KR102502872B1 - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

고주파 모듈 및 통신 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102502872B1
KR102502872B1 KR1020207026136A KR20207026136A KR102502872B1 KR 102502872 B1 KR102502872 B1 KR 102502872B1 KR 1020207026136 A KR1020207026136 A KR 1020207026136A KR 20207026136 A KR20207026136 A KR 20207026136A KR 102502872 B1 KR102502872 B1 KR 102502872B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main surface
frequency module
high frequency
power amplifier
terminal
Prior art date
Application number
KR1020207026136A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200119853A (ko
Inventor
쇼 마츠모토
Original Assignee
가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Publication of KR20200119853A publication Critical patent/KR20200119853A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102502872B1 publication Critical patent/KR102502872B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—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
    • H04B1/005—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
    • H04B1/0053—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
    • H04B1/0057—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 diplexing or multiplexing filters for selecting the desired band
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L25/0657—Stacked arrangements of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/481—Internal lead connections, e.g. via connections, feedthrough structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816—Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827—Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/528—Geometry or layout of the interconnection structure
    • H01L23/5283—Cross-sectional geometry
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/528—Geometry or layout of the interconnection structure
    • H01L23/5286—Arrangements of power or ground buses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5384—Conductive vias through the substrate with or without pins, e.g. buried coaxial conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/552—Protection against radiation, e.g. light or electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/66—High-frequency adaptations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—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
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0458—Arrangements for matching and coupling between power amplifier and antenna or between amplifying stages
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—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
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/18—Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—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
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—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
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6644—Packaging aspects of high-frequency amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting 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
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting 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
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06517—Bump or bump-like direct electrical connections from device to substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06527—Special adaptation of electrical connections, e.g. rewiring, engineering changes, pressure contacts, layout
    • H01L2225/06537—Electromagnetic shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06548—Conductive via connections through the substrate, container, or encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06555—Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking
    • H01L2225/06558—Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking the devices having passive surfaces facing each other, i.e. in a back-to-back arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06582—Housing for the assembly, e.g. chip scale package [CSP]
    • H01L2225/06586—Housing with external bump or bump-like connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06589—Thermal management, e.g. cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5383—Multilayer substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/294—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a low noise amplifier [LNA]
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/387—A circuit being added at the output of an amplifier to adapt the output impedance of the amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Abstract

고주파 모듈(1)은 외부기판(90)에 접속 가능하고, 서로 대향하는 주면(30a) 및 주면(30b)을 갖는 실장기판(30)과, 실장기판(30)과 외부기판(90)을 전기적으로 접속하는 복수의 그라운드 단자(411 및 412)와, 주면(30a)에 실장된 PA(14)와, 주면(30b)에 실장된 LNA(24)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 프론트엔드 회로를 구성하는 회로 소자수가 증가한다.
특허문헌 1에는, 고주파 프론트엔드 회로를 구성하는 회로 소자가 실장기판의 양면에 실장된 반도체 모듈이 개시되어 있다. 양면 실장형의 배선기판에 있어서의 서로 대향하는 2개의 실장면 중 외부단자 전극이 배치되어 있는 하면에는, 수신경로에 배치되는 저잡음 증폭기 및 송신경로에 배치되는 전력 증폭기가 실장되고, 상면에는 필터 및 수동 칩 부품이 실장되어 있다. 상기 구성에 의하면, 편면 실장형의 기판에 회로 소자가 형성된 고주파 모듈과 비교하여 고밀도화 및 소형화된 회로모듈을 제공할 수 있다.
일본 특허공개 2011-040602호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 반도체 모듈에서는, 실장기판의 동일 실장면에 수신계 부품인 저잡음 증폭기 및 송신계 부품인 전력 증폭기가 배치되기 때문에, 송신계 부품에 입출력되는 송신신호와, 수신계 부품에 입출력되는 수신신호의 강한 간섭이 발생한다. 이 때문에, 송신경로와 수신경로 사이의 아이솔레이션 특성이 저하한다고 하는 과제를 갖는다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 송수신간의 아이솔레이션 특성이 향상된 소형의 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일형태에 따른 고주파 모듈은, 외부기판에 전기적으로 접속 가능한 고주파 모듈로서, 서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 갖는 실장기판과, 상기 제1주면에 실장된 송신 전력 증폭기와, 상기 제2주면에 실장된 저잡음 수신 증폭기를 구비한다.
상기 구성에 의하면, 실장기판의 한쪽의 실장면 및 다른쪽의 실장면에 송신 전력 증폭기 및 저잡음 수신 증폭기가 각각 나뉘어서 배치되어 있으므로, 편면에만 송신 전력 증폭기와 저잡음 수신 증폭기를 배치하는 실장기판을 사용한 고주파 모듈과 비교하여 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 송신 전력 증폭기에 입출력되는 송신신호와, 저잡음 수신 증폭기에 입출력되는 수신신호의 간섭을 억제할 수 있으므로, 송수신간의 아이솔레이션 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 일형태에 따른 고주파 모듈은, 외부기판에 전기적으로 접속 가능한 고주파 모듈로서, 서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 갖는 실장기판과, 안테나 접속 단자와, 송신 전력 증폭기와, 상기 안테나 접속 단자에 접속되어 상기 안테나 접속 단자와 상기 송신 전력 증폭기의 접속 및 비접속을 스위칭하는 안테나 스위치를 구비하고, 상기 송신 전력 증폭기는 상기 제1주면에 배치되어 있고, 상기 안테나 스위치는 상기 제2주면에 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면, 실장기판의 한쪽의 실장면 및 다른쪽의 실장면에 송신 전력 증폭기와 안테나 스위치가 각각 나뉘어서 배치되어 있으므로, 편면에만 송신 전력 증폭기 및 안테나 스위치를 배치하는 실장기판을 사용한 고주파 모듈과 비교하여 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 송신 전력 증폭기에 입출력되는 송신신호와, 안테나 스위치를 통해서 수신경로를 전송하는 수신신호의 간섭을 억제할 수 있으므로, 송수신간의 아이솔레이션 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 일형태에 따른 고주파 모듈은, 외부기판에 전기적으로 접속 가능한 고주파 모듈로서, 서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 갖는 실장기판과, 안테나 접속 단자와, 송신 전력 증폭기와, 상기 송신 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 임피던스 정합회로와, 상기 안테나 접속 단자에 접속되어 상기 안테나 접속 단자와 상기 송신 전력 증폭기의 접속 및 비접속을 스위칭하는 안테나 스위치를 구비하고, 상기 임피던스 정합회로는 상기 제1주면에 배치되어 있고, 상기 안테나 스위치는 상기 제2주면에 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면, 실장기판의 한쪽의 실장면 및 다른쪽의 실장면에 임피던스 정합회로와 안테나 스위치가 각각 나뉘어서 배치되어 있으므로, 편면에만 임피던스 정합회로 및 안테나 스위치를 배치하는 실장기판을 사용한 고주파 모듈과 비교하여 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 임피던스 정합회로에 입출력되는 송신신호와, 안테나 스위치를 통해서 수신경로를 전송하는 수신신호의 간섭을 억제할 수 있으므로, 송수신간의 아이솔레이션 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 일형태에 따른 고주파 모듈은, 외부기판에 전기적으로 접속 가능한 고주파 모듈로서, 서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 갖는 실장기판과, 송신 전력 증폭기와, 저잡음 수신 증폭기와, 상기 송신 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 임피던스 정합회로와, 상기 저잡음 수신 증폭기의 입력 단자에 접속된 수신 스위치를 구비하고, 상기 임피던스 정합회로는 상기 제1주면에 배치되어 있고, 상기 수신 스위치는 상기 제2주면에 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면, 실장기판의 한쪽의 실장면 및 다른쪽의 실장면에 임피던스 정합회로와 수신 스위치가 각각 나뉘어서 배치되어 있으므로, 편면에만 임피던스 정합회로 및 수신 스위치를 배치하는 실장기판을 사용한 고주파 모듈과 비교하여 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 임피던스 정합회로에 입출력되는 송신신호와, 수신 스위치를 통해서 수신경로를 전송하는 수신신호의 간섭을 억제할 수 있으므로, 송수신간의 아이솔레이션 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 송신 전력 증폭기와 상기 저잡음 수신 증폭기는 겹치지 않아도 좋다.
상기 구성에 의하면, 송신 전력 증폭기와 저잡음 수신 증폭기의 거리를 더 크게 할 수 있으므로, 양자간의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있고, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 상기 고주파 모듈은 상기 제2주면에 배치된 복수의 외부 접속 단자를 더 구비해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 고주파 모듈은, 제1주면 및 제2주면 중 제2주면이 복수의 외부 접속 단자를 사이에 두고 외부기판의 한쪽 주면과 대면하도록 배치된다. 이 때문에, 와이어 본딩 등의 접속수단을 사용하지 않고 외부 접속 단자를 통해서 고주파 모듈을 외부기판에 표면 실장할 수 있다. 이것에 의해, 고주파 모듈과 외부기판의 접속 배선을 단축할 수 있고, 고주파 입출력 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 상기 접속수단을 사용할 필요가 없으므로, 제조 공정의 간소화 및 고주파 모듈의 소형화가 가능해진다.
또한, 상기 복수의 외부 접속 단자는 그라운드 단자를 포함하고, 상기 고주파 모듈은 관통전극을 구비하고, 상기 관통전극은 상기 실장기판을 관통하여 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 그라운드 단자를 접속해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 발열량이 큰 송신 전력 증폭기가 제1주면에 실장되고, 실장기판에 형성된 관통전극이 송신 전력 증폭기 및 그라운드 단자를 접속하므로, 송신 전력 증폭기로부터 외부기판으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 송신 전력 증폭기는 증폭 트랜지스터 소자를 갖고, 상기 증폭 트랜지스터 소자는 상기 제1주면에 배치된 베이스 단자, 컬렉터 단자 및 이미터 단자를 갖고, 또한, 상기 베이스 단자, 상기 컬렉터 단자 및 상기 이미터 단자에 접속되어, 상기 컬렉터 단자로부터 상기 이미터 단자를 향해서 컬렉터 전류를 흘리고, 상기 관통전극은 상기 이미터 단자와 상기 그라운드 단자를 접속해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 실장기판에 형성된 관통전극이 발열량이 큰 이미터 단자를 그라운드 단자에 접속하므로, 송신 전력 증폭기로부터 외부기판으로의 방열성이 더한층 향상된 소형의 고주파 모듈을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실장기판을 평면으로 보았을 경우, 상기 관통전극과 상기 그라운드 단자는 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 이미터 단자와 그라운드 단자를 대략 최단거리로 접속하는 것이 가능해져서, 송신 전력 증폭기로부터 그라운드 단자로의 방열 경로에 있어서의 열저항을 저감할 수 있으므로, 송신 전력 증폭기로부터 외부기판으로의 방열성을 더한층 향상할 수 있다. 또한, 고주파 모듈의 제2주면측에 있어서의 관통전극의 형성 영역을 송신 전력 증폭기의 바로 아래 부근의 영역에 한정할 수 있기 때문에, 제2주면에 실장되는 회로부품의 형성 영역을 넓힐 수 있어, 상기 회로부품의 배치의 자유도가 향상된다.
또한, 상기 제1주면 상에 실장된 송신용 필터와 상기 제1주면 상에 실장된 수신용 필터를 구비하고, 상기 실장기판을 평면으로 보았을 경우, 상기 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 저잡음 수신 증폭기 및 수신용 필터를 포함하는 수신경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 수신신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 상기 선로 길이가 짧아짐으로써 수신경로 상의 기생 인덕턴스 및 기생 용량을 억제할 수 있으므로, 잡음지수의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 상기 제1주면 상에 실장된 송신용 필터와 상기 제1주면 상에 실장된 수신용 필터를 더 구비하고, 상기 실장기판을 평면으로 보았을 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 송신경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 송신신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 송신용 필터의 개재에 의해 대전력의 송신신호를 출력하는 송신 전력 증폭기와 수신용 필터의 거리를 확보할 수 있으므로, 송신신호의 간섭에 의한 수신감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 상기 실장기판을 평면으로 보았을 경우, 상기 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 송신 전력 증폭기 및 송신용 필터를 포함하는 송신경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있음과 아울러, 저잡음 수신 증폭기 및 수신용 필터를 포함하는 수신경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 수신신호 및 송신신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 수신감도의 저하 및 잡음지수의 저하의 쌍방을 억제할 수 있다.
또한, 상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 송신 전력 증폭기와 상기 안테나 스위치는 겹치지 않아도 좋다.
상기 구성에 의하면, 송신 전력증폭기와 안테나 스위치의 거리를 더욱 크게 할 수 있으므로, 양자간의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있어 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 상기 고주파 모듈은, 상기 제2주면에 배치된 복수의 외부 접속 단자와 관통전극을 더 구비하고, 상기 복수의 외부 접속 단자는 그라운드 단자를 포함하고, 상기 관통전극은 상기 실장기판을 관통하여 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 그라운드 단자를 접속해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 고주파 모듈과 외부기판의 접속 배선을 단축할 수 있어, 고주파 입출력 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 상기 접속수단을 사용할 필요가 없으므로, 제조 공정의 간소화 및 고주파 모듈의 소형화가 가능해진다. 또한, 발열량이 큰 송신 전력 증폭기가 제1주면에 실장되고, 실장기판에 형성된 관통전극이 송신 전력 증폭기 및 그라운드 단자를 접속하므로, 송신 전력 증폭기로부터 외부기판으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 임피던스 정합회로와 상기 안테나 스위치는 겹치지 않아도 좋다.
상기 구성에 의하면, 임피던스 정합회로와 안테나 스위치의 거리를 더욱 크게 할 수 있으므로, 양자간의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있어 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 상기 고주파 모듈은, 상기 제2주면에 배치된 복수의 외부 접속 단자와, 관통전극을 더 구비하고, 상기 송신 전력 증폭기는 상기 제1주면에 배치되어 있고, 상기 복수의 외부 접속 단자는 그라운드 단자를 포함하고, 상기 관통전극은 상기 실장기판을 관통하여 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 그라운드 단자를 접속해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 고주파 모듈과 외부기판의 접속 배선을 단축할 수 있어, 고주파 입출력 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 상기 접속수단을 사용할 필요가 없으므로, 제조 공정의 간소화 및 고주파 모듈의 소형화가 가능해진다. 또한, 발열량이 큰 송신 전력 증폭기가 제1주면에 실장되고, 실장기판에 형성된 관통전극이 송신 전력 증폭기 및 그라운드 단자를 접속하므로, 송신 전력 증폭기로부터 외부기판으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 임피던스 정합회로와 상기 수신 스위치는 겹치지 않아도 좋다.
상기 구성에 의하면, 상기 임피던스 정합회로와 수신 스위치의 거리를 더욱 크게 할 수 있으므로, 양자간의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있어 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 상기 고주파 모듈은, 상기 제2주면에 배치된 복수의 외부 접속 단자와, 관통전극을 더 구비하고, 상기 송신 전력 증폭기는 상기 제1주면에 배치되어 있고, 상기 복수의 외부 접속 단자는 그라운드 단자를 포함하고, 상기 관통전극은 상기 실장기판을 관통하여 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 그라운드 단자를 접속해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 고주파 모듈과 외부기판의 접속 배선을 단축할 수 있어, 고주파 입출력 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 상기 접속수단을 사용할 필요가 없으므로 제조 공정의 간소화 및 고주파 모듈의 소형화가 가능해진다. 또한, 발열량이 큰 송신 전력 증폭기가 제1주면에 실장되고, 실장기판에 형성된 관통 전극이 송신 전력 증폭기 및 그라운드 단자를 접속하므로, 송신 전력 증폭기로부터 외부기판으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 일형태에 따른 통신 장치는, 상기 외부기판과 상기 어느 하나에 기재된 고주파 모듈을 구비하고, 상기 외부기판은 상기 복수의 외부 접속 단자 중 그라운드 단자와 전기적으로 접속된 외부 그라운드 전극을 갖는다.
상기 구성에 의하면, 발열량이 큰 송신 전력 증폭기가 제1주면에 실장되고, 저잡음 수신 증폭기가 제2주면에 실장되며, 실장기판에 형성된 관통전극이 송신 전력 증폭기 및 그라운드 단자를 접속하므로, 송신 전력 증폭기로부터 외부기판으로의 방열성 및 송수신간의 아이솔레이션 특성이 향상된 소형의 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실장기판을 평면으로 보았을 경우, 상기 외부 그라운드 전극과, 상기 그라운드 단자와 전기적으로 접속되어 상기 제1주면으로부터 상기 제2주면을 향해서 상기 실장기판을 관통하는 관통전극은 적어도 일부가 겹쳐 있어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 관통전극과 외부 그라운드 전극을 대략 최단거리로 접속하는 것이 가능해져서, 송신 전력 증폭기로부터의 외부 그라운드 전극으로의 방열 경로에 있어서의 열저항을 저감할 수 있다. 따라서, 송신 전력 증폭기로부터의 외부기판으로의 방열성이 향상된 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 송수신간의 아이솔레이션 특성이 향상된 소형의 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1a는 실시형태에 따른 고주파 모듈의 제1단면 구성도이다.
도 1b는 실시형태에 따른 고주파 모듈의 제2단면 구성도이다.
도 1c는 실시형태에 따른 고주파 모듈의 제3단면 구성도이다.
도 2a는 실시예에 따른 고주파 모듈의 제1단면 구성도이다.
도 2b는 실시예에 따른 고주파 모듈의 제2단면 구성도이다.
도 2c는 실시예에 따른 고주파 모듈의 제3단면 구성도이다.
도 3a는 실시예에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치의 블록 구성도이다.
도 3b는 실시예에 따른 고주파 모듈이 갖는 증폭 소자의 회로 구성도이다.
도 4a는 변형예 1에 따른 고주파 모듈의 제1단면 구성도이다.
도 4b는 변형예 1에 따른 고주파 모듈의 제2단면 구성도이다.
도 4c는 변형예 1에 따른 고주파 모듈의 제3단면 구성도이다.
도 5a는 변형예 2에 따른 고주파 모듈의 제1단면 구성도이다.
도 5b는 변형예 2에 따른 고주파 모듈의 제2단면 구성도이다.
도 5c는 변형예 2에 따른 고주파 모듈의 제3단면 구성도이다.
도 6은 변형예 3에 따른 고주파 모듈의 제1단면 구성도이다.
도 7은 변형예 4에 따른 고주파 모듈의 제1단면 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 또, 이하에서 설명하는 실시형태는 어느 것이나 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시형태에서 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성요소, 구성요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 이하의 실시형태에 있어서의 구성요소 중, 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성요소에 대해서는 임의의 구성요소로서 설명된다. 또한, 도면에 나타내어지는 구성요소의 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 보았을 경우에, A와 B 사이에 C가 배치되어 있다」라는 것은, 상기 기판을 평면으로 보았을 경우에 투영되는 A의 영역 내의 임의의 점과, 상기 기판을 평면으로 보았을 경우에 투영되는 B의 영역 내의 임의의 점을 연결하는 선에, 상기 기판을 평면으로 보았을 경우에 투영되는 C의 영역의 적어도 일부가 겹치고 있는 것을 가리키는 것으로 정의된다.
(실시형태)
[1. 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 구성]
도 1a는 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 제1단면 구성도이다. 또한, 도 1b는 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 제2단면 구성도이다. 또한, 도 1c는 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)의 제3단면 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 실장기판(30)과, 전력 증폭 회로(11)와, 저잡음 증폭 회로(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통전극(51, 52, 53 및 54)과, 그라운드 단자(411, 412 및 422)를 구비한다.
고주파 모듈(1)은 외부기판(90)에 전기적으로 접속 가능하다. 외부기판(90)은 Z축 정방향의 표면에 그라운드 전극(911, 912 및 922)을 갖고, 예를 들면 휴대전화 및 통신 기기 등의 머더기판에 상당한다.
또, 고주파 모듈(1)이 외부기판(90)에 전기적으로 접속 가능하다는 것은, 고주파 모듈(1)이 외부기판(90) 상에 직접적으로 실장될 경우 뿐만 아니라, 고주파 모듈(1)이 외부기판(90) 상에 간접적으로 실장될 경우도 포함한다. 또, 고주파 모듈(1)이 외부기판(90) 상에 간접적으로 실장될 경우란, 고주파 모듈(1)이 외부기판(90) 상에 실장된 다른 고주파 모듈 상에 실장될 경우 등이다.
실장기판(30)은 서로 대향하는 주면(30a) 및 주면(30b)을 갖고, 주면(30a 및 30b)의 각각에 회로부품이 실장된 양면 실장기판이다. 주면(30a)은 실장기판(30)의 Z축 정방향측의 제1주면이며, 주면(30b)은 실장기판(30)의 Z축 부방향측의 제2주면이다. 실장기판(30)은 복수의 층이 적층된 다층기판이며, 예를 들면 세라믹스 다층기판 및 PCB 기판 등을 들 수 있다. 또한, 실장기판(30)은 그라운드 전위로 설정된 평면 배선 패턴을 갖고 있다.
전력 증폭 회로(11)는 주면(30a)에 실장된 송신신호를 증폭하는 증폭 회로이다. 전력 증폭 회로(11)는 정합회로(13)와, PA(Power Amplifier)(14)를 갖는 송신 전력 증폭 회로이다. PA(14)는 송신 전력 증폭기의 일례이다.
저잡음 증폭 회로(21)는 주면(30b)에 실장되고, 수신신호를 증폭하는 증폭 회로이다. 저잡음 증폭 회로(21)는 정합회로(23)와, LNA(Low Noise Amplifier)(24)를 갖는 저잡음 수신 증폭 회로이다. LNA(24)는 저잡음 수신 증폭기의 일례이다.
그라운드 단자(411, 412 및 422)는 실장기판(30)과 외부기판(90)을 전기적으로 접속하는 복수의 외부 접속 단자이다.
종래의 고주파 모듈의 일례로서, 편면 실장기판을 사용한 고주파 모듈을 들 수 있다. 이 편면 실장 방식에서는, 동일 평면 상에 회로부품을 배치하기 때문에, 고객으로부터의 소형화 및 집적화의 요구에 대하여는 회로부품간의 간격을 작게 하거나, 회로부품 자체를 소형화하거나 함으로써 대응해 왔다. 그러나, 통신기술의 발전에 의해, 현재, 주류인 LTE(Long Term Evolution) 통신 뿐만 아니라, 5G(5th Generation) 이동통신 시스템도 검토되고 있다. 그 때문에, 휴대단말 상에서 고주파 부품을 탑재할 수 있는 영역은 더 좁아지고 있어, 평판품에서의 소형화에는 한계가 있다. 또한, 편면 실장 방식에서는 동일 평면 상에 PA와 LNA가 배치되게 되기 때문에, PA와 LNA가 직접 결합해 버려 송수신간의 아이솔레이션의 확보가 곤란하게 된다.
이것에 대하여, 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은 실장기판(30), 전력 증폭 회로(11), 및 저잡음 증폭 회로(21)를 구비하는 구성에 의해, 실장기판(30)의 양 실장면인 주면(30a 및 30b)에 PA(14)와 LNA(24)가 나뉘어서 배치되어 있으므로, 편면 실장기판을 사용한 고주파 모듈과 비교하여 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 전력 증폭 회로(11)에 입출력되는 송신신호와, 저잡음 증폭 회로(21)에 입출력되는 수신신호의 간섭을 억제할 수 있으므로, 송수신간의 아이솔레이션 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 도 1a∼도 1c에 나타내는 바와 같이, 주면(30a 및 30b)에 수직인 방향으로부터 고주파 모듈(1)을 평면으로 보았을 경우, PA(14)와 LNA(24)는 겹쳐 있지 않은 것이 바람직하다.
이것에 의해, 전력 증폭 회로(11)와 저잡음 증폭 회로(21)를 주면(30a 및 30b)에 나누어 배치하고 있는 것에 추가해서, PA(14)와 LNA(24)의 거리를 더 크게 할 수 있고, 또한, PA(14)와 LNA(24)의 전자계 결합을 억제할 수 있으므로, 양자간의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있다.
또한, 그라운드 단자(411, 412 및 422)를 포함하는 복수의 외부 접속 단자는, 고주파 모듈(1)의 주면(30a)측의 노출면 및 주면(30b)측의 노출면 중, 주면(30b)측의 노출면에만 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 고주파 모듈(1)의 주면(30a)측의 노출면이란, 예를 들면 도 1a에서는 수지 부재(40A)의 노출면(Z축 정방향측의 수지 부재(40A)의 표면)에 상당하고, 고주파 모듈(1)의 주면(30b)측의 노출면이란, 예를 들면 도 1a에서는 수지 부재(40B)의 노출면(Z축 부방향측의 수지 부재(40B)의 표면)에 상당한다.
이것에 의하면, 고주파 모듈(1)은 주면(30a 및 30b) 중 주면(30b)이 복수의 외부 접속 단자를 사이에 두고 외부기판(90)의 한쪽 주면과 대향하도록 배치된다. 이 때문에, 와이어 본딩 등의 접속수단을 사용하지 않고 외부 접속 단자를 통해서 고주파 모듈(1)을 외부기판(90)에 표면 실장할 수 있다. 이것에 의해, 고주파 모듈(1)과 외부기판(90)의 접속 배선을 단축할 수 있어, 고주파 입출력 신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 와이어 본딩 등의 접속수단을 사용할 필요가 없으므로 제조 공정의 간소화 및 고주파 모듈(1)의 소형화가 가능해진다.
전력 증폭 회로(11)는, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 이미터 단자(111 및 112)를 갖는다. 저잡음 증폭 회로(21)는 실장기판(30)과 접속되는 접속 단자(211 및 212)를 갖는다.
송신용 필터(12)는 실장기판(30)과 접속되는 접속 단자(121 및 122)를 갖고, 소정의 주파수 대역의 송신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다.
수신용 필터(22)는 실장기판(30)과 접속되는 접속 단자(221 및 222)를 갖고, 소정의 주파수 대역의 수신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다. 저잡음 증폭 회로(21)의 접속 단자(211)와 수신용 필터(22)의 접속 단자(221)는 관통전극(53)에 의해 접속되어 있다.
관통전극(51)은 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장기판(30)을 관통하는 전극이다. 관통전극(52)은 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장기판(30)을 관통하는 전극이다.
관통전극(53)은 수신용 필터(22)의 접속 단자(221)와 저잡음 증폭 회로(21)의 접속 단자(211)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장기판(30)을 관통하는 전극이다. 관통전극(54)은 수신용 필터(22)의 접속 단자(222)와 그라운드 단자(422)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장기판(30)을 관통하는 전극이다.
또, 본 실시형태에서는 관통전극(51, 52 및 54)은 실장기판(30) 뿐만 아니라 수지 부재(40B)도 관통하고 있다.
수지 부재(40A)는 주면(30a) 상에 형성되고, 전력 증폭 회로(11), 송신용 필터(12) 및 수신용 필터(22)의 측면 및 천면(天面)을 덮는 제1수지이다. 또, 수지 부재(40A)는 전력 증폭 회로(11)의 적어도 측면을 덮고 있으면 좋다.
수지 부재(40B)는 주면(30b) 상에 형성되고, 저잡음 증폭 회로(21)의 측면 및 천면을 덮는 제2수지이다. 또, 수지 부재(40B)는 저잡음 증폭 회로(21)의 적어도 측면을 덮고 있으면 좋다.
또, 관통전극(53 및 54), 및, 수지 부재(40A 및 40B)는, 본 발명에 따른 고주파 모듈(1)에 필수적인 구성요소는 아니다.
그라운드 단자(411, 412 및 422)는 실장기판(30)에 대하여 주면(30b)측에 배치되어 있다. 그라운드 단자(411)는 관통전극(51)을 통해서 전력 증폭 회로(11)의 이미터 단자(111)와 전기적으로 접속되고, 또한, 외부기판(90)의 그라운드 전극(911)과 직접 접속되어 있다. 또한, 그라운드 단자(412)는 관통전극(52)을 통해서 전력 증폭 회로(11)의 이미터 단자(112)와 전기적으로 접속되고, 또한 외부기판(90)의 그라운드 전극(912)과 직접 접속되어 있다. 그라운드 단자(422)는 관통전극(54)을 통해서 수신용 필터(22)의 접속 단자(222)와 전기적으로 접속되고, 또한, 외부기판(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. 또, 그라운드 단자(411, 412 및 422)의 각각은 관통전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선단면에 접합된 범프 부재(땜납 볼을 포함한다)라도 좋다. 또한, 그라운드 단자(411, 412 및 422)의 각각은, 관통전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선단면에 형성된 도금층 등이라도 좋다. 또한, 고주파 모듈(1)로서 관통전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선단면에 전극층 및 전극단자가 형성되어 있지 않을 경우에는, 그라운드 단자(411, 412 및 422)의 각각은 관통전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선단면 자체로 정의된다. 즉, 관통전극(51, 52 및 54)의 Z축 부방향의 선단면이, 각각 그라운드 전극(911, 912 및 922)에 땜납 부재 등을 통해서 접합된다.
[2. 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 구조]
도 2a는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 제1단면 구성도이다. 또한, 도 2b는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 제2단면 구성도이다. 또한, 도 2c는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 제3단면 구성도이다. 보다 구체적으로는, 도 2a는 도 2b 및 도 2c의 IIA-IIA 절단면을 Y축 정방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 2b는 도 2a의 IIB-IIB 절단면을 Z축 부방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 2c는 도 2a의 IIC-IIC 절단면(주면(40b))을 Z축 부방향으로 본 단면도이다. 또, 도 2b 및 도 2c에는 각 절단면에 배치된 회로 소자 및 단자(실선) 뿐만 아니라, Z축 방향으로 투시했을 경우에 존재하는 회로 소자(파선)도 나타내고 있다.
도 2a∼도 2c에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(1A)은 전력 증폭 회로(11)와, 저잡음 증폭 회로(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 비교하여 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. 우선, 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 구조를 설명함에 있어서, 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 구체적 구성예를 나타내어 둔다.
도 3a는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A) 및 통신 장치(8)의 블록 구성도이다. 동 도면에는, 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)의 구체적 구성예가 나타내어져 있고, 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 처리회로(RFIC)(6)와, 베이스밴드 신호 처리회로(BBIC)(7)가 나타내어져 있다. 또한, 고주파 모듈(1A), 안테나 소자(5), RFIC(6), 및 BBIC(7)는 통신 장치(8)를 구성하고 있다. 또, 통신 장치(8)는 본 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)과 도 2a에 나타내어진 외부기판(90)을 구비한다.
고주파 모듈(1A)은 전력 증폭 회로(11)와, 저잡음 증폭 회로(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. 또, 송신용 필터(12A)와 수신용 필터(22A)는, 밴드 A용의 듀플렉서를 구성하고 있어도 된다. 또한, 송신용 필터(12B)와 수신용 필터(22B)는 밴드 B용의 듀플렉서를 구성하고 있어도 된다. 송수신용 필터(32C)는, 예를 들면 밴드(주파수 대역) C의 송수신 대역을 통과 대역으로 하는 필터 소자이다.
스위치(61)는 안테나 스위치의 일례이며, 공통단자 및 3개의 선택단자를 갖고, 공통단자가 공통 입출력 단자(안테나 접속 단자)(100)에 접속되고, 3개의 선택단자가 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. 또, 스위치(61)는 공통단자와 3개의 선택단자 중 적어도 1개를 도통시키는 스위치 회로이면 된다.
스위치(62)는 공통단자 및 3개의 선택단자를 갖고, 공통단자가 전력 증폭 회로(11)에 접속되고, 3개의 선택단자가 각각, 송신용 필터(12A)의 입력 단자, 송신용 필터(12B)의 입력 단자, 및, 스위치(64)의 한쪽의 선택단자에 접속된 SP3T형의 스위치 회로이다. 스위치(62)는 밴드 A, 밴드 B 및 밴드 C의 송신신호 경로를 스위칭하는 기능을 갖는다. 또, 스위치(62)는 공통단자와 3개의 선택단자 중 적어도 1개를 도통시키는 스위치 회로이면 된다.
스위치(63)는 수신 스위치의 일례이며, 공통단자 및 3개의 선택단자를 갖고, 공통단자가 정합회로(23)를 통해서 LNA(24)의 입력 단자에 접속되고, 3개의 선택단자가 각각, 수신용 필터(22A)의 출력 단자, 수신용 필터(22B)의 출력 단자, 및, 스위치(64)의 다른쪽의 선택단자에 접속된 SP3T형의 스위치 회로이다. 스위치(63)는 밴드 A, 밴드 B 및 밴드 C의 수신신호 경로를 스위칭하는 기능을 갖는다. 또, 스위치(63)는 공통단자와 3개의 선택단자 중 적어도 1개를 도통시키는 스위치 회로이면 된다.
스위치(64)는 공통단자 및 2개의 선택단자를 갖고, 공통단자가 송수신용 필터(32C)에 접속된 SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치 회로이다. 스위치(64)는 송수신용 필터(32C)를 포함하는 신호 경로를, 송신신호 경로 또는 수신신호 경로로 스위칭하는 기능을 갖는다.
저잡음 증폭 회로(21)는 정합회로(23)와 LNA(24)를 갖는 저잡음 수신 증폭 회로이며, 스위치(63)로부터 입력된 수신신호를 증폭해서 수신 출력 단자(120)에 출력한다. 또, 저잡음 증폭 회로(21)는 정합회로(23)를 갖지 않아도 좋다.
LNA(24)는 저잡음 수신 증폭기의 일례이고, 예를 들면 바이폴러 트랜지스터를 갖는 증폭기이다.
정합회로(23)는 수신용 필터(22A, 22B) 및 송수신용 필터(32C)의 출력 임피던스와, LNA(24)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로이며, 예를 들면 인덕터 및 커패시터 등의 수동 소자로 구성되어 있다.
전력 증폭 회로(11)는 정합회로(13)와 PA(14)를 갖는 송신 전력 증폭 회로이며, 송신 입력 단자(110)로부터 입력된 송신신호를 증폭한다. 또, 전력 증폭 회로(11)는 정합회로(13)를 갖지 않아도 좋다.
정합회로(13)는 PA(14)의 출력 단자에 접속된 임피던스 정합회로이고, PA(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.
여기에서, 전력 증폭 회로(11)의 회로구성을 예시하여, 전력 증폭 회로(11)의 구성을 상세하게 설명한다.
도 3b는 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)이 갖는 PA(14)의 회로 구성도이다. PA(14)는 송신 전력 증폭기의 일례이며, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 트랜지스터(140)와, 커패시터(141 및 142)와, 바이어스 회로(143)와, 컬렉터 단자(144)와, 이미터 단자(111)와, 입력 단자(145)와, 출력 단자(146)를 구비한다.
트랜지스터(140)는, 예를 들면 컬렉터, 이미터 및 베이스를 갖고, 이미터 접지형의 바이폴러 트랜지스터이며, 베이스에 입력된 고주파 전류를 증폭해서 컬렉터로부터 출력한다. 또, 트랜지스터(140)는 드레인, 소스 및 게이트를 갖는 전계 효과형의 트랜지스터라도 좋다.
커패시터(141)는 DC 컷용의 용량소자이며, 바이어스 회로(143)로부터 베이스에 인가되는 직류 바이어스 전압에 의해, 입력 단자(145)에 직류 전류가 누설되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
커패시터(142)는 DC 컷용의 용량소자이며, 직류 바이어스 전압이 중첩된 고주파 증폭신호의 직류 성분을 제거하는 기능을 갖고, 상기 직류 성분이 제거된 고주파 증폭신호가 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.
PA(14)의 상기 회로 구성에 의하면, 입력 단자(145)로부터 입력된 고주파 신호(RFin)는 트랜지스터(140)의 베이스로부터 이미터로 흐르는 베이스 전류(Ib)가 된다. 트랜지스터(140)에 의해 베이스 전류(Ib)가 증폭되어서 컬렉터 전류(Ic)로 되고, 상기 컬렉터 전류(Ic)에 대응한 고주파 신호(RFout)가 출력 단자(146)로부터 출력된다. 이 때, 이미터 단자(111)로부터 그라운드에는, 베이스 전류(Ib) 및 컬렉터 전류(Ic)가 합산된 대전류가 흐른다.
또, 이미터 단자(111)는 PA(14)의 외부이며, 또한, 전력 증폭 회로(11) 내에 배치되어 있어도 된다. 즉, 이미터 단자(111)는 PA(14)가 갖지 않고, 전력 증폭 회로(11)가 갖고 있어도 된다.
다시, 도 3a로 돌아가서, 통신 장치(8)의 구성에 대하여 설명한다.
RFIC(6)는 안테나 소자(5)로부터 고주파 모듈(1A)을 통해서 입력된 수신신호를, 다운 컨버트 등에 의해 신호처리하고, 상기 신호처리해서 생성된 수신신호를 BBIC(7)에 출력한다.
BBIC(7)는 프론트엔드부에 있어서의 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 이용하여 신호처리하는 회로이다. BBIC(7)에서 처리된 신호는, 예를 들면 화상 표시를 위한 화상 신호로서 사용되거나, 또는, 스피커를 통한 통화를 위해서 음성신호로서 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. 또, 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.
또, 본 실시형태에서는 고주파 모듈로서 송수신 분파/합파 회로인 고주파 모듈(1A)을 예시했지만, 본 발명의 고주파 모듈은 송신 합파 회로라도 되고, 주파수 대역(신호 경로)의 수는 한정되지 않는다.
또한 도 3a에 나타내어진 회로구성에 추가해, 각 회로 소자를 접속하는 노드에 커패시터, 인덕터 및 저항소자 등의 전자부품이 배치되어 있어도 된다.
여기에서, 도 2a∼2c로 돌아가서, 고주파 모듈(1A)의 구조에 대하여 설명한다.
전력 증폭 회로(11)는 베이스 단자(도 2a에 도시 생략), 컬렉터 단자(144)(도 2a에 도시 생략) 및 이미터 단자(111 및 112)와, PA(14)(도 2a에 도시 생략)를 구비한다. 또, PA(14)는 복수의 트랜지스터(140)의 각각이, 병렬 접속된 복수의 트랜지스터 소자로 구성되어 있어도 되고, 또한 트랜지스터(140)끼리가 종속 접속된 구성을 갖고 있어도 된다. 복수의 트랜지스터(140)가 종속 접속된 구성을 갖고 있는 경우에는, 베이스 단자, 컬렉터 단자 및 이미터 단자를, 각각 복수 갖고 있어도 된다. 이 관점으로부터, 도 2a에서는 복수의 이미터 단자(111 및 112)가 나타내어져 있다.
베이스 단자(도 2a에 도시 생략, 도 3b의 입력 단자(145)에 상당), 컬렉터 단자(144)(도 2a에 도시 생략, 도 3b에 도시) 및 이미터 단자(111 및 112)(도 2a에 도시)는 주면(30a)에 배치되어 있고, 금속 전극층 또는 금속 범프 부재 등으로 구성된다.
또, 베이스 단자 및 컬렉터 단자는 주면(30a)에 배치된 금속 전극층 또는 금속 범프 부재를 통해서 실장기판(30)에 형성된 관통전극에 접속되고, 상기 관통전극이 수지 부재(40B)의 표면에 배치된 외부 접속 단자와 접속되어 있어도 된다. 또, 이 외부 접속 단자는 그라운드 단자가 아니라, 고주파 신호를 전송하기 위한 신호단자이다.
PA(14)는, 도 3b에서 설명한 바와 같이, 트랜지스터(140)의 베이스가 상기 베이스 단자에 접속되고, 트랜지스터(140)의 컬렉터가 컬렉터 단자(144)에 접속되며, 트랜지스터(140)의 이미터가 이미터 단자(111 또는 112)에 접속되고, 컬렉터 단자(144)로부터 이미터 단자(111 또는 112)를 향해서 컬렉터 전류(Ic)를 흘린다.
발열량이 큰 PA(14)가 주면(30a)에 실장되고, 양면 실장기판(30)에 형성된 관통전극(51)이 PA(14) 및 그라운드 단자(411)에 접속되며, 양면 실장기판(30)에 형성된 관통전극(52)이 PA(14) 및 그라운드 단자(412)에 접속된다. 이것에 의해, 양면 실장기판(30)과 외부기판(90)을 접속하는 복수의 외부 접속 단자를 통해서, PA(14)로부터 외부기판(90)으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈(1A)을 제공하는 것이 가능해진다.
또, 관통전극(51)이 이미터 단자(111) 및 그라운드 단자(411)에 접속되고, 실장기판(30)에 형성된 관통전극(52)이 이미터 단자(112) 및 그라운드 단자(412)에 접속되어 있어도 된다. 이 경우에는, 이미터 단자(111 및 112)는 발열량이 크기 때문에, PA(14)로부터 외부기판(90)으로의 방열성이 더한층 향상된 소형의 고주파 모듈(1A)을 제공하는 것이 가능해진다.
즉, 본 실시예에 따른 고주파 모듈(1A)은, 실장기판(30)을 기준으로 해서 그라운드 단자(411 및 412)가 형성된 측과 반대측에 PA(14)가 배치된다. 또한, 그라운드 단자(411 및 412)는 실장기판(30)에 대하여 수지 부재(40A 및 40B) 중 수지 부재(40B)측에 배치되어 있다. PA(14)의 방열 경로는 이미터 단자(111)-관통전극(51)-그라운드 단자(411), 및, 이미터 단자(112)-관통전극(52)-그라운드 단자(412)이다. 가령, PA(14)가 실장기판(30)에 대하여 그라운드 단자(411 및 412)가 형성된 측에 배치되었을 경우, PA(14)의 이미터 단자(111 및 112)는 주면(30b)에 접속되고, 실장기판(30)의 XY 평면 방향으로 연장되는 평면 배선 패턴을 통하여, 수지 부재(40B) 내의 관통전극에 의해 그라운드 단자(411 및 412)와 접속되게 된다. 이것에 대하여, 본 실시예와 같이, PA(14)가 주면(30a)에 배치되면, 상기 방열 경로는 관통전극(51 및 52)을 경유하는 경로로 구성되고, 실장기판(30)의 평면 배선 패턴만을 경유하는 경로를 포함하지 않는다. 즉, 관통전극(51 및 52)에 의해 직접 그라운드 단자(411 및 412)와 접속되기 때문에, 열저항이 작은 방열 경로를 실현할 수 있어 고주파 모듈(1A)의 방열성이 향상된다.
또한, 수지 부재(40A)가 배치됨으로써 열발생량이 많은 PA(14)가 수지 부재(40A)에 피복되므로, PA(14)의 실장 신뢰성을 높이면서 PA(14)로부터의 외부기판(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 않은 주면)에 배치되어 있다.
이것에 의하면, 수지 부재(40A 및 40B)가 배치되어 있음으로써 전력 증폭 회로(11) 및 저잡음 증폭 회로(21)의 신뢰성을 높이면서, 수지 부재(40B) 내에 있어서도 관통전극(51, 52 및 54)이 형성되므로, 실장기판(30) 및 수지 부재(40B)에 걸쳐서 실장기판(30) 및 수지 부재(40B)에 형성되는 배선 중 열저항이 큰 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다.
또, 도 2c에 나타내는 바와 같이, 주면(30a 및 30b)에 수직인 방향(Z축 방향)으로부터 고주파 모듈(1A)을 평면으로 보았을 경우, 관통전극(51)과 그라운드 단자(411)가 겹쳐 있고, 관통전극(52)과 그라운드 단자(412)는 겹쳐 있는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411)를 대략 최단거리로 접속하는 것이 가능해지고, 또한, 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412)를 대략 최단거리로 접속하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 전력 증폭 회로(11)로부터 그라운드 단자(411 및 412)로의 방열 경로에 있어서의 열저항을 저감할 수 있으므로, 전력 증폭 회로(11)로부터의 외부기판(90)으로의 방열성을 보다 향상할 수 있다. 또한, 수지 부재(40B) 내에 있어서의 관통전극(51 및 52)의 형성 영역을, 전력 증폭 회로(11)의 바로 아래 부근의 영역에 한정할 수 있기 때문에, 주면(30b)에 실장되는 회로부품의 형성 영역을 넓게 할 수 있다. 따라서, 회로부품의 배치의 자유도가 향상된다.
또, 도 2c와 같이 관통전극(51)이 그라운드 단자(411)와 완전히 겹쳐 있지 않아도 좋고, 관통전극(51)의 적어도 일부가 그라운드 단자(411)와 겹쳐 있으면 좋다. 또한, 관통전극(52)의 적어도 일부가 그라운드 단자(412)와 겹쳐 있으면 좋다.
또한, 상기 평면으로 볼 때에 있어서, 관통전극(51)과 그라운드 전극(911)이 겹쳐 있고, 관통전극(52)과 그라운드 전극(912)은 겹쳐 있는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 이미터 단자(111)와 그라운드 전극(911)을 대략 최단거리로 접속하는 것이 가능해지고, 또한 이미터 단자(112)와 그라운드 전극(912)을 대략 최단거리로 접속하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 전력 증폭 회로(11)로부터 외부기판(90)으로의 방열 경로에 있어서의 열저항을 저감할 수 있으므로, 전력 증폭 회로(11)로부터의 외부기판(90)으로의 방열성이 향상된 통신 장치(8)를 제공할 수 있다. 또, 관통전극(51)이 그라운드 전극(911)과 완전하게 겹쳐 있지 않아도 좋고, 관통전극(51)의 적어도 일부가 그라운드 전극(911)과 겹쳐 있으면 좋다. 또한, 관통전극(52)의 적어도 일부가 그라운드 전극(912)과 겹쳐 있으면 좋다.
또한, 본 실시예에서는, PA(14)와 LNA(24)가 실장기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 양자간의 아이솔레이션을 확보할 수 있어 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신신호가 수신경로에 침입해서 수신감도가 저하해 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 2a∼도 2c에 나타내는 바와 같이, 주면(30a 및 30b)에 수직인 방향으로부터 고주파 모듈(1A)을 평면으로 보았을 경우, PA(14)와 LNA(24)는 겹쳐 있지 않은 것이 바람직하다.
이것에 의해, PA(14)와 LNA(24)를 주면(30a 및 30b)에 나누어 배치하고 있는 것에 추가해서, PA(14)와 LNA(24)의 거리를 더 크게 할 수 있고, 또한, PA(14)와 LNA(24)의 자계 결합을 억제할 수 있으므로, 양자간의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있다. 또한, PA(14)와 그라운드 단자(411 및 412)를 접속하는 관통전극(51 및 52)이 저잡음 증폭 회로(21)의 배치에 의해 제약을 받지 않으므로, 전력 증폭 회로(11)와 그라운드 단자(411 및 412)를 최단거리로 접속할 수 있다.
또한, 상기 평면으로 볼 때에 있어서, 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, LNA(24)와 수신용 필터(22A 및 22B)는 적어도 일부가 겹쳐 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, LNA(24) 및 수신용 필터(22A 또는 22B)를 포함하는 수신경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 수신신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 상기 선로 길이가 짧아짐으로써 수신경로 상의 기생용량을 억제할 수 있으므로, LNA(24)의 잡음지수의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 상기 평면으로 볼 때에 있어서, 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 송신용 필터(12A 및 12B)는 PA(14)와 수신용 필터(22A 및 22B) 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, PA(14), 송신용 필터(12A 및 12B)를 포함하는 송신경로의 선로 길이를 짧게 할 수 있으므로, 송신신호의 전송 손실을 저감할 수 있다. 또한, 송신용 필터(12A 및 12B)의 개재에 의해, 대전력의 송신신호를 출력하는 PA(14)와 수신용 필터(22A 및 22B)의 거리를 확보할 수 있으므로, 송신신호의 간섭에 의한 수신감도의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서 정합회로(13)가 칩 형상의 제1인덕터를 갖고, 정합회로(23)가 칩 형상의 제2인덕터를 가질 경우에는, 제1인덕터는 주면(30a)에 실장되고, 제2인덕터는 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 송신계 회로 상에 배치된 제1인덕터와 수신계 회로 상에 배치된 제2인덕터가 실장기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제1인덕터와 제2인덕터의 자계 결합을 억제할 수 있다. 따라서, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신신호가 수신경로에 침입해서 수신감도가 저하해 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 3a에 나타내어지는 고주파 모듈(1A)에 있어서, 스위치(61)와 송신용 필터(12A) 및 수신용 필터(22A)의 사이에 임피던스 정합용의 칩 형상의 제3인덕터가 배치되어도 좋고, 또한, 스위치(61)와 송신용 필터(12B) 및 수신용 필터(22B)의 사이에 임피던스 정합용의 칩 형상의 제4인덕터가 배치되어도 좋다. 또한, 공통 입출력 단자(100)와 스위치(61) 사이에 임피던스 정합용의 칩 형상의 제5인덕터가 배치되어도 좋다.
상기 구성에 있어서, 제1인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제3인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제1인덕터와 제3인덕터가 실장기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제1인덕터와 제3인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신신호가 송신용 필터(12A)를 경유하지 않고 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신신호가 수신경로에 침입해서 수신감도가 저하해 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 제1인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제4인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제1인덕터와 제4인덕터가 실장기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제1인덕터와 제4인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신신호가 송신용 필터(12B)를 경유하지 않고 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신신호가 수신경로에 침입해서 수신감도가 저하해 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 제1인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제5인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제1인덕터와 제5인덕터가 실장기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제1인덕터와 제5인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신신호가 송신용 필터(12A 및 12B)를 경유하지 않고 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신신호가 수신경로에 침입해서 수신감도가 저하해 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 제3인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제2인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제3인덕터와 제2인덕터가 실장기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제3인덕터와 제2인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신신호가 수신용 필터(22A)를 경유하지 않고 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신신호가 수신경로에 침입해서 수신감도가 저하해 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한 상기 구성에 있어서, 제4인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제2인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제4인덕터와 제2인덕터가 실장기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제4인덕터와 제2인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신신호가 수신용 필터(22B)를 경유하지 않고 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신신호가 수신경로에 침입해서 수신감도가 저하해 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한 상기 구성에 있어서, 제5인덕터가 주면(30a)에 실장되고, 제2인덕터가 주면(30b)에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제5인덕터와 제2인덕터가 실장기판(30)을 사이에 두고 배치되므로, 제5인덕터와 제2인덕터가 자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신신호가 수신용 필터(22A 및 22B)를 경유하지 않고 수신계 회로에 침입하는 것을 억제할 수 있으므로, 송신계 회로와 수신계 회로 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다. 특히, 대전력인 송신신호가 수신경로에 침입해서 수신감도가 저하해 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 도 2b 및 도 2c에 나타내는 바와 같이, PA(14)가 주면(30a)에 배치되고, 스위치(61)가 주면(30b)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 실장기판(30)의 한쪽의 실장면 및 다른쪽의 실장면에 PA(14)와 스위치(61)가 각각 나뉘어서 배치되어 있으므로, 편면에만 PA(14) 및 스위치(61)를 배치하는 실장기판을 사용한 고주파 모듈과 비교하여 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, PA(14)에 입출력되는 송신신호와, 스위치(61)를 통해서 수신경로를 전송하는 수신신호의 간섭을 억제할 수 있으므로, 송수신간의 아이솔레이션 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 도 2b 및 도 2c에 나타내는 바와 같이, 실장기판(30)을 평면으로 보았을 경우, PA(14)와 스위치(61)는 겹치지 않는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, PA(14)와 스위치(61)의 거리를 더욱 크게 할 수 있으므로, 양자간의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 도 2b 및 도 2c에 나타내는 바와 같이, 정합회로(13)가 주면(30a)에 배치되고, 스위치(61)가 주면(30b)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 실장기판(30)의 한쪽의 실장면 및 다른쪽의 실장면에 정합회로(13)와 스위치(61)가 각각 나뉘어서 배치되어 있으므로, 편면에만 정합회로(13) 및 스위치(61)를 배치하는 실장기판을 사용한 고주파 모듈과 비교하여 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 정합회로(13)에 입출력되는 송신신호와, 스위치(61)를 통해서 수신경로를 전송하는 수신신호의 간섭을 억제할 수 있으므로, 송수신간의 아이솔레이션 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 도 2b 및 도 2c에 나타내는 바와 같이, 실장기판(30)을 평면으로 보았을 경우, 정합회로(13)와 스위치(61)는 겹치지 않는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 정합회로(13)와 스위치(61)의 거리를 더욱 크게 할 수 있으므로, 양자간의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 도 2b 및 도 2c에 나타내는 바와 같이, 정합회로(13)가 주면(30a)에 배치되고, 스위치(63)가 주면(30b)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 실장기판(30)의 한쪽의 실장면 및 다른쪽의 실장면에 정합회로(13)와 스위치(63)가 각각 나뉘어서 배치되어 있으므로, 편면에만 정합회로(13) 및 스위치(63)를 배치하는 실장기판을 사용한 고주파 모듈과 비교하여 고밀도화 및 소형화할 수 있다. 또한, 정합회로(13)에 입출력되는 송신신호와, 스위치(63)를 통해서 수신경로를 전송하는 수신신호의 간섭을 억제할 수 있으므로, 송수신간의 아이솔레이션 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 도 2b 및 도 2c에 나타내는 바와 같이, 실장기판(30)을 평면으로 보았을 경우, 정합회로(13)와 스위치(63)는 겹치지 않는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 정합회로(13)와 스위치(63)의 거리를 더욱 크게 할 수 있으므로, 양자간의 아이솔레이션을 보다 확보할 수 있어, 송신신호 및 수신신호의 간섭을 억제할 수 있다.
[3. 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)의 구조]
도 4a는 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)의 제1단면 구성도이다. 또한, 도 4b는 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)의 제2단면 구성도이다. 또한, 도 4c는 변형예 1에 따른 고주파 모듈(2)의 제3단면 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 실장기판(30)과, 전력 증폭 회로(11)와, 저잡음 증폭 회로(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통전극(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 비교하여 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 실장기판(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 실장기판(30)의 측면에서 접속된 제1실드 전극층이다.
이것에 의해, 전력 증폭 회로(11)의 송신신호가 고주파 모듈(2)로부터 직접 외부로 방사되는 것을 억제할 수 있고, 또한 외래 노이즈가 주면(30a) 상의 회로부품에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 실드 전극층(40G)을 통해서 전력 증폭 회로(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 제1단면 구성도이다. 또한, 도 5b는 변형예 2에 따른 고주파 모듈(3)의 제2단면 구성도이다. 또한, 도 5c는 변형예 2에 따른 고주파 모듈(3)의 제3단면 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 실장기판(30)과, 전력 증폭 회로(11)와, 저잡음 증폭 회로(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통전극(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 비교하여 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 실장기판(30)의 측면에서 접속된 제2실드 전극이다. 도 5c에 나타내는 바와 같이, 실드 기둥 형상 전극(41G)은 실장기판(30) 및 수지 부재(40B)를 Z축 방향으로 관통하는 원기둥 형상의 비아전극을 Z축 방향으로 절단한 반원기둥 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, 전력 증폭 회로(11)의 송신신호가 고주파 모듈(3)로부터 직접 외부로 방사되는 것을 더욱 억제할 수 있고, 또한, 외래 노이즈가 주면(30a 및 30b) 상의 회로부품에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 실드 기둥 형상 전극(41G)을 통해서 전력 증폭 회로(11)의 발열을 방열할 수 있으므로, 방열성이 더욱 향상된다.
또, 실드 기둥 형상 전극(41G)은 실드 전극층(40G)과 같이, 수지 부재(40B)의 측면을 덮도록 형성된 층 형상의 전극이라도 좋다.
[5. 변형예 3에 따른 고주파 모듈(4A)의 구조]
도 6은 변형예 3에 따른 고주파 모듈(4A)의 제1단면 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(4A)은 실장기판(30)과, 전력 증폭 회로(11)와, 저잡음 증폭 회로(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통전극(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 비교하여 관통전극(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.
관통전극(51A)은 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411A)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장기판(30)을 관통하는 전극이다. 관통전극(52A)은 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412A)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장기판(30)을 관통하는 전극이다.
여기에서, 관통전극(51A)은 실장기판(30) 내에 있어서 주면(30a)으로부터 주면(30b)에 이르는 1개의 원통 형상 비아전극으로 구성되어 있지 않고, 복수의 원통 형상 비아전극이 직렬로 접속된 구조를 갖고 있다. 또, 직렬로 접속된 복수의 원통 형상 비아전극의 사이에는 각 층을 따른 평면 배선 패턴이 형성되어 있지만, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 평면으로 보았을 경우, Z축 방향으로 이웃하는 원통 형상 비아전극끼리는 적어도 일부가 겹쳐 있다. 즉, 관통전극(51A)에는 평면 배선 패턴만을 경유하는 XY 평면 방향의 경로는 없고, 반드시 Z축 방향의 경로가 존재한다. 또, 관통전극(52A)도 관통전극(51A)과 같은 구조를 갖고 있다.
이 구성에 의하면, 관통전극(51A)에 의해 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411A)를, 상기 평면으로 볼 때에 있어서 겹치게 하는 것에 한정되지 않아, 그라운드 단자(411A)의 배치의 자유도를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 관통전극(52A)에 의해 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412A)를, 상기 평면으로 볼 때에 있어서 겹치게 하는 것에 한정되지 않아, 그라운드 단자(412A)의 배치의 자유도를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 상기 복수의 원통 형상 비아전극의 크기(직경)를 변경하는 것, 및, 동일층 내에서 원통 형상 비아전극을 복수 설치하는 등을 하는 것이 가능해져서, 방열 경로의 열저항을 더욱 낮추는 것이 가능해진다.
[6. 변형예 4에 따른 고주파 모듈(4B)의 구조]
도 7은 변형예 4에 따른 고주파 모듈(4B)의 제1단면 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(4B)은 실장기판(30)과, 전력 증폭 회로(11)와, 저잡음 증폭 회로(21)와, 송신용 필터(12)와, 수신용 필터(22)와, 수지 부재(40A 및 40B)와, 관통전극(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 비교하여 관통전극(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.
관통전극(51B)은 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411B)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장기판(30)을 관통하는 전극이다. 관통전극(52B)은 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412B)를 전기적으로 접속하고, 주면(30a)으로부터 주면(30b)을 향해서 실장기판(30)을 관통하는 전극이다.
여기에서, 관통전극(51B)은 실장기판(30) 내에 있어서 주면(30a)으로부터 주면(30b)에 이르는 1개의 원통 형상 비아전극으로 구성되어 있지 않고, 복수의 원통 형상 비아전극이 직렬로 접속된 구조를 갖고 있다. 또한, 관통전극(51B)은 수지 부재(40B) 내에 있어서 복수의 원통 형상 비아전극이 직렬로 접속된 구조를 갖고 있다. 또, 실장기판(30) 내의 복수의 원통 형상 비아전극의 사이에는, 각 층을 따른 평면 배선 패턴이 형성되어 있다.
주면(30a)으로부터 주면(30b)을 평면으로 보았을 경우, 실장기판(30) 내 및 수지 부재(40B) 내의 쌍방에 있어서, Z축 방향으로 이웃하는 원통 형상 비아전극끼리는 적어도 일부가 겹쳐 있다. 즉, 관통전극(51B)에는 평면 배선 패턴만을 경유하는 XY 평면 방향의 경로는 없고, 반드시 Z축 방향의 경로가 존재한다. 또, 관통전극(52B)에 대해서도 관통전극(51B)과 같은 구조를 갖고 있다.
상기 구성에 의하면, 관통전극(51B)에 의해 이미터 단자(111)와 그라운드 단자(411B)를 상기 평면으로 볼 때에 있어서 겹치게 하는 것에 한정되지 않아, 그라운드 단자(411B)의 배치의 자유도를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 관통전극(52B)에 의해, 이미터 단자(112)와 그라운드 단자(412B)를 상기 평면으로 볼 때에 있어서 겹치게 하는 것에 한정되지 않아, 그라운드 단자(412B)의 배치의 자유도를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 상기 복수의 원통 형상 비아전극의 크기(직경)를 변경하는 것, 및, 동일층 내에서 원통 형상 비아전극을 복수 설치하는 등을 하는 것이 가능해져서, 방열 경로의 열저항을 더욱 낮추는 것이 가능해진다.
(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 구성요소를 조합시켜서 실현되는 별도의 실시형태나, 상기 실시형태에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해 낸 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 경로의 사이에, 별도의 회로 소자 및 배선 등이 삽입되어 있어도 된다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은 멀티밴드 대응의 프론트엔드부에 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 처리회로(RFIC)
7 : 베이스밴드 신호 처리회로(BBIC)
8 : 통신 장치
11 : 전력 증폭 회로
12, 12A, 12B : 송신용 필터
13, 23 : 정합회로
14 : PA(전력 증폭기)
21 : 저잡음 증폭 회로
22, 22A, 22B : 수신용 필터
24 : LNA(저잡음 증폭기)
30 : 실장기판
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 : 관통전극
61, 62, 63, 64 : 스위치
90 : 외부기판
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 : 컬렉터 단자
145 : 입력 단자
146 : 출력 단자
411, 411A, 411B, 412, 412A, 412B, 422 : 그라운드 단자
911, 912, 922 : 그라운드 전극

Claims (20)

  1. 외부기판에 전기적으로 접속 가능한 고주파 모듈로서,
    서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 갖는 실장기판과,
    상기 제1주면에 실장된 송신 전력 증폭기와,
    상기 제2주면에 실장된 저잡음 수신 증폭기와,
    상기 제1주면 상에 실장된 송신용 필터와,
    상기 제1주면 상에 실장된 수신용 필터를 구비하고,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  2. 외부기판에 전기적으로 접속 가능한 고주파 모듈로서,
    서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 갖는 실장기판과,
    안테나 접속 단자와,
    송신 전력 증폭기와,
    상기 안테나 접속 단자에 접속되어 상기 안테나 접속 단자와 상기 송신 전력 증폭기의 접속 및 비접속을 스위칭하는 안테나 스위치와,
    상기 제1주면 상에 실장된 송신용 필터와,
    상기 제1주면 상에 실장된 수신용 필터와,
    상기 제2주면에 실장된 저잡음 수신 증폭기를 구비하고,
    상기 송신 전력 증폭기는 상기 제1주면에 배치되어 있고,
    상기 안테나 스위치는 상기 제2주면에 배치되어 있고,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  3. 외부기판에 전기적으로 접속 가능한 고주파 모듈로서,
    서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 갖는 실장기판과,
    안테나 접속 단자와,
    송신 전력 증폭기와,
    상기 송신 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 임피던스 정합회로와,
    상기 안테나 접속 단자에 접속되어 상기 안테나 접속 단자와 상기 송신 전력 증폭기의 접속 및 비접속을 스위칭하는 안테나 스위치와,
    상기 제1주면 상에 실장된 송신용 필터와,
    상기 제1주면 상에 실장된 수신용 필터와,
    상기 제2주면에 실장된 저잡음 수신 증폭기를 구비하고,
    상기 임피던스 정합회로는 상기 제1주면에 배치되어 있고,
    상기 안테나 스위치는 상기 제2주면에 배치되어 있고,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  4. 외부기판에 전기적으로 접속 가능한 고주파 모듈로서,
    서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 갖는 실장기판과,
    송신 전력 증폭기와,
    상기 제2주면에 실장된 저잡음 수신 증폭기와,
    상기 송신 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 임피던스 정합회로와,
    상기 저잡음 수신 증폭기의 입력 단자에 접속된 수신 스위치와
    상기 제1주면 상에 실장된 송신용 필터와,
    상기 제1주면 상에 실장된 수신용 필터를 구비하고,
    상기 임피던스 정합회로는 상기 제1주면에 배치되어 있고,
    상기 수신 스위치는 상기 제2주면에 배치되어 있고,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 저잡음 수신 증폭기와 상기 수신용 필터는 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 송신 전력 증폭기와 상기 저잡음 수신 증폭기는 겹치지 않는 고주파 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은 상기 제2주면에 배치된 복수의 외부 접속 단자를 더 구비하는 고주파 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 외부 접속 단자는 그라운드 단자를 포함하고,
    상기 고주파 모듈은 관통전극을 구비하고,
    상기 관통전극은 상기 실장기판을 관통하여 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 그라운드 단자를 접속하는 고주파 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 송신 전력 증폭기는 증폭 트랜지스터 소자를 갖고,
    상기 증폭 트랜지스터 소자는,
    상기 제1주면에 배치된 베이스 단자, 컬렉터 단자 및 이미터 단자를 갖고, 또한,
    상기 컬렉터 단자로부터 상기 이미터 단자를 향해서 컬렉터 전류를 흘리고,
    상기 관통전극은 상기 이미터 단자와 상기 그라운드 단자를 접속하는 고주파 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 관통전극과 상기 그라운드 단자는 적어도 일부가 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 송신용 필터는 상기 송신 전력 증폭기와 상기 수신용 필터의 사이에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 송신 전력 증폭기와 상기 안테나 스위치는 겹치지 않는 고주파 모듈.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은,
    상기 제2주면에 배치된 복수의 외부 접속 단자와,
    관통전극을 더 구비하고,
    상기 복수의 외부 접속 단자는 그라운드 단자를 포함하고,
    상기 관통전극은 상기 실장기판을 관통하여 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 그라운드 단자를 접속하는 고주파 모듈.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 임피던스 정합회로와 상기 안테나 스위치는 겹치지 않는 고주파 모듈.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은,
    상기 제2주면에 배치된 복수의 외부 접속 단자와,
    관통전극을 더 구비하고,
    상기 송신 전력 증폭기는 상기 제1주면에 배치되어 있고,
    상기 복수의 외부 접속 단자는 그라운드 단자를 포함하고,
    상기 관통전극은 상기 실장기판을 관통하여 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 그라운드 단자를 접속하는 고주파 모듈.
  15. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 임피던스 정합회로와 상기 수신 스위치는 겹치지 않는 고주파 모듈.
  16. 제 4 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은,
    상기 제2주면에 배치된 복수의 외부 접속 단자와,
    관통전극을 더 구비하고,
    상기 송신 전력 증폭기는 상기 제1주면에 배치되어 있고,
    상기 복수의 외부 접속 단자는 그라운드 단자를 포함하고,
    상기 관통전극은 상기 실장기판을 관통하여 상기 송신 전력 증폭기 및 상기 그라운드 단자를 접속하는 고주파 모듈.
  17. 외부기판과,
    제 7 항에 기재된 고주파 모듈을 구비하고,
    상기 외부기판은 상기 복수의 외부 접속 단자 중 그라운드 단자와 전기적으로 접속된 외부 그라운드 전극을 갖는 통신 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1주면 및 상기 제2주면에 수직인 방향으로부터 상기 고주파 모듈을 평면으로 보았을 경우, 상기 외부 그라운드 전극과 상기 관통전극은 적어도 일부가 겹쳐 있는 통신 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020207026136A 2018-03-23 2019-03-11 고주파 모듈 및 통신 장치 KR102502872B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018057104 2018-03-23
JPJP-P-2018-057104 2018-03-23
PCT/JP2019/009578 WO2019181589A1 (ja) 2018-03-23 2019-03-11 高周波モジュールおよび通信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200119853A KR20200119853A (ko) 2020-10-20
KR102502872B1 true KR102502872B1 (ko) 2023-02-23

Family

ID=67986168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207026136A KR102502872B1 (ko) 2018-03-23 2019-03-11 고주파 모듈 및 통신 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11393796B2 (ko)
KR (1) KR102502872B1 (ko)
CN (2) CN214123862U (ko)
DE (1) DE212019000227U1 (ko)
WO (1) WO2019181589A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018168653A1 (ja) * 2017-03-14 2018-09-20 株式会社村田製作所 高周波モジュール
JP2021082914A (ja) * 2019-11-18 2021-05-27 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
US20210193519A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Intel Corporation Inorganic dies with organic interconnect layers and related structures
EP4089731A4 (en) * 2020-01-10 2024-01-10 Sumitomo Electric Industries HIGH FREQUENCY AMPLIFIER
JP2022019182A (ja) 2020-07-17 2022-01-27 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
CN112490835A (zh) * 2020-12-03 2021-03-12 瑞安市辉煌网络科技有限公司 一种光纤放大器的封装装置
WO2022209742A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
WO2023112577A1 (ja) * 2021-12-14 2023-06-22 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005327805A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2006166277A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 送受信装置およびモジュール

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4206185B2 (ja) * 2000-01-28 2009-01-07 京セラ株式会社 高周波半導体装置
JP2001274196A (ja) * 2000-03-28 2001-10-05 Rohm Co Ltd 半導体装置
JP3582460B2 (ja) * 2000-06-20 2004-10-27 株式会社村田製作所 高周波モジュール
US7205647B2 (en) * 2002-09-17 2007-04-17 Chippac, Inc. Semiconductor multi-package module having package stacked over ball grid array package and having wire bond interconnect between stacked packages
JP4131935B2 (ja) * 2003-02-18 2008-08-13 株式会社東芝 インターフェイスモジュールとインターフェイスモジュール付ｌｓｉパッケージ及びその実装方法
US6815254B2 (en) * 2003-03-10 2004-11-09 Freescale Semiconductor, Inc. Semiconductor package with multiple sides having package contacts
JP3786103B2 (ja) * 2003-05-02 2006-06-14 セイコーエプソン株式会社 半導体装置、電子デバイス、電子機器および半導体装置の製造方法
JP2005150443A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Sharp Corp 積層型半導体装置およびその製造方法
WO2005076351A1 (ja) * 2004-02-09 2005-08-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. 部品内蔵モジュールおよびその製造方法
US7389570B2 (en) * 2004-06-28 2008-06-24 Kyocera Corporation Surface acoustic wave device manufacturing method, surface acoustic wave device, and communications equipment
JP4343044B2 (ja) * 2004-06-30 2009-10-14 新光電気工業株式会社 インターポーザ及びその製造方法並びに半導体装置
US7829989B2 (en) * 2005-09-07 2010-11-09 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd. Vertical packaged IC device modules with interconnected 3D laminates directly contacts wafer backside
US7514774B2 (en) * 2006-09-15 2009-04-07 Hong Kong Applied Science Technology Research Institute Company Limited Stacked multi-chip package with EMI shielding
US8326344B2 (en) * 2006-12-28 2012-12-04 Hitachi Metals, Ltd. High-frequency device and communications apparatus
TWI362732B (en) * 2008-04-07 2012-04-21 Nanya Technology Corp Multi-chip stack package
JP2010192653A (ja) * 2009-02-18 2010-09-02 Panasonic Corp 半導体装置
JP2011040602A (ja) 2009-08-12 2011-02-24 Renesas Electronics Corp 電子装置およびその製造方法
JP5442424B2 (ja) * 2009-12-25 2014-03-12 新光電気工業株式会社 半導体装置
KR101855294B1 (ko) * 2010-06-10 2018-05-08 삼성전자주식회사 반도체 패키지
JP5715009B2 (ja) * 2011-08-31 2015-05-07 日本特殊陶業株式会社 部品内蔵配線基板及びその製造方法
JP5285806B1 (ja) * 2012-08-21 2013-09-11 太陽誘電株式会社 高周波回路モジュール
JP5117632B1 (ja) * 2012-08-21 2013-01-16 太陽誘電株式会社 高周波回路モジュール
JP6234441B2 (ja) * 2013-04-11 2017-11-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
KR101616625B1 (ko) * 2014-07-30 2016-04-28 삼성전기주식회사 반도체 패키지 및 그 제조방법
WO2018043162A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社村田製作所 回路モジュールおよび電子機器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005327805A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2006166277A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 送受信装置およびモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
CN216389364U (zh) 2022-04-26
CN214123862U (zh) 2021-09-03
US11393796B2 (en) 2022-07-19
KR20200119853A (ko) 2020-10-20
US20210005578A1 (en) 2021-01-07
WO2019181589A1 (ja) 2019-09-26
DE212019000227U1 (de) 2020-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102502872B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
US20210050876A1 (en) Radio frequency module
KR102446108B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
KR102526908B1 (ko) 고주파 모듈, 송신 전력 증폭기 및 통신 장치
US11631659B2 (en) High-frequency module and communication apparatus
US11410943B2 (en) Active element, high-frequency module, and communication device
US11303308B2 (en) Radio frequency module and communication device
KR102448318B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
US10950569B2 (en) High frequency module and communication device
US10971466B2 (en) High frequency module and communication device
WO2019240096A1 (ja) 高周波モジュールおよび通信装置
US11336312B2 (en) Radio frequency module and communication device
US11398843B2 (en) Radio frequency module and communication device
US11323142B2 (en) Radio frequency module and communication device
KR20210060324A (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
KR102524368B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
US20230216171A1 (en) Directional coupler, high-frequency module, and communication device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant