KR100880800B1 - 고주파 모듈 - Google Patents

고주파 모듈

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KR100880800B1
KR100880800B1 KR1020077022659A KR20077022659A KR100880800B1 KR 100880800 B1 KR100880800 B1 KR 100880800B1 KR 1020077022659 A KR1020077022659 A KR 1020077022659A KR 20077022659 A KR20077022659 A KR 20077022659A KR 100880800 B1 KR100880800 B1 KR 100880800B1
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terminal
antenna terminal
antenna
high frequency
frequency module
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토시히로 호소카와
카즈아키 히가시바타
츠요시 스에사다
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

고주파 모듈은 제1주파수대를 이용한 제1무선시스템을 구성하는 회로소자의 적어도 일부분과, 제2주파수대를 이용한 제2무선시스템을 구성하는 회로소자의 적어도 일부분이 일체적으로 형성된 고주파 모듈에 있어서, 복수의 유전체층이 적층된 다층기판(3)과, 다층기판(3)의 제1의 표면에 배치되어, 제1의 표면을 구성하고 있는 4개의 변 중, 제1의 변(15)에 따르도록 복수의 단자(21,25a~25d)가 배열된 제1의 단자군(31)과, 제1의 표면에 배치되어, 제1의 변(15)과는 다른 제2의 변(16)에 따르도록 복수의 단자(22,25d,26a,26b)가 배열된 제2의 단자군(32)을 구비한다. 제1의 단자군(31)은 제1무선시스템의 제1안테나단자(21)를 포함하며, 제2의 단자군(32)은 제2무선시스템의 제2안테나단자(22)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
고주파 모듈, 회로소자, 안테나단자, 무선시스템, 도체

Description

고주파 모듈{HIGH FREQUENCY MODULE}
본 발명은 고주파 모듈에 관한 것이다. 특히, 내부에 저항이나 코일 등이 형성된 다층기판을 구비하는 고주파 모듈에 관한 것이다.
최근에 있어서는, 휴대전화나 무선LAN(Local Area Network)과 같은 무선기기에 있어서, 고기능화와 소형화가 진행되고 있다. 고기능화 중에서, 복수의 주파수대의 신호를 하나의 무선기기로 취급할 수 있는 무선기기가 개발되고 있다. 복수의 주파수대를 취급하는 무선기기의 소형화를 도모하기 위해, 복수의 무선시스템의 일부분, 특히 프론트엔드부분이 1개의 패키지에 배치된 무선모듈이 검토되고 있다.
예를 들면, 일본국 특허공개 2000-349586호 공보에 있어서는, 2개의 분파기와, 분파기와 외부회로를 접속하기 위한 접속단자군으로 구성되며, 접속단자군이 외부안테나와 접속하기 위한 안테나용 단자군과, 외부회로와 접속하기 위한 송신단자군 및 수신단자군으로 이루어지는 안테나분파기가 개시되어 있다. 이 안테나분파기에 있어서는, 안테나용 단자군, 송신단자군 및 수신단자군이 배치되어 있는 영역이 서로 교차하지 않고 평면적으로 분리되어 있는 것이 개시되어 있다. 안테나분파기는 800MHz대용의 안테나단자와, 1.9GHz대용의 안테나단자를 구비한다. 안테나단자군은 평면형상의 직사각형의 1변에 따른 영역에 근접배치되어 있다. 이 안테나분 파기에 의하면, 충분한 주파수특성을 유지한 채, 2개의 분파기를 1개의 패키지에 수용한 안테나분파기의 소형화를 도모할 수 있다고 개시되어 있다. 또한, 제조의 용이화를 도모할 수 있다고 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특허공개 2000-349568호 공보
상기의 일본국 특허공개 2000-349586호 공보에 개시된 안테나분파기에 있어서는, 2개의 다른 주파수대에 대응한 2개의 안테나단자가 안테나분파기의 표면에 있어서, 평면형상인 직사각형의 동일한 변에 따른 영역에 배치되어 있다. 이 안테나 분파기에 있어서는, 다른 주파수대에 대응한 안테나단자끼리의 물리적인 거리가 가까워져, 안테나단자끼리의 분리특성(아이솔레이션특성)이 악화한다고 하는 문제가 있었다. 즉, 안테나단자끼리의 사이에서 크로스토크가 생겨 노이즈가 혼입한다고 하는 문제가 있었다.
또한, 복수의 안테나단자끼리의 거리가 가깝기 때문에, 각각의 안테나단자에 접속되는 모듈기판의 내부의 배선간끼리의 물리적인 거리가 가까워져버린다. 이 결과, 모듈기판의 내부의 배선끼리의 분리특성이 악화하여, 배선끼리의 사이에 크로스토크가 생긴다고 하는 문제가 있었다.
또한, 모듈기판의 내부의 배선은 안테나단자가 형성되어 있는 영역의 가장자리에 수직방향으로 연장하도록 형성된다. 따라서, 각각의 안테나단자에 접속되는 배선이 연장하는 방향이 서로 평행해진다. 이 때문에, 모듈기판 내부의 배선끼리의 크로스토크가 생기기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
또한, 상기의 안테나분파기는 예를 들면 프린트 배선기판 등의 모듈실장기판의 표면에 배치된다. 각각의 단자는 모듈실장기판에 형성된 단자에 솔더 등에 의해 접속된다. 이때에 모듈실장기판의 표면에 형성된 배선끼리의 물리적인 거리가 가까워져, 분리특성이 악화한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 복수의 안테나단자를 구비하고, 분리특성이 우수한 고주파 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 기초하는 고주파 모듈은 제1주파수대를 이용한 제1무선시스템을 구성하는 회로소자의 적어도 일부분과, 제2주파수대를 이용한 제2무선시스템을 구성하는 회로소자의 적어도 일부분이 일체적으로 형성된 고주파 모듈에 있어서, 직방체상의 소체로 구성되어 있으며, 능동소자 및 수동소자 중 적어도 한쪽을 가지는 기판과, 상기 기판의 제1의 표면에 배치되어, 상기 제1의 표면을 구성하고 있는 4개의 변 중, 제1의 변에 따르도록 복수의 단자가 배열된 제1의 단자군과, 상기 제1의 표면에 배치되어, 상기 제1의 변과는 다른 제2의 변에 따르도록 복수의 단자가 배열된 제2의 단자군을 구비한다. 그리고, 상기 제1의 단자군은 상기 제1무선시스템의 제1안테나단자를 포함하며, 상기 제2의 단자군은 상기 제2무선시스템의 제2안테나단자를 포함한다. 이 구성을 채용함으로써, 각각의 무선시스템의 분리특성이 우수한 고주파 모듈을 제공할 수 있다.
상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 기판은 복수의 유전체층이 적층되어 직방체상의 형상을 가지는 다층기판이다. 이 구성을 채용함으로써, 기판내에도 각 회로소자를 구성하는 수동소자를 3차원적으로 내장하는 것이 가능해져, 소형 및 고밀도의 고주파 모듈을 얻을 수 있다.
상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제2의 단자군은 상기 제1의 변에 인접하는 상기 제2의 변에 따르도록 형성되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 상기 제1안테나단자에 접속되는 배선 및 상기 제2안테나단자에 접속되는 배선이 연장하는 방향이 서로 수직이 되어, 상기 배선끼리의 상기 분리특성을 보다 우수한 것으로 할 수 있다.
상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제2안테나단자는 상기 제2의 변이 연장하는 방향에 있어서, 상기 제1의 변보다도 상기 제1의 변에 대향하는 제3의 변 쪽에 가까워지도록 배치되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 상기 제1안테나단자와 상기 제2안테나단자의 거리를 크게 할 수 있어, 분리특성을 향상시킬 수 있다.
상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제1의 표면에 있어서, 상기 제1안테나단자와 상기 제2안테나단자 사이에 캐비티(cavity)가 형성되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 상기 제1안테나단자와 상기 제2안테나단자 사이에, 예를 들면 공기와 같이 기판과는 다른층을 개입시킬 수 있어, 상기 분리특성을 보다 우수한 것으로 할 수 있다.
상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제1의 표면에 있어서, 상기 제1안테나단자와 상기 제2안테나단자 사이에 그라운드단자가 배치되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 상기 제1안테나단자와 상기 제2안테나단자 사이에 그라운드, 즉 전자기적인 실드가 되는 전극을 끼울 수 있으며, 상기 분리특성을 보다 우수한 것으로 할 수 있다.
상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제1의 표면과 반대측의 제2의 표면에 상기 수동소자 또는 상기 능동소자를 구성하는 실장부품을 구비하며, 상기 제1안테나단자 및 상기 제2안테나단자 중 적어도 한쪽은 상기 다층기판을 상기 유전체층의 적층방향에 관통하는 비아홀도체에 의해, 상기 유전체층의 적층방향에 대하여 수직방향으로 연장하는 면내도체를 통하지 않고, 상기 다층기판의 표면에 배치된 실장부품에 접속되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 상기 다층기판의 내부에 있어서, 상기 제1안테나단자에 접속되는 배선과 상기 제2안테나단자에 접속되는 배선이 끌려가는 것을 회피할 수 있으며, 상기 분리특성을 보다 우수한 것으로 할 수 있다.
<발명의 효과>
본 발명은 복수의 안테나단자를 구비하고, 분리특성이 우수한 고주파 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 실시의 형태 1에 있어서의 제1의 고주파 모듈과 프린트 배선기판의 개략 단면도이다.
도 2는 실시의 형태 1에 있어서의 제1의 고주파 모듈과 프린트 배선기판의 개략 평면도이다.
도 3은 실시의 형태 1에 있어서의 고주파 모듈의 하면도이다.
도 4는 실시의 형태 1에 있어서의 고주파 모듈에서 외케이스를 떼어내었을 때의 개략 평면도이다.
도 5는 실시의 형태 1에 있어서의 제1의 무선시스템의 개략 구성도이다.
도 6은 실시의 형태 1에 있어서의 제1의 유전체층의 투시도이다.
도 7은 실시의 형태 1에 있어서의 제2의 유전체층의 평면도이다.
도 8은 실시의 형태 1에 있어서의 제3의 유전체층의 평면도이다.
도 9는 실시의 형태 1에 있어서의 제4의 유전체층의 개략 평면도이다.
도 10은 실시의 형태 1에 있어서의 제5의 유전체층의 개략 평면도이다.
도 11은 실시의 형태 1에 있어서의 제6의 유전체층의 개략 평면도이다.
도 12는 실시의 형태 1에 있어서의 제7의 유전체층의 개략 평면도이다.
도 13은 실시의 형태 1에 있어서의 제2의 무선시스템의 개략 구성도이다.
도 14는 실시의 형태 1에 있어서의 제2의 고주파 모듈의 개략 사시도이다.
도 15는 실시의 형태 2에 있어서의 고주파 모듈에서 외케이스를 떼어내었을 때의 개략 평면도이다.
도 16은 실시의 형태 2에 있어서의 고주파 모듈의 개략 하면도이다.
도 17은 실시의 형태 3에 있어서의 고주파 모듈의 개략 단면도이다.
도 18은 실시의 형태 3에 있어서의 고주파 모듈의 개략 하면도이다.
<부호의 설명>
1: 프린트 배선기판 2a~2g: 유전체층
3: 다층기판 4: 내부소자
5, 6a, 6b: 외부소자 7: 외케이스
8: 배선전극 10: 솔더
11, 11a, 11b: 고주파 모듈 15: 제1의 변
16: 제2의 변 17: 제3의 변
21: 제1안테나단자 22: 제2안테나단자
25a~25d, 26a, 26b, 27~30: 단자 31: 제1의 단자군
32: 제2의 단자군 41: 제1의 안테나배선
42: 제2의 안테나배선 51a~51g, 52a~52g: 비아홀도체
61a: 제1안테나 62a, 62b: 제2안테나
63a: 제1프론트엔드부 64a, 64b: 제2프론트엔드부
71a: 제1무선시스템(BlueTooth) 72a: 제2무선시스템(FM라디오)
72b: 제2무선시스템(W-LAN) 81,87: 다층기판
82a, 82b: IC칩 83a~83c: 외부소자
84, 98: 제1안테나단자 85, 99: 제2안테나단자
86, 89, 90: 단자 88: 캐비티
91: 외케이스 92: 그라운드단자
93~97: 화살표 101, 102: 중심선
(실시의 형태 1)
도 1에서 도 14를 참조하여, 본 발명에 기초하는 실시의 형태 1에 있어서의 고주파 모듈에 대하여 설명한다.
도 1은 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈을 모듈실장기판에 배치했을 때의 개략 단면도이다. 도 2는 고주파 모듈을 모듈실장기판에 배치했을 때의 개략 평면도이다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 모듈실장기판으로서의 프린트 배선기판(1)의 표면에 형성된 배선전극(8)의 상면에, 솔더(10) 등의 접합재를 통하여, 고주파 모듈(11)의 제1의 표면에 형성된 복수의 단자가 전기적으로 접속되어, 이것에 의해, 고주파 모듈(11)이 고정되어 있다.
고주파 모듈(11)은 다층기판(3)을 소체로 하고 있으며, 다층기판(3)은 유전체층(2a~2g)을 적층하여 이루어진다. 각각의 유전체층(2a~2g)에는, 저항, 커패시터, 코일 등의 수동소자가 내부소자(4)로서 형성되어 있다. 내부소자(4)는 각각의 유전체층(2a~2g)의 표면에 형성되어, 각각의 유전체층(2a~2g)의 표면에 배치되며, 각 유전체층의 적층방향에 대하여 수직방향으로 연장한 면내도체에 의해 형성되어 있다. 또한, 각각의 유전체층(2a~2g)의 표면에 형성된 내부소자(4)는 각각의 유전체층(2a~2g)을 관통하여 형성된 층간접속도체(비아홀도체)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 다층기판(3)은 복수의 유전체세라믹층을 적층한 것이 바람직하지만, 수지층을 적층한 것이어도 좋다. 또한, 자성체층을 포함하는 것이어도 좋다. 또한, 다층기판(3)은 세라믹이나 수지의 단층구조의 기판이어도 좋다.
특히, 다층기판(3)은 저온소성세라믹(LTCC: Low Temperature Co-fired Ceramic)재료를 소성하여 이루어지는 유전체세라믹층을 적층하여 이루어지는 세라믹다층기판인 것이 바람직하다. 또한, 저온소성세라믹재료란, 1050℃이하의 온도에서 소결가능하며, 비저항이 적은 은이나 동 등과 동시 소성이 가능한 세라믹재료이다. 구체적으로는, 알루미나나 포스테라이트 등의 세라믹분말에 붕규산계 유리를 혼합하여 이루어지는 유리복합계 LTCC재료, ZnO-MgO-Al2O3-SiO2계의 결정화유리를 이용한 결정화유리계 LTCC재료, BaO-Al2O3-SiO2계 세라믹분말이나 Al2O3-CaO-SiO2-MgO-B2O3계 세라믹분말 등을 이용한 비유리계 LTCC재료 등을 들 수 있다. 다층기판(3)의 재료로서 저온소성세라믹재료를 이용함으로써, 이것과 동시 소성되는 면내도체나 비아홀도체의 재료로서, 은이나 동과 같은 저저항의 저융점 금속재료를 이용할 수 있으며, 다층기판(3)과 면내도체나 비아홀도체를 1050℃이하의 비교적 저온에서 동시 소성할 수 있다.
다층기판(3)은 복수의 유전체층(2a~2g)이 적층되어, 직방체의 형상을 가진다. 다층기판(3)의 주면 중 프린트 배선기판(1)측의 제1의 표면과 반대측의 제2의 표면에는, 실장부품이 배치되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서는, 표면에 배치되는 실장부품으로서, 외부소자(5,6a,6b)가 배치되어 있다. 각각의 외부소자(5,6a,6b)는 다층기판(3)의 제2의 표면에 형성된 단자에, 솔더나 도전성접착제 등에 의해 접속고정되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서는, 외부소자(6a,6b)로서, 저항이나 코일, 커패시터 등의 수동소자가 배치되어 있다. 또한, 외부소자(5)로서, IC(Integrated Circuit)칩 등의 능동소자가 배치되어 있다.
본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈은 다층기판(3)에 고정된 외케이스(7)를 포함한다. 외케이스(7)는 외부소자(5,6a,6b)를 덮도록 상자형으로 형성되어 있다. 다층기판(3)의 프린트 배선기판(1)과 대향하는 제1의 표면에는, 전극패드로서 복수의 단자(21)가 형성되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서, 단자(21)는 막 형상으로 형성되어 있다. 단자(21)는 프린트 배선기판(1)의 표면에 형성된 배선전극(8)과 솔더(10)에 의해 접속되어 있다.
도 2를 참조하여, 본 실시의 형태에 있어서는, 프린트 배선기판(1)의 표면에, 고주파 모듈(11)을 중심으로 하여, 방사상으로 넓어지도록 배선전극(8)이 배치되어 있다. 배선전극(8)은 금속박 등에 의해 프린트 배선기판(1)의 표면에 막형상으로 형성되어 있다.
도 3에, 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈의 하면도를 나타낸다. 다층기판(3)의 프린트 배선기판(1)과 대향하는 제1의 표면에는, 프린트 배선기판과 전기적으로 접속을 행하기 위한 제1의 단자군(31)과 제2의 단자군(32)이 형성되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서는, 각각의 단자가 다층기판(3)의 하면의 외연에 따르도록 배열되어 있다. 제1의 단자군(31)은 복수의 단자(21,25a~25d)를 포함한다. 제2의 단자군(32)은 복수의 단자(22,25d,26a,26b)를 포함한다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 고주파 모듈의 하면의 형상은 사각형상, 또한 구체적으로 말하면 직사각형상이며, 4개의 변, 즉, 제1의 변(15), 제1의 변에 인접하는 제2의 변(16), 및 제1의 변에 대향하는 제3의 변(17), 제2의 변에 대향하는 제4의 변을 가진다.
제1의 단자군(31)은 다층기판(3)의 하면의 형상의 사각형 중, 즉 제1의 표면을 구성하고 있는 4개의 변 중, 제1의 변(15)에 따르도록, 복수의 단자가 직선상으로 배열된 단자군이다. 즉, 단자(21,25a~25d)는 제1의 변(15)에 평행하게 배열되어 있다. 또한, 단자(21,25a~25d)는 다층기판(3)의 외연의 근방에, 외연에서 작은 갭을 통하여 배열되어 있다.
제2의 단자군(32)은 다층기판(3)의 하면의 형상의 사각형 중, 즉 제1의 표면을 구성하고 있는 4개의 변 중, 제2의 변(16)에 따르도록, 복수의 단자가 직선상으로 배열된 단자군이다. 즉, 단자(22,25d,26a,26b)는 제2의 변(16)에 평행하게 배열되어 있다. 또한, 각각의 단자(22,25d,26a,26b)는 다층기판(3)의 외연의 근방에, 외연에서 작은 갭을 통하여 배열되어 있다. 이것에 의해, 제2의 단자군(32)을 구성하는 각 단자의 중심을 연결하는 가상직선은 제1의 단자군(31)을 구성하는 각 단자의 중심을 연결하는 가상직선과 직교하게 된다.
본 실시의 형태에 있어서는, 각각의 단자(21,22,25a~25d,26a,26b)는 평면형상이 사각형이 되도록 형성되어 있다. 각각의 단자(21,22,25a~25d,26a,26b)는 막형상으로 형성되어 있다. 각각의 단자(21,22,25a~25d,26a.26b)는 다층기판(3)의 내부에 형성된 내부소자(4)나, 다층기판(3)의 외부에 배치된 외부소자(5,6a,6b)와 전기적으로 접속되어 있다(도 1 참조). 또한, 단자전극의 평면형상은 직사각형상이나 정사각형상으로 되어 있어도 좋으며, 원형상으로 되어 있어도 좋다. 또한, 단자는 상술과 같이 막형상으로 형성된 금속막에 의해 형성되어 있어도 되지만, 다층기판(3)내에 형성된 비아홀도체의 노출면을 단자로서 이용할 수도 있다.
본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈은 제1의 주파수대의 신호를 이용하는 제1무선시스템의 일부와, 상기 제1의 주파수대와는 다른 제2주파수대의 신호를 이용하는 제2무선시스템의 일부가 일체적으로 형성되어 있다.
도 5에, 본 실시의 형태에 있어서의 무선시스템의 개략 구성도를 나타낸다. 본 실시의 형태에 있어서, 제1무선시스템(71a)은 BlueTooth(등록상표)의 무선시스 템이다. 제2무선시스템(72a)은 FM라디오이다.
제1무선시스템(71a)은 제1안테나(61a)와, 제1안테나(61a)에 접속된 제1프론트엔드부(63a)를 포함한다. 제2무선시스템(72a)은 제2안테나(62a)와, 제2안테나(62a)에 접속된 제2프론트엔드부(64a)를 포함한다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서, 각 무선시스템은 고주파신호를 처리하기 위한 프론트엔드부 외에, 연산처리부나 메모리부를 포함하고 있어도 좋다. 프론트엔드부, 신호연산부, 메모리부는 커패시터나 인덕터 등의 수동소자, IC칩과 같은 능동소자에 의해 형성된다.
제1무선시스템(71a)은 화살표(93) 및 화살표(94)로 나타내는 바와 같이, 제1안테나(61a)와 제1프론트엔드부(63a)에서, 제1의 주파수대의 신호를 송수신하도록 형성되어 있다. 또한, 제2무선시스템(72a)은 화살표(95)로 나타내는 바와 같이, 제2안테나(62a)와 제2프론트엔드부(64a)에서, 제2의 주파수대의 신호를 수신하도록 형성되어 있다.
도 5에 있어서, 고주파 모듈(11a)은 제1프론트엔드부(63a)와 제2프론트엔드부(64a)를 포함한다. 이와 같이, 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈은 2개의 다른 주파수대의 신호의 송신 또는 수신을 행할 수 있도록 형성되어 있다.
도 3을 참조하여, 본 실시의 형태에 있어서의 제1의 단자군(31)은 제1무선시스템의 제1안테나단자(21)를 포함한다. 제1안테나단자(21)는 제1안테나(61a)에 접속되는 단자이다. 제2의 단자군(32)은 제2무선시스템의 제2안테나단자(22)를 포함한다. 제2안테나단자(22)는 제2안테나(62a)에 접속되는 단자이다.
본 실시의 형태에 있어서는, 제1안테나단자(21)와 제2안테나단자(22)는 평면 적으로 보아, 제1의 표면의 외연의 근방에 배치되어, 각각이 서로 다른 변에 형성되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서는, 다층기판의 하면이 사각형의 형상으로 형성되고, 사각형의 제1의 변(15)의 근방에 제1안테나단자(21)가 배치되어, 이것에 인접하는 제2의 변(16)의 근방에 제2안테나단자(22)가 형성되어 있다.
삭제
도 4에, 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈의 외케이스를 떼어내었을 때의 개략 평면도를 나타낸다. 다층기판(3)의 표면에는, 외부소자(5,6a~6d)가 배치되어 있다.
도 6에서 도 12에, 다층기판의 각각의 유전체층의 개략 평면도를 나타낸다. 도 1을 참조하여, 다층기판(3)은 프린트 배선기판(1)이 배치되어 있는 측에서 유전체층(2a), 유전체층(2b), 유전체층(2c)의 순서로 적층된 구성을 가진다.
도 6은 유전체층(2a)을 상측에서 보았을 때의 투시도이다. 유전체층(2a)의 표면에는, 제1안테나단자(21)와 제2안테나단자(22)가 배치되어 있다. 유전체층(2a)에는, 제1안테나단자(21)가 배치되는 위치에, 유전체층(2a)을 관통하도록 비아홀도 체(51a)가 형성되어 있다. 또한, 제2안테나단자(22)가 배치되어 있는 위치에, 유전체층(2a)을 관통하도록 비아홀도체(52a)가 형성되어 있다.
도 7에서 도 12는 다층기판에 포함되는 각각의 유전체층의 평면도이다. 본 실시의 형태에 있어서는, 각각의 유전체층(2b~2g)의 표면에 수동소자를 구성하는 면내도체나 비아홀도체가 형성되어 있다. 각각의 유전체층(2b~2g)에는, 제1안테나단자(21)의 바로 위에, 각각의 유전체층(2b~2g)을 관통하는 비아홀도체(51b~51g)가 형성되어 있다. 또한, 유전체층(2b~2g)에는, 제2안테나단자(22)의 바로 위에, 각각의 유전체층(2b~2g)을 관통하는 비아홀도체(52b~52g)가 형성되어 있다. 각각의 비아홀도체(51a~51g,52a~52g)는 도전성수지나 금속으로 형성되어 있다.
도 6에서 도 12를 참조하여, 각각의 비아홀도체(51a~51g,52a~52g)는 각각의 유전체층을 관통하여, 다층기판의 하면에 배치된 단자(21,22)(도 6 참조)와 다층기판의 상면에 배치된 단자(27,28)(도 12 참조)가 도통하도록 형성되어 있다.
제1안테나단자(21)는 다층기판을 관통하는 서로 도통한 복수의 비아홀도체(51a~51g)에 의해, 면내도체를 통하지 않고, 다층기판의 표면에 배치된 실장부품과 전기적으로 접속되어 있다. 각각의 유전체층의 표면에는, 선상으로 면내도체가 형성되어, 전기적으로 다른 수동소자와 접속되는 경우가 있다. 즉, 유전체층의 주표면에 평행하게 연장하는 면내도체를 통하여, 제1안테나단자(21)와, 다층기판의 표면에 배치된 실장부품이 접속되는 경우가 있다.
그러나, 본 실시의 형태에 있어서의 제1안테나단자(21)는 비아홀도체(51a~51g)만에 의해, 다층기판의 반대측의 표면에 배치된 실장부품에 접속되어 있다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서의 제2안테나단자(22)도 마찬가지로, 비아홀도체(52a~52g)만에 의해, 다층기판의 반대측의 표면에 배치된 실장부품에 접속되어 있다. 즉, 각 안테나단자는 동일 유전체층의 표면에서 서로 평행해지는 면내도체를 통하지 않고, 다층기판내에서 배선되어 있다.
본 실시의 형태에 있어서는, 직방체상의 다층기판의 제1의 표면에 배치되어, 제1의 표면을 구성하고 있는 4개의 변 중 제1의 변에 따르도록 복수의 단자가 배열된 제1의 단자군과, 제1의 변은 다른 제2의 변에 따르도록 복수의 단자가 배열된 제2의 단자군을 구비하고, 제1의 단자군은 제1무선시스템의 제1안테나단자를 포함하며, 제2의 단자군은 제2무선시스템의 제2안테나단자를 포함한다. 이 구성을 채용함으로써, 제1안테나단자와 제2안테나단자의 거리를 길게 할 수 있으며, 또한, 프린트 배선기판에 형성되는 배선전극을 제1안테나단자에 접속되는 배선전극과 제2안테나단자에 접속되는 배선전극이 평행하고 또한 인접하지 않도록 구성할 수 있으므로, 각 안테나단자나 각 배선전극을 전파하는 신호가 전자계를 통하여 서로 영향을 주는 것을 억제하고, 그 결과 각 안테나단자를 전파하는 신호의 아이솔레이션특성(분리특성)을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 평면적으로 보았을 때에, 제2의 단자군이 제1의 변에 인접하는 제2의 변에 따르도록 형성되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 다층기판의 내부에 형성되는 배선끼리나, 모듈실장기판의 표면에 형성되는 배선전극끼리의 연장하는 방향이 각 안테나단자의 근방에서 서로 평행해지는 것을 회피할 수 있으며, 다층기판의 내부에 형성되는 면내도체끼리, 또는, 모듈실장기판에 있어서의 배선전극끼리의 전자기적인 결합이 생기기 어려워져, 그 결과, 더욱 분리특성을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 도 2를 참조하여, 고주파 모듈(11)이 프린트 배선기판(1)에 배치되었을 때에, 고주파 모듈(11)에 접속되는 배선전극(8)은 고주파 모듈(11)을 중심으로 하여, 외측을 향하여 연장하도록 배치되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈과 같이, 제1안테나단자(21)와 제2안테나단자(22)가 서로 이웃하는 다른 변에 배치됨으로써, 제1의 안테나배선(41)이 연장하는 방향과 제2의 안테나배선(42)이 연장하는 방향이 평행해지는 것을 회피할 수 있다. 이 때문에, 제1의 안테나배선(41)과 제2의 안테나배선(42)의 크로스토크를 억제할 수 있어, 분리특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 제2안테나단자가 제2의 변에 연장하는 방향에 있어서, 제1의 변보다도 제1의 변에 대향하는 제3의 변에 가까워지도록 배치되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 제1안테나단자(21)와 제2안테나단자(22)의 거리, 또는 프린트 배선기판에 형성되는 제1안테나단자에 접속되는 배선전극과 제2안테나단자에 접속되는 배선전극의 거리를 더 길게 할 수 있으며, 각 안테나단자의 사이에 다른 단자 등을 개재시키는 것이 용이해져, 보다 분리특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 제1안테나단자와 제2안테나단자가 다층기판을 관통하는 비아홀도체에 의해, 면내도체를 통하지 않고, 다층기판의 표면에 배치된 실장부품에 접속되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 다층기판의 내부에 형성된 면내도체가 연장하는 방향이 유전체층의 표면에서 평행해지는 것을 회피할 수 있어, 다층기판의 내부에 있어서의 크로스토크를 억제할 수 있다. 이 결과, 분리특성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 실시의 형태에 있어서는, 제1안테나단자 및 제2안테나단자의 양쪽에 대하여, 비아홀도체만에 의해 다층기판의 표면의 실장부품에 접속되어 있지만, 이 형태에 한정되지 않고, 제1안테나단자 및 제2안테나단자 중 적어도 한쪽이 다층기판을 관통하는 비아홀도체만에 의해 표면에 배치된 실장부품에 접속되어 있으면 된다. 여기서 다층기판의 내부에 있어서, 유전체층의 표면에 배치된 면내도체가 서로 크로스토크가 생기지 않는 정도의 길이로 비아홀도체에서 연장되어 있어도 무방하다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 제1의 무선시스템으로서, BlueTooth(주파수 2402~2480MHz)의 시스템이 이용되며, 제2무선시스템으로서, FM라디오(주파수 76~108MHz)가 이용되고 있지만, 이 형태에 한정되지 않고, 사용주파수대가 다른 임의의 시스템에 이용할 수 있다.
예를 들면, 무선LAN에 이용되는 802.11b/g(주파수 2400~2483.5MHz)의 시스템, CDMA(주파수 800MHz대)의 시스템, GSM(주파수 800MHz대, 900MHz대, 1.8GHz대, 또는 1.9GHz대)의 시스템, PDC(800MHz, 1.5GHz)의 시스템, 또는, Felica(등록상표, 주파수 13.56MHz)의 시스템 등 중에서 임의의 2개의 시스템의 일부분을 일체화한 고주파 모듈에 본원 발명을 적용할 수 있다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 2개의 무선시스템의 일부분을 일체화하고 있지만, 이 형태에 한정되지 않고, 3개 이 상의 시스템을 일체화시킨 고주파 모듈에 본원 발명을 적용할 수 있다.
도 13에, 본 실시의 형태에 있어서의 다른 무선시스템의 개략도를 나타낸다. 도 13에 나타내는 무선시스템은 BlueTooth의 시스템이 제1무선시스템(71a)으로서 형성되며, W-LAN시스템이 제2무선시스템(72b)으로서 형성되어 있다. 제2무선시스템(72b)은 제2프론트엔드부(64b)와 제2안테나(62b)를 포함한다. 고주파 모듈(11b)은 제1프론트엔드부(63a)와 제2프론트엔드부(64b)를 포함하도록 형성되어 있다. 제2무선시스템(72b)은 화살표(96)로 나타내는 바와 같이 신호를 수신할 뿐 아니라, 화살표(97)로 나타내는 바와 같이, 신호를 송신할 수 있도록 형성되어 있다. 즉, 2개의 무선시스템의 양쪽이 송수신을 행할 수 있도록 형성되어 있다.
본 실시의 형태에 있어서의 다층기판의 표면에 형성된 단자로서는, 전극패드에 예시되는 바와 같은 다층기판의 제1의 표면에 있어서 각각이 독립한 전극에 한정되지 않고, 다층기판의 측면에서 연통하는 단자여도 무방하다. 즉, 본 발명에 있어서, 안테나단자를 포함하는 단자군은 LGA(Land Grid Array)타입의 단자전극 외에, 도 14에 나타내는 바와 같은 절곡단자전극(foldback terminal electrodes)타입의 단자전극이어도 무방하다.
도 14에, 본 실시의 형태에 있어서의 다른 고주파 모듈의 개략 사시도를 나타낸다. 이 고주파 모듈은 절곡단자(29,30)를 포함한다. 각각의 절곡단자(29,30)는 다층기판(3)의 측면에서 상면을 향하여 연장하도록 형성되어 있다. 이와 같이, 단자로서는, 다층기판의 표면의 2면 이상에 걸쳐서 형성되어 있어도 무방하다.
(실시의 형태 2)
도 15 및 도 16을 참조하여, 본 발명에 기초하는 실시의 형태 2에 있어서의 고주파 모듈에 대하여 설명한다.
도 15는 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈의 윗커버를 제거했을 때의 평면도이다. 도 16은 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈의 하면도이다. 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈은 다층기판(81)을 포함한다. 다층기판(81)을 접속하는 모듈실장기판과 반대측의 표면에는, 2개의 IC칩(82a,82b)이나 적층형 커패시터나 적층형 인덕터와 같은 외부소자(83a~83c) 등이 배치되어 있다.
다층기판(81)의 하면에 있어서는, 복수의 단자(86)가 형성되고, 복수의 단자(86) 중에 제1안테나단자(84)와, 제2안테나단자(85)가 형성되어 있다. 제1안테나단자(84)와 제2안테나단자(85)는 다층기판(81)을 뒷쪽에서 보았을 때의 형상인 사각형 중, 서로 대향하는 2변의 근방에 형성되어 있다. 중심선(102)은 제1안테나단자(84)가 근방에 배치되어 있는 변의 수직 2등분선이다.
본 실시의 형태에 있어서는, 중심선(102)을 경계로 한 한쪽의 영역에, 제1안테나단자(84)가 형성되어, 다른쪽의 영역에 제2안테나단자(85)가 형성되어 있다. 즉, 제1안테나단자(84)와 제2안테나단자(85)는 서로 대향하는 각의 근방에 배치되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 제1안테나단자(84)와 제2안테나단자(85)의 거리를 크게 할 수 있어, 분리특성이 향상한다.
그 외의 구성, 작용 및 효과에 대해서는 실시의 형태 1과 동일하므로 여기서는 설명을 반복하지 않는다.
(실시의 형태 3)
도 17 및 도 18을 참조하여, 본 발명에 따른 실시의 형태 3에 있어서의 고주파 모듈에 대하여 설명한다.
도 17은 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈의 개략 단면도이다. 도 18은 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈의 하면도이다.
본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈은 다층기판(87)을 포함하며, 다층기판(87)의 한쪽의 표면에 배치된 외부소자(82a,83a,83b)를 포함한다. 외부소자(82a)는 IC칩 등의 능동소자이며, 외부소자(83a,83b)는 적층형 커패시터 등의 수동소자이다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서의 고주파 모듈은 외부소자(82a,83a,83b)를 덮도록 형성된 외케이스(91)를 포함한다.
본 실시의 형태에 있어서는, 다층기판(87)의 모듈실장기판에 대향하는 제1의 표면측에, 캐비티(88)가 형성되어 있다. 캐비티(88)의 내측에는, 외부소자(82b)가 배치되어 있다. 외부소자(82b)는 IC칩이다. 외부소자(82b)는 솔더를 통하여 다층기판(87)의 표면에 형성된 단자에 접속고정되어 있다. 외부소자(82b)는 다층기판(87)의 내부에 배치된 내부소자와 전기적으로 접속되어 있다(도시하지 않음).
도 18을 참조하여, 다층기판(87)의 프린트 배선기판과 대향하는 측의 표면에는, 외형인 사각형의 변에 따르도록, 복수의 단자(86)가 형성되어, 각각의 변에 따르도록 단자군이 형성되어 있다. 각각의 단자군에는, 복수의 단자(86)가 형성되어 있다. 복수의 단자(86) 중, 제1안테나단자(98)는 제1무선시스템에 포함되며, 제2안테나단자(99)는 제2무선시스템에 포함된다. 제1안테나단자(98) 및 제2안테나단자(99)는 각각이 다른 변의 근방에 배치되어 있다.
본 실시의 형태에 있어서는, 제1안테나단자(98)와 제2안테나단자(99) 사이에, 캐비티(88)가 형성되어 있다. 캐비티(88)는 다층기판(87)의 표면에서 움푹 들어가도록 형성되어 있다. 캐비티(88)는 다층기판(87)의 하면의 중앙부분에, 평면형상이 사각형이 되도록 형성되어 있다. 또한, 캐비티(88)는 제1안테나단자(98)와 제2안테나단자(99)를 연결하는 가상적인 직선을 걸치듯이 형성되어 있다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 캐비티(88)의 측방에, 그라운드단자(92)가 형성되어 있다. 그라운드단자(92)는 평면시했을 때에 선상으로 형성되며, 지면과 접속되어 있다. 그라운드단자(92)는 각 안테나단자의 평면형상과는 다르며, 제1안테나단자(98)와 제2안테나단자(99)를 연결하는 가상직선에 대하여 평행하지 않은 직선상(직방체상)으로 형성되어 있으며, 제1안테나단자(98)와 제2안테나단자(99) 사이에 배치되어 있다. 그라운드단자(92)는 제1안테나단자(98)와 제2안테나단자(99)를 연결하는 가상적인 직선을 걸치듯이 배치되어 있다.
이와 같이, 제1안테나단자와 제2안테나단자 사이에 캐비티가 형성됨으로써, 제1안테나단자와 제2안테나단자 사이에, 공기의 층을 개재시킬 수 있어, 분리특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 제1안테나단자와 제2안테나단자 사이에 그라운드단자를 배치함으로써, 분리특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상술의 캐비티나 그라운드단자는 반드시 각 안테나단자를 연결하는 직선상으로 존재하고 있을 필요는 없다. 각 안테나단자의 주위에 생기는 전자계의 적어도 일부를 차단하도록 형성되어 있으면 된다.
그 외의 구성, 작용 및 효과에 대해서는 실시의 형태 1과 동일하므로 여기서 의 설명을 반복하지 않는다.
상기의 실시의 형태에 따른 각각의 도면에 있어서, 동일 또는 상당하는 부분에는, 동일한 부호를 붙이고 있다.
또한, 이번에 개시한 상기 실시의 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경을 포함하는 것이다.

Claims (7)

  1. 제1주파수대를 이용한 제1무선시스템을 구성하는 회로소자의 적어도 일부분과, 제2주파수대를 이용한 제2무선시스템을 구성하는 회로소자의 적어도 일부분이 일체적으로 형성된 고주파 모듈에 있어서,
    직방체상의 소체로 구성되어 있으며, 상기 각 회로소자를 구성하는 능동소자 및 수동소자 중 적어도 한쪽을 가지는 기판과,
    상기 기판의 제1의 표면에 배치되어, 상기 제1의 표면을 구성하고 있는 4개의 변 중, 제1의 변에 따르도록 복수의 단자가 배열된 제1의 단자군과,
    상기 제1의 표면에 배치되어, 상기 제1의 변과는 다른 제2의 변에 따르도록 복수의 단자가 배열된 제2의 단자군을 구비하고,
    상기 제1의 단자군은 상기 제1무선시스템의 제1안테나단자를 포함하며,
    상기 제2의 단자군은 상기 제2무선시스템의 제2안테나단자를 포함하며,
    상기 제2의 변은 상기 제1의 변에 인접하며,
    상기 제2안테나단자는 상기 제2의 변이 연장하는 방향에 있어서, 상기 제1의 변보다도 상기 제1의 변에 대향하는 제3의 변 쪽에 가까워지도록 배치된 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 복수의 유전체층이 적층되어 직방체의 형상을 가지는 다층기판인 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1의 표면에 있어서, 상기 제1안테나단자와 상기 제2안테나단자 사이에 캐비티가 형성된 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1의 표면에 있어서, 상기 제1안테나단자와 상기 제2안테나단자 사이에 그라운드단자가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1의 표면과 반대측의 제2의 표면에, 상기 수동소자 또는 상기 능동소자를 구성하는 실장부품을 구비하고,
    상기 제1안테나단자 및 상기 제2안테나단자 중 적어도 한쪽은 상기 다층기판을 상기 유전체의 적층방향에 관통하는 비아홀도체에 의해, 상기 유전체층의 적층방향에 대하여 수직방향으로 연장하는 면내도체를 통하지 않고, 상기 다층기판의 표면에 배치된 실장부품에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
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