JP2005277939A - 高周波モジュール及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波電力増幅器の放熱性を改善することにより、送信特性を維持するとともに、製造コストのより安い高周波モジュールを提供する。
【解決手段】高周波電力増幅器を構成する半導体集積回路素子２４，２５と、アンテナ共用器を構成するフィルタ素子３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂとを、それぞれ半田３０又は半田バンプ３１にて誘電体基板２３上の導体パターンに接合する。導体パターンには、サーマルビア導体５０が接続されている。
【効果】高周波電力増幅器から発生する熱が、半田を介して効率よく放熱されるため、送信特性を維持するとともに、製造コストのより安い高周波モジュールを提供できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は移動体通信機器、無線ＬＡＮ、ＷＬＬ(Wireless Local Loop)等の無線通信装置に用いられる、高周波電力増幅器、送受信用フィルタ、アンテナ共用器などを誘電体多層基板に実装した高周波モジュールに関するものである。

近年、携帯電話機の普及が進み、携帯電話機の機能、サービスの向上が図られている。このような携帯電話機では各送受信系の構成に必要な部品を実装した高周波モジュールを基板に搭載している。
高周波モジュールの一般的構成では、アンテナから入力された受信信号とアンテナに給電する送信信号とを切り替えるためのアンテナ共用器（送信用フィルタ及び受信用フィルタ、又はスイッチ回路のことをいう。）が設けられている。

アンテナから入ってきた無線信号は、直接又はアンテナ共用器の前段に設けられた分波回路を通ってアンテナ共用器に入力され、ここで受信信号が選択的に通過される。受信信号は、低雑音増幅器で増幅され、信号処理回路に供給される。
一方、送信信号は、所定の周波数帯域を通過させる高周波フィルタを通ってノイズを落とされ、高周波電力増幅器に伝えられる。高周波電力増幅器は、この送信信号を電力増幅し、出力整合回路を通して前記アンテナ共用器に供給する。

また、前記高周波電力増幅器の出力信号強度をモニターするための方向性結合器が、前記出力整合回路に接続されていることがある。
前記アンテナ共用器には、通常、（１）圧電基板に櫛形フィルタ電極を形成したＳＡＷ(Surface Acoustic Wave;弾性表面波）素子、ＢＡＷ(Bulk Acoustic Wave)素子、ＦＢＡＲ(Film Bulk Acoustic Resonator)素子等の帯域通過フィルタ素子が用いられか、又は、（２）ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物を主成分とする基板上にスイッチ回路パターンを形成した半導体集積回路素子が用いられる。

また、前記高周波電力増幅器は、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）、ＩｎＧａＰ（インジウムガリウムリン）又はＳｉ（シリコン）などの半導体材料の基板上に、ＨＢＴ（ヘテロジャンクションバイポーラトランジスタ）構造又はＰ−ＨＥＭＴ構造（高移動度トランジスタ）が形成された半導体集積回路素子が用いられる。
この高周波モジュールの実装工程について説明する。

まず、誘電体基板へクリーム半田を所定パターンに印刷する。次に、前記高周波電力増幅器用のカップリングコンデンサや前記出力整合回路のチップコンデンサ等のチップ部品を誘電体基板上にマウントする。そして、最高温度が約２６０℃のリフロー炉に通して半田付けする。
次に、銀ペーストをアンテナ共用器と高周波電力増幅器を実装する部分に塗布する。そして、その銀ペーストを塗布した部分にアンテナ共用器と高周波電力増幅器をそれぞれ設置して、最高温度が約１５０℃の炉で銀ペーストを熔融させ、その後、硬化させる。

次に、アンテナ共用器と高周波電力増幅器の各端子をワイヤーボンディングで接続する。そして、約１２０℃で硬化する樹脂でモジュール全体を封止し、最後に電気特性等の検査を行なう。
前記樹脂は、アンテナ共用器、高周波電力増幅器など誘電体基板上に取り付けられた各部品を外部の水分や埃から保護するものである。

なお、高周波電力増幅器で発生する熱を、誘電体基板裏面に放熱するためのサーマルビア導体が、誘電体基板を貫通する形で、前記高周波電力増幅器の設置部分に形成されている。
特開2003-8469号公報 特開2003-8470号公報

このような電力増幅機能を持つ高周波モジュールにおける大きな課題として放熱がある。
高周波電力増幅器の放熱特性が悪いと、高周波電力増幅器を構成する素子の温度上昇によりゲインが低下し、出力電力が低下するという問題がある。
また、高周波電力増幅器から発生した熱がアンテナ共用器へ伝わり、アンテナ共用器が温度上昇すると、ＳＡＷ素子などの帯域通過周波数特性がシフトして、高域側のロスが増加し、出力電力が低下するという問題が発生する。

高周波電力増幅器の放熱経路は、前記銀ペーストとサーマルビア導体を介した下部への放熱と、前記樹脂を介した上部への経路があるが、ほとんどの熱は下部へ放熱される。
そこで、銀ペーストの熱抵抗が問題となる。銀ペーストは、熔融温度を下げるために、多くのフィラーを混入している。そのため純銀の熱抵抗と比較すると、熱抵抗が高くなっている。

近年の携帯電話機などの無線通信装置においては、小型化するための電子部品の集積化が進んでいるため、発熱対策は大きな課題である。
本発明の目的は、高周波電力増幅器の放熱性を改善し、本来の特性を引き出すとともに、装置の小型化に貢献できる高周波モジュール及びその高周波モジュールを搭載した無線通信装置を提供することにある。

本発明は、高周波電力増幅器とアンテナ共用器などから構成され、高周波の無線信号を送信するため高周波モジュールについてのものであり、高周波電力増幅器の発熱による特性変化を最小限にすべく、高周波電力増幅器の接着剤としては、銀ペーストに比べて熱抵抗の低い半田を使用する。
本発明の高周波モジュールは、前記高周波電力増幅器を構成する半導体集積回路素子と、アンテナ共用器を構成するフィルタ素子若しくは半導体集積回路素子とがそれぞれ半田にて誘電体基板上の導体パターンに接合されているものである。

半田を使用することで、高周波モジュールにおける高周波電力増幅器の放熱性を向上させることができる。したがって、高周波電力増幅器の熱をスムーズに基板へ放熱でき、大出力電力を送信時にも特性の維持ができる。このため、熱による特性の劣化の少ない、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。
前記半田は、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系の鉛半田、又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリー半田のいずれでもよいが、鉛フリー半田のほうが毒性がなく、地球環境上好ましい。

前記高周波電力増幅器で発生する熱を、誘電体基板裏面に放熱するためのサーマルビア導体を、誘電体基板を貫通する形で、前記高周波電力増幅器を設置する導体パターンに接続すれば、半田を用いたこととあいまって、放熱性がさらに向上するので、好ましい。
また半田を使用すれば、前記高周波電力増幅器を構成する半導体集積回路素子とアンテナ共用器を構成するフィルタ素子若しくは半導体集積回路素子とともに、他の表面実装部品を、誘電体基板に一括して同時に半田付けして実装することができる。したがって、工程の短縮が図れるので、同性能の高周波モジュールを安価に製作できる。

前記前記高周波電力増幅器を構成する半導体集積回路素子と、アンテナ共用器を構成するフィルタ素子若しくは半導体集積回路素子とをそれぞれ接合する半田の厚みが１０μｍ〜６０μｍの範囲にあることが好ましい。これ以上薄いと接着強度が低下し、これ以上厚いと放熱性が悪くなる。
また、移動体通信機器などの無線通信装置において、前記高周波モジュールを搭載することにより、小型で優れた特性の無線通信装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、携帯電話機等の移動体通信機器に用いられる、ＣＤＭＡデュアルバンド方式の高周波信号処理部のブロック構成図を示す。
このＣＤＭＡデュアルバンド方式では、高周波信号処理部は、セルラー方式800ＭＨｚ帯及びＰＣＳ(Personal Communication Services)方式１．９ＧＨｚ帯の周波数バンドを持った２つの送受信系と、ＧＰＳ(Global Positioning System)による測位機能を利用するためＧＰＳの受信バンド１．５ＧＨｚ帯を持った１つの受信系とから構成される。

このような構成の高周波信号処理部を搭載した移動体通信機器においては、各部に対する小型化、軽量化の要求が大きく、これらの要求を考慮して、高周波信号処理回路は、所望の特性が達成できる単位で高周波モジュール化されている。
すなわち、図１で太い実線２２で示したように、分波回路２、アンテナ共用器の送受信用フィルタ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ、高周波電力増幅器７，８、方向性結合器５，６などを含む分波系回路及び送信系回路が、１つの基板に形成された１つの高周波モジュール２２を形成している。

なお、高周波モジュールを、800ＭＨｚ帯の高周波モジュールと、１．９ＧＨｚ帯の２つの高周波モジュールに分けるという実装方法も可能である。さらに低雑音増幅器ＬＮＡ１３，１４と受信用高周波フィルタ１５，１６を含んだ高周波モジュールを追加して形成してもよい。
以下、800ＭＨｚ帯と、１．９ＧＨｚ帯の２つの周波数帯を含む１つの高周波モジュール２２に基づいて説明する。

図１において、１はアンテナ、２は周波数帯を分けるための低域通過フィルタＬＰＦと高域通過フィルタＨＰＦとを含む分波回路、３ａは1.9ＧＨｚ帯の送信系を分離する送信用フィルタ、３ｂは同受信系を分離する受信用フィルタ、４ａは８００ＭＨｚ帯の送信系を分離する送信用フィルタ、４ｂは同受信系を分離する受信用フィルタである。これらの送信用フィルタ３ａ，４ａ、受信用フィルタ３ｂ，４ｂによってアンテナ共用器を構成している。また、１２は前記分波回路２から取り込まれるＧＰＳ信号を通過させるためのフィルタである。３ｃ，４ｃは、受信信号の位相を回転させるインピーダンス調整回路である。５，６は、送信電力をモニターするための方向性結合器である。

７，８は、それぞれ８００MHｚ帯，１．９ＧＨｚ帯の送信信号を電力増幅する高周波電力増幅器である。高周波電力増幅器７，８は、送信信号を増幅する電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５と、電力増幅用半導体集積回路素子２４の出力側でインピーダンスマッチングをとる出力整合回路２６，２７とを含んでいる。前記電力増幅用半導体集積回路素子２４と出力整合回路２６とによって高周波電力増幅器７を構成し、前記電力増幅用半導体集積回路素子２５と出力整合回路２７とによって高周波電力増幅器８を構成している。

９，１０は送信信号の８００MHｚ帯，１．９GHｚ帯の周波数帯のみ通過させる高周波フィルタＢＰＦである。
前記送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂ、高周波フィルタＢＰＦ９，１０は、例えばＳＡＷ(Surface Acoustic Wave)フィルタ素子で構成されるものである。ＳＡＷフィルタの構造は限定されないが、好ましくは、３６°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ₃結晶、６４°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＮｂＯ₃結晶、４５°Ｘカット−Ｚ伝搬のＬｉＢ₄Ｏ₇結晶などからなる基板上に、櫛歯状のＩＤＴ(Inter Digital Transducer)電極が形成されたものである。これにより、高周波モジュールの小型化を実現できる。また、ＳＡＷフィルタ素子に代えて、ＢＡＷ(Bulk Acoustic Wave)素子で構成すれば、小型化と耐電力の維持を両立できる。

前記電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５の構造は、限定されないが、好ましくは、小型化、高効率化を図るためにＧａＡｓＨＢＴ（ガリウム砒素ヘテロジャンクションバイポーラトランジスタ）構造、又はＰ−ＨＥＭＴ構造のトランジスタ、具体的にはＧａＡｓトランジスタ、シリコン若しくはゲルマニウムトランジスタを含む半導体集積回路素子で形成されたものである。

以下、送信系における信号の流れを説明する。送信信号処理回路１７から出力されるセルラー送信信号は、高周波フィルタＢＰＦ９でノイズが削減され、高周波電力増幅器８に伝えられる。送信信号処理回路１７から出力されるＰＣＳ送信信号は、高周波フィルタＢＰＦ１０でノイズが削減され、高周波電力増幅器７に伝えられる。
高周波電力増幅器７，８は、それぞれ８００MHｚ帯，１．９GHｚ帯の周波数帯の送信信号を電力増幅する。増幅された送信信号は、方向性結合器５，６を通り、前記送信用フィルタ４ａ，３ａに入力される。

方向性結合器５，６は、高周波電力増幅器７，８からの出力信号のレベルをモニタして、そのモニタ信号に基づいて高周波電力増幅器のオートパワーコントロールするためのものである。そのモニタ出力は、検波用回路１１に入力される。
一方受信系は、受信用フィルタ４ｂ，３ｂで分離された受信信号を増幅する低雑音増幅器LNA１４，１３と、受信信号からノイズを除去する高周波フィルタ１６，１５とを備えている。高周波フィルタ１６，１５を通った受信信号は、受信信号処理回路１８に伝えられ信号処理される。また、前記ＧＰＳ用フィルタ１２で分離されたＧＰＳ信号は、受信信号処理回路１８に入力され信号処理される。

高周波モジュール２２は、同一寸法形状の複数の誘電体層が積層された多層基板構造を有している。
誘電体層は、ガラスエポキシ樹脂などの有機系誘電体基板に対して、銅箔などの導体によって配線導体層が形成されたもの、または、セラミック材料などの無機系誘電体基板に種々の配線導体層を誘電体基板と同時に焼成して形成されたものが用いられる。

前記セラミック材料としては、（１）Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、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）金属酸化物による混合物からなる１１００℃以下、特に１０５０℃以下で焼成される低温焼成セラミック材料、（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成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。

前記（２）の混合物としては、ＢａＯ−ＴｉＯ₂系、Ｃａ−ＴｉＯ₂系、ＭｇＯ−ＴｉＯ₂系等のセラミック材料が用いられ、これらのセラミック材料に、ＳｉＯ２、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＣｕＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃等の助剤を適宜添加したものが用いられる。
前記（３）のガラス組成物としては、少なくともＳｉＯ₂を含み、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＰｂＯ、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物のうちの少なくとも１種以上を含有したものであって、具体的には、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＲＯ系、ＳｉＯ₂−ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＲＯ系、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＲＯ系、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＲＯ系、さらにはこれらの系にＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｐｂ、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂等を配合した組成物が挙げられる。また、ガラスとしては、焼成処理することによっても非晶質ガラスであるもの、また焼成処理によって、アルカリ金属シリケート、クォーツ、クリストバライト、コージェライト、ムライト、エンスタタイト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ディオプサイド、イルメナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも１種を析出する結晶化ガラスなどが用いられる。

また、前記（３）におけるセラミックフィラーとしては、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂（クォーツ、クリストバライト）、フォルステライト、コージェライト、ムライト、ＺｒＯ₂、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、スピネル、マグネシア、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ、ＭｇＴｉＯ₃、ＣａＴｉＯ₃などのチタン酸塩の群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ガラス２０〜８０質量％、フィラー２０〜８０質量％の割合で混合されることが望ましい。

一方、配線導体層は、誘電体基板と同時焼成して形成するために、誘電体基板を形成する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、銅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。セラミック材料が前記（２）（３）の低温焼成セラミック材料を用いる場合、銅、銀、金、アルミニウムの群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする低抵抗導体材料が用いられる。

セラミック材料の誘電体基板は、その誘電率を高いため、小さな面積でも充分な静電容量を得ることができるため、ストリップライン長を短縮して、全体構造の小型化に供することができる。特に、配線や線路などを低損失の低抵抗導体によって形成できることから、前記（１）（２）の低温焼成セラミック材料によって形成することが望ましい。
この多層基板の具体的な製造方法を説明する。アルミナ、ムライト、フォルステライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラスなどをベースとして、公知の焼結助剤や高誘電率化に寄与するチタン酸塩などの化合物をこれに添加混合してセラミックグリーンシートを作成する。

セラミックグリーンシートの表面に導体層を形成する。導体層の形成方法は、前記金属を含有する導体ペーストをセラミックグリーンシートの表面に塗布したり、金属箔を貼付したりする。
上述した各回路を構成する導体パターンをそれぞれ形成した後、導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層し、所要の圧力と温度の下で熱圧着し、焼成する。この場合、各誘電体層には、複数の層にわたって形成された回路を厚み方向に接続するために、貫通孔に導体ペーストが充填してなるビアホール導体が適宣形成される。

そして、セラミックグリーンシートを、これらの導体層と同時焼結する。
なお、本発明の高周波モジュールにおいて、多層基板を構成する誘電体層の比誘電率は、１０以上、特に１５〜２５であることが望ましい。このように誘電体層を高誘電率化することで、各回路を構成する分布定数線路の長さを短縮するとともに、キャパシタ素子の対向面積を減少することができ、高周波モジュールの小型化を実現することが可能となる。

図２に、セラミック多層基板に実装された本発明の高周波モジュール２２の概略平面図を示し、図３に高周波モジュールを構成するセラミック多層基板の断面模式図を示す。
多層基板２３の表層には、各種の導体パターン、各種チップ部品のほか、高周波フィルタＢＰＦ９，１０、アンテナ共用器を構成する送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂ、並びに高周波電力増幅器７，８の一部を構成する出力整合回路２６，２７及び電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５などが搭載され、これらは半田３０又は半田バンプ３１で誘電体層上の導体パターンに接合されている。これらの他、ＧＰＳ用のフィルタ１２、検波用回路１１なども搭載されている。

電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５は、多層基板２３上の導体パターンとワイヤーボンディングで接続されている。電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５の周囲には、同じく高周波電力増幅器７，８の一部を構成する出力整合回路２６，２７がチップ部品や導体パターンで形成されている。
多層基板２３の内部には、方向性結合器５，６、インピーダンス調整回路３ｃ，４ｃを構成する分布定数線路、結合線路、分布型キャパシタ、抵抗などの導体パターンが、誘電体層中にそれぞれ形成されている。なお、方向性結合器５，６以外に、分波回路２などを構成する受動素子も誘電体層中に形成されている。

そして、各誘電体層には複数の層にわたって、回路を縦に接続するため必要なビアホール導体が形成されている。例えば、図３における５０は、電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５で発生する熱をグランド層４０に逃がすため設けられた、誘電体層を上下に貫通するサーマルビア導体である。４０は最下層に設けられたグランド導体層である。
前記電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５、出力整合回路２６，２７、高周波フィルタＢＰＦ９，１０、アンテナ共用器の構成部品である送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂ、並びに電源回路（図示せず）などを多層基板２３へ実装した後、全体を樹脂封止する。これにより、表層部品、特に電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５や、アンテナ共用器の構成部品である送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂを外部の埃や水分から保護することができる。

前記電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５と送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂとを多層基板２３へ接合する半田の種類としては、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系の鉛半田（共晶半田）でも、鉛を排除した例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリー半田でも良いが、いずれの場合でも、熱抵抗の小さいものを使用するのが好ましい。
特に、多層基板２３の表層導体パターンが銀である場合、半田にも少量の銀を含んだものを使用すると半田クワレが発生しにくくなる。

また、半田の厚さとしては、１０〜６０μｍが最適であり、これ以上薄いと接着強度が低下し、これ以上厚いと放熱性が悪くなる。
電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５で発生した熱は、前述のように半田を介して、サーマルビア導体５０へと伝達され、最終的には、携帯電話等、このモジュールが実装される機器の全体基板のグランドへ放熱される。

この高周波モジュールの製造工程について図４を用いて説明する。
まず、多層基板２３へクリーム半田を印刷する（Ｓ１）。基板へ印刷されるクリーム半田の厚みは、電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５のベア並びに送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂのベアが実装される部分について、放熱性と強度の両立を図らねばならないので、１０〜６０μｍとする。

次に、高周波電力増幅器７，８のカップリングコンデンサや出力整合回路２６，２７のチップコンデンサ等のチップ部品と、電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５のベア並びに送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂのベアをマウントする（Ｓ２）。そして、最高温度が約２６０℃のリフロー炉に通して半田付けする（Ｓ３）。
次に、電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５と送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂの各端子をワイヤーボンディングで接続する（Ｓ４）。そして、約１２０℃で硬化する樹脂でモジュール全体を封止し（Ｓ５）、最後に電気特性等の検査を行う工程となる（Ｓ６）。
従来、電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５のベア、送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂのベアを、多層基板２３に銀ペーストにて接合していたため、半田のリフロー後、銀ペーストを多層基板２３上のこれらのベアを実装する部分に塗布する工程と、最高温度が約１５０℃の炉で銀ペーストを熱硬化させる工程が必要であった。

本発明の実施形態では、多層基板２３へクリーム半田を印刷した後、電力増幅用半導体集積回路素子２４，２５のベアと送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂのベアとを、他のチップ部品とともにマウントし、リフロー炉に通して一括して同時に半田付けすることができる。これにより、高周波モジュールを、より少ない工程で製作でき、低コスト化が可能となる。

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

本発明の高周波モジュールを含むデュアルバンド方式の高周波信号処理部のブロック構成図である。 多層基板に実装した高周波モジュールを示す平面図である。 同断面図である。 本発明の高周波モジュールの製造工程の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ アンテナ
２ 分波回路
３ａ，４ａ 送信用フィルタ
３ｂ，４ｂ 受信用フィルタ
５、６ 方向性結合器（カプラ）
７、８ 電力増幅器
９、１０ 高周波フィルタ
１１ 検波回路
１２ 受信用フィルタ
１３、１４ 低雑音増幅器ＬＮＡ
１５、１６ 受信用フィルタ
１７ 送信信号処理回路ＲＦＩＣ
１８ 受信信号処理回路ＲＦＩＣ
１９ ベースバンドＩＣ
２２ 高周波モジュール
２３ 多層基板
２４、２５ 電力増幅用半導体集積回路素子
２６、２７ 出力整合回路
３０ 半田
３１ 半田バンプ

Claims (6)

1. アンテナ端子に直接又は分波回路を通して接続され、送信系と受信系とを切り替えるアンテナ共用器と、アンテナ共用器の一端に接続され、所定の送信通過帯域の送信信号を増幅する高周波電力増幅器とを、誘電体基板に実装してなる高周波モジュールにおいて、
   前記高周波電力増幅器を構成する半導体集積回路素子と、アンテナ共用器を構成するフィルタ素子若しくは半導体集積回路素子とがそれぞれ半田にて誘電体基板上の導体パターンに接合されていることを特徴とする高周波モジュール。
2. 前記半田は、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系の鉛半田、又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリー半田である請求項１記載の高周波モジュール。
3. 前記高周波電力増幅器で発生する熱を、誘電体基板裏面に放熱するためのサーマルビア導体が、誘電体基板を貫通する形で、前記高周波電力増幅器を設置する導体パターンに接続されている請求項１又は請求項２記載の高周波モジュール。
4. 前記高周波電力増幅器を構成する半導体集積回路素子と、アンテナ共用器を構成するフィルタ素子若しくは半導体集積回路素子とを含む表面実装部品を、誘電体基板に一括して同時に半田付けして実装されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の高周波モジュール。
5. 前記前記高周波電力増幅器を構成する半導体集積回路素子と、アンテナ共用器を構成するフィルタ素子若しくは半導体集積回路素子とをそれぞれ接合する半田の厚みが１０μｍ〜６０μｍの範囲にある請求項１から請求項４のいずれかに記載の高周波モジュール。
6. 前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の高周波モジュールを搭載した移動体通信機器などの無線通信装置。

Images