KR102446108B1 - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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    • H04B1/006—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using switches for selecting the desired band

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Abstract

고주파 모듈(1)은 서로 대향하는 주면(30a 및 30b)을 갖는 실장 기판(30)과, 주면(30a)에 실장되고, 고주파 부품이며 이미터 단자를 갖는 PA(11)와, PA(11)의 이미터 단자와 접속되고, 실장 기판(30)의 주면(30a)과 주면(30b)을 관통하는 관통 전극(51)과, 관통 전극(51)과 접속되는 그라운드 단자(411 및 412)를 구비한다.

Description

고주파 모듈 및 통신 장치
본 발명은 고주파 모듈 및 통신 장치에 관한 것이다.
휴대전화 등의 이동체 통신 장치에서는, 특히 멀티밴드화의 진전에 따라 고주파 프런트엔드 회로를 구성하는 회로 소자수가 증가한다.
특허문헌 1에는 고주파 프런트엔드 회로를 구성하는 회로 소자가 실장 기판의 양면에 실장된 전자 부품(회로 모듈)이 개시되어 있다. 양면 실장형의 코어 기판의 서로 대향하는 2개의 실장면 중 외부 단자 전극이 배치되어 있는 측의 제 2 실장면에는 수동 칩 부품이 실장되고, 상기 제 2 실장면과 반대측의 제 1 실장면에는 능동 칩 부품이 실장되어 있다. 상기 구성에 의하면, 편면 실장형의 기판에 회로 소자가 형성된 회로 모듈과 비교해서 고밀도화 및 소형화된 회로 모듈을 제공할 수 있다.
국제 공개 제2005/078796호
특허문헌 1에 개시된 회로 모듈을 고주파 프런트엔드 회로에 적용한 경우, 능동 칩 부품으로서 하이 파워의 고주파 신호를 출력하는 송신 전력 증폭기가 적용된다. 이 경우, 예를 들면 송신 전력 증폭기의 이미터부에 대전류가 흐르기 때문에 회로 모듈로부터 외부 기판으로의 방열 수단을 확보할 필요가 있다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 회로 모듈에서는 외부 기판이 실장되는 제 2 실장면과 반대측의 제 1 실장면에 능동 칩 부품이 실장되어 있어, 상기 능동 칩 부품으로부터 외부 기판으로의 방열 경로가 확보되어 있지 않기 때문에 방열성이 악화된다고 하는 문제가 있다.
또한, 능동 칩 부품이 제 2 실장면에 실장된 경우에는 능동 칩 부품으로부터 외부 기판으로의 방열 경로로서, 능동 칩 부품, 제 2 실장면, 코어 기판의 실장면에 평행한 평면 배선 패턴, 및 외부 단자 전극을 경유한 방열 배선이 필요해진다. 그러나, 이 경우, 상기 방열 배선에는 실장면에 수직한 방향을 따른 저저항의 비아 배선과 함께, 상기 평면 배선 패턴만을 경유하는 고저항의 배선 경로가 포함되어, 상기 배선 경로에 있어서 열 저항이 증대되기 때문에 방열성이 악화된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 송신 전력 증폭기로부터의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 따른 고주파 모듈은 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖고, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 고주파 부품을 실장 가능한 실장 기판과, 상기 제 1 주면에 실장되고, 고주파 부품이며 이미터 단자를 갖는 송신 전력 증폭기와, 상기 송신 전력 증폭기의 이미터 단자와 접속되고, 상기 실장 기판의 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이를 관통하는 관통 전극과, 상기 관통 전극과 접속되는 그라운드 단자를 구비한다.
상기 구성에 의하면, 실장 기판의 양 실장면에 회로 부품이 실장되어 있으므로, 편면 실장 기판을 사용한 고주파 모듈과 비교해서 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 발열량이 큰 송신 전력 증폭기가 제 1 주면에 실장되고, 실장 기판에 형성된 관통 전극이 이미터 단자 및 그라운드 단자를 접속하므로, 실장 기판 내의 배선 중 열 저항이 큰 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다. 따라서, 송신 전력 증폭기로부터의 외부 기판으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 고주파 모듈은 외부 기판에 접속되고, 상기 그라운드 단자는 상기 외부 기판에 접속되어도 좋다.
또한, 상기 고주파 모듈은 상기 제 1 주면 상에 형성되고, 상기 송신 전력 증폭기의 적어도 일부를 덮는 제 1 수지를 더 구비해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 열 발생량이 많은 송신 전력 증폭기가 제 1 수지에 의해 일부 덮이므로, 송신 전력 증폭기의 실장 신뢰성을 높이면서, 송신 전력 증폭기로부터의 외부 기판으로의 방열성이 향상된다.
또한, 상기 고주파 모듈은 상기 제 2 주면에 실장된 회로 부품과, 상기 제 2 주면 상에 형성되어 상기 회로 부품의 적어도 일부를 덮는 제 2 수지를 더 구비하고, 상기 그라운드 단자는 상기 제 2 수지 상에 배치되어 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 회로 부품의 실장 신뢰성을 높이면서, 제 2 수지 내에 있어서도 상기 관통 전극이 형성되므로, 실장 기판 및 제 2 수지에 형성되는 배선 중 열 저항이 큰 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다.
또한, 상기 실장 기판의 평면 배선 패턴에 의해 형성된 그라운드 전극층과, 상기 제 1 수지의 천면 및 측면을 덮도록 형성되고, 상기 실장 기판의 측면에 있어서 상기 그라운드 전극층과 접속된 제 1 실드 전극층을 더 구비해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 송신 전력 증폭기의 송신 신호가 고주파 모듈로부터 직접 외부로 방사되는 것을 억제할 수 있고, 또한 외래 노이즈가 제 1 전자 부품에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제 1 실드 전극층을 통해서 송신 전력 증폭기의 발열을 방열할 수 있으므로, 방열성이 향상된다.
또한, 상기 제 2 수지의 측면에 형성되고, 상기 실장 기판의 측면에 있어서 상기 그라운드 전극층과 접속된 제 2 실드 전극층을 더 구비해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 제 1 실드 전극층과 함께 제 2 실드 전극층이 형성되므로, 고주파 모듈 전체가 실드된다. 따라서, 송신 전력 증폭기의 송신 신호가 고주파 모듈로부터 직접 외부로 방사되는 것을 더욱 억제할 수 있고, 또한 외래 노이즈가 제 1 전자 부품 및 제 2 전자 부품에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제 2 실드 전극층을 통해서 송신 전력 증폭기의 발열을 방열할 수 있으므로, 방열성이 더욱 향상된다.
또한, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 관통 전극과 상기 그라운드 단자는 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 이미터 단자와 그라운드 단자를 대략 최단 거리로 접속하는 것이 가능해지고, 송신 전력 증폭기로부터의 그라운드 단자로의 방열 경로에 있어서의 열 저항을 저감할 수 있으므로, 송신 전력 증폭기로부터의 외부 기판으로의 방열성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 제 2 수지 내에 있어서의 관통 전극의 형성 영역을 송신 전력 증폭기의 직하 부근의 영역에 한정할 수 있기 때문에, 제 2 주면에 실장되는 회로 부품의 형성 영역을 넓게 할 수 있어 회로 부품의 배치의 자유도가 향상된다. 또한, 상기 회로 부품은 저잡음 수신 증폭기여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 송신 전력 증폭기와 저잡음 수신 증폭기가 실장 기판을 사이에 두고 배치되므로, 양자 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신 신호가 수신 경로로 침입해서 수신 감도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 송신 전력 증폭기와 상기 저잡음 수신 증폭기는 겹쳐 있지 않아도 좋다.
상기 구성에 의하면, 송신 전력 증폭기와 저잡음 수신 증폭기의 거리를 더욱 크게 할 수 있으므로, 양자 사이의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있어 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 또한, 송신 전력 증폭기와 그라운드 단자를 접속하는 관통 전극이 저잡음 수신 증폭기의 배치에 의해 제약을 받지 않으므로, 송신 전력 증폭기와 그라운드 단자를 최단 거리로 접속할 수 있다.
또한, 상기 제 1 주면 상에 실장된 송신용 필터와, 상기 제 1 주면 상에 실장된 수신용 필터를 더 구비하고, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 저잡음 수신 증폭기 및 수신용 필터를 포함하는 수신 경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 수신 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 상기 선로 길이가 짧아짐으로써 수신 경로 상의 기생 용량을 억제할 수 있으므로, 잡음 지수의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 상기 제 1 주면 상에 실장된 송신용 필터와, 상기 제 1 주면 상에 실장된 수신용 필터를 더 구비하고, 상기 제 1 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 송신용 필터는 상기 송신 전력 증폭기와 상기 수신용 필터 사이에 배치되어 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 송신 전력 증폭기 및 송신용 필터를 포함하는 송신 경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 송신용 필터의 개재에 의해, 대전력의 송신 신호를 출력하는 송신 전력 증폭기와 수신용 필터의 거리를 확보할 수 있으므로, 송신 신호의 간섭에 의한 수신 감도의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 제 2 주면에 실장된 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 송신 전력 증폭기 및 송신용 필터를 포함하는 송신 경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있음과 아울러, 저잡음 수신 증폭기 및 수신용 필터를 포함하는 수신 경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 수신 신호 및 송신 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 수신 감도의 저하 및 잡음 지수의 저하의 쌍방을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 고주파 모듈은 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖고, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 고주파 부품을 실장 가능한 실장 기판과, 상기 제 1 주면에 배치된 송신 전력 증폭기와, 상기 송신 전력 증폭기와 접속되고, 상기 실장 기판의 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이를 관통하는 관통 전극과, 상기 제 2 주면에 배치되고, 상기 관통 전극과 접속되는 외부 접속 단자를 구비한다.
상기 구성에 의하면, 실장 기판의 양 실장면에 회로 부품이 실장되어 있으므로, 편면 실장 기판을 사용한 고주파 모듈과 비교해서 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 발열량이 큰 송신 전력 증폭기가 제 1 주면에 실장되고, 실장 기판에 형성된 관통 전극이 송신 전력 증폭기 및 외부 접속 단자를 접속하므로, 실장 기판 내의 배선 중 열 저항이 큰 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다. 따라서, 송신 전력 증폭기로부터의 외부 기판으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 고주파 모듈은 외부 기판에 접속되고, 상기 외부 접속 단자는 상기 외부 기판에 접속되어도 좋다.
또한, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 관통 전극과 상기 외부 접속 단자는 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 송신 전력 증폭기와 외부 접속 단자를 대략 최단 거리로 접속하는 것이 가능해지고, 송신 전력 증폭기로부터의 방열 경로에 있어서의 열 저항을 저감할 수 있으므로, 송신 전력 증폭기로부터의 외부 기판으로의 방열성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 제 2 주면측에 있어서의 외부 접속 단자의 형성 영역을 송신 전력 증폭기의 직하 부근의 영역에 한정할 수 있기 때문에, 제 2 주면에 실장되는 회로 부품의 형성 영역을 넓게 할 수 있어 회로 부품의 배치의 자유도가 향상된다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 통신 장치는 상기 외부 기판과, 상기 어느 하나에 기재된 고주파 모듈을 구비하고, 상기 외부 기판은 상기 그라운드 단자와 전기적으로 접속된 외부 그라운드 전극을 갖는다.
상기 구성에 의하면, 발열량이 큰 송신 전력 증폭기가 제 1 주면에 실장되고, 저잡음 수신 증폭기가 제 2 주면에 실장되어, 실장 기판에 형성된 관통 전극이 송신 전력 증폭기 및 그라운드 단자를 접속하므로, 송신 전력 증폭기로부터 외부 기판으로의 방열성이 향상된 소형의 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 통신 장치를 평면으로 본 경우, 상기 외부 그라운드 전극과 상기 관통 전극은 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 이미터 단자와 외부 그라운드 전극을 대략 최단 거리로 접속하는 것이 가능해져서, 송신 전력 증폭기로부터의 외부 그라운드 전극으로의 방열 경로에 있어서의 열 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 송신 전력 증폭기로부터의 외부 기판으로의 방열성이 더욱 향상된 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 송신 전력 증폭기로부터의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1a는 실시형태에 따른 고주파 모듈의 제 1 단면 구성도이다.
도 1b는 실시형태에 따른 고주파 모듈의 제 2 단면 구성도이다.
도 1c는 실시형태에 따른 고주파 모듈의 제 3 단면 구성도이다.
도 2a는 실시예에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치의 블록 구성도이다.
도 2b는 실시예에 따른 고주파 모듈이 갖는 증폭 소자의 회로 구성도이다.
도 3a는 실시예에 따른 고주파 모듈의 제 1 단면 구성도이다.
도 3b는 실시예에 따른 고주파 모듈의 제 2 단면 구성도이다.
도 3c는 실시예에 따른 고주파 모듈의 제 3 단면 구성도이다.
도 4a는 변형예 1에 따른 고주파 모듈의 제 1 단면 구성도이다.
도 4b는 변형예 1에 따른 고주파 모듈의 제 2 단면 구성도이다.
도 4c는 변형예 1에 따른 고주파 모듈의 제 3 단면 구성도이다.
도 5a는 변형예 2에 따른 고주파 모듈의 제 1 단면 구성도이다.
도 5b는 변형예 2에 따른 고주파 모듈의 제 2 단면 구성도이다.
도 5c는 변형예 2에 따른 고주파 모듈의 제 3 단면 구성도이다.
도 6은 변형예 3에 따른 고주파 모듈의 제 1 단면 구성도이다.
도 7은 변형예 4에 따른 고주파 모듈의 제 1 단면 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 실시형태 및 그 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시형태는 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시형태에서 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 이하의 실시형태에 있어서의 구성 요소 중, 독립 청구항에 기재되어 있지 않는 구성 요소에 대해서는 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 도면에 나타내어지는 구성 요소의 크기 또는 크기의 비는 반드시 엄밀한 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서, 기판 상에 실장된 A, B 및 C에 있어서 「상기 기판(또는 상기 기판의 주면)을 평면으로 본 경우에, A와 B 사이에 C가 배치되어 있다」란, 상기 기판을 평면으로 본 경우에 투영되는 A의 영역 내의 임의의 점과, 상기 기판을 평면으로 본 경우에 투영되는 B의 영역 내의 임의의 점을 연결하는 선에, 상기 기판을 평면으로 본 경우에 투영되는 C의 영역의 적어도 일부가 겹쳐 있는 것을 가리키는 것으로 정의된다.
(실시형태)
[1. 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 구성]
도 1a는 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 제 1 단면 구성도이다. 또한, 도 1b는 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 제 2 단면 구성도이다. 또한, 도 1c는 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 제 3 단면 구성도이다. 보다 구체적으로는, 도 1a는 도 1b 및 도 1c의 IA-IA 절단면을 Y축 정방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 1b는 도 1a의 IB-IB 절단면을 Z축 부방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 1c는 도 1a의 IC-IC 절단면을 Z축 부방향으로 본 단면도이다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(1)은 실장 기판(30)과, PA(Power Amplifier)(11)와, LNA(Low Noise Amplifier)(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통 전극(51, 52, 53 및 54)과, 그라운드 단자(411, 412 및 422)를 구비한다.
고주파 모듈(1)은 외부 기판(90)에 전기적으로 접속 가능하다. 외부 기판(90)은 Z축 정방향의 표면에 그라운드 전극(911, 912 및 922)을 갖고, 예를 들면 휴대전화 및 통신 기기 등의 마더 기판에 상당한다.
또한, 고주파 모듈(1)이 외부 기판(90)에 전기적으로 접속 가능하다는 것은 고주파 모듈(1)이 외부 기판(90) 상에 직접적으로 실장되는 경우뿐만 아니라, 고주파 모듈(1)이 외부 기판(90) 상에 간접적으로 실장되는 경우도 포함한다. 또한, 고주파 모듈(1)이 외부 기판(90) 상에 간접적으로 실장되는 경우란 고주파 모듈(1)이 외부 기판(90) 상에 실장된 다른 고주파 모듈 상에 실장되는 경우 등이다.
이하, 고주파 모듈(1)의 구체적 구성예인 고주파 모듈(1A)의 회로 구성예를 나타낸다.
도 2a는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A) 및 통신 장치(8)의 블록 구성도이다. 동 도면에는 본 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)과, 공통 입출력 단자(100)와, 송신 입력 단자(110)와, 수신 출력 단자(120)와, 안테나 소자(5)와, RF 신호 처리 회로(RFIC)(6)와, 베이스밴드 신호 처리 회로(BBIC)(7)가 나타내어져 있다. 동 도면에 나타내어진 고주파 모듈(1A)은 도 1a~도 1c에 나타내어진 고주파 모듈(1)의 구체적인 회로 구성예이다. 또한, 고주파 모듈(1A), 안테나 소자(5), RFIC(6), 및 BBIC(7)는 통신 장치(8)를 구성하고 있다. 또한, 통신 장치(8)는 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)(또는 실시형태에 따른 고주파 모듈(1A))과, 도 1a에 나타내어진 외부 기판(90)을 구비한다.
고주파 모듈(1A)은 PA(11)와, LNA(21)와, 송신용 필터(12A 및 12B)와, 수신용 필터(22A 및 22B)와, 송수신용 필터(32C)와, 스위치(61, 62, 63 및 64)를 구비한다.
송신용 필터(12A)는, 예를 들면 밴드(주파수 대역) A의 송신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다. 송신용 필터(12B)는, 예를 들면 밴드(주파수 대역) B의 송신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다. 수신용 필터(22A)는, 예를 들면 밴드(주파수 대역) A의 수신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다. 수신용 필터(22B)는, 예를 들면 밴드(주파수 대역) B의 수신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다. 또한, 송신용 필터(12A)와 수신용 필터(22A)는 밴드 A용의 듀플렉서를 구성하고 있어도 좋다. 또한, 송신용 필터(12B)와 수신용 필터(22B)는 밴드 B 용의 듀플렉서를 구성하고 있어도 좋다. 송수신용 필터(32C)는, 예를 들면 밴드(주파수 대역) C의 송수신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다.
스위치(61)는 공통 단자 및 3개의 선택 단자를 갖고, 공통 단자가 공통 입출력 단자(100)에 접속되고, 3개의 선택 단자가 각각 송신용 필터(12A)와 수신용 필터(22A)의 접속 단자, 송신용 필터(12B)와 수신용 필터(22B)의 접속 단자, 및 송수신용 필터(32C)에 접속된 SP3T(Single Pole 3 Throw)형의 스위치 회로이다. 스위치(61)는 밴드 A, 밴드 B 및 밴드 C의 신호 경로를 스위칭하는 기능을 갖는다. 또한, 스위치(61)는 공통 단자와 3개의 선택 단자 중 적어도 1개를 도통시키는 스위치 회로이면 좋다.
스위치(61)의 배치에 의해, 밴드 A, 밴드 B 및 밴드 C의 신호를 고아이솔레이션으로 전송할 수 있다. 또한, 스위치(61)가 멀티 접속형의 스위치 회로인 경우에는 밴드 A, 밴드 B 및 밴드 C 중 적어도 2개의 신호를 동시에 전송하는 것이 가능해진다.
스위치(62)는 공통 단자 및 3개의 선택 단자를 갖고, 공통 단자가 PA(11)에 접속되고, 3개의 선택 단자가 각각 송신용 필터(12A)의 입력 단자, 송신용 필터(12B)의 입력 단자, 및 스위치(64)의 일방의 선택 단자에 접속된 SP3T형의 스위치 회로이다. 스위치(62)는 밴드 A, 밴드 B 및 밴드 C의 송신 신호 경로를 스위칭하는 기능을 갖는다. 또한, 스위치(62)는 공통 단자와 3개의 선택 단자 중 적어도 1개를 도통시키는 스위치 회로이면 좋다.
스위치(62)의 배치에 의해, 밴드 A, 밴드 B 및 밴드 C의 송신 신호를 1개의 PA(11)에서 증폭할 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(1A)을 소형화할 수 있다.
스위치(63)는 공통 단자 및 3개의 선택 단자를 갖고, 공통 단자가 LNA(21)에 접속되고, 3개의 선택 단자가 각각 수신용 필터(22A)의 출력 단자, 수신용 필터(22B)의 출력 단자, 및 스위치(64)의 타방의 선택 단자에 접속된 SP3T형의 스위치 회로이다. 스위치(63)는 밴드 A, 밴드 B 및 밴드 C의 수신 신호 경로를 스위칭하는 기능을 갖는다. 또한, 스위치(63)는 공통 단자와 3개의 선택 단자 중 적어도 1개를 도통시키는 스위치 회로이면 좋다.
스위치(63)의 배치에 의해, 밴드 A, 밴드 B 및 밴드 C의 수신 신호를 1개의 LNA(21)에서 증폭할 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(1A)을 소형화할 수 있다.
스위치(64)는 공통 단자 및 2개의 선택 단자를 갖고, 공통 단자가 송수신용 필터(32C)에 접속된 SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치 회로이다. 스위치(64)는 송수신용 필터(32C)를 포함하는 신호 경로를 송신 신호 경로 또는 수신 신호 경로로 스위칭하는 기능을 갖는다.
스위치(64)의 배치에 의해, 밴드 C의 송신 신호 및 수신 신호를 1개의 송수신용 필터(32C)로 대응시킬 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(1A)을 소형화할 수 있다.
LNA(21)는 정합 회로(23)와 증폭 트랜지스터 소자(24)를 갖는 저잡음 수신 증폭기이며, 스위치(63)로부터 입력된 고주파 수신 신호를 증폭해서 수신 출력 단자(120)로 출력한다. 또한, LNA(21)는 정합 회로(23)를 갖지 않아도 좋다.
증폭 트랜지스터 소자(24)는, 예를 들면 바이폴라 트랜지스터를 갖는 증폭 소자이다.
정합 회로(23)는 수신용 필터(22A, 22B) 및 송수신용 필터(32C)의 출력 임피던스와, 증폭 트랜지스터 소자(24)의 입력 임피던스를 조정시키기 위한 회로이며, 예를 들면 인덕터 및 커패시터 등의 수동 소자로 구성되어 있다.
정합 회로(23)의 배치에 의해, 수신 신호의 전송 손실 및 잡음 지수를 저감할 수 있다.
PA(11)는 정합 회로(13)와, 증폭 트랜지스터 소자(14)를 갖는 송신 전력 증폭기이며, 송신 입력 단자(110)로부터 입력된 고주파 송신 신호를 증폭한다. 또한, PA(11)는 정합 회로(13)를 갖지 않아도 좋다.
정합 회로(13)는 증폭 트랜지스터 소자(14)의 출력 임피던스와, 송신용 필터(12A, 12B) 및 송수신용 필터(32C)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로이며, 예를 들면 인덕터 및 커패시터 등의 수동 소자로 구성되어 있다.
정합 회로(13)의 배치에 의해, 송신 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다.
여기서, PA(11)의 회로 구성을 예시하여 PA(11)의 구성을 상세하게 설명한다.
도 2b는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)이 갖는 증폭 트랜지스터 소자(14)의 회로 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 증폭 트랜지스터 소자(14)는 트랜지스터(140)와, 커패시터(141 및 142)와, 바이어스 회로(143)와, 콜렉터 단자(144)와, 이미터 단자(111)와, 입력 단자(145)와, 출력 단자(146)를 구비한다.
트랜지스터(140)는, 예를 들면 콜렉터, 이미터 및 베이스를 갖고, 이미터 접지형의 바이폴라 트랜지스터이며, 베이스에 입력된 고주파 전류를 증폭해서 콜렉터로부터 출력한다. 또한, 트랜지스터(140)는 드레인, 소스 및 게이트를 갖는 전계 효과형의 트랜지스터여도 좋다. 이 경우에는, 트랜지스터(140)는, 예를 들면 게이트에 입력된 고주파 전류를 증폭해서 드레인으로부터 출력하는 소스 접지형의 전계 효과형 트랜지스터로 된다.
커패시터(141)는 DC 컷용의 용량 소자이며, 바이어스 회로(143)로부터 베이스로 인가되는 직류 바이어스 전압에 의해, 입력 단자(145)에 직류 전류가 누설되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
커패시터(142)는 DC 컷용의 용량 소자이며, 직류 바이어스 전압이 중첩된 고주파 증폭 신호의 직류 성분을 제거하는 기능을 갖고, 상기 직류 성분이 제거된 고주파 증폭 신호가 출력 단자(146)로부터 출력된다.
바이어스 회로(143)는 트랜지스터(140)의 베이스에 접속되고, 상기 베이스에 바이어스 전압을 인가함으로써 트랜지스터(140)의 동작점을 최적화하는 기능을 갖는다.
증폭 트랜지스터 소자(14)의 상기 회로 구성에 의하면, 입력 단자(145)로부터 입력된 고주파 신호(RFin)는 트랜지스터(140)의 베이스로부터 이미터로 흐르는베이스 전류(Ib)가 된다. 트랜지스터(140)에 의해 베이스 전류(Ib)가 증폭되어서 콜렉터 전류(Ic)가 되고, 상기 콜렉터 전류(Ic)에 대응한 고주파 신호(RFout)가 출력 단자(146)로부터 출력된다. 이 때, 이미터 단자(111)로부터 그라운드에는 베이스 전류(Ib) 및 콜렉터 전류(Ic)가 합산된 대전류가 흐른다.
또한, 이미터 단자(111)는 증폭 트랜지스터 소자(14)의 외부이며, 또한 PA(11) 내에 배치되어 있어도 좋다. 즉, 이미터 단자(111)는 증폭 트랜지스터 소자(14)가 갖지 않고, PA(11)가 갖고 있어도 좋다.
다시, 도 2a로 돌아가서 통신 장치(8)의 구성에 대해서 설명한다.
RFIC(6)는 안테나 소자(5)로부터 고주파 모듈(1A)을 통해서 입력된 고주파 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 수신 신호를 BBIC(7)로 출력한다.
BBIC(7)는 프런트엔드부에 있어서의 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 이용하여 신호 처리하는 회로이다. BBIC(7)로 처리된 신호는, 예를 들면 화상 표시를 위한 화상 신호로서 사용되거나, 또는 스피커를 통한 통화를 위해서 음성 신호로서 사용된다.
상기 구성에 의해, 고주파 모듈(1A)은 밴드 A의 고주파 신호, 밴드 B의 고주파 신호, 및 밴드 C의 고주파 신호의 각각을 스위치(61~64)의 스위칭 동작에 의해 선택해서 전송하는 것이 가능해진다. 또한, 고주파 모듈(1A)은 상기 3개의 주파수 대역의 송수신 신호의 각각을 단독으로 전송하는(비CA) 모드에 적용되는 것이지만, 상기 3개의 주파수 대역의 송수신 신호 중 2개 이상의 송수신 신호를 동시에 전송하는(CA) 모드에 적용하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시형태에서는 고주파 모듈로서 송수신 분파/합파 회로인 고주파 모듈(1A)을 예시했지만, 본 발명의 고주파 모듈은 송신 합파 회로여도 좋고, 주파수 대역(신호 경로)의 수는 한정되지 않는다.
또한, 도 2a에 나타내어진 회로 구성에 추가하여, 각 회로 소자를 접속하는 노드에 커패시터, 인덕터 및 저항 소자 등의 전자 부품이 배치되어 있어도 좋다.
여기서, 도 1a로 돌아가서 고주파 모듈(1)의 구성에 대해서 설명한다.
실장 기판(30)은 서로 대향하는 주면(30a) 및 주면(30b)을 갖고, 주면(30a 및 30b)의 각각에 회로 부품이 실장된 양면 실장 기판이다. 주면(30a)은 실장 기판(30)의 Z축 정방향측의 제 1 주면이며, 주면(30b)은 실장 기판(30)의 Z축 부방향측의 제 2 주면이다. 실장 기판(30)은 복수의 층이 적층된 다층 기판이며, 예를 들면 세라믹스 다층 기판 및 PCB 기판 등이 예시된다. 또한, 실장 기판(30)은 그라운드 전위로 설정된 평면 배선 패턴을 갖고 있다.
PA(11)는 이미터 단자(111 및 112)를 갖고, 주면(30a)에 실장되어 있고, 고주파 송신 신호를 증폭하는 송신 전력 증폭기이다. PA(11)는 베이스 단자(도 1a에 도시하지 않음), 콜렉터 단자(144)(도 1a에 도시하지 않음) 및 이미터 단자(111 및 112)와, 증폭 트랜지스터 소자(14)(도 1a에 도시하지 않음)를 구비한다. 또한, 증폭 트랜지스터 소자(14)는 복수의 트랜지스터(140)가 종속 접속된 구성을 갖고 있어도 좋고, 이 경우에는 베이스 단자, 콜렉터 단자 및 이미터 단자를 각각 복수 갖고 있어도 좋다. 이 관점에서, 도 1a에서는 복수의 이미터 단자(111 및 112)가 나타내어져 있다.
베이스 단자(도 1a에 도시하지 않음, 도 2b의 입력 단자(145)에 상당), 콜렉터 단자(144)(도 1a에 도시하지 않음, 도 2b에 도시) 및 이미터 단자(111 및 112)(도 1a에 도시)는 주면(30a)에 배치되어 있고, 금속 전극층 또는 금속 범프 부재 등으로 구성된다.
증폭 트랜지스터 소자(14)는 도 2b에서 설명한 바와 같이, 트랜지스터(140)의 베이스가 상기 베이스 단자에 접속되고, 트랜지스터(140)의 콜렉터가 콜렉터 단자(144)에 접속되고, 트랜지스터(140)의 이미터가 이미터 단자(111 또는 112)에 접속되어, 콜렉터 단자(144)로부터 이미터 단자(111 또는 112)를 향해서 콜렉터 전류(Ic)를 흘린다. 증폭 트랜지스터 소자(14)가 전계 효과형 트랜지스터인 경우에는, 트랜지스터(140)의 게이트가 입력 단자(145)에 접속되고, 트랜지스터(140)의 드레인이 드레인 단자(콜렉터 단자(144)에 상당)에 접속되고, 트랜지스터(140)의 소스가 소스 단자(이미터 단자(111 또는 112)에 상당)에 접속되어, 드레인 단자로부터 소스 단자를 향해서 드레인 전류를 흘린다.
LNA(21)는 실장 기판(30)과 접속되는 접속 단자(211 및 212)를 갖고, 주면(30b)에 실장된 회로 부품이며, 예를 들면 고주파 수신 신호를 증폭하는 저잡음 수신 증폭기이다. 또한, 본 실시형태에서는 회로 부품으로서 LNA(21)를 예시했지만, 회로 부품은 저잡음 수신 증폭기 이외의 능동 소자 또는 수동 소자여도 좋다.
송신용 필터(12)는 실장 기판(30)과 접속되는 접속 단자(121 및 122)를 갖고, 소정의 주파수 대역의 송신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다.
수신용 필터(22)는 실장 기판(30)과 접속되는 접속 단자(221 및 222)를 갖고, 소정의 주파수 대역의 수신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다. LNA(21)의 접속 단자(211)와, 수신용 필터(22)의 접속 단자(221)는 관통 전극(53)에 의해 접속되어 있다.
이것에 의해, 수신용 필터(22)와 LNA(21)의 접속 배선을 짧게 할 수 있으므로, 수신 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다.
그라운드 단자(411, 412 및 422)는 실장 기판(30)에 대하여, 주면(30b)측에 배치되어 있다. 그라운드 단자(411)는 관통 전극(51)을 통해서 PA(11)의 이미터 단자(111)와 전기적으로 접속되고, 또한 외부 기판(90)의 그라운드 전극(911)과 직접 접속되어 있다. 또한, 그라운드 단자(412)는 관통 전극(52)을 통해서 PA(11)의 이미터 단자(112)와 전기적으로 접속되고, 또한 외부 기판(90)의 그라운드 전극(912)과 직접 접속되어 있다. 그라운드 단자(422)는 관통 전극(54)을 통해서 수신용 필터(22)의 접속 단자(222)와 전기적으로 접속되고, 또한 외부 기판(90)의 그라운드 전극(922)과 직접 접속되어 있다. 그라운드 단자(411, 412 및 422)와, 그라운드 전극(911, 912 및 922)은, 예를 들면 땜납 부재를 개재해서 접합된다. 또한, 그라운드 단자(411, 412 및 422)의 각각은 관통 전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선 단면에 접합된 범프 부재(땜납 볼을 포함함)여도 좋다. 또한, 그라운드 단자(411, 412 및 422)의 각각은 관통 전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선단면에 형성된 도금층 등이어도 좋다. 또한, 고주파 모듈(1)로서, 관통 전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선단면에 전극층 및 전극 단자가 형성되어 있지 않는 경우에는, 그라운드 단자(411, 412 및 422)의 각각은 관통 전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선단면 자체로 정의된다. 즉, 관통 전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선단면이 각각 그라운드 전극(911, 912 및 922)에 땜납 부재 등을 통해서 접합된다.
관통 전극(51)은 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장 기판(30)을 관통하는 전극이다. 관통 전극(52)은 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장 기판(30)을 관통하는 전극이다.
관통 전극(53)은 수신용 필터(22)의 접속 단자(221)와 LNA(21)의 접속 단자 (211)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장 기판(30)을 관통하는 전극이다. 관통 전극(54)은 수신용 필터(22)의 접속 단자(222)와 그라운드 단자(422)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장 기판(30)을 관통하는 전극이다.
또한, 본 실시형태에서는 관통 전극(51, 52 및 54)은 실장 기판(30)뿐만 아니라 수지 부재(40B)도 관통하고 있다.
수지 부재(40A)는 주면(30a) 상에 형성되고, PA(11), 송신용 필터(12) 및 수신용 필터(22)의 측면 및 천면을 덮는 제 1 수지이다. 또한, 수지 부재(40A)는 PA(11)의 적어도 측면을 덮고 있으면 좋다.
수지 부재(40B)는 주면(30b) 상에 형성되고, LNA(21)의 측면 및 천면을 덮는 제 2 수지이다. 또한, 수지 부재(40B)는 회로 부품의 적어도 측면을 덮고 있으면 좋다.
또한, 관통 전극(53 및 54), 및 수지 부재(40A 및 40B)는 본 발명에 따른 고주파 모듈(1)에 필수의 구성 요소는 아니다.
종래의 고주파 모듈의 일례로서, 편면 실장 기판을 사용한 고주파 모듈이 예시된다. 이 편면 실장 방식에서는 동일 평면 상에 회로 부품을 배치하기 위해, 고객으로부터의 소형화 및 집적화의 요구에 대하여는 회로 부품 사이의 간격을 작게하거나 회로 부품 자체를 소형화함으로써 대응해 왔다. 그러나, 통신 기술의 발전에 의해, 현재 주류의 LTE(Long Term Evolution) 통신뿐만 아니라, 5G(5th Generation) 이동 통신 시스템도 검토되고 있다. 그 때문에, 휴대단말 상에서 고주파 부품을 탑재할 수 있는 영역은 더욱 좁아지고 있어, 평판품에서의 소형화에는 한계가 있다. 또한, 편면 실장 방식에서는 동일 평면 상에 PA와 LNA가 배치되는 것으로 되기 때문에, PA와 LNA가 직접 결합해 버려, 송수신 간의 아이솔레이션의 확보가 곤란해진다.
이것에 대해, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 상기 구성에 의하면, 실장 기판(30)의 주면(30a 및 30b)의 쌍방에 고주파 회로 부품이 실장되어 있으므로, 편면 실장 기판을 사용한 고주파 모듈과 비교해서 고밀도화 및 소형화할 수 있다.
또한, 발열량이 큰 PA(11)가 주면(30a)에 실장되고, 실장 기판(30)에 형성된 관통 전극(51)이 이미터 단자(111) 및 그라운드 단자(411)에 접속되고, 실장 기판(30)에 형성된 관통 전극(52)이 이미터 단자(112) 및 그라운드 단자(412)에 접속 된다. 이것에 의해, 실장 기판(30) 내의 배선 중 열 저항이 큰 XY 평면 방향을 따르는 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다. 따라서, PA(11)로부터의 외부 기판(90)으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈(1)을 제공하는 것이 가능해진다.
즉, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은 실장 기판(30)을 기준으로 해서, 그라운드 단자(411 및 412)가 형성된 측과 반대측에 PA(11)가 배치된다. 또한, 그라운드 단자(411 및 412)는 실장 기판(30)에 대하여 주면(30a 및 30b) 중 주면(30b)측에 배치되어 있다. PA(11)의 방열 경로는 이미터 단자(111)-관통 전극(51)-그라운드 단자(411), 및 이미터 단자(112)-관통 전극(52)-그라운드 단자(412)이다. 가령, PA(11)가 실장 기판(30)에 대하여 그라운드 단자(411 및 412)가 형성된 측에 배치된 경우, PA(11)의 이미터 단자(111 및 112)는 주면(30b)에 접속되고, 실장 기판(30)의 XY 평면 방향으로 연장되는 평면 배선 패턴을 통해서 수지 부재(40B) 내의 관통 전극에 의해 그라운드 단자(411 및 412)와 접속되는 것으로 된다. 이것에 대하여, 본 실시형태와 같이 PA(11)가 주면(30a)에 배치되면, 상기 방열 경로는 관통 전극(51 및 52)을 경유하는 경로로 구성되고, 실장 기판(30)의 평면 배선 패턴만을 경유하는 경로를 포함하지 않는다. 즉, 관통 전극(51 및 52)에 의해, 직접 그라운드 단자(411 및 412)와 접속되기 때문에, 열 저항이 작은 방열 경로를 실현할 수 있어 고주파 모듈(1)의 방열성이 향상된다.
또한, 수지 부재(40A)가 배치됨으로써 열 발생량이 많은 PA(11)가 수지 부재(40A)에 덮여지므로, PA(11)의 실장 신뢰성을 높이면서 PA(11)로부터의 외부 기판(90)으로의 방열성이 향상된다.
또한, 본 실시형태에서는 그라운드 단자(411, 412 및 422)는 수지 부재(40A 및 40B) 중 수지 부재(40B) 상에 배치되어 있다. 특히, 본 실시형태에서는 그라운드 단자(411, 412 및 422)는 수지 부재(40B)의(Z축 부방향의) 표면(서로 대향하는 2개의 주면 중 주면(30b)과 접하고 있지 않는 주면)에 배치되어 있다.
이것에 의하면, 수지 부재(40A 및 40B)가 배치되어 있음으로써 PA(11) 및 LNA(21)의 실장 신뢰성을 높이면서, 수지 부재(40B) 내에 있어서도 관통 전극(51, 52 및 54)이 형성되므로, 실장 기판(30) 및 수지 부재(40B)에 걸쳐서 실장 기판(30) 및 수지 부재(40B)에 형성되는 배선 중 열 저항이 큰 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다.
또한, 도 1c에 나타내는 바와 같이 주면(30a 및 30b)에 수직한 방향(Z축 방향)으로부터 고주파 모듈(1)을 평면으로 본 경우, 관통 전극(51)과 그라운드 단자 (411)가 겹쳐 있고, 관통 전극(52)과 그라운드 단자(412)는 겹쳐 있는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411)를 대략 최단 거리로 접속하는 것이 가능해지고, 또한 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412)를 대략 최단 거리로 접속하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, PA(11)로부터 그라운드 단자(411 및 412)로의 방열 경로에 있어서의 열 저항을 저감할 수 있으므로, PA(11)로부터의 외부 기판(90)으로의 방열성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 수지 부재(40B) 내에 있어서의 관통 전극(51 및 52)의 형성 영역을 PA(11)의 직하 부근의 영역으로 한정시킬 수 있기 때문에, 주면(30b)에 실장되는 회로 부품의 형성 영역을 넓게 할 수 있다. 따라서, 회로 부품의 배치의 자유도가 향상된다.
또한, 도 1c와 같이 관통 전극(51)이 그라운드 단자(411)와 완전히 겹쳐 있지 않아도 좋고, 관통 전극(51)의 적어도 일부가 그라운드 단자(411)와 겹쳐 있으면 좋다. 또한, 관통 전극(52)의 적어도 일부가 그라운드 단자(412)와 겹쳐 있으면 좋다.
또한, 상기 평면으로 볼 때에 있어서, 관통 전극(51)과 그라운드 전극(911)이 겹쳐 있고, 관통 전극(52)과 그라운드 전극(912)은 겹쳐 있는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 이미터 단자(111)와 그라운드 전극(911)을 대략 최단 거리로 접속하는 것이 가능해지고, 또한 이미터 단자(112)와 그라운드 전극(912)을 대략 최단 거리로 접속하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, PA(11)로부터 외부 기판(90)으로의 방열 경로에 있어서의 열 저항을 저감할 수 있으므로, PA(11)로부터의 외부 기판(90)으로의 방열성이 향상된 통신 장치(8)를 제공할 수 있다. 또한, 관통 전극(51)이 그라운드 전극(911)과 완전히 겹쳐 있지 않아도 좋고, 관통 전극(51)의 적어도 일부가 그라운드 전극(911)과 겹쳐 있으면 좋다. 또한, 관통 전극(52)의 적어도 일부가 그라운드 전극(912)과 겹쳐 있으면 좋다.
또한, 본 실시형태에서는 PA(11)와 LNA(21)가 실장 기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 양자 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신 신호가 수신 경로로 침입해서 수신 감도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, PA(11)의 정합 회로(13)가 칩 형상의 제 1 인덕터를 갖고, LNA(21)의 정합 회로(23)가 칩 형상의 제 2 인덕터를 갖는 경우에는 제 1 인덕터는 주면(30a)에 실장되고, 제 2 인덕터는 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 송신계 회로 상에 배치된 제 1 인덕터와 수신계 회로 상에 배치된 제 2 인덕터가 실장 기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제 1 인덕터와 제 2 인덕터의 자계 결합을 억제할 수 있다. 따라서, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있으며 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신 신호가 수신 경로로 침입해서 수신 감도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 2a에 나타내어지는 고주파 모듈(1A)에 있어서, 스위치(61)와 송신용 필터(12A) 및 수신용 필터(22A) 사이에 임피던스 정합용의 칩 형상의 제 3 인덕터가 배치되어도 좋고, 또한 스위치(61)와 송신용 필터(12B) 및 수신용 필터(22B)사이에 임피던스 정합용의 칩 형상의 제 4 인덕터가 배치되어도 좋다. 또한, 공통 입출력 단자(100)와 스위치(61) 사이에 임피던스 정합용의 칩 형상의 제 5 인덕터가 배치되어도 좋다.
상기 구성에 있어서, 제 1 인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제 3 인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 인덕터와 제 3 인덕터가 실장 기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제 1 인덕터와 제 3 인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신 신호가 송신용 필터(12A)를 경유하지 않고 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신 신호가 수신 경로로 침입해서 수신 감도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 제 1 인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제 4 인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 인덕터와 제 4 인덕터가 실장 기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제 1 인덕터와 제 4 인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신 신호가 송신용 필터(12B)를 경유하지 않고 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신 신호가 수신 경로로 침입해서 수신 감도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 제 1 인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제 5 인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 인덕터와 제 5 인덕터가 실장 기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제 1 인덕터와 제 5 인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신 신호가 송신용 필터(12A 및 12B)를 경유하지 않고, 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신 신호가 수신 경로로 침입해서 수신 감도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 제 3 인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제 2 인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 3 인덕터와 제 2 인덕터가 실장 기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제 3 인덕터와 제 2 인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신 신호가 수신용 필터(22A)를 경유하지 않고, 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송 신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신 신호가 수신 경로로 침입해서 수신 감도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 제 4 인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제 2 인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 4 인덕터와 제 2 인덕터가 실장 기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제 4 인덕터와 제 2 인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신 신호가 수신용 필터(22B)를 경유하지 않고, 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신 신호가 수신 경로로 침입해서 수신 감도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 제 5 인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제 2 인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 5 인덕터와 제 2 인덕터가 실장 기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제 5 인덕터와 제 2 인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신 신호가 수신용 필터(22A 및 22B)를 경유하지 않고, 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어 송신 신호 및 수신 신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신 신호가 수신 경로로 침입해서 수신 감도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
[2. 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 구조]
도 3a는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 제 1 단면 구성도이다. 또한, 도 3b는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 제 2 단면 구성도이다.또한, 도 3c는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 제 3 단면 구성도이다. 보다 구체적으로는, 도 3a는 도 3b 및 도 3c의 IIIA-IIIA 절단면을 Y축 정방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 3b는 도 3a의 IIIB-IIIB 절단면을 Z축 부방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 3c는 도 3a의 IIIC-IIIC 절단면(주면(40b))을 Z축 부방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 3b 및 도 3c에는 각 절단면에 배치된 회로 소자 및 단자(실선)뿐만 아니라, Z축 방향으로 투시한 경우에 존재하는 회로 소자(파선)도 나타내고 있다.
도 3a~도 3c에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(1A)은 PA(11)와, LNA(21)와, 송신용 필터(12A 및 12B)와, 수신용 필터(22A 및 22B)와, 송수신용 필터(32C)와, 스위치(61~64)를 구비한다. 본 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)은 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 구체적 구성예이다. 본 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)은 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 비교해서 필터 및 스위치의 구성이 보다 상세하게 부가되어 있는 점이 다르다. 이하, 본 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)에 대해서, 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 다른 점을 중심으로 설명한다.
PA(11), LNA(21), 송신용 필터(12A 및 12B), 수신용 필터(22A 및 22B), 송수신용 필터(32C), 및 스위치(61~64)는 도 2a에 나타내어진 회로 구성과 같이 접속되어 있다.
실시예 1에 따른 고주파 모듈(1A)의 구성에 의하면, 도 3a에 나타내는 바와 같이 실장 기판(30)의 주면(30a 및 30b)의 쌍방에 회로 부품이 실장되어 있으므로, 편면 실장 기판을 사용한 고주파 모듈과 비교해서 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 발열량이 큰 PA(11)가 주면(30a)에 실장되고, 실장 기판(30)에 형성된 관통 전극(51)이 이미터 단자(111) 및 그라운드 단자(411)에 접속되고, 관통 전극(52)이 이미터 단자(112) 및 그라운드 단자(412)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 실장 기판(30) 내의 배선 중 열 저항이 큰 XY 평면 방향을 따르는 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다. 따라서, PA(11)로부터의 외부 기판(90)으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈(1A)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 주면(30a 및 30b)에 수직한 방향(Z축 방향)으로부터 고주파 모듈(1A)을 평면으로 본 경우, 관통 전극(51)과 그라운드 단자(411)가 겹쳐 있고, 관통 전극(52)과 그라운드 단자(412)가 겹쳐 있다. 이것에 의해, PA(11)로부터 그라운드 단자(411 및 412)로의 방열 경로에 있어서의 열 저항을 저감할 수 있으므로, PA(11)로부터의 외부 기판(90)으로의 방열성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 수지 부재(40B) 내에 있어서의 관통 전극(51 및 52)의 형성 영역을 PA(11)의 직하 부근의 영역에 한정할 수 있기 때문에, 주면(30b)에 실장되는 회로 부품의 형성 영역을 넓게 할 수 있다. 따라서, 회로 부품의 배치의 자유도가 향상된다.
또한, 도 3a~도 3c에 나타내는 바와 같이 주면(30a 및 30b)에 수직한 방향으로부터 고주파 모듈(1A)을 평면으로 본 경우, PA(11)와 LNA(21)는 겹쳐 있지 않는 것이 바람직하다.
이것에 의해, PA(11)와 LNA(21)를 주면(30a 및 30b)에 배치해 나누고 있는 것에 추가하여, PA(11)와 LNA(21)의 거리를 더욱 크게 할 수 있고, 또한 PA(11)와 LNA(21)의 전자계 결합을 억제할 수 있으므로, 양자 사이의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있다. 또한, PA(11)와 그라운드 단자(411 및 412)를 접속하는 관통 전극(51 및 52)이 LNA(21)의 배치에 의해 제약을 받지 않으므로, PA(11)와 그라운드 단자(411 및 412)를 최단 거리로 접속할 수 있다.
또한, 상기 평면으로 볼 때에 있어서, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이 LNA(21)와 수신용 필터(22A 및 22B)는 적어도 일부가 겹쳐 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, LNA(21) 및 수신용 필터(22A 또는 22B)를 포함하는 수신 경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 수신 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 상기 선로 길이가 짧아짐으로써 수신 경로 상의 기생 용량을 억제할 수 있으므로, LNA(21)의 잡음 지수의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 상기 평면으로 볼 때에 있어서, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이 송신용 필터(12A 및 12B)는 PA(11)와 수신용 필터(22A 및 22B) 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, PA(11), 송신용 필터(12A 및 12B)를 포함하는 송신 경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 송신용 필터(12A 및 12B)의 개재에 의해 대전력의 송신 신호를 출력하는 PA(11)와 수신용 필터(22A 및 22B)의 거리를 확보할 수 있으므로, 송신 신호의 간섭에 의한 수신 감도의 저하를 억제할 수 있다.
[3. 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)의 구조]
도 4a는 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)의 제 1 단면 구성도이다. 또한, 도 4b는 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)의 제 2 단면 구성도이다. 또한, 도 4c는 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)의 제 3 단면 구성도이다. 보다 구체적으로는, 도 4a는 도 4b 및 도 4c의 IVA-IVA 절단면을 Y축 정방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 4b는 도 4a의 IVB-IVB 절단면을 Z축 부방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 4c는 도 4a의 IVC-IVC 절단면을 Z축 부방향으로 본 단면도이다.
도 4a에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(2)은 실장 기판(30)과, PA(11)와, LNA(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통 전극(51, 52, 53 및 54)과, 그라운드 단자(411, 412 및 422)와, 그라운드 전극층(30G)과, 실드 전극층(40G)을 구비한다. 본 변형예에 따른 고주파 모듈(2)은 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 비교해서 그라운드 전극층(30G) 및 실드 전극층(40G)이 배치되어 있는 점이 구성으로서 다르다. 이하, 본 변형예에 따른 고주파 모듈(2)에 대해서 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 같은 점에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명한다.
그라운드 전극층(30G)은 실장 기판(30) 내의 평면 배선 패턴에 의해 형성되고, 그라운드 전위로 설정된 전극층이다.
실드 전극층(40G)은 수지 부재(40A)의 천면 및 측면을 덮도록 형성되고, 그라운드 전극층(30G)과 실장 기판(30)의 측면에서 접속된 제 1 실드 전극층이다.
이것에 의해, PA(11)의 송신 신호가 고주파 모듈(2)로부터 직접 외부에 방사되는 것을 억제할 수 있고, 또한 외래 노이즈가 주면(30a) 상의 회로 부품에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 실드 전극층(40G)을 통해서 PA(11)의 발열을 방열할 수 있으므로, 방열성이 향상된다.
[4. 변형예 2에 따른 고주파 모듈(3)의 구조]
도 5a는 변형예 2에 따른 고주파 모듈(3)의 제 1 단면 구성도이다. 또한, 도 5b는 변형예 2에 따른 고주파 모듈(3)의 제 2 단면 구성도이다. 또한, 도 5c는 변형예 2에 따른 고주파 모듈(3)의 제 3 단면 구성도이다. 보다 구체적으로는, 도 5a는 도 5b 및 도 5c의 VA-VA 절단면을 Y축 정방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 5b는 도 5a의 VB-VB 절단면을 Z축 부방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 5c는 도 5a의 VC-VC 절단면을 Z축 부방향으로 본 단면도이다.
도 5a에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(3)은 실장 기판(30)과, PA(11)와, LNA(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통 전극(51, 52, 53 및 54)과, 그라운드 단자(411, 412 및 422)와, 그라운드 전극층(30G)과, 실드 전극층(40G)과, 실드 기둥 형상 전극(41G)을 구비한다. 본 변형예에 따른 고주파 모듈(3)은 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)과 비교해서 실드 기둥 형상 전극(41G)이 배치되어 있는 점이 구성으로서 다르다. 이하, 본 변형예에 따른 고주파 모듈(3)에 대해서 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)과 같은 점에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명한다.
실드 기둥 형상 전극(41G)은 수지 부재(40B)의 측면에 형성되고, 그라운드 전극층(30G)과 실장 기판(30)의 측면에서 접속된 제 2 실드 전극층이다. 도 5c에 나타내는 바와 같이, 실드 기둥 형상 전극(41G)은 실장 기판(30) 및 수지 부재(40B)를 Z축 방향으로 관통하는 원기둥 형상의 비아 전극을 Z축 방향으로 절단한 반원 기둥 형상의 기둥 형상 전극이며, 수지 부재(40B)의 측면에 복수개 배치되어 있다.
이것에 의하면, 실드 전극층(40G)과 함께 실드 기둥 형상 전극(41G)이 형성되므로, 고주파 모듈(3) 전체가 실드된다. 따라서, PA(11)의 송신 신호가 고주파 모듈(3)로부터 직접 외부로 방사되는 것을 더욱 억제할 수 있고, 또한 외래 노이즈가 주면(30a 및 30b) 상의 회로 부품에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 실드 기둥 형상 전극(41G)을 통해서 PA(11)의 발열을 방열할 수 있으므로, 방열성이 더욱 향상된다.
또한, 실드 기둥 형상 전극(41G)은 실드 전극층(40G)과 같이 수지 부재(40B)의 측면을 덮도록 형성된 층 형상의 전극이어도 좋다.
[5. 변형예 3에 따른 고주파 모듈(4A)의 구조]
도 6은 변형예 3에 따른 고주파 모듈(4A)의 제 1 단면 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(4A)은 실장 기판(30)과, PA(11)와, LNA(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통 전극( 51A, 52A, 53 및 54)과, 그라운드 단자(411A, 412A 및 422)를 구비한다. 본 변형예에 따른 고주파 모듈(4A)은 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 비교해서 관통 전극 (51A 및 52A)의 형상이 다르다. 이하, 본 변형예에 따른 고주파 모듈(4A)에 대해서, 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 같은 점에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명한다.
관통 전극(51A)은 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411A)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장 기판(30)을 관통하는 전극이다. 관통 전극(52A)은 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412A)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장 기판(30)을 관통하는 전극이다.
여기서, 관통 전극(51A)은 실장 기판(30) 내에 있어서, 주면(30a)으로부터 주면(30b)에 이르는 1개의 원통 형상 비아 전극으로 구성되어 있지 않고, 복수의 원통 형상 비아 전극이 직렬로 접속된 구조를 갖고 있다. 또한, 직렬로 접속된 복수의 원통 형상 비아 전극 사이에는 각 층을 따른 평면 배선 패턴이 형성되어 있지만, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 평면으로 본 경우, Z축 방향에 이웃하는 원통 형상 비아 전극끼리는 적어도 일부가 겹쳐 있다. 즉, 관통 전극(51A)에는 평면 배선 패턴만을 경유하는 XY 평면 방향의 경로는 없고, 반드시 Z축 방향의 경로가 존재한다. 또한, 관통 전극(52A)도 관통 전극(51A)과 마찬가지의 구조를 갖고 있다.
이 구성에 의하면, 관통 전극(51A)에 의해 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411A)를 상기 평면으로 볼 때에 있어서 겹치게 하는 것에 한정되지 않고, 그라운드 단자(411A)의 배치의 자유도를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 관통 전극(52A)에 의해 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412A)를 상기 평면으로 볼 때에 있어서 겹치게 하는 것에 한정되지 않고, 그라운드 단자(412A)의 배치의 자유도를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 상기 복수의 원통 형상 비아 전극의 크기(직경)를 변경하고, 또한 동일 층 내에서 원통 형상 비아 전극을 복수 형성하는 등을 하는 것이 가능해지고, 방열 경로의 열 저항을 더욱 낮추는 것이 가능해진다.
[6. 변형예 4에 따른 고주파 모듈(4B)의 구조]
도 7은 변형예 4에 따른 고주파 모듈(4B)의 제 1 단면 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(4B)은 실장 기판(30)과, PA(11)와, LNA(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통 전극(51B, 52B, 53 및 54)과, 그라운드 단자(411B, 412B 및 422)를 구비한다. 본 변형예에 따른 고주파 모듈(4B)은 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 비교해서 관통 전극(51B 및 52B)의 형상이 다르다. 이하, 본 변형예에 따른 고주파 모듈(4B)에 대해서, 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 같은 점에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명한다.
관통 전극(51B)은 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411B)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장 기판(30)을 관통하는 전극이다. 관통 전극(52B)은 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412B)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장 기판(30)을 관통하는 전극이다.
여기서, 관통 전극(51B)은 실장 기판(30) 내에 있어서, 주면(30a)으로부터 주면(30b)에 이르는 1개의 원통 형상 비아 전극으로 구성되어 있지 않고, 복수의 원통 형상 비아 전극이 직렬로 접속된 구조를 갖고 있다. 또한, 관통 전극(51B)은 수지 부재(40B) 내에 있어서 복수의 원통 형상 비아 전극이 직렬로 접속된 구조를 갖고 있다. 또한, 실장 기판(30) 내의 복수의 원통 형상 비아 전극 사이에는 각 층을 따른 평면 배선 패턴이 형성되어 있다.
주면(30a)으로부터 주면(30b)을 평면으로 본 경우, 실장 기판(30) 내 및 수지 부재(40B) 내의 쌍방에 있어서, Z축 방향으로 이웃하는 원통 형상 비아 전극끼리는 적어도 일부가 겹쳐 있다. 즉, 관통 전극(51B)에는 평면 배선 패턴만을 경유하는 XY 평면 방향의 경로는 없고, 반드시 Z축 방향의 경로가 존재한다. 또한, 관통 전극(52B)에 대해서도, 관통 전극(51B)과 마찬가지의 구조를 갖고 있다.
상기 구성에 의하면, 관통 전극(51B)에 의해 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411B)를 상기 평면으로 볼 때에 있어서 겹치게 하는 것에 한정되지 않고, 그라운드 단자(411B)의 배치의 자유도를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 관통 전극(52B)에 의해, 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412B)를 상기 평면으로 볼 때에 있어서 겹치게 하는 것에 한정되지 않고, 그라운드 단자(412B)의 배치의 자유도를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 상기 복수의 원통 형상 비아 전극의 크기(직경)를 변경하거나, 또한 동일 층 내에서 원통 형상 비아 전극을 복수 형성하는 등을 하는 것이 가능해지고, 방열 경로의 열 저항을 더욱 낮추는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태, 실시예 및 변형예에서는, 관통 전극은 실장 기판(30)뿐만 아니라 수지 부재(40B)도 관통하고 있지만, 관통 전극은 주면(30a)과 주면(30b) 사이에 걸쳐 형성되고, 주면(30b)에서 상기 관통 전극이 외부 접속 단자에 접속되어 있어도 좋다. 예를 들면, 도 3a에 나타내어진 고주파 모듈(1A)의 단면도에 있어서, 관통 전극(51 및 52) 중 실장 기판(30) 내에 형성된 부분이 관통 전극이며, 수지 부재(40B) 내에 형성된 부분이 상기 관통 전극과 다른 부재의 외부 접속 단자여도 좋다.
즉, 본 발명에 따른 고주파 모듈은 주면(30a 및 30b)을 갖고, 주면(30a 및 30b)에 고주파 부품을 실장 가능한 실장 기판(30)과, 주면(30a)에 실장된 PA(11)와, PA(11)와 접속되고, 주면(30a)과 주면(30b) 사이를 관통하는 관통 전극과, 주면(30b)에 배치되고, 상기 관통 전극과 접속되는 외부 접속 단자를 구비하고 있어도 좋다.
이것에 의하면, 실장 기판의 양 실장면에 회로 부품이 실장되어 있으므로, 편면 실장 기판을 사용한 고주파 모듈과 비교해서 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 발열량이 큰 PA(11)가 주면(30a)에 실장되고, 실장 기판(30)에 형성된 관통 전극이 PA(11) 및 외부 접속 단자를 접속하므로, 실장 기판(30) 내의 배선 중 열저항이 큰 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다. 따라서, PA(11)로부터의 외부 기판(90)으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 외부 접속 단자는, 예를 들면 주면(30b)에 배치되고, 수지 부재(40B) 내부에서 주면(30b)의 법선 방향으로 연장되는 주상 전극이어도 좋다.
또한, 상기 외부 접속 단자는 주면(30b)에 배치된 범프 전극이어도 좋다. 또한, 이 경우에는, 수지 부재(40B)는 배치되지 않는다.
또한, 상기 외부 접속 단자는 외부 기판에 접속되어도 좋다.
또한, 실장 기판(30)을 평면으로 본 경우, 상기 관통 전극과 상기 외부 접속 단자는 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
이것에 의하면, PA(11)와 외부 접속 단자를 대략 최단 거리로 접속하는 것이 가능해지고, PA(11)로부터의 방열 경로에 있어서의 열 저항을 저감할 수 있으므로, PA(11)로부터의 외부 기판(90)으로의 방열성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 주면(30b)측에 있어서의 외부 접속 단자의 형성 영역을 PA(11)의 직하 부근의 영역에 한정할 수 있기 때문에, 주면(30b)에 실장되는 회로 부품의 형성 영역을 넓게 할 수 있어 회로 부품의 배치의 자유도가 향상된다.
(그 밖의 실시형태 등)
이상, 본 발명의 실시형태에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치에 대해서, 실시형태를 들어서 설명했지만, 본 발명에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태에 있어서의 임의의 구성 요소를 조합 시켜서 실현되는 다른 실시형태나, 상기 실시형태에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 착안한 각종 변형을 실시해서 얻어지는 변형예나, 상기 고주파 모듈 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시형태에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치에 있어서, 도면에 개시된 각 회로 소자 및 신호 경로를 접속하는 경로 사이에, 별도의 회로 소자 및 배선 등이 삽입되어 있어도 좋다.
본 발명은 멀티밴드 대응의 프런트엔드부에 배치되는 고주파 모듈로서, 휴대전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.
1, 1A, 2, 3, 4A, 4B : 고주파 모듈
5 : 안테나 소자
6 : RF 신호 처리 회로(RFIC)
7 : 베이스밴드 신호 처리 회로(BBIC)
8 : 통신 장치
11 : PA(송신 전력 증폭기)
12, 12A, 12B : 송신용 필터
13, 23 : 정합 회로
14, 24 : 증폭 트랜지스터 소자
21 : LNA(저잡음 수신 증폭기)
22, 22A, 22B : 수신용 필터
30 : 실장 기판
30a, 30b, 40b : 주면
30G : 그라운드 전극층
32C : 송수신용 필터
40A, 40B : 수지 부재
40G : 실드 전극층
41G : 실드 기둥 형상 전극
51, 51A, 51B, 52, 52A, 52B, 53, 54 : 관통 전극
61, 62, 63, 64 : 스위치
90 : 외부 기판
100 : 공통 입출력 단자
110 : 송신 입력 단자
111, 112 : 이미터 단자
120 : 수신 출력 단자
121, 122, 211, 212, 221, 222 : 접속 단자
140 : 트랜지스터
141, 142 : 커패시터
143 : 바이어스 회로
144 : 콜렉터 단자
145 : 입력 단자
146 : 출력 단자
411, 411A, 411B, 412, 412A, 412B, 422 : 그라운드 단자
911, 912, 922 : 그라운드 전극

Claims (17)

  1. 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖고, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 고주파 부품을 실장 가능한 실장 기판과,
    상기 제 1 주면에 실장되고, 고주파 부품이며 이미터 단자를 갖는 송신 전력 증폭기와,
    상기 송신 전력 증폭기의 이미터 단자와 접속되고, 상기 실장 기판의 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이를 관통하는 관통 전극과,
    상기 관통 전극과 접속되는 그라운드 단자와,
    상기 제 2 주면에 배치된 저잡음 수신 증폭기, 상기 제 1 주면에 배치된 송신용 필터, 상기 제 1 주면에 배치된 수신용 필터를 구비하고,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 송신용 필터는 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 수신용 필터 사이에 배치되는 고주파 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은 외부 기판에 접속되고,
    상기 그라운드 단자는 상기 외부 기판에 접속되는 고주파 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은, 상기 제 1 주면 상에 형성되고, 상기 송신 전력 증폭기의 적어도 일부를 덮는 제 1 수지를 더 구비하는 고주파 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은,
    상기 제 2 주면에 실장된 회로 부품과,
    상기 제 2 주면 상에 형성되고, 상기 회로 부품의 적어도 일부를 덮는 제 2 수지를 더 구비하고,
    상기 그라운드 단자는 상기 제 2 수지 상에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실장 기판의 평면 배선 패턴에 의해 형성된 그라운드 전극층과,
    상기 제 1 수지의 천면 및 측면을 덮도록 형성되고, 상기 실장 기판의 측면에 있어서 상기 그라운드 전극층과 접속된 제 1 실드 전극층을 더 구비하는 고주파 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 수지의 측면에 형성되고, 상기 실장 기판의 측면에 있어서 상기 그라운드 전극층과 접속된 제 2 실드 전극층을 더 구비하는 고주파 모듈.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 관통 전극과 상기 그라운드 단자는 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 송신 전력 증폭기와 상기 저잡음 수신 증폭기는 겹쳐 있지 않는 고주파 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 제 2 주면에 실장된 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  13. 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖고, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 고주파 부품을 실장 가능한 실장 기판과,
    상기 제 1 주면에 배치된 송신 전력 증폭기와,
    상기 송신 전력 증폭기와 접속되고, 상기 실장 기판의 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이를 관통하는 관통 전극과,
    상기 제 2 주면에 배치되고, 상기 관통 전극과 접속되는 외부 접속 단자와,
    상기 제 2 주면에 배치된 저잡음 수신 증폭기와,
    상기 제 1 주면에 배치된 송신용 필터 및
    상기 제 1 주면에 배치된 수신용 필터를 구비하고,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 송신용 필터는 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 수신용 필터 사이에 배치되는 고주파 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은 외부 기판에 접속되고,
    상기 외부 접속 단자는 상기 외부 기판에 접속되는 고주파 모듈.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 본 경우, 상기 관통 전극과 상기 외부 접속 단자는 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  16. 외부 기판과,
    제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 고주파 모듈을 구비하고,
    상기 외부 기판은 상기 그라운드 단자와 전기적으로 접속된 외부 그라운드 전극을 갖는 통신 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 수직한 방향으로부터 상기 통신 장치를 평면으로 본 경우, 상기 외부 그라운드 전극과 상기 관통 전극은 적어도 일부가 겹쳐 있는 통신 장치.
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