JP2006121147A - 携帯電話機用高周波モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】 放熱効果が良く、小型であると共に、埃や湿気に強い携帯電話機用高周波モジュールを提供する。
【解決手段】 本発明の携帯電話機用高周波モジュールは、誘電体基板1と、受信状態と送信状態との切替を行うアンテナスイッチIC6と、受信信号から所定の周波数信号を通過させるSAW素子からなるSAWフィルタ7と、送信信号を増幅するパワーアンプIC8と、受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信信号に変換するトランシーバIC9とを有したため、受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信信号に変換する機能がIC化されたトランシーバIC9によって構成されているため、小型化できる上に、同一の誘電体基板1上に形成でき、小型で、安価なものが得られる。
【選択図】 図1

Description

本発明は携帯電話機に使用して好適な携帯電話機用高周波モジュールに関する。
従来の携帯電話機用高周波モジュールの図面を説明すると、図6は従来の携帯電話機用高周波モジュールの平面図、図7は従来の携帯電話機用高周波モジュールの断面図、図8は従来の携帯電話機用高周波モジュールの要部断面図である。
従来の携帯電話機用高周波モジュールの構成を図6〜図8に基づいて説明すると、複数枚の誘電材が積層されてなる誘電体基板51の上面と積層内には、配線パターン52が設けられ、この誘電体基板51の上面には、フリップチップ状のアンテナスイッチ1C53,フリップチップ状のパワーアンプIC54,SAWフィルタ55,VCO56,及びその他の電子部品57が配置されて、所望の電気回路が形成されている。
また、図8に示すように、誘電体基板51の上面には、有底の凹部51aが設けられ、この凹部51a内には、半導体チップからなるパワーアンプIC54が配置され、誘電体基板51には、パワーアンプIC54の下部にサーマルビア58が設けられて、パワーアンプIC54の熱を放出するようにしている。(例えば、特許文献1参照)
このような従来の携帯電話機用高周波モジュールは、受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信信号に変換する機能を備えておらず、この機能を別の回路基板に設ける必要があるばかりか、この機能に係る回路を回路基板に設ける必要があり、大型で、コスト高になる。
また、パワーアンプIC54における放熱対応がなされているが、SAWフィルタ55における放熱が不十分であるばかりか、パワーアンプIC54は、アンテナスイッチIC53を配置した誘電体基体51と同一面で、凹部51aに収納されているが、誘電体基体51全体の表面積を小さくすることができず、大型になる上に、誘電体基板51の表面が露出された状態となっているため、埃や湿気に対して弱くなる。
特開2002−261643号公報
従来の携帯電話機用高周波モジュールは、受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信信号に変換する機能を備えておらず、この機能を別の回路基板に設ける必要があるばかりか、この機能に係る回路を回路基板に設ける必要があり、大型で、コスト高になるという問題がある。
また、パワーアンプIC54における放熱対応がなされているが、SAWフィルタ55における放熱が不十分であるばかりか、パワーアンプIC54は、アンテナスイッチIC53を配置した誘電体基体51と同一面で、凹部51aに収納されているが、誘電体基体51全体の表面積を小さくすることができず、大型になる上に、誘電体基板51の表面が露出された状態となっているため、埃や湿気に対して弱くなるという問題がある。
そこで、本発明は放熱効果が良く、小型であると共に、埃や湿気に強い携帯電話機用高周波モジュールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するための第1の解決手段として、配線パターンを有する誘電体基板と、前記配線パターンに接続され、受信状態と送信状態との切替を行うアンテナスイッチICと、前記配線パターンに接続され、受信信号から所定の周波数信号を通過させるSAW素子からなるSAWフィルタと、送信信号を増幅するパワーアンプICと、前記配線パターン接続され、受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信信号に変換するトランシーバICとを有し、前記SAWフィルタと前記パワーアンプICが載置された前記誘電体基板には、前記SAWフィルタと前記パワーアンプICの下面と対向する位置にサーマルビアが配置された構成とした。
また、第2の解決手段として、少なくとも前記SAWフィルタと前記パワーアンプICは、前記誘電体基板の一面側に配置され、前記誘電体基板の他面側には、前記配線パターンに接続された複数の端子と、前記サーマルビアに導通する放熱パターンが設けられた構成とした。
また、第3の解決手段として、前記アンテナスイッチIC、前記パワーアンプIC、及びトランシーバICのそれぞれは、ベアチップで形成されると共に、前記誘電体基板の一面側に配置した状態で、ワイヤーによって前記配線パターンに接続され、前記SAWフィルタは、前記誘電体基板の前記一面側に配置され、前記誘電体基板の前記一面側には、前記アンテナスイッチIC、前記パワーアンプIC、トランシーバIC、及び前記SAWフィルタを覆う第1の絶縁樹脂部が設けられた構成とした。
また、第4の解決手段として、前記誘電体基板の一面側には、前記アンテナスイッチIC、前記パワーアンプIC、及び前記SAWフィルタが配置されると共に、前記アンテナスイッチICと対向する位置の前記誘電体基板の他面側には、有底の凹部が設けられ、前記凹部内には、前記アンテナスイッチICと対向した状態で、フリップチップ状の前記トランシーバICが配置された構成とした。
また、第5の解決手段として、前記アンテナスイッチICと前記パワーアンプICのそれぞれは、ベアチップで形成されると共に、前記誘電体基板の一面側に配置した状態で、ワイヤーによって前記配線パターンに接続され、前記誘電体基板の前記一面側には、前記アンテナスイッチIC、前記パワーアンプIC、及び前記SAWフィルタを覆う第1の絶縁樹脂部が設けられると共に、前記凹部内には、前記トランシーバICを覆う第2の絶縁樹脂部が設けられた構成とした。
また、第6の解決手段として、前記トランシーバICは、少なくとも、前記受信信号をベースバンド信号に変換する復調回路と、送信用ベースバンド信号を送信信号に変換する変調回路と、前記復調回路と前記変調回路とに接続されたベースバンド回路と、復調回路及び変調回路に局部発振信号を供給するVCOとを備えた構成とした。
また、第7の解決手段として、前記誘電体基板の前記他面側には、前記配線パターンに接続された複数の端子を有し、前記端子は、送受信用アンテナに接続されるアンテナ端子、ベースバンドの信号入出力端子、回路を動作させるための電源を供給する電源端子を備えた構成とした。
本発明の携帯電話機用高周波モジュールは、配線パターンを有する誘電体基板と、配線パターンに接続され、受信状態と送信状態との切替を行うアンテナスイッチICと、配線パターンに接続され、受信信号から所定の周波数信号を通過させるSAW素子からなるSAWフィルタと、送信信号を増幅するパワーアンプICと、配線パターン接続され、受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信信号に変換するトランシーバICとを有し、SAWフィルタとパワーアンプICが載置された誘電体基板には、SAWフィルタとパワーアンプICの下面と対向する位置にサーマルビアが配置された構成とした。
即ち、受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信信号に変換する機能がIC化されたトランシーバICによって構成されているため、小型化できる上に、同一の誘電体基板上に形成でき、小型で、安価なものが得られる。
また、SAWフィルタとパワーアンプICがサーマルビアによって放熱されるようになっているため、性能の良好なものが得られる。
また、少なくともSAWフィルタとパワーアンプICは、誘電体基板の一面側に配置され、誘電体基板の他面側には、配線パターンに接続された複数の端子と、サーマルビアに導通する放熱パターンが設けられたため、SAWフィルタとパワーアンプICが放熱パターンによって放熱効果が一層良くなり、より性能の良好なものが得られる。
また、アンテナスイッチIC、パワーアンプIC、及びトランシーバICのそれぞれは、ベアチップで形成されると共に、誘電体基板の一面側に配置した状態で、ワイヤーによって配線パターンに接続され、SAWフィルタは、誘電体基板の一面側に配置され、誘電体基板の一面側には、アンテナスイッチIC、パワーアンプIC、トランシーバIC、及びSAWフィルタを覆う第1の絶縁樹脂部が設けられたため、埃や湿気に強いものが得られて、性能の良いものが提供できる。
また、誘電体基板の一面側には、アンテナスイッチIC、パワーアンプIC、及びSAWフィルタが配置されると共に、アンテナスイッチICと対向する位置の誘電体基板の他面側には、有底の凹部が設けられ、凹部内には、アンテナスイッチICと対向した状態で、フリップチップ状のトランシーバICが配置されたため、誘電体基板に搭載する部品が誘電体基板の両面に分散できて、誘電体基板の表面積を小さくでき、小型のものが得られる。
また、アンテナスイッチICとパワーアンプICのそれぞれは、ベアチップで形成されると共に、誘電体基板の一面側に配置した状態で、ワイヤーによって配線パターンに接続され、誘電体基板の一面側には、アンテナスイッチIC、パワーアンプIC、及びSAWフィルタを覆う第1の絶縁樹脂部が設けられると共に、凹部内には、トランシーバICを覆う第2の絶縁樹脂部が設けられたため、誘電体基板に搭載された部品が第1、第2の絶縁樹脂部によって覆われているため、埃や湿気に強いものが得られて、性能の良いものが提供できる。
また、トランシーバICは、少なくとも、受信信号をベースバンド信号に変換する復調回路と、送信用ベースバンド信号を送信信号に変換する変調回路と、復調回路と変調回路とに接続されたベースバンド回路と、復調回路及び変調回路に局部発振信号を供給するVCOとを備えたため、種々の回路がIC化されて、小型ものが得られる。
また、誘電体基板の他面側には、配線パターンに接続された複数の端子を有し、端子は、送受信用アンテナに接続されるアンテナ端子、ベースバンドの信号入出力端子、回路を動作させるための電源を供給する電源端子を備えたため、それぞれの端子にアンテナ、ベースバンド回路、及び電源を接続すれば携帯電話機用となるので、簡単な構成のものが得られる。
本発明の携帯電話機用高周波モジュールの図面を説明すると、図1は本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第1実施例に係る要部断面図、図2は本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第1実施例に係り、絶縁樹脂部を取り去った状態を示す斜視図、図3は本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第1実施例に係り、裏側から見た斜視図、図4は本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第2実施例に係る要部断面図、図5は本発明の携帯電話機用高周波モジュールに係る回路図である。
次に、本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第1実施例に係る構成を図1〜図3に基づいて説明すると、セラミックや絶縁樹脂等からなり、複数枚が積層された誘電体基板1は、一面(上面)1a側と積層内に設けられた配線パターン2と、この配線パターン2に接続された状態で、他面(下面)1b側の外周部に沿って設けられた複数の端子3と、他面1b側で、端子3より内側に設けられた複数の放熱パターン4と、この放熱パターン4に導通した状態で、一面1a側に延びて基板内に設けられた複数のサーマルビア5を有する。
この誘電体基板1の一面1a上に位置する配線パターン2には、受信状態と送信状態との切換を行うベアチップからなるアンテナスイッチIC6と、受信信号から所定の周波数信号を通過させるSAW素子からなる2個のSAWフィルタ7と、送信信号を増幅するベアチップからなる2個のパワーアンプIC8と、受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信信号に変換するトランシーバIC9と、チップ状のコンデンサや抵抗器等からなるその他の電子部品13が接続されて、所望の電気回路が形成されている。
また、ベアチップからなるアンテナスイッチIC6、パワーアンプIC8、及びトランシーバIC9は、ワイヤー10によるボンディングによって配線パターン2に接続されると共に、発熱部品であるSAWフィルタ7とパワーアンプIC8は、サーマルビア5上に配置され、熱がサーマルビア5、及びサーマルビア5を経由して放熱パターン4から放熱するようになっている。
そして、トランシーバIC9は、少なくとも、受信信号をベースバンド信号に変換する復調回路と、送信用ベースバンド信号を送信信号に変換する変調回路と、復調回路と変調回路とに接続されたベースバンド回路と、復調回路及び変調回路に局部発振信号を供給するVCOとを備えた構成となっている。
また、誘電体基板1の他面1b側に設けられた端子3は、送受信用アンテナに接続されるアンテナ端子、ベースバンドの信号入出力端子、回路を動作させるための電源を供給する電源端子等を備えたものとなっている。
合成樹脂等からなる第1の絶縁樹脂部11は、誘電体基板1の一面1a全面に塗布等によって形成され、誘電体基板1の一面1a側に搭載された部品や配線パターン2が覆われた状態となり、この第1の絶縁樹脂部11によって、ワイヤー10等も固着された状態となって、本発明の携帯電話機用高周波モジュールが形成されている。
次に、このような構成を有する本発明の携帯電話機用高周波モジュールの回路を図5に基づいて説明すると、この高周波モジュールは、850MHz帯及び900MHzのGSM方式、1800MHz帯のDCS方式、1900MHz帯のPCS方式の4方式の携帯電話に共用されるものであり、アンテナスイッチIC6の入出力端はアンテナ(A)に接続される。また、4つの出力端はそれぞれの方式に対応するSAWフィルタ7a、7b、7c、7dに接続される。さらに、2つの入力端は、850/900MHz帯のGSM方式用のパワーアンプIC8aとDCS/PCS方式用のパワーアンプIC8bに接続される。そして、各SAWフィルタ7の出力端及び各パワーアンプIC8の入力端がトランシーバIC9に接続される。
トランシーバIC9の内部には、4方式に対応するLNA(低雑音増幅器)9a〜9d、復調回路9e、ベースバンド回路9f、局部発振部9g、変調回路9h、送信出力部9i、ドライバーアンプ9j、9k等が構成されている。これらの構成のうち、復調回路9e、ベースバンド回路9f、局部発振部9g、変調回路9h、送信出力部9iは各方式に共通に使用される。
そして、850MHz帯のGSM方式の受信モードではSAWフィルタ7a、LNA9aが使用され、900MHz帯のGSM方式の受信モードではSAWフィルタ7b、LNA9bが使用され、DCS方式の受信モードではSAWフィルタ7c、LNA9cが使用され、PCS方式の受信モードではSAWフィルタ7d、LNA9dが使用される。また、850MHz及び900MHzのGSM方式の送信モードではドライバアンプ9i、パワーアンプIC8aが使用され、DCS及びPCS方式の送信モードではドライバアンプ9h、パワーアンプIC8bが使用される。
アンテナスイッチIC6は図示しない操作部によって電子的に制御され、例えば、850MHzGSM方式の受信モードではアンテナ(A)がSAWフィルタ7aに結合される。受信信号は、LNA9aを介して復調回路9eを構成する2つのミキサM1、M2に入力される。2つのミキサM1、M2には局部発振部9gのVCO(電圧制御発振器)9g1から位相が90°異なる局部発振信号が供給される。VCO9g1はPLL回路9g2によって発振周波数が制御され、発振周波数は受信信号の周波数と同じとなっている。よって、受信信号は復調回路9eによってベースバンド信号(I信号、Q信号)に直接変換され、このI信号、Q信号はそれぞれIFバンドパスフィルタ9f1、9f2、IFアンプ9f3、9f4を介してインターフェース9f5に入力される。インターフェース9f5は、各方式に対応した4つの出力端を有する。このベースバンド信号は、この高周波モジュールが搭載されるマザー基板(図示せず)に構成されたベースバンド信号処理回路(B)に入力される。
また、同方式の送信モードにおいては、ベースバンド信号処理回路(B)からのベースバンド信号が変調回路9hを構成する2つのミキサM3、M4に入力される。そして、VCO9g1からの局部発振信号が、90°の位相差をもってミキサM3、M4に入力され、ベースバンド信号によってRF信号に変調される。このRF信号は送信出力部9iによって送信信号に変換される。送信出力部9iのVCO9i1はPLL回路9i2によって制御される。VCO9i1の出力はドライバアンプ9j、9kに入力されると共に、ミキサ9i3にも入力される。ミキサ9i3には図示しない発振器から発振信号が供給されている。そしてミキサ9i3の出力と変調されたRF信号とがPLL回路9i2に入力されることによってRF変調信号が送信信号に変換される。送信信号はパワーアンプIC8aによって電力増幅され、アンテナスイッチIC6を介してアンテナ(A)に送出される。他の方式の受信モード及び送信モードの動作も同様である。
また、図4は本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第2実施例を示し、この第2実施例の構成を説明すると、アンテナスイッチIC6と対向する位置の誘電体基板1の他面1b側には、有底の凹部1cが設けられ、凹部1c内には、アンテナスイッチIC6と対向した状態で、フリップチップ状のトランシーバIC9が配線パターン2にバンプ接続された状態で配置されると共に、凹部1c内には、トランシーバIC9を覆う合成樹脂などからなる第2の絶縁樹脂部が設けられたものである。
その他の構成は、上記第1実施例と同様の構成を有し、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第1実施例に係る要部断面図。 本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第1実施例に係り、絶縁樹脂部を取り去った状態を示す斜視図。 本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第1実施例に係り、裏側から見た斜視図。 本発明の携帯電話機用高周波モジュールの第2実施例に係る要部断面図。 本発明の携帯電話機用高周波モジュールに係る回路図。 従来の携帯電話機用高周波モジュールの平面図。 従来の携帯電話機用高周波モジュールの断面図。 従来の携帯電話機用高周波モジュールの要部断面図。
符号の説明
1:誘電体基板
1a:一面
1b:他面
1c:凹部
2:配線パターン
3:端子
4:放熱パターン
5:サーマルビア
A:アンテナ
B:ベースバンド信号処理回路
M1〜M4:ミキサ
6:アンテナスイッチIC
7:SAWフィルタ
7a〜7d:SAWフィルタ
8:パワーアンプIC
8a、8b:パワーアンプIC
9:トランシーバIC
9a〜9d:LNA
9e:復調回路
9f:ベースバンド回路
9f1,9f2:IFバンドパスフィルタ
9f3、9f4:IFアンプ
9f5:インターフェイス
9g:局部発振部
9g1:VCO
9g2:PLL回路
9h:変調回路
9i:送信出力部
9i1:VCO
9i2:PLL回路
9i3:ミキサ
9j、9k:ドライバーアンプ
10:ワイヤー
11:第1の絶縁樹脂部
12:第2の絶縁樹脂部
13:電子部品

Claims (7)

  1. 配線パターンを有する誘電体基板と、前記配線パターンに接続され、受信状態と送信状態との切替を行うアンテナスイッチICと、前記配線パターンに接続され、受信信号から所定の周波数信号を通過させるSAW素子からなるSAWフィルタと、送信信号を増幅するパワーアンプICと、前記配線パターン接続され、受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信信号に変換するトランシーバICとを有し、前記SAWフィルタと前記パワーアンプICが載置された前記誘電体基板には、前記SAWフィルタと前記パワーアンプICの下面と対向する位置にサーマルビアが配置されたことを特徴とする携帯電話機用高周波モジュール。
  2. 少なくとも前記SAWフィルタと前記パワーアンプICは、前記誘電体基板の一面側に配置され、前記誘電体基板の他面側には、前記配線パターンに接続された複数の端子と、前記サーマルビアに導通する放熱パターンが設けられたことを特徴とする請求項1記載の携帯電話機用高周波モジュール。
  3. 前記アンテナスイッチIC、前記パワーアンプIC、及びトランシーバICのそれぞれは、ベアチップで形成されると共に、前記誘電体基板の一面側に配置した状態で、ワイヤーによって前記配線パターンに接続され、前記SAWフィルタは、前記誘電体基板の前記一面側に配置され、前記誘電体基板の前記一面側には、前記アンテナスイッチIC、前記パワーアンプIC、トランシーバIC、及び前記SAWフィルタを覆う第1の絶縁樹脂部が設けられたことを特徴とする請求項1、又は2記載の携帯電話機用高周波モジュール。
  4. 前記誘電体基板の一面側には、前記アンテナスイッチIC、前記パワーアンプIC、及び前記SAWフィルタが配置されると共に、前記アンテナスイッチICと対向する位置の前記誘電体基板の他面側には、有底の凹部が設けられ、前記凹部内には、前記アンテナスイッチICと対向した状態で、フリップチップ状の前記トランシーバICが配置されたことを特徴とする請求項1、又は2記載の携帯電話機用高周波モジュール。
  5. 前記アンテナスイッチICと前記パワーアンプICのそれぞれは、ベアチップで形成されると共に、前記誘電体基板の一面側に配置した状態で、ワイヤーによって前記配線パターンに接続され、前記誘電体基板の前記一面側には、前記アンテナスイッチIC、前記パワーアンプIC、及び前記SAWフィルタを覆う第1の絶縁樹脂部が設けられると共に、前記凹部内には、前記トランシーバICを覆う第2の絶縁樹脂部が設けられたことを特徴とする請求項4記載の携帯電話機用高周波モジュール。
  6. 前記トランシーバICは、少なくとも、前記受信信号をベースバンド信号に変換する復調回路と、送信用ベースバンド信号を送信信号に変換する変調回路と、前記復調回路と前記変調回路とに接続されたベースバンド回路と、復調回路及び変調回路に局部発振信号を供給するVCOとを備えたことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の携帯電話機用高周波モジュール。
  7. 前記誘電体基板の前記他面側には、前記配線パターンに接続された複数の端子を有し、前記端子は、送受信用アンテナに接続されるアンテナ端子、ベースバンドの信号入出力端子、回路を動作させるための電源を供給する電源端子を備えたことを特徴とする請求項6記載の携帯電話機用高周波モジュール。
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