JP6888606B2 - 高周波モジュール - Google Patents

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    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124Aluminium (Al) as principal constituent
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    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
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    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147Copper (Cu) as principal constituent
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    • H01L2224/48153Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/48195Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being a discrete passive component
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    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73257Bump and wire connectors
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    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • H01L2924/1815Shape
    • H01L2924/1816Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body
    • H01L2924/18161Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body of a flip chip
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    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/19011Structure including integrated passive components
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    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19041Component type being a capacitor
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19042Component type being an inductor
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Description

本発明は、高周波モジュールに関する。
従来、弾性波共振子などの機能性構造体を積層したデバイスが知られている。例えば、特許文献1には、薄膜カバーに覆われた空洞内に配置された第1の機能性構造体と、薄膜カバー上に配置された第2の機能性構造体とを備えるデバイスが開示されている。第2の機能性構造体に対する電気的な接続は、薄膜カバーを貫通する貫通接続部によって行われている。
特表2016−515331号公報
しかしながら、上記従来のデバイスでは、第2の機能性構造体に対する電気的な接続の端子数が多くなる程、貫通接続部を設けるためのスペースが大きくなる。このため、小型のデバイスを実現することが難しい。
そこで、本発明は、小型の高周波モジュールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、第1実装面を有する基板と、前記第1実装面に配置された第1積層部品と、第1配線とを備え、前記第1積層部品は、第1部品と、前記第1部品上に配置された第2部品とを含み、前記第1部品は、前記第1実装面に対向する第1面、及び、当該第1面に背向する第2面と、前記第1面に設けられた第1接続端子とを有し、前記第2部品は、前記第2面に対向する第3面と、前記第3面に設けられた第2接続端子とを有し、前記第1配線は、前記第2面に設けられ、かつ、前記第2接続端子が接続されている。
本発明によれば、小型の高周波モジュールを提供することができる。
図1は、実施の形態1に係る高周波モジュールの構成を示す断面図である。 図2は、実施の形態1に係る高周波モジュールの別の構成を示す断面図である。 図3は、実施の形態1に係る高周波モジュールの回路構成を示す回路図である。 図4Aは、実施の形態1に係る高周波モジュールの下段部品の下面を示す平面図である。 図4Bは、実施の形態1に係る高周波モジュールの下段部品の上面を示す平面図である。 図4Cは、実施の形態1に係る高周波モジュールの上段部品の下面を示す平面図である。 図5は、実施の形態1の変形例に係る高周波モジュールの回路構成を示す回路図である。 図6Aは、実施の形態1の変形例に係る高周波モジュールの下段部品の下面を示す平面図である。 図6Bは、実施の形態1の変形例に係る高周波モジュールの下段部品の上面を示す平面図である。 図6Cは、実施の形態1の変形例に係る高周波モジュールの上段部品の下面を示す平面図である。 図7は、実施の形態2に係る高周波モジュールの構成を示す断面図である。 図8は、実施の形態2に係る高周波モジュールの低背化を説明するための断面図である。 図9は、実施の形態2に係る高周波モジュールの回路構成を示す回路図である。 図10は、実施の形態2の変形例に係る高周波モジュールの回路構成を示す回路図である。 図11は、実施の形態2の変形例に係る高周波モジュールの構成を示す断面図である。 図12は、実施の形態3に係る高周波モジュールの構成を示す断面図である。 図13は、実施の形態3に係る高周波モジュールの構成を示す平面図である。 図14は、各実施の形態の変形例に係る高周波モジュールの構成を示す断面図である。
以下では、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
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、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態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、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、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ており、重複する説明は省略又は簡略化する。
また、本明細書において、要素間の関係性を示す用語、及び、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表現ではなく、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表現である。
また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)及び下方向(鉛直下方)を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、2つの構成要素が互いに間隔を空けて配置されて2つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、2つの構成要素が互いに密着して配置されて2つの構成要素が接する場合にも適用される。
以下の実施の形態では、基板を基準して、積層部品が設けられた側を「上方(又は上側)」とし、その反対側を「下方(又は下側)」として説明を行う。つまり、積層部品を構成する複数の部品のうち、基板に近い部品が下側に位置する下段部品であり、基板から離れた部品が上側に位置する上段部品である。
(実施の形態1)
[1−1.構成]
まず、実施の形態1に係る高周波モジュールの構成について、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る高周波モジュール1の構成を示す断面図である。
図1に示されるように、高周波モジュール1は、基板10と、積層部品20と、配線50と、ワイヤ60と、部品70と、部品80と、キャップ部材90と、封止部材91とを備える。積層部品20と、部品70とは、基板10の実装面11に設けられている。部品80は、基板10の実装面12に設けられている。
基板10は、回路部品が実装される実装基板である。基板10は、互いに背向する実装面11及び実装面12を有する。実装面11は、基板10が有する第1実装面の一例である。実装面12は、基板10が有する第2実装面の一例である。実装面12は、実装面11の反対側の面である。
基板10は、例えば、複数の層が積層された多層基板である。基板10は、例えば、樹脂からなる多層基板、セラミックス多層基板又はPCB(Printed Circuit Board)基板などである。図示しないが、基板10には、実装面11と実装面12とを電気的に接続する貫通電極が設けられている。
積層部品20は、第1積層部品の一例であり、複数の回路部品の積層構造を有する。具体的には、積層部品20は、実装面11に配置されており、下段部品30と、上段部品40とを含んでいる。
下段部品30は、第1部品の一例であり、基板10の実装面11上に配置されている。下段部品30は、下面31及び上面32と、接続端子33及び34とを有する。
下面31は、実装面11に対向する第1面の一例である。上面32は、下面31に背向する第2面の一例である。接続端子33及び34はそれぞれ、下面31に設けられた第1接続端子の一例である。
本実施の形態では、下段部品30は、接続端子33及び34を介して基板10に実装されている。接続端子33及び34はそれぞれ、下段部品30に対する信号の入力端子若しくは出力端子、又は、下段部品30のグランドをとるためのグランド端子などである。接続端子33及び34は、例えば、基板10を平面視した場合に、下段部品30に重複しており、下段部品30の輪郭より内側に位置している。接続端子33及び34はそれぞれ、導電性を有する材料を用いて形成されており、例えば、銅、銀又は金などの金属材料を用いて形成されている。接続端子33及び34はそれぞれ、例えば、銅バンプ又は半田バンプなどの金属バンプである。
本実施の形態では、下段部品30は、弾性波フィルタを含んでいる。あるいは、下段部品30は、集積回路(IC:Integrated Circuit)又は集積受動デバイス(IPD:Integrated Passive Device)であってもよい。なお、IPDは、例えば、インダクタ又はキャパシタなどの受動素子を集積したデバイスである。下段部品30の機能を発揮させる機能面は、下面31である。つまり、下面31には、下段部品30に含まれる電極、配線パターン、回路素子などが設けられている。
なお、弾性波フィルタは、弾性波共振子を含むフィルタ回路である。弾性波共振子は、例えば、SAW(Surface Acoustic Wave)を利用した共振子、BAW(Bulk Acoustic Wave)を利用した共振子、又は、FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)などである。SAWには、表面波だけでなく、境界波も含まれる。
下段部品30は、例えば、SAWを利用した共振子を含むSAWフィルタを含んでいる。具体的には、下段部品30は、圧電性を有する基板と、当該基板上に形成されたIDT(InterDigital Transducer)電極とを備える。IDT電極は、下面31に設けられており、上面32には設けられていない。
圧電性を有する基板は、少なくとも表面に圧電性を有する基板(以下、圧電基板と記載する)である。なお、ここでの表面は、下面31側の表面である。圧電基板は、例えば、表面に形成された圧電薄膜を備え、当該圧電薄膜とは音速が異なる膜、及び、支持基板などの積層体で構成されていてもよい。また、圧電基板は、例えば、高音速支持基板と、当該高音速支持基板上に形成された圧電薄膜とを含む積層体であってもよい。圧電基板は、高音速支持基板と、当該高音速支持基板上に形成された低音速膜と、当該低音速膜上に形成された圧電薄膜とを含む積層体であってもよい。あるいは、圧電基板は、支持基板と、当該支持基板上に形成された高音速膜と、当該高音速膜上に形成された低音速膜と、当該低音速膜上に形成された圧電薄膜とを含む積層体であってもよい。また、圧電基板は、基板全体に圧電性を有していてもよい。圧電基板は、LiNiBO又はLiTaOなどを用いて形成されている。他の実施の形態における弾性波共振子についても同様である。
図1に示されるように、下段部品30は、さらに、下段部品30を貫通するビア導体35を有する。ビア導体35は、下段部品30の上面32から下面31までを貫通しており、上面32及び下面31の各々に露出している。ビア導体35は、接続端子33と、上段部品40の接続端子44とを電気的に接続する。ビア導体35は、導電性を有する材料を用いて形成されており、例えば、銅又は銀などの金属材料を用いて形成されている。ビア導体35は、上段部品40の電気的な接続のために下段部品30に設けられている。
上段部品40は、下段部品30上に配置された第2部品の一例である。上段部品40は、下面41と、接続端子43及び44とを有する。
下面41は、下段部品30の上面32に対向する第3面の一例である。接続端子43は、下面41に設けられた第2接続端子の一例である。接続端子44は、下面41に設けられた第3接続端子の一例である。
接続端子43及び44はそれぞれ、上段部品40に対する信号の入力端子若しくは出力端子、又は、上段部品40のグランドをとるためのグランド端子などである。接続端子43及び44は、例えば、基板10を平面視した場合に、上段部品40に重複しており、上段部品40の輪郭より内側に位置している。接続端子43及び44はそれぞれ、導電性を有する材料を用いて形成されており、例えば、銅、銀又は金などの金属材料を用いて形成されている。接続端子43及び44はそれぞれ、例えば、銅バンプ又は半田バンプなどの金属バンプである。
本実施の形態では、上段部品40は、弾性波フィルタを含んでいる。あるいは、上段部品40は、IC又はIPDであってもよい。上段部品40の機能を発揮させる機能面は、下面41である。つまり、下面41には、上段部品40に含まれる電極、配線パターン、回路素子などが設けられている。
例えば、上段部品40は、SAWフィルタを含んでいる。上段部品40は、圧電性を有する基板と、当該基板上に形成されたIDT電極とを備える。IDT電極は、下面41に設けられている。
本実施の形態では、上段部品40は、接続端子43及び44並びに下段部品30を介して基板10に実装されている。具体的には、接続端子43は、下段部品30の上面32に設けられた配線50に接続されている。接続端子44は、下段部品30を貫通するビア導体35に接続されている。
配線50は、第1配線の一例であり、下段部品30の上面32に設けられ、かつ、上段部品40の接続端子43が接続されている。配線50は、ワイヤ60を介して部品70にワイヤボンディング接続されている。
配線50は、導電性を有する材料を用いて形成されたパターン配線である。例えば、銅又は銀などの金属材料を用いて上面32上に形成した金属薄膜を所定形状にパターニングすることにより、配線50が形成される。配線50の具体的な平面視形状の一例は、後で説明する。
ワイヤ60は、配線50と基板10の実装面11又は部品70との電気的な接続を行うボンディングワイヤである。ワイヤ60は、例えば、金、銅又はアルミニウムなどの金属材料を用いて形成されたワイヤである。本実施の形態では、ワイヤ60は、配線50と接続端子74とを電気的に接続している。
なお、図2に示される高周波モジュール2のように、ワイヤ60は、配線50と基板10の実装面11とを接続していてもよい。図2は、本実施の形態に係る高周波モジュールの別の構成例を示す断面図である。例えば、ワイヤ60は、実装面11に設けられた配線パターン、又は、基板10を貫通する貫通電極などに接続されていてもよい。
部品70は、積層部品20の下段部品30及び上段部品40とは異なる他の部品の一例であり、積層部品20と同じ実装面11に設けられている。部品70は、例えば、インダクタ又はキャパシタなどの受動素子であるが、これに限らない。部品70は、IC又はIPDでもよい。あるいは、部品70は、他の弾性波フィルタを含む素子であってもよい。
図1に示されるように、部品70は、接続端子73及び74を有する。部品70は、接続端子73を介して基板10に実装されている。また、部品70は、接続端子74、ワイヤ60及び配線50を介して上段部品40に電気的に接続されている。接続端子73及び74はそれぞれ、導電性を有する材料を用いて形成されており、例えば、銅、銀又は金などの金属材料を用いて形成されている。接続端子73は、例えば銅バンプ又は半田バンプなどの金属バンプである。接続端子74は、例えば、所定形状にパターニングされた金属薄膜である。なお、図2に示されるように、ワイヤ60が部品70に接続されていない場合、部品70は、接続端子74を有しなくてもよい。
部品80は、実装面12に設けられた第3集積回路の一例である。なお、部品80は、弾性波フィルタを含んでもよい。あるいは、部品80は、IPDであってもよい。
部品80は、接続端子83及び84を有する。部品80は、接続端子83及び84を介して基板10の実装面12に実装されている。接続端子83及び84はそれぞれ、導電性を有する材料を用いて形成されており、例えば、銅、銀又は金などの金属材料を用いて形成されている。接続端子83及び84はそれぞれ、例えば銅バンプ又は半田バンプなどの金属バンプである。
キャップ部材90は、基板10と、基板10に実装された回路部品とを覆う部材である。キャップ部材90は、例えば、一面が開放された直方体状の筐体である。キャップ部材90は、例えば導電性を有する材料を用いて形成されており、静電遮蔽用のシールド部材としても機能する。
封止部材91は、キャップ部材90の内部に充填され、基板10に実装された回路部品を封止する。封止部材91は、例えば、絶縁性の樹脂材料を用いて形成されている。本実施の形態では、下段部品30及び上段部品40の各々がSAWフィルタを含んでおり、下面31及び41の各々にIDT電極が設けられている。このため、下段部品30の下面31と基板10の実装面11との間、及び、上段部品40の下面41と下段部品30の上面32との間には、封止部材91が設けられておらず、空洞になっている。図1では、部品80と基板10の実装面12との間にも封止部材91が設けられていない例を示しているが、この間には封止部材91が設けられていてもよい。また、SAWフィルタの振動が確保できる場合には、下面31と実装面11との間、及び、下面41と上面32との間に封止部材91が設けられていてもよい。
なお、高周波モジュール1は、キャップ部材90及び封止部材91の少なくとも一方を備えなくてもよい。
[1−2.回路構成]
続いて、図1に示される高周波モジュール1の具体的な回路構成を説明する。
図3は、本実施の形態に係る高周波モジュール1の回路構成を示す回路図である。図3に示されるように、高周波モジュール1は、スイッチ回路110と、複数のフィルタ121〜124と、複数のインダクタ131〜136とを備える。
なお、図3には、アンテナ素子ANTが示されている。アンテナ素子ANTは、高周波信号を送受信する、例えばLTE(Long Term Evolution)などの通信規格に準拠したマルチバンド対応のアンテナである。高周波モジュール1及びアンテナ素子ANTは、例えば、マルチモード/マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される。
スイッチ回路110は、アンテナ素子ANTと複数のフィルタ121〜124との間に配置された第1スイッチ回路の一例である。スイッチ回路110は、共通端子111と、2つの選択端子112及び113とを有する。スイッチ回路110は、SPDT型のスイッチ回路であり、共通端子111と選択端子112との電気的な接続、及び、共通端子111と選択端子113との電気的な接続を切り替えることができる。
共通端子111には、アンテナ素子ANTが接続されている。選択端子112には、フィルタ121及び122の各々の入力端子又は出力端子が接続された共通端子141とインダクタ135とが接続されている。選択端子113には、フィルタ123及び124の入力端子又は出力端子が接続された共通端子142とインダクタ136とが接続されている。
フィルタ121〜124はそれぞれ、所定の周波数範囲を通過帯域とし、当該所定の周波数範囲以外を減衰帯域とするバンドパスフィルタである。フィルタ121は、例えば、LTEのBand1(受信帯域:2110−2170MHz)を通過帯域とするバンドパスフィルタである。フィルタ122は、例えば、LTEのBand3(受信帯域:1805−1880MHz)を通過帯域とするバンドパスフィルタである。フィルタ123は、例えば、LTEのBand25(受信帯域:1930−1995MHz)を通過帯域とするバンドパスフィルタである。フィルタ124は、LTEのBand66(受信帯域:2110−2200MHz)を通過帯域とするバンドパスフィルタである。
なお、これらの通過帯域は一例に過ぎず、各フィルタは、所望の周波数範囲を通過帯域としてもよい。例えば、フィルタ121〜124のいずれか1つは、LTEのBand40(受信帯域:2300−2400MHz)を通過帯域とするバンドパスフィルタであってもよい。フィルタ121〜124はそれぞれ、1つ以上の弾性波フィルタを含んでおり、例えばSAWフィルタを含んでいる。
フィルタ121の入力端子及び出力端子の一方である端子121aは共通端子141に接続され、他方である端子121bはインダクタ131に接続されている。フィルタ122の入力端子及び出力端子の一方である端子122aは共通端子141に接続され、他方である端子122bはインダクタ132に接続されている。フィルタ123の入力端子及び出力端子の一方である端子123aは共通端子142に接続され、他方である端子123bはインダクタ133に接続されている。フィルタ124の入力端子及び出力端子の一方である端子124aは共通端子142に接続され、他方である端子124bはインダクタ134に接続されている。
インダクタ131は、フィルタ121の端子121bに接続された整合回路である。具体的には、インダクタ131は、フィルタ121の出力側又は入力側のインピーダンス整合用のインダクタであり、端子151とフィルタ121の端子121bとに直列接続されている。
インダクタ132は、フィルタ122の端子122bに接続された整合回路である。具体的には、インダクタ132は、フィルタ122の出力側又は入力側のインピーダンス整合用のインダクタであり、端子152とフィルタ122の端子122bとに直列接続されている。
インダクタ133は、フィルタ123の端子123bに接続された整合回路である。具体的には、インダクタ133は、フィルタ123の出力側又は入力側のインピーダンス整合用のインダクタであり、端子153とフィルタ123の端子123bとに直列接続されている。
インダクタ134は、フィルタ124の端子124bに接続された整合回路である。具体的には、インダクタ134は、フィルタ124の出力側又は入力側のインピーダンス整合用のインダクタであり、端子154とフィルタ124の端子124bとに直列接続されている。
インダクタ135は、フィルタ121の端子121a及びフィルタ122の端子122aに接続された整合回路である。具体的には、インダクタ135は、フィルタ121及び122の各々の入力側又は出力側のインピーダンス整合用のインダクタであり、共通端子141と選択端子112とを結ぶ経路に並列接続されている。具体的には、インダクタ135の一方の端子は、共通端子141と選択端子112とを結ぶ経路に接続され、他方の端子は、グランドに接続されている。
インダクタ136は、フィルタ123の端子123a及びフィルタ124の端子124aに接続された整合回路である。具体的には、インダクタ136は、フィルタ123及び124の各々の入力側又は出力側のインピーダンス整合用のインダクタであり、共通端子142と選択端子113とを結ぶ経路に並列接続されている。具体的には、インダクタ136の一方の端子は、共通端子142と選択端子113とを結ぶ経路に接続され、他方の端子は、グランドに接続されている。
端子151〜154はそれぞれ、高周波モジュール1の出力端子又は入力端子である。端子151〜154は、RFIC回路などに接続される。端子151〜154とRFIC回路との間には、増幅回路及びスイッチ回路が設けられていてもよい。
なお、高周波モジュール1が信号の送信用に用いられる場合、端子151〜154は入力端子である。この場合、各フィルタ及びインダクタの各々の端子のうち、端子151〜154に近い側の端子がそれぞれの入力端子になり、アンテナ素子ANTに近い側の端子がそれぞれの出力端子になる。
また、高周波モジュール1が信号の受信用に用いられる場合、端子151〜154は出力端子である。この場合、各フィルタ及びインダクタの各々の端子のうち、端子151〜154に近い側の端子がそれぞれの出力端子になり、アンテナ素子ANTに近い側の端子がそれぞれの入力端子になる。
本実施の形態では、フィルタ122及び123は、下段部品30に含まれている第1弾性波フィルタの一例である。フィルタ121及び124は、上段部品40に含まれている第2弾性波フィルタの一例である。フィルタ121に接続されたインダクタ131は、下段部品30の上面32に設けられた配線50の一部である。フィルタ124に接続されたインダクタ134は、下段部品30の上面32に設けられた配線50の一部である。
また、スイッチ回路110は、部品80に含まれている。インダクタ132、133、135及び136は、部品70、又は、実装面11若しくは12に実装された部品(図1には示されていない)に含まれている。あるいは、インダクタ132、133、135及び136は、部品80に含まれていてもよい。つまり、部品70又は部品80は、スイッチ回路110を含むICであってもよく、インダクタ132などを含むIPDなどであってもよい。
[1−3.端子及び配線のレイアウト]
続いて、図3に示される回路構成の一部を含む積層部品20の各面における接続端子及び配線のレイアウトについて、図4A〜図4Cを用いて説明する。
図4Aは、本実施の形態に係る高周波モジュール1の下段部品30の下面31を示す平面図である。図4Bは、本実施の形態に係る高周波モジュール1の下段部品30の上面32を示す平面図である。図4Cは、本実施の形態に係る高周波モジュール1の上段部品40の下面41を示す平面図である。図4A〜図4Cの各々では、各図が示す面に接続された接続端子を右上がりの斜線の網掛けを付した領域として表している。なお、上述した通り、下面31及び41の各々には、各部品に含まれるSAWフィルタのIDT電極が設けられているが、図面の複雑化を避けるため、その図示が省略されている。
図4Aに示されるように、下段部品30には、4つの接続端子33a〜33d及び4つの接続端子34a〜34dの合計8つの接続端子が接続されている。図4B及び図4Cに示されるように、上段部品40には、3つの接続端子43a〜43c及び3つの接続端子44a〜44cの合計6つの接続端子が接続されている。
なお、接続端子33a〜33dはそれぞれ、図1に示される接続端子33と同じであり、下面31内で設けられている位置と回路内での位置とが互いに異なっている。接続端子34a〜34d、43a〜43c及び44a〜44cについても同様である。
接続端子33aは、フィルタ122の入力端子及び出力端子の一方である端子(第1端子)122aである。接続端子34aは、フィルタ122の入力端子及び出力端子の他方である端子122bである。図4Aには示されていないが、本実施の形態では、下面31の接続端子33aと接続端子34aとの間に、フィルタ122を構成するIDT電極が設けられている。
接続端子33bは、フィルタ123の入力端子及び出力端子の一方である端子(第1端子)123aである。接続端子34bは、フィルタ123の入力端子及び出力端子の他方である端子123bである。図4Aには示されていないが、本実施の形態では、下面31の接続端子33bと接続端子34bとの間に、フィルタ123を構成するIDT電極が設けられている。
接続端子44aは、フィルタ121の入力端子及び出力端子の一方である端子(第2端子)121aである。接続端子43aは、フィルタ121の入力端子及び出力端子の他方である端子121bである。図4Cには示されていないが、本実施の形態では、下面41の接続端子44aと接続端子43aとの間に、フィルタ121を構成するIDT電極が設けられている。
接続端子44bは、フィルタ124の入力端子及び出力端子の一方である端子(第2端子)124aである。接続端子43bは、フィルタ124の入力端子及び出力端子の他方である端子124bである。図4Cには示されていないが、本実施の形態では、下面41の接続端子44bと接続端子43bとの間に、フィルタ124を構成するIDT電極が設けられている。
接続端子33c及び33d、接続端子34c及び34d、並びに、接続端子43c及び44cはそれぞれ、グランドに接続された端子である。
4つの接続端子33a〜33dの各々には、ビア導体35が接続されている。つまり、下段部品30は、4つのビア導体35a〜35dを有する。なお、ビア導体35a〜35dはそれぞれ、図1に示されるビア導体35と同じであり、下段部品30内で設けられている位置と回路内での位置とが互いに異なっている。
図4Aに示されるように、ビア導体35a〜35dの各々の下端面が下面31に露出している。図4Bに示されるように、ビア導体35a〜35dの各々の上端面が上面32に露出している。4つの接続端子34a〜34dの各々には、ビア導体35は接続されていない。
図4A〜図4Cに示されるように、接続端子33aと接続端子44aとは、ビア導体35aを介して接続されている。つまり、フィルタ122の端子(第1端子)122aとフィルタ121の端子(第2端子)121aとは、積層部品20内で電気的に接続されている。これにより、フィルタ121及び122の共通端子141への接続配線を短くすることができるので、不要な抵抗成分、インダクタ成分及び容量成分を低減することができ、フィルタ特性を改善することができる。また、接続端子44aと基板10との電気的な接続を、接続端子33aを介して行うことができるので、下段部品30の下面31に設けられる端子数を減らすことができる。つまり、下面31には、接続端子44aとの電気的な接続を行うための専用の端子を設ける必要がなくなるので、下面31の小面積化を実現することができる。
同様に、接続端子33bと接続端子44bとは、ビア導体35bを介して接続されている。つまり、フィルタ123の端子(第1端子)123aとフィルタ124の端子(第2端子)124aとは、積層部品20内で電気的に接続されている。これにより、フィルタ121及び122の場合と同様に、フィルタ特性の改善、及び、端子数の削減による下面31の小面積化を実現することができる。
また、グランドに接続された接続端子33c及び33dと、接続端子43c及び44cとが、ビア導体35c及び35d並びに配線50cを介して接続されることで、ワイヤボンディング接続する場合に比べて、上段部品40のグランドをより強くすることができる。例えば、ワイヤよりも抵抗率の低いビア導体35c及び35dを利用することができるので、配線抵抗などの影響を十分に削減することができ、上段部品40のグランドを強くすることができる。
また、上段部品40のグランド用の接続端子44c及び43cの各々と基板10との電気的な接続を、接続端子33c及び33dを介して行うことができるので、下段部品30の下面31に設けられる端子数を減らすことができる。つまり、下面31には、接続端子44c及び43cとの電気的な接続を行うための専用の端子を設ける必要がなくなるので、下面31の小面積化を実現することができる。
本実施の形態では、図4Bに示されるように、下段部品30の上面32に配線50a〜50cが設けられている。配線50a及び50bの端部にはそれぞれ、ワイヤ60a及び60bが接続されている。なお、配線50a〜50cはそれぞれ、図1に示される配線50と同じであり、上面32内で設けられている位置と回路内での位置とが互いに異なっている。ワイヤ60a及び60bはそれぞれ、図1に示されるワイヤ60と同じであり、上面32内で接続されている位置と回路内での位置とが互いに異なっている。
配線50aは、フィルタ121の端子121bである接続端子43aとワイヤ60aとを接続している。配線50aの一部は、インダクタ131である。つまり、配線50aは、上段部品40に含まれるフィルタ121の整合回路であるインダクタ131を含んでいる。
配線50bは、フィルタ124の端子124bである接続端子43bとワイヤ60bとを接続している。配線50bの一部は、インダクタ134である。つまり、配線50bは、上段部品40に含まれるフィルタ124の整合回路であるインダクタ134を含んでいる。
配線50cは、ビア導体35dと接続端子43cとを接続している。配線50cは、上段部品40のグランドをとるための配線である。
このように、上段部品40の接続端子43aは、配線50a及びワイヤ60aを介して積層部品20の外部に引き出される。つまり、下段部品30の下面31には、上段部品40の接続端子43aとの電気的な接続を行うための専用の端子を設ける必要がなくなるので、下面31の小面積化を実現することができる。上段部品40の接続端子43bについても同様である。本実施の形態に係る高周波モジュール1によれば、下段部品30と上段部品40とを合わせて必要な14個の接続端子を、8個の接続端子に減らすことができる。接続端子の個数を大幅に減らすことができるので、下段部品30の下面31の小面積化が実現される。下段部品30が小型化されることにより、高周波モジュール1の小型化も実現することができる。
本実施の形態では、基板10の実装面11を平面視した場合に、上段部品40は下段部品30に重なっている。このとき、下段部品30の上面32の一部は、上段部品40に覆われずに露出している。配線50a及び50bの各々の少なくとも一部は、上面32のうち、上段部品40に覆われていない部分に設けられている。これにより、ワイヤ60a及び60bの接続を容易に行うことができる。
また、本実施の形態では、下段部品30の機能面である下面31に背向する上面32を利用し、上段部品40の機能に関わる素子(具体的には、インダクタ131など)を設けることができる。これにより、基板10に実装される部品の数を減らすことができるので、基板10の小面積化を実現することができ、高周波モジュール1の小型化を実現することができる。
[1−4.変形例]
続いて、本実施の形態の変形例について説明する。以下では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
図5は、本変形例に係る高周波モジュール3の回路構成を示す回路図である。図5に示されるように、高周波モジュール3は、図3に示される高周波モジュール1と比較して、インダクタ135の代わりにインダクタ235を備える点が相違する。
インダクタ235は、フィルタ122の端子122aに接続された整合回路である。具体的には、インダクタ235は、フィルタ122の入力側又は出力側のインピーダンス整合用のインダクタであり、共通端子141と端子122aとに直列接続されている。
本変形例では、インダクタ235は、下段部品30の上面32に設けられた配線50の一部である。以下では、本変形例に係る高周波モジュール3の積層部品20の各面における接続端子及び配線のレイアウトについて、図6A〜図6Cを用いて説明する。
図6Aは、本変形例に係る高周波モジュール3の下段部品30の下面31を示す平面図である。図6Bは、本変形例に係る高周波モジュール3の下段部品30の上面32を示す平面図である。図6Cは、本変形例に係る高周波モジュール3の上段部品40の下面41を示す平面図である。
図6A〜図6Cと図4A〜図4Cとをそれぞれ比較して分かるように、本変形例に係る高周波モジュール3のレイアウトと、実施の形態1に係る高周波モジュール1のレイアウトとは、主に以下の点で相違している。
まず、図6Aに示されるように、本変形例に係る高周波モジュール3では、フィルタ122の端子122aの位置が、高周波モジュール1とは異なっている。具体的には、端子122aは、ビア導体35cの下端部に相当している。また、図6Bに示されるように、下段部品30の上面32には、配線50dが新たに設けられている点が異なっている。図6Cに示されるように、上段部品40の下面41には、接続端子44cが設けられていない点が異なっている。
図6Bに示されるように、配線50dは、ビア導体35bの上端部とビア導体35cの上端部とを接続している。配線50dの一部は、インダクタ235である。つまり、配線50dは、下段部品30に含まれるフィルタ122の整合回路であるインダクタ235を含んでいる。
本変形例では、下段部品30の接続端子33aは、ビア導体35a、配線50d及びビア導体35cを介してフィルタ122の端子122aに接続されている。また、接続端子33aは、ビア導体35a及び上段部品40の接続端子34bを介して、上段部品40のフィルタ121の端子121aに接続されている。つまり、接続端子33a及びビア導体35aは、図5に示される回路構成において共通端子141に相当している。
このように、ビア導体35cは、下段部品30のフィルタ122とインダクタ235とを接続する経路として機能する。ビア導体35cは、上段部品40のグランド接続用ではないので、図6B及び図6Cに示されるように、ビア導体35cと上段部品40とを接続する接続端子44cが設けられていない。なお、上段部品40のグランドをより強くするために、ビア導体35cとは異なる位置に、グランド接続用のビア導体及び接続端子が設けられていてもよい。
[1−5.効果など]
以上のように、本実施の形態又は変形例に係る高周波モジュール1、2又は3では、実装面11を有する基板10と、実装面11に配置された積層部品20と、配線50とを備える。積層部品20は、下段部品30と、下段部品30上に配置された上段部品40とを含む。下段部品30は、実装面11に対向する下面31、及び、下面31に背向する上面32と、下面31に設けられた接続端子33とを有する。上段部品40は、上面32に対向する下面41と、下面41に設けられた接続端子43とを有する。配線50は、下面41に設けられ、かつ、接続端子43が接続されている。
これにより、上側に位置する上段部品40の接続端子43が、下側に位置する下段部品30の上面32に設けられた配線50に接続されているので、配線50から他の部品又は基板10への接続を行うことができる。例えば、配線50と他の部品又は基板10とをワイヤなどで接続することで、下段部品30に、上段部品40用の接続端子を設けなくてもよくなる。
このように、本実施の形態又は変形例に係る高周波モジュール1、2又は3によれば、下段部品30の下面31に設けられる接続端子の数を減らすことができる。下段部品30の端子数が減ることにより、接続端子を設けるためのスペースを減らすことができるので、下段部品30の大きさを小さくすることができる。したがって、高周波モジュール1、2又は3の小型化を実現することができる。
また、端子数が減ることにより、下段部品30の回路及び端子のレイアウトの設計の自由度も高めることができる。例えば、下段部品30の機能を発揮させるための回路(例えば、SAWフィルタのIDT電極)又は下段部品30の接続端子を空いたスペースに設けることができる。
また、例えば、配線50は、実装面11、又は、実装面11に設けられた、下段部品30及び上段部品40とは異なる部品70にワイヤボンディング接続されている。
これにより、下段部品30に上段部品40用の接続端子を設けなくてもよくなるので、下段部品30の端子数を減らすことができる。端子数が減ることにより、下段部品30の大きさを小さくすることができるので、高周波モジュール1、2又は3の小型化を実現することができる。
また、例えば、下段部品30は、第1弾性波フィルタを含み、上段部品40は、第2弾性波フィルタを含んでもよい。第1弾性波フィルタの入力端子又は出力端子である第1端子と、第2弾性波フィルタの入力端子又は出力端子である第2端子とは、積層部品20内で電気的に接続されていてもよい。
これにより、積層部品20内でフィルタの端子を共通接続することができる。特性劣化の影響を受けやすい共通配線部分の配線の長さを短くすることができるので、特性の劣化を効果的に抑制することができる。
また、例えば、配線50の少なくとも一部は、インダクタである。インダクタは、第1弾性波フィルタ及び第2弾性波フィルタのいずれか一方の入力端子又は出力端子に接続された整合回路である。
これにより、例えばフィルタ122に対する入力インピーダンス及び出力インピーダンスの整合をとることができるので、信号損失を低減することができる。
また、例えば、従来は基板10に配置されていたインダクタ131を下段部品30の上面32に配置することができるので、高周波モジュール1、2又は3を小型化することができる。また、下段部品30の上面32に設けられたインダクタ131は、他の部品との結合による容量劣化の影響を受けにくい。このため、不要な容量成分の発生による特性の劣化を抑制することができる。
また、例えば、下段部品30は、第1弾性波フィルタを含み、又は、第1集積回路若しくは第1集積受動デバイスであってもよい。上段部品40は、第2弾性波フィルタを含み、又は、第2集積回路若しくは第2集積受動デバイスであってもよい。
これにより、複数の異なる機能を有する素子を積層することができ、基板10の実装面積の小面積化を実現することができる。
また、例えば、下段部品30は、さらに、下段部品30を貫通するビア導体35を有する。ビア導体35は、接続端子33と、上段部品40の接続端子44とを電気的に接続する。
これにより、接続端子33と接続端子44とを共通接続することができる。特性劣化の影響を受けやすい共通配線部分の配線の長さを短くすることができるので、特性の劣化を効果的に抑制することができる。
また、例えば、基板10は、実装面11に背向する実装面12を有する。高周波モジュール1、2又は3は、さらに、実装面12に設けられた部品80(第3集積回路)を備える。
これにより、基板10の実装面12側の空間を有効に利用することができるので、基板10の小面積化を実現することができる。
(実施の形態2)
続いて、実施の形態2について説明する。実施の形態2では、高周波モジュールが複数の積層部品を備える点が実施の形態1と相違している。以下では、実施の形態1及びその変形例との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
[2−1.構成]
図7は、本実施の形態に係る高周波モジュール301の断面図である。図7に示されるように、高周波モジュール301は、実施の形態1に係る高周波モジュール1と比較して、新たに積層部品320を備える。なお、図7に示される高周波モジュール301は、図1に示される部品70、キャップ部材90及び封止部材91を備えてもよい。
また、図7には、高周波モジュール301を他の実装基板に実装するための2つの接続端子13が図示されている。2つの接続端子13はそれぞれ、例えば、高周波モジュール301に対する入力端子及び出力端子である。2つの接続端子13の一方は、例えばアンテナ素子ANTに接続され、他方は、例えばRFIC回路に接続されている。
積層部品320は、第2積層部品の一例であり、複数の回路部品の積層構造を有する。具体的には、積層部品320は、実装面11に配置されており、下段部品330と、上段部品340とを含んでいる。
下段部品330は、第3部品の一例であり、実装面11上に配置されている。下段部品330は、下面331及び上面332を有する。下面331は、実装面11に対向する第4面の一例である。上面332は、下面331に背向する第5面の一例である。下段部品330は、下面331に設けられた1つ以上の接続端子を有する。
上段部品340は、下段部品330上に配置された第4部品の一例である。上段部品340は、下面に設けられた1つ以上の接続端子を有する。
例えば、積層部品320は、実施の形態1に係る積層部品20と同じ構成を有する。具体的には、下段部品330及び上段部品340はそれぞれ、実施の形態1に係る下段部品30及び上段部品40に相当している。例えば、下段部品330には、ビア導体が設けられていてもよい。
また、積層部品320は、下段部品330の上面332に設けられた配線350と基板10の実装面11とがワイヤ360で電気的に接続されている。配線350及びワイヤ360はそれぞれ、実施の形態1に係る配線50及びワイヤ60に相当している。
なお、積層部品320は、積層部品20とは異なる構成を有してもよい。例えば、積層部品320は、ビア導体35を有しなくてもよい。また、積層部品320の下段部品330には、ワイヤ361が接続されていなくてもよい。上段部品340の接続端子の全てが、下段部品330の下面331に設けられていてもよい。
本実施の形態では、図7に示されるように、積層部品20の下段部品30の上面32には、さらに、配線51が設けられている。積層部品320の下段部品330の上面332には、さらに、第2配線の一例である配線351が設けられている。高周波モジュール301は、さらに、配線51と配線351とを接続するワイヤ361を備える。
配線51は、上段部品40の接続端子に接続された第1配線の一例である。あるいは、配線51は、上段部品40の接続端子には接続されていなくてもよく、下段部品30に設けられたビア導体に接続されていてもよい。配線51は、上段部品40の接続端子及びビア導体のいずれにも接続されていなくてもよく、下段部品30及び上段部品40に含まれる回路内の配線の一部でなくてもよい。
配線351は、下段部品330に設けられたビア導体、又は、上段部品340の接続端子に接続されている。あるいは、配線351は、これらのビア導体及び接続端子のいずれにも接続されていなくてもよく、下段部品330及び上段部品340に含まれる回路内の配線の一部でなくてもよい。
ワイヤ361は、配線51と配線351との電気的な接続を行うボンディングワイヤである。ワイヤ361は、例えば、金、銅又はアルミニウムなどの金属材料を用いて形成されたワイヤである。
このように、本実施の形態では、積層部品同士をワイヤボンディング接続する場合に、積層部品の下段部品の上面同士をワイヤ361で接続する。これにより、図8に示されるように、積層部品の上段部品の上面同士を接続する場合に比べて、ワイヤ361の高さを低くすることができる。なお、図8は、本実施の形態に係る高周波モジュール301の低背化を説明するための断面図である。図8には、ワイヤ361が上段部品の上面同士を接続した高周波モジュール302が示されている。図8に示されるように、下段部品の上面同士をワイヤ361が接続する場合にワイヤ361が基板10から最も離れた地点である最高地点H1は、上段部品の上面同士をワイヤ361が接続する場合にワイヤ361の最高地点H2よりも低くなる。このように、ワイヤ361を基板10に近づけることができるので、高周波モジュール301の低背化を実現することができる。
高周波モジュール301では、下段部品30、上段部品40、下段部品330及び上段部品340の各々は、弾性波フィルタを含み、又は、IC若しくはIPDである。以下では、図9を用いて、本実施の形態の高周波モジュール301の具体的な回路構成と、回路に含まれる各素子と各部品との対応関係の一例について説明する。
図9は、本実施の形態に係る高周波モジュール301の回路構成を示す回路図である。図9に示されるように、高周波モジュール301は、スイッチ回路110と、フィルタ121と、インダクタ131と、増幅回路371と、スイッチ回路380とを備える。なお、図9には示されていないが、スイッチ回路110とスイッチ回路380との間には、フィルタ121、インダクタ131及び増幅回路371の組と同様に、フィルタ、インダクタ及び増幅回路を含む複数の組が設けられている。なお、フィルタ121とスイッチ回路110との間、及び、スイッチ回路110とアンテナ素子ANTとの間には、インピーダンス整合用の整合回路が設けられていてもよい。
スイッチ回路110、フィルタ121及びインダクタ131はそれぞれ、実施の形態1で説明したスイッチ回路110、フィルタ121及びインダクタ131と同じである。なお、スイッチ回路110が有する選択端子の個数は、2個に限らず、3個でもよく、4個以上でもよい。
増幅回路371は、スイッチ回路380とフィルタ121との間に接続されている。具体的には、増幅回路371は、スイッチ回路380とインダクタ131とに直列接続されている。増幅回路371は、例えば、信号の受信回路で用いられる低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)である。増幅回路371は、インダクタ131側から入力される信号を増幅して出力する。あるいは、増幅回路371は、信号の送信回路で用いられるパワーアンプ(PA)であってもよい。増幅回路371がパワーアンプである場合、増幅回路371は、スイッチ回路380側から入力される信号を増幅する。
スイッチ回路380は、第2スイッチ回路の一例である。スイッチ回路380は、例えば、スイッチ回路110と同じ構成を有する。具体的には、スイッチ回路380は、共通端子と複数の選択端子とを有し、共通端子と選択端子との電気的な接続を切り替えることができる。スイッチ回路380の共通端子は、例えばRFICなどに接続される。
本実施の形態では、図9に示されるように、スイッチ回路110、フィルタ121及びインダクタ131は、基板10の表面側、すなわち、実装面11側に配置されている。例えば、スイッチ回路110は、下段部品30及び330の一方であるIC(第1集積回路)に含まれている。フィルタ121は、例えば、上段部品40に含まれている。インダクタ131は、上段部品40の接続端子43が接続された配線50に含まれている。図9には示されていない他のフィルタ及びインダクタは、下段部品30及び330の他方、又は、上段部品340に含まれている。なお、スイッチ回路110は、上段部品40であるIC(第2集積回路)に含まれてもよい。インダクタ131は、下段部品30であるIPD(第1集積受動デバイス)であってもよく、上段部品40であるIPD(第2集積受動デバイス)であってもよい。
また、増幅回路371及びスイッチ回路380は、基板10の裏面側、すなわち、実装面12側に配置されている。具体的には、増幅回路371及びスイッチ回路380は、部品80であるIC(第3集積回路)に含まれている。
このように、スイッチ回路110とフィルタ121とが基板10の実装面11側に配置されるので、スイッチ回路110とフィルタ121とを結ぶ配線長を短くすることができる。これにより、配線に生じる不要なインダクタ成分又はキャパシタ成分などを低減することができるので、フィルタ特性の劣化を抑制することができる。
[2−2.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301は、例えば、実装面11上に配置された積層部品320を備える。積層部品320は、下段部品330と、下段部品330上に配置された上段部品340とを含む。下段部品330は、実装面11に対向する下面331、及び、下面331に背向する上面332と、上面332に設けられた配線351とを有する。配線351は、上面32に設けられた配線51にワイヤボンディング接続されている。
これにより、積層部品を構成する下段部品の上面同士をワイヤボンディング接続することができるので、上段部品の上面同士を接続する場合よりも高周波モジュール301の低背化を実現することができる。
また、例えば、高周波モジュール301は、弾性波フィルタと、アンテナ素子ANTと弾性波フィルタとの間に配置されたスイッチ回路110と、スイッチ回路380と、スイッチ回路380と弾性波フィルタとの間に配置された増幅回路371と、弾性波フィルタと増幅回路371との間に配置された整合回路とを有する。弾性波フィルタ、スイッチ回路110及び整合回路は、実装面11側に配置される。弾性波フィルタは、下段部品30又は上段部品40に含まれる。増幅回路371及びスイッチ回路380は、第3集積回路に含まれている。
これにより、例えば、スイッチ回路110とフィルタ121とが基板10の実装面11側に配置されるので、スイッチ回路110とフィルタ121とを結ぶ配線長を短くすることができる。これにより、配線に生じる不要なインダクタ成分又はキャパシタ成分などを低減することができるので、フィルタ特性の劣化を抑制することができる。
[2−3.変形例]
続いて、実施の形態2の変形例について説明する。以下では、実施の形態2との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
図10は、本変形例に係る高周波モジュール401の回路構成を示す回路図である。図10に示されるように、本変形例に係る高周波モジュール401の回路構成は、実施の形態2に係る高周波モジュール301の回路構成と同じである。本変形例に係る高周波モジュール401では、インダクタ131が基板10の表面側ではなく、裏面側に、すなわち、実装面12側に設けられている点が相違する。
図11は、本変形例に係る高周波モジュール401の構成を示す断面図である。図11に示されるように、基板10の実装面12側には、インダクタ131を含む部品が配置されている。なお、インダクタ131は、部品80に含まれていてもよい。
このように、本変形例に係る高周波モジュール401では、整合回路は、第2実装面12側に配置されている。
これにより、増幅回路371と整合回路であるインダクタ131とが基板10の実装面12側に配置されるので、増幅回路371とインダクタ131とを結ぶ配線長を短くすることができる。これにより、増幅回路371とインダクタ131との間の寄生容量を削減することができるので、ゲイン及びNF(Noise Figure)特性を高めることができる。
(実施の形態3)
続いて、実施の形態3について説明する。実施の形態3では、積層部品が複数の上段部品を備える点が実施の形態1と相違している。以下では、実施の形態1及び2との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
[3−1.構成]
図12は、本実施の形態に係る高周波モジュール501の構成を示す断面図である。図12に示されるように、高周波モジュール501は、実施の形態1に係る高周波モジュール1と比較して、積層部品20の代わりに積層部品520を備える点が相違する。なお、図12に示される高周波モジュール501は、図1に示される部品70、キャップ部材90及び封止部材91を備えてもよい。また、高周波モジュール501は、実施の形態2に係る高周波モジュール301と同様に、2つの接続端子13を有する。
積層部品520は、第1積層部品の一例であり、複数の回路部品の積層構造を有する。具体的には、図12に示されるように、積層部品520は、実装面11に配置されており、下段部品530と、上段部品540及び545とを有する。つまり、本実施の形態では、積層部品520は、複数の上段部品を有する。
下段部品530は、第1部品の一例であり、実装面11上に配置されている。下段部品530は、下面531及び上面532を有する。下面531は、実装面11に対向する第1面の一例である。上面532は、下面531に背向する第2面の一例である。下段部品530は、下面531に設けられた1つ以上の接続端子を有する。下段部品530は、例えば、ICである。あるいは、下段部品530は、IPDであってもよく、又は、弾性波フィルタを含んでもよい。下段部品530には、ビア導体が設けられていてもよい。
上段部品540は、下段部品530の上面532上に配置された第1部品の一例である。上段部品540は、下面541と、接続端子543及び544とを有する。下面541は、下段部品530の上面532に対向する第3面の一例である。接続端子543及び544はそれぞれ、下面541に設けられた第1接続端子又は第3接続端子の一例である。
上段部品545は、下段部品530の上面532上に配置された第5部品の一例である。上段部品545は、下面546と、接続端子548及び549とを有する。下面546は、下段部品530の上面532に対向する第6面の一例である。接続端子548及び549はそれぞれ、下面546に設けられた第4接続端子の一例である。
本実施の形態では、上段部品540及び545の各々は、弾性波フィルタを含んでいる。例えば、上段部品540及び545はそれぞれ、1つのみのSAWフィルタを含んでいるが、これに限らない。上段部品540及び545の少なくとも一方は、複数のSAWフィルタを含んでいてもよい。
本実施の形態では、図12に示されるように、積層部品520の下段部品530の上面532には、配線550〜552が設けられている。図13に示されるように、高周波モジュール501は、さらに、ワイヤ560〜562を備える。
図13は、本実施の形態に係る高周波モジュール501の構成を示す平面図である。なお、上段部品540及び545とワイヤ560及び561との位置関係などは、図12とは一致していない。図12では、ワイヤ560及び561を分かりやすくするために、下段部品530の両端部に設けた例を示している。
配線550は、上段部品540の接続端子543に接続された第1配線の一例である。配線550は、ワイヤ560を介して基板10の実装面11にワイヤボンディング接続されている。
配線551は、上段部品545の接続端子548に接続された第1配線の一例である。配線551は、ワイヤ561を介して基板10の実装面11にワイヤボンディング接続されている。
配線552は、上段部品540の接続端子544と上段部品545の接続端子549とを接続する第1配線の一例である。図13に示されるように、配線552は、ワイヤ562を介して基板10の実装面11にワイヤボンディング接続されている。
ワイヤ560〜562はそれぞれ、例えば、金、銅又はアルミニウムなどの金属材料を用いて形成されたボンディングワイヤである。
本実施の形態では、図13に示されるように、上段部品540と上段部品545とが、下段部品530の上面532に設けられた配線552によって電気的に接続されている。これにより、例えば、上段部品540と上段部品545とをワイヤボンディング接続しなくてもよいので、高周波モジュール501の低背化を実現することができる。
[3−2.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501では、積層部品520は、下段部品530上に配置された上段部品540及び545を有する。上段部品540及び545の各々は、弾性波フィルタを含む。
これにより、下段部品530上に複数の上段部品540及び545が配置されているので、基板10の実装面11に実装される部品の数を減らすことができる。これにより、実装面11の小面積化を実現することができるので、高周波モジュール501を小型化することができる。
また、例えば、上段部品545は、上面532に対向する下面546と、下面546に設けられた接続端子549を有する。配線550は、接続端子544と接続端子549とを接続している。
これにより、下段部品530の上面532を利用して複数の上段部品540及び545の電気的な接続を行うことができる。例えば、上段部品540と上段部品545とをワイヤボンディング接続しなくてもよいので、高周波モジュール501の低背化を実現することができる。
(その他の変形例)
上記の各実施の形態では、上段部品及び下段部品の各々の下面にIDT電極などが設けられている例について説明したが、これに限らない。例えば、上段部品及び下段部品の少なくとも一方は、WLP(Wafer Level Package)であってもよい。
図14は、本変形例に係る高周波モジュール601の構成を示す断面図である。図14に示されるように、高周波モジュール601は、基板10と、積層部品620と、配線50、ワイヤ60とを備える。基板10、配線50及びワイヤ60は、実施の形態1などと同じである。また、高周波モジュール601は、部品70及び80、キャップ部材90及び封止部材91の少なくとも1つを備えてもよい。
積層部品620は、下段部品630と、上段部品640とを含んでいる。本変形例では、下段部品630及び上段部品640の各々は、SAWフィルタを含むWLPである。下段部品630及び上段部品640の各々は、弾性波の伝搬機能を有する圧電基板がパッケージ機能を兼ねている。
具体的には、下段部品630は、圧電基板635と、IDT電極636と、支持層637と、カバー部材638と、柱状電極639aと、電極パッド639bとを備える。なお、下段部品630は、第1部品の一例であり、実施の形態1などと同様に、下面631と、上面632と、接続端子633及び634とを有する。
圧電基板635は、少なくとも下面631側の表面に圧電性を有する基板である。IDT電極636は、圧電基板635の下面631側の表面に設けられており、電極パッド639bと電気的に接続されている。IDT電極636は、例えばCu、Al若しくはPtの単層膜若しくは積層膜、又は、これらの合金を含む櫛歯状電極である。
支持層637は、IDT電極636を囲むように形成された支持部材である。支持層637は、カバー部材638を支持する。また、支持層637は、電極パッド639bを覆っている。支持層637には、電極パッド639bの一部を露出させる貫通孔が設けられており、当該貫通孔を埋めるように柱状電極649aが設けられている。支持層637は、例えば、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテン(BCB)、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、金属及び酸化ケイ素の少なくとも1つを含む材料を用いて形成されている。
カバー部材638は、圧電基板635の下面(すなわち、IDT電極636が設けられた面)に対向して設けられている。カバー部材638は、支持層637に支持されることによって、圧電基板635との間に空間638aを形成している。つまり、カバー部材638と圧電基板635とは離れて配置されており、空間638a内にIDT電極636が設けられている。カバー部材638は、例えば、エポキシ、ウレタン、フェノール、ポリエステル、BCB及びPBOの少なくとも1つを含む材料を用いて形成されている。
柱状電極639aは、電極パッド639bと接続端子633とを電気的に接続している。柱状電極639aは、例えば、Cu/Ni合金又はNi/Au合金などを用いて形成されている。電極パッド639bは、IDT電極636に電気的に接続されている。電極パッド639bは、例えば、IDT電極636と同じ材料を用いて形成されている。電極パッド639bは、異なる導電性材料を用いて形成された薄膜の積層構造を有してもよい。
上段部品640は、圧電基板645と、IDT電極646と、支持層647と、カバー部材648と、柱状電極649aと、電極パッド649bとを備える。なお、上段部品640は、第2部品の一例であり、実施の形態1などと同様に、下面641と、接続端子643及び644とを有する。上段部品640は、下段部品630と同様の構成を有する。具体的には、圧電基板645、IDT電極646、支持層647、カバー部材648、柱状電極649a及び電極パッド649bはそれぞれ、圧電基板635、IDT電極636、支持層637、カバー部材638、柱状電極639a及び電極パッド649bに対応している。
以上のように、本変形例では、下段部品630の下面631には、IDT電極636が設けられていない。下面631は、カバー部材638の主面に相当している。IDT電極636は、下段部品630の上面632に設けられておらず、下段部品630の内部に位置している。上段部品640についても同様に、IDT電極646は、圧電基板645とカバー部材648との間に形成される空間648a内に配置されており、上段部品640の下面641には設けられていない。
本変形例によれば、IDT電極636及び646の各々がカバー部材638及び648で覆われているので、外部との直接的な接触を避けることができ、保護性能を高めることができる。なお、各実施の形態で示したように、下面にIDT電極が露出している場合には、カバー部材638及び柱状電極639aを備えなくてよいので、構成を簡素化することができている。
(他の実施の形態)
以上、1つ又は複数の態様に係る高周波モジュールについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
例えば、上段部品の接続端子は、ビア導体ではなく、下段部品の側面に沿って設けられた側面電極を介して基板に電気的に接続されてもよい。同様に、上段部品の接続端子が接続された配線は、ワイヤではなく、下段部品の側面に沿って設けられた側面電極を介して基板に電気的に接続されてもよい。
また、例えば、基板の片面のみに回路部品が実装されていてもよい。例えば、実施の形態1に係る高周波モジュール1は、部品80を備えなくてもよい。
また、例えば、積層部品は、3段以上の積層構造を有してもよい。この場合、最上段の部品を除く残りの部品の少なくとも1つの上面に配線が設けられている。あるいは、最上段の部品を除く全ての部品の上面に配線が設けられていてもよい。
また、例えば、各部品に含まれる弾性波フィルタは、ローパスフィルタ又はハイパスフィルタであってもよい。
また、例えば、各実施の形態及びその変形例に係る高周波モジュールにおいて、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上に、他の回路素子及び配線などが挿入されていてもよい。
また、上記の各実施の形態は、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本発明は、小型の高周波モジュールとして利用でき、例えば、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することができる。
1、2、3、301、302、401、501、601 高周波モジュール
10 基板
11、12 実装面
13 接続端子
20、320、520、620 積層部品
30、330、530、630 下段部品
31、41、331、531、541、546、631、641 下面
32、332、532、632 上面
33、33a、33b、33c、33d、34、34a、34b、34c、34d、43、43a、43b、43c、44、44a、44b、44c、73、74、83、84、543、544、548、549、633、634、643、644 接続端子
35、35a、35b、35c、35d ビア導体
40、340、540、545、640 上段部品
50、50a、50b、50c、50d、51、350、351、550、551、552 配線
60、60a、60b、360、361、560、561、562 ワイヤ
70、80 部品
90 キャップ部材
91 封止部材
110、380 スイッチ回路
111、141、142 共通端子
112、113 選択端子
121、122、123、124 フィルタ
121a、121b、122a、122b、123a、123b、124a、124b、151、152、153、154 端子
131、132、133、134、135、136、235 インダクタ
371 増幅回路
635、645 圧電基板
636、646 IDT電極
637、647 支持層
638、648 カバー部材
638a、648a 空間
639a、649a 柱状電極
639b、649b 電極パッド
ANT アンテナ素子

Claims (11)

  1. 第1実装面を有する基板と、
    前記第1実装面に配置された第1積層部品と、
    第1配線とを備え、
    前記第1積層部品は、
    第1部品と、
    前記第1部品上に配置された第2部品とを含み、
    前記第1部品は、
    前記第1実装面に対向する第1面、及び、当該第1面に背向する第2面と、
    前記第1面に設けられた第1接続端子とを有し、
    前記第2部品は、
    前記第2面に対向する第3面と、
    前記第3面に設けられた第2接続端子とを有し、
    前記第1配線は、前記第2面に設けられ、かつ、前記第2接続端子が接続されており、
    前記第1配線は、前記第1実装面に設けられた、前記第1部品及び前記第2部品とは異なる部品にワイヤボンディング接続されている
    高周波モジュール。
  2. 前記第1部品は、第1弾性波フィルタを含み、
    前記第2部品は、第2弾性波フィルタを含み、
    前記第1弾性波フィルタの入力端子又は出力端子である第1端子と、前記第2弾性波フィルタの入力端子又は出力端子である第2端子とは、前記第1積層部品内で電気的に接続されている
    請求項1に記載の高周波モジュール。
  3. 前記第1配線の少なくとも一部は、インダクタであり、
    前記インダクタは、前記第1弾性波フィルタ及び前記第2弾性波フィルタのいずれか一方の入力端子又は出力端子に接続された整合回路である
    請求項に記載の高周波モジュール。
  4. 前記第1部品は、第1弾性波フィルタを含み、又は、第1集積回路若しくは第1集積受動デバイスであり、
    前記第2部品は、第2弾性波フィルタを含み、又は、第2集積回路若しくは第2集積受動デバイスである
    請求項1に記載の高周波モジュール。
  5. 前記第1部品は、さらに、前記第1部品を貫通するビア導体を有し、
    前記ビア導体は、前記第1接続端子と、前記第2部品の第3接続端子とを電気的に接続する
    請求項1〜のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  6. さらに、前記第1実装面上に配置された第2積層部品を備え、
    前記第2積層部品は、
    第3部品と、
    前記第3部品上に配置された第4部品とを含み、
    前記第3部品は、
    前記第1実装面に対向する第4面、及び、当該第4面に背向する第5面と、
    前記第5面に設けられた第2配線とを有し、
    前記第2配線は、前記第2面に設けられた配線にワイヤボンディング接続されている
    請求項1〜のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  7. 前記基板は、前記第1実装面に背向する第2実装面を有し、
    前記高周波モジュールは、さらに、前記第2実装面に設けられた第3集積回路を備える
    請求項1〜のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  8. 前記高周波モジュールは、
    弾性波フィルタと、
    アンテナ素子と前記弾性波フィルタとの間に配置された第1スイッチ回路と、
    第2スイッチ回路と、
    前記第2スイッチ回路と前記弾性波フィルタとの間に配置された増幅回路と、
    前記弾性波フィルタと前記増幅回路との間に配置された整合回路とを有し、
    前記弾性波フィルタ、前記第1スイッチ回路及び前記整合回路は、前記第1実装面側に配置され、
    前記弾性波フィルタは、前記第1部品又は前記第2部品に含まれ、
    前記増幅回路及び前記第2スイッチ回路は、前記第3集積回路に含まれている
    請求項に記載の高周波モジュール。
  9. 前記整合回路は、前記第2実装面側に配置されている
    請求項に記載の高周波モジュール。
  10. 前記第1積層部品は、さらに、前記第1部品上に配置された第5部品を有し、
    前記第2部品及び前記第5部品の各々は、弾性波フィルタを含む
    請求項1〜のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  11. 前記第5部品は、
    前記第2面に対向する第6面と、
    前記第6面に設けられた第4接続端子を有し、
    前記第1配線は、前記第2接続端子と前記第4接続端子とを接続している
    請求項10に記載の高周波モジュール。
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