JP2021106341A - 高周波モジュールおよび通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体ＩＣを入出力する高周波信号の信号品質が向上した小型の高周波モジュールを提供する。【解決手段】高周波モジュール１Ａは、互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂを有するモジュール基板９１と、互いに対向する主面７０ａおよび７０ｂを有する半導体ＩＣ７０と、主面９１ｂに配置された外部接続端子１５０と、を備え、主面７０ａは主面９１ｂと対向し主面７０ｂよりも主面９１ｂに近く配置されており、半導体ＩＣ７０は、高周波部品を制御信号で制御するＰＡ制御回路６０、受信信号を増幅する低雑音増幅器２０、およびスイッチ５０の少なくとも一つと、主面７０ｂに形成され、高周波信号および制御信号の少なくとも一つを半導体ＩＣ７０に入出力させる信号電極１００Ａ、１２０Ａ、および１６０Ａと、を有する。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、高周波モジュールおよび通信装置に関する。
携帯電話などの移動体通信装置では、特に、マルチバンド化の進展に伴い、高周波フロントエンド回路を構成する回路素子数が増加する。
特許文献１には、高周波フロントエンド回路を構成する回路素子が実装基板の両面に実装された電子部品（回路モジュール）が開示されている。両面実装型のコア基板の互いに背向する２つの実装面のうち外部端子電極が配置されている側の第１実装面には受動チップ部品が実装され、当該第１実装面と反対側の第２実装面には、能動チップ部品が実装されている。上記構成によれば、片面実装型の基板に回路素子が形成された回路モジュールと比較して、高密度化および小型化された回路モジュールを提供できる。
国際公開第２００５／０７８７９６号
特許文献１に開示された回路モジュールを高周波フロントエンド回路に適用した場合、増幅器、制御回路およびスイッチの少なくとも一つを内蔵した半導体ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が適用されることが想定される。この場合、半導体ＩＣは低背化が可能であるため、外部基板と対向する第１実装面に配置される。
しかしながら、特許文献１に開示された回路モジュールにおいて、半導体ＩＣが第１実装面に配置されると、半導体ＩＣから外部基板への信号伝送経路として、半導体ＩＣ、コア基板の第１実装面に平行な平面配線パターン、および外部端子電極を経由した信号配線が必要となる。しかしながら、この場合、上記信号配線には、上記平面配線パターンのみを経由する高抵抗な配線経路が含まれるため、高周波信号の伝送損失が増加することで信号品質が低下する。また、上記信号配線が制御信号を伝達する場合には、上記配線経路から発生するディジタルノイズまたは電源ノイズにより、高周波信号のＳ／Ｎ比などの信号品質が劣化する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、半導体ＩＣを入出力する高周波信号の信号品質が向上した小型の高周波モジュールおよび通信装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、互いに対向する第３主面および第４主面を有する半導体ＩＣと、前記第２主面に配置された外部接続端子と、を備え、前記第３主面は、前記第２主面と対向し、前記第４主面よりも前記第２主面に近く配置されており、前記半導体ＩＣは、高周波部品を制御信号で制御する制御回路、受信信号を増幅する低雑音増幅器、およびスイッチの少なくとも一つと、前記第４主面に形成され、高周波信号および前記制御信号の少なくとも一つを前記半導体ＩＣに入力または前記半導体ＩＣから出力する信号電極と、を有する。
本発明によれば、半導体ＩＣを入出力する高周波信号の信号品質が向上した小型の高周波モジュールおよび通信装置を提供することが可能となる。
実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置の回路構成図である。 実施例１に係る高周波モジュールの平面構成概略図である。 実施例１に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。 変形例に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。 実施例２に係る高周波モジュールの平面構成概略図である。 実施例２に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。 実施例３に係る高周波モジュールの回路構成の一部を示す回路図である。 実施例３に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、包括的又は具体的な例を示すものである。また、以下の実施の形態、実施例および変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施例および変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ、または、大きさの比は、必ずしも厳密ではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。
また、以下において、平行及び垂直等の要素間の関係性を示す用語、及び、矩形状等の要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する。
また、以下において、「送信経路」とは、高周波送信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。また、「受信経路」とは、高周波受信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。
また、以下において、「ＡとＢとが接続されている」とは、ＡとＢとが物理的に接続されている場合に適用されるだけでなく、ＡとＢとが電気的に接続されている場合にも適用される。
（実施の形態）
［１．高周波モジュール１および通信装置５の回路構成］
図１は、実施の形態に係る高周波モジュール１および通信装置５の回路構成図である。同図に示すように、通信装置５は、高周波モジュール１と、アンテナ２と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）３と、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）４と、を備える。
ＲＦＩＣ３は、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路である。具体的には、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１の受信経路を介して入力された受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をＢＢＩＣ４へ出力する。また、ＲＦＩＣ３は、ＢＢＩＣ４から入力された信号に基づいて処理された高周波送信信号を、高周波モジュール１の送信経路に出力する。
ＢＢＩＣ４は、高周波モジュール１を伝送する高周波信号よりも低い周波数の信号を用いてデータ処理する回路である。ＢＢＩＣ４で処理された信号は、例えば、画像表示のための画像信号として使用され、または、スピーカを介した通話のために音声信号として使用される。
また、ＲＦＩＣ３は、使用される通信バンド（周波数帯域）に基づいて、高周波モジュール１Ａが有するスイッチ５０の接続を制御する制御部としての機能を有する。具体的には、ＲＦＩＣ３は、制御信号（図示せず）により高周波モジュール１が有するスイッチ５０の接続を切り替える。なお、制御部は、ＲＦＩＣ３の外部に設けられていてもよく、例えば、高周波モジュール１に設けられていてもよい。
また、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１が有する電力増幅器１０の利得を制御する制御部としての機能も有する。具体的には、ＲＦＩＣ３は、ＭＩＰＩなどのディジタル制御信号を、制御信号端子１６０を介して高周波モジュール１に出力する。また、ＲＦＩＣ３は、電力増幅器１０に供給される電源電圧Ｖｃｃおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓのための直流電圧信号ＶＤＣを、制御信号端子１６０を介して高周波モジュール１に出力する。高周波モジュール１のＰＡ制御回路６０は、制御信号端子１６０を介して入力されたディジタル制御信号および直流電圧信号によって、電力増幅器１０の利得を調整する。なお、直流電圧信号ＶＤＣは、制御信号端子１６０と異なる端子から入力されてもよい。また、制御部は、ＲＦＩＣ３の外部に設けられていてもよく、例えば、ＢＢＩＣ４に設けられていてもよい。
アンテナ２は、高周波モジュール１のアンテナ接続端子１００に接続され、高周波モジュール１から出力された高周波信号を放射し、また、外部からの高周波信号を受信して高周波モジュール１へ出力する。
なお、本実施の形態に係る通信装置５において、アンテナ２およびＢＢＩＣ４は、必須の構成要素ではない。
次に、高周波モジュール１の詳細な構成について説明する。
図１に示すように、高周波モジュール１は、アンテナ接続端子１００と、送信入力端子１１０と、受信出力端子１２０と、電力増幅器１０と、制御信号端子１６０と、ＰＡ制御回路６０と、低雑音増幅器２０と、送信フィルタ４０Ｔと、受信フィルタ４０Ｒと、整合回路３１および３２と、スイッチ５０と、を備える。
アンテナ接続端子１００は、アンテナ２に接続される。
電力増幅器１０は、送信入力端子１１０から入力された通信バンドＡの送信信号を増幅する増幅器である。電力増幅器１０の入力端子は送信入力端子１１０に接続され、出力端子は整合回路３１に接続されている。
ＰＡ制御回路６０は、電力増幅器１０をディジタル制御信号で制御する制御回路の一例であり、制御信号端子１６０を介して入力されたディジタル制御信号ＭＩＰＩおよび直流電圧信号ＶＤＣによって、電力増幅器１０の利得を調整する。
低雑音増幅器２０は、通信バンドＡの受信信号を低雑音で増幅し、受信出力端子１２０へ出力する増幅器である。
送信フィルタ４０Ｔは、電力増幅器１０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ送信経路ＡＴに配置され、電力増幅器１０で増幅された送信信号のうち、通信バンドＡの送信帯域の送信信号を通過させる。
受信フィルタ４０Ｒは、低雑音増幅器２０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ受信経路ＡＲに配置され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＡの受信帯域の受信信号を通過させる。
なお、送信フィルタ４０Ｔおよび受信フィルタ４０Ｒは、例えば、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＬＣ共振フィルタ、および誘電体フィルタのいずれかであってもよく、さらには、これらには限定されない。
送信フィルタ４０Ｔおよび受信フィルタ４０Ｒは、通信バンドＡを通過帯域とするデュプレクサ４０を構成している。
整合回路３１は、第１インピーダンス整合回路の一例であり、電力増幅器１０の出力端子に接続され、電力増幅器１０と送信フィルタ４０Ｔとのインピーダンス整合をとる。整合回路３１は、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一つを有している。
整合回路３２は、第２インピーダンス整合回路の一例であり、低雑音増幅器２０の入力端子に接続され、低雑音増幅器２０と受信フィルタ４０Ｒとのインピーダンス整合をとる。整合回路３２は、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一つを有している。
スイッチ５０は、アンテナスイッチの一例であり、アンテナ接続端子１００に接続され、（１）アンテナ接続端子１００と送信経路ＡＴおよび受信経路ＡＲとの接続、ならびに、（２）アンテナ接続端子１００と他の送信経路および受信経路との接続、を切り替える。なお、スイッチ５０は、上記（１）および（２）を同時に行うことが可能なマルチ接続型のスイッチ回路で構成されてもよい。
なお、高周波モジュール１を構成する各信号経路上に、さらに、インピーダンス整合回路、フィルタ、およびスイッチなどが配置されていてもよい。
高周波モジュール１の上記構成において、電力増幅器１０、整合回路３１、送信フィルタ４０Ｔ、およびスイッチ５０は、アンテナ接続端子１００に向けて通信バンドＡの送信信号を伝送する送信回路を構成する。また、スイッチ５０、受信フィルタ４０Ｒ、整合回路３２、および低雑音増幅器２０は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＡの受信信号を伝送する受信回路を構成する。
上記の回路構成によれば、高周波モジュール１は、通信バンドＡの高周波信号を、送信、受信、および送受信の少なくともいずれかで実行することが可能である。
なお、高周波モジュール１は、上記送信回路および上記受信回路のほか、通信バンドＡと異なる通信バンドの送信信号を伝送する送信回路、および、通信バンドＡと異なる通信バンドの受信信号を伝送する受信回路を有していてもよい。また、高周波モジュール１では、上記送信回路および上記受信回路がスイッチ５０を介してアンテナ接続端子１００に接続されていなくてもよい。
また、電力増幅器１０および低雑音増幅器２０は、例えば、Ｓｉ系のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはＧａＡｓを材料とした、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）またはヘテロバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）などで構成されている。
また、低雑音増幅器２０、スイッチ５０、およびＰＡ制御回路６０の少なくとも一つは、半導体ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）に形成されていてもよい。さらに、半導体ＩＣは、電力増幅器１０を含んでいてもよい。半導体ＩＣは、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）で構成されている。具体的には、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）プロセスにより形成されている。これにより、半導体ＩＣを安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣは、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅおよびＧａＮの少なくともいずれかで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能および雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。
また、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、送信フィルタ４０Ｔおよび受信フィルタ４０Ｒは、送信信号と受信信号とを周波数分割複信（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式で伝送するデュプレクサ４０を構成しているが、送信信号と受信信号とを時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式で伝送してもよい。この場合には、送信フィルタ４０Ｔおよび受信フィルタ４０Ｒの前段および後段の少なくとも一方に、送信および受信を切り替えるスイッチが配置される。
なお、本発明に係る高周波モジュールは、上述した高周波モジュール１の回路構成のうち、低雑音増幅器２０、スイッチ５０、およびＰＡ制御回路６０の少なくとも一つを含む半導体ＩＣを有していればよく、その他の回路部品は必須ではない。
ここで、高周波モジュール１を構成する各回路素子を、小型のフロントエンド回路として１つのモジュール基板に実装する場合、モジュール基板表面の回路部品レイアウト面積を小さくすることが必要となる。この場合、低雑音増幅器２０、ＰＡ制御回路６０、およびスイッチ５０の少なくとも一つを内蔵した半導体ＩＣが適用されることが想定される。半導体ＩＣは低背化が可能であるため、モジュール基板の第１実装面および第２実装面のうち、外部基板と対向する側の第１実装面に配置されることが望ましい。
しかしながら、上記半導体ＩＣが第１実装面に配置されると、半導体ＩＣから外部基板への信号伝送経路として、半導体ＩＣ、モジュール基板の第１実装面に平行な平面配線パターン、および外部接続端子を経由した信号配線が必要となる。しかしながら、この場合、上記信号配線には、第１実装面に垂直な方向に沿った低抵抗なビア配線とともに、上記平面配線パターンのみを経由する高抵抗な配線経路が含まれる。このため、上記配線経路において抵抗が増大するため、外部基板と半導体ＩＣとの間を伝送する高周波信号の伝送損失が増加する。また、上記信号配線が半導体ＩＣを制御する制御信号を伝達する場合には、上記平面配線パターンのみを経由する高抵抗な配線経路から発生する制御信号のディジタルノイズまたは電源ノイズにより、半導体ＩＣを伝送する高周波信号のＳ／Ｎ比などの信号品質が劣化する。
これに対して、本実施の形態に係る高周波モジュール１では、高周波信号または制御信号がモジュール基板の上記平面配線パターンを経由せずに外部基板と半導体ＩＣとの間を伝送できる構成について説明する。
［２．実施例１に係る高周波モジュール１Ａの回路素子配置構成］
図２Ａは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａの平面構成概略図である。また、図２Ｂは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａの断面構成概略図であり、具体的には、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線における断面図である。なお、図２Ａの（ａ）には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。一方、図２Ａの（ｂ）には、主面９１ｂをｚ軸負方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。
実施例に係る高周波モジュール１Ａは、図１に示された実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものである。
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａは、図１に示された回路構成に加えて、さらに、モジュール基板９１と、樹脂部材９２および９３と、外部接続端子１５０と、を有している。
モジュール基板９１は、互いに対向する主面９１ａ（第１主面）および主面９１ｂ（第２主面）を有し、上記送信回路および上記受信回路を実装する基板である。モジュール基板９１としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）基板、高温同時焼成セラミックス（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＨＴＣＣ）基板、部品内蔵基板、再配線層（Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＲＤＬ）を有する基板、または、プリント基板等が用いられる。
樹脂部材９２は、モジュール基板９１の主面９１ａに配置され、上記送信回路の一部、上記受信回路の一部、およびモジュール基板９１の主面９１ａを覆っており、上記送信回路および上記受信回路を構成する回路素子の機械強度および耐湿性などの信頼性を確保する機能を有している。樹脂部材９３は、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置され、上記送信回路の一部、上記受信回路の一部、およびモジュール基板９１の主面９１ｂを覆っており、上記送信回路および上記受信回路を構成する回路素子の機械強度および耐湿性などの信頼性を確保する機能を有している。なお、樹脂部材９２および９３は、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。
外部接続端子１５０は、主面９１ｂに配置されている。高周波モジュール１Ａは、高周波モジュール１Ａのｚ軸負方向側に配置される外部基板と、複数の外部接続端子１５０を経由して、電気信号のやりとりを行う。また、複数の外部接続端子１５０のいくつかは、外部基板のグランド電位に設定される。
また、主面９１ａおよび９１ｂのうち、外部基板と対向する主面９１ｂには、低背化が容易な低雑音増幅器２０およびスイッチ５０を含む半導体ＩＣ７０が配置されている。このため、高周波モジュール１Ａ全体を低背化することが可能となる。また、受信回路の受信感度に大きく影響する低雑音増幅器２０の外周に、グランド電極として適用される外部接続端子１５０が複数配置されるので、受信回路の受信感度の劣化を抑制できる。
半導体ＩＣ７０は、互いに対向する主面７０ａ（第３主面）および主面７０ｂ（第４主面）を有している。なお、本実施例では、半導体ＩＣ７０は、低雑音増幅器２０およびスイッチ５０を含むが、これに限定されない。本発明に係る半導体ＩＣ７０は、低雑音増幅器２０、スイッチ５０、および、高周波部品を制御信号で制御する制御回路の少なくとも一つを含んでいればよい。また、高周波部品を制御信号で制御する制御回路は、ＰＡ制御回路６０であってもよく、または、低雑音増幅器２０およびスイッチ５０の少なくとも一つを制御する制御回路であってもよい。
半導体ＩＣ７０は、主面７０ａが主面９１ｂと対向し、主面７０ａが主面７０ｂよりも主面９１ｂに近くなるように、主面９１ｂに配置されている。つまり、主面７０ａは主面９１ｂと対面しており、主面７０ｂは外部基板と対面する。
半導体ＩＣ７０は、さらに、主面７０ｂに形成された信号電極１００Ａ、１２０Ａおよび１６０Ａを有している。信号電極１００Ａは、図１に示されたアンテナ接続端子１００に対応する。また、信号電極１２０Ａは、図１に示された受信出力端子１２０に対応する。また、信号電極１６０Ａは、図１に示された制御信号端子１６０に対応する。なお、信号電極１００Ａ、１２０Ａおよび１６０Ａのうちの少なくとも一つが、主面７０ｂに形成されていればよい。
上記構成によれば、低背化が容易な半導体ＩＣ７０が外部基板と対向する主面９１ｂに配置されるので、高周波モジュール１Ａを小型化できる。また、半導体ＩＣ７０から外部基板への信号伝送経路は、半導体ＩＣ７０、モジュール基板９１の主面９１ｂに平行な平面配線パターンおよび外部接続端子１５０を経由した信号配線ではなく、半導体ＩＣ７０の主面７０ｂに形成された信号電極１００Ａ、１２０Ａおよび１６０Ａのみを経由した信号経路となる。よって、半導体ＩＣ７０を入出力する高周波信号は、低抵抗の配線経路のみを経由して外部基板と半導体ＩＣ７０との間を伝送できるので、高周波信号の伝送損失を低減できる。さらに、上記高周波信号を伝送する配線を、半導体ＩＣ７０と外部接続端子１５０との間に形成する必要がないので、主面９１ｂの省面積化を図ることができる。つまり、半導体ＩＣ７０を入出力する高周波信号の信号品質が向上した小型の高周波モジュール１Ａを提供することが可能となる。
また、半導体ＩＣ７０は、さらに、主面７０ｂに形成されたグランド電極７１Ｇを有していてもよい。
これによれば、グランド電位に設定される外部接続端子１５０の数を削減できるので、主面９１ｂを省面積化することが可能となる。さらに、図２Ａの（ｂ）に示すように、グランド電極７１Ｇを、信号電極１００Ａ、１２０Ａ、および１６０Ａの間に配置することにより、スイッチ５０、低雑音増幅器２０、およびＰＡ制御回路６０の間のアイソレーションを向上させることが可能となる。
また、主面７０ｂに形成された信号電極１２０Ａは、半導体ＩＣ７０の内部に形成されたビア導体２４と接続されていてもよい。
これによれば、半導体ＩＣ７０を入出力する高周波信号は、低抵抗のビア導体２４を介して信号電極１２０Ａと接続されるので、高周波信号の伝送損失を、より一層低減できる。
本実施例では、半導体ＩＣ７０は低雑音増幅器２０を含み、低雑音増幅器２０の出力端子は受信出力端子１２０に接続されており、信号電極１２０Ａは受信出力端子１２０である。
これにより、低雑音増幅器２０で増幅された受信信号を、外部基板へ低損失で伝送できる。
また、本実施例では、半導体ＩＣ７０はスイッチ５０を含み、スイッチ５０は共通端子および複数の選択端子を有し、共通端子がアンテナ接続端子１００に接続され、信号電極１００Ａはアンテナ接続端子１００である。
これにより、アンテナ接続端子１００から出力される送信信号を外部基板へ低損失で伝送でき、また、外部基板からアンテナ接続端子１００へ入力される受信信号を低損失で伝送できる。
また、半導体ＩＣ７０において、低雑音増幅器２０は、主面７０ａに形成された電極２１およびモジュール基板９１に形成された配線を介して整合回路３２と接続されている。また、スイッチ５０は、主面７０ａに形成された電極５１およびモジュール基板９１に形成された配線を介して受信フィルタ４０Ｒと接続されている。
また、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、電力増幅器１０、ＰＡ制御回路６０、送信フィルタ４０Ｔ、受信フィルタ４０Ｒ、整合回路３１および３２は、モジュール基板９１の主面９１ａ（第１主面）に表面実装されている。一方、低雑音増幅器２０およびスイッチ５０は、モジュール基板９１の主面９１ｂ（第２主面）に表面実装されている。
ここで、モジュール基板９１を平面視した場合に、低雑音増幅器２０と整合回路３２とは少なくとも一部重複しており、かつ、スイッチ５０と受信フィルタ４０Ｒとは少なくとも一部重複していることが望ましい。
これによれば、低雑音増幅器２０と整合回路３２とを接続する配線を短くでき、また、スイッチ５０と受信フィルタ４０Ｒとを接続する配線を短くできるので、高周波モジュール１Ａを伝送する受信信号の伝送損失を低減できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、電力増幅器１０は主面９１ａ（第１主面）に実装されている。
電力増幅器１０は、高周波モジュール１Ａが有する回路部品のなかで発熱量が大きい部品である。高周波モジュール１Ａの放熱性を向上させるには、電力増幅器１０の発熱を、小さな熱抵抗を有する放熱経路で外部基板に放熱することが重要である。仮に、電力増幅器１０を主面９１ｂに実装した場合、電力増幅器１０に接続される電極配線は主面９１ｂ上に配置される。このため、放熱経路としては、主面９１ｂ上の（ｘｙ平面方向に沿う）平面配線パターンのみを経由した放熱経路を含むこととなる。上記平面配線パターンは、金属薄膜で形成されるため熱抵抗が大きい。このため、電力増幅器１０を主面９１ｂ上に配置した場合には、放熱性が低下してしまう。
これに対して、電力増幅器１０を主面９１ａに実装した場合、図２Ｂに示すように、主面９１ａと主面９１ｂとの間を貫通する貫通ビア導体９１ｖを介して、電力増幅器１０と外部接続端子１５０とを接続できる。よって、電力増幅器１０の放熱経路として、モジュール基板９１内の配線のうち熱抵抗の大きいｘｙ平面方向に沿う平面配線パターンのみを経由した放熱経路を排除できる。よって、電力増幅器１０からの外部基板への放熱性が向上した高周波モジュール１Ａを提供することが可能となる。
また、送信入力端子１１０は、図２Ｂに示すように、主面９１ｂの外縁領域に配置されてもよい。
なお、放熱性の観点から、電力増幅器１０が配置された主面９１ａの領域と対向する主面９１ｂの領域には、貫通ビア導体９１ｖまたは放熱部材が配置されることが望ましいため、当該領域には回路素子が配置されていないことが望ましい。
また、本実施例では、電力増幅器１０は主面９１ａに配置され、低雑音増幅器２０は主面９１ｂに配置されている。これによれば、電力増幅器１０と低雑音増幅器２０とが、モジュール基板９１を挟んで配置されているので、送受信間のアイソレーションを向上させることが可能となる。
また、図２Ｂに示すうに、高周波モジュール１Ａは、さらに、樹脂部材９２の表面および側面ならびに樹脂部材９３の側面を覆い、かつ、グランド電位に設定されたシールド電極層８０Ｇを備えてもよい。
これにより、高周波モジュール１Ａの外部回路との電磁界遮蔽機能が向上する。
なお、外部接続端子１５０は、図２Ａおよび２Ｂに示すように、樹脂部材９３をｚ軸方向に貫通する柱状電極であってもよいし、また、図２Ｃに示すように、主面９１ｂ上に形成されたバンプ電極１５５であってもよい。図２Ｃに示すように、外部接続端子１５０がバンプ電極１５５である場合には、樹脂部材９３は主面９１ｂ上には配置されない。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａにおいて、外部接続端子１５０は、主面９１ａに配置されていてもよい。
［３．実施例２に係る高周波モジュール１Ｃの回路素子配置構成］
図３Ａは、実施例２に係る高周波モジュール１Ｃの平面構成概略図である。また、図３Ｂは、実施例２に係る高周波モジュール１Ｃの断面構成概略図であり、具体的には、図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における断面図である。なお、図３Ａの（ａ）には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。一方、図３Ａの（ｂ）には、主面９１ｂをｚ軸負方向側から見た場合の回路素子の配置を透視した図が示されている。
実施例２に係る高周波モジュール１Ｃは、図１に示された実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものである。
本実施例に係る高周波モジュール１Ｃは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと比較して、ＰＡ制御回路６０の配置構成および半導体ＩＣ７０Ｃの電極構成が異なる。以下、本実施例に係る高周波モジュール１Ｃについて、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
モジュール基板９１は、互いに対向する主面９１ａ（第１主面）および主面９１ｂ（第２主面）を有し、上記送信回路および上記受信回路を実装する基板である。モジュール基板９１としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有するＬＴＣＣ基板、ＨＴＣＣ基板、部品内蔵基板、ＲＤＬを有する基板、または、プリント基板等が用いられる。
また、主面９１ａおよび９１ｂのうち、外部基板と対向する主面９１ｂには、低背化が容易な低雑音増幅器２０、スイッチ５０、およびＰＡ制御回路６０を含む半導体ＩＣ７０Ｃが配置されている。このため、高周波モジュール１Ｃ全体を低背化することが可能となる。また、受信回路の受信感度に大きく影響する低雑音増幅器２０の外周に、グランド電極として適用される外部接続端子１５０が複数配置されるので、受信回路の受信感度の劣化を抑制できる。また、ＰＡ制御回路６０の外周に、グランド電極として適用される外部接続端子１５０が複数配置されるので、主面９１ａに配置された回路部品および高周波モジュール１Ｃの周囲の外部回路へのディジタルノイズおよび電源ノイズの流出を抑制できる。
半導体ＩＣ７０Ｃは、互いに対向する主面７０ａ（第３主面）および主面７０ｂ（第４主面）を有している。本実施例では、半導体ＩＣ７０Ｃは、低雑音増幅器２０、スイッチ５０、およびＰＡ制御回路６０を含む。なお、半導体ＩＣ７０Ｃは、これに限定されず、少なくともＰＡ制御回路６０を含んでいればよい。また、ＰＡ制御回路６０は、電力増幅器１０を制御する制御回路でなくてもよく、高周波部品を制御信号で制御する制御回路であってもよい。
半導体ＩＣ７０Ｃは、主面７０ａが主面９１ｂと対向し、主面７０ａが主面７０ｂよりも主面９１ｂに近くなるように、主面９１ｂに配置されている。つまり、主面７０ａは主面９１ｂと対面しており、主面７０ｂは外部基板と対面する。
半導体ＩＣ７０Ｃは、さらに、主面７０ｂに形成された信号電極１００Ｃ、１２０Ｃおよび１６０Ｃを有している。信号電極１００Ｃは、図１に示されたアンテナ接続端子１００に対応する。また、信号電極１２０Ｃは、図１に示された受信出力端子１２０に対応する。また、信号電極１６０Ｃは、図１に示された制御信号端子１６０に対応する。ＰＡ制御回路６０は、入力端子および出力端子を有し、例えば外部基板に設けられたＲＦＩＣ３から出力された第１制御信号を、信号電極１６０Ｃおよびビア導体６４を介して入力端子から入力する。そして、ＰＡ制御回路６０は、第１制御信号に基づいて、ディジタル制御信号および直流電圧信号ＶＤＣなどの第２制御信号を、出力端子から電力増幅器１０に出力する。つまり、制御信号端子１６０は、ＰＡ制御回路６０の入力端子に対応する。
なお、本実施例では、信号電極１００Ｃ、１２０Ｃおよび１６０Ｃのうちの少なくとも信号電極１６０Ｃが、主面７０ｂに形成されていればよい。
上記構成によれば、低背化が容易な半導体ＩＣ７０Ｃが外部基板と対向する主面９１ｂに配置されるので、高周波モジュール１Ｃを小型化できる。また、半導体ＩＣ７０Ｃから外部基板への信号伝送経路として、半導体ＩＣ７０Ｃ、モジュール基板９１の主面９１ｂに平行な平面配線パターン、および外部接続端子１５０を経由した信号配線ではなく、半導体ＩＣ７０Ｃの主面７０ｂに形成された信号電極１００Ｃ、１２０Ｃおよび１６０Ｃのみを経由した信号経路となる。よって、半導体ＩＣ７０Ｃを入出力する高周波信号は、低抵抗の配線経路のみを経由して、外部基板と半導体ＩＣ７０Ｃとの間を伝送できるので、高周波信号の伝送損失を低減できる。さらに、上記高周波信号を伝送する配線を半導体ＩＣ７０Ｃと外部接続端子１５０との間に形成する必要がないので、主面９１ｂの省面積化を図ることができる。つまり、半導体ＩＣ７０Ｃを入出力する高周波信号の信号品質が向上した小型の高周波モジュール１Ｃを提供することが可能となる。
また、半導体ＩＣ７０Ｃは、さらに、主面７０ｂに形成されたグランド電極７１Ｇを有している。
これによれば、グランド電位に設定される外部接続端子１５０の数を削減できるので、主面９１ｂを省面積化することが可能となる。さらに、図３Ａの（ｂ）に示すように、グランド電極７１Ｇを、信号電極１００Ｃ、１２０Ｃ、および１６０Ｃの間に配置することにより、スイッチ５０、低雑音増幅器２０、およびＰＡ制御回路６０の間のアイソレーションを向上させることが可能となる。
また、主面７０ｂに形成された信号電極１２０Ｃは、半導体ＩＣ７０Ｃの側面に形成された側面電極２２と接続されている。側面電極２２は、主面７０ａに形成された信号電極と接続されている。つまり、信号電極１２０Ｃは、側面電極２２を介して、主面７０ａに形成された信号電極と接続されている。
これによれば、半導体ＩＣ７０Ｃから出力される高周波信号は、主面７０ａに形成された信号電極から半導体ＩＣ７０Ｃの内部を経由せず、半導体ＩＣ７０Ｃの側面および信号電極１２０Ｃを経由して外部基板へ出力されるので、半導体ＩＣ７０Ｃを小型化できる。
なお、信号電極１２０Ｃだけでなく、信号電極１００Ｃおよび１６０Ｃも、側面電極を介して主面７０ａに形成された信号電極と接続されていてもよい。
また、半導体ＩＣ７０Ｃにおいて、主面７０ａに形成された電極２１およびモジュール基板９１に形成された配線を介して、低雑音増幅器２０と整合回路３２とが接続されている。また、主面７０ａに形成された電極６１およびモジュール基板９１に形成された配線を介して、ＰＡ制御回路６０と電力増幅器１０とが接続されている。
また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ｃでは、電力増幅器１０、送信フィルタ４０Ｔ、受信フィルタ４０Ｒ、整合回路３１および３２は、モジュール基板９１の主面９１ａ（第１主面）に表面実装されている。一方、低雑音増幅器２０、スイッチ５０、およびＰＡ制御回路６０、は、モジュール基板９１の主面９１ｂ（第２主面）に表面実装されている。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ｃでは、電力増幅器１０は、主面９１ａ（第１主面）に実装されている。
これによれば、電力増幅器１０の放熱経路として、モジュール基板９１内の配線のうち熱抵抗の大きいｘｙ平面方向に沿う平面配線パターンのみを経由した放熱経路を排除できる。よって、電力増幅器１０からの外部基板への放熱性が向上した高周波モジュール１Ｃを提供することが可能となる。なお、放熱性の観点から、電力増幅器１０が配置された主面９１ａの領域と対向する主面９１ｂの領域には、放熱部材が配置されることが望ましいため、当該領域には回路素子が配置されていないことが望ましい。
また、図３Ａに示すように、モジュール基板９１を平面視した場合に、ＰＡ制御回路６０と整合回路３１とは少なくとも一部重複しており、かつ、電力増幅器１０と整合回路３１とは隣り合っていることが望ましい。
これによれば、電力増幅器１０と整合回路３１とを接続する配線を短くできるので、高周波モジュール１Ｃを伝送する送信信号の伝送損失を低減できる。また、電力増幅器１０の放熱領域を確保しつつ電力増幅器１０とＰＡ制御回路６０とを接続する制御配線を短くできるので、当該制御配線からのディジタルノイズおよび電源ノイズの流出を抑制できる。
また、本実施例では、電力増幅器１０は主面９１ａに配置され、低雑音増幅器２０は主面９１ｂに配置されている。これによれば、電力増幅器１０と低雑音増幅器２０とが、モジュール基板９１を挟んで配置されているので、送受信間のアイソレーションを向上させることが可能となる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ｃにおいて、外部接続端子１５０は、主面９１ａに配置されていてもよい。
［４．実施例３に係る高周波モジュール１Ｄの回路素子配置構成］
図４Ａは、実施例３に係る高周波モジュール１Ｄの回路構成の一部を示す回路図である。また、図４Ｂは、実施例３に係る高周波モジュール１Ｄの断面構成概略図である。具体的には、図４Ａには、高周波モジュール１Ｄの受信経路のみの回路構成が示されている。また、図４Ｂには、高周波モジュール１Ｄの受信経路に配置された回路部品の断面構成が示されている。
実施例３に係る高周波モジュール１Ｄは、図１に示された実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものである。
本実施例に係る高周波モジュール１Ｄは、実施の形態に係る高周波モジュール１と比較してフィルタ９０が配置されている点が異なり、また、実施例に係る高周波モジュール１Ａと比較して受信経路に配置された回路部品の配置構成が異なる。以下、本実施例に係る高周波モジュール１Ｄについて、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
高周波モジュール１Ｄは、アンテナ接続端子１００（図４Ａに図示せず）と、送信入力端子１１０（図４Ａに図示せず）と、受信出力端子１２０と、電力増幅器１０（図４Ａに図示せず）と、制御信号端子１６０（図４Ａに図示せず）と、ＰＡ制御回路６０（図４Ａに図示せず）と、低雑音増幅器２０と、送信フィルタ４０Ｔ（図４Ａに図示せず）と、受信フィルタ４０Ｒと、フィルタ９０と、整合回路３１（図４Ａに図示せず）および３２と、スイッチ５０（図４Ａに図示せず）と、を備える。
図４に示すように、高周波モジュール１Ｄは、低雑音増幅器２０と受信出力端子１２０との間に、フィルタ９０が接続されている。
フィルタ９０は、例えば、通信バンドＡの受信帯域を通過帯域とするローパスフィルタであり、インダクタ９４と、キャパシタ９５および９６と、を有している。インダクタ９４は、入力端子９０１と出力端子９０２とを結ぶ経路に直列配置され、キャパシタ９５は、入力端子９０１およびインダクタ９４を結ぶ経路上のノードとグランドとの間に配置され、キャパシタ９６は、出力端子９０２およびインダクタ９４を結ぶ経路上のノードとグランドとの間に配置されている。
上記の回路構成を有する高周波モジュール１Ｄにおいて、図４Ｂに示すように、低雑音増幅器２０を含む半導体ＩＣ７０Ｄは、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置されている。また、整合回路３２、キャパシタ９５、９６、およびインダクタ（図４Ｂに図示せず）は、モジュール基板９１の主面９１ａに配置されている。整合回路３２は、モジュール基板９１に形成された電極および配線を介して低雑音増幅器２０の入力端子に接続されている。低雑音増幅器２０の出力端子は、モジュール基板９１に形成された電極および配線を介してキャパシタ９５に接続されている。キャパシタ９５は、さらに、インダクタ９４およびキャパシタ９６と接続されている（図４Ｂに図示せず）。キャパシタ９６は、さらに、モジュール基板９１に形成された電極、配線、および半導体ＩＣ７０Ｄの内部に形成された貫通ビア導体２３を介して、半導体ＩＣ７０Ｄの主面７０ｂに形成された信号電極１２０Ｄと接続されている。つまり、貫通ビア導体２３は、半導体ＩＣ７０Ｄの内部で処理される信号を伝送するのではなく、高周波モジュール１Ｄが備える半導体ＩＣ７０Ｄ以外の回路部品と外部基板との間を伝送する信号を通過させるバイパス経路を構成している。信号電極１２０Ｄは、図４Ａに示された受信出力端子１２０に対応する。
上記構成によれば、低背化が容易な半導体ＩＣ７０Ｄが外部基板と対向する主面９１ｂに配置されるので、高周波モジュール１Ｄを小型化できる。また、高周波モジュール１Ｄから外部基板への信号伝送経路として、半導体ＩＣ７０Ｄの内部に形成された貫通ビア導体２３が用いられる。つまり、高周波モジュール１Ｄと外部基板との間を伝送する高周波信号は、主面９１ｂに配置された外部接続端子１５０を経由せずとも、貫通ビア導体２３を経由できる。よって、上記高周波信号を伝送するための外部接続端子１５０が不要となるので、主面９１ｂの省面積化を図ることができる。つまり、小型の高周波モジュール１Ｄを提供することが可能となる。
［５．効果など］
以上、実施の形態に係る高周波モジュール１は、互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂを有するモジュール基板９１と、互いに対向する主面７０ａおよび７０ｂを有する半導体ＩＣ７０と、主面９１ｂに配置された外部接続端子１５０と、を備え、主面７０ａは主面９１ｂと対向し主面７０ｂよりも主面９１ｂに近く配置されており、半導体ＩＣ７０は、高周波部品を制御信号で制御するＰＡ制御回路６０、受信信号を増幅する低雑音増幅器２０、およびスイッチ５０の少なくとも一つと、主面７０ｂに形成され、高周波信号および制御信号の少なくとも一つを半導体ＩＣ７０に入出力させる信号電極１００Ａ、１２０Ａ、および１６０Ａと、を有する。
上記構成によれば、低背化が容易な半導体ＩＣ７０が外部基板と対向する主面９１ｂに配置されるので、高周波モジュール１を小型化できる。また、半導体ＩＣ７０から外部基板への信号伝送経路として、半導体ＩＣ７０、主面９１ｂに平行な平面配線パターン、および外部接続端子１５０を経由した信号配線ではなく、主面７０ｂに形成された信号電極１００Ａ、１２０Ａおよび１６０Ａのみを経由した信号経路となる。よって、半導体ＩＣ７０を入出力する高周波信号は、低抵抗の配線経路のみを経由して、外部基板と半導体ＩＣ７０との間を伝送できるので、高周波信号の伝送損失を低減できる。さらに、上記高周波信号を伝送する配線を半導体ＩＣ７０と外部接続端子１５０との間に形成する必要がないので、主面９１ｂの省面積化を図ることができる。つまり、半導体ＩＣ７０を入出力する高周波信号の信号品質が向上した小型の高周波モジュール１を提供することが可能となる。
また、半導体ＩＣ７０は、さらに、主面７０ｂに形成されたグランド電極７１Ｇを有してもよい。
これによれば、グランド電位に設定される外部接続端子１５０の数を削減できるので、主面９１ｂを省面積化することが可能となる。さらに、グランド電極７１Ｇを、信号電極１００Ａ、１２０Ａ、および１６０Ａの間に配置することにより、スイッチ５０、低雑音増幅器２０、およびＰＡ制御回路６０の間のアイソレーションを向上させることが可能となる。
また、実施例１に係る高周波モジュール１Ａのように、信号電極１２０Ａは、半導体ＩＣ７０の内部に形成されたビア導体２４と接続されていてもよい。
これによれば、高周波モジュール１Ａを伝送する高周波信号の伝送損失を、より一層低減できる。
また、実施例２に係る高周波モジュール１Ｃのように、信号電極１２０Ｃは、半導体ＩＣ７０Ｃの側面に形成された側面電極２２と接続されていてもよい。
これによれば、半導体ＩＣ７０Ｃから出力される高周波信号は、主面７０ａに形成された信号電極１２０Ｃから半導体ＩＣ７０Ｃの内部を経由せず、半導体ＩＣ７０Ｃの側面および信号電極１２０Ｃを経由して外部基板へ出力されるので、半導体ＩＣ７０Ｃを小型化できる。
また、高周波モジュール１において、半導体ＩＣ７０は低雑音増幅器２０を含み、低雑音増幅器２０の出力端子は受信出力端子１２０に接続され、信号電極１２０Ａは受信出力端子１２０であってもよい。
これにより、低雑音増幅器２０で増幅された受信信号を、外部基板へ低損失で伝送できる。
また、高周波モジュール１において、半導体ＩＣ７０はスイッチ５０を含み、スイッチ５０は共通端子および複数の選択端子を有し、共通端子がアンテナ接続端子１００に接続され、共通端子と複数の選択端子との接続を切り替え、信号電極１００Ａはアンテナ接続端子１００であってもよい。
これにより、アンテナ接続端子１００から出力される送信信号を外部基板へ低損失で伝送でき、また、外部基板からアンテナ接続端子１００へ入力される受信信号を低損失で伝送できる。
また、実施例２に係る高周波モジュール１Ｃにおいて、半導体ＩＣ７０ＣはＰＡ制御回路６０を含み、ＰＡ制御回路６０は入力端子および出力端子を有し、入力端子から入力された第１制御信号に基づいて出力端子から電力増幅器１０に向けて第２制御信号を出力し、信号電極１６０ＣはＰＡ制御回路６０の入力端子であってもよい。
これによれば、第１制御信号を伝送する制御配線を短くできるので、当該制御配線からのディジタルノイズおよび電源ノイズの流出を抑制できる。
また、実施の形態に係る高周波モジュール１は、さらに、主面９１ａに配置され、送信信号を増幅する電力増幅器１０を備え、ＰＡ制御回路６０は出力端子から電力増幅器１０に向けて第２制御信号を出力してもよい。
これによれば、電力増幅器１０の放熱経路として、モジュール基板９１内の配線のうち熱抵抗の大きいｘｙ平面方向に沿う平面配線パターンのみを経由した放熱経路を排除できる。よって、電力増幅器１０からの外部基板への放熱性が向上した高周波モジュール１を提供することが可能となる。
また、実施例２に係る高周波モジュール１Ｃは、さらに、電力増幅器１０の出力端子に接続され、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一つからなる整合回路３１を備え、ＰＡ制御回路６０は主面９１ｂに配置され、整合回路３１は主面９１ａに配置されており、モジュール基板９１を平面視した場合に、ＰＡ制御回路６０と整合回路３１とは少なくとも一部重複しており、かつ、電力増幅器１０と整合回路３１とは隣り合っていてもよい。
これによれば、電力増幅器１０と整合回路３１とを接続する配線を短くできるので、高周波モジュール１Ｃを伝送する送信信号の伝送損失を低減できる。また、電力増幅器１０の放熱領域を確保しつつ電力増幅器１０とＰＡ制御回路６０とを接続する制御配線を短くできるので、当該制御配線からのディジタルノイズおよび電源ノイズの流出を抑制できる。
また、実施例１に係る高周波モジュール１Ａは、さらに、低雑音増幅器２０の入力端子に接続され、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一つからなる整合回路３２と、スイッチ５０と整合回路３２との間に接続され、受信信号を通過させる受信フィルタ４０Ｒと、を備え、スイッチ５０はアンテナ接続端子１００と受信フィルタ４０Ｒとの間に接続されており、低雑音増幅器２０およびスイッチ５０は主面９１ｂに配置され、整合回路３２および受信フィルタ４０Ｒは主面９１ａに配置されており、モジュール基板９１を平面視した場合に、低雑音増幅器２０と整合回路３２とは少なくとも一部重複しており、かつ、スイッチ５０と受信フィルタ４０Ｒとは少なくとも一部重複していてもよい。
これによれば、低雑音増幅器２０と整合回路３２とを接続する配線を短くでき、また、スイッチ５０と受信フィルタ４０Ｒとを接続する配線を短くできるので、高周波モジュール１Ａを伝送する受信信号の伝送損失を低減できる。
また、通信装置５は、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、アンテナ２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝送する高周波モジュール１と、を備える。
これにより、半導体ＩＣを入出力する高周波信号の信号品質が向上した小型の通信装置５を提供することが可能となる。
（その他の実施の形態など）
以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置について、実施の形態、実施例および変形例を挙げて説明したが、本発明に係る高周波モジュールおよび通信装置は、上記実施の形態、実施例および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態、実施例および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態、実施例および変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュールおよび通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態、実施例および変形例に係る高周波モジュールおよび通信装置において、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子および配線などが挿入されていてもよい。
本発明は、マルチバンド対応のフロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 高周波モジュール
２ アンテナ
３ ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
４ ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）
５ 通信装置
１０ 電力増幅器
２０ 低雑音増幅器
２１、５１、６１ 電極
２２ 側面電極
２３、９１ｖ 貫通ビア導体
２４、６４ ビア導体
３１、３２、４１ 整合回路
４０ デュプレクサ
４０Ｒ 受信フィルタ
４０Ｔ 送信フィルタ
５０ スイッチ
６０ ＰＡ制御回路
７０、７０Ｃ、７０Ｄ 半導体ＩＣ
７０ａ、７０ｂ、９１ａ、９１ｂ 主面
７１Ｇ グランド電極
８０Ｇ シールド電極層
９０ フィルタ
９１ モジュール基板
９２、９３ 樹脂部材
９４ インダクタ
９５、９６ キャパシタ
１００ アンテナ接続端子
１００Ａ、１００Ｃ、１２０Ａ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１６０Ａ、１６０Ｃ 信号電極
１１０ 送信入力端子
１２０ 受信出力端子
１５０ 外部接続端子
１５５ バンプ電極
１６０ 制御信号端子
９０１ 入力端子
９０２ 出力端子

Claims (11)

  1. 互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、
    互いに対向する第３主面および第４主面を有する半導体ＩＣと、
    前記第２主面に配置された外部接続端子と、を備え、
    前記第３主面は、前記第２主面と対向し、前記第４主面よりも前記第２主面に近く配置されており、
    前記半導体ＩＣは、
    高周波部品を制御信号で制御する制御回路、受信信号を増幅する低雑音増幅器、およびスイッチの少なくとも一つと、
    前記第４主面に形成され、高周波信号および前記制御信号の少なくとも一つを前記半導体ＩＣに入力または前記半導体ＩＣから出力する信号電極と、を有する、
    高周波モジュール。
  2. 前記半導体ＩＣは、さらに、
    前記第４主面に形成されたグランド電極を有する、
    請求項１に記載の高周波モジュール。
  3. 前記信号電極は、
    前記半導体ＩＣの内部に形成されたビア導体と接続されている、
    請求項１または２に記載の高周波モジュール。
  4. 前記信号電極は、
    前記半導体ＩＣの側面に形成された側面電極と接続されている、
    請求項１または２に記載の高周波モジュール。
  5. 前記半導体ＩＣは、前記低雑音増幅器を含み、
    前記低雑音増幅器の出力端子は、前記高周波モジュールの受信出力端子に接続され、
    前記信号電極は、前記受信出力端子である、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  6. 前記半導体ＩＣは、前記スイッチを含み、
    前記スイッチは、共通端子および複数の選択端子を有し、前記共通端子がアンテナ接続端子に接続され、前記共通端子と前記複数の選択端子との接続を切り替え、
    前記信号電極は、前記アンテナ接続端子である、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  7. 前記半導体ＩＣは、前記制御回路を含み、
    前記制御回路は、入力端子および出力端子を有し、前記入力端子から入力された第１制御信号に基づいて、前記出力端子から前記高周波部品に向けて第２制御信号を出力し、
    前記信号電極は、前記制御回路の前記入力端子である、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  8. さらに、
    前記第１主面に配置され、送信信号を増幅する電力増幅器を備え、
    前記制御回路は、前記出力端子から前記電力増幅器に向けて前記第２制御信号を出力する、
    請求項７に記載の高周波モジュール。
  9. さらに、
    前記電力増幅器の出力端子に接続され、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一つからなる第１インピーダンス整合回路を備え、
    前記制御回路は、前記第２主面に配置され、
    前記第１インピーダンス整合回路は、前記第１主面に配置されており、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記制御回路と前記第１インピーダンス整合回路とは少なくとも一部重複しており、かつ、前記電力増幅器と前記第１インピーダンス整合回路とは隣り合っている、
    請求項８に記載の高周波モジュール。
  10. さらに、
    前記低雑音増幅器の入力端子に接続され、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一つからなる第２インピーダンス整合回路と、
    前記スイッチと前記第２インピーダンス整合回路との間に接続され、前記受信信号を通過させるフィルタと、を備え、
    前記スイッチは、アンテナ接続端子と前記フィルタとの間に接続されており、
    前記低雑音増幅器および前記スイッチは、前記第２主面に配置され、
    前記第２インピーダンス整合回路および前記フィルタは、前記第１主面に配置されており、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記低雑音増幅器と前記第２インピーダンス整合回路とは少なくとも一部重複しており、かつ、前記スイッチと前記フィルタとは少なくとも一部重複している、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  11. アンテナと、
    前記アンテナで送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、
    前記アンテナと前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝送する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の高周波モジュールと、を備える、
    通信装置。
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