JP2014107847A - High-frequency module - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent spatial noise from radiating from between a ground pattern of a filter and ground patterns of the other circuits.SOLUTION: A high-frequency module 101 includes a multilayer substrate 10 by a stack of base material layers 1a to 1d, and an IC chip 20 including a noise generating source NS and a high-frequency filter 21 and the like are mounted on the multilayer substrate 10. The multilayer substrate 10 includes ground patterns 2d and 2g of a high-frequency circuit and the like therein. The ground patterns of the high-frequency circuit are formed with a predetermined distance from a filter ground pattern 2h. The high-frequency filter 21 has an element body composed of a material having higher dielectric constant than a base material of the multilayer substrate 10. The high-frequency filter 21 is disposed so as to straddle at least a part of a gap between the filter ground pattern 2h and the ground pattern 2g of the high-frequency circuit.

Description

本発明は、多層基板にノイズ発生源となる高周波回路が構成され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 in which a high frequency circuit serving as a noise generation source is formed on a multilayer substrate.

電子機器の小型化のため、電子機器内の回路基板に部品を如何に高密度に実装するかは常に技術的な課題とされる。高密度化の手段として、回路基板に実装する部品をモジュール化することは有効である。   In order to reduce the size of an electronic device, it is always a technical problem how to mount components on a circuit board in the electronic device with high density. As a means for increasing the density, it is effective to modularize components to be mounted on a circuit board.

回路パターンを内蔵した多層基板は電子機器の小型化に応えるように携帯機器など様々な分野で用いられている。このような多層基板の表面にはコンデンサやフィルタなどの小型チップ受動部品のほか、半導体プロセスで形成されるICなども実装される。これらの部品のグランドは層間パターンなどを用いて、多層基板に形成された直近のグランドパターンに繋げることがグランド接合部において発生するインダクタンス成分の抑制につながるため、好ましいとされていた(特許文献1参照)。   Multilayer boards with built-in circuit patterns are used in various fields such as portable devices to meet the downsizing of electronic devices. In addition to small chip passive components such as capacitors and filters, ICs formed by a semiconductor process are mounted on the surface of such a multilayer substrate. The ground of these parts is preferably connected to the nearest ground pattern formed on the multilayer substrate by using an interlayer pattern or the like because this leads to suppression of an inductance component generated at the ground junction (Patent Document 1). reference).

特開2001−15885号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-15585

近年、ICの開発も進み、1チップのIC内にアナログ回路部とデジタル回路部の両方を含むようなICも用いられるようになっている。このようなICを用いることで実装部品点数が削減され、電子機器の小型化が期待されているが、一方、このようなアナログ回路とデジタル回路を1チップ化したようなICにおいては発振回路部から発生するノイズの低減が課題となっていた。   In recent years, IC development has progressed, and an IC including both an analog circuit portion and a digital circuit portion in a single-chip IC has been used. By using such an IC, the number of mounted components is reduced, and downsizing of electronic equipment is expected. On the other hand, in an IC in which such an analog circuit and a digital circuit are integrated into one chip, an oscillation circuit unit Reduction of noise generated from the problem has been a problem.

ノイズ発生源の近傍にグランドパターンを配置することはノイズを遮蔽するために有効である。しかし、そのグランドパターンにノイズが誘起されてグランドパターンを伝搬するノイズがフィルタのグランド電位に重畳され、フィルタ本来の機能を果たさなくなる問題が生じる場合がある。そこで、ノイズ発生源と結合するグランド部分とフィルタのグランドとを分離することが有効である。   Arranging the ground pattern in the vicinity of the noise generation source is effective for shielding the noise. However, noise that is induced in the ground pattern and noise that propagates through the ground pattern is superimposed on the ground potential of the filter, which may cause a problem that the original function of the filter is not performed. Therefore, it is effective to separate the ground portion coupled to the noise generation source from the filter ground.

ところが、モジュールの小型化に伴い、フィルタのグランドパターンとその他の回路のグランドパターンとの間の距離が近くなると、このグランドパターン間から空間ノイズが外部へ輻射(漏洩)される懸念がある。   However, if the distance between the ground pattern of the filter and the ground pattern of other circuits becomes short as the module is downsized, there is a concern that spatial noise is radiated (leaked) to the outside from between the ground patterns.

そこで、本発明の目的は、フィルタのグランドパターンとその他の回路のグランドパターンとの間から空間ノイズが輻射されるのを抑制した高周波モジュールを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-frequency module that suppresses radiation of spatial noise from between a ground pattern of a filter and a ground pattern of another circuit.

本発明の高周波モジュールは次のように構成される。   The high-frequency module of the present invention is configured as follows.

(1)複数の基材層を積層してなる多層基板と、
前記多層基板に搭載または内蔵され、通過帯域を制御する高周波フィルタと、
前記多層基板内に形成され、前記高周波フィルタのグランド端子が接続されるフィルタグランドパターンと、
前記多層基板に内蔵されるまたは表面に配置される、ノイズ発生源となる高周波回路と、を備える高周波モジュールにおいて、
前記高周波回路のグランドパターンは前記フィルタグランドパターンとは所定の間隙を介して前記多層基板内に形成されていて、
前記高周波フィルタは、前記多層基板の基材より誘電率の高い材質からなる素体を有し、
前記高周波フィルタは、前記フィルタグランドパターンと前記高周波回路のグランドパターンとの間隙の少なくとも一部を跨ぐように配置されていることを特徴とする。
(1) a multilayer substrate formed by laminating a plurality of base material layers;
A high-frequency filter mounted on or incorporated in the multilayer substrate to control the passband;
A filter ground pattern formed in the multilayer substrate and connected to a ground terminal of the high-frequency filter;
In a high-frequency module provided with a high-frequency circuit that is built in the multilayer substrate or disposed on the surface and serves as a noise generation source,
The ground pattern of the high-frequency circuit is formed in the multilayer substrate with a predetermined gap from the filter ground pattern,
The high-frequency filter has an element body made of a material having a higher dielectric constant than the base material of the multilayer substrate,
The high-frequency filter is disposed so as to straddle at least a part of a gap between the filter ground pattern and the ground pattern of the high-frequency circuit.

この構成により、フィルタグランドパターンと高周波回路のグランドパターンとの間隙から輻射されようとする空間ノイズは高周波フィルタの誘電体基材で遮蔽(反射)され、空間ノイズの外部への漏洩が抑制される。   With this configuration, spatial noise that is about to be radiated from the gap between the filter ground pattern and the ground pattern of the high-frequency circuit is shielded (reflected) by the dielectric base material of the high-frequency filter, and leakage of the spatial noise to the outside is suppressed. .

(2)前記高周波フィルタは前記間隙のうち間隙距離が最も小さくなる領域を跨ぐように配置されていることが好ましい。この構造により、高周波フィルタによる遮蔽効果が高まる。 (2) It is preferable that the high frequency filter is disposed so as to straddle a region where the gap distance is smallest among the gaps. With this structure, the shielding effect by the high frequency filter is enhanced.

(3)前記基材層は液晶ポリマーからならことが好ましい。このことにより、低誘電率低誘電損による効果で、高周波の主要信号を低損失で伝達させることができる。また、多層基板の誘電率と高周波フィルタの基材の誘電率とのコントラストが高くなり、高周波フィルタの誘電体基材による遮蔽効果が高まる。 (3) The base material layer is preferably made of a liquid crystal polymer. As a result, high-frequency main signals can be transmitted with low loss due to the effect of low dielectric constant and low dielectric loss. Further, the contrast between the dielectric constant of the multilayer substrate and the dielectric constant of the base material of the high frequency filter is increased, and the shielding effect of the dielectric base material of the high frequency filter is enhanced.

(4)前記フィルタグランドパターンおよび前記グランドパターンは前記多層基板に形成された実装用の端子電極に対して独立して接続されていることが好ましい。この構造により、高周波回路のグランドと高周波フィルタのグランドとの経路が長くなって、高周波回路のグランドパターンから高周波フィルタのグランドへのノイズの重畳がより抑制される。 (4) It is preferable that the filter ground pattern and the ground pattern are independently connected to a mounting terminal electrode formed on the multilayer substrate. With this structure, the path between the ground of the high-frequency circuit and the ground of the high-frequency filter becomes long, and noise superposition from the ground pattern of the high-frequency circuit to the ground of the high-frequency filter is further suppressed.

本発明によれば、フィルタグランドパターンと高周波回路のグランドパターンとの間隙から輻射されようとする空間ノイズは高周波フィルタの誘電体基材で遮蔽(反射)され、空間ノイズの外部への漏洩が抑制される。   According to the present invention, spatial noise that is about to be radiated from the gap between the filter ground pattern and the ground pattern of the high-frequency circuit is shielded (reflected) by the dielectric base material of the high-frequency filter, and leakage of the spatial noise to the outside is suppressed. Is done.

図1は第1の実施形態に係る高周波モジュール101の構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the high-frequency module 101 according to the first embodiment. 図2は高周波モジュール101に構成される回路のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a circuit configured in the high frequency module 101. 図3は第2の実施形態に係る高周波モジュール102の構造を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the high-frequency module 102 according to the second embodiment. 図4は高周波フィルタ21を通る面での部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view on a plane passing through the high frequency filter 21. 図5は多層基板を構成する各層に形成されている導体パターンを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing conductor patterns formed in each layer constituting the multilayer substrate. 図6は、多層基板10内に埋設されるICチップ20の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the IC chip 20 embedded in the multilayer substrate 10. 図7は高周波モジュール102の製造工程を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of the high-frequency module 102. 図8は第3の実施形態に係る高周波モジュール103の構造を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the high-frequency module 103 according to the third embodiment.

《第1の実施形態》
図1は第1の実施形態に係る高周波モジュール101の構造を示す断面図である。この高周波モジュール101は、絶縁性基材層1a〜1dの積層により形成される多層基板10に構成されている。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the high-frequency module 101 according to the first embodiment. The high-frequency module 101 is configured on a multilayer substrate 10 formed by stacking insulating base layers 1a to 1d.

多層基板10の下面には実装用端子2a,2b等が形成されている。多層基板10の上面には部品実装用電極2i,2j,2k,2m等が形成されている。多層基板10内には平面状に広がるグランドパターン2d,2g、その他の導体パターン2e,2f,2h等が形成されている。また、多層基板10には層間接続導体(ビア導体)3a〜3h等が形成されている。   On the lower surface of the multilayer substrate 10, mounting terminals 2a, 2b and the like are formed. Component mounting electrodes 2i, 2j, 2k, 2m and the like are formed on the upper surface of the multilayer substrate 10. In the multilayer substrate 10, ground patterns 2d and 2g extending in a planar shape, and other conductor patterns 2e, 2f and 2h are formed. In addition, interlayer connection conductors (via conductors) 3 a to 3 h are formed on the multilayer substrate 10.

多層基板10の上面にはICチップ20や高周波フィルタ21が搭載されている。ICチップ20はノイズ発生源NSを含む部品である。高周波フィルタ21は高誘電率材料の基体に電極が形成されたものである。   An IC chip 20 and a high frequency filter 21 are mounted on the upper surface of the multilayer substrate 10. The IC chip 20 is a component including a noise generation source NS. The high frequency filter 21 is formed by forming an electrode on a substrate of a high dielectric constant material.

ICチップ20のグランド端子は、部品実装用電極2mおよび層間接続導体3gを介してグランドパターン2gに接続されている。グランドパターン2gは層間接続導体3f,3dおよび導体パターン2fを介してグランドパターン2dに接続されている。一方、高周波フィルタ21のグランド端子は、部品実装用電極2k、層間接続導体3h,3e,3c、および導体パターン2h,2eを介してグランドパターン2dに接続されている。導体パターン2hは本発明に係る「フィルタグランドパターン」に相当する。そしてグランドパターン2dは層間接続導体3a,3bを介して実装用端子2a,2bに接続されている。このように、高周波フィルタのグランド端子が接続される導体パターン(フィルタグランドパターン)2hは、ICチップ20のグランド端子が接続されるグランドパターン2gとは分離されている。   The ground terminal of the IC chip 20 is connected to the ground pattern 2g via the component mounting electrode 2m and the interlayer connection conductor 3g. The ground pattern 2g is connected to the ground pattern 2d through the interlayer connection conductors 3f and 3d and the conductor pattern 2f. On the other hand, the ground terminal of the high frequency filter 21 is connected to the ground pattern 2d via the component mounting electrode 2k, the interlayer connection conductors 3h, 3e, 3c, and the conductor patterns 2h, 2e. The conductor pattern 2h corresponds to a “filter ground pattern” according to the present invention. The ground pattern 2d is connected to the mounting terminals 2a and 2b via the interlayer connection conductors 3a and 3b. Thus, the conductor pattern (filter ground pattern) 2h to which the ground terminal of the high frequency filter is connected is separated from the ground pattern 2g to which the ground terminal of the IC chip 20 is connected.

図2は高周波モジュール101に構成される回路のブロック図である。高周波モジュール101はICチップ20、高周波フィルタ21およびシリアルデータ入出力コントローラ23を備えている。ICチップ20には、平衡・不平衡変換回路20b、アナログフロントエンド回路20c、ベースバンド回路20d、制御回路20eおよび発振回路20aが構成されている。ここで、アナログフロントエンド回路20cは通信プロトコルにおけるフィジカル層の高周波回路部、ベースバンド回路20dは通信プロトコルにおけるフィジカル層のベースバンド回路部である。   FIG. 2 is a block diagram of a circuit configured in the high frequency module 101. The high frequency module 101 includes an IC chip 20, a high frequency filter 21, and a serial data input / output controller 23. The IC chip 20 includes a balanced / unbalanced conversion circuit 20b, an analog front end circuit 20c, a baseband circuit 20d, a control circuit 20e, and an oscillation circuit 20a. Here, the analog front-end circuit 20c is a high-frequency circuit unit in the physical layer in the communication protocol, and the baseband circuit 20d is a baseband circuit unit in the physical layer in the communication protocol.

発振回路20aには、多層基板に実装される水晶発振子22が接続され、発振するとともに、PLL回路によって所定周波数の高周波信号およびクロック信号を発生する。この発振回路20aが上記ノイズ発生源NSに相当する。ノイズ発生源NSとしては、発振回路以外に分周回路等も挙げられる。   A crystal oscillator 22 mounted on a multilayer substrate is connected to the oscillation circuit 20a and oscillates, and a high-frequency signal and a clock signal having a predetermined frequency are generated by a PLL circuit. The oscillation circuit 20a corresponds to the noise generation source NS. Examples of the noise generation source NS include a frequency dividing circuit in addition to the oscillation circuit.

説明を図1に戻すと、ICチップ20のノイズ発生源NSによって発生される電磁界によってグランドパターン2gにノイズが誘導される。このグランドパターン2gは、高周波フィルタのグランド端子が接続される導体パターン(フィルタグランドパターン)2hとは分離されているので、このグランドパターン2gと導体パターン2hとは電位差を持ち、グランドパターン2gと導体パターン2hとの間隙がスロットアンテナのように作用する。すなわち、この間隙がノイズ放射源NRとなって、ノイズが電磁波として放射される。しかし、高周波フィルタ21の基体は多層基板10の基材層の誘電率より高い誘電率を有するので、ノイズ放射源NRから放射される電磁波は高周波フィルタ21の誘電体基体で反射し、高周波モジュール101の外部へは殆ど放射(輻射)されない。   Returning to FIG. 1, noise is induced in the ground pattern 2 g by the electromagnetic field generated by the noise generation source NS of the IC chip 20. Since the ground pattern 2g is separated from the conductor pattern (filter ground pattern) 2h to which the ground terminal of the high frequency filter is connected, the ground pattern 2g and the conductor pattern 2h have a potential difference, and the ground pattern 2g and the conductor A gap with the pattern 2h acts like a slot antenna. That is, this gap becomes a noise radiation source NR, and noise is radiated as an electromagnetic wave. However, since the base of the high frequency filter 21 has a dielectric constant higher than the dielectric constant of the base layer of the multilayer substrate 10, the electromagnetic wave radiated from the noise radiation source NR is reflected by the dielectric base of the high frequency filter 21, and the high frequency module 101. Is hardly radiated to the outside.

高周波フィルタ21はグランドパターン2gと導体パターン2hとの間隙のうち間隙距離が最も小さくなる領域を跨ぐように配置されていることが好ましい。そのことにより、高周波フィルタによる遮蔽効果が高まる。   The high frequency filter 21 is preferably disposed so as to straddle the region where the gap distance is the smallest among the gaps between the ground pattern 2g and the conductor pattern 2h. Thereby, the shielding effect by the high frequency filter is enhanced.

高周波フィルタ21の誘電体基体は比誘電率が15以上の高誘電体セラミックである。例えば、誘電体基体はアルミナ、シリカ、バリウムおよびガラス材料等の高誘電率誘電体からなる。一方、多層基板の基材は例えば比誘電率が5未満の低誘電率樹脂である。例えば比誘電率≒3の液晶ポリマーである。液晶ポリマーを基材とすることにより、低誘電率低誘電損による効果で、高周波の主要信号を低損失で伝達させることができる。また、多層基板の誘電率と高周波フィルタの基材の誘電率とのコントラストが高くなり、高周波フィルタの誘電体基材による遮蔽効果が高まる。   The dielectric substrate of the high frequency filter 21 is a high dielectric ceramic having a relative dielectric constant of 15 or more. For example, the dielectric substrate is made of a high dielectric constant dielectric such as alumina, silica, barium and glass material. On the other hand, the base material of the multilayer substrate is, for example, a low dielectric constant resin having a relative dielectric constant of less than 5. For example, a liquid crystal polymer having a relative dielectric constant ≈3. By using a liquid crystal polymer as a base material, high-frequency main signals can be transmitted with low loss due to the effect of low dielectric constant and low dielectric loss. Further, the contrast between the dielectric constant of the multilayer substrate and the dielectric constant of the base material of the high frequency filter is increased, and the shielding effect of the dielectric base material of the high frequency filter is enhanced.

《第2の実施形態》
図3は第2の実施形態に係る高周波モジュール102の構造を示す断面図である。この高周波モジュール102は、絶縁性基材層1a〜1fの積層により形成される多層基板10に構成されている。
<< Second Embodiment >>
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the high-frequency module 102 according to the second embodiment. The high-frequency module 102 is configured on a multilayer substrate 10 formed by stacking insulating base layers 1a to 1f.

多層基板10の下面には実装用端子2a,2b等が形成されている。多層基板10の上面には部品実装用電極2k等が形成されている。多層基板10内には平面状に広がるグランドパターン2c,2d,2g、その他の導体パターン2e,2f,2n,2h,2p等が形成されている。また、多層基板10には層間接続導体(ビア導体)3a〜3h,3d1,3d2等が形成されている。   On the lower surface of the multilayer substrate 10, mounting terminals 2a, 2b and the like are formed. Component mounting electrodes 2k and the like are formed on the upper surface of the multilayer substrate 10. In the multilayer substrate 10, ground patterns 2c, 2d, 2g extending in a planar shape, and other conductor patterns 2e, 2f, 2n, 2h, 2p and the like are formed. The multilayer substrate 10 is provided with interlayer connection conductors (via conductors) 3a to 3h, 3d1, 3d2, and the like.

多層基板10の上面には高周波フィルタ21が搭載されている。この高周波フィルタ21は高誘電率材料の基体に電極が形成されたものであり、誘電体基体の誘電率は多層基板10の基材層の誘電率より高い誘電率を有する。   A high frequency filter 21 is mounted on the upper surface of the multilayer substrate 10. The high-frequency filter 21 is formed by forming an electrode on a substrate of a high dielectric constant material, and the dielectric substrate has a dielectric constant higher than that of the base material layer of the multilayer substrate 10.

多層基板10の内部にはキャビティ4が形成されていて、キャビティ4内にICチップ20が配置(埋設)されている。このICチップ20はノイズ発生源NSを含む部品である。   A cavity 4 is formed inside the multilayer substrate 10, and an IC chip 20 is disposed (embedded) in the cavity 4. The IC chip 20 is a component including a noise generation source NS.

図4は上記高周波フィルタ21を通る面での部分断面図である。但し、図1に示した断面とは直交する面での断面図である。高周波フィルタ21は、誘電体基体、この誘電体基体に形成された共振電極および端子電極を備えたバンドパスフィルタである。図4においては、高周波フィルタ21は信号入出力端子S1,S2およびグランド端子Gを備えている。   FIG. 4 is a partial cross-sectional view on a plane passing through the high frequency filter 21. However, it is a cross-sectional view in a plane orthogonal to the cross section shown in FIG. The high-frequency filter 21 is a bandpass filter including a dielectric substrate, a resonance electrode and a terminal electrode formed on the dielectric substrate. In FIG. 4, the high-frequency filter 21 includes signal input / output terminals S1 and S2 and a ground terminal G.

図5は前記多層基板を構成する各層に形成されている導体パターンを示す図である。これらの図は、いずれも絶縁性基材層(以下、単に「基材層」)についての上面図である。図3は図5におけるA−A断面である。また、図4は図5におけるC−C断面である。   FIG. 5 is a diagram showing conductor patterns formed on each layer constituting the multilayer substrate. Each of these figures is a top view of an insulating base material layer (hereinafter simply referred to as “base material layer”). 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 4 is a CC cross section in FIG.

図5において、基材層1fは最上層であり、この基材層1fには高周波フィルタ21搭載用の電極が形成されている。基材層1eの上面にはグランドパターン2g、内部には層間接続導体3n等が形成されている。基材層1dにはキャビティ4(開口)が形成されている。この基材層1dの上面には導体パターン2p,2n等が形成されている。基材層1cの下面にはグランドパターン2d等が形成されていて、内部に層間接続導体3e,3f等が形成されている。基材層1bの下面にはグランドパターン2cが形成されていて、内部に層間接続導体3d1,3d2等が形成されている。基材層1aの下面には複数の実装用端子が形成されていて、内部に層間接続導体3a,3b等が形成されている。   In FIG. 5, the base material layer 1f is the uppermost layer, and an electrode for mounting the high frequency filter 21 is formed on the base material layer 1f. A ground pattern 2g is formed on the upper surface of the base material layer 1e, and an interlayer connection conductor 3n is formed inside. A cavity 4 (opening) is formed in the base material layer 1d. Conductive patterns 2p and 2n are formed on the upper surface of the base material layer 1d. A ground pattern 2d and the like are formed on the lower surface of the base material layer 1c, and interlayer connection conductors 3e and 3f and the like are formed therein. A ground pattern 2c is formed on the lower surface of the base material layer 1b, and interlayer connection conductors 3d1, 3d2 and the like are formed therein. A plurality of mounting terminals are formed on the lower surface of the base material layer 1a, and interlayer connection conductors 3a, 3b and the like are formed therein.

図6は、多層基板10内に埋設されるICチップ20の断面図である。ICチップ20のサブストレートSUの表面(図6の向きでは下面側)の回路形成層CRに所定の高周波回路が構成されている。この回路形成層CRの表面に再配線層RWが形成されていて、この再配線層RWの表面に電極パッドPDが露出されている。多層基板10のキャビティ4の内面に露出している層間接続導体と電気的に接続される。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the IC chip 20 embedded in the multilayer substrate 10. A predetermined high-frequency circuit is formed on the circuit forming layer CR on the surface (the lower surface side in the direction of FIG. 6) of the substrate SU of the IC chip 20. The rewiring layer RW is formed on the surface of the circuit forming layer CR, and the electrode pad PD is exposed on the surface of the rewiring layer RW. The interlayer connection conductor exposed on the inner surface of the cavity 4 of the multilayer substrate 10 is electrically connected.

以上に示したように、2つのグランドパターン2d,2gはキャビティ4(ノイズ発生源NS)を層方向に挟むように形成されているので、これらグランドパターン2d,2gはノイズ発生源NSのシールド板として作用する。   As described above, since the two ground patterns 2d and 2g are formed so as to sandwich the cavity 4 (noise generation source NS) in the layer direction, the ground patterns 2d and 2g are shield plates of the noise generation source NS. Acts as

第1の実施形態の場合と同様に、ICチップ20のノイズ発生源NSによって発生される電磁界によってグランドパターン2gにノイズが誘導され、グランドパターン2gと導体パターン2hとの間隙がノイズ放射源NRとして作用する。しかし、やはり第1の実施形態の場合と同様に、導体パターン2hの上部には高周波フィルタ21が存在するので、ノイズ放射源NRから放射される電磁波は高周波フィルタ21の誘電体基体で反射し、高周波モジュール102の外部へは殆ど放射(輻射)されない。   As in the case of the first embodiment, noise is induced in the ground pattern 2g by the electromagnetic field generated by the noise generation source NS of the IC chip 20, and the gap between the ground pattern 2g and the conductor pattern 2h becomes a noise radiation source NR. Acts as However, similarly to the case of the first embodiment, since the high frequency filter 21 exists above the conductor pattern 2h, the electromagnetic wave radiated from the noise radiation source NR is reflected by the dielectric substrate of the high frequency filter 21, There is almost no radiation (radiation) to the outside of the high-frequency module 102.

図7は前記高周波モジュール102の製造工程を示す図である。図7において(1)〜(4)は各過程での断面図である。これらは図5に示したB−B断面に相当する。   FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the high-frequency module 102. In FIG. 7, (1) to (4) are cross-sectional views in each process. These correspond to the BB cross section shown in FIG.

樹脂層に形成される配線パターンは、例えば樹脂シートに貼付された銅箔をエッチングにより除去することで形成される。層間接続導体は、樹脂シートにビアホールを形成し、形成されたビアホールに導電ペーストを注入し、一括積層時に加熱固化することで形成される。すなわち、この層間接続導体で樹脂シートの銅箔間の導通が確保される。   The wiring pattern formed on the resin layer is formed, for example, by removing the copper foil attached to the resin sheet by etching. The interlayer connection conductor is formed by forming a via hole in the resin sheet, injecting a conductive paste into the formed via hole, and solidifying by heating at the time of batch lamination. That is, conduction between the copper foils of the resin sheet is ensured by this interlayer connection conductor.

図7において(1)に示すように、開口が形成された基材層1dと開口の無い基材層1a,1b,1cとの積層体によってキャビティ4が形成され、そのキャビティ4内にICチップ20が設置され、その後、(2)に示すように基材層1e,1fによる積層体が被せられる。続いて、(3)に示すように加熱加圧する。その後、(4)に示すように、高周波フィルタ21等の部品を多層基板10に表面実装する。   As shown in FIG. 7 (1), a cavity 4 is formed by a laminate of a base material layer 1 d with openings and base material layers 1 a, 1 b, 1 c without openings, and an IC chip is formed in the cavity 4. 20 is installed, and then, as shown in (2), the laminated body by the base material layers 1e and 1f is covered. Then, it heat-presses as shown in (3). Thereafter, as shown in (4), components such as the high frequency filter 21 are surface-mounted on the multilayer substrate 10.

以上のようにして高周波モジュール102が構成される。この高周波モジュール102は実装基板に表面実装される。   The high frequency module 102 is configured as described above. The high frequency module 102 is surface-mounted on a mounting substrate.

この実施形態で示したように、ノイズ発生源を含むICチップを多層基板に内蔵することによりモジュールを小型化できるが、グランドパターン間距離が短くなるため、空間的にノイズの出口が限定されやすく、空間ノイズは発生しやすくなる。したがって、ノイズ発生源を含むICチップを多層基板に内蔵されている高周波モジュールにおいて本発明は特に有効である。   As shown in this embodiment, a module can be reduced in size by incorporating an IC chip including a noise generation source in a multilayer substrate. However, since the distance between the ground patterns is shortened, the noise outlet is easily limited spatially. Spatial noise is likely to occur. Therefore, the present invention is particularly effective in a high-frequency module in which an IC chip including a noise generation source is built in a multilayer substrate.

《第3の実施形態》
図8は第3の実施形態に係る高周波モジュール103の構造を示す断面図である。この高周波モジュール103は、絶縁性基材層1a〜1dの積層により形成される多層基板10に構成されている。図1に示した例と異なり、フィルタグランドパターン2hおよびグランドパターン2gは実装用の端子電極2a,2bに対して独立して接続されている。この構造により、高周波回路のグランドと高周波フィルタ21のグランドとの経路が長くなって、高周波回路のグランドパターンから高周波フィルタ21のグランドへのノイズの重畳がより抑制される。
<< Third Embodiment >>
FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the high-frequency module 103 according to the third embodiment. The high-frequency module 103 is configured on a multilayer substrate 10 formed by stacking insulating base layers 1a to 1d. Unlike the example shown in FIG. 1, the filter ground pattern 2h and the ground pattern 2g are independently connected to the mounting terminal electrodes 2a and 2b. With this structure, the path between the ground of the high-frequency circuit and the ground of the high-frequency filter 21 becomes long, and the superposition of noise from the ground pattern of the high-frequency circuit to the ground of the high-frequency filter 21 is further suppressed.

なお、以上に示した各実施形態では、高周波フィルタを多層基板の上面に搭載した例を示したが、高周波フィルタは多層基板に内蔵してもよい。その場合でも、高周波フィルタは、フィルタグランドパターンと高周波回路のグランドパターンとの間隙の少なくとも一部を跨ぐように配置されていればよい。   In each of the above-described embodiments, the example in which the high frequency filter is mounted on the upper surface of the multilayer substrate has been described. However, the high frequency filter may be built in the multilayer substrate. Even in such a case, the high frequency filter may be disposed so as to straddle at least a part of the gap between the filter ground pattern and the ground pattern of the high frequency circuit.

また、以上に示した各実施形態では、樹脂シートにビアホールを形成し、形成されたビアホールに導電ペーストを注入し、一括積層時に加熱固化することで層間接続導体が形成される例を示したが、金属リベットを用いる構造や、スルーホールを形成し、その内面をめっきする構造であってもよい。また、予め絶縁層内に埋め込まれた導電性バンプにより層間接続を行なう構造であってもよい。例えば、銅箔上に銀ペーストを印刷し、円錐状の突起物(バンプ)を形成し、プリプレグを貫通させ、対向する銅箔と積層プレスすることにより層間接続を行なってもよい。   In each of the embodiments described above, an example is shown in which an interlayer connection conductor is formed by forming a via hole in a resin sheet, injecting a conductive paste into the formed via hole, and solidifying by heating during batch lamination. A structure using a metal rivet or a structure in which a through hole is formed and the inner surface thereof is plated may be used. Further, a structure in which interlayer connection is performed by conductive bumps embedded in an insulating layer in advance may be employed. For example, the interlayer connection may be performed by printing a silver paste on a copper foil, forming a conical protrusion (bump), penetrating the prepreg, and laminating and pressing with the opposing copper foil.

CR…回路形成層
NR…ノイズ放射源
NS…ノイズ発生源
PD…電極パッド
RW…再配線層
SU…サブストレート
1a〜1f…絶縁性基材層
2a,2b…実装用端子
2c,2d,2g…グランドパターン
2e,2f,2h,2n,2p…導体パターン
2h…フィルタグランドパターン
2i,2j,2k,2m…部品実装用電極
3a〜3h,3d1,3d2…層間接続導体
4…キャビティ
10…多層基板
20…ICチップ
20a…発振回路
20b…不平衡変換回路
20c…アナログフロントエンド回路
20d…ベースバンド回路
20e…制御回路
21…高周波フィルタ
22…水晶発振子
23…シリアルデータ入出力コントローラ
101,102…高周波モジュール
CR ... Circuit forming layer NR ... Noise radiation source NS ... Noise source PD ... Electrode pad RW ... Redistribution layer SU ... Substrate 1a to 1f ... Insulating substrate layers 2a, 2b ... Mounting terminals 2c, 2d, 2g ... Ground pattern 2e, 2f, 2h, 2n, 2p ... Conductor pattern 2h ... Filter ground pattern 2i, 2j, 2k, 2m ... Component mounting electrodes 3a to 3h, 3d1, 3d2 ... Interlayer connection conductor 4 ... Cavity 10 ... Multilayer substrate 20 ... IC chip 20a ... oscillation circuit 20b ... unbalance conversion circuit 20c ... analog front end circuit 20d ... baseband circuit 20e ... control circuit 21 ... high frequency filter 22 ... crystal oscillator 23 ... serial data input / output controllers 101, 102 ... high frequency module

Claims (4)

複数の基材層を積層してなる多層基板と、
前記多層基板に搭載または内蔵され、通過帯域を制御する高周波フィルタと、
前記多層基板内に形成され、前記高周波フィルタのグランド端子が接続されるフィルタグランドパターンと、
前記多層基板に内蔵されるまたは表面に配置される、ノイズ発生源となる高周波回路と、を備える高周波モジュールにおいて、
前記高周波回路のグランドパターンと前記フィルタグランドパターンとは所定の間隙を介して前記多層基板内に形成されていて、
前記高周波フィルタは、前記多層基板の基材より誘電率の高い材質からなる素体を有し、
前記高周波フィルタは、前記フィルタグランドパターンと前記高周波回路のグランドパターンとの間隙の少なくとも一部を跨ぐように配置されていることを特徴とする高周波モジュール。
A multilayer substrate formed by laminating a plurality of base material layers;
A high-frequency filter mounted on or incorporated in the multilayer substrate to control the passband;
A filter ground pattern formed in the multilayer substrate and connected to a ground terminal of the high-frequency filter;
In a high-frequency module provided with a high-frequency circuit that is built in the multilayer substrate or disposed on the surface and serves as a noise generation source,
The ground pattern of the high-frequency circuit and the filter ground pattern are formed in the multilayer substrate through a predetermined gap,
The high-frequency filter has an element body made of a material having a higher dielectric constant than the base material of the multilayer substrate,
The high-frequency module, wherein the high-frequency filter is disposed so as to straddle at least a part of a gap between the filter ground pattern and the ground pattern of the high-frequency circuit.
前記高周波フィルタは前記間隙のうち間隙距離が最も小さくなる領域を跨ぐように配置される、請求項1に記載の高周波モジュール。   The high-frequency module according to claim 1, wherein the high-frequency filter is disposed so as to straddle a region where the gap distance is smallest among the gaps. 前記基材層は液晶ポリマーからなる、請求項1または2に記載の高周波モジュール。   The high-frequency module according to claim 1, wherein the base material layer is made of a liquid crystal polymer. 前記フィルタグランドパターンおよび前記グランドパターンは前記多層基板に形成された実装用の端子電極に対して独立して接続されている、請求項1〜3のいずれかに記載の高周波モジュール。   The high-frequency module according to claim 1, wherein the filter ground pattern and the ground pattern are independently connected to a mounting terminal electrode formed on the multilayer substrate.
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