JP2002344346A

JP2002344346A - 移動体通信機器用モジュール

Info

Publication number: JP2002344346A
Application number: JP2001152402A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takatani; 稔高谷; Toshiichi Endo; 敏一遠藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2002-11-29
Anticipated expiration: 2021-05-22
Also published as: JP3750796B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マルチバンド方式の少なくともフロントエンド
モジュールを含む移動体通信機器用モジュールを実現す
る際に、歩留りが高く、かつ信頼性が確保できると共
に、小型化が図れるものを提供する。【解決手段】樹脂または樹脂と機能材料粉末を混合した
複合材料によって多層構造に構成されている基板８と、
該基板８に内蔵または搭載された半導体部品１９とを備
える。そして、フロントエンドモジュールまたはフロン
トエンドモジュールを含むマルチバンド方式の移動体通
信機器用モジュールを構成する。アンテナに接続される
ダイプレクサ７をセラミックチップにより構成する。ま
た、このダイプレクサ７を基板８に内蔵する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの移
動体通信機器やローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡ
Ｎ）等に使用するモジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】特許第２９８３０１６号公報には、マル
チバンド方式の高周波スイッチモジュールとして、アン
テナに接続されるダイプレクサと、送受切換え用高周波
スイッチを１つのチップ内に構成して小型化したものが
開示されている。前記チップは、グリーンシートの積
層、焼成により作製される積層体基板内に積層構造によ
りダイプレクサを形成し、かつ該基板に半導体チップや
容量の大きなコンデンサなどを搭載している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のモジュール
においては、多くの受動素子を積層構造の基板により実
現しているので、セラミックの焼成時に基板にそりやク
ラックが発生しやすく、また、誘電体材料と磁性体材料
のように異なる材質を同時に焼成するとさらにそりやク
ラックが発生しやすくなるので、歩留りが悪くなるとい
う問題点がある。

【０００４】一方、樹脂または樹脂に誘電体粉末または
磁性体粉末などの機能材料粉末を混合した複合材料を積
層体基板に用いた場合、樹脂は吸湿性が高いため、経年
により特性が劣化するおそれがある。特に、ダイプレク
サは、アンテナに接続される部分であって、損失は極力
小さくする必要があり、経年劣化が少ないことが求めら
れるため、吸湿性による特性の経年劣化は致命的とな
る。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
マルチバンド方式の少なくともフロントエンドモジュー
ルを含む移動体通信機器用モジュールを実現する際に、
歩留りが高く、かつ信頼性が確保できると共に、小型化
が図れるものを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の移動体通信機
器用モジュールは、樹脂または樹脂と機能材料粉末を混
合した複合材料によって多層構造に構成されている基板
と、該基板に内蔵または搭載された半導体部品とを備え
て少なくともフロントエンドモジュールを構成するマル
チバンド方式の移動体通信機器用モジュールであって、
アンテナに接続されるダイプレクサをセラミックチップ
により構成したことを特徴とする。

【０００７】このように、アンテナに接続されるダイプ
レクサをセラミックチップにより構成すれば、セラミッ
クチップは吸湿性が低く、このため経年変化が少なく、
特性が安定する。また、基板は樹脂または樹脂と機能材
料粉末との積層構造で実現されるため、内蔵素子が多く
かつ異なる材質の積層構造でもセラミック積層焼結体に
比較してそりやクラックが生じにくく、歩留りが向上す
る。また、ダイプレクサを含む少なくともマルチバンド
方式のフロントエンドモジュールが１つのチップとして
構成されるので、小型化が達成できる。

【０００８】請求項２の移動体通信機器用モジュール
は、請求項１において、前記ダイプレクサを前記基板内
に埋設したことを特徴とする。

【０００９】このように、チップであるダイプレクサを
基板に内蔵することにより、さらなる小型化が図れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明による移動体通信機
器用モジュールを実現するブロック回路の一例図であ
る。本実施の形態は、ＧＳＭ方式（９００ＭＨｚ帯）と
ＤＣＳ方式（１．８ＧＨｚ帯）に兼用されるもので、フ
ロントエンドモジュールを構成する例を示す。図１にお
いて、１はフロントエンドモジュール、２はアンテナ、
T１、T５はそれぞれＧＳＭ方式の送信回路、受信回路に
接続される端子電極、T１１、T７はそれぞれＤＣＳ方式
の送信回路、受信回路に接続される端子電極である。矢
印は各方式の信号の流れを示す。

【００１１】３、４はそれぞれＤＣＳ方式、ＧＳＭ方式
の送信信号中に含まれる高調波を除去するローパスフィ
ルタ、５はＤＣＳ方式の送受切換え用スイッチ、６はＧ
ＳＭ方式の送受切換え用スイッチ、７はＤＣＳ方式の信
号とＧＳＭ方式の信号を分離する分波回路として設けら
れたダイプレクサである。

【００１２】図２は前記フロントエンドモジュール１の
回路構成を説明する回路図である。図２において、Ｔ１
〜Ｔ１１は後述の積層体８（図３（Ａ）参照）の外側に
設けられる端子電極である。端子電極Ｔ９はアンテナへ
の端子電極であり、コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ１１とコンデ
ンサＣ１、Ｃ１１、Ｃ１２は分波回路である前記ダイプ
レクサ７を構成する。コイルＬ１とコンデンサＣ１から
端子電極Ｔ１１に至る側の回路（図面上、右側の回路）
がＤＣＳ方式に対応する回路である。コイルＬ１１とコ
ンデンサＣ１１から端子電極Ｔ１に至る回路（図面上、
左側の回路）がＧＳＭ方式に対応する回路である。

【００１３】右側のＤＣＳ方式に対応する回路におい
て、Ｔ１１はＤＣＳ方式の送信回路に接続される端子電
極である。Ｔ７はＤＣＳ方式の受信回路に接続される端
子電極である。Ｔ８、Ｔ１０はＤＣＳ方式の送受切換え
を行うための制御信号を加える端子電極である。コイル
Ｌ６とコンデンサＣ６〜Ｃ８は前記ローパスフィルタ３
を構成する。ダイオードＤ１、Ｄ２と、コイルＬ３〜Ｌ
５と、コンデンサＣ２〜Ｃ５、Ｃ９は送受信切換えスイ
ッチ５を構成する。

【００１４】また、左側のＧＳＭ方式に対応する回路に
おいて、Ｔ１はＧＳＭ方式の送信回路に接続される端子
電極である。Ｔ５はＧＳＭ方式の受信回路に接続される
端子電極である。Ｔ２、Ｔ４はＧＳＭ方式の送受切り換
えを行うための制御信号を加える端子電極である。コイ
ルＬ１４とコンデンサＣ１７〜Ｃ１９はローパスフィル
タ４を構成する。また、ダイオードＤ１１、Ｄ１２とコ
イルＬ１２、Ｌ１３とコンデンサＣ１３〜Ｃ１６は送受
信切換えスイッチ６を構成する。

【００１５】図３（Ａ）は本実施の形態のモジュールの
全体構成を示す斜視図であり、側面部に設けられる端子
電極は図示を省略している。図３（Ｂ）は該モジュール
の層構造図である。また、図４（Ａ）は該モジュールの
断面図、図４（Ｂ）は該モジュールに埋設されるダイプ
レクサチを示す斜視図、図４（Ｃ）はその層構造図であ
る。

【００１６】該フロントエンドモジュールは、積層体
（ベース基板）８と、該積層体８上に搭載した前記ダイ
オードＤ１、Ｄ２等の半導体部品１９とからなる。搭載
部品としては、高容量コンデンサやインダクタあるいは
抵抗等の受動素子１９Ａを設ける場合もある。またこれ
らの搭載部品は積層体８に内蔵する場合もある。

【００１７】積層体８は、図３（Ｂ）、図４（Ａ）に示
すように、必要に応じてガラスクロスを埋設した樹脂ま
たは樹脂に誘電体粉末を混合した低誘電率層９ａ〜９ｇ
と、必要に応じてガラスクロスを埋設した樹脂または樹
脂に誘電体粉末を混合した高誘電率層１０ａ、１０ｂと
を、各層間にインダクタ導体１１、１４やコンデンサ電
極１２、１５を形成して一体に積層してなる。１６は積
層体８の底面に形成したグランド電極、１７は前記は半
導体部品１９を固着するランドである。

【００１８】２０は前記積層体８内に設けるキャビティ
であり、該キャビティ２０にはセラミックチップでなる
ダイプレクサ７が埋設される。該ダイプレクサ７は、図
４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、セラミックグリーンシ
ートからなる層２１ａ〜２１ｆからなり、これらのグリ
ーンシートに、グランド電極１８、インダクタ導体２
２、コンデンサ電極２３、ビアホール導体２４をＡｇ、
ＣｕまたはＡｇ−Ｐｄ等を用いて印刷等によって形成
し、これらを積み重ね、仮スタックし、熱プレスするこ
とによって一体化し、切断、焼成、端子電極形成を行っ
てチップとしてのダイプレクサ７を作製する。なおこの
セラミックチップは、グリーンシートを用いるのではな
く、誘電体ペーストまたはおよび磁性体ペーストと導体
とを交互に印刷して層構成する印刷法により作製しても
よい。

【００１９】図５は前記チップ状としたダイプレクサ７
を基板１内に内蔵する工程を示す図である。図５（Ａ）
に示すように、銅箔２５に接着シート２６を貼付け、チ
ップ７の底面の端子を接続するためのランド２７を、レ
ーザによる孔あけと、その孔に半田ペーストを塗布して
形成する。次に図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ラン
ド２７上にチップ７を搭載する。

【００２０】また、図５（Ｃ）に示すように、チップ７
の位置にチップ７と同じサイズあるいはそれよりやや大
きいサイズのキャビティ２０を形成した前記低誘電率層
９ｂ〜９ｄとなる３層を一体化したコア基板を用意し、
図５（Ｄ）に示すように、該キャビティ２０をチップ７
に嵌めて前記接着シート２６上にこのコア基板を重ね
る。ここで、低誘電率層９ｂ〜９ｄを形成する３層のコ
ア基板の厚みは、チップ７とほぼ同じかあるいはそれ以
上とする。

【００２１】次に図５（Ｄ）に示すように、前記３層の
コア基板上に、前記低誘電率層９ａとなるプリプレグを
重ね、熱プレスし、後述のように、そのプリプレグの流
動性によりチップ７の上面や側面の隙間をプリプレグに
よって埋める。

【００２２】次に図５（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、銅
箔３０を接着シート２９により貼付ける。

【００２３】その後、上下の銅箔２５、３０をプリント
基板の一般的な工法でエッチングによりパターニングす
る。この場合、上方の銅箔３０のエッチングにより前記
ランド１７が形成され、下方の銅箔２５のエッチングに
よりチップを接続する等の役目を有する配線パターンが
形成される。

【００２４】なお、前記低誘電率層９ａ〜９ｇには、好
ましくは比誘電率が２．５〜５．０のものを用いる。ま
た、高誘電率層１０ａ、１０ｂには好ましくは比誘電率
が１５．０〜３０．０のものを用いる。本実施の形態に
おいては、低誘電率層９ａ〜９ｇには、難燃剤を混合し
かつガラスクロスを埋設したビニルベンジル樹脂で比誘
電率が３．５で厚みが１００μｍのものを用いた。ま
た、高誘電率層１０ａ〜１０ｄにはチタン酸バリウムで
なる誘電率粉末および難燃剤を混合しかつガラスクロス
を埋設したエポキシ樹脂で比誘電率が２０で厚みが６０
μｍのものを用いた。

【００２５】なお、樹脂としては、上記のもののほか、
フェノール樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ
レジン）、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）等が
用いられる。また、これらの樹脂に混合する誘電体粉末
としては、上記のほか、例えばＣａＴｉＯ_３系、ＳｒＴ
ｉＯ_３系、ＢａＴｉＯ_３−ＢａＺｒＯ_３系、ＢａＯ−Ｔ
ｉＯ_２−Ｎｄ_２Ｏ_３系、ＢａＯ−４ＴｉＯ_２系等のセラ
ミック誘電体粉末や、誘電体単結晶粉末、誘電体皮膜を
有する金属粉末等が用いられる。また、低誘電率層９ａ
〜３０ｇを構成するものとして、誘電体粉末を混合した
ものを用いてもよく、この低誘電率層用誘電体粉末とし
ては、アルミナ系等のセラミック誘電体粉末、誘電体単
結晶粉末、誘電体皮膜を有する金属粉末等が用いられ
る。勿論本発明において用いる誘電体粉末、樹脂はこれ
らの材質のものに限定されない。

【００２６】この積層体は、前記複合材料でなるプリプ
レグに銅箔を貼着け、半硬化させて複数個の積層体分の
導体パターンが形成されるようにエッチングした後、次
に新たにプリプレグ、銅箔を貼着けてエッチングすると
いう工程を繰り返すか、あるいはガラスクロスを用いな
いビルドアップ工法や導体形成に厚膜印刷工法や薄膜形
成方法を用いることができる。

【００２７】また、インダクタ形成部分には磁性体粉末
を樹脂に混合した磁性層を構成してもよく、樹脂に混合
する磁性体粉末としては、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系、Ｎｉ−
Ｚｎ系等のフェライト粉末、金属磁性粉末、磁性単結晶
粉末、絶縁皮膜を有する磁性金属粉末等が用いられる。

【００２８】また、ランド１７や配線パターン、インダ
クタ導体１１、１４、コンデンサ電極１２、１５などの
導体としては、銅以外に、銀、ニッケル、錫、亜鉛、ア
ルミニウムなどを用いることができる。

【００２９】以上に説明したように、アンテナに接続さ
れるダイプレクサ７をセラミックチップにより構成すれ
ば、セラミックチップは吸湿性が低く、このため経年変
化が少なく、特性が安定する。また、基板は樹脂または
樹脂と機能材料粉末との積層構造で実現されるため、内
蔵素子が多くかつ異なる材質の積層構造でもセラミック
積層焼結体に比較してそりやクラックが生じにくく、歩
留りが向上する。また、ダイプレクサを含む少なくとも
マルチバンド方式のフロントエンドモジュールが１つの
チップとして構成されるので、小型化が達成できる。ま
た、前記ダイプレクサ７を前記積層体８内に埋設するこ
とにより、さらなる小型化が図れる。

【００３０】本発明を実施する場合、ダイプレクサチッ
プ７以外に半導体部品や受動素子を積層体８内に埋め込
んでもよい。また、本発明のモジュールは、移動体通信
機器のダイプレクサ、スイッチ、フィルタからなるフロ
ントエンドモジュール以外に、送信回路や受信回路等の
全部あるいは一部等の他の部分を含むように構成しても
よい。

【００３１】

【発明の効果】請求項１によれば、アンテナに接続され
るダイプレクサをセラミックチップにより構成したもの
であり、セラミックチップは吸湿性が低く、このため経
年変化が少なく、特性が安定する。また、基板は樹脂ま
たは樹脂と機能材料粉末との積層構造で実現されるた
め、内蔵素子が多くかつ異なる材質の積層構造でもセラ
ミック積層焼結体に比較してそりやクラックが生じにく
く、歩留りが向上する。また、ダイプレクサを含む少な
くともマルチバンド方式のフロントエンドモジュールが
１つのチップとして構成されるので、小型化が達成でき
る。

【００３２】請求項２によれば、チップであるダイプレ
クサを基板に内蔵したので、さらなる小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による移動体通信機器用モジュールを実
現するブロック回路の一例図である。

【図２】図１の移動体通信機器用モジュールを実現する
等価回路の一例図である。

【図３】（Ａ）は本実施の形態のモジュールの全体構成
を示す斜視図、（Ｂ）は該モジュールの層構造図であ
る。

【図４】（Ａ）は該モジュールの断面図、（Ｂ）は該モ
ジュールに埋設されるダイプレクサを示す斜視図、
（Ｃ）はその層構造図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｆ）は本実施の形態の製造工程の一
部を示す工程図である。

【符号の説明】

１：フロントエンドモジュール、２：アンテナ、３、
４：ローパスフィルタ、５、６：スイッチ、７：ダイプ
レクサ、８：積層体、９ａ〜９ｇ：低誘電率層、１０
ａ、１０ｂ：高誘電率層、１１、１４：インダクタ導
体、１２、１５：コンデンサ電極、１６：グランド電
極、１７：ランド、１８：グランド電極、１９：半導体
部品、１９Ａ：受動素子、２０：キャビティ、２１ａ〜
２１ｆ：層、２２：インダクタ導体、２３：コンデンサ
電極、２４：ビアホール導体、２５：銅箔、２６：接着
シート、２７：ランド、２９：接着シート、３０：銅箔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂または樹脂と機能材料粉末を混合した
複合材料によって多層構造に構成されている基板と、該
基板に内蔵または搭載された半導体部品とを備えて少な
くともフロントエンドモジュールを構成するマルチバン
ド方式の移動体通信機器用モジュールであって、アンテナに接続されるダイプレクサをセラミックチップ
により構成したことを特徴とする移動体通信機器用モジ
ュール。
【請求項２】請求項１の移動体通信機器用モジュールに
おいて、前記ダイプレクサを前記基板内に埋設したことを特徴と
する移動体通信機器用モジュール。