JP2006203470A - 高周波モジュール及び無線通信機器 - Google Patents

高周波モジュール及び無線通信機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2006203470A
JP2006203470A JP2005011965A JP2005011965A JP2006203470A JP 2006203470 A JP2006203470 A JP 2006203470A JP 2005011965 A JP2005011965 A JP 2005011965A JP 2005011965 A JP2005011965 A JP 2005011965A JP 2006203470 A JP2006203470 A JP 2006203470A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
frequency switch
decoder
frequency module
switch element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005011965A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Takahashi
徹 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2005011965A priority Critical patent/JP2006203470A/ja
Publication of JP2006203470A publication Critical patent/JP2006203470A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48135Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49171Fan-out arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • H01L2924/30111Impedance matching

Landscapes

  • Transceivers (AREA)

Abstract

【解決手段】
マルチバンド対応の送受信切替えを行う高周波スイッチ素子21a,21bと、高周波スイッチ素子を制御するデコーダ素子22が誘電体層と導体層が交互に積層された誘電体多層基板20の上面に搭載されてなる高周波モジュールにおいて、上部から見て、高周波モジュールの一辺にデコーダ素子22の長辺が平行になるように配置され、高周波スイッチ素子21a,21bの一辺がデコーダ素子22の長辺に対して平行に配置され、各素子間の実装間隔A,Bがともに0.2mm以上1mm以下となるように、高周波スイッチ素子21a,21bとデコーダ素子22を高密度に配置する。
【効果】高周波モジュールの小型化が実現でき、高周波モジュールの上面に配置する他の素子や配線パターンの配置の自由度が増す。
【選択図】図4

Description

本発明は高周波モジュール及び無線通信機器に関し、特にマルチバンド用移動無線端末に好適な、高周波スイッチ素子、デコーダ素子などを一体構成した高周波モジュール、及びそれを搭載した携帯電話機などの無線通信機器に関するものである。
近年、携帯電話機の普及が進みつつあり、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高周波回路をメイン基板に搭載する必要がある。
高周波回路の一般的構成では、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高周波スイッチが設けられている。
アンテナから入ってきた無線信号は、高周波スイッチに入力され、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、所定の送信通過帯域内の送信信号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、高周波電力増幅回路に伝送される。高周波電力増幅回路は、この送信信号を電力増幅して前記高周波スイッチに供給する。
一方、1台の携帯電話機内に、2つ以上の送受信系を搭載するマルチバンド方式を採用した携帯電話機が提案されている。マルチバンド方式の携帯電話機は、前記高周波スイッチを用いて、地域性や使用目的等に合った送受信系を選択して送受信することができる利便性の高い機器として期待されているものである。
例えば、通信帯域の異なる複数の送受信系として、欧州では900MHz帯を使用したGSM(Global System for Mobile Communication)システムと、1800MHz帯を使用したDCS(Digital Cellular System)システムがある。さらに、北米では、GSMの他、850MHz帯を使用したGSM850システムと、1900MHz帯を使用したPCS(Personal Communication Services)システムがある。
マルチバンド方式の携帯電話機では、各送受信系の構成に必要な回路を小さなケース内に搭載する必要がある。それぞれ個別の専用部品を用いて回路を構成すれば、機器の大型化、高コスト化を招来することとなる。そこで、共通可能な回路部分は、可及的に共通化するようにして機器の小型化、低コスト化を有利に展開することが要請されている。
このような要請に対して、例えば、特許文献1,2には小型化を図るマルチバンド用高周波モジュールが開示されている。
特開平11−225088号公報 特開2001−285112号公報
今日、上記特開2001−285112号公報に開示されるように、高周波半導体集積回路素子が誘電体多層基板の上面に搭載されてなる高周波モジュールはあるが、以下に述べるような課題が存在する。
今後の携帯電話機のマルチバンド化の流れとして、符号分割多重接続方式であるCDMA(Code Division Multiple Access)システムが提案され、現在携帯電話システムで大きなシェアを占めている時分割多元接続方式であるGSM/DCS/PCSシステムと共に、使用できるように搭載するということが考えられる。
さらに、高速データ伝送レートや通信チャネルの多重化を特徴とした次世代通信システムのUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)システムや、衛星からの送信信号を受信して携帯電話機の位置を精度良く測位するGPS(Global Positioning System)システムの導入が開始し、これらのシステムに対応した携帯電話機が望まれる。
これらの通信方式に加えて、従来から使用されている通信方式にも対応するためには、少なくとも4つ以上の通信方式に対応できる高周波モジュールが必要になると考えられる。そのため、新規に多ポートに切り替え可能な高周波半導体集積回路素子の開発が考えられるが、そのような高周波半導体集積回路素子はコストが高く、開発時間がかかるという課題がある。
そこで本発明は、量産されている高周波半導体集積回路素子を使用することにより、高周波スイッチ素子を用いた高周波モジュールの設計・開発期間を短縮し、かつ、高周波モジュール上の高周波半導体集積回路素子の配置及び実装間隔を規定することにより、小型化や経路間の高アイソレーション化を実現する高周波モジュール及びそれを搭載した無線通信機器を提供することを目的とする。
本発明の高周波モジュールは、高周波スイッチ素子及びデコーダ素子が高周波半導体集積回路素子により構成され、前記高周波スイッチ素子のアンテナ端子側に接続される端子数が1、他方の端子数がM(Mは2以上の整数)であり、前記高周波モジュールの上部から見て、前記高周波モジュールの一辺に対して、前記デコーダ素子の長辺が平行になるように配置され、前記高周波スイッチ素子の一辺が、前記デコーダ素子の前記長辺に対向する辺に対して平行に配置され、前記高周波スイッチ素子の表面上に形成されるバイアス電圧供給用端子と、前記デコーダ素子の表面上に形成されるバイアス電圧供給用端子とが直接接続され、前記高周波スイッチ素子と前記デコーダ素子の実装間隔が0.2mm以上1mm以下であることを特徴とする。
また、本発明の高周波モジュールは、複数の高周波スイッチ素子と、デコーダ素子とが、複数の誘電体層が積層された誘電体多層基板の上面に搭載されてなり、前記高周波スイッチ素子及び前記デコーダ素子は、高周波半導体集積回路素子により構成され、前記各高周波スイッチ素子のアンテナ端子側に接続される端子数が1、他方の端子数がM(Mは2以上の整数)であり、前記高周波モジュールの上部から見て、前記高周波モジュールの一辺に対して、前記デコーダ素子の長辺が平行になるように配置され、前記高周波スイッチ素子の一辺が、前記デコーダ素子の前記長辺に対向する辺に対して平行に配置され、前記高周波スイッチ素子の表面上に形成されるバイアス電圧供給用端子と、前記デコーダ素子の表面上に形成されるバイアス電圧供給用端子とが直接接続され、前記複数の高周波スイッチ間の実装間隔が0.2mm以上1mm以下である
ことを特徴とする。
このような高周波モジュールでは、既に量産されている高周波スイッチ素子とデコーダ素子をそれぞれ使用することにより、新規に多ポート対応の高周波スイッチを開発する必要がなく、マルチバンド対応高周波モジュールの設計・開発期間を短縮できる。
また、高周波スイッチ素子とデコーダ素子の実装間隔、又は高周波スイッチ素子どうしの実装間隔を0.2mm以上1mm以下とすることにより、高周波半導体集積回路素子の実装面積を削減でき、高周波モジュールの小型化が実現できる。
さらに、高周波半導体集積回路素子の実装面積の削減によって、誘電体多層基板の上面における配線パターンの配置の自由度が増すため、配線パターン間の配置間隔を広げることが可能となり、配線パターン間のアイソレーションが向上でき、高周波モジュールの誤動作や特性の劣化を防止できる。
特に、前記誘電体多層基板の上面において、前記高周波スイッチ素子と前記デコーダ素子の間に、高周波信号経路用の配線パターンが配置されている場合であっても、前記実装間隔を1mm以下とすることにより、高周波半導体集積回路素子の高密度な実装が可能となる。また、高周波スイッチ素子とデコーダ素子の実装部の間のスペースを有効に利用することもできる。
前記誘電体多層基板の上面に形成された、前記高周波スイッチ素子と前記デコーダ素子を実装するダイパッドが、前記高周波スイッチ素子実装用ダイパッドと前記デコーダ素子実装用ダイパッドとに分離されていることが好ましい。このような高周波モジュールでは、高周波スイッチ素子とデコーダ素子の実装用ダイパッドを分離することにより、ダイパッドを介した高調波信号の各素子間の干渉を防止することができ、高周波モジュールの誤動作や特性の劣化を防止できる。
また、本発明の無線通信機器は、前述した高周波モジュールを搭載することにより、小型化と通信性能を高めることができる。
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、高周波モジュールRFM10の構成例を示すブロック図である。高周波モジュールRFM10は、GSM850方式(850MHz帯)、GSM900方式(900MHz帯)、DCS方式(1800MHz帯)、PCS方式(1900MHz帯)、UMTS800/850方式(850MHz帯)、UMTS2100(2100MHz帯)の6つの通過帯域の異なる送受信系を取り扱う。
高周波モジュールRFM10は、1つの共通のアンテナ端子ANTと、そのアンテナ端子ANTに接続され、GSM850/GSM900/UMTS800/850の送信系TXと受信系RXとを切替える高周波スイッチSW10と、DCS/PCS/UMTS2100の送信系TXと受信系RXとを切替える高周波スイッチSW20と、前記高周波スイッチSW10,SW20の切替状態を制御するデコーダDEC10と、高周波スイッチSW10、SW20に接続されGSM850/GSM900、DCS/PCSの各送信系の送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタLPF10、LPF20とで構成されている。
前記高周波スイッチSW10は、前記送受信系GSM850/GSM900/UMTS800/850の各送信系/受信系のうちアンテナ端子ANTに接続する系を切替えて選択する機能を持ち、前記高周波スイッチSW20は、前記送受信系DCS/PCS/UMTS2100の各送信系/受信系のうちアンテナ端子ANTに接続する系を切替えて選択する機能を持つ。
図2は、図1に示す高周波モジュールRFM10の詳細回路図である。高周波モジュールRFM10のアンテナ端子ANTは、高周波スイッチSW10、SW20に接続される。アンテナ端子ANTから受信されたGSM850/GSM900/UMTS800/850方式の受信信号は、高周波スイッチSW10を経てGSM850/GSM900/UMTS800/850側の送受信系へ導かれ(このときスイッチSW20はオフ状態となる)、DCS/PCS/UMTS2100方式の受信信号は高周波スイッチSW20を経てDCS/PCS/UMTS2100側の送受信系に導かれる(このときスイッチSW10はオフ状態となる。)。
また、GSM850/GSM900/UMTS800/850方式の送信信号は、高周波スイッチSW10を経てアンテナ端子ANTへと導かれる(このときスイッチSW20はオフ状態となる)。DCS/PCS/UMTS2100方式の送信信号は、高周波スイッチSW20を経てアンテナ端子ANTへと導かれる(このときスイッチSW10はオフ状態となる)。
このように、アンテナ端子ANTから各送受信端子までの経路中にスイッチ回路SW10,20以外の素子が存在していないことから、通過特性の低損失化が実現できる。
高周波スイッチSW10は、GSM850/GSM900/UMTS800/850の送受信系において各受信系RX、各送信系TXを時分割に切替えるものである。高周波スイッチSW10の送信系TX側には、高周波モジュールRFM10の外部よりGSM850/GSM900−TX端子を介して入力された送信信号の高調波成分を減衰する低域通過フィルタLPF10が設けられている。
高周波スイッチSW20は、DCS/PCS/UMTS2100の送受信系において各受信系RX、各送信系TXを時分割に切替えるものである。高周波スイッチSW20の送信系TX側には、高周波モジュールRFM10の外部よりDCS/PCS−TX端子を介して入力された送信信号の高調波成分を減衰する低域通過フィルタLPF20が設けられている。
つぎに、前記各回路の詳細を説明する。
まず、GSM850/GSM900/UMTS800/850側の回路について説明すると、低域通過フィルタLPF10は、分布定数線路、分布定数線路と平行に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に形成されたコンデンサにより構成されている。この低域通過フィルタLPF10は、GSM850/GSM900/−TX端子を介して入力した送信信号の高調波成分を低減させる。
高周波スイッチSW10は、UMTS800/850の送受信系、GSM850の受信系、GSM900の受信系、分波器DIP10に、それぞれ、RF1端子、RF2端子、RF3端子、RF4端子を介して接続される。高周波スイッチSW10の機能としては、送受信の切替えを行う機能と、送信時に送信信号が受信側に漏洩する信号を減衰させる機能を併せ持つ。
高周波スイッチSW10の状態は、デコーダDEC10により制御されている。デコーダDEC10には、バイアス端子Vdd、Vc1、Vc2、Vc3等を介して、モジュールの外部と接続されている。デコーダDEC10は、バイアス端子Vc1、Vc2、Vc3に印加される電圧に応じて高周波スイッチSW10の切替を制御する。
つぎに、DCS/PCS/UMTS2100側の回路について説明する。
高周波スイッチSW20のDCS/PCS−TX側には、低域通過フィルタLPF20が挿入されている。低域通過フィルタLPF20は、分布定数線路、分布定数線路と平行に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に形成されたコンデンサにより構成されている。この低域通過フィルタLPF20は、DCS/PCS−TX端子を介して入力した送信信号の高調波成分を低減させる機能を有する。
高周波スイッチSW20は、UMTS2100の送受信系、低域通過フィルタLPF20、DCSの受信系、PCSの受信系に、それぞれ、RF5端子、RF6端子、RF7端子、RF8端子を介して接続される。
高周波スイッチSW20は、送受信の切替えを行う機能と、送信時に送信信号が受信側に漏洩する信号を減衰させる機能を併せ持つ。高周波スイッチSW20は、デコーダDEC10に接続されている。デコーダDEC10は、そのバイアス端子Vc1、Vc2、Vc3に印加される電圧に応じて高周波スイッチSW20を制御する機能を持つ。
図3は、本発明の高周波モジュールRFM10における高周波スイッチやデコーダの実装状態を示す斜視図である。
セラミックなどからなる同一寸法形状の複数の誘電体層が積層されて、誘電体多層基板20が構成されている。各誘電体層には、所定のパターンからなる配線導体層が形成されている。また、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(図示せず)が縦方向に形成されている。
それぞれの誘電体層は、例えば、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導体パターンを形成し、積層して熱硬化させたもの、又は、セラミック材料などの無機系誘電体層に種々の導体パターンを形成し、これらを積層後同時に焼成したものが用いられる。
特に、セラミック材料を用いれば、セラミック誘電体の比誘電率は通常9から25と、樹脂基板に比べて高いので、誘電体層を薄くでき、誘電体層に内装された回路の素子のサイズを小さくでき、素子間距離も狭くすることができる。
とりわけ、ガラスセラミックスなどの低温で焼成が可能なセラミック材料を用いると、導体パターンを低抵抗の銅、銀などによって形成することができるので望ましい。また、ビアホール導体は、誘電体層に形成した貫通孔にメッキ処理するか、導体ペーストを充填するかして形成される。
この誘電体多層基板20の上面は、エポキシ樹脂などの封止樹脂で封止され、さらに誘電体多層基板20の下面の側面に近い部分には信号用端子パターンがLGA(ランドグリッドアレイ)方式の電極として形成されている(いずれも図示せず)。
この高周波モジュールRFM10によれば、高周波スイッチSW10、SW20、デコーダDEC10は、ベアチップ状の高周波半導体集積回路素子として、誘電体多層基板20の上面に、Ag又はAuSnに接着剤を混ぜた導電性接着剤、又は有機樹脂系の非導電性の接着剤を介して誘電体多層基板20の上面に実装されている。この接着剤からなる接合領域を「ダイパッド」という。なお、図3では、誘電体多層基板20の上面に実装される他の素子は作図上省略されている。
この高周波半導体集積回路素子は、小型化、低ロス化を図るために、GaAs(ガリウム砒素)化合物を主成分とする基板上に回路パターンが形成されたものである。例えば、GaAs J−FET構造を有する高周波モノリシック半導体集積回路素子で構成されている。
スイッチSW10を構成する高周波半導体集積回路素子を「高周波スイッチ素子21a」、スイッチSW20を構成する高周波半導体集積回路素子を「高周波スイッチ素子21b」、デコーダDEC10を構成する高周波半導体集積回路素子を「デコーダ素子22」という。
また高周波モジュールRFM10においては、前述した回路における低域通過フィルタLPF10、LPF20を構成するコンデンサ、インダクタ等の一部が、チップ部品(集中定数素子)として該誘電体多層基板20の上面に設けられるとともに、低域通過フィルタLPF10、LPF20を構成するコンデンサ、インダクタ等の一部が、誘電体多層基板20の上面又は誘電体層内部に導体パターンとして形成されている。
高周波スイッチ素子21a,21b、デコーダ素子22の信号用端子又は接地用端子は、ボンディングワイヤ41、半田51,52を経由して、内層パターンや低域通過フィルタLPF10、LPF20などを構成する基板内蔵素子と接続されている。
また、高周波スイッチ素子21a,21b、デコーダ素子22の表面上に形成される、バイアス電圧供給用端子が、ボンディングワイヤ42により接続されている。
図4は、本実施形態における誘電体多層基板20の上面に実装された高周波半導体集積回路素子の配置を示す平面図である。
誘電体多層基板20の上面にはダイパッド32aが形成され、その上に高周波スイッチ素子21a,21bが実装され、誘電体多層基板20の上面にはダイパッド32bが形成され、その上にデコーダ素子22が実装されている。また、誘電体多層基板20の上面には、ワイヤボンディングパッド51,52が形成されている。高周波スイッチ素子21a,21bの表面に形成された高周波信号用端子が、ワイヤ41により高周波信号用ワイヤボンディングパッド51に接続され、デコーダ素子22の表面に形成されたバイアス電圧供給用端子が、ワイヤ41によりバイアス電圧供給用ワイヤボンディングパッド52に接続されている。これらのワイヤボンディングパッド51,52はビアホール導体(図示せず)を介して、誘電体多層基板20の裏面に形成されたLGA電極の一部と電気的に接続されている。これにより、本高周波モジュールが外部と接続される。また、高周波スイッチ素子21a,21bの表面に形成されたバイアス電圧供給用端子とデコーダ素子22の表面に形成されたバイアス電圧供給用端子とが、ワイヤ42により接続されている。
本実施形態では、高周波スイッチ素子21a,21bの実装用ダイパッド32aとデコーダ素子22の実装用ダイパッド32bが分離しており、両ダイパッド32a,32bの間に高周波信号用ワイヤボンディングパッド51が配置されている。
このような構造の場合、高周波スイッチ素子21a,21bやデコーダ素子22のような高周波半導体集積回路素子の端面からダイパッドの端面までの距離xは、0.2mm又はそれ以下に抑えることができる。ダイパッドの端面からワイヤボンディングパッド51,52のような高周波信号経路用の配線パターンの端までの距離yは、0.2mm又はそれ以下に抑えることができる。配線パターンの幅zは、0.2mm又はそれ以下に抑えることができる。よって、高周波スイッチ素子21a,21bと、デコーダ素子22との間の間隔A(A=2x+2y+z)は、1mm又はそれ以下に抑えることができる。
また、高周波スイッチ素子21aと高周波スイッチ素子21bとの間隔Bは、両者の間に高周波信号経路用の配線パターンが入らないので、1mmよりももっと狭くすることができる。実装精度上、0.2mmまで狭くすることができる。
なお、高周波スイッチ素子21aと高周波スイッチ素子21bとの間隔Bを0.2mm以上とすることで、各素子を実装する場合に素子同士がぶつかる可能性を低減し、実装時の不良の発生を防止することができる。
以上の考察から、複数の高周波半導体集積回路素子の実装間隔を0.2mm以上1mm以下とすることができる。
このような密度の高い配置により、高周波モジュールの小型化が実現できる。さらに、高周波半導体集積回路素子の実装位置を密集させることにより、他の素子の実装の自由度が増し、かつ、高周波モジュールの上面に形成する配線パターンの配置の自由度が増す。このため、配線パターンどうしの配置間隔を広げることが可能となり、配線パターン間のアイソレーション特性が向上でき、高周波モジュールの誤動作や特性の劣化を防止できる。
また、高周波スイッチ素子21a,21bとデコーダ素子22の実装用ダイパッド32a,32bを分離することにより、ダイパッドを介した高調波信号の各素子間の干渉を防止することができ、高周波モジュールの誤動作や特性の劣化を防止できる。
さらに、高周波スイッチ素子21a,21bとデコーダ素子22の実装部の間に、高周波信号経路用パターンを配置することとすれば、スペースを有効に利用することができるのみならず、ワイヤボンディングによる接続性を高めるとともに、高周波モジュールの上面における配線パターンの配置の自由度が増すため、配線パターン間の配置間隔を広げることが可能となり、配線パターン間のアイソレーションが向上でき、高周波モジュールの誤動作や特性の劣化を防止できる。
図5に、誘電体多層基板20の上面に実装された高周波スイッチ素子21a,21bと、デコーダ素子22の配置例を示す。
図5(a)に、本実施例1を示す。
本実施例1は、図4に示した配置と基本的には同じであり、誘電体多層基板20の上面に2つの高周波スイッチ素子21a,21b及びデコーダ素子22が実装されている。デコーダ素子22は、誘電体多層基板20の短辺に、デコーダ素子22の長辺が平行になるように配置され、そのデコーダ素子22の長辺に、高周波スイッチ素子21a,21bの一辺が平行になるように、高周波スイッチ素子21a,21bが実装間隔Aで配置されている。また、2つの高周波スイッチ素子21a,21bは、互いの一辺が平行になるように、実装間隔Bで配置されている。
図5(b)に、本実施例2を示す。
本実施例2では、誘電体多層基板20の上面に2つの高周波スイッチ素子21a,21b及びデコーダ素子22が実装されている。デコーダ素子22は、誘電体多層基板20の長辺に、デコーダ素子22の長辺が平行になるように配置され、そのデコーダ素子22の長辺に、高周波スイッチ素子21a,21bの一辺が平行になるように、高周波スイッチ素子21a,21bが実装間隔Aで配置されている。また、2つの高周波スイッチ素子21a,21bは、互いの一辺が平行になるように、実装間隔Bで配置されている。
図5(c)に、本実施例3を示す。
本実施例3では、高周波スイッチ素子21a,21bは、1つの高周波半導体集積回路素子で構成される。これを「高周波スイッチ素子21」という。
同図に示すように、誘電体多層基板20の上面に高周波スイッチ素子21及びデコーダ素子22が実装されている。デコーダ素子22は、誘電体多層基板20の短辺に、デコーダ素子22の長辺が平行になるように配置されている。そのデコーダ素子22の長辺に、高周波スイッチ素子21の一辺が平行になるように配置されている。デコーダ素子22と高周波スイッチ素子21とは、実装間隔Aで配置されている。
図5(d)に、本実施例4を示す。
本実施例4では、誘電体多層基板20の上面に高周波スイッチ素子21及びデコーダ素子22が実装されている。デコーダ素子22は、誘電体多層基板20の長辺に、デコーダ素子22の長辺が平行になるように配置され、そのデコーダ素子22の長辺に、高周波スイッチ素子21の一辺が平行になるように配置されている。デコーダ素子22と高周波スイッチ素子21とは、実装間隔Aで配置されている。
本実施例の高周波モジュールにおいては、デコーダ素子22と高周波スイッチ素子21,21a,21bとを実装することにより、既に量産されている高周波スイッチ素子を使用できる。また、複数の高周波スイッチ素子21a,21bを使用することにより、少ポート切り替え高周波スイッチ素子の組み合わせで、多ポート切り替えに対応できる。したがって、新規に多ポート対応の高周波スイッチを開発する必要がなく、マルチバンド対応高周波モジュールの設計・開発期間を短縮できる。
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い。例えば、高周波モジュールRFM10の小型化と高効率化のためには、本実施形態では示していない回路又は素子を、前記誘電体多層基板20の内蔵素子又は表面実装部品としてモジュール化してもよい。例えば、送信系として電力増幅回路、インピーダンス整合回路、方向性結合器、自動電力制御回路、VCO等を取り込んでモジュール化してもよいし、受信系として表面波フィルタなどの帯域通過フィルタ、ローノイズアンプ等を取り込んでモジュール化してもよい。
また、前記の例では、高周波スイッチSW10,SW20は、高周波半導体集積回路素子として形成されるものであったが、この高周波スイッチSW10,SW20は、高周波半導体集積回路素子以外に、MEMS等のプロセス技術を用いて形成された機械的高周波スイッチを採用してもよい。多層基板の上面に実装する部品であることに関しては前記高周波モノリシック半導体集積回路素子と同等であるため、本発明の高周波モジュールRFM10の特徴は損なわれない。
また、この高周波モジュールを、メインボード基板の表面に搭載して携帯電話機などの無線通信機器に実装することにより、安価、小型で高性能の無線通信機器を実現することができる。その他、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のブロック図である。 本発明の高周波モジュールの回路図である。 本発明の高周波モジュールにおける高周波スイッチやデコーダの実装状態を示す斜視図である。 誘電体多層基板の上面に実装された高周波スイッチやデコーダの配置を説明するための平面図である。 誘電体多層基板の上面に実装された高周波半導体集積回路素子の配置例を説明する模式図である。
符号の説明
RFM10・・・高周波モジュール
SW10、SW20・・・高周波スイッチ
SW100・・・高周波スイッチ回路
DEC10・・・デコーダ
LPF10、LPF20・・・低域通過フィルタ
A・・・高周波スイッチ素子とデコーダ素子の実装間隔
B・・・複数の高周波スイッチ素子間の実装間隔
20・・・誘電体多層基板
20・・・高周波半導体集積回路素子
21,21a,21b・・・高周波スイッチ素子
22・・・デコーダ素子
32a,32b・・・ダイパッド
41,42・・・ボンディングワイヤ
51・・・高周波信号用ワイヤボンディングパッド
52・・・バイアス電圧供給用ワイヤボンディングパッド

Claims (5)

  1. 通過帯域の異なる複数の送信信号又は受信信号の伝送経路を切り替える高周波スイッチ素子と、前記高周波スイッチ素子を制御するデコーダ素子とが、複数の誘電体層が積層された誘電体多層基板の上面に搭載されてなる高周波モジュールにおいて、
    前記高周波スイッチ素子及び前記デコーダ素子は、高周波半導体集積回路素子により構成され、
    前記高周波スイッチ素子のアンテナ端子側に接続される端子数が1、他方の端子数がM(Mは2以上の整数)であり、
    前記高周波モジュールの上部から見て、前記高周波モジュールの一辺に対して、前記デコーダ素子の長辺が平行になるように配置され、前記高周波スイッチ素子の一辺が、前記デコーダ素子の前記長辺に対向する辺に対して平行に配置され、
    前記高周波スイッチ素子の表面上に形成されるバイアス電圧供給用端子と、前記デコーダ素子の表面上に形成されるバイアス電圧供給用端子とが直接接続され、
    前記高周波スイッチ素子と前記デコーダ素子の実装間隔が0.2mm以上1mm以下であることを特徴とする、高周波モジュール。
  2. 前記誘電体多層基板の上面において、前記高周波スイッチ素子と前記デコーダ素子の間に、高周波信号経路用の配線パターンが配置されている請求項1に記載の高周波モジュール。
  3. 前記誘電体多層基板の上面に形成された、前記高周波スイッチ素子と前記デコーダ素子を実装するダイパッドが、前記高周波スイッチ素子実装用ダイパッドと前記デコーダ素子実装用ダイパッドとに分離されている請求項1又は請求項2に記載の高周波モジュール。
  4. 通過帯域の異なる複数の送信信号又は受信信号の伝送経路を切り替える複数の高周波スイッチ素子と、前記高周波スイッチ素子を制御するデコーダ素子とが、複数の誘電体層が積層された誘電体多層基板の上面に搭載されてなる高周波モジュールにおいて、
    前記高周波スイッチ素子及び前記デコーダ素子は、高周波半導体集積回路素子により構成され、
    前記各高周波スイッチ素子のアンテナ端子側に接続される端子数が1、他方の端子数がM(Mは2以上の整数)であり、
    前記高周波モジュールの上部から見て、前記高周波モジュールの一辺に対して、前記デコーダ素子の長辺が平行になるように配置され、前記高周波スイッチ素子の一辺が、前記デコーダ素子の前記長辺に対向する辺に対して平行に配置され、
    前記高周波スイッチ素子の表面上に形成されるバイアス電圧供給用端子と、前記デコーダ素子の表面上に形成されるバイアス電圧供給用端子とが直接接続され、
    前記複数の高周波スイッチ間の実装間隔が0.2mm以上1mm以下であることを特徴とする、高周波モジュール。
  5. 前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の高周波モジュールを搭載する無線通信機器。
JP2005011965A 2005-01-19 2005-01-19 高周波モジュール及び無線通信機器 Pending JP2006203470A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005011965A JP2006203470A (ja) 2005-01-19 2005-01-19 高周波モジュール及び無線通信機器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005011965A JP2006203470A (ja) 2005-01-19 2005-01-19 高周波モジュール及び無線通信機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006203470A true JP2006203470A (ja) 2006-08-03

Family

ID=36961083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005011965A Pending JP2006203470A (ja) 2005-01-19 2005-01-19 高周波モジュール及び無線通信機器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006203470A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009194201A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Oki Semiconductor Co Ltd 半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイス
KR100924742B1 (ko) 2006-10-30 2009-11-05 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 이면 고내압 집적회로를 사용한 반도체 장치
JP2012199363A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Renesas Electronics Corp 半導体装置
US9240383B2 (en) 2012-02-21 2016-01-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. High frequency switch module

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100924742B1 (ko) 2006-10-30 2009-11-05 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 이면 고내압 집적회로를 사용한 반도체 장치
JP2009194201A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Oki Semiconductor Co Ltd 半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイス
US8435839B2 (en) 2008-02-15 2013-05-07 Lapis Semiconductor Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor device and the semiconductor device
JP2012199363A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Renesas Electronics Corp 半導体装置
US9240383B2 (en) 2012-02-21 2016-01-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. High frequency switch module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7596357B2 (en) High-frequency switching circuit, high-frequency module, and wireless communications device
JP5505915B1 (ja) 通信モジュール
US7515879B2 (en) Radio frequency circuit module
JP4465286B2 (ja) 高周波選択回路、高周波モジュール及び無線通信装置
KR101622452B1 (ko) 모듈 기판 및 모듈
US11043983B2 (en) Radio frequency module and communication device including the same
JP5645143B2 (ja) 高周波部品及び通信装置
US9484608B2 (en) Switch module
JP5456935B1 (ja) 回路モジュール
WO2021044691A1 (ja) 高周波モジュール及び通信装置
KR20210123356A (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
US20140378182A1 (en) Composite module
JP4527570B2 (ja) 高周波モジュ−ル及びそれを搭載した無線通信装置
JP2006203470A (ja) 高周波モジュール及び無線通信機器
KR20070110957A (ko) 프론트 앤드 모듈
JP4025654B2 (ja) 高周波モジュール
JP2004297455A (ja) 高周波モジュール
JP2006211144A (ja) 高周波モジュール及び無線通信機器
JP4485982B2 (ja) 高周波スイッチングモジュール及び無線通信装置
JP2005117497A (ja) 高周波モジュール及びそれを搭載した無線通信装置
JP2006121211A (ja) 高周波選択回路、高周波モジュール及び無線通信装置
JP2005136887A (ja) 高周波モジュール及び無線通信機器
JP2006121210A (ja) 高周波スイッチングモジュール及び無線通信装置
CN115066750A (zh) 高频模块及通信装置
JP2010212962A (ja) 高周波部品およびそれを用いた通信装置