JP2000174204A - Rf回路モジュール - Google Patents
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Abstract
の半導体デバイスを容易に電気的にシールドできるとと
もに気密封止でき、小形化、高性能化したRF回路モジ
ュールを得る。 【解決手段】 金属カバー12が、第2のRF半導体デ
バイス29が上面に実装された第2の誘電体基板2を覆
い、キャビティ4内で第1のRF半導体デバイス19が
実装された第1の誘電体基板1と接続され、第2のRF
半導体デバイスを電気的にシールドするとともに第1お
よび第2のRF半導体デバイスを気密封止する。金属カ
バーは板状、第1の誘電体基板は高温焼成基板、第2の
誘電体基板は低温焼成基板、誘電体基板間の接続は半田
バンプ、異方性導電性シートでもよい。キャビティに金
属ベース11が露出し、第1の誘電体基板に送信系回路
を、第2の誘電体基板に受信系回路を実装してもよい。
気密封止不要な高周波回路デバイスを金属カバーの外部
に配置してもよい。
Description
ール、主にVHF帯、UHF帯、マイクロ波帯、および
ミリ波帯で用いられるRF回路モジュールに関するもの
である。
特開平8−148800号公報に示されたものが知られ
ている。図11は特開平8−148800号公報に示さ
れている従来のRF回路モジュールを示す断面図であ
る。図11において、31は多層の第1の誘電体基板、
32は多層の第2の誘電体基板、33は接続部材である
ビアホール、34は第1のRF半導体デバイスである高
周波回路素子、35は第2のRF半導体デバイスである
表面実装用部品、36はDC線路、37はグランド導体
であるグランドパターン、38は第1の誘電体基板のD
C線路と第2の誘電体基板のDC線路を接続するために
第1の誘電体基板に設けられた接続部、39はキャビテ
ィである。キャビティ39には高周波回路素子34が搭
載されるとともに、第2の誘電体基板32がキャビティ
39上面に配置され、第2の誘電体基板32の裏面のグ
ランドパターン37とキャビティ39の周囲のビアホー
ル33とが接続されている。また、第2の誘電体基板3
2には表面実装用部品35が搭載されている。第1の誘
電体基板31のDC線路31aと第2の誘電体基板32
のDC線路32aとは接続部38において、それぞれの
DC線路を重ね合わせることにより接続されている。
は、第2の誘電体基板32の裏面のグランドパターン3
7とキャビティ周囲のビアホール33を接続することに
より、キャビティ39を電気的にシールドするとともに
気密封止することができる。また、第2の誘電体基板3
2に表面実装用部品35を搭載することができるため、
回路の実装密度を高めることができるという特長を有す
る。
RF回路モジュールは以上のように構成されているた
め、キャビティ39内に搭載された高周波回路素子34
については気密封止することができるものの、第2の誘
電体基板32上の回路については気密封止できないた
め、第2の誘電体基板32には表面実装用部品35を搭
載して個別に封止するしかなかった。また、第1の誘電
体基板31のDC線路31aと第2の誘電体基板32の
DC線路32aを接続するために接続部38を設ける必
要があり、回路が大きくなるとともに製造コストが高く
なるという問題があった。
めになされたもので、第1の誘電体基板および第2の誘
電体基板上のRF半導体デバイスである高周波回路素子
を容易に電気的にシールドできるとともに気密封止で
き、小形化、高性能化を実現するRF回路モジュールを
得ることを目的とする。
モジュールは、ウォールに囲繞されたキャビティが上層
に形成された多層の第1の誘電体基板と、キャビティ内
で第1の誘電体基板に実装された第1のRF半導体デバ
イスと、ウオールの上面で第1の誘電体基板と接続さ
れ、裏面にグランド導体を有する少なくとも1層以上の
第2の誘電体基板と、第2の誘電体基板の上面に実装さ
れた第2のRF半導体デバイスと、第2の誘電体基板お
よび第2のRF半導体デバイスを覆い、ウオールで第1
の誘電体基板と接続され、第2のRF半導体デバイスを
電気的にシールドするとともに前記第1および第2のR
F半導体デバイスを気密封止する金属カバーとを備えた
ものである。
は、第1の誘電体基板が、第2の誘電体基板を囲繞する
誘電体を備え、金属カバーが板状であることを特徴とす
るものである。
は、第1の誘電体基板が高温焼成基板であり、第2の誘
電体基板が低温焼成基板であることを特徴とするもので
ある。
は、第1の誘電体基板と第2の誘電体基板とが半田バン
プにより接続されていることを特徴とするものである。
は、第1の誘電体基板と第2の誘電体基板とが異方性導
電性シートにより接続されていることを特徴とするもの
である。
は、金属カバーの外側であって、第1の誘電体基板上に
実装された、気密封止する必要のない高周波回路デバイ
スを備えたことを特徴とするものである。
は、第1の誘電体基板が、高周波回路デバイスを実装す
る段付き部を備えたことを特徴とするものである。
は、第1の誘電体基板が、金属ベースを備え、キャビテ
ィの底面に金属ベースが露出していることを特徴とする
ものである。
は、第1の誘電体基板に送信系回路を、第2の誘電体基
板に受信系回路をそれぞれ実装していることを特徴とす
るものである。
の実施の形態であるRF回路モジュール100の構成を
示す組立図であり、図2はRF回路モジュール100を
示す断面図である。
誘電体からなる第1の誘電体基板1は、導電体である平
板状の金属ベース11上に形成されている。第1の誘電
体基板1内には、金属ベース11の上に積層された部分
を残して、中層から上層にかけての誘電体を部分的に除
去することにより、くぼみであるキャビティ4が形成さ
れている。このキャビティ4の周囲にはキャビティ4を
囲繞するように第1の誘電体基板1による壁であるウオ
ール3が形成される。
板1上に第1のRF半導体デバイス19が実装され、キ
ャビティ4内の第1の誘電体基板1上に設けられたDC
線路17と第1のRF半導体デバイス19とはワイヤ1
0により電気的に接続されている。ウォール3の上面に
は、グランド導体5を裏面である底部に設けた多層の第
2の誘電体基板2が積層されている。第2の誘電体基板
上にはDC線路27が配設され、第1の誘電体基板1の
DC線路17と、接続材であるビアホール8を介して電
気的に接続されている。第2の誘電体基板2上にも、第
2のRF半導体デバイス29が実装され、第2の誘電体
基板2上に設けられたDC線路27と第2のRF半導体
デバイス29がワイヤ20により電気的に接続されてい
る。
開口した直方体形状で、金属製の板状体からなる金属カ
バー12が設けられている。金属カバー12の端部12
aがウォール3の上面で第1の誘電体基板1に設けられ
たビアホール13と接続され、金属カバー12が第1の
誘電体基板1に導電性接着剤等を用いて接続されてい
る。したがって、金属カバー12が第2のRF半導体デ
バイス29を電気的にシールドし、第1および第2のR
F半導体デバイス19、29を気密封止している。
は、図1に示すように、第1のRF半導体デバイス19
を実装した第1の誘電体基板1上に、第2のRF半導体
デバイス29を実装した第2の誘電体基板2が接続した
後、金属カバー12が第1の誘電体基板1に接続される
ようになっている。
ル100は以上のように構成され、第1の誘電体基板1
と第2の誘電体基板2が積層され、第2の誘電体基板2
に実装された第2のRF半導体デバイス29が第1の誘
電体基板1のウォール3上面に設けられた金属カバー1
2により遮蔽されるため、第2のRF半導体デバイス2
9を容易に電気的にシールドできる。また、金属カバー
12により、第1のRF半導体デバイス19および第2
のRF半導体デバイス29を同時に気密封止することも
できる。
の形態であるRF回路モジュール200を示す断面図で
ある。以降、図1および2と同一もしくは同等の部材お
よび部位には、同一符号を付し、重複する説明は省略す
る。
ル3上にセラミックからなる誘電体1aを備え、金属カ
バー112が平らな板状である点が図1と異なる。ウォ
ール3上には、誘電体1aが第2の誘電体基板2を囲繞
して形成されている。誘電体1a上には金属カバー11
2が設けられ、導電性接着剤等を用いて誘電体1aと接
続されている。誘電体1aの内部には、ビアホール13
が延伸して設けられており、金属ベース11と金属カバ
ー112が電気的に接続されている。
ル200は以上のように構成されているので、図1およ
び2に示すRF回路モジュールと同様の利点を有すると
ともに、金属カバー112が板状であるので、金属カバ
ー112の取り付けの作業性を向上させることができ
る。
の形態であるRF回路モジュール300を示す断面図で
ある。第1の誘電体基板101と第2の誘電体基板10
2のみが図2と異なる。
基板で、熱伝導率の高い、例えば窒化アルミニウムを基
板材料として用いている。第2の誘電体基板102は多
層の低温焼成基板である。低温焼成基板とは、通常の基
板に対して低い温度で焼成したものであり、焼成温度が
低いために基板に配線する配線材料として、金や銅など
の融点の低い材料を使用できる。
回路モジュール300は、図1および2に示すRF回路
モジュールと同様の利点を有するほかに、高温焼成基板
は熱伝導率がよいため、第1の誘電体基板101に実装
するRF半導体デバイス19として発熱量の大きいデバ
イスを使用しても、放熱を容易に行える。また、第2の
誘電体基板102に低温焼成基板を使用すると、第2の
誘電体基板102のDC線路27に金や銅の配線材料を
使用でき、これらの配線材料は抵抗率が低いため、DC
線路27の電気抵抗を小さくできる。したがって、第2
の誘電体基板102のDC線路27による電圧降下を抑
制できる。
の形態であるRF回路モジュール400を示す断面図で
ある。図において、第1の誘電体基板1と第2の誘電体
基板2との間には、半田バンプ118が挿入されている
点が図2と異なる。第1の誘電体基板1のウォール3の
上面と第2の誘電体基板2の裏面のグランド導体5との
間には、ボール状の半田である半田バンプ118が挿入
されている。
回路モジュール400は、図1および2に示すRF回路
モジュールと同様の利点を有するほか、さらに、第1の
誘電体基板1のDC線路17と第2の誘電体基板2のD
C線路27との接続、および第1の誘電体基板1と第2
の誘電体基板2のグランド導体5の接続を、ビアホール
8および半田バンプ118を介して行うため、DC線路
17および27を重ね合わせる接続部を加工する場合に
比べてRF回路モジュールを小形化できる。
の形態であるRF回路モジュール500を示す断面図で
ある。図において、第1の誘電体基板1と第2の誘電体
基板2との間には、異方性導電性シート119が挿入さ
れている点が図2と異なる。異方性導電シートとは、シ
ート材料の方向によって性質が異なるものであり、第1
の誘電体基板1と第2の誘電体基板2が対向する方向の
導電粒子の移動を容易にし、導電率を高くしたものであ
る。
回路モジュール500は、図5に示すRF回路モジュー
ルと同様の利点を有するほか、第1の誘電体基板1のD
C線路17と第2の誘電体基板2のDC線路27との接
続、および第1の誘電体基板1と第2の誘電体基板2の
グランド導体5の接続を、異方性導電性シート119を
介して行うことができるので、第1の誘電体基板1と第
2の誘電体基板2を接続するのに、はんだリフローを必
要としないため、組立作業性が向上するとともに、第2
の誘電体基板2の取り替え作業が容易になる。
の形態であるRF回路モジュール600を示す断面図で
ある。図において、チップコンデンサなど気密封止の必
要のない高周波回路デバイス120が金属カバー12の
外側の第1の誘電体基板1上に配置されている点が図2
と異なる。
回路モジュール600は、図2に示すRF回路モジュー
ルと同様の利点を有するほか、キャビティ4の占有面積
を小さくすることができ、不要な導波管モードの抑制が
容易になる。すなわち、キャビティ4の周辺には、金属
ベース11、ビアホール13、グランド導体5があるた
め、近似的に四方を金属壁に囲まれた導波管のような構
造が形成されている。したがって、キャビティ4内にチ
ップコンデンサなど気密封止の必要のない高周波回路デ
バイス120を配置すると、キャビティ4の占有面積が
大きくなり、この近似的な導波管の横幅が大きくなるの
で、さらに周波数が低い(波長が長い)電波を伝搬させ
てしまう不要な導波管モードの発生が起こりやすい。し
かし、気密封止の必要のない高周波回路デバイス120
を金属カバー12の外側に配置することで、キャビティ
4の占有面積を小さくすることができ、不要な導波管モ
ードの抑制が容易になる。
の形態であるRF回路モジュール700を示す断面図で
ある。図において、第1の誘電体基板201の高周波回
路デバイス120を実装する部位の形状が図7と異な
る。
2の外側において、中層から上層にかけて誘電体が部分
的に除去され、段付き部201aが形成されている。こ
の段付き部201aの第1の誘電体基板201の高さが
低くなった部位にチップコンデンサなど気密封止の必要
のない高周波回路デバイス120が配置されている。
回路モジュール700は、図7に示すRF回路モジュー
ルと同様の利点を有するほか、チップコンデンサなど気
密封止の必要のない高周波回路デバイス120は、金属
カバー12の外側において、第1の誘電体基板201の
高さが低くなった部位に、高周波回路デバイス120を
配置できるので、RF回路モジュール700全体の高さ
を低減できる。
の形態であるにRF回路モジュール800を示す断面図
である。図において、第1の誘電体基板301のRF半
導体デバイス19を実装する部位の形状が図2と異な
る。
上層にかけて除去して、キャビティ4の底面に金属ベー
ス11を露出させ、キャビティ4内の金属ベース11上
に第1のRF半導体デバイス19が実装されている。
回路モジュール800は、図2に示すRF回路モジュー
ルと同様の利点を有するほか、熱伝導性のよい金属ベー
ス11上に第1のRF半導体デバイス19が実装されて
いるので、第1のRF半導体デバイス19からの放熱が
容易に行われる。
施の形態であるRF回路モジュールの回路を示す回路構
成図である。
ハイパワーアンプ、123はローノイズアンプ、124
は送信系回路、125は受信系回路、126はRF線
路、127はDC線路、128は制御回路側端子、12
9はアンテナ側端子、130は入出力端子である。この
回路を含んだRF回路モジュールを説明するために、便
宜上図1を用いる。図10に示すハイパワーアンプ12
2、スイッチ121を含む送信系回路124は第1の誘
電体基板1に実装されている。ローノイズアンプ123
を含む受信系回路125は第2の誘電体基板2に実装さ
れている。また、送信系回路124のハイパワーアンプ
122を制御するためのDC線路17、受信系回路12
5のローノイズアンプ123を制御するためのDC線路
27は接続されており、第2の誘電体基板2を介して制
御回路側端子128に接続されている。アンテナ側端子
129、入出力端子130は、第1の誘電体基板1を介
して接続されている。
回路モジュールは、送信系回路124および受信系回路
125ごとに分離して実装するので、RF回路モジュー
ルの回路構成を容易にできる。
れば、ウォールに囲繞されたキャビティが上層に形成さ
れた多層の第1の誘電体基板と、キャビティ内で第1の
誘電体基板に実装された第1のRF半導体デバイスと、
ウォールの上面で第1の誘電体基板と接続され、裏面に
グランド導体を有する少なくとも1層以上の第2の誘電
体基板と、第2の誘電体基板の上面に実装された第2の
RF半導体デバイスと、第2の誘電体基板および第2の
RF半導体デバイスを覆い、ウォールで第1の誘電体基
板と接続され、第2のRF半導体デバイスを電気的にシ
ールドするとともに前記第1および第2のRF半導体デ
バイスを気密封止する金属カバーとを備えているので、
第1の誘電体基板および第2の誘電体基板上のRF半導
体デバイスを容易に電気的にシールドできるとともに気
密封止でき、小形化、高性能化を実現するRF回路モジ
ュールを提供できる。
によれば、第1の誘電体基板が、第2の誘電体基板を囲
繞する誘電体を備え、金属カバーが板状であるので、金
属カバーの取り付けの作業性が向上する。
によれば、第1の誘電体基板が高温焼成基板であるの
で、熱伝導率がよいため、第1の誘電体基板に実装する
RF半導体デバイスの放熱を容易に行える。また、第2
の誘電体基板が低温焼成基板であるので、基板の配線材
料として低融点でかつ電気抵抗が小さい材料を使用でき
電圧降下を抑制できる。
によれば、第1の誘電体基板と第2の誘電体基板とが半
田バンプにより接続されているので、第1の誘電体基板
と第2の誘電体基板の接続を簡単な構造で行うことがで
き、RF回路モジュールをさらに小形化できる。
によれば、第1の誘電体基板と第2の誘電体基板とが異
方性導電性シートにより接続されているので、第1の誘
電体基板と第2の誘電体基板2を接続するのに、はんだ
リフローを必要とせず、組立作業性が向上する。また、
第2の誘電体基板の取り替え作業も容易になる。
によれば、気密封止する必要のない高周波回路デバイス
を金属カバーの外側であって、第1の誘電体基板上に実
装しているので、キャビティの占有面積を小さくでき、
不要な導波管モードを抑制できる。
によれば、第1の誘電体基板が、高周波回路デバイスを
実装する段付き部を備えているので、RF回路モジュー
ル全体の高さを低減できる。
によれば、第1の誘電体基板が、金属ベースを備え、キ
ャビティの底面に金属ベースが露出しているので、第1
のRF半導体デバイスを金属ベースに直接実装でき、第
1のRF半導体デバイスからの放熱性が向上する。
によれば、第1の誘電体基板に送信系回路を、第2の誘
電体基板に受信系回路をそれぞれ実装しているので、R
F回路モジュールの回路構成が容易になる。
ルの構成を示す組立図である。
ルを示す断面図である。
ルを示す断面図である。
ルを示す断面図である。
ルを示す断面図である。
ルを示す断面図である。
ルを示す断面図である。
ルを示す断面図である。
ルを示す断面図である。
ールの回路を示す回路構成図である。
ある。
体、2、102 第2の誘電体基板、3 ウォール、4
キャビティ、5 グランド導体、11 金属ベース、
12、112 金属カバー、19 第1のRF半導体デ
バイス、29 第2のRF半導体デバイス、100、2
00、300、400、500、600、700、80
0 回路モジュール、118 半田バンプ、119 異
方性導電性シート、120 高周波回路デバイス、12
4 送信系回路、125 受信系回路。
Claims (9)
- 【請求項1】 ウォールに囲繞されたキャビティが上層
に形成された多層の第1の誘電体基板と、 前記キャビティ内で前記第1の誘電体基板に実装された
第1のRF半導体デバイスと、 前記ウオールの上面で前記第1の誘電体基板と接続さ
れ、裏面にグランド導体を有する少なくとも1層以上の
第2の誘電体基板と、 前記第2の誘電体基板の上面に実装された第2のRF半
導体デバイスと、 前記第2の誘電体基板および前記第2のRF半導体デバ
イスを覆い、前記ウオールの上面で前記第1の誘電体基
板と接続され、前記第2のRF半導体デバイスを電気的
にシールドするとともに前記第1および第2のRF半導
体デバイスを気密封止する金属カバーとを備えたRF回
路モジュール。 - 【請求項2】 前記第1の誘電体基板が、前記第2の
誘電体基板を囲繞する誘電体を備え、前記金属カバーが
板状であることを特徴とする請求項1記載のRF回路モ
ジュール。 - 【請求項3】 前記第1の誘電体基板が高温焼成基板で
あり、前記第2の誘電体基板が低温焼成基板であること
を特徴とする請求項1あるいは2のいずれか記載のRF
回路モジュール。 - 【請求項4】 前記第1の誘電体基板と前記第2の誘電
体基板とが半田バンプにより接続されていることを特徴
とする請求項1乃至3のいずれか記載のRF回路モジュ
ール。 - 【請求項5】 前記第1の誘電体基板と前記第2の誘電
体基板とが異方性導電性シートにより接続されているこ
とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のRF回
路モジュール。 - 【請求項6】 前記金属カバーの外側であって、前記第
1の誘電体基板上に実装された、気密封止する必要のな
い高周波回路デバイスを備えたことを特徴とする請求項
1乃至5のいずれか記載のRF回路モジュール。 - 【請求項7】 前記第1の誘電体基板が、前記高周波回
路デバイスを実装する段付き部を備えたことを特徴とす
る請求項1乃至6のいずれか記載のRF回路モジュー
ル。 - 【請求項8】 前記第1の誘電体基板が、金属ベースを
備え、前記キャビティの底面に前記金属ベースが露出し
ていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか記載
のRF回路モジュール。 - 【請求項9】 前記第1の誘電体基板に送信系回路を、
第2の誘電体基板に受信系回路をそれぞれ実装している
ことを特徴とする請求項3あるいは8記載のRF回路モ
ジュール。
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