JP2001326319A - Antenna element integration type high-frequency circuit module - Google Patents

Antenna element integration type high-frequency circuit module

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JP2001326319A
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栄里子 武田
Kenji Sekine
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact, inexpensive antenna element integration type high-frequency circuit module. SOLUTION: This antenna element integration type high-frequency circuit module is provided with a substrate having a dielectric layer and a conductor layer where at least an antenna element is formed, and a high-frequency circuit module that includes at least one semiconductor device and is mounted to the substrate. The substrate is composed of a first conductor layer where the antenna device is provided, a second conductor layer where a grounding electrode is provided, a third conductor layer where a plurality of wirings is provided, a first dielectric layer that is provided between the first conductor layer and the second conductor layer, and a second dielectric layer that is provided between the second conductor layer and the third conductor layer. The high-frequency circuit module is mounted on the second dielectric layer or the third conductor layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ素子一体
型高周波回路モジュールに係わり、特に、無線LANや
高度道路交通システムなどの通信端末や、基地局で使用
されるアンテナ素子一体型高周波回路モジュールに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency circuit module integrated with an antenna element, and more particularly to a high frequency circuit module integrated with an antenna element used in a communication terminal such as a wireless LAN or an intelligent transportation system or a base station. .

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、無線LANや高度道路交通システ
ム(ITS;Intelligent TransportSystems)など、G
Hz帯における無線を用いた種々のサービスが検討され
ている。これらのサービスに汎用性を持たせるために
は、性能が良く、安価で、かつ小型の通信端末の提供が
必要である。特に、小型化のために、アンテナ部分と高
周波回路部分を一体化した構造は、例えば、特開平8−
42528号公報(発明の名称;高周波用パッケージ)
に開示されている。前記公報(特開平8−42528
号)に記載されているものは、図19に示すように、ア
ンテナ回路基板Aと、高周波回路基板Bを具備する。
2. Description of the Related Art At present, wireless LANs, intelligent transport systems (ITS), and the like
Various services using radio in the Hz band are being studied. In order to provide these services with versatility, it is necessary to provide high-performance, inexpensive and small-sized communication terminals. In particular, for the purpose of miniaturization, a structure in which an antenna portion and a high-frequency circuit portion are integrated is disclosed in, for example,
No. 42528 (Title of Invention; High-frequency Package)
Is disclosed. The publication (Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-42528)
19, an antenna circuit board A and a high-frequency circuit board B are provided as shown in FIG.

【0003】アンテナ回路基板Aは、第1の誘電体基板
62を有し、この第1の誘電体基板62にアンテナ素子
63と、アンテナ素子63に励振電力を給電するための
高周波線路64とが形成される。高周波回路基板Bは、
第2の誘電体基板67を有し、この第2の誘電体基板6
7の一部に、内部に高周波回路デバイス69が収納され
るキャビティ68が形成され、かつ、高周波回路デバイ
ス69に信号を伝達するための伝送線路70が形成され
る。また、アンテナ回路基板Aと高周波回路基板Bとは
積層一体化されるとともに、アンテナ回路基板Aの高周
波線路64と高周波回路基板Bの伝送線路70とは電磁
結合により電気的に接続されている。
The antenna circuit board A has a first dielectric substrate 62 in which an antenna element 63 and a high-frequency line 64 for supplying excitation power to the antenna element 63 are provided. It is formed. The high-frequency circuit board B is
It has a second dielectric substrate 67, and the second dielectric substrate 6
7, a cavity 68 in which a high-frequency circuit device 69 is housed is formed, and a transmission line 70 for transmitting a signal to the high-frequency circuit device 69 is formed. The antenna circuit board A and the high-frequency circuit board B are laminated and integrated, and the high-frequency line 64 of the antenna circuit board A and the transmission line 70 of the high-frequency circuit board B are electrically connected by electromagnetic coupling.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載されて
いるものでは、アンテナ回路基板Aと高周波デバイス回
路基板Bの面積は略同じとなっている。しかしながら、
マイクロ波帯などの周波数帯では、アンテナ回路基板A
の面積に比較して、高周波デバイスの面積は小さくでき
るので、前記公報に記載されているものでは、高周波回
路基板B側は不要な面積を有することになり、高周波用
パッケージのコスト高につながるという問題点があっ
た。また、前記公報に記載されているものでは、アンテ
ナ回路基板Aと高周波回路基板Bとを別々に作製した後
に、接着材で貼り付ける方法を記載しているが、アンテ
ナ回路基板Aと高周波回路基板Bとの間にビアホール7
4を設けているため、ビアホールの接続が困難となると
いう問題点があった。そのため、前記公報では、より望
ましい方法として、焼成前のアンテナ回路基板Aの成形
体と、焼成前の高周波回路基板Bの成形体とを積層一体
化した後で同時焼成して、アンテナ回路基板Aと、高周
波回路基板Bとを作成する方法を開示している。
In the above publication, the antenna circuit board A and the high-frequency device circuit board B have substantially the same area. However,
In a frequency band such as a microwave band, the antenna circuit board A
Since the area of the high-frequency device can be made smaller than that of the high-frequency circuit board, the high-frequency circuit board B side has an unnecessary area in the one described in the above publication, which leads to an increase in the cost of the high-frequency package. There was a problem. Further, in the above-mentioned publication, a method is described in which the antenna circuit board A and the high-frequency circuit board B are separately manufactured and then bonded with an adhesive. Via hole 7 with B
4, the connection of the via hole becomes difficult. Therefore, in the above-mentioned publication, as a more desirable method, the molded body of the antenna circuit board A before firing and the molded body of the high-frequency circuit board B before firing are laminated and integrated, and then simultaneously fired. And a method for producing the high-frequency circuit board B.

【0005】しかしながら、この方法では、アンテナ回
路基板Aと高周波回路基板Bとを作成した後で、高周波
デバイスを実装することになるので、作業性が悪いとい
う問題点があった。本発明は、前記従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、本発明の目的は、
アンテナ素子一体型高周波回路モジュールにおいて、小
型化、かつ、価格を低減することが可能となる技術を提
供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的
と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって
明らかにする。
However, in this method, since the high-frequency device is mounted after the antenna circuit board A and the high-frequency circuit board B are prepared, there is a problem that workability is poor. The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to:
It is an object of the present invention to provide a technology capable of reducing the size and the price of an antenna element-integrated high-frequency circuit module. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。即ち、本発明は、アンテナ素子一体
型高周波回路モジュールにおいて、誘電体層と、少なく
ともアンテナ素子が形成される導体層とを有する基板
と、少なくとも1つの半導体素子を含み、前記基板に搭
載される高周波回路モジュールとを有することを特徴と
する。また、本発明の好ましい実施の形態では、前記高
周波回路モジュールは、前記アンテナ素子に励振電力を
供給するとともに前記アンテナ素子からの受信電力が入
力される高周波回路の一部を構成し、前記高周波回路
は、不要波を除去するフィルタ回路を含み、前記フィル
タ回路は、前記高周波回路モジュールとは異なる位置で
前記基板に搭載されるフィルタ素子で構成されることを
特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows. That is, the present invention provides an antenna element-integrated high-frequency circuit module including a substrate having a dielectric layer, at least a conductor layer on which an antenna element is formed, and at least one semiconductor element. And a circuit module. In a preferred embodiment of the present invention, the high-frequency circuit module forms a part of a high-frequency circuit that supplies excitation power to the antenna element and receives reception power from the antenna element, Includes a filter circuit for removing unnecessary waves, wherein the filter circuit is configured by a filter element mounted on the substrate at a position different from the high-frequency circuit module.

【0007】また、本発明の好ましい実施の形態では、
前記基板は、前記アンテナ素子が設けられる第1の導体
層と、接地電極が設けられる第2の導体層と、複数の配
線が設けられる第3の導体層と、前記第1の導体層と前
記第2の導体層との間に設けられる第1の誘電体層と、
前記第2の導体層と前記第3の導体層との間に設けられ
る第2の誘電体層とで構成され、前記高周波回路モジュ
ールは、端子部が前記配線の一部と電気的・機械的に接
続されて、前記第2の誘電体層上、若しくは前記第3の
導体層上に搭載され、前記アンテナ素子と、前記配線の
一部とは、第1の誘電体層と第2の誘電体層に形成され
るビアホールにより電気的に接続され、前記接地電極
と、前記配線の一部とは、第2の誘電体層に形成される
ビアホールにより電気的に接続されていることを特徴と
する。
[0007] In a preferred embodiment of the present invention,
The substrate includes a first conductor layer on which the antenna element is provided, a second conductor layer on which a ground electrode is provided, a third conductor layer on which a plurality of wirings are provided, the first conductor layer, A first dielectric layer provided between the first dielectric layer and the second conductor layer;
The high-frequency circuit module includes a second dielectric layer provided between the second conductor layer and the third conductor layer, and the terminal portion is electrically and mechanically connected to a part of the wiring. And the antenna element and a part of the wiring are mounted on the second dielectric layer or the third conductor layer, and are connected to the first dielectric layer and the second dielectric layer. The ground electrode and a part of the wiring are electrically connected to each other by a via hole formed in a second dielectric layer. I do.

【0008】また、本発明のより好ましい実施の形態で
は、前記第2の誘電体層の厚さは、前記第1の誘電体層
の厚さよりも薄いことを特徴とする。また、本発明の好
ましい実施の形態では、少なくとも前記高周波回路モジ
ュールの前記基板と対向する面と反対側の面は、樹脂
層、あるいは保護部材で覆われていることを特徴とす
る。
Further, in a more preferred embodiment of the present invention, the thickness of the second dielectric layer is smaller than the thickness of the first dielectric layer. In a preferred embodiment of the present invention, at least a surface of the high-frequency circuit module opposite to a surface facing the substrate is covered with a resin layer or a protective member.

【0009】前記手段によれば、アンテナ素子を含む基
板と、高周波回路モジュールとを別々に作製した後で、
一体化することができ、そのため、高周波回路モジュー
ルは、アンテナ素子を含む基板の大きさに関係なく、必
要な面積の大きさのみで実現することができ、低価格の
高周波回路モジュールを提供することができる。前記手
段によれば、例えば、高周波回路モジュールは、ガラス
セラミクスのパッケージとMMIC(Monolithic Micro
wave Integrated Circuit)チップとから構成されてお
り、パッケージの大きさは積層するMMICチップと、
チップ間の接続のための配線などを収容する程度の大き
さにすることができる。即ち、アンテナ素子を含む基板
程の大きさのパッケージにする必要がなく、MMICチ
ップをパッケージに積層する際の作業性を向上させるこ
とが可能となる。
According to the above means, after the substrate including the antenna element and the high-frequency circuit module are separately manufactured,
It is possible to provide a low-cost high-frequency circuit module that can be integrated, so that the high-frequency circuit module can be realized with only the required area size regardless of the size of the substrate including the antenna element. Can be. According to the means, for example, high-frequency circuit module, glass ceramic packages and MMIC (M onolithic M icro
wave I ntegrated C ircuit) are composed of a chip, and MMIC chip size package stacking,
The size can be large enough to accommodate wiring for connection between chips. That is, it is not necessary to make the package as large as the substrate including the antenna element, and the workability when stacking the MMIC chip on the package can be improved.

【0010】前記手段によれば、高周波回路モジュー
ル、並びにアンテナ素子を含む基板を別々に設計するこ
とができるため、高周波回路モジュールの設計の自由
度、並びにアンテナ設計の自由度を向上させることがで
き、されに、設計変更の容易性を向上させることができ
る。その上、アンテナ素子を含む基板と高周波回路モジ
ュールを種々組み合わせることにより、様々な性能を有
するアンテナ素子一体型高周波回路モジュールを低価格
で実現することが可能となる。
According to the above means, since the high-frequency circuit module and the substrate including the antenna element can be separately designed, the degree of freedom in the design of the high-frequency circuit module and the degree of freedom in the antenna design can be improved. In addition, the easiness of the design change can be improved. In addition, by variously combining the substrate including the antenna element and the high-frequency circuit module, it is possible to realize an antenna element-integrated high-frequency circuit module having various performances at a low price.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有するものは同一
符号をつけ、その繰り返しの説明は省略する。 [実施の形態1]図1は、本発明の実施の形態1のアン
テナ素子一体型高周波回路モジュールの要部断面構造を
示す断面図である。本実施の形態は、5GHz帯の円偏
波の信号を送受信するためのアンテナ素子一体型高周波
回路モジュールである。図1に示すように、本実施の形
態のアンテナ素子一体型高周波回路モジュールは、矩形
の基板20、MMICを用いて構成した高周波回路モジ
ュール21、並びにディスクリート部品22で構成され
る。基板20は、銅箔からなる3層の導体層と、2層の
誘電体層(26,27)から形成されており、各導体層
は、上から順に、アンテナ素子(または、放射素子;以
下、単に、パッチと称する。)23、接地電極24、配
線25として使用される。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted. [First Embodiment] FIG. 1 is a sectional view showing a sectional structure of a main part of an antenna element integrated type high frequency circuit module according to a first embodiment of the present invention. The present embodiment is an antenna element-integrated high-frequency circuit module for transmitting and receiving a 5 GHz-band circularly polarized signal. As shown in FIG. 1, the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the present embodiment includes a rectangular substrate 20, a high-frequency circuit module 21 configured using an MMIC, and a discrete component 22. The substrate 20 is formed of three conductor layers made of copper foil and two dielectric layers (26, 27), and each conductor layer sequentially forms an antenna element (or a radiation element; , Simply referred to as a patch.) 23, a ground electrode 24, and a wiring 25.

【0012】第3の導体層には、複数の配線25、即
ち、高周波回路モジュール21への電源供給線、高周波
回路モジュール21とディスクリート部品22および外
部回路をつなぐための配線、並びにパッチ23と高周波
回路モジュール21を接続するための配線などが形成さ
れる。パッチ23と、配線25の一部はビアホール28
によって接続される。また、配線25と同じ導体層に形
成されたパタンの一部と接地電極24とは、ビアホール
29により電気的接続されて、前記配線25と同じ導体
層に形成されたパタンの一部は接地電極24と同電位に
なるように構成される。
The third conductor layer includes a plurality of wirings 25, that is, a power supply line to the high-frequency circuit module 21, a wiring for connecting the high-frequency circuit module 21 to the discrete component 22 and an external circuit, and a patch 23 to the high-frequency circuit module. Wiring and the like for connecting the circuit module 21 are formed. The patch 23 and a part of the wiring 25 are
Connected by A part of the pattern formed on the same conductor layer as the wiring 25 and the ground electrode 24 are electrically connected by a via hole 29, and a part of the pattern formed on the same conductor layer as the wiring 25 is connected to the ground electrode. 24 is configured to have the same potential.

【0013】本実施の形態において、基板20を構成す
る誘電体層26の厚さと、誘電体層27の厚さとは異な
っている。本実施の形態では、誘電体層26の厚さは約
1.5mm、誘電体層27の厚さは約0.4mmであ
る。なお、誘電体層26、および誘電体層27の厚さ
は、これに限ったものではなく、アンテナに必要とされ
る帯域や利得などによって、誘電体層26の厚さは適宜
変化させても良い。また、誘電体層27の厚さも、アン
テナ素子一体型高周波回路モジュールの全体の厚さ、あ
るいは、配線25の幅が所望の値になるように、適宜変
化させても良い。
In the present embodiment, the thickness of the dielectric layer 26 constituting the substrate 20 is different from the thickness of the dielectric layer 27. In the present embodiment, the thickness of the dielectric layer 26 is about 1.5 mm, and the thickness of the dielectric layer 27 is about 0.4 mm. The thickness of the dielectric layer 26 and the thickness of the dielectric layer 27 are not limited to this, and the thickness of the dielectric layer 26 may be appropriately changed depending on the band, gain, and the like required for the antenna. good. Further, the thickness of the dielectric layer 27 may be appropriately changed so that the entire thickness of the antenna element integrated type high frequency circuit module or the width of the wiring 25 becomes a desired value.

【0014】図2は、本実施の形態のアンテナ素子一体
型高周波回路モジュールを、配線25側からみた上面図
である。なお、この図2においては、配線25と同じ導
体層に形成されたパタンの一部と接地電極24を接続す
るビアホールは省略している。また、前述の図1は、図
2に示すC−D切断線に沿った断面構造を示す断面図で
ある。図3は、本実施の形態のアンテナ素子一体型高周
波回路モジュールの回路構成を示すブロック図である。
同図に示すように、本実施の形態のアンテナ素子一体型
高周波回路モジュールは、その回路構成として、パッチ
(放射素子)23、スイッチ101、低雑音増幅器10
2、電力増幅器103、バンドパスフィルタ(104,
105)、ミキサ(106,107)、逓倍器108、
フェーズロックループ(PLL)モジュール109、水
晶発振器110を有する。送信信号TSは、ミキサ10
7の一方の端子に入力され、受信信号RSは、ミキサ1
06の一方の端子から出力される。
FIG. 2 is a top view of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the present embodiment as viewed from the wiring 25 side. In FIG. 2, a via hole connecting a part of the pattern formed on the same conductor layer as the wiring 25 and the ground electrode 24 is omitted. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along the line CD shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the present embodiment.
As shown in the drawing, the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the present embodiment includes a patch (radiating element) 23, a switch 101, a low-noise amplifier 10
2, power amplifier 103, bandpass filter (104,
105), mixers (106, 107), multiplier 108,
A phase locked loop (PLL) module 109 and a crystal oscillator 110 are provided. The transmission signal TS is transmitted to the mixer 10
7, and the received signal RS is supplied to the mixer 1
06 is output from one terminal.

【0015】図3に示す太線枠内の部分が、高周波回路
モジュール21を構成する。図4は、本実施の形態の高
周波回路モジュール21を説明するための模式図であ
る。本実施の形態の高周波回路モジュール21は、ガラ
スセラミクスを用いた多層基板により作製したパッケー
ジ121に、GaAs半導体を用いて作製したMMIC
チップ120が積層されて構成される。ここで、MMI
Cチップ120は、スイッチ101、低雑音増幅器10
2、電力増幅器103、ミキサ(106,107)、逓
倍器108などを構成する。これらのMMICチップ1
20間を接続する配線などはガラスセラミクスのパッケ
ージ内に設けられており、また、MMICチップ120
は、ワイヤボンディングでパッケージ121内に設けら
れた配線と接続されている。このように、本実施の形態
においては、パッケージ121の大きさは積層するMM
ICチップ120と、チップ間の接続のための配線など
を収容する程度の大きさにすることができる。即ち、パ
ッチを含む基板程度の大きさのパッケージ121にする
必要がなく、MMICチップ120をパッケージ121
に積層する際の作業性が良い。
The portion within the thick line frame shown in FIG. 3 constitutes the high-frequency circuit module 21. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the high-frequency circuit module 21 of the present embodiment. The high-frequency circuit module 21 according to the present embodiment includes an MMIC manufactured using a GaAs semiconductor in a package 121 manufactured using a multilayer substrate using glass ceramics.
Chips 120 are stacked. Where MMI
The C chip 120 includes the switch 101, the low noise amplifier 10
2. Construct the power amplifier 103, the mixers (106, 107), the multiplier 108, and the like. These MMIC chips 1
Wiring and the like for connecting between the MMIC chips 120 are provided in a glass ceramics package.
Are connected to wires provided in the package 121 by wire bonding. As described above, in the present embodiment, the size of the package 121 is
The size can be large enough to accommodate the IC chip 120 and wiring for connection between the chips. That is, the MMIC chip 120 does not need to be formed into a package 121 having the size of a substrate including a patch.
Good workability when laminating to

【0016】また、図3に示す太線枠内以外のバンドパ
スフィルタ(104,105)、フェーズロックループ
(PLL)モジュール109、水晶発振器110は、デ
ィスクリート部品22で構成される。これらの部品間
は、配線25によって接続される。また、配線25がク
ロスしてしまう部分は、ジャンパー配線18を用いて接
続を行っている。アンテナ素子一体型高周波回路モジュ
ールと外部回路とをつなぐための接続端子19は、図2
に示すように基板20の一辺にまとめて配置している。
このような構造にすることにより、作業性が良く、また
美観を損なわないアンテナ素子一体型高周波回路モジュ
ールを作製することができる。なお、図2において、高
周波回路モジュール21の両側に配置されているディス
クリート部品22は、図3に示すバンドパスフィルタ
(104,105)であるが、本実施の形態において、
図5に示すように、バンドパスフィルタ(104,10
5)は、高周波回路モジュール内に内蔵させることも可
能である。
The band-pass filters (104, 105), the phase-locked loop (PLL) module 109, and the crystal oscillator 110 other than those inside the thick frame shown in FIG. These components are connected by wiring 25. Further, the portion where the wiring 25 crosses is connected using the jumper wiring 18. The connection terminal 19 for connecting the antenna element-integrated high-frequency circuit module to an external circuit is shown in FIG.
As shown in the figure, they are collectively arranged on one side of the substrate 20.
With such a structure, an antenna element-integrated high-frequency circuit module having good workability and not deteriorating aesthetic appearance can be manufactured. In FIG. 2, the discrete components 22 arranged on both sides of the high-frequency circuit module 21 are the band-pass filters (104, 105) shown in FIG. 3, but in the present embodiment,
As shown in FIG. 5, the bandpass filters (104, 10
5) can be built in a high-frequency circuit module.

【0017】また、不要波を除去するフィルタは、汎用
のディスクリート部品を使用する代わりに、図6、図7
に示すような分布定数型のフィルタ回路を使用してもよ
い。図6は、分布定数型のフィルタ回路を用いた平面ア
ンテナを示す上面図であり、図7は、図6に示すA−B
線に沿った断面構造を示す要部断面図である。図6に示
す平面アンテナは、パッチ1、接地導体2、給電配線3
の順に積層される3層の導体と、各導体間に設けられる
2層の誘電体基板(8,9)とから構成される。給電配
線3とレセプタクル10は半田により接続されており、
また、パッチ1への給電は、給電配線3とパッチ1の間
に設けられた給電用のビアホール4により行っている。
図6に示す平面アンテナでは、給電配線3が、ビアホー
ル4を越えて延長される伝送線路6を有し、この伝送線
路6の先端部は、ビアホール5により接地導体2に接続
(短絡)されている。
As filters for removing unnecessary waves, general-purpose discrete parts are used instead of the filters shown in FIGS.
A distributed constant type filter circuit as shown in FIG. FIG. 6 is a top view showing a planar antenna using a distributed constant type filter circuit, and FIG. 7 is a diagram showing AB shown in FIG.
It is a principal part sectional view which shows the cross-section along the line. The planar antenna shown in FIG. 6 includes a patch 1, a ground conductor 2, and a feed line 3.
, And two layers of dielectric substrates (8, 9) provided between the conductors. The power supply wiring 3 and the receptacle 10 are connected by solder,
The power supply to the patch 1 is performed by a power supply via hole 4 provided between the power supply wiring 3 and the patch 1.
In the planar antenna shown in FIG. 6, the power supply wiring 3 has a transmission line 6 extending beyond the via hole 4, and the tip of the transmission line 6 is connected (short-circuited) to the ground conductor 2 by the via hole 5. I have.

【0018】ここで、λoをパッチ1から放射される放
射波の使用中心周波数の自由空間波長とするとき、伝送
線路6の長さ(L)は、λo/4に相当する長さとされ
る。なお、このλo/4に相当する長さとは、実際の伝
送線路6が長さ(L)がλo/4であることを意味する
ものではなく、実際の伝送線路6の長さ(L)は、誘電
体基板の誘電率などの特性により決定される波長短縮率
を加味した長さ(L=α×λo/4;αは波長短縮率)
となっている。即ち、この伝送線路6は、所謂、1/4
波長ショートスタブを構成している。ビアホール4の先
にショートスタブ7を設けた場合に、ビアホール4から
見たインピーダンスは、使用中心周波数において無限大
となる。したがって、図6に示す平面アンテナのよう
に、ビアホール4の先にショートスタブ7を設けること
により、ショートスタブ7を設けない給電配線に比べて
ビアホール部分4の開放性が高くなり、パッチ1に対す
る励振電力の給電効率を向上させることができ、給電配
線3からの不要放射を低減することができる。
Here, when λo is the free space wavelength of the used center frequency of the radiation wave radiated from the patch 1, the length (L) of the transmission line 6 is set to a length corresponding to λo / 4. The length corresponding to λo / 4 does not mean that the length (L) of the actual transmission line 6 is λo / 4, but the length (L) of the actual transmission line 6 is (L = α × λo / 4; α is the wavelength shortening rate) taking into account the wavelength shortening rate determined by characteristics such as the dielectric constant of the dielectric substrate.
It has become. That is, this transmission line 6 is a so-called 1 /
It constitutes a wavelength short stub. When the short stub 7 is provided at the end of the via hole 4, the impedance viewed from the via hole 4 becomes infinite at the center frequency used. Therefore, by providing the short stub 7 at the tip of the via hole 4 as in the planar antenna shown in FIG. The power supply efficiency of power can be improved, and unnecessary radiation from the power supply wiring 3 can be reduced.

【0019】また、ショートスタブ7は、その長さが1
/4波長に相当しない周波数に対しては有限の長さの配
線が存在することに相当する。したがって、パッチ1の
使用中心周波数以外の周波数の励振電力は、パッチ1に
伝達されにくくなる。特に、伝送線路6の長さが、約1
/2波長に相当する周波数、即ち、パッチ1の使用中心
周波数の2倍の周波数の信号に対しては、ビアホール4
の位置が短絡(換言すれば、ビアホール4から見たイン
ピーダンスが零となる)に見えるためパッチ1に励振電
力が伝達されなくなる。このように、ショートスタブ7
は不要な周波数に対してはフィルタとして作用するた
め、周辺回路からの高調波などを別途フィルタを設ける
ことなく除去することができる。この図6,図7に示す
ショートスタブ7を、本実施の形態に採用することによ
り、より性能の良いアンテナ素子一体型高周波回路モジ
ュールを実現できる。
The short stub 7 has a length of one.
For a frequency that does not correspond to 4 wavelength, this corresponds to the existence of a wiring having a finite length. Therefore, the excitation power of a frequency other than the use center frequency of the patch 1 is less likely to be transmitted to the patch 1. In particular, if the length of the transmission line 6 is about 1
/ 2 wavelength, that is, a signal having a frequency twice as high as the center frequency used by the patch 1, the via hole 4
Is seen as a short circuit (in other words, the impedance seen from the via hole 4 becomes zero), so that the excitation power is not transmitted to the patch 1. Thus, short stub 7
Acts as a filter for unnecessary frequencies, so that harmonics and the like from peripheral circuits can be removed without providing a separate filter. By employing the short stub 7 shown in FIGS. 6 and 7 in the present embodiment, a higher performance antenna element integrated high frequency circuit module can be realized.

【0020】本実施の形態のアンテナ素子一体型高周波
回路モジュールにおいて、例えば、図4に示す高周波回
路モジュール21は、MMICチップ120が搭載され
る面が表側になるように、基板20の誘電体層27上、
若しくは配線25と同じ導体層に形成したパタン上に、
端子部(図4に示す高周波回路モジュールの側面の凹
部)122が、配線25の一部と接続されるように搭載
される。一般に、このような構造では、MMICチップ
120の保護、湿気対策などのために、MMICチップ
120の表面を、樹脂あるいは保護部材(キャップ)で
覆うのが普通である。以下、図8〜図11を用いて、本
実施の形態のアンテナ素子一体型高周波回路モジュール
における、MMICチップ120の保護、湿気対策の一
例について説明する。
In the high frequency circuit module with an integrated antenna element according to the present embodiment, for example, the high frequency circuit module 21 shown in FIG. 4 has a dielectric layer of the substrate 20 such that the surface on which the MMIC chip 120 is mounted is on the front side. 27,
Alternatively, on a pattern formed on the same conductor layer as the wiring 25,
The terminal portion (recess on the side surface of the high-frequency circuit module shown in FIG. 4) 122 is mounted so as to be connected to a part of the wiring 25. In general, in such a structure, the surface of the MMIC chip 120 is usually covered with a resin or a protection member (cap) in order to protect the MMIC chip 120 and take measures against moisture. Hereinafter, an example of protection of the MMIC chip 120 and measures against moisture in the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0021】図8に示す構成は、高周波回路モジュール
21のMMICチップ120が搭載される面を、樹脂層
130で覆ったものであり、また、図9に示す構成は、
高周波回路モジュール21のMMICチップ120が搭
載される面を、樹脂層130で覆い、さらに、保護部材
(フタ)131で覆ったものである。なお、図示は省略
するが、図8、図9に示す高周波回路モジュールは、各
図に示す状態で基板20の誘電体層27上、若しくは配
線25と同じ導体層に形成したパタン上に搭載される。
図10に示す構成は、基板20の誘電体層27の高周波
回路モジュール21が搭載される面全体を、保護部材
(フタ)131で覆ったものであり、また、図11に示
す構成は、高周波回路モジュール21のMMICチップ
120が搭載される面を樹脂層130で覆い、さらに、
基板20の誘電体層27の高周波回路モジュール21が
搭載される面全体を、保護部材(フタ)131で覆った
ものである。なお、図11に示す構成において、樹脂層
130を、基板20の誘電体層27の高周波回路モジュ
ール21が搭載される面全体に塗布し、保護部材(フ
タ)131を省略するようにしてもよい。
The configuration shown in FIG. 8 is obtained by covering the surface of the high-frequency circuit module 21 on which the MMIC chip 120 is mounted with a resin layer 130. The configuration shown in FIG.
The surface of the high-frequency circuit module 21 on which the MMIC chip 120 is mounted is covered with a resin layer 130 and further covered with a protective member (lid) 131. Although not shown, the high-frequency circuit modules shown in FIGS. 8 and 9 are mounted on the dielectric layer 27 of the substrate 20 or on the pattern formed on the same conductor layer as the wiring 25 in the state shown in each figure. You.
The configuration shown in FIG. 10 is such that the entire surface of the dielectric layer 27 of the substrate 20 on which the high-frequency circuit module 21 is mounted is covered with a protective member (lid) 131, and the configuration shown in FIG. The surface of the circuit module 21 on which the MMIC chip 120 is mounted is covered with a resin layer 130,
The entire surface of the dielectric layer 27 of the substrate 20 on which the high-frequency circuit module 21 is mounted is covered with a protective member (lid) 131. In the configuration shown in FIG. 11, the resin layer 130 may be applied to the entire surface of the dielectric layer 27 of the substrate 20 on which the high-frequency circuit module 21 is mounted, and the protective member (lid) 131 may be omitted. .

【0022】本実施の形態では、ガラスセラミクスを用
いたパッケージ121とGaAs半導体を用いたMMI
Cチップ120を用いて、高周波回路モジュール21を
構成しているが、パッケージ121並びにMMICチッ
プ120の材料はこれに限ったものではないことは言う
までもない。パッケージ121をガラスエポキシ基板ま
たは、汎用の樹脂基板で作製しても、また、MMICチ
ップ120をGaAs以外の半導体材料で作製しても、
前述の作用・効果が得られることは明白である。本実施
の形態では、高周波回路モジュール21の面積は、基板
20の面積の約10分の1であり、高周波回路モジュー
ル21を低コストで作製することができ、結果としてア
ンテナ素子一体型高周波回路モジュールを低価格で実現
することができる。
In this embodiment, a package 121 using glass ceramics and an MMI using GaAs semiconductors are used.
Although the high-frequency circuit module 21 is configured using the C chip 120, it goes without saying that the materials of the package 121 and the MMIC chip 120 are not limited to these. Even if the package 121 is made of a glass epoxy substrate or a general-purpose resin substrate, or if the MMIC chip 120 is made of a semiconductor material other than GaAs,
Obviously, the above-described functions and effects can be obtained. In the present embodiment, the area of the high-frequency circuit module 21 is about one tenth of the area of the substrate 20, and the high-frequency circuit module 21 can be manufactured at low cost. Can be realized at a low price.

【0023】また、図12、図13は、本実施の形態の
パッチ23の形状の一例を示す図である。なお、図1
2、図13において、P0は給電点である。本実施の形
態では、正方形あるいは円形のパタンに縮退分離素子を
装荷したパッチ23を用いることにより円偏波アンテナ
を実現している。このように、本実施の形態のパッチ2
3は、円偏波のアンテナ素子であるが、直線偏波の電波
を送受信したい場合は、基板20のパッチ23を直線偏
波用に作りかえれば良く、高周波回路モジュール21は
本実施の形態と同じものを使用できる。このように、本
発明は基板20と高周波回路モジュール21を別々に作
製したあとで一体化するため、種々の用途のアンテナ素
子一体型高周波回路モジュールの作製に共通の高周波回
路モジュールを用いることができるため、その結果とし
てアンテナ素子一体型高周波回路モジュールを低価格で
提供できる利点がある。
FIGS. 12 and 13 are views showing an example of the shape of the patch 23 according to the present embodiment. FIG.
2. In FIG. 13, P0 is a feeding point. In the present embodiment, a circularly polarized antenna is realized by using a patch 23 in which a degenerate separation element is loaded in a square or circular pattern. Thus, the patch 2 of the present embodiment
Reference numeral 3 denotes a circularly polarized antenna element, but if it is desired to transmit and receive a linearly polarized radio wave, the patch 23 of the substrate 20 may be reconfigured for linearly polarized wave. The same can be used. As described above, in the present invention, since the substrate 20 and the high-frequency circuit module 21 are separately manufactured and then integrated, a common high-frequency circuit module can be used for manufacturing an antenna element integrated high-frequency circuit module for various uses. As a result, there is an advantage that the antenna element-integrated high-frequency circuit module can be provided at a low price.

【0024】[実施の形態2]図14は、本発明の実施
の形態2のアンテナ素子一体型高周波回路モジュールの
要部断面構造を示す断面図である。本実施の形態は、図
15に示すように、パッチ23の形状が、前述の実施の
形態のものと異なっている。なお、図15は、本実施の
形態のパッチ23の形状の一例を示す図であり、本実施
の形態のパッチ23は、二点の給電点(P1,P2)か
らパッチ23に給電する二点給電により円偏波アンテナ
を実現している。本実施の形態も、高周波回路モジュー
ル21は、前述の実施の形態1と同様のもので良く、さ
らに、本実施の形態は、前述の実施の形態1と略同様の
構成で良い。ただし、以下に述べる点で、前述の実施の
形態1と異なっている。本実施の形態においても、基板
30は、3層の導体層と2層の誘電体層により構成され
ているが、誘電体層26と誘電体層31は電気的特性が
異なっている。特に、誘電体層26と誘電体層31は比
誘電率が異なっており、誘電体層31の比誘電率の方が
大きい。
[Second Embodiment] FIG. 14 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a main part of an antenna element-integrated high-frequency circuit module according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 15, the shape of the patch 23 is different from that of the above-described embodiment. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the shape of the patch 23 according to the present embodiment. The patch 23 according to the present embodiment has two points for feeding power to the patch 23 from two feeding points (P1, P2). A circularly polarized antenna is realized by feeding power. In the present embodiment, the high-frequency circuit module 21 may have the same configuration as that of the above-described first embodiment, and this embodiment may have substantially the same configuration as that of the above-described first embodiment. However, it differs from the first embodiment in the following points. Also in the present embodiment, the substrate 30 is composed of three conductor layers and two dielectric layers, but the dielectric layer 26 and the dielectric layer 31 have different electrical characteristics. In particular, the dielectric layers 26 and 31 have different relative dielectric constants, and the dielectric layer 31 has a higher relative dielectric constant.

【0025】本実施の形態においては、二点給電による
円偏波アンテナを実現するために、パッチ23の給電点
となる2つのビアホール(32,33)と高周波回路モ
ジュール21の間をつなぐ2本の配線に90度の位相差
を持たせる必要がある。そのため、一方を他方より4分
の1波長に相当する分、長くした配線を形成することが
必要である。したがって、本実施の形態の配線25に
は、図2に示した前記実施の形態1の配線パタンに、さ
らに4分の1波長の配線を形成することになる。誘電体
層31上に銅箔を用いて4分の1波長の配線を形成する
場合、その長さは誘電体層31の比誘電率によって変化
し、比誘電率が大きいほど配線パタンとしての長さは短
くなる。したがって、本実施の形態では、4分の1波長
の配線パタンを短くして、アンテナ素子一体型高周波回
路モジュールを小型化するために、比誘電率の大きな誘
電体層31を用いている。一方、アンテナの電気的特性
は、一般に誘電体層26の比誘電率が小さいほうが良く
なるため、誘電体層26は誘電体層31よりも比誘電率
の小さいものを用いている。
In this embodiment, in order to realize a circularly polarized antenna with two-point feeding, two via holes (32, 33) serving as feeding points of the patch 23 and two high-frequency circuit modules 21 are connected. Need to have a 90 ° phase difference between the wirings. Therefore, it is necessary to form a wiring in which one is longer than the other by an amount corresponding to a quarter wavelength. Therefore, in the wiring 25 of the present embodiment, a wiring of a quarter wavelength is further formed on the wiring pattern of the first embodiment shown in FIG. When a quarter-wavelength wiring is formed on the dielectric layer 31 using a copper foil, the length of the wiring varies depending on the relative dielectric constant of the dielectric layer 31, and the longer the relative dielectric constant, the longer the wiring pattern becomes. It becomes shorter. Therefore, in the present embodiment, the dielectric layer 31 having a large relative dielectric constant is used in order to shorten the wiring pattern of the quarter wavelength and reduce the size of the antenna element integrated high-frequency circuit module. On the other hand, the electrical characteristics of the antenna are generally better when the relative dielectric constant of the dielectric layer 26 is smaller. Therefore, the dielectric layer 26 having a lower relative dielectric constant than the dielectric layer 31 is used.

【0026】このように、本実施の形態では、基板30
を比誘電率が異なる誘電体層26と誘電体層31を用い
て構成することにより、アンテナの特性が良く、かつ小
型のアンテナ素子一体型高周波回路モジュールを実現す
ることができる。本実施の形態では、基板30の誘電体
層26と誘電体層31は電気的特性が異なるが、基板3
0の面積が十分に大きく、配線を設けるスペースが十分
にある場合には、誘電体層26と誘電体層31の比誘電
率が等しいか、もしくは誘電体層30の比誘電率が誘電
体層26の比誘電率よりも小さくても良いことは言うま
でもない。本発明によるアンテナ素子一体型高周波回路
モジュールは、前記実施の形態1と、本実施の形態のよ
うに、アンテナ素子への給電方式を変更した場合でも、
また、基板30を構成する誘電体を変化させた場合で
も、高周波回路モジュール21は同じものを使用できる
という特徴があり、共通部品の使用によるアンテナ素子
一体型高周波回路モジュールの低価格化をはかることが
できる。
As described above, in the present embodiment, the substrate 30
By using the dielectric layer 26 and the dielectric layer 31 having different relative dielectric constants, it is possible to realize a small antenna element-integrated high-frequency circuit module having good antenna characteristics. In the present embodiment, although the dielectric properties of the dielectric layer 26 and the dielectric layer 31 of the substrate 30 are different,
0 is sufficiently large and there is sufficient space for wiring, if the relative permittivity of the dielectric layer 26 and the dielectric layer 31 is equal, or the relative permittivity of the dielectric layer 30 is Needless to say, the dielectric constant may be smaller than 26. The antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the present invention, even when the power supply method to the antenna element is changed as in the first embodiment and the present embodiment,
Further, the same high-frequency circuit module 21 can be used even when the dielectric constituting the substrate 30 is changed, and the cost of the antenna element integrated high-frequency circuit module can be reduced by using common components. Can be.

【0027】[実施の形態3]図16は、本発明の実施
の形態3のアンテナ素子一体型高周波回路モジュールの
要部断面構造を示す断面図である。本実施の形態におい
ては、基板40が、銅箔からなる5層の導体層と4層の
誘電体層(26,41,42,43)から形成されてい
る。導体層は、上から順に、パッチ23、第1の接地電
極44、第1の配線層45、第2の接地電極46、並び
に第2の配線層47として使用される。本実施の形態で
は、図17に示すように、4個のパッチ23が2行2列
のアレイ状に形成されており、アレーアンテナを形成し
ている。本実施の形態では、各パッチ23への給電配線
は、第1の接地電極44を挟んで、パッチ23の反対側
に存在する第1の配線層45に形成している。配線層4
5の上方および下方には、第1の接地電極44並びに第
2の接地電極46が存在するため、配線層45に形成し
た各パッチ23への給電配線からの放射が、パッチ23
からの放射に重畳することを防ぐことができる。
[Third Embodiment] FIG. 16 is a cross-sectional view showing a main part cross-sectional structure of an antenna element-integrated high-frequency circuit module according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the substrate 40 is formed of five conductor layers made of copper foil and four dielectric layers (26, 41, 42, 43). The conductor layers are used as a patch 23, a first ground electrode 44, a first wiring layer 45, a second ground electrode 46, and a second wiring layer 47 in this order from the top. In the present embodiment, as shown in FIG. 17, four patches 23 are formed in an array of 2 rows and 2 columns, forming an array antenna. In the present embodiment, the power supply wiring to each patch 23 is formed on the first wiring layer 45 located on the opposite side of the patch 23 with the first ground electrode 44 interposed therebetween. Wiring layer 4
Since the first ground electrode 44 and the second ground electrode 46 exist above and below the fifth patch 5, the radiation from the power supply wiring to each patch 23 formed on the wiring layer 45 radiates from the patch 23.
Can be prevented from being superimposed on the radiation from

【0028】また、本実施の形態において、各導体層間
は、ビアホール(48,49,50,51)により電気
的に接続されている。本実施の形態では、高周波回路モ
ジュール21や、ディスクリート部品22などは第2の
配線層47もしくは誘電体層43の上に配置している。
これらの部品間は第2の配線層47に形成した配線によ
って接続されている。第2の配線層47における配線パ
タンなどは、前述の実施の形態1と同様な構成で良い。
本実施の形態では、各パッチへの給電配線を、第1の配
線層45に形成したが、それらを第2の配線層47に形
成し、高周波回路モジュール21や、ディスクリート部
品22などを接続する配線を、第1の配線層45に形成
しても良いことは言うまでもない。
In this embodiment, the respective conductor layers are electrically connected by via holes (48, 49, 50, 51). In the present embodiment, the high-frequency circuit module 21, the discrete component 22, and the like are arranged on the second wiring layer 47 or the dielectric layer 43.
These components are connected by wiring formed on the second wiring layer 47. The wiring pattern and the like in the second wiring layer 47 may have the same configuration as in the first embodiment.
In the present embodiment, the power supply wiring to each patch is formed on the first wiring layer 45, but these are formed on the second wiring layer 47 and connected to the high-frequency circuit module 21, the discrete component 22, and the like. It goes without saying that the wiring may be formed in the first wiring layer 45.

【0029】この場合は、各パッチ23への給電配線を
第2の配線層47に形成することになるが、それらの給
電配線に影響を及ぼさないところに、高周波回路モジュ
ール21やディスクリート部品22を配置する必要があ
る。またこの場合も、アンテナ素子一体型高周波回路モ
ジュールと外部回路とをつなぐための接続端子19は、
第2の配線層47に形成する、もしくは、図18に示す
ように基板40の端面に形成すると、外部回路との接続
が容易になる利点がある。本実施の形態におけるアンテ
ナは、4個のパッチからなるアレーアンテナであるた
め、基板40の面積は第一並びに第二の実施の形態に比
較して約4倍の大きさになったが、高周波回路モジュー
ル21の大きさは、前述の実施の形態1,2と略同様で
良い。したがって、高周波回路モジュール21に必要以
上の面積を要することもなく、低価格のアンテナ素子一
体型高周波回路モジュールを実現することができる。
In this case, the power supply wiring to each of the patches 23 is formed in the second wiring layer 47, but the high-frequency circuit module 21 and the discrete component 22 are provided so as not to affect the power supply wiring. Need to be placed. Also in this case, the connection terminal 19 for connecting the antenna element integrated high-frequency circuit module and the external circuit is
When formed on the second wiring layer 47 or on the end face of the substrate 40 as shown in FIG. 18, there is an advantage that connection with an external circuit is facilitated. Since the antenna according to the present embodiment is an array antenna including four patches, the area of the substrate 40 is about four times larger than the first and second embodiments. The size of the circuit module 21 may be substantially the same as in the first and second embodiments. Therefore, an inexpensive antenna element-integrated high-frequency circuit module can be realized without requiring an unnecessary area for the high-frequency circuit module 21.

【0030】以上は、アンテナを含む基板(20,3
0,40)を変化させた場合に、同一の高周波回路モジ
ュール21を用いて、高性能・低価格のアンテナ素子一
体型高周波回路モジュールを実現した実施の形態につい
て述べたが、アンテナを含む基板を同一にして、高周波
回路モジュールの性能を変化させて、各種のアンテナ素
子一体型高周波回路モジュールを提供できることは明白
である。例えば、送信アンテナと受信アンテナを別々に
設ける場合は、アンテナを含む基板の構成は略同じに
し、構成要素が異なる高周波回路モジュールを各々の基
板に積層すれば良い。
The above is the description of the substrate including the antenna (20, 3).
0, 40), an embodiment in which the same high-frequency circuit module 21 is used to realize a high-performance and low-cost antenna element-integrated high-frequency circuit module has been described. Obviously, it is possible to provide various antenna element integrated type high frequency circuit modules by changing the performance of the high frequency circuit module in the same manner. For example, when a transmitting antenna and a receiving antenna are provided separately, the structure of a substrate including the antenna may be substantially the same, and a high-frequency circuit module having different components may be stacked on each substrate.

【0031】このように、本発明によれば、まず、高周
波回路モジュール21を必要面積だけの大きさとしたの
で、低価格のアンテナ素子一体型高周波回路モジュール
を提供できる。また、アンテナ素子と高周波回路モジュ
ール21を別々に設計できるため、両者の設計自由度も
向上する。また、種々の性能を有するアンテナ素子一体
型高周波回路モジュールを低価格で実現することができ
る。また、アンテナ素子を含む基板、もしくは、高周波
回路モジュール21のどちらか一方が壊れた場合は、そ
の壊れた方のみを付けかえれば良いため、部品を無駄に
することがない。以上、本発明者によってなされた発明
を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発
明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は勿論である。
As described above, according to the present invention, first, the high-frequency circuit module 21 has only a required area, so that a low-cost antenna element-integrated high-frequency circuit module can be provided. Further, since the antenna element and the high-frequency circuit module 21 can be designed separately, the degree of freedom in designing both can be improved. In addition, an antenna element-integrated high-frequency circuit module having various performances can be realized at a low price. Further, when either the substrate including the antenna element or the high-frequency circuit module 21 is broken, only the broken one needs to be replaced, so that no parts are wasted. As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Of course, it is.

【0032】[0032]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。本発明のアンテナ素子一体型高周波回
路モジュールによれば、小型化を図り、かつ、コストを
低減でき、作業性を向上させることが可能となる。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the antenna element integrated type high frequency circuit module of this invention, size reduction can be achieved, cost can be reduced, and workability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1のアンテナ素子一体型高
周波回路モジュールの要部断面構造を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a main part of an antenna element-integrated high-frequency circuit module according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1のアンテナ素子一体型高
周波回路モジュールを、配線側からみた上面図である。
FIG. 2 is a top view of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the first embodiment of the present invention, as viewed from a wiring side.

【図3】本発明の実施の形態1のアンテナ素子一体型高
周波回路モジュールの回路構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態1の高周波回路モジュール
を説明するための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the high-frequency circuit module according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態1のアンテナ素子一体型高
周波回路モジュールの変形例を、配線側からみた上面図
である。
FIG. 5 is a top view of a modification of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the first embodiment of the present invention, as viewed from the wiring side;

【図6】分布定数型のフィルタ回路を用いた平面アンテ
ナを示す上面図である。
FIG. 6 is a top view showing a planar antenna using a distributed constant type filter circuit.

【図7】図6に示すA−B線に沿った断面構造を示す要
部断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a principal part showing a cross-sectional structure along the line AB shown in FIG. 6;

【図8】本発明の実施の形態1のアンテナ素子一体型高
周波回路モジュールの変形例の要部断面構造を示す断面
図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a main part cross-sectional structure of a modification of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the first embodiment of the present invention;

【図9】本発明の実施の形態1のアンテナ素子一体型高
周波回路モジュールの変形例の要部断面構造を示す断面
図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a main part cross-sectional structure of a modification of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the first embodiment of the present invention;

【図10】本発明の実施の形態1のアンテナ素子一体型
高周波回路モジュールの変形例の要部断面構造を示す断
面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a main part cross-sectional structure of a modification of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the first embodiment of the present invention;

【図11】本発明の実施の形態1のアンテナ素子一体型
高周波回路モジュールの変形例の要部断面構造を示す断
面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a main part cross-sectional structure of a modification of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the first embodiment of the present invention;

【図12】本発明の実施の形態1のパッチの形状の一例
を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the shape of a patch according to the first embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態1のパッチの形状の一例
を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a patch shape according to the first embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態2のアンテナ素子一体型
高周波回路モジュールの要部断面構造を示す断面図であ
る。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a main-portion cross-sectional structure of an antenna element-integrated high-frequency circuit module according to Embodiment 2 of the present invention;

【図15】本発明の実施の形態2のパッチの形状の一例
を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a patch shape according to the second embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施の形態3のアンテナ素子一体型
高周波回路モジュールの要部断面構造を示す断面図であ
る。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a main-portion cross-sectional structure of an antenna element-integrated high-frequency circuit module according to Embodiment 3 of the present invention;

【図17】本発明の実施の形態3のパッチの形状の一例
を示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a patch shape according to the third embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施の形態3のアンテナ素子一体型
高周波回路モジュールの変形例の要部断面構造を示す断
面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a main part cross-sectional structure of a modification of the antenna element-integrated high-frequency circuit module according to the third embodiment of the present invention.

【図19】アンテナ部分と高周波回路部分を一体化した
従来の構造を示す要部断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view of a main part showing a conventional structure in which an antenna part and a high-frequency circuit part are integrated.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A…アンテナ回路基板、B…高周波回路基板、P0,P
1,P2…給電点、1,23,63…アンテナ素子(パ
ッチ)、2…接地導体、3…給電配線、4,5,28,
29,32,33,48,49,50,51,74…ビ
アホール、6,70…伝送線路、7…ショートスタブ、
8,9…誘電体基板、10…レセプタクル、18…ジャ
ンパー配線、19…接続端子、20,30,40…基
板、21…高周波回路モジュール、22…ディスクリー
ト部品、24…接地電極、25…配線、26,27,3
1,41,42,43…誘電体層、44…第1の接地電
極、45…第1の配線層、46…第2の接地電極、47
…第2の配線層、62…第1の誘電体基板、64…高周
波線路、67…第2の誘電体基板、68…キャビティ、
69…高周波回路デバイス、101…スイッチ、102
…低雑音増幅器、103…電力増幅器、104,105
…バンドパスフィルタ、106,107…ミキサ、10
8…逓倍器、109…フェーズロックループ(PLL)
モジュール、110…水晶発振器、120…MMICチ
ップ、121…パッケージ、122…端子部、130…
樹脂層、131…保護部材(フタ)。
A: antenna circuit board, B: high-frequency circuit board, P0, P
1, P2 ... feeding point, 1, 23, 63 ... antenna element (patch), 2 ... ground conductor, 3 ... feeding wiring, 4, 5, 28,
29, 32, 33, 48, 49, 50, 51, 74: via hole, 6, 70: transmission line, 7: short stub,
8, 9 dielectric substrate, 10 receptacle, 18 jumper wiring, 19 connection terminal, 20, 30, 40 substrate, 21 high frequency circuit module, 22 discrete component, 24 ground electrode, 25 wiring, 26,27,3
1, 41, 42, 43: dielectric layer, 44: first ground electrode, 45: first wiring layer, 46: second ground electrode, 47
, A second wiring layer, 62, a first dielectric substrate, 64, a high-frequency line, 67, a second dielectric substrate, 68, a cavity,
69 high frequency circuit device, 101 switch, 102
... Low noise amplifier, 103 ... Power amplifier, 104, 105
... bandpass filters, 106, 107 ... mixer, 10
8. Multiplier, 109 ... Phase lock loop (PLL)
Module, 110: Crystal oscillator, 120: MMIC chip, 121: Package, 122: Terminal, 130 ...
Resin layer, 131 ... Protective member (lid).

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘電体層と、少なくともアンテナ素子が
形成される導体層とを有する基板と、 少なくとも1つの半導体素子を含み、前記基板に搭載さ
れる高周波回路モジュールとを有することを特徴とする
アンテナ素子一体型高周波回路モジュール。
1. A substrate having a dielectric layer, a conductor layer on which at least an antenna element is formed, and a high-frequency circuit module including at least one semiconductor element and mounted on the substrate. High frequency circuit module with integrated antenna element.
【請求項2】 前記高周波回路モジュールは、前記アン
テナ素子に励振電力を供給するとともに前記アンテナ素
子からの受信電力が入力される高周波回路の一部を構成
し、 前記高周波回路は、不要波を除去するフィルタ回路を含
み、 前記フィルタ回路は、前記高周波回路モジュールとは異
なる位置で前記基板に搭載されるフィルタ素子で構成さ
れることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ素子一
体型高周波回路モジュール。
2. The high-frequency circuit module constitutes a part of a high-frequency circuit that supplies excitation power to the antenna element and receives input power from the antenna element, and the high-frequency circuit removes unnecessary waves. The antenna device-integrated high-frequency circuit module according to claim 1, wherein the filter circuit includes a filter element mounted on the substrate at a different position from the high-frequency circuit module. .
【請求項3】 前記基板は、前記アンテナ素子が設けら
れる第1の導体層と、 接地電極が設けられる第2の導体層と、 複数の配線が設けられる第3の導体層と、 前記第1の導体層と前記第2の導体層との間に設けられ
る第1の誘電体層と、 前記第2の導体層と前記第3の導体層との間に設けられ
る第2の誘電体層とで構成され、 前記高周波回路モジュールは、端子部が前記配線の一部
と電気的・機械的に接続されて、前記第2の誘電体層
上、若しくは前記第3の導体層上に搭載され、 前記アンテナ素子と、前記配線の一部とは、第1の誘電
体層と第2の誘電体層に形成されるビアホールにより電
気的に接続され、 前記接地電極と、前記配線の一部とは、前記第2の誘電
体層に形成されるビアホールにより電気的に接続されて
いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
アンテナ素子一体型高周波回路モジュール。
3. The substrate includes: a first conductor layer on which the antenna element is provided; a second conductor layer on which a ground electrode is provided; a third conductor layer on which a plurality of wirings are provided; A first dielectric layer provided between the second conductive layer and the second conductive layer; a second dielectric layer provided between the second conductive layer and the third conductive layer; Wherein the high-frequency circuit module has a terminal portion electrically and mechanically connected to a part of the wiring, and is mounted on the second dielectric layer or the third conductor layer, The antenna element and a part of the wiring are electrically connected by a via hole formed in a first dielectric layer and a second dielectric layer. The ground electrode and a part of the wiring are , Electrically connected by via holes formed in the second dielectric layer. Antenna elements integrated high-frequency circuit module according to claim 1 or claim 2,.
【請求項4】 前記第2の誘電体層の厚さが、前記第1
の誘電体層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項3
に記載のアンテナ素子一体型高周波回路モジュール。
4. The method according to claim 1, wherein the thickness of the second dielectric layer is equal to the first dielectric layer.
4. The method according to claim 3, wherein the thickness is smaller than the thickness of the dielectric layer.
4. The high frequency circuit module with an integrated antenna element according to claim 1.
【請求項5】 少なくとも前記高周波回路モジュールの
前記基板と対向する面と反対側の面は、樹脂層、あるい
は保護部材で覆われていることを特徴とする請求項1な
いし請求項4のいずれか1項に記載のアンテナ素子一体
型高周波回路モジュール。
5. The high frequency circuit module according to claim 1, wherein at least a surface of the high frequency circuit module opposite to a surface facing the substrate is covered with a resin layer or a protective member. Item 2. An antenna element-integrated high-frequency circuit module according to item 1.
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