JP2022185903A - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高周波モジュールの低背化を図る。【解決手段】高周波モジュール100は、実装基板9と、第1電子部品と、第2電子部品2と、を備える。第2電子部品2は、第1電子部品1よりも高さが低い。実装基板9は、複数の誘電体層94と、複数の導電層95と、複数のビア導体96と、を含む。実装基板9では、複数の誘電体層94と複数の導電層95とが実装基板9の厚さ方向D1において積層されている。実装基板9は、第1電子部品1に重なり第1主面91から第2主面92に至る第1領域901と、第2電子部品2に重なり第1主面91から第2主面92に至る第2領域902と、を有する。実装基板9では、複数の導電層95に関して、第1領域901の導電層95の数が、第2領域902の導電層95の数よりも少ない。実装基板9では、第1領域901の厚さT1が、第2領域902の厚さT2よりも薄い。【選択図】図3

Description

本発明は、一般に高周波モジュール及び通信装置に関し、より詳細には、実装基板を備える高周波モジュール、及び、それを備える通信装置に関する。
特許文献1には、2つの主面を有するモジュール基板(実装基板)と、モジュール基板の2つの主面のうちの一方の主面(第1主面)に実装されている回路素子(第1電子部品)と、モジュール基板の上記主面(第1主面)に実装されているフィルタ(第2電子部品)と、を備える高周波モジュールが開示されている。
モジュール基板は、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する。モジュール基板は、モジュール基板の2つの主面に平行な方向に沿って形成された複数の導電膜(導電層)と、複数のビア導体と、を含んでいる。
国際公開第2020/071020号
特許文献1に開示された高周波モジュールでは、更なる低背化を図ることが難しい。
本発明の目的は、低背化を図ることが可能な高周波モジュール及び通信装置を提供することにある。
本発明の一態様に係る高周波モジュールは、実装基板と、第1電子部品と、第2電子部品と、を備える。前記実装基板は、互いに対向する第1主面及び第2主面を有する。前記第1電子部品は、前記実装基板の前記第1主面に配置されている。前記第2電子部品は、前記実装基板の前記第1主面に配置されている。前記第2電子部品は、前記第1電子部品よりも高さが低い電子部品である。前記実装基板は、複数の誘電体層と、複数の導電層と、複数のビア導体と、を含む。前記実装基板では、前記複数の誘電体層と前記複数の導電層とが前記実装基板の厚さ方向において積層されている。前記実装基板は、前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視で前記第1電子部品に重なり前記第1主面から前記第2主面に至る第1領域と、前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視で前記第2電子部品に重なり前記第1主面から前記第2主面に至る第2領域と、を有する。前記実装基板では、前記複数の導電層に関して、前記第1領域の導電層の数が、前記第2領域の導電層の数よりも少ない。前記実装基板では、前記第1領域の厚さが、前記第2領域の厚さよりも薄い。
本発明の一態様に係る通信装置は、上記高周波モジュールと、信号処理回路と、を備える。前記信号処理回路は、前記高周波モジュールに接続されている。
本発明の上記態様に係る高周波モジュール及び通信装置は、高周波モジュールの低背化を図ることが可能となる。
図1は、実施形態1に係る高周波モジュールの平面図である。 図2は、同上の高周波モジュールの下面図である。 図3は、同上の高周波モジュールを示し、図1のX1-X1線断面図である。 図4は、同上の高周波モジュールを示し、図1のX2-X2線断面図である。 図5は、同上の高周波モジュールに関し、実装基板における複数のビア導体の配置を示す平面図である。 図6は、同上の高周波モジュールに関し、実装基板におけるメッシュ状のグランド電極の配置を示す平面図である。 図7は、同上の高周波モジュールを備える通信装置の回路構成図である。 図8は、実施形態2に係る高周波モジュールの断面図である。 図9は、実施形態3に係る高周波モジュールの断面図である。
以下の実施形態1~3等において参照する各図は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(実施形態1)
実施形態1に係る高周波モジュール100は、例えば、図1~6に示すように、実装基板9と、第1電子部品1と、第2電子部品2と、を備える。実装基板9は、互いに対向する第1主面91及び第2主面92を有する。第1電子部品1は、実装基板9の第1主面91に配置されている。第2電子部品2は、実装基板9の第1主面91に配置されている。第2電子部品2は、第1電子部品1よりも高さが低い電子部品である。第1電子部品1及び第2電子部品2それぞれの高さは、実装基板9の厚さ方向D1における高さである。実装基板9は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1電子部品1に重なり第1主面91から第2主面92に至る第1領域901と、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2電子部品2に重なり第1主面91から第2主面92に至る第2領域902と、を有する。実装基板9では、第1領域901の厚さT1が、第2領域902の厚さT2よりも薄い。
また、実施形態1に係る高周波モジュール100は、第3電子部品3と、第4電子部品4と、を更に備える。第3電子部品3は、実装基板9の第1主面91に配置されている。第3電子部品3は、第2電子部品2よりも高さの高い電子部品である。第4電子部品4は、実装基板9の第1主面91に配置されている。第4電子部品4は、第1電子部品1及び第3電子部品3のいずれよりも高さの低い電子部品である。第1領域901は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1電子部品1と第3電子部品3とに重なる。第2領域902は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2電子部品2と第4電子部品4とに重なる。第1電子部品1、第2電子部品2、第3電子部品3及び第4電子部品4それぞれの高さH1、H2、H3及びH4(図3参照)は、実装基板9の第1主面91から第1電子部品1、第2電子部品2、第3電子部品3及び第4電子部品4それぞれにおける実装基板9側とは反対側の主面までの高さを意味する。
また、実施形態1に係る高周波モジュール100は、図2~4に示すように、複数の外部接続端子10と、第5電子部品5と、を更に備える。複数の外部接続端子10は、実装基板9の第2主面92に配置されている。第5電子部品5は、実装基板9の第2主面92に配置されている。
高周波モジュール100は、図7に示すように、例えば、通信装置200に用いられる。通信装置200は、例えば、携帯電話(例えば、スマートフォン)であるが、これに限らず、例えば、ウェアラブル端末(例えば、スマートウォッチ)等であってもよい。高周波モジュール100は、例えば、4G(第4世代移動通信)規格、5G(第5世代移動通信)規格等に対応可能なモジュールである。4G規格は、例えば、3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)規格である。5G規格は、例えば、5G NR(New Radio)である。高周波モジュール100は、例えば、キャリアアグリゲーション及びデュアルコネクティビティに対応可能なモジュールである。
以下、実施形態1に係る高周波モジュール100及び通信装置200について、図1~7を参照して、より詳細に説明する。
(1)高周波モジュール
(1.1)高周波モジュールの回路構成
実施形態1に係る高周波モジュール100の回路構成について、図7を参照して説明する。
高周波モジュール100は、例えば、アンテナ210から入力された受信信号を増幅して信号処理回路201に出力できるように構成されている。信号処理回路201は、高周波モジュール100の構成要素ではなく、高周波モジュール100を備える通信装置200の構成要素である。高周波モジュール100は、例えば、通信装置200の備える信号処理回路201によって制御される。
高周波モジュール100は、複数(図示例では、5つ)のフィルタ61~65と、第1スイッチ11と、第2スイッチ12と、第3スイッチ13と、複数(図示例では、2つ)のローノイズアンプ71、72と、2つの整合回路81、82と、を備える。整合回路81は、2つのインダクタL1、L2(図1参照)を含む。また、整合回路82は、2つのインダクタL3、L4(図1参照)を含む。高周波モジュール100では、インダクタL1が、上述の第1電子部品1を構成し、フィルタ61が、上述の第2電子部品2を構成している(図1及び3参照)。また、高周波モジュール100では、インダクタL2が、上述の第3電子部品3を構成し、フィルタ62が、上述の第4電子部品4を構成している(図1及び3参照)。第5電子部品5は、第1スイッチ11と、第2スイッチ12と、第3スイッチ13と、複数のローノイズアンプ71、72と、を含むICチップである。
また、高周波モジュール100は、複数の外部接続端子10を備えている。複数の外部接続端子10は、アンテナ端子103と、第1信号出力端子101と、第2信号出力端子102と、複数の外部グランド端子105(図3及び4参照)と、を含む。複数の外部グランド端子105は、例えば、通信装置200の備える上述の回路基板のグランド電極と電気的に接続されてグランド電位が与えられる端子である。
以下、高周波モジュール100の回路構成について、より詳細に説明する。
(1.1.1)フィルタ
複数のフィルタ61~65は、互いに異なる周波数帯域を通過帯域とする受信フィルタである。以下では、5つのフィルタ61~65を区別して説明する場合に、5つのフィルタ61~65をそれぞれ、第1フィルタ61、第2フィルタ62、第3フィルタ63、第4フィルタ64及び第5フィルタ65と称することもある。
第1フィルタ61は、例えば、第1周波数帯域(例えば、第1通信バンドの受信帯域)を通過帯域とするフィルタである。第2フィルタ62は、例えば、第2周波数帯域(例えば、第2通信バンドの受信帯域)を通過帯域とするフィルタである。第3フィルタ63は、例えば、第3周波数帯域(例えば、第3通信バンドの受信帯域)を通過帯域とするフィルタである。第4フィルタ64は、例えば、第4周波数帯域(例えば、第4通信バンドの受信帯域)を通過帯域とするフィルタである。第5フィルタ65は、例えば、第5周波数帯域(例えば、第5通信バンドの受信帯域)を通過帯域とするフィルタである。第1周波数帯域、第2周波数帯域、第3周波数帯域、第4周波数帯域及び第5周波数帯域の各々は、例えば、3GPP LTE規格の通信バンド又は5G NR規格の通信バンドである。
第1フィルタ61は、入力端子611及び出力端子612を有する。また、第1フィルタ61は、複数(例えば、4つ)のグランド端子613(図3及び5参照)を有する。第2フィルタ62は、入力端子621及び出力端子622を有する。また、第2フィルタ62は、複数(例えば、4つ)のグランド端子623(図3及び5参照)を有する。第3フィルタ63は、入力端子631及び出力端子632を有する。また、第3フィルタ63は、複数(例えば、2つ)のグランド端子633(図5参照)を有する。第4フィルタ64は、入力端子641及び出力端子642を有する。また、第4フィルタ64は、複数(例えば、4つ)のグランド端子643(図5参照)を有する。第5フィルタ65は、入力端子651及び出力端子652を有する。また、第5フィルタ65は、複数(例えば、4つ)のグランド端子653(図5参照)を有する。
(1.1.2)第1スイッチ
第1スイッチ11は、共通端子110と、複数(図示例では、5つ)の選択端子111~115と、を有する。共通端子110は、アンテナ端子103に接続されている。選択端子111は、第1フィルタ61の入力端子611に接続されている。選択端子112は、第2フィルタ62の入力端子621に接続されている。選択端子113は、第3フィルタ63の入力端子631に接続されている。選択端子114は、第4フィルタ64の入力端子641に接続されている。選択端子115は、第5フィルタ65の入力端子651に接続されている。第1スイッチ11は、例えば、共通端子110に5つの選択端子111~115のうち少なくとも1つ以上を接続可能なスイッチである。ここで、第1スイッチ11は、例えば、一対一及び一対多の接続が可能なスイッチである。
第1スイッチ11は、例えば、信号処理回路201によって制御される。第1スイッチ11は、信号処理回路201のRF信号処理回路202からの制御信号に従って、共通端子110と5つの選択端子111~115との接続状態を切り替える。
(1.1.3)第2スイッチ
第2スイッチ12は、共通端子120と、複数(図示例では、2つ)の選択端子121、122と、を有する。共通端子120は、整合回路81を介してローノイズアンプ71の入力端子711に接続されている。選択端子121は、第1フィルタ61の出力端子612に接続されている。選択端子122は、第2フィルタ62の出力端子622に接続されている。第2スイッチ12は、例えば、共通端子120と2つの選択端子121、122のうち少なくとも1つ以上を接続可能なスイッチである。ここで、第2スイッチ12は、例えば、一対一及び一対多の接続が可能なスイッチである。
第2スイッチ12は、例えば、信号処理回路201によって制御される。第2スイッチ12は、信号処理回路201のRF信号処理回路202からの制御信号に従って、共通端子120と2つの選択端子121、122との接続状態を切り替える。
(1.1.4)第3スイッチ
第3スイッチ13は、共通端子130と、複数(図示例では、3つ)の選択端子131、132、133と、を有する。共通端子130は、整合回路82を介してローノイズアンプ72の入力端子721に接続されている。選択端子131は、第3フィルタ63の出力端子632に接続されている。選択端子132は、第4フィルタ64の出力端子642に接続されている。選択端子133は、第5フィルタ65の出力端子652に接続されている。第3スイッチ13は、例えば、共通端子130と3つの選択端子131、132、133のうち少なくとも1つ以上を接続可能なスイッチである。ここで、第3スイッチ13は、例えば、一対一及び一対多の接続が可能なスイッチである。
第3スイッチ13は、例えば、信号処理回路201によって制御される。第3スイッチ13は、信号処理回路201のRF信号処理回路202からの制御信号に従って、共通端子130と3つの選択端子131、132、133との接続状態を切り替える。
(1.1.5)ローノイズアンプ
以下では、2つのローノイズアンプ71、72を区別して説明する場合に、2つのローノイズアンプ71、72をそれぞれ、第1ローノイズアンプ71、第2ローノイズアンプ72と称することもある。
第1ローノイズアンプ71は、入力端子711及び出力端子712を有する。第1ローノイズアンプ71は、入力端子711に入力された受信信号を増幅して出力端子712から出力する。第1ローノイズアンプ71は、第1フィルタ61と第2フィルタ62とに対応している。第1ローノイズアンプ71の入力端子711は、整合回路81と第2スイッチ12とを介して第1フィルタ61及び第2フィルタ62に接続される。第1ローノイズアンプ71の出力端子712は、第1信号出力端子101に接続されている。したがって、第1ローノイズアンプ71は、第1信号出力端子101を介して信号処理回路201に接続される。第1信号出力端子101は、第1ローノイズアンプ71からの高周波信号(受信信号)を外部回路(例えば、信号処理回路201)へ出力するための端子である。
第2ローノイズアンプ72は、入力端子721及び出力端子722を有する。第2ローノイズアンプ72は、入力端子721に入力された受信信号を増幅して出力端子722から出力する。第2ローノイズアンプ72は、第3フィルタ63と第4フィルタ64と第5フィルタ65とに対応している。第2ローノイズアンプ72の入力端子721は、整合回路82と第3スイッチ13とを介して第3フィルタ63、第4フィルタ64及び第5フィルタ65に接続される。第2ローノイズアンプ72の出力端子722は、第2信号出力端子102に接続されている。したがって、第2ローノイズアンプ72は、第2信号出力端子102を介して信号処理回路201に接続される。第2信号出力端子102は、第2ローノイズアンプ72からの高周波信号(受信信号)を外部回路(例えば、信号処理回路201)へ出力するための端子である。
(1.1.6)整合回路
整合回路81は、第1フィルタ61及び第2フィルタ62と第1ローノイズアンプ71とのインピーダンス整合をとるためのインピーダンス整合回路である。整合回路81は、例えば、2つのインダクタL1、L2(図1参照)を含む。インダクタL1は、第2スイッチ12の共通端子120と第1ローノイズアンプ71の入力端子711との間に接続されている。つまり、インダクタL1は、例えば、第2スイッチ12の共通端子120と第1ローノイズアンプ71の入力端子711との間で共通端子120及び入力端子711の両方に電気的に接続されている。インダクタL2は、例えば、第2スイッチ12の共通端子120と第1ローノイズアンプ71の入力端子711との間の信号経路とグランドとの間に接続されている。また、整合回路82は、第3フィルタ63、第4フィルタ64及び第5フィルタ65と第2ローノイズアンプ72とのインピーダンス整合をとるためのインピーダンス整合回路である。整合回路82は、例えば、2つのインダクタL3、L4(図1参照)を含む。インダクタL3は、例えば、第3スイッチ13の共通端子120と第2ローノイズアンプ72の入力端子721との間に接続されている。つまり、インダクタL2は、第3スイッチ13の共通端子130と第2ローノイズアンプ72の入力端子721との間で共通端子130及び入力端子721の両方に電気的に接続されている。インダクタL4は、例えば、第3スイッチ13の共通端子130と第2ローノイズアンプ72の入力端子721との間の信号経路とグランドとの間に接続されている。
(1.2)高周波モジュールの構造
高周波モジュール100は、図1~6に示すように、実装基板9と、複数(例えば、10個)の電子部品と、を備える。10個の電子部品は、第1フィルタ61(第2電子部品2)と、第2フィルタ62(第4電子部品4)と、第3フィルタ63と、第4フィルタ64と、第5フィルタ65と、インダクタL1(第1電子部品1)と、インダクタL2(第3電子部品3)と、インダクタL3と、インダクタL4と、第5電子部品5と、を含む。第5電子部品5は、第1スイッチ11(図4参照)と、第2スイッチ12(図4参照)と、第3スイッチ13(図4参照)と、2つのローノイズアンプ71、72と、を含むICチップである。また、高周波モジュール100は、図3及び4に示すように、複数の外部接続端子10と、第1樹脂層15と、第2樹脂層17と、金属電極層16と、を備える。
(1.2.1)実装基板
実装基板9は、図3及び4に示すように、実装基板9の厚さ方向D1において互いに対向する第1主面91及び第2主面92を有する。実装基板9は、複数の誘電体層94と、複数の導電層95と、複数のビア導体96と、を含む。実装基板9では、複数の誘電体層94と複数の導電層95とが実装基板9の厚さ方向D1において1層ずつ交互に積層されている。つまり、実装基板9は、複数の誘電体層94及び複数の導電層95を含む多層基板である。複数の導電層95は、層ごとに定められた所定パターンに形成されている。複数の導電層95の各々は、1つ又は複数の導体部を含む。実装基板9は、例えば、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板である。実装基板9がLTCC基板の場合、各誘電体層の材料は、例えば、アルミナとガラスとを含むセラミックである。また、各導電層95の材料は、例えば、銅である。各導電層の材料は、銅に限らず、例えば、銀でもよい。実装基板9は、LTCC基板に限らず、例えば、プリント配線板、HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics)基板、樹脂多層基板であってもよい。
複数の導電層95の1つでは、複数の導体部が、5つのグランド電極951~955(図6参照)を含む。図6に示すように、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、5つのグランド電極951~955の各々は、メッシュ状である。より詳細には、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、5つのグランド電極951~955の各々は、複数の開口を有する導体部により構成されている。5つのグランド電極951~955の各々において、複数の開口の形状は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、5つのグランド電極951~955の各々は、複数の開口を有する格子状である。格子状の形状は、四角格子状であるが、これに限らず、例えば、三角格子状、六角格子状であってもよい。なお、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、5つのグランド電極951~955の各々は、格子状に限らず、複数の開口を有していればよい。
また、実装基板9は、グランド電極950(図3及び4参照)を有する。グランド電極950は、実装基板9の厚さ方向D1において5つのグランド電極951~955に重なり5つのグランド電極951~955よりも面積の大きなグランド電極である。グランド電極950及び5つのグランド電極951~955は、高周波モジュール100の回路グランドである。グランド電極950は、実装基板9の厚さ方向D1において5つのグランド電極951~955と実装基板9の第2主面92との間において5つのグランド電極951~955及び第2主面92から離れている。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、グランド電極950は、実装基板9の全ての導体部の中で最も面積の大きな導体部である。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、グランド電極950の面積は、5つのグランド電極951~955それぞれの面積の合計面積よりも大きい。
複数のビア導体96は、5つのグランド電極951~955とグランド電極950とを接続しているビア導体96を含む。グランド電極951は、第1フィルタ61の4つのグランド端子613に4つのビア導体96によって接続されている。グランド電極952は、第2フィルタ62の4つのグランド端子623に4つのビア導体96によって接続されている。グランド電極953は、第3フィルタ63の2つのグランド端子633に2つのビア導体96によって接続されている。グランド電極954は、第4フィルタ64の4つのグランド端子643に4つのビア導体96によって接続されている。グランド電極955は、第5フィルタ65の4つのグランド端子653に4つのビア導体96によって接続されている。
また、グランド電極950及び5つのグランド電極951~955は、金属電極層16と電気的に接続されている。
実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、実装基板9の外縁は、四角形状である。実装基板9は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1電子部品1に重なる第1領域901と、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2電子部品2に重なる第2領域902と、を有する。実装基板9では、第1領域901の厚さT1が、第2領域902の厚さT2よりも薄い。実装基板9では、複数の導電層95に関して、第1領域901の導電層95の数が、第2領域902の導電層95の数よりも少ない。実装基板9では、複数の誘電体層94に関して、第1領域901の誘電体層94の数が、第2領域902の誘電体層94の数と同じである。実装基板9は、第1領域901を含み相対的に厚さの薄い第1部分911と、第2領域902を含み相対的に厚さの厚い第2部分912と、を有している。このように、実装基板9では、第1領域901の導電層95の数が第2領域902の導電層95の数よりも少ないので、第1領域901での第1主面91のコプラナリティが第2領域902での第1主面91のコプラナリティよりも小さくなりやすい。これにより、高周波モジュール100では、実装基板9の第1領域901で第1主面91に実装される電子部品の実装性や実装基板9と接合部との接続信頼性を向上することが可能となる。
実装基板9の第1主面91及び第2主面92は、実装基板9の厚さ方向D1において離れており、実装基板9の厚さ方向D1に交差する。実装基板9における第1主面91は、実装基板9の厚さ方向D1に直交している面と、厚さ方向D1に直交しない面と、を含んでいる。また、実装基板9における第2主面92は、例えば、実装基板9の厚さ方向D1に直交しているが、例えば、厚さ方向D1に直交しない面として、導体部の側面等を含んでいてもよい。説明の便宜上、実装基板9の厚さ方向D1に直交し第2主面92の少なくとも一部を含む平面を基準面RP1(図3参照)と規定する。実装基板9では、第1領域901での基準面RP1と第1主面91との距離が第1領域901の厚さT1に相当し、第2領域902での基準面RP1と第2主面92との距離が第2領域902の厚さT2に相当する。したがって、実装基板9では、第1領域901での基準面RP1と第1主面91との距離が、第2領域902での基準面RP1と第1主面91との距離よりも短い。また、実装基板9の第1領域901と第2領域902との間には、実装基板9の第1主面91において基準面RP1との距離が連続的に変化するスロープ状の部分がある。また、実装基板9では、第2主面92のコプラナリティが第1主面91のコプラナリティよりも小さい。
高周波モジュール100では、10個の電子部品のうち9個の電子部品が実装基板9の第1主面91に実装され、1個の電子部品が実装基板9の第2主面92に実装されている。「電子部品が実装基板9の第1主面91に実装されている」とは、電子部品が実装基板9の第1主面91に配置されていること(機械的に接続されていること)と、電子部品が実装基板9(の適宜の導体部)と電気的に接続されていることと、を含む。「電子部品が実装基板9の第2主面92に実装されている」とは、電子部品が実装基板9の第2主面92に配置されていること(機械的に接続されていること)と、電子部品が実装基板9(の適宜の導体部)と電気的に接続されていることと、を含む。
(1.2.2)フィルタ
5つのフィルタ61~65の各々は、例えば、複数の弾性波共振子をラダー型に接続したラダー型弾性波フィルタであり、複数の弾性波共振子として、複数(例えば、5つ)の直列腕共振子と、複数(例えば、4つ)の並列腕共振子と、を有する。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用する表面弾性波フィルタである。表面弾性波フィルタでは、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子の各々は、例えば、SAW(Surface Acoustic Wave)共振子である。
実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、5つのフィルタ61~65の各々の外縁は、四角形状である。5つのフィルタ61~65の各々は、圧電性基板と、圧電性基板上に形成されている複数のIDT(Interdigital Transducer)電極と、を有する。また、複数のフィルタ61~65の各々は、パッケージ構造の構成要素として、スペーサ層と、カバー部材と、複数の外部端子と、を更に有する。スペーサ層は、圧電性基板上に形成されている。スペーサ層は、圧電性基板の外縁に沿った矩形枠状であり、複数のIDT電極を囲んでいる。スペーサ層は、電気絶縁性を有する。スペーサ層の材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド等である。カバー部材は、平板状である。カバー部材は、圧電性基板の厚さ方向において圧電性基板に対向するようにスペーサ層上に配置されている。カバー部材は、圧電性基板の厚さ方向において複数のIDT電極と重なり、かつ、圧電性基板の厚さ方向において複数のIDT電極から離れている。カバー部材は、電気絶縁性を有する。カバー部材の材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド等である。複数の外部端子は、カバー部材から露出している。複数の外部端子の各々は、導電性バンプを含む。導電性バンプの材料は、例えば、はんだ、金又は銅である。第1フィルタ61の複数(例えば、6つ)の外部端子610(図1参照)は、入力端子611と、出力端子612と、4つのグランド端子613と、を含む(図5参照)。高周波モジュール100では、第1フィルタ61の複数のグランド端子613が第2電子部品2の複数のグランド端子25を構成している。第2フィルタ62の複数(例えば、6つ)の外部端子620(図1参照)は、入力端子621と、出力端子622と、4つのグランド端子623と、を含む(図5参照)。第3フィルタ63の複数(例えば、6つ)の外部端子630は、入力端子631と、出力端子632と、2つのグランド端子633と、を含む(図5参照)。第4フィルタ64の複数(例えば、6つ)の外部端子640(図1参照)は、入力端子641と、出力端子642と、4つのグランド端子643と、を含む(図5参照)。第5フィルタ65の複数(例えば、6つ)の外部端子650(図1参照)は、入力端子651と、出力端子652と、4つのグランド端子653と、を含む。5つのフィルタ61~65の各々は、パッケージ構造を有している構成に限らず、例えば、チップ(ダイともいう)であってもよい。
圧電性基板は、圧電基板であり、例えば、リチウムタンタレート基板又はリチウムニオベイト基板である。圧電性基板は、圧電基板に限らず、例えば、基板と、基板上に形成されている低音速膜と、低音速膜上に形成されている圧電体層と、を含んでいてもよい。基板の材料は、例えば、シリコンである。圧電体層の材料は、例えば、リチウムニオベイト又はリチウムタンタレートである。低音速膜は、圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも、低音速膜を伝搬するバルク波の音速が低速となる膜である。低音速膜の材料は、例えば、酸化ケイ素であるが、酸化ケイ素に限定されず、酸化タンタル及び酸化ケイ素にフッ素、炭素またはホウ素を加えた化合物からなる群から選択される少なくとも1種の材料からなってもよい。基板では、圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも、基板を伝搬するバルク波の音速が高速である。ここにおいて、基板を伝搬するバルク波は、基板を伝搬する複数のバルク波のうち最も低音速なバルク波である。
圧電性基板は、基板と低音速膜との間に設けられている高音速膜を更に有していてもよい。高音速膜は、圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも、高音速膜を伝搬するバルク波の音速が高速となる膜である。高音速膜の材料は、例えば、窒化ケイ素であるが、窒化ケイ素に限定されず、ダイヤモンドライクカーボン、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、シリコン、サファイア、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア及びダイヤモンドからなる群から選択される少なくとも1種の材料からなってもよい。
5つのフィルタ61~65の各々は、例えば、低音速膜と圧電体層との間に介在する密着層を含んでいてもよい。密着層は、例えば、樹脂(エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂)からなる。また、複数のフィルタ61~65の各々は、低音速膜と圧電体層との間、圧電体層上、又は低音速膜下のいずれかに誘電体膜を備えていてもよい。
(1.2.3)インダクタ
図1に示す4つのインダクタL1~L4の各々は、例えば、チップインダクタである。したがって、4つのインダクタL1~L4の各々は、SMD(Surface Mount Device)である。4つのインダクタL1~L4の各々は、直方体状である。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、4つのインダクタL1~L4の各々の外縁は、四角形状である。
インダクタL1は、2つの外部端子141を有する。インダクタL1は、2つの外部端子141が2つの外部端子141に一対一に対応する2つの接合部181(図3及び4参照)により実装基板9の第1主面91に接合されることで、実装基板9の第1主面91に実装されている。各接合部181の材料は、例えば、はんだである。
インダクタL2は、2つの外部端子142を有する。インダクタL2は、2つの外部端子142が2つの外部端子142に一対一に対応する2つの接合部182(図3及び4参照)により実装基板9の第1主面91に接合されることで、実装基板9の第1主面91に実装されている。各接合部182の材料は、例えば、はんだである。
インダクタL3は、2つの外部端子143を有する。インダクタL3は、2つの外部端子143が2つの外部端子143に一対一に対応する2つの接合部(図示せず)により実装基板9の第1主面91に接合されることで、実装基板9の第1主面91に実装されている。各接合部の材料は、例えば、はんだである。
インダクタL4は、2つの外部端子144を有する。インダクタL4は、2つの外部端子144が2つの外部端子144に一対一に対応する2つの接合部(図示せず)により実装基板9の第1主面91に接合されることで、実装基板9の第1主面91に実装されている。各接合部の材料は、例えば、はんだである。
(1.2.4)第5電子部品
第5電子部品5は、第1スイッチ11(図7参照)と、第2スイッチ12(図7参照)と、第3スイッチ13(図7参照)と、2つのローノイズアンプ71、72と、を含むICチップである。第5電子部品5は、Si系ICチップである。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第5電子部品5の外縁は、四角形状である。
第5電子部品5は、実装基板9の第2主面92にフリップチップ実装されている。高周波モジュール100では、第5電子部品5が複数の導電性バンプ55(図2及び4参照)により実装基板9に接続されている。導電性バンプ55の材料は、例えば、はんだ、金又は銅である。導電性バンプ55は、第5電子部品5の構成要素ではないが、第5電子部品5の構成要素であってもよい。
(1.2.5)外部接続端子
図2~4に示すように、複数の外部接続端子10は、実装基板9の第2主面92に配置されている。「外部接続端子10が実装基板9の第2主面92に配置されている」とは、外部接続端子10が実装基板9の第2主面92に機械的に接続されていることと、外部接続端子10が実装基板9(の適宜の導体部)と電気的に接続されていることと、を含む。複数の外部接続端子10の材料は、例えば、金属(例えば、銅、銅合金等)である。複数の外部接続端子10の各々は、柱状電極である。柱状電極は、例えば、円柱状の電極である。複数の外部接続端子10は、実装基板9の導体部に対して、例えば、はんだにより接合されているが、これに限らず、例えば、導電性接着剤(例えば、導電性ペースト)を用いて接合されていてもよいし、直接接合されていてもよい。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、複数の外部接続端子10の各々は、円形状である。
複数の外部接続端子10は、アンテナ端子103(図7参照)と、第1信号出力端子101(図7参照)と、第2信号出力端子102(図7参照)と、複数の外部グランド端子105と、を含んでいる。複数の外部グランド端子105は、実装基板9のグランド電極950(図3参照)及び5つのグランド電極951~955(図6参照)と電気的に接続されている。
(1.2.6)第1樹脂層
図3及び4に示すように、第1樹脂層15は、実装基板9の第1主面91に配置されている。第1樹脂層15は、実装基板9の第1主面91に実装されている9個の電子部品を覆っている。9個の電子部品は、第1フィルタ61(第2電子部品2)と、第2フィルタ62(第4電子部品4)と、第3フィルタ63と、第4フィルタ64と、第5フィルタ65と、インダクタL1(第1電子部品1)と、インダクタL2(第3電子部品3)と、インダクタL3と、インダクタL4と、を含む。第1樹脂層15は、樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を含む。第1樹脂層15は、樹脂の他にフィラーを含んでいてもよい。
(1.2.7)第2樹脂層
図3及び4に示すように、第2樹脂層17は、実装基板9の第2主面92に実装されている第5電子部品5の外周面と、複数の外部接続端子10それぞれの外周面と、を覆っている。第5電子部品5の外周面は、第5電子部品5の4つの側面を含む。第2樹脂層17は、第5電子部品5における実装基板9側とは反対側の主面51を覆っていない。第2樹脂層17における実装基板9側とは反対側の主面171は、第5電子部品5の主面51と略面一である。第2樹脂層17は、樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を含む。第2樹脂層17は、樹脂の他にフィラーを含んでいてもよい。第2樹脂層17の材料は、第1樹脂層15の材料と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
(1.2.8)金属電極層
図3及び4に示すように、金属電極層16は、第1樹脂層15を覆っている。金属電極層16は、実装基板9のグランド電極950を介して外部グランド端子105に接続されている。金属電極層16は、導電性を有する。高周波モジュール100では、金属電極層16は、高周波モジュール100の内外の電磁シールドを目的として設けられているシールド層である。金属電極層16は、複数の金属層を積層した多層構造を有しているが、これに限らず、1つの金属層であってもよい。金属層は、1又は複数種の金属を含む。金属電極層16は、複数の金属層を積層した多層構造を有する場合、例えば、第1樹脂層15上の第1ステンレス鋼層と、第1ステンレス鋼層上のCu層と、Cu層上の第2ステンレス鋼層と、を含む。第1ステンレス鋼層及び第2ステンレス鋼層の各々の材料は、FeとNiとCrとを含む合金である。また、金属電極層16は、1つの金属層の場合、例えば、Cu層である。金属電極層16は、実装基板9のグランド電極950の外周面の少なくとも一部と接触している。これにより、高周波モジュール100は、金属電極層16の電位を実装基板9のグランド電極950及び5つのグランド電極951~955の電位と略同じ電位にすることが可能となる。
(1.3)高周波モジュールのレイアウト
高周波モジュール100では、図1に示すように、実装基板9の第1主面91に配置されている9個の電子部品のうち相対的に高さの高い4個の電子部品が、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で実装基板9の第1領域901に重なる。また、高周波モジュール100では、図1に示すように、実装基板9の第1主面91に配置されている9個の電子部品のうち相対的に高さの低い5個の電子部品が、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で実装基板9の第2領域902に重なる。9個の電子部品のうち相対的に高さの高い4個の電子部品は、インダクタL1(第1電子部品1)と、インダクタL2(第3電子部品3)、インダクタL3と、インダクタL4と、を含む。相対的に高さの高い4個の電子部品は、第1電子部品1と同じ高さの電子部品を含んでいてもよいし、第1電子部品1とは高さの異なる電子部品を含んでいてもよい。9個の電子部品のうち相対的に高さの低い5つの電子部品は、第1フィルタ61(第2電子部品2)、第2フィルタ62(第4電子部品4)と、第3フィルタ63と、第4フィルタ64と、第5フィルタ65と、を含む。相対的に高さの低い5つの電子部品は、第2電子部品2と同じ高さの電子部品を含んでいてもよいし、第2電子部品2とは高さの異なる電子部品を含んでいてもよい。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1領域901は、例えば、図1に一点鎖線で示すように、9個の電子部品のうち相対的に高さの高い4個の電子部品を包含する仮想の多角形領域である。第1領域901の外縁を示す線(一点鎖線)は、4個の電子部品それぞれの外縁の一部に沿った線分と、任意の隣り合う2つの電子部品同士を最短距離で結ぶ線分と、を含む。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第2領域902は、例えば、図1に一点鎖線で示すように、9個の電子部品のうち相対的に高さの低い5個の電子部品を包含する仮想の多角形領域である。第2領域902の外縁を示す線(一点鎖線)は、5個の電子部品それぞれの外縁の一部に沿った線分と、任意の隣り合う2つの電子部品同士を最短距離で結ぶ線分と、を含む。なお、図1では、図面を見やすくするために、電子部品の外縁の一部に沿った線分を電子部品の外縁から離して描いてある。
高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1電子部品1と第3電子部品3とが隣接し、第2電子部品2と第4電子部品4とが隣接している。「第1電子部品1と第3電子部品3とが隣接している」とは、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1電子部品1と第3電子部品3との間に実装基板9の第1主面91に配置されている他の電子部品がなく、第1電子部品1と第3電子部品3とが隣り合っていることを意味する。「第2電子部品2と第4電子部品4とが隣接している」とは、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2電子部品2と第4電子部品4との間に実装基板9の第1主面91に配置されている他の電子部品がなく、第2電子部品2と第4電子部品4とが隣り合っていることを意味する。実装基板9の第1領域901は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1電子部品1と第3電子部品3とに重なる。実装基板9の第2領域902は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2電子部品2と第4電子部品4とに重なる。高周波モジュール100では、第1電子部品1は、インダクタL1である場合に限らず、相対的に高さの高い4個の電子部品のうち任意の1つの電子部品であればよい。また、高周波モジュール100では、第3電子部品3は、インダクタL2であるに限らず、相対的に高さの高い4個の電子部品のうち、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1電子部品1に隣接する電子部品であればよい。また、高周波モジュール100では、第2電子部品2は、第1フィルタ61であるに限らず、相対的に高さの低い5個の電子部品のうち任意の1つの電子部品であればよい。また、高周波モジュール100は、第4電子部品4は、第2フィルタ62に限らず、相対的に高さの低い5個の電子部品のうち、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2電子部品2に隣接する電子部品であればよい。高周波モジュール100では、実装基板9の第1主面91に配置される9個の電子部品のうち相対的に高さの低い複数の電子部品のうち一部の電子部品が、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1部分911に重なるように配置されていてもよい。
実装基板9では、複数のビア導体96に関して、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1領域901のビア導体96の数が、厚さ方向D1からの平面視で第2領域902のビア導体96の数よりも少ない。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、複数のビア導体96の各々は、例えば、円形状である。
また、高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1フィルタ61は、グランド電極951に重なる。高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1フィルタ61の一部がグランド電極951の全部に重なっているが、これに限らず、第1フィルタ61の一部がグランド電極951の一部に重なっていてもよい。また、高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第2フィルタ62は、グランド電極952に重なる。高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第2フィルタ62の一部がグランド電極952の全部に重なっているが、これに限らず、第2フィルタ62の一部がグランド電極952の一部に重なっていてもよい。また、高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第3フィルタ63は、グランド電極953に重なる。高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第3フィルタ63の一部がグランド電極953の全部に重なっているが、これに限らず、第3フィルタ63の一部がグランド電極953の一部に重なっていてもよい。また、高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第4フィルタ64は、グランド電極954に重なる。高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第4フィルタ64の一部がグランド電極954の全部に重なっているが、これに限らず、第4フィルタ64の一部がグランド電極954の一部に重なっていてもよい。また、高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第5フィルタ65は、グランド電極955に重なる。高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第5フィルタ65の一部がグランド電極955の全部に重なっているが、これに限らず、第5フィルタ65の一部がグランド電極955の一部に重なっていてもよい。
また、高周波モジュール100では、実装基板9の第2主面92に配置されている第5電子部品5が、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で実装基板9の第1領域901の一部と第2領域902の一部とに重なる。第5電子部品5は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、実装基板9の第1主面91に配置されている9個の電子部品それぞれの少なくとも一部と重なる。
また、高周波モジュール100では、複数の外部接続端子10が、実装基板9の第2主面92において実装基板9の外縁に沿った方向において並んでいる。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、複数の外部接続端子10は、第5電子部品5と実装基板9の外縁との間において第5電子部品5を囲むように位置している。
(2)効果
実施形態1に係る高周波モジュール100は、実装基板9と、第1電子部品と、第2電子部品2と、を備える。実装基板9は、互いに対向する第1主面91及び第2主面92を有する。第1電子部品1は、実装基板9の第1主面91に配置されている。第2電子部品2は、実装基板9の第1主面91に配置されている。第2電子部品2は、第1電子部品1よりも高さが低い電子部品である。実装基板9は、複数の誘電体層94と、複数の導電層95と、複数のビア導体96と、を含む。実装基板9では、複数の誘電体層94と複数の導電層95とが実装基板9の厚さ方向D1において積層されている。実装基板9は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1電子部品1に重な第1主面91から第2主面92に至る第1領域901と、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2電子部品2に重なり第1主面91から第2主面92に至る第2領域902と、を有する。実装基板9では、複数の導電層95に関して、第1領域901の導電層95の数が、第2領域902の導電層95の数よりも少ない。実装基板9では、第1領域901の厚さT1が、第2領域902の厚さT2よりも薄い。
高周波モジュール100は、低背化を図ることが可能となる。より詳細には、高周波モジュール100は、第1電子部品1の高さH1が第2電子部品2の高さH2よりも高く、実装基板9において実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1電子部品1に重なる第1領域901の厚さT1が、実装基板9において実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2電子部品2に重なる第2領域902の厚さT2よりも薄いので、高周波モジュール100の低背化を図ることが可能となる。
高周波モジュール100は、実装基板9の第1領域901の導電層95の数が実装基板9の第2領域902の導電層95の数よりも少ないので、第1領域901の誘電体層94の数と第2領域902の誘電体層94の数とを同じとしても、第1領域901の厚さT1を第2領域902の厚さT2よりも薄くすることができる。これにより、高周波モジュール100は、実装基板9の製造時に複数の誘電体層94の元になる複数の誘電体シート(例えば、セラミックグリーンシート又は樹脂シート)のうち1以上の誘電体シートに第1領域901を第2領域902よりも薄くするための貫通孔を形成することなく、実装基板9の第1領域901の厚さT1を第2領域902の厚さT2よりも薄くすることができる。また、高周波モジュール100は、第1領域901の導電層95の数が第2領域902の導電層95の数よりも少ないことにより、第1領域901の導電層95に起因した寄生容量を低減することが可能となる。例えば、高周波モジュール100では、実装基板9内で実装基板9の厚さ方向D1において重なる2つの導電層95間や、実装基板9に実装されている第1電子部品1と導電層95との間の寄生容量を低減することが可能となる。
また、高周波モジュール100は、実装基板9の第1主面91に配置されている第3電子部品3及び第4電子部品4を更に備える。高周波モジュール100では、第3電子部品3の高さH3が第2電子部品2の高さH2よりも高く、第4電子部品4の高さH4が第1電子部品1の高さH1及び第3電子部品3の高さH3よりも低い。高周波モジュール100では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1電子部品1と第3電子部品3とが隣接し、第2電子部品2と第4電子部品4とが隣接している。高周波モジュール100では、実装基板9の第1領域901が、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1電子部品1と第3電子部品3とに重なり、第2領域902が実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2電子部品2と第4電子部品4とに重なる。よって、高周波モジュール100は、第2電子部品2よりも高さの高い第3電子部品3を更に備えている場合に、実装基板9の第1領域901を作りやすい。
高周波モジュール100の実装基板9では、複数のビア導体96に関して、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第1領域901のビア導体96の数が、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第2領域902のビア導体96の数よりも少ない。これにより、高周波モジュール100は、第1領域901の厚さT1を第2領域902の厚さT2よりも薄くしやすい。より詳細には、高周波モジュール100では、実装基板9の製造時に例えばセラミックグリーンシートを重ねてプレスした積層体を焼成する工程を行ったときにビア導体96の隆起が発生しても、第1領域901のほうが第2領域902と比べて各ビア導体96の隆起による領域全域の厚さ増加を抑制できるので、第1領域901の厚さT1を第2領域902の厚さT2よりも薄くしやすい。
また、高周波モジュール100では、複数の導電層95の少なくとも1つは、実装基板9の第2領域902にあるグランド電極951を含む。グランド電極951は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視でメッシュ状である。これにより、高周波モジュール100では、実装基板9の複数の誘電体層94の元になる複数の誘電体シートを積層・圧着して実装基板9を製造する時にメッシュ状のグランド電極951の複数の開口に誘電体層94の材料の一部が入り込むので、実装基板9の第2領域902の厚さT2を、より薄くすることが可能となる。これにより、高周波モジュール100は、更なる低背化を図ることが可能となる。
また、高周波モジュール100では、第2電子部品2が、グランド電極951に接続されている複数のグランド端子25を有する。これにより、高周波モジュール100は、第2電子部品2の特性変動を抑制することが可能となる。より詳細には、高周波モジュール100は、第2電子部品2の複数のグランド端子25に接続されてグランド電位が与えられる導体部分の寄生インダクタンスを低減でき、グランド電位が与えられる導体部分の電位の変動を抑制することが可能となる。これにより、高周波モジュール100は、第2電子部品2の特性低下を抑制することが可能となる。より詳細には、高周波モジュール100は、第2電子部品2を構成しているフィルタ61の通過帯域のロスを低減できるとともに、減衰特性の低下を抑制することが可能となる。
また、高周波モジュール100は、実装基板9の厚さ方向D1においてグランド電極951に重なりグランド電極951よりも面積の大きなグランド電極950を有する。グランド電極950は、実装基板9の厚さ方向D1においてグランド電極951と実装基板9の第2主面92との間においてグランド電極951及び第2主面92から離れて位置している。これにより、高周波モジュール100は、グランド電位を与えられる導体部分の寄生インダクタンスを低減でき、グランド電位を与えられる導体部分の電位の変動を抑制することが可能となり、第2電子部品2(第1フィルタ61)の特性低下を抑制することが可能となる。また、高周波モジュール100は、グランド電極951と第2電子部品2との間に発生する寄生容量、グランド電極951とグランド電極950との間に発生する寄生容量を低減することが可能となる。
(3)通信装置
実施形態1に係る通信装置200は、信号処理回路201と、高周波モジュール100と、を備える。信号処理回路201は、高周波モジュール100に接続されている。
通信装置200は、アンテナ210を更に備える。通信装置200は、高周波モジュール100が実装された回路基板を更に備える。回路基板は、例えば、プリント配線板である。回路基板は、グランド電位が与えられるグランド電極を有する。
信号処理回路201は、例えば、RF信号処理回路202と、ベースバンド信号処理回路203と、を含む。RF信号処理回路202は、例えばRFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)であり、高周波信号に対する信号処理を行う。RF信号処理回路202は、例えば、ベースバンド信号処理回路203から出力された高周波信号(送信信号)に対してアップコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた高周波信号を出力する。また、RF信号処理回路202は、例えば、高周波モジュール100から出力された高周波信号(受信信号)に対してダウンコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた高周波信号をベースバンド信号処理回路203へ出力する。ベースバンド信号処理回路203は、例えばBBIC(Baseband Integrated Circuit)である。ベースバンド信号処理回路203は、ベースバンド信号からI相信号及びQ相信号を生成する。ベースバンド信号は、例えば、外部から入力される音声信号、画像信号等である。ベースバンド信号処理回路203は、I相信号とQ相信号とを合成することでIQ変調処理を行って、送信信号を出力する。この際、送信信号は、所定周波数の搬送波信号を、当該搬送波信号の周期よりも長い周期で振幅変調した変調信号(IQ信号)として生成される。ベースバンド信号処理回路203で処理された受信信号は、例えば、画像信号として画像表示のために、又は、音声信号として通信装置200のユーザの通話のために使用される。高周波モジュール100は、アンテナ210と信号処理回路201のRF信号処理回路202との間で高周波信号(受信信号、送信信号)を伝達する。
実施形態1に係る通信装置200は、高周波モジュール100と、信号処理回路201と、を備えるので、低背化を図ることが可能となる。
(実施形態2)
実施形態2に係る高周波モジュール100aについて、図8を参照して説明する。実施形態2に係る高周波モジュール100aに関し、実施形態1に係る高周波モジュール100と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る高周波モジュール100aは、複数の外部接続端子10がボールバンプである点で、実施形態1に係る高周波モジュール100と相違する。また、実施形態2に係る高周波モジュール100aは、実施形態1に係る高周波モジュール100の第2樹脂層17を備えていない点で、実施形態1に係る高周波モジュール100と相違する。実施形態2に係る高周波モジュール100aは、実装基板9の第2主面92に実装されている第5電子部品5と実装基板9の第2主面92との間の隙間に設けられたアンダーフィル部を備えていてもよい。
複数の外部接続端子10の各々を構成するボールバンプの材料は、例えば、金、銅、はんだ等である。
複数の外部接続端子10は、ボールバンプにより構成された外部接続端子10と、柱状電極により構成された外部接続端子10と、が混在してもよい。
実施形態2に係る高周波モジュール100aは、実施形態1に係る高周波モジュール100と同様、実装基板9の第1領域901の厚さT1が実装基板9の第2領域902の厚さT2よりも薄いので、低背化を図ることが可能となる。
(実施形態3)
実施形態3に係る高周波モジュール100bについて、図9を参照して説明する。実施形態3に係る高周波モジュール100bに関し、実施形態1に係る高周波モジュール100と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態3に係る高周波モジュール100bは、第5電子部品5が実装基板9の厚さ方向D1に沿った複数の貫通電極510を有している点で、実施形態1に係る高周波モジュール100と相違する。また、高周波モジュール100bは、複数の外部接続端子10のうち一部の外部接続端子10が第5電子部品5における実装基板9側とは反対側の主面51に配置され実装基板9の厚さ方向D1において重なる貫通電極510に接続されている点で、高周波モジュール100と相違する。
第5電子部品5は、Si系ICチップである。貫通電極510は、例えば、TSV(through silicon via)である。複数の外部接続端子10は、実装基板9の第2主面92に配置されている外部接続端子10と、貫通電極510に接続されている外部接続端子10と、を含む。
また、実施形態3に係る高周波モジュール100bでは、第2樹脂層17は、第5電子部品5における実装基板9側とは反対側の主面51も覆っている。
実施形態3に係る高周波モジュール100bは、実施形態1に係る高周波モジュール100と同様、実装基板9の第1領域901の厚さT1が実装基板9の第2領域902の厚さT2よりも薄いので、低背化を図ることが可能となる。
(変形例)
上記の実施形態1~3は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態1~3は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能であり、互いに異なる実施形態の互いに異なる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、高周波モジュール100の一変形例では、複数のインダクタL1~L4のうち実装基板9の第1主面91においてフィルタ61に隣接しているインダクタL1と、フィルタ61とに関して、インダクタL1をフィルタ61の入力端子611側の整合回路の回路素子として備える回路構成を有していてもよい。そのような回路構成を有する上記一変形例において、インダクタL1及びフィルタ61を、インダクタL1で発生する磁界の向きと、フィルタ61における複数のIDT電極の各々の長手方向とが直交するように実装基板9に配置することで、フィルタ61の入力端子611側の信号経路と、インダクタL1との電磁界的な結合を抑制することができる。これにより、上記一変形例では、フィルタ61の入力端子611側から出力端子612側への、フィルタ61の通過帯域外の信号の漏洩を低減でき、フィルタ61の減衰特性を改善することが可能となる。IDT電極の長手方向とは、IDT電極の有する複数の電極指が並んでいる方向である。
例えば、複数のフィルタ61~65の各々は、ラダー型フィルタに限らず、例えば、縦結合共振子型弾性表面波フィルタでもよい。
また、複数のフィルタ61~65の各々を構成する弾性波フィルタは、表面弾性波を利用する弾性波フィルタであるが、これに限らず、例えば、バルク弾性波、弾性境界波又は板波を利用する弾性波フィルタであってもよい。
高周波モジュール100、100a、100bは、実装基板9の第2主面92に配置されている第5電子部品5を含んでいるが、これに限らない。例えば、高周波モジュール100、100a、100bは、第5電子部品5が実装基板9の第1主面91に配置され、実装基板9の第2主面92に電子部品が配置されていない構成であってもよい。
高周波モジュール100、100a、100bは、実装基板9の第2主面92に配置されている第5電子部品5が、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で実装基板9の第1領域901の一部と第2領域902の一部とに重なっているが、これに限らない。例えば、第5電子部品5は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で第5電子部品5の全部が実装基板9の第1領域901の一部又は全部に重なり第2領域902に重ならない電子部品であってもよい。また、第5電子部品5は、第5電子部品5の全部が実装基板9の第2領域902の一部又は全部に重なり第1領域901に重ならない電子部品であってもよい。
また、高周波モジュール100、100a、100bでは、複数の電子部品は、少なくとも、第1電子部品1と第2電子部品2とを含んでいればよい。
実施形態1に係る通信装置200は、高周波モジュール100の代わりに、高周波モジュール100a又は高周波モジュール100bを備えてもよい。
また、高周波モジュール100、100a、100bは、受信フィルタ(フィルタ61~65)とローノイズアンプ71、72とを備える受信モジュールに限らず、例えば、送信フィルタとパワーアンプとを備える送信モジュールであってもよいし、送信フィルタとパワーアンプと受信フィルタとローノイズアンプとを備える送受信モジュールであってもよい。また、第1電子部品1、第2電子部品2、第3電子部品3、第4電子部品4及び第5電子部品5は、例示した電子部品に限らない。例えば、第1電子部品1、第2電子部品2、第3電子部品3及び第4電子部品4に関しては、第1電子部品1の高さH1と第2電子部品2の高さH2と第3電子部品3の高さH3と第4電子部品4の高さH4との大小関係がH1>H2、かつ、H3>H2、かつ、H4<H1、かつ、H4<H3の条件を満たしていれば、電子部品の種類は特に限定されない。例えば、第1電子部品1は、チップインダクタに限らず、例えば、弾性波フィルタ、チップキャパシタ、ローノイズアンプ、ICチップ又はパワーアンプであってもよい。また、第2電子部品2は、弾性波フィルタに限らず、例えば、チップインダクタに限らず、チップキャパシタ、ローノイズアンプ、ICチップ又はパワーアンプであってもよい。なお、チップインダクタに関しては、高さが高いほうが、Q値が高い傾向にある。
(態様)
本明細書には、以下の態様が開示されている。
第1の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)は、実装基板(9)と、第1電子部品(1)と、第2電子部品(2)と、を備える。実装基板(9)は、互いに対向する第1主面(91)及び第2主面(92)を有する。第1電子部品(1)は、実装基板(9)の第1主面(91)に配置されている。第2電子部品(2)は、実装基板(9)の第1主面(91)に配置されている。第2電子部品(2)は、第1電子部品(1)よりも高さが低い電子部品である。実装基板(9)は、複数の誘電体層(94)と、複数の導電層(95)と、複数のビア導体(96)と、を含む。実装基板(9)では、複数の誘電体層(94)と複数の導電層(95)とが実装基板(9)の厚さ方向(D1)において積層されている。実装基板(9)は、実装基板(9)の厚さ方向(D1)からの平面視で第1電子部品(1)に重なり第1主面(91)から第2主面(92)に至る第1領域(901)と、実装基板(9)の厚さ方向(D1)からの平面視で第1電子部品(1)に重なり第1主面(91)から第2主面(92)に至る第2領域(902)と、を有する。実装基板(9)では、複数の導電層(95)に関して、第1領域(901)の導電層(95)の数が、第2領域(902)の導電層(95)の数よりも少ない。実装基板(9)では、第1領域(901)の厚さ(T1)が、第2領域(902)の厚さ(T2)よりも薄い。
第1の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)は、低背化を図ることが可能となる。
第2の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)は、第1の態様において、第3電子部品(3)と、第4電子部品(4)と、を更に備える。第3電子部品(3)は、実装基板(9)の第1主面(91)に配置されている。第3電子部品(3)は、第2電子部品(2)よりも高さの高い電子部品である。第4電子部品(4)は、実装基板(9)の第1主面(91)に配置されている。第4電子部品(4)は、第1電子部品(1)及び第3電子部品(3)のいずれよりも高さの低い電子部品である。実装基板(9)の厚さ方向(D1)からの平面視で、第1電子部品(1)と第3電子部品(3)とが隣接し、第2電子部品(2)と第4電子部品(4)とが隣接している。第1領域(901)は、実装基板(9)の厚さ方向(D1)からの平面視で第1電子部品(1)と第3電子部品(3)とに重なる。第2領域(902)は、実装基板(9)の厚さ方向(D1)からの平面視で第2電子部品(2)と第4電子部品(4)とに重なる。
第2の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)は、第2電子部品(2)よりも高さの高い第3電子部品(3)を更に備えている場合に、実装基板(9)の第1領域(901)を作りやすい。
第3の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)は、第1又は2の態様に基づく。実装基板(9)では、複数のビア導体(96)に関して、実装基板(9)の厚さ方向(D1)からの平面視で第1領域(901)のビア導体(96)の数が、厚さ方向(D1)からの平面視で第2領域(902)のビア導体(96)の数よりも少ない。
第3の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)は、第1領域(901)の厚さ(T1)を第2領域(902)の厚さ(T2)よりも薄くしやすい。
第4の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)では、第1~3の態様のいずれか一つにおいて、第1領域(901)の誘電体層(94)の数が、第2領域(902)の誘電体層(94)の数と等しい。
第4の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)では、実装基板(9)の製造時に複数の誘電体層(94)の元になる複数の誘電体シート(例えば、セラミックグリーンシート又は樹脂シート)のうち1以上の誘電体シートに第1領域(901)を第2領域(902)よりも薄くするための貫通孔を形成することなく、実装基板(9)の第1領域(901)の厚さ(T1)を第2領域(902)の厚さ(T2)よりも薄くすることが可能となる。
第5の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)では、第4の態様において、複数の導電層(95)の少なくとも1つは、グランド電極(951)を含む。実装基板(9)の厚さ方向(D1)からの平面視で、グランド電極(951)は、メッシュ状である。
第5の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)は、実装基板(9)を、より薄くすることが可能となる。
第6の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)では、第5の態様において、第2電子部品(2)は、グランド電極(951)に接続されている複数のグランド端子(25)を有する。
第6の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)は、第2電子部品(2)の特性変動を抑制することが可能となる。
第7の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)では、第1~6の態様のいずれか一つにおいて、第1電子部品(1)は、チップインダクタである。
第7の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)では、第1電子部品(1)を構成するチップインダクタで発生する磁界が第1領域(901)において導電層(95)で遮られにくくなり、チップインダクタの特性低下を抑制することが可能となる。
第8の態様に係る高周波モジュール(100;100a;100b)は、第1~7の態様のいずれか一つにおいて、複数の外部接続端子(10)と、第5電子部品(5)と、を更に備える。複数の外部接続端子(10)は、実装基板(9)の第2主面(92)に配置されている。第5電子部品(5)は、実装基板(9)の第2主面(92)に配置されている。
第9の態様に係る通信装置(200)は、第1~8の態様のいずれか一つの高周波モジュール(100;100a;100b)と、信号処理回路(201)と、を備える。信号処理回路(201)は、高周波モジュール(100;100a;100b)に接続されている。
第9の態様に係る通信装置(200)は、高周波モジュール(100;100a;100b)の低背化を図ることが可能となる。
1 第1電子部品
2 第2電子部品
25 グランド端子
3 第3電子部品
4 第4電子部品
5 第5電子部品
55 導電性バンプ
9 実装基板
91 第1主面
92 第2主面
93 外周面
94 誘電体層
95 導電層
950 グランド電極
951~955 グランド電極
96 ビア導体
901 第1領域
902 第2領域
911 第1部分
912 第2部分
10 外部接続端子
103 アンテナ端子
101 第1信号出力端子
102 第2信号出力端子
105 外部グランド端子
11 第1スイッチ
110 共通端子
111~115 選択端子
12 第2スイッチ
120 共通端子
121、122 選択端子
13 第3スイッチ
130 共通端子
131~133 選択端子
141~144 外部端子
61 フィルタ(第1フィルタ)
610 外部端子
611 入力端子
612 出力端子
613 グランド端子
62 フィルタ(第2フィルタ)
620 外部端子
621 入力端子
622 出力端子
623 グランド端子
63 フィルタ(第3フィルタ)
630 外部端子
631 入力端子
632 出力端子
633 グランド端子
64 フィルタ(第4フィルタ)
640 外部端子
641 入力端子
642 出力端子
643 グランド端子
65 フィルタ(第5フィルタ)
651 入力端子
652 出力端子
653 グランド端子
71 ローノイズアンプ(第1ローノイズアンプ)
711 入力端子
712 出力端子
72 ローノイズアンプ(第2ローノイズアンプ)
721 入力端子
722 出力端子
81 整合回路
82 整合回路
15 第1樹脂層
151 主面
153 外周面
16 金属電極層
17 第2樹脂層
171 主面
173 外周面
181 接合部
182 接合部
100、100a、100b 高周波モジュール
200 通信装置
201 信号処理回路
202 RF信号処理回路
203 ベースバンド信号処理回路
210 アンテナ
D1 厚さ方向
H1 高さ
H2 高さ
H3 高さ
H4 高さ
T1 厚さ
T2 厚さ

Claims (9)

  1. 互いに対向する第1主面及び第2主面を有する実装基板と、
    前記実装基板の前記第1主面に配置されている第1電子部品と、
    前記実装基板の前記第1主面に配置されており、前記第1電子部品よりも高さが低い第2電子部品と、を備え、
    前記実装基板は、
    複数の誘電体層と、
    複数の導電層と、
    複数のビア導体と、を含み、
    前記実装基板では、
    前記複数の誘電体層と前記複数の導電層とが前記実装基板の厚さ方向において積層されており、
    前記実装基板は、
    前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視で前記第1電子部品に重なり前記第1主面から前記第2主面に至る第1領域と、
    前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視で前記第2電子部品に重なり前記第1主面から前記第2主面に至る第2領域と、を有し、
    前記実装基板では、
    前記複数の導電層に関して、前記第1領域の導電層の数が、前記第2領域の導電層の数よりも少なく、
    前記第1領域の厚さが、前記第2領域の厚さよりも薄い、
    高周波モジュール。
  2. 前記実装基板の前記第1主面に配置されており、前記第2電子部品よりも高さの高い第3電子部品と、
    前記実装基板の前記第1主面に配置されており、前記第1電子部品及び前記第3電子部品のいずれよりも高さの低い第4電子部品と、を更に備え、
    前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視で、
    前記第1電子部品と前記第3電子部品とが隣接し、
    前記第2電子部品と前記第4電子部品とが隣接しており、
    前記第1領域は、前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視で前記第1電子部品と前記第3電子部品とに重なり、
    前記第2領域は、前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視で前記第2電子部品と前記第4電子部品とに重なる、
    請求項1に記載の高周波モジュール。
  3. 前記実装基板では、
    前記複数のビア導体に関して、前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視で前記第1領域のビア導体の数が、前記厚さ方向からの平面視で前記第2領域のビア導体の数よりも少ない、
    請求項1又は2に記載の高周波モジュール。
  4. 前記第1領域の誘電体層の数が、前記第2領域の誘電体層の数と等しい、
    請求項1~3のいずれか一項に記載の高周波モジュール。
  5. 前記複数の導電層の少なくとも1つは、グランド電極を含み、
    前記グランド電極は、メッシュ状である、
    請求項4に記載の高周波モジュール。
  6. 前記第2電子部品は、前記グランド電極に接続されている複数のグランド端子を有する、
    請求項5に記載の高周波モジュール。
  7. 前記第1電子部品は、チップインダクタである、
    請求項1~6のいずれか一項に記載の高周波モジュール。
  8. 前記実装基板の前記第2主面に配置されている複数の外部接続端子と、
    前記実装基板の前記第2主面に配置されている第5電子部品と、を更に備える、
    請求項1~7のいずれか一項に記載の高周波モジュール。
  9. 請求項1~8のいずれか一項に記載の高周波モジュールと、
    前記高周波モジュールに接続されている信号処理回路と、を備える、
    通信装置。
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