JP2005101367A - High-frequency module and communication equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency module which can suppress the heat generated by a power amplifier, can sufficiently radiate the heat, and can be reduced in height, and in which a passive component, such as the surface acoustic wave element etc., can be loaded together with the power amplifier; and to provide a communication terminal using the module. <P>SOLUTION: The high-frequency module is constituted by mounting a power amplifying element 5 and the passive component 6 on the surface of a dielectric substrate 2 formed by laminating dielectric layers A upon another, and, at the same time, by providing heat sinks 9 in the dielectric substrate 2 immediately under the mounting section of the power amplifying element 5 through the substrate 2 from the front surface side to the rear surface side. The minimum diameters of the heatsinks 9 in their cross sections are adjusted to become three times or more larger than the thicknesses t of the dielectric layers A. It is particularly preferable that the dielectric substrate 2 is composed of the laminate of conjugated materials A formed by embedding at least conductor layers in dielectric layers having thicknesses t of ≤0.1 mm in identical thicknesses, and the minimum diameters of the cross sections of the heatsinks 9 are ≥0.3 mm. It is also preferable that the heatsinks 9 are composed of mixtures of conductor phases 11 and dielectric phases 10. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、携帯電話等の移動体通信端末、無線LAN、WLL(Wireless Local Loop)等の通信機器に用いられる送信用の高周波モジュールに関し、特に組立工数の削減ならびに小型化を可能とした高周波モジュールに関するものである。   The present invention relates to a high-frequency module for transmission used in communication equipment such as a mobile communication terminal such as a mobile phone, wireless LAN, and WLL (Wireless Local Loop), and more particularly, a high-frequency module capable of reducing assembly man-hours and downsizing. It is about.

近年、アナログあるいはデジタル携帯電話等の移動体通信機などに使用される半導体デバイスや電子部品に対する小型化・軽量化の要望が強くなっている。中でも送信部に用いられる高周波用電力増幅器は、電力増幅用トランジスタの小型化、モジュール化が進んでおり、高周波用電力増幅器から発生する熱によって、その部品のみならず、周囲の部品の特性に影響を及ぼすために、大電力出力時に放熱性を高めることが望まれている。   In recent years, there is a strong demand for miniaturization and weight reduction of semiconductor devices and electronic components used in mobile communication devices such as analog or digital mobile phones. In particular, high-frequency power amplifiers used in transmitters are becoming smaller and more modular in power amplification transistors, and the heat generated from high-frequency power amplifiers affects not only the components but also the characteristics of surrounding components. Therefore, it is desired to improve heat dissipation at the time of high power output.

また、このような高周波用電力増幅器に対する放熱対策としては、絶縁基板上に搭載された発熱性素子の直下に、絶縁基板に形成した貫通穴内に放熱体を嵌め込んだり(特許文献1)、絶縁基板に放熱用のバイアホールを設ける(特許文献2,3)ことによって、発熱性素子から発生した熱を基板の裏面に放熱させることが提案されている。
特開2001−68615 特開平9−283700号 特開2003−100989
As a heat dissipation measure for such a high-frequency power amplifier, a heat radiator is fitted in a through hole formed in the insulating substrate immediately below the heat-generating element mounted on the insulating substrate (Patent Document 1). It has been proposed to dissipate heat generated from a heat-generating element to the back surface of the substrate by providing a via hole for heat dissipation in the substrate (Patent Documents 2 and 3).
JP 2001-68615 A JP-A-9-283700 JP2003-1000098

高周波モジュールでは、小型化とともに低コスト化が求められており、その中で、高周波用電力増幅器とともに、弾性表面波素子、FBAR、アンテナスイッチ部品などの受動部品を実装搭載することも提案されているが、受動部品は、熱によって高周波特性が変化しやすいために、このような受動部品を搭載する場合には、熱の影響を最小化することが必要である。   High-frequency modules are required to be reduced in size and cost, and among them, it is also proposed to mount and mount passive components such as surface acoustic wave elements, FBARs, and antenna switch components together with high-frequency power amplifiers. However, since passive components easily change their high-frequency characteristics due to heat, it is necessary to minimize the influence of heat when mounting such passive components.

しかしながら、特許文献1のように、放熱用金属ブロックを基板内に嵌め込む構造では、気密性を損なうことなく金属ブロックを精度よくはめ込み、また接合工程も必要となる結果、工程が煩雑となり、コストの上昇は避けられなかった。   However, in the structure in which the metal block for heat dissipation is fitted into the substrate as in Patent Document 1, the metal block is fitted with high accuracy without impairing the airtightness, and a joining process is required, resulting in complicated processes and cost. The rise of was inevitable.

また、特許文献2、3のように、放熱用ビアホールを設ける構造では、通常、絶縁層に形成した貫通穴に導体ペーストを充填することによって放熱用バイアホールを形成するが、貫通穴の大きさが絶縁層の厚みに対して、大きくなりすぎると、導体ペーストが貫通穴から流れ出るために、絶縁層の厚みを厚くしなければ、孔径の大きな放熱用バイアホールを形成することができないために絶縁層の厚みも大きくならざる得なかった。   In addition, as in Patent Documents 2 and 3, in a structure in which a heat radiating via hole is provided, a heat radiating via hole is usually formed by filling a through hole formed in an insulating layer with a conductive paste. If the thickness of the insulating layer is too large, the conductor paste will flow out of the through hole. Therefore, if the insulating layer is not thickened, a heat radiating via hole with a large hole diameter cannot be formed. The thickness of the layer was inevitably increased.

その結果、モジュールの小型と高密度配線化に対応するためには、絶縁層の層数も多くする必要があるために、モジュール自体の全体厚みが厚くなってしまうために、自ずと放熱用バイアホールの口径を大きくするにも限界があった。   As a result, in order to cope with the miniaturization and high-density wiring of the module, since it is necessary to increase the number of insulating layers, the entire thickness of the module itself is increased. There was a limit to increasing the diameter of the.

本発明は上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力増幅器による発熱を抑え、充分な放熱性を有し、電力増幅器とともに弾性表面波素子などの受動部品の搭載可能で且つ低背化が可能な高周波モジュールおよびそれを用いた通信端末を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and its purpose is to suppress heat generation by the power amplifier, to have sufficient heat dissipation, and to mount passive components such as surface acoustic wave elements together with the power amplifier. An object of the present invention is to provide a high-frequency module that can be reduced in height and a communication terminal using the same.

本発明の高周波モジュールは、誘電体層を積層してなる誘電体基板表面に、電力増幅素子と、受動部品とを実装、搭載してなるとともに、前記電力増幅素子実装部の直下の誘電体基板内に、基板表面側から基板裏面側に貫通する放熱体を設けてなり、前記誘電体層の厚みtに対して前記放熱体の断面における最小径が3倍以上であることを特徴とする。   The high-frequency module of the present invention has a power amplification element and a passive component mounted and mounted on a dielectric substrate surface formed by laminating dielectric layers, and a dielectric substrate directly below the power amplification element mounting portion. Inside, a heat radiating body penetrating from the substrate surface side to the substrate back surface side is provided, and the minimum diameter in the cross section of the heat radiating body is three times or more with respect to the thickness t of the dielectric layer.

なお、かかる高周波モジュールにおいては、前記受動部品として、弾性表面波素子、FBAR、アンテナスイッチ部品の群から選ばれる少なくとも1種を搭載する場合に好適である。   In addition, in this high frequency module, it is suitable when mounting at least 1 sort (s) chosen from the group of a surface acoustic wave element, FBAR, and an antenna switch component as said passive component.

さらに、前記誘電体基板上にが、ショットキーダイオード、検波ダイオード、検波IC、APCICの群から選ばれる少なくとも1種の出力検知用部品が実装されていてもよい。   Furthermore, on the dielectric substrate, at least one kind of output detection component selected from the group of a Schottky diode, a detection diode, a detection IC, and an APCID may be mounted.

本発明の高周波モジュールによれば、前記誘電体層の厚みtが0.1mm以下であること、また、前記放熱体の断面の最小径が0.3mm以上であることが、モジュールの高密度配線化とともに、放熱性を高める上で好適である。   According to the high frequency module of the present invention, the thickness t of the dielectric layer is 0.1 mm or less, and the minimum diameter of the cross section of the radiator is 0.3 mm or more. It is suitable for improving heat dissipation as well.

さらに、放熱体は、導体相と、誘電体相との混合体からなること、具体的には放熱体が、導体相を20〜80面積%、誘電体相80〜20面積%の混合体からなることが望ましい。これによって、放熱体の口径が大きくなることによって誘電体基板との熱膨張差に起因する応力の発生を抑制することができる。   Further, the radiator is composed of a mixture of a conductor phase and a dielectric phase. Specifically, the radiator is composed of a mixture of 20 to 80 area% conductor phase and 80 to 20 area% dielectric phase. It is desirable to become. As a result, it is possible to suppress the generation of stress due to the difference in thermal expansion from the dielectric substrate by increasing the diameter of the radiator.

また、放熱体の形状としては、前記放熱体の断面が、内部が誘電体相、周囲が導体相のドーナツ型の形状からなる、前記放熱体が、中心が導体相、周辺が導体を含有する誘電体相からなるドーナツ型形状からなる、前記放熱体が、前記誘電体相が前記導体相中に点在してなる、前記誘電体相が、前記導体相に対して平面的に点在している、前記誘電体相が、前記導体相に対して立体的に点在していることが応力の抑制を図る上で望ましい。   Further, as a shape of the heat radiating body, the cross section of the heat radiating body has a donut shape having a dielectric phase inside and a conductor phase around, the heat radiating body contains a conductor phase at the center and a conductor at the periphery. The heat dissipating body having a donut shape made of a dielectric phase, the dielectric phase being scattered in the conductor phase, and the dielectric phase being scattered in a plane with respect to the conductor phase. In order to suppress stress, it is desirable that the dielectric phase is three-dimensionally scattered with respect to the conductor phase.

また、前記誘電体基板は、厚みが0.1mm以下の誘電体層中に、少なくとも導体層が同じ厚みで埋設された複合体の積層体から形成することが好適であって、同様に、前記放熱体も、厚みが0.1mm以下の放熱体層の積層体によって形成されてなることが望ましい。かかる構成によれば、このような複合体を積層することによって、あらゆる複雑な形態の回路も容易に形成することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。   Further, the dielectric substrate is preferably formed from a composite laminate in which at least a conductor layer is embedded in the same thickness in a dielectric layer having a thickness of 0.1 mm or less. It is desirable that the radiator is also formed by a laminated body of radiator layers having a thickness of 0.1 mm or less. According to such a configuration, by laminating such composites, it is possible to easily form circuits of any complicated form, and to simplify the manufacturing process.

なお、上記の高周波モジュールを通信機器中に配置することによって、携帯端末等の小型化を図ることができる。   Note that by arranging the high-frequency module in a communication device, it is possible to reduce the size of a portable terminal or the like.

本発明の高周波モジュールによれば、電力増幅器から発生する熱をモジュール基板の背面に効率よく放散することができることから、従来よりも電力増幅器とともに、モジュール基板表面に、熱に対する特性劣化の大きい弾性表面波素子などの受動部品や出力制御回路素子を配置することが可能となる。その結果、小型で高性能な高周波モジュールを提供することができる。   According to the high frequency module of the present invention, the heat generated from the power amplifier can be efficiently dissipated to the back surface of the module substrate. Passive components such as wave elements and output control circuit elements can be arranged. As a result, a small and high-performance high-frequency module can be provided.

しかも、誘電体層の厚みを薄くすることによって、モジュールを高密度配線化することができるとともに、モジュールの低背化を図ることができる。   In addition, by reducing the thickness of the dielectric layer, the module can be formed with high-density wiring, and the height of the module can be reduced.

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の高周波モジュールの一実施例を示す断面図である。同図に示した高周波モジュール1において、2は誘電体基板であり、3は誘電体基板2表面や内部に形成された高周波線路や電極、4は高周波線路3同士を垂直方向に接続するための垂直導体、5は基板2上に実装された電力増幅器、6は誘電体基板2上に実装された受動部品、7は誘電体基板2上に実装されたチップ抵抗やチップコンデンサ等のチップ部品、8は誘電体基板2上に実装された出力検知制御部品、9は電力増幅器5下部の誘電体基板2内に形成された放熱体、10は放熱体内に設けた誘電体相、11は放熱体内に設けた導体相、12はボンディングワイヤである。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the high frequency module of the present invention. In the high-frequency module 1 shown in the figure, 2 is a dielectric substrate, 3 is a high-frequency line or electrode formed on the surface or inside of the dielectric substrate 2, and 4 is for connecting the high-frequency lines 3 to each other in the vertical direction. Vertical conductor 5 is a power amplifier mounted on the substrate 2, 6 is a passive component mounted on the dielectric substrate 2, 7 is a chip component such as a chip resistor or chip capacitor mounted on the dielectric substrate 2, 8 is an output detection control component mounted on the dielectric substrate 2, 9 is a heat radiator formed in the dielectric substrate 2 below the power amplifier 5, 10 is a dielectric phase provided in the heat radiator, and 11 is a heat radiator. A conductor phase 12 is a bonding wire.

かかる高周波モジュールにおいては、電力増幅器5の各電極(ソース・ゲート・ドレイン)と基板表面の高周波線路3とボンディングワイヤ11によって電気的に接続している。   In such a high-frequency module, each electrode (source, gate, drain) of the power amplifier 5 is electrically connected to the high-frequency line 3 on the surface of the substrate by a bonding wire 11.

一方、受動部品6、チップ部品7、出力検知制御部品8は、誘電体基板2上面に形成された高周波線路や電極3に半田等を用いて実装、搭載されている。   On the other hand, the passive component 6, the chip component 7, and the output detection control component 8 are mounted and mounted on a high-frequency line or electrode 3 formed on the upper surface of the dielectric substrate 2 using solder or the like.

なお、誘電体基板2上面に実装、搭載された電力増幅器5や、受動部品6、チップ部品7、出力検知制御部品8は絶縁性樹脂13によって封止されている。また、高周波モジュール1は、最終的に通信機器におけるマザーボード等の外部電気回路基板14の表面に、モジュール1の裏面に形成された電極3を半田等によって実装、搭載されている。   The power amplifier 5, the passive component 6, the chip component 7, and the output detection control component 8 mounted and mounted on the upper surface of the dielectric substrate 2 are sealed with an insulating resin 13. In addition, the high frequency module 1 is finally mounted with the electrodes 3 formed on the back surface of the module 1 by soldering or the like on the surface of an external electric circuit board 14 such as a mother board in a communication device.

本発明の配線基板2は、図1(b)に示すような少なくともセラミック誘電体材料を含有する誘電体層21aの一部に、金属層22aが該誘電体層21aを貫通して同じ厚みで形成されてなる複合体Aを基本成分とし、この複合体Aの積層体から構成されるものである。   In the wiring board 2 of the present invention, a metal layer 22a penetrates through the dielectric layer 21a and has the same thickness as a part of the dielectric layer 21a containing at least a ceramic dielectric material as shown in FIG. The composite A formed is a basic component, and is composed of a laminate of the composite A.

かかる構造の配線基板によれば、複合体Aの誘電体層21aおよび導体層22aのパターンを変化させることによって、誘電体層21aと導体層22aとが2次元、3次元に複雑に配置された構造を形成すれることができる。   According to the wiring board having such a structure, the dielectric layer 21a and the conductor layer 22a are complicatedly arranged two-dimensionally and three-dimensionally by changing the pattern of the dielectric layer 21a and the conductor layer 22a of the composite A. A structure can be formed.

また、導体層22aは誘電体層22aを平面方向に伸びることによって平面回路となる配線導体層や電極3を形成している。また、部分的に導体層22aを厚み方向に積み上げることにより、配線導体層、電極3同士を電気的に接続する垂直導体4や、導体層22aが放熱体層としても機能できるために、これを垂直方向に積層することによって、誘電体基板2の表面から裏面まで貫通した放熱体9を形成することができる。   Further, the conductor layer 22a forms a wiring conductor layer and an electrode 3 to be a planar circuit by extending the dielectric layer 22a in the planar direction. Further, by partially stacking the conductor layer 22a in the thickness direction, the wiring conductor layer, the vertical conductor 4 that electrically connects the electrodes 3 and the conductor layer 22a can also function as a radiator layer. By stacking in the vertical direction, the radiator 9 penetrating from the front surface to the back surface of the dielectric substrate 2 can be formed.

本発明によれば、この複合体Aからなる誘電体層の厚みtに対して放熱体9の断面における最小径Dが3倍以上、特に4倍以上、さらには5倍以上であることが重要である。これによって、電力増幅素子5からの放熱性を向上させるとともに、高周波モジュールの小型化、低背化を同時に図ることができる。特に、D/tは、4以上、特に5以上であることが望ましい。   According to the present invention, it is important that the minimum diameter D in the cross section of the radiator 9 is 3 times or more, particularly 4 times or more, and even 5 times or more with respect to the thickness t of the dielectric layer made of the composite A. It is. As a result, the heat dissipation from the power amplifying element 5 can be improved, and the high-frequency module can be simultaneously reduced in size and height. In particular, D / t is desirably 4 or more, particularly 5 or more.

より具体的には、誘電体層21aおよび導体層22aの焼成後の厚みは、いずれも0.1mm以下、特に10〜50μm、さらには15〜30μmの薄層によって形成されていることが望ましく、これより、複雑な導体パターンを具備する配線基板を基板厚みを薄くした状態で形成することが可能となる。また、放熱体5の直径Dは、0.3mm以上、特に0.5mm以上、さらには0.6mm以上であることが望ましい。   More specifically, the thickness of the dielectric layer 21a and the conductor layer 22a after firing is preferably 0.1 mm or less, particularly 10 to 50 μm, more preferably 15 to 30 μm. As a result, it is possible to form a wiring board having a complicated conductor pattern with a reduced thickness. The diameter D of the radiator 5 is preferably 0.3 mm or more, particularly 0.5 mm or more, and more preferably 0.6 mm or more.

また、かかる構成によれば、電力増幅素子5と弾性表面波素子などの受動部品6との配置を2mm以下、特に1mm以下まで近づけることができる。   Further, according to this configuration, the arrangement of the power amplifying element 5 and the passive component 6 such as a surface acoustic wave element can be reduced to 2 mm or less, particularly 1 mm or less.

本発明によれば、上記の大口径の放熱体5を形成するにあたり、複合体Aにおける誘電体層21aと導体層22aとの配置を制御することいよって、この複合体を積層した時に、誘電体相と導体相とを混在した組織によって形成することが望ましい。これによって、導体成分と誘電体基板2との熱膨張差に起因する応力の発生を低減することができる。   According to the present invention, when the large-diameter radiator 5 is formed, the dielectric layer 21a and the conductor layer 22a in the composite A are controlled to dispose the composite when the composite is laminated. It is desirable to form a structure in which the body phase and the conductor phase are mixed. Thereby, the generation of stress due to the difference in thermal expansion between the conductor component and the dielectric substrate 2 can be reduced.

例えば、導体層22aのパターン形状等を変更することで、小径の放熱体、大口径の放熱体や、断面構造がドーナツ型形状となる放熱体や平面的に誘電体相を分散させた放熱体を形成することが出来る。さらに、各複合シートで導体層22aの位置を任意に変更することによって、放熱体5内の誘電体層を立体的に点在させることが出来る。   For example, by changing the pattern shape or the like of the conductor layer 22a, a small-diameter radiator, a large-diameter radiator, a radiator having a donut-shaped cross section, or a radiator in which a dielectric phase is dispersed in a plane Can be formed. Furthermore, by arbitrarily changing the position of the conductor layer 22a in each composite sheet, the dielectric layers in the radiator 5 can be three-dimensionally scattered.

また導体層22aは、導体相のみで構成する必要はなく、導体相と、導体、誘電体を任意の割合で混合した相の複数相をスクリーン印刷等で形成しても差し支えなく、断面構造が内部に導体相、外周部に導体、誘電体を任意の割合で混合した相にすることで、放熱体で発生する応力を抑制する構造にすることが出来る。   The conductor layer 22a need not be composed of only the conductor phase, and may be formed by screen printing or the like in which a plurality of phases in which the conductor phase and the conductor and the dielectric are mixed at an arbitrary ratio may be formed. By using a phase in which the conductor phase is mixed inside and the conductor and dielectric are mixed at an arbitrary ratio in the outer peripheral portion, a structure that suppresses the stress generated in the radiator can be achieved.

その具体例を以下に説明すると、放熱体9は、図1(b)に示すように、略四角形状の導体相11の中心部に、誘電体相10が基板表面から裏面まで貫通して形成されたドーナツ型形状に形成されている。これによって、中心部に位置する誘電体相7が導体相6の熱膨張を抑制し、誘電体基板2との熱膨張差による応力を緩和させることができる。   A specific example will be described below. As shown in FIG. 1B, the heat dissipating body 9 is formed so that the dielectric phase 10 penetrates from the front surface to the back surface of the substrate at the center of the substantially rectangular conductor phase 11. The donut shape is formed. As a result, the dielectric phase 7 located in the central portion can suppress the thermal expansion of the conductor phase 6, and can relieve stress due to the difference in thermal expansion from the dielectric substrate 2.

図2は、誘電体相10が導体相11中に複数形成されたものであり、平面的に誘電体相10が点在した構造となっている。これによって、誘電体相7が応力を緩和する機能をさらに増すことができる。   FIG. 2 shows a structure in which a plurality of dielectric phases 10 are formed in the conductor phase 11 and the dielectric phases 10 are dotted in a plane. As a result, the function of the dielectric phase 7 to relieve stress can be further increased.

図3は、複合体Aに形成した誘電体層11aの位置を各層毎に変更したものであり、これにより立体的に誘電体相10が点在した構造となっている。かかる構造によれば、誘電体相7が導体相6の熱膨張を平面方向および垂直方向に均一に緩和する機能をさらに増すことができる結果、さらに応力の発生を抑制できる。   FIG. 3 shows a structure in which the position of the dielectric layer 11a formed in the composite A is changed for each layer, and thus has a structure in which the dielectric phases 10 are three-dimensionally scattered. According to such a structure, the dielectric phase 7 can further increase the function of uniformly relaxing the thermal expansion of the conductor phase 6 in the planar direction and the vertical direction, thereby further suppressing the generation of stress.

図4は、放熱体9の中心部に導体相11を配置し、その周囲に誘電体相10aを配置したものである。特に、周囲の誘電体相10aには、導体を任意の割合で混合した混合相で形成されていることが望ましい。かかる導体と誘電体の混合相は導体相11と誘電体基板2との中間的な熱膨張特性を有し、これにより、導体相11と誘電体基板2との間で発生する応力をこの誘電体相10aが緩和する機能を有する。誘電体は導体が拡散しにくく、両者の間で急激な反応がない材料組成であることが望ましい。この場合の誘電体相10a中の導体の含有割合は10〜90体積%、望ましくは20〜80体積%である。   In FIG. 4, the conductor phase 11 is disposed at the center of the radiator 9 and the dielectric phase 10 a is disposed around the conductor phase 11. In particular, it is desirable that the surrounding dielectric phase 10a is formed of a mixed phase in which conductors are mixed at an arbitrary ratio. Such a mixed phase of the conductor and the dielectric has a thermal expansion characteristic intermediate between the conductor phase 11 and the dielectric substrate 2, whereby stress generated between the conductor phase 11 and the dielectric substrate 2 is caused to be generated in this dielectric. The body phase 10a has a function of relaxing. It is desirable that the dielectric has a material composition in which the conductor is difficult to diffuse and there is no rapid reaction between the two. In this case, the content of the conductor in the dielectric phase 10a is 10 to 90% by volume, desirably 20 to 80% by volume.

本発明によれば、上記のように放熱体を誘電体相と導体相との混合体によって形成するにあたり、放熱体9中における誘電体成分、導体成分の全体の比率として、導体成分を20〜80体積%、誘電体成分を80〜20体積%の混合体からなることが適当である。かかる比率とすることによって、熱膨張差による応力の発生を効果的に低減することができる。   According to the present invention, when the radiator is formed by the mixture of the dielectric phase and the conductor phase as described above, the conductor component is 20 to 20 as the overall ratio of the dielectric component and the conductor component in the radiator 9. It is appropriate to be composed of a mixture of 80% by volume and 80-20% by volume of the dielectric component. By setting it as this ratio, generation | occurrence | production of the stress by a thermal expansion difference can be reduced effectively.

この放熱体9中の誘電体相は、誘電体基板2を形成する誘電体材料と同一材料からなることが望ましい。   The dielectric phase in the radiator 9 is preferably made of the same material as the dielectric material forming the dielectric substrate 2.

本発明の高周波モジュール1における電力用増幅器5としては、例えばpn接合ゲート型電界効果型トランジスタやショットキー障壁ゲート型電界効果型トランジスタ、ヘテロ接合型電界効果型トランジスタ、pn接合ゲート型へテロ接合型電界効果型トランジスタ等が用いられる。   As the power amplifier 5 in the high-frequency module 1 of the present invention, for example, a pn junction gate type field effect transistor, a Schottky barrier gate type field effect transistor, a hetero junction type field effect transistor, a pn junction gate type hetero junction type is used. A field effect transistor or the like is used.

電力用トランジスタ5は、Au/Sn、Au/Siや半田、熱硬化型Agペースト等のダイアタッチ材により固定されるとともに電気的にも接続されており、Au等から成る太さ0.03mm程度のボンディングワイヤ10により、基板2上面に導出された接続導体4あるいは接続導体4に延設された導体層等を介して高周波線路3と電気的に接続される。   The power transistor 5 is fixed by a die attach material such as Au / Sn, Au / Si, solder, thermosetting Ag paste, etc. and is also electrically connected, and has a thickness of about 0.03 mm made of Au or the like. The bonding wire 10 is electrically connected to the high-frequency line 3 through the connection conductor 4 led out on the upper surface of the substrate 2 or the conductor layer extended to the connection conductor 4.

本発明の高周波モジュール1における受動部品6としては、送信、受信を切り替えるアンテナスイッチや、周波数帯を分けるダイプレクサ、周波数で送信、受信を分離するSAWデュプレクサ、FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)、誘電体デュプレクサ、フィルタリングするSAWバンドバスフィルタ等が用いられる。   The passive component 6 in the high-frequency module 1 of the present invention includes an antenna switch that switches between transmission and reception, a diplexer that divides frequency bands, a SAW duplexer that separates transmission and reception by frequency, an FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator), and a dielectric duplexer. A SAW band-pass filter for filtering is used.

RFICとしては、送信用IC、受信用IC、中間のダイレクトコンバージョンIC等が用いられる。 As the RFIC, a transmission IC, a reception IC, an intermediate direct conversion IC, or the like is used.

本発明の高周波モジュール1におけるチップ部品7としては、電力増幅器の整合回路やバイアス回路として使用される、表面実装型のチップ抵抗やチップコンデンサ等が用いられる。   As the chip component 7 in the high-frequency module 1 of the present invention, a surface mount type chip resistor, a chip capacitor, or the like used as a matching circuit or a bias circuit of a power amplifier is used.

本発明の高周波モジュール1における出力検知制御部品8としては、カプラ、検波ダイオード、温度補償回路が内蔵された自動出力制御ICやディテクタIC等が挙げられる。   Examples of the output detection control component 8 in the high-frequency module 1 of the present invention include an automatic output control IC and a detector IC that incorporate a coupler, a detection diode, and a temperature compensation circuit.

本発明の高周波モジュール1における封止用の絶縁性樹脂13には例えばエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などを用い、電力増幅器5のワイヤボンディング後に真空印刷や金型で絶縁性樹脂をモールドし、乾燥・硬化させることにより、電力増幅器5を封止する。   The insulating resin 13 for sealing in the high-frequency module 1 of the present invention uses, for example, an epoxy resin or a silicone resin, and after the wire bonding of the power amplifier 5, the insulating resin is molded by vacuum printing or a mold and dried. -The power amplifier 5 is sealed by curing.

これ以外別にこれにより電力増幅器5を外部環境から保護して電気的特性の安定および防水等の信頼性を確保することができるとともに、電力増幅器5をベアチップ状態で実装することにより高周波モジュールの小型化を図ることができる。   In addition to this, it is possible to protect the power amplifier 5 from the external environment to ensure stability of electrical characteristics and reliability such as waterproofing, and to reduce the size of the high-frequency module by mounting the power amplifier 5 in a bare chip state. Can be achieved.

上記のようなモジュールを製造するための基本的な方法について図5、図6をもとに説明する。まず、製造にあたり、光硬化性誘電体スラリーおよび導体ペーストを調製する。   A basic method for manufacturing the module as described above will be described with reference to FIGS. First, in manufacture, a photocurable dielectric slurry and a conductor paste are prepared.

光硬化性誘電体スラリーは、少なくとも光硬化可能なモノマーおよびセラミック誘電体材料を含有する。スラリー調製にあたっては、望ましくは、セラミック粉末に、光硬化可能なモノマーと、光重合開始剤と、有機バインダと、可塑剤とを、有機溶剤に混合し、ボールミルで混練して調製する。   The photocurable dielectric slurry contains at least a photocurable monomer and a ceramic dielectric material. In preparing the slurry, it is desirable that the ceramic powder is prepared by mixing a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, an organic binder, and a plasticizer in an organic solvent and kneading them with a ball mill.

光硬化成分としては、光硬化可能なモノマーや光重合開始剤などが挙げられる。光硬化可能なモノマーとしては、低温で短時間の焼成工程に対応するために、熱分解性に優れたものであることが望ましい。また、光硬化可能なモノマーは、スリップ材の塗布・乾燥後の露光によって光重合される必要があり、遊離ラジカルの形成、連鎖生長付加重合が可能で、2級もしくは3級炭素を有したモノマーが好ましく、例えば少なくとも1つの重合可能なエチレン系基を有するブチルアクリレート等のアルキルアクリレートおよびそれらに対応するアルキルメタクリレート等が挙げられる。また、テトラエチレングリコールジアクリレート等のポリエチレングリコールジアクリレートおよびそれらに対応するメタクリレートも有効である。また、光開始系材料としては、ベンゾフェノン類,アシロインエステル類化合物などが挙げられる。   Examples of the photocuring component include a photocurable monomer and a photopolymerization initiator. As the photocurable monomer, it is desirable that the monomer is excellent in thermal decomposability in order to cope with a low-temperature and short-time baking process. In addition, the photo-curable monomer needs to be photopolymerized by exposure after application and drying of the slip material, and can form free radicals and chain-growth addition polymerization, and has a secondary or tertiary carbon. Preferred examples include alkyl acrylates such as butyl acrylate having at least one polymerizable ethylene group, and alkyl methacrylates corresponding thereto. In addition, polyethylene glycol diacrylates such as tetraethylene glycol diacrylate and methacrylates corresponding thereto are also effective. Examples of the photoinitiating material include benzophenones and acyloin ester compounds.

また、有機バインダも、光硬化可能なモノマーと同様に熱分解性が良好であることが望まれ、同時にスリップの粘性を決めるものであるため、固形分との濡れ性も考慮することが必要である。本発明によれば、アクリル酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキシル基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和化合物が好ましい。   In addition, the organic binder is desired to have good thermal decomposability like the photo-curable monomer, and at the same time, it determines the viscosity of the slip, so it is necessary to consider the wettability with the solid content. is there. According to the present invention, an ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group and an alcoholic hydroxyl group such as an acrylic acid or methacrylic acid polymer is preferred.

有機溶剤としては、エチルカルビトールアセテート、ブチルセルソルブ、3メトキシブチルアセテートの群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。   Examples of the organic solvent include at least one selected from the group consisting of ethyl carbitol acetate, butyl cellosolve, and 3 methoxybutyl acetate.

各成分の含有量は、セラミック粉末100質量部あたり、光硬化モノマー及び光重合開始剤を5〜20質量部、有機バインダを10〜40質量部、可塑剤を1〜5質量部、有機溶剤を50〜100質量部の割合が適当である。   The content of each component is 5 to 20 parts by mass of a photocurable monomer and a photopolymerization initiator, 10 to 40 parts by mass of an organic binder, 1 to 5 parts by mass of a plasticizer, and an organic solvent per 100 parts by mass of the ceramic powder. A ratio of 50 to 100 parts by mass is appropriate.

一方、導体ペーストは、平均粒径が1〜3μm程度の前記導体材料の粉末に、必要に応じてセラミック材料を添加した無機成分に対して、エチルセルロース、アクリル樹脂などの有機バインダを加え、さらにジブチルフタレート、αテルピネオール、ブチルカルビトール、2・2・4−トリメチル−3・3−ペンタジオールモノイソブチレートなどの適当な溶剤を混合し、3本ローラ等により均質に混練して調製される。   On the other hand, the conductive paste has an organic binder such as ethyl cellulose and acrylic resin added to the inorganic component obtained by adding a ceramic material to the powder of the conductive material having an average particle size of about 1 to 3 μm as necessary. It is prepared by mixing a suitable solvent such as phthalate, α-terpineol, butyl carbitol, 2,2,4-trimethyl-3,3-pentadiol monoisobutyrate, and kneading homogeneously with a three-roller or the like.

次に、上記の光硬化誘電体スラリーおよび導体ペーストを用いて以下の工程によって、複合シートを形成する。   Next, a composite sheet is formed by the following steps using the above-mentioned photo-curing dielectric slurry and conductor paste.

まず、図5(a)に示すように、樹脂フィルムなどからなる光透過可能なキャリアフィルム20上に、前記導体ペーストをスクリーン印刷法などの一般的な印刷手法によって印刷、塗布して、光非透過性の所定の導体パターン層21を形成する。   First, as shown in FIG. 5A, the conductor paste is printed and applied on a light transmissive carrier film 20 made of a resin film or the like by a general printing method such as a screen printing method. A predetermined conductive pattern layer 21 having transparency is formed.

次に、図5(b)に示すように、前記光硬化スラリーを、例えばドクターブレード法にて前記導体パターン層31の厚さ以上の厚さに塗布して所定の厚みで全面に塗布して光硬化セラミック層32を形成する。   Next, as shown in FIG. 5B, the photocuring slurry is applied to a thickness equal to or greater than the thickness of the conductor pattern layer 31 by, for example, a doctor blade method, and applied to the entire surface with a predetermined thickness. A photocurable ceramic layer 32 is formed.

そして、図5(c)に示すように、キャリアフィルム30の裏面より例えば超高圧水銀灯を光源として用いて露光を行う。この露光によって、導体パターン層31形成以外の領域の光硬化セラミック層32を光硬化させる。この露光工程においては、光硬化セラミック層32は、導体パターン層31形成以外の領域の光硬化セラミック層32では照射された光の量により裏面から一定の厚みまで光重合反応がおこり不溶化部を形成するが、導体パターン層31は紫外線を通過しないために、導体パターン層31上に形成されている光硬化セラミック層32は、光硬化可能なモノマーの光重合反応がおこらない溶化部となる。また、このときの露光量は、実質的に不溶化部の厚みが、導体パターン層31の厚みと同じになるように露光量が調整されることが望ましい。   And as shown in FIG.5 (c), it exposes from the back surface of the carrier film 30 using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source, for example. By this exposure, the photo-curing ceramic layer 32 in a region other than the formation of the conductor pattern layer 31 is photo-cured. In this exposure process, the photocuring ceramic layer 32 is subjected to a photopolymerization reaction from the back surface to a certain thickness depending on the amount of light irradiated in the photocuring ceramic layer 32 in a region other than the formation of the conductor pattern layer 31 to form an insolubilized portion. However, since the conductor pattern layer 31 does not pass ultraviolet rays, the photo-curing ceramic layer 32 formed on the conductor pattern layer 31 becomes a solubilized portion where the photopolymerization reaction of the photo-curable monomer does not occur. Further, the exposure amount at this time is preferably adjusted so that the thickness of the insolubilized portion is substantially the same as the thickness of the conductor pattern layer 31.

その後、この光硬化セラミック層32全体を現像処理する。現像処理は、光硬化セラミック層32の溶化部を現像液で除去するもので、具体的には、例えば、トリエタノールアミン水溶液などを現像液として用いてスプレー現像、洗浄、乾燥を行う。この処理により、図5(d)に示すように、キャリアフィルム30上には、導体パターン層31と光硬化セラミック層32とが実質的に同一厚みで一体化した複合シートAが形成される。   Thereafter, the entire photocurable ceramic layer 32 is developed. The development process is to remove the solubilized portion of the photo-curing ceramic layer 32 with a developer. Specifically, for example, spray development, washing, and drying are performed using a triethanolamine aqueous solution or the like as the developer. By this treatment, as shown in FIG. 5D, a composite sheet A in which the conductor pattern layer 31 and the photo-curing ceramic layer 32 are integrated with substantially the same thickness is formed on the carrier film 30.

なお、この複合シートAは、キャリアフィルム30から複合シートAを剥離することによって、図5(e)に示すような複合シートA単体を得ることができる。   In addition, this composite sheet A can obtain the composite sheet A simple substance as shown in FIG.5 (e) by peeling the composite sheet A from the carrier film 30. FIG.

次に、この複合シートAを用いて図1の配線基板を製造するにあたり、前記図5(a)〜(e)に従い、光硬化セラミック層32と所定のパターンの導体パターン層31が形成された複数の複合シートA1〜A14を作製する。   Next, in manufacturing the wiring board of FIG. 1 using the composite sheet A, the photo-curing ceramic layer 32 and the conductor pattern layer 31 having a predetermined pattern were formed according to FIGS. 5A to 5E. A plurality of composite sheets A1 to A14 are produced.

そして、図6(a)に示すように、これらの複合シートA1〜A14を位置あわせしながら、重ね合わせ一括して圧着することによって積層体33を形成する。また、複合シートの厚みが薄い場合には、キャリアフィルム30から剥離することなく、所定の基材表面にキャリアフィルム30が付いたまま重ね合わせ、キャリアフィルムを剥離する。その後、同じように複合シート表面に繰り返すことによって図6(b)と同様な積層体33を作製することができる。   And as shown to Fig.6 (a), while aligning these composite sheets A1-A14, the laminated body 33 is formed by carrying out superposition | stacking and crimping | bonding together. Further, when the composite sheet is thin, the carrier film 30 is overlapped with the carrier film 30 attached to the surface of the predetermined substrate without peeling from the carrier film 30, and the carrier film is peeled off. Then, the same laminated body 33 as FIG.6 (b) can be produced by repeating on a composite sheet surface similarly.

なお、積層圧着時には、複合シートA中に含まれる有機バインダのガラス転移点以上の温度をかけながら行なうことが望ましい。また、複合シートA間に有機系接着剤を塗布して圧着してもよい。   In addition, it is desirable to perform the lamination pressure bonding while applying a temperature equal to or higher than the glass transition point of the organic binder contained in the composite sheet A. Further, an organic adhesive may be applied between the composite sheets A and pressure bonded.

そして、この積層体33を、所定の温度で焼成することによって、導体パターン層31によって3次元的な回路が形成された配線基板を作製することができる。なお、焼成にあたっては、作製された積層体33を脱バイ工程で、成形体中に含まれている有機バインダ、光硬化可能なモノマーを消失し、焼成工程にて窒素などの不活性雰囲気中で用いられたセラミック材料および導体材料が十分に焼成することのできる温度で焼成され、相対密度95%以上に緻密化される。   Then, by firing this laminated body 33 at a predetermined temperature, a wiring board on which a three-dimensional circuit is formed by the conductor pattern layer 31 can be produced. In firing, the produced laminate 33 is removed by a debuying process, the organic binder and the photocurable monomer contained in the molded body are lost, and the firing process is performed in an inert atmosphere such as nitrogen. The ceramic material and the conductor material used are fired at a temperature at which they can be sufficiently fired, and are densified to a relative density of 95% or more.

本発明における上記の配線基板において用いられるセラミック誘電体は、(1)Al、AlN、Si、SiCを主成分とする焼成温度が1100℃以上のセラミック材料、(2)少なくともSiOおよびBaO、CaO、SrO、MgOなどのアルカリ土類金属酸化物を含有する金属酸化物による混合物からなる1100℃以下、特に1050℃以下で焼成されるセラミック材料、(3)ガラス粉末、あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉末との混合物からなる1100℃以下、特に1050℃以下で焼成される低温焼結性のセラミック材料の群から選ばれる少なくとも1種が選択される。 The ceramic dielectric used in the above wiring board according to the present invention includes (1) a ceramic material whose main component is Al 2 O 3 , AlN, Si 3 N 4 , SiC and having a firing temperature of 1100 ° C. or higher, (2) at least Ceramic material fired at 1100 ° C. or lower, particularly 1050 ° C. or lower, comprising a mixture of metal oxides containing SiO 2 and alkaline earth metal oxides such as BaO, CaO, SrO, MgO, (3) glass powder, or At least one selected from the group of low-temperature sinterable ceramic materials fired at 1100 ° C. or less, particularly 1050 ° C. or less, comprising a mixture of glass powder and ceramic filler powder is selected.

用いられる(2)の混合物や、(3)のガラス組成物としては、SiO−BaO−Al系、SiO−B系、SiO−B−Al系、SiO−Al−アルカリ金属酸化物系、さらにはこれらの系にアルカリ金属酸化物、ZnO、PbO、Pb、ZrO、TiO等を配合した組成物が挙げられる。(3)におけるセラミックフィラーとしては、Al、SiO、フォルステライト、コージェライト、ムライト、AlN、Si、SiC、MgTiO、CaTiOの群から選ばれる少なくとも1種が挙げられ、ガラスに対して20〜80質量%の割合で混合されることが望ましい。 As the mixture of (2) and the glass composition of (3) used, SiO 2 —BaO—Al 2 O 3 system, SiO 2 —B 2 O 3 system, SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 systems, SiO 2 —Al 2 O 3 —alkali metal oxide systems, and compositions in which alkali metal oxides, ZnO, PbO, Pb, ZrO 2 , TiO 2, etc. are blended with these systems. Examples of the ceramic filler in (3) include at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , forsterite, cordierite, mullite, AlN, Si 3 N 4 , SiC, MgTiO 3 , and CaTiO 3. The glass is preferably mixed at a rate of 20 to 80% by mass with respect to the glass.

一方、導体パターン層は、セラミック材料の焼成温度に応じて種々組み合わせられ、例えば、セラミック材料が前記(1)の場合、タングステン、モリブデン、マンガンの群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。また、低抵抗化のために、銅などとの混合物としてもよい。   On the other hand, the conductor pattern layer is variously combined according to the firing temperature of the ceramic material. For example, when the ceramic material is (1), the conductor is mainly composed of at least one selected from the group consisting of tungsten, molybdenum, and manganese. Materials are preferably used. Moreover, it is good also as a mixture with copper etc. for resistance reduction.

セラミック材料が前記(2)の場合、銅、銀、金、アルミニウムの群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。   When the ceramic material is (2), a conductor material mainly composed of at least one selected from the group consisting of copper, silver, gold, and aluminum is preferably used.

上記の導体材料には、セラミック材料と同時焼成する上で、セラミック材料を構成する成分を含有することが望ましい。   The conductor material preferably contains a component constituting the ceramic material when co-firing with the ceramic material.

本発明によれば、かかる製造方法によって、図5(a)におけるキャリアフィルム30の表面に形成される導体層31と誘電体32とを図1乃至図4に示した様々なパターンに形成するだけで図1乃至図4に示した複雑な放熱体構造を形成することができる。   According to the present invention, the conductor layer 31 and the dielectric 32 formed on the surface of the carrier film 30 in FIG. 5A are simply formed into various patterns shown in FIGS. Thus, the complicated heat dissipation structure shown in FIGS. 1 to 4 can be formed.

また、図4のように、誘電体と導体との混合体を使用する場合には、予め、誘電体と導体との混合物からなるスラリーを調製した後、図5(a)の導体層31と同様に印刷塗布すればよく、その後、導体ペーストを印刷塗布した後に、光硬化性誘電体スラリー32を塗布すればよい。   As shown in FIG. 4, when using a mixture of a dielectric and a conductor, a slurry made of a mixture of a dielectric and a conductor is prepared in advance, and then the conductor layer 31 shown in FIG. It may be printed and applied in the same manner, and then the photocurable dielectric slurry 32 may be applied after the conductor paste is printed and applied.

厚さ100μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)からなる光透過可能なキャリアフィルム上に、導体ペーストをスクリーン印刷法により印刷して、厚さ20μmの電極層となる導体パターン層を形成した。尚、導体ペーストは、Ag粉末にバリウムホウ珪酸ガラス粉末と、エチルセルロース、有機溶剤として2・2・4−トリメチル−3・3−ペンタジオールモノイソブチレートを加え3本ロールミルで混合したものを使用した。   A conductive paste was printed on a light transmissive carrier film made of PET (polyethylene terephthalate) having a thickness of 100 μm by a screen printing method to form a conductive pattern layer serving as an electrode layer having a thickness of 20 μm. In addition, the conductor paste used what mixed barium borosilicate glass powder, ethyl cellulose, 2,2,4-trimethyl-3,3-pentadiol monoisobutyrate as an organic solvent, and mixed with a three roll mill to Ag powder. .

次に、上記導体パターン層の上に、感光性スラリーをドクターブレード法により塗布乾燥し、導体パターンの存在しない場所での乾燥後の厚みが28μmとなるように光硬化セラミック層を形成した。   Next, a photosensitive slurry was applied and dried on the conductor pattern layer by a doctor blade method to form a photo-cured ceramic layer so that the thickness after drying in a place where no conductor pattern was present was 28 μm.

感光性スラリーは、セラミック原料粉末100質量部と、光硬化可能なモノマー(ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート)8質量部と、有機バインダ(アルキルメタクリレート)35質量部と、可塑剤を3質量部、有機溶剤(エチルカルビトールアセテート)に混合し、ボールミルで混練して作製した。   The photosensitive slurry is 100 parts by mass of ceramic raw material powder, 8 parts by mass of photocurable monomer (polyoxyethylated trimethylolpropane triacrylate), 35 parts by mass of organic binder (alkyl methacrylate), and 3 parts by mass of plasticizer. Parts were mixed with an organic solvent (ethyl carbitol acetate) and kneaded with a ball mill.

セラミック原料粉末は、0.95モルMgTiO−0.05モルCaTiOで表される主成分100質量部に対して、BをB換算で10質量部、LiをLiCO換算で5質量部添加したものを用いた。 The ceramic raw material powder is 10 parts by mass in terms of B 2 O 3 and 5 parts in terms of LiCO 3 with respect to 100 parts by mass of the main component represented by 0.95 mol MgTiO 3 -0.05 mol CaTiO 3. What added the mass part was used.

次に、キャリアフィルムの裏面側より光硬化セラミック層の裏面に、超高圧水銀灯(照度30mW/cm)を光源として2秒間全面露光した。そして希釈濃度2.5%のトリエタノールアミン水溶液を現像液として用いて30秒間スプレー現像を行った。この後、現像後の純水洗浄の後、乾燥を行った。 Next, the entire surface was exposed from the back surface side of the carrier film to the back surface of the photocurable ceramic layer for 2 seconds using an ultrahigh pressure mercury lamp (illuminance 30 mW / cm 2 ) as a light source. Then, spray development was performed for 30 seconds using a triethanolamine aqueous solution having a dilution concentration of 2.5% as a developer. Thereafter, the film was dried after being washed with pure water after development.

こうして、出来上がった光硬化セラミック層は、電極層上の溶化部が現像により除去され電極層が露出して、その結果、導体層と、光硬化セラミック層とが一体化した、焼成後の厚みが50μmの複合シートを作製することができた。   In this way, the completed photo-cured ceramic layer has a solubilized portion on the electrode layer removed by development to expose the electrode layer. As a result, the conductor layer and the photo-cured ceramic layer are integrated, and the thickness after firing is A 50 μm composite sheet could be produced.

同様に、内部配線導体層用、表面配線導体層用、ビア導体用および放熱体用の導体パターン層を具備した、焼成後の厚みが50μmの延べ14層の複合シートを作製した。   Similarly, a composite sheet having a total of 14 layers with a thickness of 50 μm after firing, comprising conductor pattern layers for the internal wiring conductor layer, the surface wiring conductor layer, the via conductor, and the radiator was prepared.

上記のようにして作製した複合シートより、それぞれキャリアフィルムを剥離し、順番に位置合わせを行いながら、または、積層後にキャリアフィルムを剥離して、順次積層処理をおこなった。この後、プレス機を用いて、プレス圧1トン、温度60℃にて5分間プレスを行い、積層体を圧着した。その後、大気中で300℃、4時間脱バインダ処理をした後、900℃大気中で6時間焼成を行い、モジュール基板を作製した。   From the composite sheet produced as described above, the carrier film was peeled off, and the carrier film was peeled off after the lamination while sequentially aligning or after lamination. Thereafter, using a press machine, pressing was performed for 5 minutes at a pressing pressure of 1 ton and a temperature of 60 ° C., and the laminate was pressure bonded. Thereafter, the binder removal treatment was performed in the atmosphere at 300 ° C. for 4 hours, and then the substrate was baked in the atmosphere at 900 ° C. for 6 hours to produce a module substrate.

次に、このモジュール基板の表面に、半田を印刷後、チップ部品と弾性表面波素子をリフロー炉にて半田実装した後、銀ペーストを塗布し電力増幅素子を実装し、電力増幅素子に対して金ワイアでボンディングを行った。その後、エポキシ系樹脂を用いて樹脂封止を行った。なお、弾性表面波素子と電力増幅素子とは、最小距離Lが1mmとなるように離間させた。   Next, after solder is printed on the surface of the module substrate, the chip component and the surface acoustic wave element are solder mounted in a reflow furnace, and then the silver paste is applied and the power amplifying element is mounted. Bonding was done with gold wire. Thereafter, resin sealing was performed using an epoxy resin. The surface acoustic wave element and the power amplifying element were separated so that the minimum distance L was 1 mm.

なお、放熱体の構造として、断面における形状が最小径が0.1〜1mmの放熱体の構造を変えた配線基板を用意した。図1乃至図3において、誘電体相は、直径が0.03mmの大きさで点在させた。また図4の放熱体においては、直径が0.05〜0.2mmの導体を中心におき、その周囲に直径が0.1〜0.8mmの誘電体と導体との混合体からなる誘電体相を設けた。これにバイアス電圧3.4V、リファレンス電圧を2.85V印加し、電力増幅素子からの出力が28dBmとなるように入力電力を加えた。この条件で、配線基板の裏面温度および弾性表面波素子表面の温度を熱電対で計測した。さらに、この配線基板を−40℃から+125℃の温度サイクル試験にて1000サイクルを行い、試験後の放熱体やその周辺のクラックの有無、気密性の不良がないか検査し、不良の発生数を表1に示した。

Figure 2005101367
In addition, as the structure of the radiator, a wiring board was prepared in which the structure of the radiator having a minimum cross-sectional shape of 0.1 to 1 mm was changed. In FIG. 1 to FIG. 3, the dielectric phase is dotted with a diameter of 0.03 mm. In addition, in the radiator of FIG. 4, a dielectric having a conductor having a diameter of 0.05 to 0.2 mm in the center and a mixture of a dielectric and a conductor having a diameter of 0.1 to 0.8 mm around the conductor. A phase was set up. A bias voltage of 3.4 V and a reference voltage of 2.85 V were applied thereto, and input power was applied so that the output from the power amplifying element was 28 dBm. Under these conditions, the back surface temperature of the wiring board and the surface acoustic wave element surface temperature were measured with a thermocouple. Furthermore, this circuit board is subjected to 1000 cycles in a temperature cycle test from −40 ° C. to + 125 ° C., and after the test, it is inspected for the presence or absence of cracks and airtightness in the surroundings, and the number of defects generated. Are shown in Table 1.
Figure 2005101367

表1より、放熱体の最小径が誘電体層の厚みの3倍以上とすることによって、良好な放熱性とともに、モジュールの低背化を図ることができた。また、放熱体を誘電体相と導体相との混合相によって形成することによって、モジュールの信頼性を高めることができた。   From Table 1, it was possible to reduce the height of the module with good heat dissipation by setting the minimum diameter of the radiator to three times or more the thickness of the dielectric layer. In addition, the reliability of the module could be improved by forming the heat radiator with a mixed phase of a dielectric phase and a conductor phase.

本発明の高周波モジュールの一例を示す(a)概略断面図,(b)複合体の概略断面図、(c)放熱体の構造を説明するためのx1−x1概略平面図である。It is (a) schematic sectional drawing which shows an example of the high frequency module of this invention, (b) The schematic sectional drawing of a composite_body | complex, (c) The x1-x1 schematic plan view for demonstrating the structure of a heat radiator. 本発明の高周波モジュールにおける放熱体の他の構造を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the other structure of the heat radiator in the high frequency module of this invention. 本発明の高周波モジュールにおける放熱体のさらに他の構造を示す(a)概略断面図と、(b)x2−x2概略平面図である。It is (a) schematic sectional drawing which shows other structure of the heat sink in the high frequency module of this invention, and (b) x2-x2 schematic plan view. 本発明の高周波モジュールにおける放熱体のさらに他の構造を示す(a)概略断面図と、(b)x3−x3概略平面図である。It is (a) schematic sectional drawing which shows the other structure of the heat sink in the high frequency module of this invention, and (b) x3-x3 schematic plan view. 本発明の高周波モジュールの製造工程を説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating the manufacturing process of the high frequency module of this invention. 本発明の高周波モジュールの製造工程を説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating the manufacturing process of the high frequency module of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・高周波モジュール
2・・・誘電体基板
3・・・高周波線路
4・・・垂直導体
5・・・電力増幅素子
6・・・受動部品
7・・・チップ部品
8・・・出力検知制御部品
9・・・放熱体
10・・誘電体相
11・・金属相
12・・ボンディングワイヤ
13・・絶縁性樹脂
14・・外部回路基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High frequency module 2 ... Dielectric substrate 3 ... High frequency line 4 ... Vertical conductor 5 ... Power amplification element 6 ... Passive component 7 ... Chip component 8 ... Output detection Control part 9 ... Heat radiator 10..Dielectric phase 11..Metal phase 12..Bonding wire 13..Insulating resin 14 ... External circuit board

Claims (16)

誘電体層を積層してなる誘電体基板表面に、電力増幅素子と、受動部品とを実装、搭載してなるとともに、前記電力増幅素子実装部の直下の誘電体基板内に、基板表面側から基板裏面側に貫通する放熱体を設けてなり、前記誘電体層の厚みtに対して前記放熱体の断面における最小径が3倍以上であることを特徴とする高周波モジュール。 A power amplifying element and a passive component are mounted and mounted on the surface of the dielectric substrate formed by laminating the dielectric layers, and the dielectric substrate just below the power amplifying element mounting portion is mounted from the substrate surface side. A high-frequency module comprising a heat dissipating body penetrating on the back side of the substrate, wherein a minimum diameter in a section of the heat dissipating member is at least three times the thickness t of the dielectric layer. 前記受動部品は、弾性表面波素子、FBAR、アンテナスイッチ部品の群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1、2、4記載の高周波モジュール。 5. The high-frequency module according to claim 1, wherein the passive component is at least one selected from the group consisting of a surface acoustic wave element, an FBAR, and an antenna switch component. 前記誘電体基板上に、さらにショットキーダイオード、検波ダイオード、検波IC、APCICの群から選ばれる少なくとも1種の出力検知用部品が実装されてなることを特徴とする請求項1記載の高周波モジュール。 2. The high-frequency module according to claim 1, wherein at least one output detection component selected from the group consisting of a Schottky diode, a detection diode, a detection IC, and an APCIC is further mounted on the dielectric substrate. 前記誘電体層の厚みtが0.1mm以下であることを特徴とする請求項1記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 1, wherein a thickness t of the dielectric layer is 0.1 mm or less. 前記放熱体の断面の最小径が0.3mm以上である請求項1記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 1, wherein a minimum diameter of a cross section of the radiator is 0.3 mm or more. 前記放熱体が、導体相と、誘電体相との混合体からなることを特徴とする請求項1記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 1, wherein the heat dissipating body is composed of a mixture of a conductor phase and a dielectric phase. 前記放熱体が、導体相を20〜80面積%、誘電体相80〜20面積%の混合体からなることを特徴とする請求項6記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 6, wherein the heat dissipating body comprises a mixture of a conductor phase of 20 to 80 area% and a dielectric phase of 80 to 20 area%. 前記放熱体の断面が、内部が誘電体相、周囲が導体相のドーナツ型の形状からなることを特徴とする請求項6記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 6, wherein a cross section of the heat dissipating body has a donut shape with a dielectric phase inside and a conductor phase around. 前記放熱体が、中心が導体相、周辺が導体を含有する誘電体相からなるドーナツ型形状からなることを特徴とする請求項6記載の高周波モジュール。 7. The high-frequency module according to claim 6, wherein the heat dissipating body has a donut shape having a conductor phase at the center and a dielectric phase containing a conductor at the periphery. 前記放熱体が、前記誘電体相が前記導体相中に点在してなることを特徴とする請求項6記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 6, wherein the heat dissipating body has the dielectric phase interspersed in the conductor phase. 前記誘電体相が、前記導体相に対して平面的に点在していることを特徴とする請求項6記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 6, wherein the dielectric phase is scattered in a plane with respect to the conductor phase. 前記誘電体相が、前記導体相に対して立体的に点在していることを特徴とする請求項6記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 6, wherein the dielectric phases are three-dimensionally scattered with respect to the conductor phase. 前記受動部品として、少なくとも弾性表面波素子を搭載してなり、前記電力増幅器と、前記弾性表面波素子との最短距離が2mm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項12記載の高周波モジュール。 13. The high frequency device according to claim 1, wherein at least a surface acoustic wave element is mounted as the passive component, and a shortest distance between the power amplifier and the surface acoustic wave element is 2 mm or less. module. 前記放熱体が、厚みが0.1mm以下の放熱体層の積層体によって形成されてなることを特徴とする請求項1記載の高周波モジュール。 The high-frequency module according to claim 1, wherein the radiator is formed of a laminated body of radiator layers having a thickness of 0.1 mm or less. 前記誘電体基板が、厚みが0.1mm以下の誘電体層中に、少なくとも導体層が同じ厚みで埋設された複合体の積層体からなることを特徴とする請求項1記載の高周波モジュール。 2. The high-frequency module according to claim 1, wherein the dielectric substrate is made of a composite laminate in which at least a conductor layer is buried in the same thickness in a dielectric layer having a thickness of 0.1 mm or less. 前記請求項1乃至請求項15のうち、いずれか記載の高周波モジュールを具備する通信機器。 A communication device comprising the high-frequency module according to any one of claims 1 to 15.
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