JP2021197568A - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＣｏＢ条件における信頼性を向上させることができる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１は、互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、第２主面を覆い、第１溝部９３１及び第２溝部９３２を有する樹脂部材９３と、第１ポスト電極１５１及び第２ポスト電極１５２を含み、第２主面上に配置され、樹脂部材９３を貫通する複数のポスト電極１５０と、第２主面上で第１ポスト電極１５１及び第２ポスト電極１５２の間に配置され、樹脂部材９３から露出する半導体部品２０と、を備える。第１溝部９３１は、第１ポスト電極１５１と半導体部品２０との間に配置され、第２溝部９３２は、第２ポスト電極１５２と半導体部品２０との間に配置されている。【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、高周波モジュール及び通信装置に関する。

携帯電話などの移動体通信機器では、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モジュールを構成する回路部品の配置構成が複雑化されている。

特許文献１には、基板の一方主面に実装された電子部品を覆うように当該基板の一方主面に配置された樹脂層を備える部品内蔵基板が開示されている。

特開２０１３−０７４０４９号公報

このような部品内蔵基板では、マザー基板上での温度サイクル（ＴＣｏＢ：Temperature Cycling on Board）条件における部品内蔵基板とマザー基板との接合部の破壊が問題となる。

そこで、本発明は、ＴＣｏＢ条件における信頼性を向上させることができる高周波モジュール及び通信装置を提供する。

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主面及び第２主面を有するモジュール基板と、前記第２主面を覆い、第１凹部及び第２凹部を有する樹脂部材と、第１外部接続端子及び第２外部接続端子を含み、前記第２主面上に配置され、前記樹脂部材を貫通する複数の外部接続端子と、前記第２主面上で前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の間に配置され、前記樹脂部材から露出する半導体部品と、を備え、前記第１凹部は、前記第１外部接続端子と前記半導体部品との間に配置され、前記第２凹部は、前記第２外部接続端子と前記半導体部品との間に配置されている。

本発明の一態様に係る高周波モジュールによれば、ＴＣｏＢ条件における信頼性を向上させることができる。

実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置の回路構成図 実施の形態に係る高周波モジュールの斜視図 実施の形態に係る高周波モジュールの斜視図 実施の形態に係る高周波モジュールの平面図 実施の形態に係る高周波モジュールの平面図 実施の形態に係る高周波モジュールの断面図 実施の形態におけるモジュール基板の主面上の領域を示す図 実施の形態の変形例に係る高周波モジュールの平面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。

なお、各図は、本発明を示すために適宜強調、省略、又は比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、及び比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡素化される場合がある。

以下の各図において、ｘ軸及びｙ軸は、モジュール基板の主面と平行な平面上で互いに直交する軸である。また、ｚ軸は、モジュール基板の主面に垂直な軸であり、その正方向は上方向を示し、その負方向は下方向を示す。

また、本発明の回路構成において、「接続される」とは、接続端子及び／又は配線導体で直接接続される場合だけでなく、他の回路素子を介して電気的に接続される場合も含む。また、「Ａ及びＢの間に接続される」とは、Ａ及びＢの間でＡ及びＢの両方に接続されることを意味する。

また、本発明の部品配置において、「モジュール基板の平面視」とは、ｚ軸正側からｘｙ平面に物体を正投影して見ることを意味する。また、「ＡがＢとＣの間に配置されている」とは、Ｂ内の任意の点とＣ内の任意の点とを結ぶ複数の線分の少なくとも１つがＡを通ることを意味する。また、「平行」及び「垂直」などの要素間の関係性を示す用語は、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％程度の誤差をも含むことを意味する。

（実施の形態）
［１．１ 高周波モジュール１及び通信装置５の回路構成］
本実施の形態に係る高周波モジュール１及び通信装置５の回路構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施の形態に係る高周波モジュール１及び通信装置５の回路構成図である。

［１．１．１ 通信装置５の回路構成］
まず、通信装置５の回路構成について説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る通信装置５は、高周波モジュール１と、アンテナ２と、ＲＦＩＣ３と、ＢＢＩＣ４と、を備える。

高周波モジュール１は、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の詳細な回路構成については後述する。

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送信し、また、外部から高周波信号を受信して高周波モジュール１へ出力する。

ＲＦＩＣ３は、高周波信号を処理する信号処理回路の一例である。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高周波受信信号を、ダウンコンバート等により信号処理し、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から入力された送信信号をアップコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成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。また、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１が有するスイッチ及び増幅器等を制御する制御部を有する。なお、ＲＦＩＣ３の制御部としての機能の一部又は全部は、ＲＦＩＣ３の外部に実装されてもよく、例えば、ＢＢＩＣ４又は高周波モジュール１に実装されてもよい。

ＢＢＩＣ４は、高周波モジュール１が伝送する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理するベースバンド信号処理回路である。ＢＢＩＣ４で処理される信号としては、例えば、画像表示のための画像信号、及び／又は、スピーカを介した通話のために音声信号が用いられる。

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及びＢＢＩＣ４は、必須の構成要素ではない。

［１．１．２ 高周波モジュール１の回路構成］
次に、高周波モジュール１の回路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、電力増幅器１１と、低雑音増幅器２１と、スイッチ５１〜５３と、デュプレクサ６１及び６２と、整合回路（ＭＮ）７１〜７４と、アンテナ接続端子１００と、高周波入力端子１１０と、高周波出力端子１２０と、を備える。

アンテナ接続端子１００は、外部接続端子の一例であり、アンテナ２に接続される。

高周波入力端子１１０は、外部接続端子の一例であり、高周波モジュール１の外部から高周波送信信号を受けるための端子である。本実施の形態では、高周波入力端子１１０は、ＲＦＩＣ３から高周波モジュール１に、通信バンドＡ及びＢの送信信号を伝送する。

通信バンドとは、通信システムのために標準化団体など（例えば３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）等）によって予め定義された周波数バンドを意味する。通信システムとは、無線アクセス技術（ＲＡＴ：Radio Access Technology）を用いて構築される通信システムを意味する。本実施の形態では、通信システムとしては、例えば５ＧＮＲ（5th Generation New Radio）システム、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システム及びＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）システム等を用いることができるが、これらに限定されない。

高周波出力端子１２０は、外部接続端子の一例であり、高周波モジュール１の外部に高周波受信信号を提供するための端子である。本実施の形態では、高周波出力端子１２０は、高周波モジュール１からＲＦＩＣ３に、通信バンドＡ及び通信バンドＢの受信信号を伝送する。

電力増幅器１１は、高周波入力端子１１０で受けた高周波信号を増幅することができる。ここでは、電力増幅器１１は、高周波入力端子１１０から入力された通信バンドＡ及びＢの高周波信号を増幅することができる。電力増幅器１１は、例えば、多段増幅器、及び／又は、差動信号に変換して増幅する増幅器であってもよく、これらに限定されない。

低雑音増幅器２１は、アンテナ接続端子１００で受けた高周波信号を増幅することができる。ここでは、低雑音増幅器２１は、アンテナ接続端子１００から、スイッチ５３、デュプレクサ６１及び６２、並びに、スイッチ５２を介して入力された通信バンドＡ及びＢの受信信号を増幅することができる。低雑音増幅器２１で増幅された高周波信号は、高周波出力端子１２０に出力される。低雑音増幅器２１は、例えば、多段増幅器、及び／又は、差動信号に変換して増幅する増幅器であってもよく、これらに限定されない。

デュプレクサ６１は、通信バンドＡの高周波信号を通過させる。デュプレクサ６１は、通信バンドＡの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６１は、送信フィルタ６１Ｔ（Ａ−Ｔｘ）及び受信フィルタ６１Ｒ（Ａ−Ｒｘ）を含む。

送信フィルタ６１Ｔは、電力増幅器１１とアンテナ接続端子１００との間に接続される。送信フィルタ６１Ｔは、電力増幅器１１で増幅された高周波送信信号のうち、通信バンドＡの送信帯域の信号を通過させる。つまり、送信フィルタ６１Ｔは、通信バンドＡの送信帯域を含む通過帯域を有する。

受信フィルタ６１Ｒは、低雑音増幅器２１とアンテナ接続端子１００との間に接続される。受信フィルタ６１Ｒは、アンテナ接続端子１００から入力された高周波受信信号のうち、通信バンドＡの受信帯域の信号を通過させる。つまり、受信フィルタ６１Ｒは、通信バンドＡの受信帯域を含む通過帯域を有する。

デュプレクサ６２は、通信バンドＢの高周波信号を通過させる。デュプレクサ６２は、通信バンドＢの送信信号と受信信号とを、ＦＤＤ方式で伝送する。デュプレクサ６２は、送信フィルタ６２Ｔ（Ｂ−Ｔｘ）及び受信フィルタ６２Ｒ（Ｂ−Ｒｘ）を含む。

送信フィルタ６２Ｔは、電力増幅器１１とアンテナ接続端子１００との間に接続される。送信フィルタ６２Ｔは、電力増幅器１１で増幅された高周波送信信号のうち、通信バンドＢの送信帯域の信号を通過させる。つまり、送信フィルタ６２Ｔは、通信バンドＢの送信帯域を含む通過帯域を有する。

受信フィルタ６２Ｒは、低雑音増幅器２１とアンテナ接続端子１００との間に接続される。受信フィルタ６２Ｒは、アンテナ接続端子１００から入力された高周波受信信号のうち、通信バンドＢの受信帯域の信号を通過させる。つまり、受信フィルタ６２Ｒは、通信バンドＢの受信帯域を含む通過帯域を有する。

スイッチ５１は、送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔと電力増幅器１１との間に接続されている。具体的には、スイッチ５１は、端子５１１、端子５１２及び端子５１３を有する。端子５１１は、整合回路７１を介して電力増幅器１１に接続されている。端子５１２及び端子５１３は、送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔにそれぞれ接続されている。この接続構成において、スイッチ５１は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子５１２及び端子５１３のいずれかを端子５１１に接続することができる。つまり、スイッチ５１は、電力増幅器１１及び送信フィルタ６１Ｔの接続と、電力増幅器１１及び送信フィルタ６２Ｔの接続と、を切り替えることができる。スイッチ５１は、例えばＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）型のスイッチ回路で構成され、バンドセレクトスイッチと呼ばれる。

スイッチ５２は、受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒと低雑音増幅器２１との間に接続されている。具体的には、スイッチ５２は、端子５２１、端子５２２及び端子５２３を有する。端子５２１は、整合回路７２を介して低雑音増幅器２１に接続されている。端子５２２及び端子５２３は、受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒにそれぞれ接続されている。この接続構成において、スイッチ５２は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子５２２及び端子５２３のいずれかを端子５２１に接続することができる。つまり、スイッチ５２は、低雑音増幅器２１及び受信フィルタ６１Ｒの接続と、低雑音増幅器２１及び受信フィルタ６２Ｒの接続と、を切り替えることができる。スイッチ５２は、例えばＳＰＤＴ型のスイッチ回路で構成される。

スイッチ５３は、アンテナ接続端子１００とデュプレクサ６１及び６２との間に接続されている。具体的には、スイッチ５３は、端子５３１、端子５３２及び端子５３３を有する。端子５３１は、アンテナ接続端子１００に接続されている。端子５３２は、整合回路７３を介してデュプレクサ６１に接続されている。端子５３３は、整合回路７４を介してデュプレクサ６２に接続されている。この接続構成において、スイッチ５３は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子５３２及び端子５３３の一方又は両方を端子５３１に接続することができる。つまり、スイッチ５３は、アンテナ２とデュプレクサ６１との接続及び非接続を切り替え、アンテナ２とデュプレクサ６２との接続及び非接続を切り替えることができる。スイッチ５３は、例えばマルチ接続型のスイッチ回路で構成され、アンテナスイッチと呼ばれる。

整合回路７１は、例えばインダクタ及び／又はキャパシタで構成され、電力増幅器１１と送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔとのインピーダンス整合をとることができる。整合回路７１は、電力増幅器１１と送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔとの間に接続される。具体的には、整合回路７１は、電力増幅器１１の出力に接続され、スイッチ５１を介して送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔに接続される。

整合回路７２は、例えばインダクタ及び／又はキャパシタで構成され、低雑音増幅器２１と受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒとのインピーダンス整合をとることができる。整合回路７２は、低雑音増幅器２１と受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒとの間に接続される。具体的には、整合回路７２は、低雑音増幅器２１の入力に接続され、スイッチ５２を介して受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒに接続される。

整合回路７３は、例えばインダクタ及び／又はキャパシタで構成され、アンテナ２とデュプレクサ６１とのインピーダンス整合をとることができる。整合回路７３は、アンテナ接続端子１００とデュプレクサ６１との間に接続される。具体的には、整合回路７３は、デュプレクサ６１に接続され、スイッチ５３を介してアンテナ接続端子１００に接続される。

整合回路７４は、例えばインダクタ及び／又はキャパシタで構成され、アンテナ２とデュプレクサ６２とのインピーダンス整合をとることができる。整合回路７４は、アンテナ接続端子１００とデュプレクサ６２との間に接続される。具体的には、整合回路７４は、デュプレクサ６２に接続され、スイッチ５３を介してアンテナ接続端子１００に接続される。

なお、図１に表された回路素子のいくつかは、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。例えば、高周波モジュール１は、電力増幅器１１と、低雑音増幅器２１と、を備えればよく、他の回路素子を備えなくてもよい。

また、高周波モジュール１の回路構成では、送信信号及び受信信号をＦＤＤ方式で通信可能であるが、本発明に係る高周波モジュールの回路構成はこれに限定されない。例えば、本発明に係る高周波モジュールは、送信信号及び受信信号を時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式で通信可能な回路構成を有してもよいし、ＦＤＤ方式及びＴＤＤ方式の両方で通信可能な回路構成を有してもよい。また、本発明に係る高周波モジュールは、送信信号及び受信信号の一方のみを伝送可能な回路構成を有してもよい。

［１．２ 高周波モジュール１の部品配置］
次に、以上のように構成された高周波モジュール１の部品配置について、図２Ａ〜図４を参照しながら具体的に説明する。

図２Ａ及び図２Ｂは、実施の形態に係る高周波モジュール１の斜視図である。具体的には、図２Ａは、斜め上からみた高周波モジュール１の斜視図であり、図２Ｂは、斜め下からみた高周波モジュール１の斜視図である。

図３Ａ及び図３Ｂは、実施の形態に係る高周波モジュール１の平面図である。具体的には、図３Ａは、上からみた高周波モジュール１の平面図であり、図３Ｂは、下からみた高周波モジュール１の平面図である。

図４は、実施の形態に係る高周波モジュール１の断面図である。図４における高周波モジュール１の断面は、図３Ａ及び図３Ｂのｉｖ−ｉｖ線における断面である。

図２Ａ〜図４に示すように、高周波モジュール１は、図１に示された回路素子で構成された回路部品に加えて、さらに、モジュール基板９１と、樹脂部材９２及び９３と、グランド電極パターン９４と、シールド電極層９５と、を備える。また、高周波モジュール１は、複数の外部接続端子として、複数のポスト電極１５０を備える。なお、図３Ａでは、樹脂部材９２及びシールド電極層９５の記載が省略されている。

モジュール基板９１は、互いに対向する主面９１ａ及び９１ｂを有する。本実施の形態では、モジュール基板９１は、多層基板であり、グランド電極パターン９４を含む配線パターンが内部に形成されている。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（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）基板、高温同時焼成セラミックス（ＨＴＣＣ：High Temperature Co-fired Ceramics）基板、部品内蔵基板、再配線層（ＲＤＬ：Redistribution Layer）を有する基板、又は、プリント基板等を用いることができるが、これらに限定されない。

主面９１ａは、第１主面の一例であり、上面又は表面と呼ばれる場合がある。主面９１ａには、図３Ａ及び図４に示すように、電力増幅器１１と、デュプレクサ６１及び６２と、整合回路７１〜７４と、樹脂部材９２と、が配置されている。

デュプレクサ６１及び６２の各々は、例えば、弾性表面波フィルタ、ＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）を用いた弾性波フィルタ、ＬＣ共振フィルタ、及び誘電体フィルタのいずれであってもよく、さらには、これらには限定されない。

樹脂部材９２は、モジュール基板９１の主面９１ａ上に配置され、主面９１ａ上の回路部品を覆っている。樹脂部材９２は、主面９１ａ及び主面９１ａ上の回路部品の機械強度及び耐湿性等の信頼性を確保する機能を有する。

主面９１ｂは、第２主面の一例であり、下面又は裏面と呼ばれる場合がある。主面９１ｂには、図３Ｂ及び図４に示すように、低雑音増幅器２１及びスイッチ５１〜５３と、樹脂部材９３と、複数のポスト電極１５０と、が配置されている。

低雑音増幅器２１及びスイッチ５１〜５３は、同一の半導体部品２０に内蔵されている。半導体部品２０は、半導体集積回路とも呼ばれ、半導体チップ（ダイとも呼ばれる）の表面及び内部に電子回路が形成された電子部品である。半導体部品２０は、平面視において、第１〜第４辺２０１〜２０４で構成される矩形状を有し、矩形表面が樹脂部材９３から露出している。

ここでは、第１辺２０１及び第２辺２０２が互いに対向しており、第３辺２０３及び第４辺２０４が互いに対向している。つまり、第３辺２０３及び第４辺２０４は、第１辺２０１及び第２辺２０２と交差している。

半導体部品２０は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）で構成され、具体的にはＳＯＩ（Silicon on Insulator）プロセスにより構成されてもよい。これにより、半導体部品２０を安価に製造することが可能となる。なお、半導体部品２０は、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅ及びＧａＮのうちの少なくとも１つで構成されてもよい。これにより、高品質な半導体部品２０を実現することができる。

複数のポスト電極１５０は、アンテナ接続端子１００、高周波入力端子１１０、及び高周波出力端子１２０を含む複数の外部接続端子の一例である。複数のポスト電極１５０は、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置され、主面９１ｂから垂直に延びている。複数のポスト電極１５０の各々は、樹脂部材９３を貫通し、その一端が樹脂部材９３から露出している。樹脂部材９３から露出した複数のポスト電極１５０の一端は、高周波モジュール１のｚ軸負方向に配置されたマザー基板上の入出力端子及び／又はグランド電極等に接続される。

また、複数のポスト電極１５０は、半導体部品２０の第１〜第４辺２０１〜２０４に沿って並んで配置されている。つまり、複数のポスト電極１５０は、半導体部品２０の周辺領域９１２に並んでいる。ここで、モジュール基板９１の主面９１ｂ上の領域について、図５を参照しながら説明する。

図５は、実施の形態におけるモジュール基板９１の主面９１ｂ上の領域を示す図である。主面９１ｂは、半導体部品２０が配置される中央領域９１１と、複数のポスト電極１５０が配置される周辺領域９１２と、を有する。図５において、周辺領域９１２は、中央領域９１１に配置された半導体部品２０を囲む矩形枠状のハッチングされた領域である。

周辺領域９１２は、それぞれ周辺領域９１２の角に位置する第１〜第４角部９１２ａ〜９１２ｄを有する。ここでは、第１角部９１２ａ及び第２角部９１２ｂが互いに対向しており、第３角部９１２ｃ及び第４角部９１２ｄが互いに対向している。つまり、第３角部９１２ｃ及び第４角部９１２ｄは、第１角部９１２ａと対向せず、第２角部９１２ｂとも対向していない。第１〜第４角部９１２ａ〜９１２ｄには、ポスト電極１５０がそれぞれ配置されている。ここで、第１〜第４角部９１２ａ〜９１２ｄに配置されたポスト電極１５０をそれぞれ第１〜第４ポスト電極１５１〜１５４と呼ぶ。

第１ポスト電極１５１は、第１外部接続端子の一例であり、周辺領域９１２の第１角部９１２ａに配置されている。第２ポスト電極１５２は、第２外部接続端子の一例であり、周辺領域９１２の第２角部９１２ｂに配置されている。つまり、半導体部品２０は、第１ポスト電極１５１と第２ポスト電極１５２との間に配置されている。

第３ポスト電極１５３は、第３外部接続端子の一例であり、周辺領域９１２の第３角部９１２ｃに配置されている。第４ポスト電極１５４は、第４外部接続端子の一例であり、周辺領域９１２の第４角部９１２ｄに配置されている。つまり、半導体部品２０は、第３ポスト電極１５３と第４ポスト電極１５４との間に配置されている。

樹脂部材９３は、モジュール基板９１の主面９１ｂ上に配置され、主面９１ｂを覆っている。樹脂部材９３は、主面９１ｂ及び主面９１ｂ上の回路部品の機械強度及び耐湿性等の信頼性を確保する機能を有する。

本実施の形態では、樹脂部材９３は、その下表面に第１〜第４溝部９３１〜９３４を有する。図４に示すように、第１〜第４溝部９３１〜９３４の各々は、樹脂部材９３の厚み（ｚ軸に沿う長さ）よりも小さい深さを有する。つまり、第１〜第４溝部９３１〜９３４の底は、モジュール基板９１の主面９１ｂに達していない。これにより、モジュール基板９１の主面９１ｂが樹脂部材９３から露出することを防ぎ、主面９１ｂの保護を図ることができる。このような第１〜第４溝部９３１〜９３４は、例えば、レーザ加工又は切削加工により形成することができる。なお、第１〜第４溝部９３１〜９３４の底は、モジュール基板９１の主面９１ｂに達してもよい。

第１溝部９３１は、半導体部品２０の第１辺２０１に沿って延びており、第１ポスト電極１５１と半導体部品２０との間に配置されている。また、第１溝部９３１は、モジュール基板９１の平面視において主面９１ｂの端から端にわたって延びている。これにより、第１溝部９３１は、第１ポスト電極１５１と、第１ポスト電極１５１と隣り合う２つのポスト電極１５０のうちの１つと、の間に介在している。また、第１溝部９３１は、第３ポスト電極１５３と、第３ポスト電極１５３と隣り合う２つのポスト電極１５０のうちの１つと、の間に介在している。

第２溝部９３２は、半導体部品２０の第２辺２０２に沿って延びており、第２ポスト電極１５２と半導体部品２０との間に配置されている。また、第２溝部９３２は、モジュール基板９１の平面視において主面９１ｂの端から端にわたって延びている。これにより、第２溝部９３２は、第２ポスト電極１５２と、第２ポスト電極１５２と隣り合う２つのポスト電極１５０のうちの１つと、の間に介在している。また、第２溝部９３２は、第４ポスト電極１５４と、第４ポスト電極１５４と隣り合う２つのポスト電極１５０のうちの１つと、の間に介在している。

第３溝部９３３は、半導体部品２０の第３辺２０３に沿って延びており、第３ポスト電極１５３と半導体部品２０との間に配置されている。また、第３溝部９３３は、モジュール基板９１の平面視において主面９１ｂの端から端にわたって延びている。これにより、第３溝部９３３は、第１ポスト電極１５１と、第１ポスト電極１５１と隣り合う２つのポスト電極１５０のうちの１つと、の間に介在している。また、第３溝部９３３は、第４ポスト電極１５４と、第４ポスト電極１５４と隣り合う２つのポスト電極１５０のうちの１つと、の間に介在している。

第４溝部９３４は、半導体部品２０の第４辺２０４に沿って延びており、第４ポスト電極１５４と半導体部品２０との間に配置されている。また、第４溝部９３４は、モジュール基板９１の平面視において主面９１ｂの端から端にわたって延びている。これにより、第４溝部９３４は、第２ポスト電極１５２と、第２ポスト電極１５２と隣り合う２つのポスト電極１５０のうちの１つと、の間に介在している。また、第４溝部９３４は、第３ポスト電極１５３と、第３ポスト電極１５３と隣り合う２つのポスト電極１５０のうちの１つと、の間に介在している。

シールド電極層９５は、例えばスパッタ法により形成された金属薄膜であり、樹脂部材９２の上表面及び側表面と、モジュール基板９１及び樹脂部材９３の側表面と、を覆うように形成されている。シールド電極層９５は、グランド電位に設定され、外来ノイズが高周波モジュール１を構成する回路部品に侵入することを抑制する。なお、高周波モジュール１は、シールド電極層９５を備えなくてもよい。つまり、シールド電極層９５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。

［１．３ 効果など］
以上のように、本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及び９１ｂを有するモジュール基板９１と、主面９１ｂを覆い、第１溝部９３１及び第２溝部９３２を有する樹脂部材９３と、第１ポスト電極１５１及び第２ポスト電極１５２を含み、主面９１ｂ上に配置され、樹脂部材９３を貫通する複数のポスト電極１５０と、主面９１ｂ上で第１ポスト電極１５１及び第２ポスト電極１５２の間に配置され、樹脂部材９３から露出する半導体部品２０と、を備え、第１溝部９３１は、第１ポスト電極１５１と半導体部品２０との間に配置され、第２溝部９３２は、第２ポスト電極１５２と半導体部品２０との間に配置されている。

これによれば、樹脂部材９３から露出する半導体部品２０と、第１ポスト電極１５１及び第２ポスト電極１５２との間に第１溝部９３１及び第２溝部９３２が配置される。したがって、半導体部品２０と樹脂部材９３との線膨張係数の違いによって生じる熱応力を第１溝部９３１及び第２溝部９３２によって緩和することができる。特に、第１ポスト電極１５１及び第２ポスト電極１５２は、離れた位置でマザー基板に接合されるため熱応力が集中しやすい。したがって、第１溝部９３１及び第２溝部９３２は、第１ポスト電極１５１及び第２ポスト電極１５２に集中する熱応力を効果的に緩和することができる。その結果、高周波モジュール１は、第１ポスト電極１５１及び第２ポスト電極１５２のマザー基板との接合部の破壊を低減することができ、ＴＣｏＢ条件における信頼性を向上させることができる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、半導体部品２０は、平面視において、第１辺２０１、第１辺２０１に対向する第２辺２０２、並びに、第１辺２０１と交差する第３辺２０３及び第４辺２０４を有する矩形状を有し、第１溝部９３１は、第１辺２０１に沿って延びており、第２溝部９３２は、第２辺２０２に沿って延びていてもよい。

ＴＣｏＢ条件では、半導体部品２０と樹脂部材９３との線膨張係数の違いによって生じるモジュール基板９１の反りによって、ポスト電極とマザー基板との接合部の破壊が引き起こされることが多い。したがって、半導体部品２０の対向する２辺に沿って第１溝部９３１及び第２溝部９３２が配置されることで、高周波モジュール１は、モジュール基板９１の反りを低減することができ、ＴＣｏＢ条件における信頼性を向上させることができる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、複数のポスト電極１５０は、半導体部品２０の第１辺２０１、第２辺２０２、第３辺２０３及び第４辺２０４に沿って並んで配置されており、樹脂部材９３は、さらに、第３辺２０３及び第４辺２０４に沿ってそれぞれ延びる第３溝部９３３及び第４溝部９３４を有してもよい。

これによれば、半導体部品２０の４辺に沿って第１〜第４溝部９３１〜９３４が配置されるので、高周波モジュール１は、モジュール基板９１の反りをさらに低減することができ、ＴＣｏＢ条件における信頼性をより向上させることができる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、第１ポスト電極１５１は、半導体部品２０を囲む矩形枠状の周辺領域９１２の第１角部９１２ａに配置されており、第１溝部９３１及び第３溝部９３３は、第１ポスト電極１５１と、第１ポスト電極１５１と隣り合う２つのポスト電極１５０と、の間にそれぞれ介在してもよい。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、第２ポスト電極１５２は、周辺領域９１２の第１角部９１２ａに対向する第２角部９１２ｂに配置されており、第２溝部９３２及び第４溝部９３４は、第２ポスト電極１５２と、第２ポスト電極１５２と隣り合う２つのポスト電極１５０と、の間にそれぞれ介在してもよい。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、複数のポスト電極１５０は、周辺領域９１２の第１角部９１２ａと対向しない２つの角部のうちの１つである第３角部９１２ｃに配置された第３ポスト電極１５３を含み、第１溝部９３１及び第４溝部９３４は、第３ポスト電極１５３と、第３ポスト電極１５３と隣り合う２つのポスト電極１５０との間にそれぞれ介在してもよい。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、複数のポスト電極１５０は、周辺領域９１２の第１角部９１２ａと対向しない２つの角部のうちの他の１つである第４角部９１２ｄに配置された第４ポスト電極１５４を含み、第２溝部９３２及び第３溝部９３３は、第４ポスト電極１５４と、第４ポスト電極１５４と隣り合う２つのポスト電極１５０との間にそれぞれ介在してもよい。

これらによれば、半導体部品２０の第１〜第４辺２０１〜２０４に沿って並んで配置された複数のポスト電極１５０のうち角に位置する４つのポスト電極（第１〜第４ポスト電極１５１〜１５４）の少なくとも１つを隣のポスト電極１５０から隔離することができる。ＴＣｏＢ条件では、特に角に位置するポスト電極１５０に熱応力が集中して接合部が破壊されやすい。したがって、第１〜第４ポスト電極１５１〜１５４を第１〜第４溝部９３１〜９３４によって隔離することで、第１〜第４ポスト電極１５１〜１５４に集中する熱応力を効果的に緩和することができる。その結果、高周波モジュール１は、第１〜第４ポスト電極１５１〜１５４とマザー基板との接合部の破壊を低減することができ、ＴＣｏＢ条件における信頼性を向上させることができる。

また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、さらに、電力増幅器１１と、低雑音増幅器２１と、を備えてもよく、電力増幅器１１は、主面９１ａに配置され、低雑音増幅器２１は、主面９１ｂに配置された半導体部品２０に内蔵されてもよい。

これによれば、電力増幅器１１及び低雑音増幅器２１をモジュール基板９１の逆面に配置することができ、送信経路及び受信経路のアイソレーション特性の劣化を抑制しつつ高周波モジュール１の小型化を図ることができる。

また、本実施の形態に係る通信装置５は、高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、ＲＦＩＣ３とアンテナ２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。

これによれば、通信装置５において、高周波モジュール１と同様の効果を実現することができる。

（変形例）
なお、上記実施の形態では、樹脂部材９３は、第１〜第４溝部９３１〜９３４を凹部として有していたが、凹部の数及び形状は、これに限定されない。凹部の数は、少なくとも２つであればよい。例えば、凹部の数は、３つであってもよく、５つ以上であってもよい。また、凹部は、溝部でなくてもよい。

図６は、実施の形態の変形例に係る高周波モジュール１Ａの平面図である。本変形例に係る高周波モジュール１Ａの樹脂部材９３は、第１〜第４溝部９３１〜９３４の代わりに、第１〜第４凹部９３１Ａ〜９３４Ａを有する。第１凹部９３１Ａは、第１ポスト電極１５１と半導体部品２０との間に配置されている。第２凹部９３２Ａは、第２ポスト電極１５２と半導体部品２０との間に配置されている。第３凹部９３３Ａは、第３ポスト電極１５３と半導体部品２０との間に配置されている。第４凹部９３４Ａは、第４ポスト電極１５４と半導体部品２０との間に配置されている。

以上のように、樹脂部材９３が第１〜第４溝部９３１〜９３４の代わりに第１〜第４凹部９３１Ａ〜９３４Ａを有する場合でも、高周波モジュール１Ａは、第１〜第４ポスト電極１５１〜１５４のマザー基板との接合部の破壊を低減することができ、ＴＣｏＢ条件における信頼性を向上させることができる。

（他の変形例）
以上、本発明に係る高周波モジュール及び通信装置について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明に係る高周波モジュール及び通信装置は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。上記実施の形態及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及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、上記各実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置の回路構成において、図面に開示された各回路素子及び信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子及び配線などが挿入されてもよい。例えば、上記実施の形態において、アンテナ接続端子１００及びスイッチ５３の間にフィルタが挿入されてもよい。

なお、上記各実施の形態における部品の配置は、一例であり、これに限定されない。例えば、実施の形態において、スイッチ５１が主面９１ａに配置されてもよい。

なお、上記各実施の形態において、ポスト電極が外部接続端子として用いられていたが、外部接続端子はポスト電極に限定されない。例えば、外部接続端子として、バンプ電極が用いられてもよい。

本発明は、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 高周波モジュール
２ アンテナ
３ ＲＦＩＣ
４ ＢＢＩＣ
５ 通信装置
１１ 電力増幅器
２０ 半導体部品
２１ 低雑音増幅器
５１、５２、５３ スイッチ
６１、６２ デュプレクサ
６１Ｒ、６２Ｒ 受信フィルタ
６１Ｔ、６２Ｔ 送信フィルタ
７１、７２、７３、７４ 整合回路
９１ モジュール基板
９１ａ、９１ｂ 主面
９２、９３ 樹脂部材
９４ グランド電極パターン
９５ シールド電極層
１００ アンテナ接続端子
１１０ 高周波入力端子
１２０ 高周波出力端子
１５０ ポスト電極
１５１ 第１ポスト電極
１５２ 第２ポスト電極
１５３ 第３ポスト電極
１５４ 第４ポスト電極
２０１ 第１辺
２０２ 第２辺
２０３ 第３辺
２０４ 第４辺
５１１、５１２、５１３、５２１、５２２、５２３、５３１、５３２、５３３ 端子
９３１ 第１溝部
９３１Ａ 第１凹部
９３２ 第２溝部
９３２Ａ 第２凹部
９３３ 第３溝部
９３３Ａ 第３凹部
９３４ 第４溝部
９３４Ａ 第４凹部

Claims (9)

1. 互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
   前記第２主面を覆い、第１凹部及び第２凹部を有する樹脂部材と、
   第１外部接続端子及び第２外部接続端子を含み、前記第２主面上に配置され、前記樹脂部材を貫通する複数の外部接続端子と、
   前記第２主面上で前記第１外部接続端子及び前記第２外部接続端子の間に配置され、前記樹脂部材から露出する半導体部品と、を備え、
   前記第１凹部は、前記第１外部接続端子と前記半導体部品との間に配置され、
   前記第２凹部は、前記第２外部接続端子と前記半導体部品との間に配置されている、
   高周波モジュール。
2. 前記半導体部品は、平面視において、第１辺、前記第１辺に対向する第２辺、並びに、前記第１辺と交差する第３辺及び第４辺を有する矩形状を有し、
   前記第１凹部は、前記第１辺に沿って延びる第１溝部であり、
   前記第２凹部は、前記第２辺に沿って延びる第２溝部である、
   請求項１に記載の高周波モジュール。
3. 前記複数の外部接続端子は、前記半導体部品の前記第１辺、前記第２辺、前記第３辺及び前記第４辺に沿って並んで配置されており、
   前記樹脂部材は、さらに、前記第３辺及び前記第４辺に沿ってそれぞれ延びる第３溝部及び第４溝部を有する、
   請求項２に記載の高周波モジュール。
4. 前記第１外部接続端子は、前記半導体部品を囲む矩形枠状の周辺領域の第１角部に配置されており、
   前記第１溝部及び前記第３溝部は、前記第１外部接続端子と、前記第１外部接続端子と隣り合う２つの外部接続端子と、の間にそれぞれ介在している、
   請求項３に記載の高周波モジュール。
5. 前記第２外部接続端子は、前記周辺領域の前記第１角部に対向する第２角部に配置されており、
   前記第２溝部及び前記第４溝部は、前記第２外部接続端子と、前記第２外部接続端子と隣り合う２つの外部接続端子と、の間にそれぞれ介在している、
   請求項４に記載の高周波モジュール。
6. 前記複数の外部接続端子は、前記周辺領域の前記第１角部と対向しない２つの角部のうちの１つである第３角部に配置された第３外部接続端子を含み、
   前記第１溝部及び前記第４溝部は、前記第３外部接続端子と、前記第３外部接続端子と隣り合う２つの外部接続端子との間にそれぞれ介在している、
   請求項５に記載の高周波モジュール。
7. 前記複数の外部接続端子は、前記周辺領域の前記第１角部と対向しない２つの角部のうちの他の１つである第４角部に配置された第４外部接続端子を含み、
   前記第２溝部及び前記第３溝部は、前記第４外部接続端子と、前記第４外部接続端子と隣り合う２つの外部接続端子との間にそれぞれ介在している、
   請求項６に記載の高周波モジュール。
8. さらに、
   電力増幅器と、
   低雑音増幅器と、を備え、
   前記電力増幅器は、前記第１主面に配置され、
   前記低雑音増幅器は、前記第２主面に配置された前記半導体部品に内蔵されている、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
9. 高周波信号を処理する信号処理回路と、
   前記信号処理回路とアンテナとの間で前記高周波信号を伝送する、請求項１〜８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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