KR20210060324A - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

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Abstract

고주파 모듈(1)은 제1주면(101)을 갖는 모듈 기판(100)과, 제1주면(101) 상에 배치된 수신 필터(61R)와, 수신 필터(61R) 상에 배치된 송신 필터(61T)와, 모듈 기판(100)에 실장된 스위치(31)와, 송신 필터(61T)와 스위치(31)를 접속하는 본딩 와이어(151)를 구비하고, 본딩 와이어(151)의 일단은 송신 필터(61T)에 접합되고, 본딩 와이어(151)의 타단은 스위치(31)에 접합되어 있다.

Description

고주파 모듈 및 통신 장치{RADIO FREQUENCY MODULE AND COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은 고주파 모듈 및 통신 장치에 관한 것이다.
휴대전화 등의 이동체 통신 기기에서는 특히, 멀티밴드화의 진전에 따라 고주파 프론트 엔드 회로를 구성하는 회로 소자의 배치 구성이 복잡화되어 있다.
특허문헌 1에는 적층된 송신용 필터칩과 수신용 필터칩을 구비하는 탄성파 필터 디바이스가 개시되어 있다. 이 때, 양호한 아이솔레이션 특성을 실현하기 위해서, 송신용 필터칩의 IDT 전극과, 수신용 필터칩의 IDT 전극 사이에 공간이 확보되어 있다.
국제공개 제2015/098792호
그러나, 특허문헌 1에 기재된 필터 디바이스에서는 추가의 소형화에 따라, 송신용 필터와 수신용 필터 사이의 아이솔레이션이 부족하게 될 가능성이 있다.
그래서, 본 발명은 적층된 수신 필터 및 송신 필터의 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있는 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공한다.
본 발명의 일양태에 따른 고주파 모듈은 제1주면을 갖는 기판과, 상기 제1주면 상에 배치된 제1필터와, 상기 제1필터 상에 배치된 제2필터와, 상기 기판에 실장된 회로 부품과, 상기 제2필터와 상기 회로 부품을 접속하는 본딩 와이어를 구비하고, 상기 제1필터 및 상기 제2필터의 한쪽은 송신 필터이며, 상기 제1필터 및 상기 제2필터의 다른쪽은 수신 필터이며, 상기 본딩 와이어의 일단은 상기 제2필터에 접합되고, 상기 본딩 와이어의 타단은 상기 회로 부품 또는 상기 회로 부품에 접속된 상기 제1주면 상의 전극에 접합되어 있다.
본 발명에 의하면, 적층된 수신 필터 및 송신 필터의 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치의 회로 구성도이다.
도 2a는 실시형태 1에 따른 고주파 모듈의 평면도이다.
도 2b는 실시형태 1에 따른 고주파 모듈의 저면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 고주파 모듈의 단면도이다.
도 4는 실시형태 1의 변형예에 있어서의 적층된 필터 주변의 단면도이다.
도 5는 실시형태 1의 변형예에 있어서의 적층된 필터 주변의 단면도이다.
도 6은 실시형태 1의 변형예에 있어서의 적층된 필터 주변의 단면도이다.
도 7은 실시형태 2에 따른 고주파 모듈의 부분 단면도이다.
도 8은 실시형태 3에 따른 고주파 모듈의 부분 단면도이다.
도 9는 다른 변형예에 따른 고주파 모듈의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태 및 그 변형예에 대해서, 도면을 사용해서 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시형태 및 그 변형예는 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시형태 및 그 변형예에서 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성요소, 구성요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다.
또한, 각 도면은 본 발명을 나타내기 위해서 적당히 강조, 생략, 또는 비율의 조정을 행한 모식도이며, 반드시 엄밀하게 도시된 것은 아니고, 실제의 형상, 위치 관계, 및 비율과는 다른 경우가 있다. 각 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있어 중복되는 설명은 생략 또는 간소화되는 경우가 있다.
이하의 각 도면에 있어서, X축 및 Y축은 모듈 기판의 주면과 평행한 평면 상에서 서로 직교하는 축이다. 또한, Z축은 모듈 기판의 주면에 수직인 축이며, 그 정방향은 상방향을 나타내고, 그 부방향은 하방향을 나타낸다.
또한, 본 발명에 있어서의 용어의 의미는 이하와 같다.
·「접속된다」란 접속 단자 및/또는 배선 도체로 직접 접속되는 경우 뿐만 아니라, 다른 회로 소자를 통해 전기적으로 접속되는 경우도 포함한다.
·「평행」 및 「수직」 등의 요소간의 관계성을 나타내는 용어, 및, 「직사각형」 등의 요소의 형상을 나타내는 용어, 및, 수치범위는 엄격한 의미만을 나타내는 것은 아니고, 실질적으로 동등한 범위, 예를 들면 수% 정도의 차이를 포함하는 것을 의미한다.
·「물체가 기판의 주면 상 또는 회로 부품 상에 배치된다」란 물체가 주면 또는 회로 부품에 접촉한 상태로 배치되는 것에 추가해서, 물체가 주면 또는 회로 부품과 접촉하지 않고 상방에 배치되는 것을 포함한다.
·「접합」이란 물체와 물체가 접촉해서 접속되는 것을 의미한다.
·「평면에서 볼 때」란 Z방향으로부터 XY평면에 물체를 정투영해서 보는 것을 의미한다.
·「기판의 평면에서 볼 때에 있어서, A와 B가 겹친다」란 상기 기판을 평면에서 본 경우에 투영되는 A의 영역과, 상기 기판을 평면에서 본 경우에 투영되는 B의 영역이 겹치는 것을 의미한다.
·「기판의 평면에서 볼 때에 있어서, A와 B 사이에 C가 배치된다」란 상기 기판을 평면에서 본 경우에 투영되는 A의 영역내의 임의의 점과, 상기 기판을 평면에서 본 경우에 투영되는 B의 영역내의 임의의 점을 연결하는 선분이 상기 기판을 평면에서 본 경우에 투영되는 C의 영역을 통과하거나, 또는 C의 영역의 경계에 접하는 것을 의미한다.
(실시형태 1)
실시형태 1에 대해서, 도 1∼도 3을 참조하면서 설명한다.
[1 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성]
본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 실시형태 1에 따른 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성도이다.
[1. 1 통신 장치(5)의 회로 구성]
우선, 통신 장치(5)의 회로 구성에 대해서, 도 1을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 도 1에 나타내듯이, 통신 장치(5)는 고주파 모듈(1)과, 안테나(2)와, RFIC(3)와, BBIC(4)를 구비한다.
고주파 모듈(1)은 안테나(2)와 RFIC(3) 사이에서 고주파 신호를 전송한다. 고주파 모듈(1)의 상세한 회로 구성에 대해서는 후술한다.
안테나(2)는 고주파 모듈(1)의 안테나 접속 단자(90)에 접속되고, 고주파 모듈(1)로부터 출력된 고주파 신호를 방사하고, 또한, 외부로부터의 고주파 신호를 수신해서 고주파 모듈(1)에 출력한다.
RFIC(3)는 안테나(2)로 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 신호 처리 회로의 일례이다. 구체적으로는 RFIC(3)는 고주파 모듈(1)의 수신 신호 경로를 통해 입력된 고주파 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 수신 신호를 BBIC(4)에 출력한다. 또한, RFIC(3)는 BBIC(4)로부터 입력된 송신 신호를 업 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 고주파 송신 신호를 고주파 모듈(1)의 송신 신호 경로에 출력한다.
BBIC(4)는 고주파 모듈(1)이 전송하는 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 사용해서 신호 처리하는 베이스밴드 신호 처리 회로이다. BBIC(4)에서 처리된 신호는 예를 들면, 화상표시를 위한 화상신호로서 사용되거나, 또는 스피커를 통한 통화를 위해서 음성신호로서 사용된다.
또한, RFIC(3)는 사용되는 통신 밴드에 의거하여 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치(31, 32 및 80)의 접속을 제어한다. 또한, RFIC(3)는 고주파 모듈(1)의 전력 증폭기(11)의 이득 등을 조정하기 위한 제어 신호를 고주파 모듈(1)에 전달한다.
또한, 본 실시형태에 따른 통신 장치(5)는 안테나(2) 및 BBIC(4)를 구비하지 않아도 좋다. 즉, 안테나(2) 및 BBIC(4)는 본 발명에 따른 통신 장치에 필수의 구성요소는 아니다.
[1. 2 고주파 모듈(1)의 회로 구성]
다음에, 고주파 모듈(1)의 회로 구성에 대해서, 도 1을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 도 1에 나타내듯이, 고주파 모듈(1)은 전력 증폭기(11)와, 저잡음 증폭기(12)와, 정합 회로(21 및 22)와, 스위치(31, 32 및 80)와, 듀플렉서(61 및 62)와, 안테나 접속 단자(90)와, 송신 입력 단자(91)와, 수신 출력 단자(92)를 구비한다.
전력 증폭기(11)는 송신 입력 단자(91)로부터 입력된 고주파 송신 신호를 증폭한다. 구체적으로는 전력 증폭기(11)는 통신 밴드 A(제1통신 밴드) 및 통신 밴드 B(제2통신 밴드)의 고주파 송신 신호를 증폭한다.
저잡음 증폭기(12)는 고주파 수신 신호를 증폭해서 수신 출력 단자(92)에 출력한다. 구체적으로는 저잡음 증폭기(12)는 통신 밴드 A 및 통신 밴드 B의 고주파 수신 신호를 저잡음으로 증폭한다.
듀플렉서(61)는 통신 밴드 A의 고주파 신호를 통과시킨다. 듀플렉서(61)는 통신 밴드 A의 송신 신호와 수신 신호를 주파수 분할 복신(FDD:Frequency Division Duplex) 방식으로 전송한다. 듀플렉서(61)는 송신 필터(61T) 및 수신 필터(61R)를 포함한다.
송신 필터(61T)는 전력 증폭기(11)와 안테나 접속 단자(90) 사이에 접속된다. 송신 필터(61T)는 전력 증폭기(11)로 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 A의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(61R)는 저잡음 증폭기(12)와 안테나 접속 단자(90) 사이에 접속된다. 수신 필터(61R)는 안테나 접속 단자(90)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 A의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
듀플렉서(62)는 통신 밴드 B의 고주파 신호를 통과시킨다. 듀플렉서(62)는 통신 밴드 B의 송신 신호와 수신 신호를 FDD 방식으로 전송한다. 듀플렉서(62)는 송신 필터(62T) 및 수신 필터(62R)를 포함한다.
송신 필터(62T)는 전력 증폭기(11)와 안테나 접속 단자(90) 사이에 접속된다. 송신 필터(62T)는 전력 증폭기(11)로 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 B의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(62R)는 저잡음 증폭기(12)와 안테나 접속 단자(90) 사이에 접속된다. 수신 필터(62R)는 안테나 접속 단자(90)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 B의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
정합 회로(21)는 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T 및 62T) 사이에 접속되고, 전력 증폭기(11)의 출력 단자에 접속되어 있다. 정합 회로(21)는 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T 및 62T)의 임피던스 정합을 취한다.
정합 회로(22)는 저잡음 증폭기(12)와 수신 필터(61R 및 62R) 사이에 접속되고, 저잡음 증폭기(12)의 입력 단자에 접속되어 있다. 정합 회로(22)는 저잡음 증폭기(12)와 수신 필터(61R 및 62R)의 임피던스 정합을 취한다.
스위치(31)는 공통 단자 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(31)의 공통 단자는 정합 회로(21)를 통해 전력 증폭기(11)에 접속되어 있다. 스위치(31)의 한쪽의 선택 단자는 송신 필터(61T)에 접속되고, 스위치(31)의 다른쪽의 선택 단자는 송신 필터(62T)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(31)는 공통 단자 및 한쪽의 선택 단자의 접속과, 공통 단자 및 다른쪽의 선택 단자의 접속을 스위칭한다. 즉, 스위치(31)는 전력 증폭기(11) 및 송신 필터(61T)의 접속과, 전력 증폭기(11) 및 송신 필터(62T)의 접속을 스위칭하는 밴드 셀렉트 스위치이다. 스위치(31)는 예를 들면, SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(32)는 공통 단자 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(32)의 공통 단자는 정합 회로(22)를 통해 저잡음 증폭기(12)에 접속되어 있다. 스위치(32)의 한쪽의 선택 단자는 수신 필터(61R)에 접속되고, 스위치(32)의 다른쪽의 선택 단자는 수신 필터(62R)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(32)는 공통 단자 및 한쪽의 선택 단자의 접속과, 공통 단자 및 다른쪽의 선택 단자의 접속을 스위칭한다. 즉, 스위치(32)는 저잡음 증폭기(12) 및 수신 필터(61R)의 접속과, 저잡음 증폭기(12) 및 수신 필터(62R)의 접속을 스위칭하는 인 스위치이다. 스위치(32)는 예를 들면, SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(80)는 공통 단자 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(80)의 공통 단자는 안테나 접속 단자(90)에 접속되어 있다. 스위치(80)의 한쪽의 선택 단자는 듀플렉서(61)에 접속되고, 스위치(80)의 다른쪽의 선택 단자는 듀플렉서(62)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(80)는 공통 단자와 한쪽의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 공통 단자와 다른쪽의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 즉, 스위치(80)는 안테나(2)와 듀플렉서(61)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 안테나(2)와 듀플렉서(62)의 접속 및 비접속을 스위칭하는 안테나 스위치이다. 스위치(80)는 예를 들면, 멀티 접속형의 스위치 회로로 구성된다.
또한, 도 1에 나타내어진 회로 소자의 몇개는 고주파 모듈(1)에 포함되지 않아도 좋다. 예를 들면, 고주파 모듈(1)은 적어도, 듀플렉서(61)와, 정합 회로(21) 또는 스위치(31)를 구비하면 좋다.
[2 고주파 모듈(1)의 회로 부품의 배치]
다음에, 이상과 같이 구성된 고주파 모듈(1)의 회로 부품의 배치에 대해서, 도 2a, 도 2b 및 도 3을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 2a는 실시형태 1에 따른 고주파 모듈(1)의 평면도이다. 도 2b는 실시형태 1에 따른 고주파 모듈(1)의 저면도이다. 도 3은 실시형태 1에 따른 고주파 모듈(1)의 단면도이다. 도 3에 있어서의 고주파 모듈(1)의 단면은 도 2a 및 도 2b의 iii-iii선에 있어서의 단면이다.
도 2a, 도 2b 및 도 3에 나타내듯이, 고주파 모듈(1)은 도 1에 나타내어진 회로 소자가 실장된 회로 부품에 추가해서, 또한, 모듈 기판(100)과, 복수의 포스트 전극(110)과, 수지부재(130)와, 실드 전극층(140)과, 본딩 와이어(151)와, 다른 회로 부품(부호 없음)을 구비한다. 한편, 도 2a 및 도 2b에서는 수지부재(130) 및 실드 전극층(140)의 기재가 생략되어 있다.
모듈 기판(100)은 제1주면(101)과, 제1주면(101)의 반대측에 제2주면(102)을 갖는다. 모듈 기판(100)으로서는 예를 들면, 프린트 기판(Printed Circuit Board: PCB), 저온 동시 소성 세라믹스(Low Temperature Co-fired Ceramics: LTCC) 기판, 또는 수지 다층 기판 등을 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
제1주면(101)은 상면 또는 표면이라고 불리는 경우가 있다. 제1주면(101)에는 도 2a에 나타내듯이, 전력 증폭기(11)와, 정합 회로(21 및 22)와, 스위치(31)와, 듀플렉서(61 및 62)가 실장되어 있다.
제2주면(102)은 하면 또는 이면이라고 불리는 경우가 있다. 제2주면(102)에는 도 2b에 나타내듯이, 저잡음 증폭기(12)와 스위치(32 및 80)가 실장되어 있다.
정합 회로(21 및 22)의 각각은 1 이상의 인덕터를 포함한다. 정합 회로(21 및 22)의 각각은 예를 들면 표면 실장 부품(SMD) 및/또는 집적형 수동 부품(IPD)으로서 제1주면(101)에 실장되어 있다. 여기에서는 정합 회로(21)의 인덕터는 제1인덕터의 일례이며, 정합 회로(22)의 인덕터는 제2인덕터의 일례이다. 또한, 정합 회로(21 및 22)의 각각은 1 이상의 인덕터에 추가해서, 1 이상의 커패시터를 포함해도 좋다.
여기에서, 모듈 기판(100)의 평면에서 볼 때에 있어서, 정합 회로(21 및 22)는 수신 필터(61R) 및 송신 필터(61T)를 사이에 두고 배치되어 있다. 즉, 평면에서 볼 때에 있어서, 수신 필터(61R) 및 송신 필터(61T)는 정합 회로(21)(의 인덕터)와 정합 회로(22)(의 인덕터) 사이에 배치되어 있다.
스위치(31)는 기판에 실장된 회로 부품의 일례이며, 제1주면(101) 상에 배치되어 있다. 스위치(31)는 듀플렉서(61)의 근방에 위치하고 있고, 본딩 와이어(151)를 통해 송신 필터(61T)에 전기적으로 접속되어 있다.
듀플렉서(61)에 포함되는 수신 필터(61R) 및 송신 필터(61T)는 제1주면(101) 상에 적층되어 있다. 본 실시형태에서는 수신 필터(61R)는 기판의 제1주면(101) 상에 배치된 제1필터의 일례이다. 또한, 송신 필터(61T)는 제1필터 상에 배치된 제2필터의 일례이다.
듀플렉서(62)에 포함되는 수신 필터(62R) 및 송신 필터(62T)도 제1주면(101) 상에 적층되어 있다. 또한, 수신 필터(62R) 및 송신 필터(62T)는 반드시 적층되지 않아도 좋다.
송신 필터(61T 및 62T), 및 수신 필터(61R 및 62R)로서는 예를 들면, SAW(Surface Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, BAW(Bulk Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, LC 공진 필터, 유전체 필터, 또는 이들의 임의의 조합을 사용할 수 있고, 또한 이들에는 한정되지 않는다.
저잡음 증폭기(12)와 스위치(32 및 80)는 제2주면(102) 상에 배치된 반도체 IC(Integrated Circuit)(120)에 내장되어 있다. 모듈 기판(100)의 평면에서 볼 때에 있어서 반도체 IC(120)의 적어도 일부와 수신 필터(61R)의 적어도 일부는 겹쳐져 있다. 또한, 모듈 기판(100)의 평면에서 볼 때에 있어서, 반도체 IC(120)와 전력 증폭기(11)는 겹쳐져 있지 않다.
반도체 IC(120)는 예를 들면, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구성되어 있다. 이것에 의해, 반도체 IC(120)를 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 반도체 IC(120)는 GaAs 또는 SiGe로 구성되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 고품질의 증폭 성능 및 잡음 성능을 갖는 고주파 신호를 출력하는 것이 가능해진다.
복수의 포스트 전극(110)은 외부 접속 단자의 일례이다. 복수의 포스트 전극(110)의 각각은 모듈 기판(100)의 제2주면(102) 상에 배치되고, 제2주면(102)으로부터 연장되어 있다. 또한, 복수의 포스트 전극(110)의 각각은 수지부재(130)를 관통하고, 그 일단이 수지부재(130)로부터 노출되어 있다. 수지부재(130)로부터 노출된 복수의 포스트 전극(110)의 일단은 고주파 모듈(1)의 Z축 부방향측에 배치된 마더 기판 상의 입출력 단자 및/또는 그라운드 전극 등에 접속된다.
수지부재(130)는 모듈 기판(100)의 제1주면(101) 및 제2주면(102) 상에 배치되고, 제1주면(101 및 102) 상의 회로 부품을 덮고 있다. 수지부재(130)는 제1주면(101 및 102) 상의 회로 부품의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성을 확보하는 기능을 갖는다.
실드 전극층(140)은 수지부재(130)의 상표면 및 측표면을 덮도록 형성되고, 그라운드 전위로 설정된다. 실드 전극층(140)은 외래 노이즈가 고주파 모듈(1)을 구성하는 회로 부품에 침입하는 것을 억제하는 기능을 갖는다.
본딩 와이어(151)는 송신 필터(61T)와 스위치(31)를 접속한다. 본 실시형태에서는 본딩 와이어(151)의 일단은 송신 필터(61T)의 상면의 전극(611)에 접합되고, 본딩 와이어(151)의 타단은 스위치(31)의 상면의 전극(311)에 접합되어 있다. 이 때, 본딩 와이어(151)는 모듈 기판(100)의 평면에서 볼 때에 있어서, 수신 필터(61R)와 떨어진 위치에서 스위치(31)와 접합되어 있다. 그 결과, 본딩 와이어(151)는 수신 필터(61R) 내 및 수신 필터(61R) 바로 아래를 지나지 않고, 송신 필터(61T)와 스위치(31)를 연결시킬 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1)은 수지부재(130) 및 실드 전극층(140)을 구비하지 않아도 좋다. 즉, 수지부재(130) 및 실드 전극층(140)은 본 발명에 따른 고주파 모듈에 필수의 구성요소는 아니다. 또한, 송신 필터(61T)의 상면의 전극(611)의 위치, 스위치(31)의 상면의 전극(311)의 위치, 및, 본딩 와이어(151)의 통과경로는 예시이며, 상기에 한정되지 않는다.
[3 효과 등]
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은 제1주면(101)을 갖는 모듈 기판(100)과, 제1주면(101) 상에 배치된 제1필터(수신 필터(61R))와, 제1필터 상에 배치된 제2필터(송신 필터(61T))와, 모듈 기판(100)에 실장된 회로 부품(스위치(31))과, 제2필터와 회로 부품을 접속하는 본딩 와이어(151)를 구비하고, 제1필터 및 제2필터의 한쪽은 송신 필터(61T)이며, 제1필터 및 제2필터의 다른쪽은 수신 필터(61R)이며, 본딩 와이어(151)의 일단은 제2필터에 접합되고, 본딩 와이어(151)의 타단은 회로 부품 또는 회로 부품에 접속된 제1주면(101) 상의 전극에 접합되어 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 통신 장치(5)는 안테나(2)로 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RFIC(3)와, 안테나(2)와 RFIC(3) 사이에서 고주파 신호를 전송하는 고주파 모듈(1)을 구비한다.
이것에 의하면, 제1필터 내 및 제1필터 바로 아래를 지나지 않고 본딩 와이어(151)를 통해 제2필터로부터 회로 부품에 또는 회로 부품으로부터 제2필터에 고주파 신호를 전송할 수 있다. 따라서, 고주파 송신 신호와 고주파 수신 신호의 불필요한 간섭을 억제할 수 있고, 송수신 회로간의 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2필터를 위한 입출력 단자가 제1필터에 형성되지 않아도 좋으므로, 제1필터의 입출력 단자의 배치 자유도를 향상시킬 수 있고, 제1필터 하의 모듈 기판(100) 내의 배선 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에 있어서, 모듈 기판(100)은 또한, 제1주면(101)의 반대측에 제2주면(102)을 갖고, 고주파 모듈(1)은 또한, 제2주면(102) 상에 배치되고, 고주파 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(12)를 구비하고, 제1필터는 수신 필터(61R)이며, 제2필터는 송신 필터(61T)이어도 좋다.
이것에 의하면, 모듈 기판(100)의 양면에 회로 소자를 실장할 수 있어 고주파 모듈(1)의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 송신 필터(61T) 아래에 수신 필터(61R)가 배치되고, 모듈 기판(100)의 제2주면(102)에 저잡음 증폭기(12)가 배치되므로, 상하에서 송신 경로와 수신 경로를 나눌 수 있어 송수신 회로간의 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에서는 모듈 기판(100)의 평면에서 볼 때에 있어서, 수신 필터(61R)의 적어도 일부와 저잡음 증폭기(12)의 적어도 일부는 겹쳐져 있어도 좋다.
이것에 의하면, 수신 필터(61R)와 저잡음 증폭기(12)를 보다 가까이에 배치할 수 있어 수신 회로의 배선길이를 단축시킬 수 있다. 그 결과, 배선 로스 및 배선에 의한 매칭 오차를 저감할 수 있고, 수신 감도를 향상시킬 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은 제1주면(101) 상에 배치되고, 고주파 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(11)를 구비해도 좋고, 회로 부품은 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T) 사이에 접속된 스위치(31)이어도 좋다.
이것에 의하면, 송신 필터(61T)와 전력 증폭기(11) 사이에 스위치(31)가 접속되는 경우에, 송신 필터(61T)와 스위치(31)를 본딩 와이어(151)를 통해 접속할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에 있어서, 스위치(31)는 제1주면(101) 상에 배치되고, 본딩 와이어(151)의 타단은 스위치(31)의 상면에 접합되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 본딩 와이어(151)를 스위치(31)의 상면에 접합할 수 있고, 모듈 기판(100) 상에서 접합하는 경우보다, 본딩 와이어(151)를 짧게 할 수 있다. 또한, 본딩 와이어(151)를 접합하기 위한 전극이 모듈 기판(100) 상에 불필요하게 되므로, 모듈 기판(100) 상의 회로 부품의 배치 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은 또한, 제1주면(101) 상에 배치되고, 고주파 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T) 사이에 접속된 제1인덕터(정합 회로(21)의 인덕터)와, 제1주면(101) 상에 배치되고, 수신 필터(61R)와 고주파 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(12) 사이에 접속된 제2인덕터(정합 회로(22)의 인덕터)를 구비해도 좋고, 모듈 기판(100)의 평면에서 볼 때에 있어서, 제1필터 및 제2필터는 제1인덕터와 제2인덕터 사이에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 제1인덕터와 제2인덕터 사이에 고배의 적층부품(제1필터 및 제2필터)이 배치되므로, 제1인덕터와 제2인덕터의 자계결합이 억제된다. 따라서, 전력 증폭기(11)로 증폭된 고출력의 고주파 송신 신호, 그 고조파 성분, 또는 상기 고주파 송신 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 변성 성분이 상기 자계결합을 통해 수신 회로에 유입하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 송수신 회로간의 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있고, 수신 회로의 수신 감도열화를 억제할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에 있어서, 제1필터 및 제2필터는 듀플렉서(61)를 구성하고 있어도 좋다.
이것에 의하면, 듀플렉서를 구성하는 송수신 필터간의 배선길이를 단축시킬 수 있어 배선 로스 및 배선에 의한 매칭 오차를 저감할 수 있다.
(실시형태 1의 변형예)
다음에, 실시형태 1의 변형예에 대해서 설명한다. 본 변형예에서는 적층된 필터의 수가 3인 점이 상기 실시형태 1과 주로 다르다. 이하에, 본 변형예에 따른 고주파 모듈에 대해서, 상기 실시형태 1과 다른 점을 중심으로 도 4∼도 6을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 4에서는 수신 필터(62R), 수신 필터(61R), 및, 송신 필터(61T)가 아래로부터 위로 이 순으로 적층되어 있다. 이 경우도, 수신 필터(61R)가 기판의 제1주면(101) 상에 배치된 제1필터에 상당하고, 송신 필터(61T)가 제1필터 상에 배치된 제2필터에 상당한다.
도 4에 있어서, 가장 위에 배치된 송신 필터(61T)는 실시형태 1과 마찬가지로, 본딩 와이어(151)를 통해 스위치(31)에 접속되어 있다. 또한, 정중앙에 배치된 수신 필터(61R)는 본딩 와이어(152)를 통해 제1주면(101) 상의 전극에 접속되어 있다. 구체적으로는 본딩 와이어(152)의 일단은 수신 필터(61R)에 접합되고, 본딩 와이어(152)의 타단은 제1주면(101) 상의 전극에 접합되어 있다.
도 5에서는 도 4와 마찬가지로, 수신 필터(62R), 수신 필터(61R), 및, 송신 필터(61T)가 아래로부터 위로 이 순으로 적층되어 있다. 이 경우도, 수신 필터(61R)가 기판의 제1주면(101) 상에 배치된 제1필터에 상당하고, 송신 필터(61T)가 제1필터 상에 배치된 제2필터에 상당한다.
도 5에 있어서, 가장 위에 배치된 송신 필터(61T)는 상기 실시형태 1과 마찬가지로, 본딩 와이어(151)를 통해 스위치(31)에 접속되어 있다. 정중앙에 배치된 수신 필터(61R)는 본딩 와이어(152) 대신에, 수신 필터(62R)에 형성된 비아 전극(621)을 통해 제1주면(101) 상의 전극에 접속되어 있다.
도 6에서는 수신 필터(61R), 송신 필터(61T), 및, 수신 필터(62R)가 아래로부터 위로 이 순으로 적층되어 있다. 이 경우도, 수신 필터(61R)가 기판의 제1주면(101) 상에 배치된 제1필터에 상당하고, 송신 필터(61T)가 제1필터 상에 배치된 제2필터에 상당한다.
도 6에 있어서, 정중앙에 배치된 송신 필터(61T)는 본딩 와이어(151)를 통해 스위치(31)에 접속되어 있다. 가장 위에 배치된 수신 필터(62R)는 본딩 와이어(153)를 통해 제1주면(101) 상의 전극에 접속되어 있다.
이상과 같이, 3개의 필터가 적층되는 경우이어도, 수신 필터(61R) 위에 배치된 송신 필터(61T)와, 스위치(31)를 본딩 와이어(151)를 통해 접속할 수 있다. 따라서, 상기 실시형태 1과 마찬가지로, 송수신 회로간의 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 변형예에서는 적층된 필터의 수는 3이었지만, 이것에 한정되지 않는다. 적층된 필터의 수는 4 이상이어도 좋다.
(실시형태 2)
다음에, 실시형태 2에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는 송신 필터(61T)에 접속되는 스위치(31)가 모듈 기판(100)의 제2주면(102)에 실장되는 점이 상기 실시형태 1과 주로 다르다. 이하에, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈에 대해서, 상기 실시형태 1과 다른 점을 중심으로 도 7을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 7은 실시형태 2에 따른 고주파 모듈(1A)의 단면도이다. 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1A)은 저잡음 증폭기(12)와 스위치(32 및 80)에 추가해서, 스위치(31)를 내장하는 반도체 IC(120A)를 구비한다.
수신 필터(61R)는 본딩 와이어(151A)에 추가해서, 모듈 기판(100)에 형성된 비아 전극(311A)을 통해 제2주면(102) 상에 배치된 반도체 IC(120A)에 접속된다. 구체적으로는 본딩 와이어(151A)의 일단은 실시형태 1과 마찬가지로 송신 필터(61T)의 상면의 전극(611)에 접합되어 있지만, 본딩 와이어(151A)의 타단은 스위치(31)에 접속된 비아 전극(311A)과 제1주면(101) 상에서 접합되어 있다.
또한, 도 7에서는 비아 전극(311A)은 관통 비아 전극이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 비아 전극(311A)은 제1주면(101)에 형성된 비관통 비아 전극과, 제2주면(102)에 형성된 비관통 비아 전극과, 2개의 비관통 비아 전극을 모듈 기판(100) 내에서 접속하는 배선 패턴의 조합에 의해 실현되어도 좋다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1A)에 있어서, 스위치(31)는 제2주면(102) 상에 배치되고, 본딩 와이어(151A)의 타단은 모듈 기판(100)에 형성된 비아 전극(311A)으로서 스위치(31)와 접속된 비아 전극(311A)과 제1주면(101) 상에서 접합되어 있다.
이것에 의하면, 스위치(31)가 모듈 기판의 제2주면(102) 상에 배치되는 경우이어도, 제2필터와 스위치(31)를 본딩 와이어(151A) 및 비아 전극(311A)을 통해 제1필터를 지나지 않고 접속할 수 있다. 이것에 의해, 송수신 회로간의 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있다.
(실시형태 3)
다음에, 실시형태 3에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는 스위치(31)가 존재하지 않고, 송신 필터(61T)가 본딩 와이어를 통해 정합 회로(21)에 접속되는 점이 상기 실시형태 1과 주로 다르다. 본 실시형태에 따른 고주파 모듈에 대해서, 상기 실시형태 1과 다른 점을 중심으로 도 8을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 8은 실시형태 3에 따른 고주파 모듈(1B)의 단면도이다. 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1B)에 있어서, 본딩 와이어(151B)는 송신 필터(61T)와 정합 회로(21)의 인덕터(제1인덕터)를 접속한다. 즉, 본 실시형태에서는 정합 회로(21)의 인덕터가 기판에 실장된 회로 부품에 상당한다.
구체적으로는 본딩 와이어(151B)의 일단은 실시형태 1과 마찬가지로 송신 필터(61T)의 상면의 전극(611)에 접합된다. 한편, 본딩 와이어(151B)의 타단은 정합 회로(21)의 인덕터의 랜드 전극(211B)에 제1주면(101) 상에서 접합된다.
랜드 전극(211B)은 정합 회로(21)의 본체를 사이에 두고 수신 필터(61R)와 대향하고 있다. 즉, 정합 회로(21)의 본체는 랜드 전극(211B)과 수신 필터(61R) 사이에 배치되어 있다. 즉, 본딩 와이어(151B)는 모듈 기판(100)의 평면에서 볼 때에 있어서, 수신 필터(61R)와 떨어진 위치에서 랜드 전극(211B)과 접합되어 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1B)은 제1주면(101) 상에 배치되고, 고주파 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(11)를 구비하고, 본딩 와이어(151B)에 의해 송신 필터(61T)와 접속되는 회로 부품은 제1주면(101) 상에 배치되고, 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T) 사이에 접속된 정합 회로(21)의 인덕터이다.
이것에 의하면, 송신 필터(61T)와 전력 증폭기(11) 사이에 정합 회로(21)가 접속되는 경우에, 송신 필터(61T)와 정합 회로(21)의 인덕터를 본딩 와이어(151B)를 통해 접속할 수 있다.
(다른 실시형태)
이상, 본 발명에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치에 대해서, 실시형태 및 그 변형예를 들어 설명했지만, 본 발명에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치는 상기 실시형태 및 그 변형예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태 및 그 변형예에 있어서의 임의의 구성요소를 조합해서 실현되는 다른 실시형태, 상기 실시형태 및 그 변형예에 대해서 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해 내는 각종 변형을 실시해서 얻어지는 변형예, 및, 상기 고주파 모듈 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 각 실시형태 및 그 변형예에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치에 있어서, 도면에 개시된 각 회로 소자 및 신호 경로를 접속하는 경로 사이에 다른 회로 소자 및 배선 등이 삽입되어도 좋다. 예를 들면, 듀플렉서(61)와 스위치(80) 사이 및/또는 듀플렉서(62)와 스위치(80) 사이에 정합 회로가 접속되어도 좋다.
또한, 상기 각 실시형태 및 그 변형예에서는 고주파 모듈은 포스트 전극(110)을 외부 접속 단자로서 구비하고 있었지만, 외부 접속 단자는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 고주파 모듈(1C)은 도 9에 나타내듯이, 포스트 전극(110) 대신에, 범프 전극(110C)을 외부 접속 단자로서 구비해도 좋다. 이 경우, 고주파 모듈(1C)은 수지부재(130) 및 실드 전극층(140)을 구비하지 않아도 좋다.
또한, 본딩 와이어의 타단의 접합 위치는 상기 각 실시형태 및 그 변형예에 있어서의 접합 위치에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본딩 와이어의 타단은 스위치(31) 또는 정합 회로(21)와 제1주면(101) 상의 평면 배선 패턴을 통해 접속된 제1주면(101) 상의 전극에 접합되어도 좋다. 이것에 의해, 본딩 와이어의 접합 위치의 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태 및 그 변형예에서는 회로 부품은 모듈 기판(100)의 제1주면(101) 및 제2주면(102)의 양쪽에 배치되어 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 회로 부품은 모듈 기판(100)의 제1주면(101) 및 제2주면(102)의 한쪽에만 배치되어도 좋다.
또한, 상기 각 실시형태 및 그 변형예에서는 수신 필터(61R) 상에 송신 필터(61T)가 배치되어 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 송신 필터(61T) 상에 수신 필터(61R)가 배치되어도 좋다. 이 경우, 전력 증폭기(11)는 모듈 기판(100)의 제2주면(102)에 실장되고, 저잡음 증폭기(12)는 모듈 기판(100)의 제1주면(101)에 실장되어도 좋다.
또한, 상기 각 실시형태 및 그 변형예에서는 적층된 수신 필터 및 송신 필터는 듀플렉서를 구성하고 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 통신 밴드를 위한 수신 필터 및 송신 필터가 적층되어도 좋다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은 프론트 엔드부에 배치되는 고주파 모듈로서 휴대전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.
1, 1A, 1B, 1C: 고주파 모듈
2: 안테나
3: RFIC
4: BBIC
5: 통신 장치
11: 전력 증폭기
12: 저잡음 증폭기
21, 22: 정합 회로
31, 32, 80: 스위치
61, 62: 듀플렉서
61R, 62R: 수신 필터
61T, 62T: 송신 필터
90: 안테나 접속 단자
91: 송신 입력 단자
92: 수신 출력 단자
100: 모듈 기판
101: 제1주면
102: 제2주면
110: 포스트 전극
110C: 범프 전극
120, 120A: 반도체 IC
130: 수지부재
140: 실드 전극층
151, 151A, 151B, 152, 153: 본딩 와이어
211B: 랜드 전극
311, 611: 전극
311A, 621: 비아 전극

Claims (10)

  1. 제1주면을 갖는 기판과,
    상기 제1주면 상에 배치된 제1필터와,
    상기 제1필터 상에 배치된 제2필터와,
    상기 기판에 실장된 회로 부품과,
    상기 제2필터와 상기 회로 부품을 접속하는 본딩 와이어를 구비하고,
    상기 제1필터 및 상기 제2필터의 한쪽은 송신 필터이며,
    상기 제1필터 및 상기 제2필터의 다른쪽은 수신 필터이며,
    상기 본딩 와이어의 일단은 상기 제2필터에 접합되고,
    상기 본딩 와이어의 타단은 상기 회로 부품 또는 상기 회로 부품에 접속된 상기 제1주면 상의 전극에 접합되어 있는 고주파 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 제1주면의 반대측에 제2주면을 더 갖고,
    상기 고주파 모듈은 상기 제2주면 상에 배치되고, 고주파 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기를 더 구비하고,
    상기 제1필터는 상기 수신 필터이며,
    상기 제2필터는 상기 송신 필터인 고주파 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판의 평면에서 볼 때에 있어서, 상기 수신 필터의 적어도 일부와 상기 저잡음 증폭기의 적어도 일부는 겹쳐져 있는 고주파 모듈.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1주면 상에 배치되고, 고주파 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기를 더 구비하고,
    상기 회로 부품은 상기 전력 증폭기와 상기 송신 필터 사이에 접속된 스위치인 고주파 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제1주면 상에 배치되고,
    상기 본딩 와이어의 타단은 상기 스위치의 상면에 접합되어 있는 고주파 모듈.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제2주면 상에 배치되고,
    상기 본딩 와이어의 타단은 상기 기판에 형성된 비아 전극으로서 상기 스위치와 접속된 비아 전극과 상기 제1주면 상에서 접합되어 있는 고주파 모듈.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1주면 상에 배치되고, 고주파 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기를 더 구비하고,
    상기 회로 부품은 상기 제1주면 상에 배치되고, 상기 전력 증폭기와 상기 송신 필터 사이에 접속된 제1인덕터인 고주파 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1주면 상에 배치되고, 고주파 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기와 상기 송신 필터 사이에 접속된 제1인덕터와,
    상기 제1주면 상에 배치되고, 상기 수신 필터와 고주파 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기 사이에 접속된 제2인덕터를 더 구비하고,
    상기 기판의 평면에서 볼 때에 있어서, 상기 제1필터 및 상기 제2필터는 상기 제1인덕터와 상기 제2인덕터 사이에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1필터 및 상기 제2필터는 듀플렉서를 구성하고 있는 고주파 모듈.
  10. 안테나로 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 신호 처리 회로와,
    상기 안테나와 상기 신호 처리 회로 사이에서 상기 고주파 신호를 전송하는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈를 구비하는 통신 장치.
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