JP2006135450A

JP2006135450A - 高周波モジュール

Info

Publication number: JP2006135450A
Application number: JP2004319918A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nakano; 一博中野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-05-25
Also published as: CN1790804A

Abstract

【課題】小型で、性能の良好な高周波モジュールを提供する。
【解決手段】本発明の高周波モジュールは、第１の貫通孔２ａを有し、配線パターン３が設けられた回路基板２と、発熱部品７を含む電子部品８が配線パターン３に接続されて形成された電気回路と、回路基板２の下面に配置された磁性材からなる金属板１と、第１の貫通孔２ａの位置に設けられた非可逆回路素子Ｋ３とを備え、非可逆回路素子は、延設部１ｃを有する平板状の金属板１から形成され、底板１ｂ、及び第１の貫通孔２ａに挿入される側板１ａからなる下ヨーク１１と、この下ヨーク１１に結合する上ヨーク１２を有するため、従来に比して全体が小型化されると共に、上、下ヨーク１１，１２で形成される磁気閉回路に流れる磁束が強くなって、性能の良好なものが得られる。
【選択図】図２

Description

本発明は携帯電話機や移動体通信機器等に使用して好適な高周波モジュールに関する。

図７は従来の高周波モジュールの分解斜視図、図８は従来の高周波モジュールの断面図であり、次に、従来の高周波モジュールの構成を図７，図８に基づいて説明すると、金属板からなる第１，第２のケース５１，５２は、それぞれ箱形をなし、両者は互いに開放部を塞ぐように組み合わされている。

配線パターン５３を有する回路基板５４は、貫通孔５４ａを有すると共に、配線パターン５３には、フリップチップ状のパワーアンプＩＣ５５を含む種々の電子部品５６が接続されて、パワーアンプ回路Ｋ４やインピーダンス整合回路Ｋ５が形成されている。

また、このような回路基板５４は、第１，第２のケース５１，５２内に収納され、回路基板５４の下面が第２のケース５２の底板５２ａ上に位置し、発熱部品であるパワーアンプＩＣ５５の下部は、サーマルビア５７を介して底板５２ａから放熱するようになっている。

アイソレータＫ６は、上ヨークを兼ねる第１のケース５１と、下ヨークを兼ねる第２のケースと、貫通孔５４ａ内に配置されたフェライト部材５８と、フェライト部材５８に設けられた複数の中心導体５９と、フェライト部材５８に対向して配置された磁石６０とで形成されて、従来の高周波モジュールが形成されている。（例えば、特許文献１参照）

そして、従来の高周波モジュールは、アイソレータＫ６のヨークが箱形の第１，第２のケース５１，５２で形成されているため、全体が大型になるばかりか、第１，第２のケース５１，５２で形成される磁気閉回路に流れる磁束が弱くなって、性能が悪くなる。

特開２００２−５７５１１号公報

従来の高周波モジュールは、アイソレータＫ６のヨークが箱形の第１，第２のケース５１，５２で形成されているため、全体が大型になるばかりか、第１，第２のケース５１，５２で形成される磁気閉回路に流れる磁束が弱くなって、性能が悪くなるという問題がある。

そこで、本発明は小型で、性能の良好な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、第１の貫通孔を有し、配線パターンが設けられた回路基板と、発熱部品を含む電子部品が前記配線パターンに接続されて形成された電気回路と、前記回路基板の下面に配置された磁性材からなる金属板と、前記第１の貫通孔の位置に設けられた非可逆回路素子とを備え、前記非可逆回路素子は、前記金属板で形成された下ヨークと、この下ヨークに結合して、前記下ヨークとで磁気閉回路を形成する上ヨークと、前記下ヨーク内に配置され、複数の中心導体を設けたフェライト部材と、前記上ヨークと前記フェライト部材との間に配置された磁石とを有し、前記下ヨークは、前記第１の貫通孔の底部を塞ぎ、前記フェライト部材を載置する底板と、前記金属板から切り曲げされ、前記第１の貫通孔に挿入された状態で、前記上ヨークに結合する側板からなり、前記発熱部品は、前記下ヨークの前記底板に繋がって延設された延設部に対向して配置され、前記発熱部品の熱が前記延設部を介して行うようにした構成とした。

また、第２の解決手段として、前記発熱部品は、パワーアンプＩＣ、又は／及びＳＡＷフィルタで形成された構成とした。
また、第３の解決手段として、前記回路基板は、第２の貫通孔を有し、前記発熱部品が前記第２の貫通孔内に位置した状態で前記延設部上に載置された構成とした。

また、第４の解決手段として、前記回路基板には、パワーアンプ回路と、このパワーアンプ回路と前記非可逆回路素子間に設けられたインピーダンス整合回路が設けられた構成とした。
また、第５の解決手段として、前記回路基板の上面には、前記発熱部品を含む前記電子部品と前記非可逆回路素子を覆う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、前記発熱部品がベアチップからなるパワーアンプＩＣで形成され、前記パワーアンプＩＣがワイヤーによって前記配線パターンに接続された構成とした。
また、第７の解決手段として、前記回路基板は、前記金属板と一体化された合成樹脂の成型品によって形成された構成とした。

本発明の高周波モジュールは、第１の貫通孔を有し、配線パターンが設けられた回路基板と、発熱部品を含む電子部品が配線パターンに接続されて形成された電気回路と、回路基板の下面に配置された磁性材からなる金属板と、第１の貫通孔の位置に設けられた非可逆回路素子とを備え、非可逆回路素子は、金属板で形成された下ヨークと、この下ヨークに結合して、下ヨークとで磁気閉回路を形成する上ヨークと、下ヨーク内に配置され、複数の中心導体を設けたフェライト部材と、上ヨークとフェライト部材との間に配置された磁石とを有し、下ヨークは、第１の貫通孔の底部を塞ぎ、フェライト部材を載置する底板と、金属板から切り曲げされ、第１の貫通孔に挿入された状態で、上ヨークに結合する側板からなり、発熱部品は、下ヨークの底板に繋がって延設された延設部に対向して配置され、発熱部品の熱が延設部を介して行うようにした構成とした。
即ち、非可逆回路素子は、平板状の金属板から形成され、底板、及び第１の貫通孔に挿入される側板からなる下ヨークと、この下ヨークに結合する上ヨークを有するため、従来に比して全体が小型化されると共に、上、下ヨークで形成される磁気閉回路に流れる磁束が強くなって、性能の良好なものが得られる。

また、発熱部品は、パワーアンプＩＣ、又は／及びＳＡＷフィルタで形成されたため、パワーアンプＩＣやＳＡＷフィルタからの熱が延設部から放熱できる。

また、回路基板は、第２の貫通孔を有し、発熱部品が第２の貫通孔内に位置した状態で延設部上に載置されたため、発熱部品からの熱が延設部から効率よく放熱できる。

また、回路基板には、パワーアンプ回路と、このパワーアンプ回路と非可逆回路素子間に設けられたインピーダンス整合回路が設けられたため、非可逆回路素子の特性調整が可能となり、歩留まりを向上することができる。

また、回路基板の上面には、発熱部品を含む電子部品と非可逆回路素子を覆う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、発熱部品がベアチップからなるパワーアンプＩＣで形成され、パワーアンプＩＣがワイヤーによって配線パターンに接続されたため、特に、パワーアンプＩＣが第２の貫通孔内に位置した状態での配線が容易となって、安価なものが得られる。

また、回路基板は、金属板と一体化された合成樹脂の成型品によって形成されたため、生産性が良く、安価で小型のものが得られる。

本発明の高周波モジュールの図面を説明すると、図１は本発明の高周波モジュールの第１実施例に係る要部断面図、図２は本発明の高周波モジュールの第１実施例に係り、絶縁樹脂部の無い状態での分解斜視図、図３は本発明の高周波モジュールに係る中心導体の展開図、図４は本発明の高周波モジュールの第２実施例に係る要部断面図、図５は本発明の高周波モジュールの第３実施例に係る要部断面図、図６は本発明の高周波モジュールに係るブロック回路図である。

次に、本発明の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、磁性材からなる平板状の金属板１は、切り曲げされて形成された対向する一つの側板１ａと、この一対の側板１ａ間に位置する底板１ｂと、この底板１ｂに繋がって延設された幅広の延設部１ｃを有する。

積層基板等からなる回路基板２は、第１の貫通孔２ａを有すると共に、この回路基板２には、上面や積層内に設けられた配線パターン３と、下面に設けられた複数の端子４と、この端子４と配線パターン３を接続する接続導体５と、サーマルビア６が設けられている。

また、回路基板２に設けられた配線パターン３には、発熱部品であるベアチップからなるパワーアンプＩＣ７を含む種々の電子部品８が接続されて、所望の電気回路、即ち、パワーアンプ回路Ｋ１やインピーダンス整合回路Ｋ２等が形成されている。

このような構成を有する回路基板２は、一対の側板１ａが第１の貫通孔２ａ内に挿通された状態で、回路基板２の下面が延設部１ｃ上に載置される。
この時、サーマルビア６は、延設部１ｃに接触すると共に、サーマルビア６上に配置されたパワーアンプＩＣ７は、その熱がサーマルビア６を介して延設部１ｃから放熱するようになっている。

非可逆回路素子Ｋ３は、回路基板２の第１の貫通孔２ａの位置に形成されており、金属板１の側板１ａと底板１ｂによって形成される下ヨーク１１と、上板１２ａと側板１２ｂを有し、側板１ａ、１２ｂ同士が結合して、下ヨーク１１とで磁気閉回路を形成する上ヨーク１２と、第１の貫通孔２ａ内に位置した状態で、下ヨーク１２の底板１ｂ上に載置されるフェライト部材１３と、このフェライト部材１３に設けられ、アース部１４を有する第１，第２，第３の中心導体１５，１６，１７と、上ヨーク１３内に取り付けられ、フェライト部材１３に対向する磁石１８を有する。

更に詳述すると、非可逆回路素子Ｋ３の中心導体は、図３に示すように、アース部１４と、このアース部１４に繋がって、１２０度の間隔をもって延びる第１，第２，第３の中心導体１５，１６，１７と、この第１，第２，第３の中心導体１５，１６，１７の端部に位置するポート部１５ａ、１６ａ、１７ａを有する。

これ等の第１，第２，第３の中心導体１５，１６，１７は、先ず、アース部１４がフェライト部材１３の下面に配置され、この状態で、第１，第２，第３の中心導体１５，１６，１７がフェライト部材１３の側面と上面に沿って折り曲げられて配置されている。

この時、第１，第２，第３の中心導体１５，１６，１７は、誘電体（図示せず）を挟んで上下方向の異なる面に１２０度の間隔で設けられて、上下方向に一部が交叉して配置される。
そして、フェライト部材１３が第１の貫通孔２ａ内に配置されると、アース部１４が底板１ｂに接触して、第１，第２，第３の中心導体１５，１６，１７の一端側が接地された状態となる。

また、図２に示すように、ポート部１５ａ、１６ａ、１７ａは、それぞれ配線パターン３の第１，第２，第３の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に接続されると共に、ポート部１５ａは、一端が接地されたコンデンサＣ１に、また、ポート部１６ａは、一端が接地されたコンデンサＣ２に、更に、ポート部１７ａは、それぞれの一端が接地されたコンデンサＣ３と抵抗器Ｒに接続されて、アイソレータからなる非可逆回路素子Ｋ３が形成されている。

なお、この実施例の非可逆回路素子Ｋ３は、アイソレータで説明したが、抵抗器Ｒを無くしたサーキュレータでも良い。

このようにして非可逆回路素子Ｋ３が形成された本発明の高周波モジュールは、図６に示しように、パワーアンプ回路Ｋ１と非可逆回路素子Ｋ３との間には、コンデンサや抵抗等の電子部品８からなるインピーダンス整合回路Ｋ２が形成された状態となっている。

合成樹脂等からなる絶縁樹脂部１９は、回路基板２の上面全面に塗布等によって形成され、回路基板２の上面側に位置するパワーアンプＩＣ７等の部品や配線パターン３が覆われた状態となり、この絶縁樹脂部１９によって、配線パターン３に接続されたパワーアンプＩＣ７のワイヤー７ａ等も固着された状態となって、本発明の高周波モジュールが形成されている。

なお、この実施例では、発熱部品がパワーアンプＩＣ７を使用したもので説明したが、このパワーアンプＩＣ７に代えてＳＡＷフィルタでも良く、また、パワーアンプＩＣ７とＳＡＷフィルタの双方を使用するものでも良い。

また、図４は本発明の高周波モジュールの第２実施例を示し、この第２実施例は、回路基板２に第２の貫通孔２ｂを設け、この第２の貫通孔２ｂ内には、発熱部品であるパワ−アンプＩＣ７を位置させ、パワ−アンプＩＣ７の下面を延設部１ｃに接触させたものである。

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。

また、図５は本発明の高周波モジュールの第３実施例を示し、この第３実施例について説明すると、回路基板２は、金属板１と一体化された合成樹脂の成型品によって形成されると共に、金属板からなる端子４が回路基板２に埋設さて端子４の下面が金属板１の下面と面一状態になったものである。

その他の構成は、上記第２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。本発明の高周波モジュールの第１実施例に係り、絶縁樹脂部の無い状態での分解斜視図。本発明の高周波モジュールに係る中心導体の展開図。本発明の高周波モジュールの第２実施例に係る要部断面図。本発明の高周波モジュールの第３実施例に係る要部断面図。本発明の高周波モジュールに係るブロック回路図。従来の高周波モジュールの分解斜視図。従来の高周波モジュールの断面図。

符号の説明

１：金属板
１ａ：側板
１ｂ：底板
１ｃ：延設部
２：回路基板
２ａ：第１の貫通孔
２ｂ：第２の貫通孔
３：配線パターン
４：端子
５：接続導体
６：サーマルビア
７：パワーアンプＩＣ
７ａ：ワイヤー
８：電子部品
Ｋ１：パワーアンプ回路
Ｋ２：インピーダンス整合回路
Ｋ３：非可逆回路素子
１１：下ヨーク
１２：上ヨーク
１２ａ：上板
１２ｂ：側板
１３：フェライト部材
１４：アース部
１５：第１の中心導体
１５ａ：ポート部
１６：第２の中心導体
１６ａ：ポート部
１７：第３の中心導体
１７ａ：ポート部
１８：磁石
Ｐ１：第１の位置
Ｐ２：第２の位置
Ｐ３：第３の位置
Ｃ１〜Ｃ３：コンデンサ
Ｒ：抵抗器
１９：絶縁樹脂部

Claims

第１の貫通孔を有し、配線パターンが設けられた回路基板と、発熱部品を含む電子部品が前記配線パターンに接続されて形成された電気回路と、前記回路基板の下面に配置された磁性材からなる金属板と、前記第１の貫通孔の位置に設けられた非可逆回路素子とを備え、前記非可逆回路素子は、前記金属板で形成された下ヨークと、この下ヨークに結合して、前記下ヨークとで磁気閉回路を形成する上ヨークと、前記下ヨーク内に配置され、複数の中心導体を設けたフェライト部材と、前記上ヨークと前記フェライト部材との間に配置された磁石とを有し、前記下ヨークは、前記第１の貫通孔の底部を塞ぎ、前記フェライト部材を載置する底板と、前記金属板から切り曲げされ、前記第１の貫通孔に挿入された状態で、前記上ヨークに結合する側板からなり、前記発熱部品は、前記下ヨークの前記底板に繋がって延設された延設部に対向して配置され、前記発熱部品の熱が前記延設部を介して行うようにしたことを特徴とする高周波モジュール。
前記発熱部品は、パワーアンプＩＣ、又は／及びＳＡＷフィルタで形成されたことを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
前記回路基板は、第２の貫通孔を有し、前記発熱部品が前記第２の貫通孔内に位置した状態で前記延設部上に載置されたことを特徴とする請求項１、又は２記載の高周波モジュール。
前記回路基板には、パワーアンプ回路と、このパワーアンプ回路と前記非可逆回路素子間に設けられたインピーダンス整合回路が設けられたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の高周波モジュール。
前記回路基板の上面には、前記発熱部品を含む前記電子部品と前記非可逆回路素子を覆う絶縁樹脂部が設けられたことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の高周波モジュール。
前記発熱部品がベアチップからなるパワーアンプＩＣで形成され、前記パワーアンプＩＣがワイヤーによって前記配線パターンに接続されたことを特徴とする請求項５記載の高周波モジュール。
前記回路基板は、前記金属板と一体化された合成樹脂の成型品によって形成されたことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の高周波モジュール。