielsweise Al2O3, MgO, CaO oder Bi2O3, ein organisches Bindemittel wie Ethylcellulose und ein organisches Lösungsmittel wie 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol-monoisobutyrat mit dem metallischen Pulver zusammengemischt und zusammen verknetet werden, um als das Material verwendet zu werden, lässt sich die thermische Leitfähigkeit durch das Verhältnis von Glas mit niedrigem Schmelzpunkt und Metalloxid zu dem Metallpulver steuern bzw. einstellen.
- Die auf die oben beschriebene Art und Weise erhaltenen keramischen Rohlagen werden positioniert, beispielsweise unter Verwendung der Durchkontaktierung 18 als Referenz, übereinander in einer Laminierungsfolge gestapelt und unter Wärme und Druck zusammenlaminiert, so dass ein ungebrannter mehrschichtiger Körper erzeugt wird.
- Hiernach wird dieser ungebrannte mehrschichtige Körper gebrannt, beispielsweise in einer oxidierenden Atmosphäre, so dass er zusammengesintert wird. Insbesondere lässt sich ein derartiges gesintertes Substrat erhalten durch Brennen des mehrschichtigen Körpers in einer oxidierenden Atmosphäre oder in atmosphärischer Luft bei einer Temperatur von 800 bis 1.000°C.
- Hiernach werden das Leistungsverstärkerbauteil 4, das akustische Oberflächenwellenfilter 8 oder dergleichen an den Montageabschnitten 2a, 2b montiert und dann abgedichtet durch Anbringen der Abdeckkomponente 9 an die Montageabschnitte, und zwar durch Löten oder durch Einspritzen des organischen Harzdichtungsmittels 19.
- Wenn ein derartiges Modul an der externen elektrischen Leiterplatte 7 montiert wird, so wird es daran angebracht durch Anlöten der Elektrodenpads 20 zur Signalübertragung in dem Modul und gleichzeitig durch Löten der ersten Durchgangslochleiter 6a, des zweiten Durchgangslochleiters 11 und des dritten Durchgangslochleiters 23 auf den Leiter 15 zur Wärmeableitung, der auf der oberen Fläche der externen elektrischen Leiterplatte 7 ausgebildet ist.
- Wenn der Abschnitt, der um den Montageabschnitt 2a für das Leistungsverstärkerbauteil herum angeordnet ist, gebildet wird, indem das wärmeisolierende dielektrische Material 2' verwendet wird, wie in Fig. 13 gezeigt, kann der Prozess derart erfolgen, dass ein lichtempfindliches Harz mit einem gewöhnlichen Material für das dielektrische Substrat gemischt wird, und nachdem eine vorgeschriebene Ausnehmung durch Belichtung und Entwicklung gebildet ist, wird das wärmeisolierende dielektrische Material 2' in die Ausnehmung eingespritzt, und ferner wird ein Stanzvorgang oder dergleichen durchgeführt, um die Ausnehmung zu bilden, wodurch ein ungebrannter mehrschichtiger Körper hergestellt wird, der dann gebrannt wird.
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail auf der Grundlage des nachstehenden Beispiels und eines Vergleichsbeispiels beschrieben.
- Ein Glas-Keramik-basiertes dielektrisches Material mit Borsilicatglas und Aluminiumoxid und einer thermischen Leitfähigkeit von 3 bis 5 W/m.K wurde als das dielektrische Material verwendet. Für die Durchgangslochleiter wurde ein Agbasiertes leitendes Material mit einer thermischen Leitfähigkeit von 150 W/m.K verwendet. Ein Hochfrequenzmodul wurde hergestellt, wie zuvor beschrieben. Dieses Hochfrequenzmodul wurde unter Verwendung eines Ca-Ag-basierten Lötmaterials auf der Oberfläche eines Motherboards montiert, das ein isolierendes Substrat aufwies, das aus einem Glasfaser-Epoxyharz-Verbundmaterial aufgebaut war und an dem ein Leiter zur Wärmeabfuhr und eine Signalverdrahtungsschicht aus Kupfer ausgebildet waren.
- Die Bedingungen wurden so eingestellt, dass bei einem EIN/AUS-Verhältnis (Tastverhältnis) für die Source des Leistungsverstärkerbauteils (PA) von 1/8 ein Ausgang von 33,5 dBm aus einem Eingangssignal von 0 dB erhalten wurde, und die eingeschwungenen Temperaturen im Inneren des Montageabschnittes für das Leistungsverstärkerbauteil und des Montageabschnittes für das akustische Oberflächenwellenfilter wurden gemessen.
- Zusätzlich wurden durch Verwendung eines Simulationsprogramms für die Wärmeleitungsanalyse Temperaturen an den Ausnehmungen für einen Fall berechnet, bei dem die thermische Leitfähigkeit der dielektrischen Schichten, die um das Leistungsverstärkerbauteil herum angeordnet waren, sich von jener des anderen bzw. verbleibenden Abschnittes unterschied (Probennummer 9). Tabelle 2
- Wie es aus den Ergebnissen in Tabelle 2 ersichtlich ist, kann bei den Proben (Nummern 3 bis 9) mit der Struktur der vorliegenden Erfindung, bei der der erste Durchgangslochleiter und der zweite Leiter vorgesehen sind, von dem Leistungsverstärkerbauteil abgestrahlte Wärme effektiv abgeführt werden, und der thermische Einfluss auf das akustische Oberflächenwellenfilter lässt sich reduzieren.
- Es versteht sich, dass diese Wirkung bei der Struktur der vorliegenden Erfindung umso bemerkenswerter ist, je größer die Anzahl der zweiten Durchgangslochleiter ist und je kleiner die thermische Leitfähigkeit des dielektrischen Substrates ist.
- Ferner ist herausgefunden worden, dass sich in jenem Fall, bei dem das dielektrische Substrat unter Verwendung von zwei Arten von dielektrischen Materialien gebildet wurde, ähnliche Ergebnisse erzielen ließen.
- Die vorstehenden Ausführungsformen sind lediglich illustrativ für einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und sollten nicht schutzbegrenzend für die Erfindung ausgelegt werden. Es versteht sich jedoch, dass daran verschiedene Modifikationen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Claims (21)
1. Hochfrequenzmodul (1), das aufweist:
ein dielektrisches Substrat (2), das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten aufweist, die zusammenlaminiert sind;
ein Leistungsverstärkerbauteil (4), das an einer Ausnehmung (2a) zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils (4) montiert ist, die an einer ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist;
eine Filterkomponente (8), die an einer Ausnehmung (2b) zum Montieren der Filterkomponente (8) montiert ist, die an der ersten Oberfläche oder einer zweiten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist;
eine Leiterschicht (2a1), die an einer dielektrischen Schicht in dem dielektrischen Substrat (2) ausgebildet und elektrisch mit dem Leistungsverstärkerbauteil (4) verbunden ist;
eine Thermotransfer-Dichtungskomponente (6), die in Kontakt mit dem Leistungsverstärkerbauteil (4) angebracht ist; und
einen Durchgangslochleiter (11), dessen eines Ende an der ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) freiliegt und der zwischen der Ausnehmung (2a) zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils (4) und der Ausnehmung (2b) zum Montieren der Filterkomponente (8) vorgesehen ist, wobei die Thermotransfer-Dichtungskomponente (6) und der Durchgangslochleiter (11) mit einem Leiter (15) zur Wärmeabfuhr verbunden sind, der an einer oberen Oberfläche einer externen elektrischen Leiterplatte (7) vorgesehen ist, und zwar über ein Lötmaterial (13).
ein dielektrisches Substrat (2), das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten aufweist, die zusammenlaminiert sind;
ein Leistungsverstärkerbauteil (4), das an einer Ausnehmung (2a) zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils (4) montiert ist, die an einer ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist;
eine Filterkomponente (8), die an einer Ausnehmung (2b) zum Montieren der Filterkomponente (8) montiert ist, die an der ersten Oberfläche oder einer zweiten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist;
eine Leiterschicht (2a1), die an einer dielektrischen Schicht in dem dielektrischen Substrat (2) ausgebildet und elektrisch mit dem Leistungsverstärkerbauteil (4) verbunden ist;
eine Thermotransfer-Dichtungskomponente (6), die in Kontakt mit dem Leistungsverstärkerbauteil (4) angebracht ist; und
einen Durchgangslochleiter (11), dessen eines Ende an der ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) freiliegt und der zwischen der Ausnehmung (2a) zum Montieren des Leistungsverstärkerbauteils (4) und der Ausnehmung (2b) zum Montieren der Filterkomponente (8) vorgesehen ist, wobei die Thermotransfer-Dichtungskomponente (6) und der Durchgangslochleiter (11) mit einem Leiter (15) zur Wärmeabfuhr verbunden sind, der an einer oberen Oberfläche einer externen elektrischen Leiterplatte (7) vorgesehen ist, und zwar über ein Lötmaterial (13).
2. Hochfrequenzmodul nach Anspruch 1, wobei die Leiterschicht
(2a1) an einer Bodenfläche der Ausnehmung (2a) zum
Montieren des Leistungsverstärkerbauteils (4) ausgebildet ist.
3. Hochfrequenzmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
thermische Leitfähigkeit der dielektrischen Schichten 20 W/m.K
oder weniger beträgt.
4. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
ein Abschnitt (2') der dielektrischen Schichten, der um
die Ausnehmung (2a) zum Montieren des
Leistungsverstärkerbauteils (4) herum angeordnet ist, eine dielektrische
Schicht mit einer thermischen Leitfähigkeit aufweist, die
kleiner ist als die thermische Leitfähigkeit eines
Abschnittes der dielektrischen Schichten, der um die
Ausnehmung (2b) zum Montieren der Filterkomponente (8) herum
angeordnet ist.
5. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
die Ausnehmung (2a) zum Montieren des
Leistungsverstärkerbauteils (4) und die Ausnehmung (2b) zum Montieren der
Filterkomponente (8) voneinander um einen Abstand von
0,3 mm oder mehr beabstandet sind.
6. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
die thermische Leitfähigkeit des Durchgangslochleiters
(11) 100 W/m.K oder mehr beträgt.
7. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
eine Vielzahl von Durchgangslochleitern (11) zwischen der
Ausnehmung (2a) zum Montieren des
Leistungsverstärkerbauteils (4) und der Ausnehmung (2b) zum Montieren der
Filterkomponente (8) ausgebildet sind.
8. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner
mit einer zweiten Leiterschicht (2b1), die an einer
dielektrischen Schicht in dem dielektrischen Substrat
ausgebildet und elektrisch mit der Filterkomponente (8)
verbunden ist, wobei die zweite Leiterschicht (2b1) und die
Leiterschicht (2a1), die elektrisch mit dem
Leistungsverstärkerbauteil (4) verbunden ist, jeweils auf einer
unterschiedlichen dielektrischen Schicht ausgebildet sind.
9. Hochfrequenzmodul nach Anspruch 8, wobei die zweite
Leiterschicht (2b1) an einer Bodenfläche der Ausnehmung (2b)
zum Montieren der Filterkomponente (8) ausgebildet ist.
10. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei
die Ausnehmung (2b) zum Montieren der Filterkomponente (8)
mit einer Abdeckkomponente (9) abgedichtet ist.
11. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei
die Ausnehmung (2b) zum Montieren der Filterkomponente (8)
mit einem isolierenden Harz (19) gefüllt ist.
12. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei
die Filterkomponente (8) eine Komponente aus der Gruppe
ist, die aus einem SAW-Filter (akustisches
Oberflächenwellenfilter), einem akustischen
Filmvolumenwellenresonator (FBAR, "film bulk acoustic resonator") und einem
akustischen Volumenwellenfilter (BAW-Filter, "bulk acoustic
wave") besteht.
13. Hochfrequenzmodul (1), das aufweist:
ein dielektrisches Substrat (2), das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten aufweist, die zusammenlaminiert sind;
ein Leistungsverstärkerbauteil (4), das an einem Montageabschnitt (2a) für das Leistungsverstärkerbauteil (4) montiert ist, der an einer ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist;
eine Filterkomponente (8), die an einem Montageabschnitt (2b) für die Filterkomponente (8) montiert ist, der an der ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist;
einen ersten Durchgangslochleiter (6a), der unter dem Montageabschnitt (2a) für das Leistungsverstärkerbauteil (4) ausgebildet ist und das dielektrische Substrat (2) zu einer zweiten Oberfläche hiervon durchdringt; und
einen zweiten Durchgangslochleiter (11), dessen eines Ende an der zweiten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) freiliegt und der zwischen dem Montageabschnitt (2a) für das Leistungsverstärkerbauteil (4) und dem Montageabschnitt (2b) für die Filterkomponente (8) vorgesehen ist;
wobei der erste Durchgangslochleiter (6a) und der zweite Durchgangslochleiter (11) mit einem Leiter (15) zur Wärmeabfuhr an einer oberem Oberfläche einer externen elektrischen Leiterplatte (7) über ein Lötmaterial (13) verbunden sind.
ein dielektrisches Substrat (2), das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten aufweist, die zusammenlaminiert sind;
ein Leistungsverstärkerbauteil (4), das an einem Montageabschnitt (2a) für das Leistungsverstärkerbauteil (4) montiert ist, der an einer ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist;
eine Filterkomponente (8), die an einem Montageabschnitt (2b) für die Filterkomponente (8) montiert ist, der an der ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet ist;
einen ersten Durchgangslochleiter (6a), der unter dem Montageabschnitt (2a) für das Leistungsverstärkerbauteil (4) ausgebildet ist und das dielektrische Substrat (2) zu einer zweiten Oberfläche hiervon durchdringt; und
einen zweiten Durchgangslochleiter (11), dessen eines Ende an der zweiten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) freiliegt und der zwischen dem Montageabschnitt (2a) für das Leistungsverstärkerbauteil (4) und dem Montageabschnitt (2b) für die Filterkomponente (8) vorgesehen ist;
wobei der erste Durchgangslochleiter (6a) und der zweite Durchgangslochleiter (11) mit einem Leiter (15) zur Wärmeabfuhr an einer oberem Oberfläche einer externen elektrischen Leiterplatte (7) über ein Lötmaterial (13) verbunden sind.
14. Hochfrequenzmodul nach Anspruch 13, wobei eine Ausnehmung
(2a) zum Montieren das Leistungsverstärkerbauteils (4) an
der ersten Oberfläche des dielektrischen Substrates (2)
ausgebildet und das Leistungsverstärkerbauteil (4)
innerhalb der Ausnehmung (2a) montiert ist, wobei das
Leistungsverstärkerbauteil (4) mit einem isolierenden Harz (5)
abgedichtet ist.
15. Hochfrequenzmodul nach Anspruch 13, wobei eine Ausnehmung
(2b) zum Montieren der Filterkomponente (8) an der ersten
Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) ausgebildet
und die Filterkomponente (8) innerhalb der Ausnehmung (2b)
montiert ist, wobei die Filterkomponente (8) mit einer
Abdeckkomponente (9) abgedeckt ist.
16. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
wobei ein dritter Durchgangslochleiter (23), der das
dielektrische Substrat bis zu dessen zweiter Oberfläche hin
durchdringt, unter dem Montageabschnitt (2b) für die
Filterkomponente (8) vorgesehen ist, der an der ersten
Oberfläche des dielektrischen Substrates (2) vorgesehen ist.
17. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
wobei die thermische Leitfähigkeit der dielektrischen
Schichten 20 W/m.K oder weniger beträgt.
18. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 13 bis 17,
wobei ein Abschnitt (2') der dielektrischen Schichten, der
um den Montageabschnitt (2a) für das
Leistungsverstärkerbauteil (4) herum angeordnet ist, eine dielektrische
Schicht mit einer thermischen Leitfähigkeit aufweist, die
kleiner ist als die thermische Leitfähigkeit eines
Abschnittes der dielektrischen Schichten, der um den
Montageabschnitt (2b) für die Filterkomponente (8) herum
angeordnet ist.
19. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 13 bis 18,
wobei der Montageabschnitt (2a) für das
Leistungsverstärkerbauteil (4) und der Montageabschnitt (2b) für die
Filterkomponente (8) voneinander um einen Abstand von 0,8 mm
oder mehr beabstandet sind.
20. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 13 bis 19,
wobei eine Leiterschicht (2b1), die elektrisch mit der
Filterkomponente (8) verbunden ist, an einer
dielektrischen Schicht unter dem Montageabschnitt (2b) für die
Filterkomponente (8) ausgebildet ist, wobei die dielektrische
Schicht sich von einer dielektrischen Schicht
unterscheidet, die unter dem Montageabschnitt (2a) für das
Leistungsverstärkerbauteil (4) angeordnet ist und an der eine
Leiterschicht (2a1) ausgebildet ist, die elektrisch mit
dem Leistungsverstärkerbauteil (4) verbunden ist.
21. Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 13 bis 20,
wobei die Filterkomponente (8) eine Komponente aus der
Gruppe ist, die aus einem SAW-Filter (akustisches
Oberflächenwellenfilter), einem akustischen
Filmvolumenwellenresonator (FBAR, "film bulk acoustic resonator") und einem
akustischen Volumenwellenfilter (BAW-Filter, "bulk
acoustic wave filter") besteht.
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