KR20210122089A - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

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Abstract

고주파 모듈(1)은 모듈 기판(91)과, 전력 증폭기(11) 및 전력 증폭기(12)가 내장된 반도체 부품(10)과, 전력 증폭기(11)에 접속된 단자(511) 및 전력 증폭기(12)에 접속된 단자(512)를 갖는 스위치(51)가 내장된 반도체 부품(50)을 구비하고, 반도체 부품(10) 및 반도체 부품(50)은 서로 겹쳐 쌓여 모듈 기판(91)에 배치되어 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 프런트 엔드 모듈을 구성하는 회로 부품의 배치 구성이 복잡화되어 있다.
특허문헌 1에는 전력 증폭기, 스위치 및 필터 등이 패키지화된 프런트 엔드 모듈이 개시되어 있다.
미국 특허 출원 공개 제2015/0133067호 명세서
이러한 종래의 프런트 엔드 모듈에서는 가일층의 소형화가 요망되고 있다.
그래서, 본 발명은 소형화를 실현할 수 있는 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공한다.
본 발명의 일양태에 의한 고주파 모듈은 모듈 기판과, 제 1 전력 증폭기 및 제 2 전력 증폭기가 내장된 제 1 반도체 부품과, 상기 제 1 전력 증폭기에 접속된 제 1 단자 및 상기 제 2 전력 증폭기에 접속된 제 2 단자를 갖는 제 1 스위치가 내장된 제 2 반도체 부품을 구비하고, 상기 제 1 반도체 부품 및 상기 제 2 반도체 부품은 서로 겹쳐 쌓여 상기 모듈 기판에 배치되어 있다.
(발명의 효과)
본 발명의 일양태에 의한 고주파 모듈에 의하면, 소형화를 실현할 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치의 회로 구성도이다.
도 2는 실시형태 1에 의한 고주파 모듈의 평면도이다.
도 3은 실시형태 1에 의한 고주파 모듈의 단면도이다.
도 4는 실시형태 2에 의한 고주파 모듈의 평면도이다.
도 5는 실시형태 2에 의한 고주파 모듈의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시형태는 모두 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.
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 상이한 경우가 있다. 각 도면에 있어서 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있으며, 중복하는 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 수직한 축이며, 그 정방향은 상방향을 나타내고, 그 부방향은 하방향을 나타낸다.
또한, 본 발명의 회로 구성에 있어서 「접속된다」란, 접속 단자 및/또는 배선 도체로 직접 접속되는 경우뿐만 아니라 다른 회로 소자를 통해 전기적으로 접속되는 경우도 포함한다. 또한, 「A 및 B 사이에 접속된다」란, A 및 B 사이에서 A 및 B의 양방에 접속되는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 부품 배치에 있어서 「모듈 기판의 평면으로 볼 때」란, z축 정측으로부터 xy평면에 물체를 정투영해서 보는 것을 의미한다. 또한, 「모듈 기판의 평면으로 볼 때에 있어서, A는 B에 겹친다」란, xy평면에 정투영된 A의 영역의 적어도 일부가 xy평면에 정투영된 B의 영역의 적어도 일부에 겹치는 것을 의미한다. 또한, 「모듈 기판의 평면으로 볼 때에 있어서, A는 B에 겹치지 않는다」란, xy평면에 정투영된 A의 영역이 xy평면에 정투영된 B의 영역 중 어느 것에도 겹치지 않는 것을 의미한다. 또한, 「A가 B와 C 사이에 배치된다」란, B 내의 임의의 점과 C 내의 임의의 점을 연결하는 복수의 선분 중 적어도 1개가 A를 지나는 것을 의미한다. 또한, 「평행」 및 「수직」 등의 요소간의 관계성을 나타내는 용어는 엄격한 의미만을 나타내는 것은 아니고 실질적으로 동등한 범위, 예를 들면 수% 정도의 오차도 포함하는 것을 의미한다.
또한, 「부품이 기판에 배치된다」란, 부품이 기판과 접촉한 상태에서 기판 상에 배치되는 것에 더하여, 기판과 접촉하지 않고 기판의 상방에 배치되는 것(예를 들면 부품이, 기판 상에 배치된 다른 부품 상에 적층되는 것), 및 부품의 일부 또는 전부가 기판 내에 메워 넣어져서 배치되는 것을 포함한다. 또한, 「부품이 기판의 주면에 배치된다」란, 부품이 기판의 주면과 접촉한 상태에서 주면 상에 배치되는 것에 더하여, 부품이 주면과 접촉하지 않고 주면의 상방에 배치되는 것, 및 부품의 일부가 주면측으로부터 기판 내에 메워 넣어져서 배치되는 것을 포함한다.
(실시형태 1)
[1.1 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성]
본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성에 대해서 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은 실시형태 1에 의한 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성도이다.
[1.1.1 통신 장치(5)의 회로 구성]
우선, 통신 장치(5)의 회로 구성에 대해서 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 의한 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 내부 구성에 대해서는 후술한다.
안테나(2)는 고주파 모듈(1)의 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, 고주파 모듈(1)로부터 출력된 고주파 신호를 송신하고, 또한 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 고주파 모듈(1)에 출력한다.
RFIC(3)는 고주파 신호를 처리하는 신호 처리 회로의 일례이다. 구체적으로는, RFIC(3)는 고주파 모듈(1)의 수신 경로를 통해 입력된 고주파 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 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 처리하여 생성된 고주파 송신 신호를 고주파 모듈(1)의 송신 경로에 출력한다. 또한, RFIC(3)는 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치 및 증폭기 등을 제어하는 제어부를 갖는다. 또한, RFIC(3)의 제어부로서의 기능의 일부 또는 전부는 RFIC(3)의 외부에 실장되어도 좋고, 예를 들면 BBIC(4) 또는 고주파 모듈(1)에 실장되어도 좋다.
BBIC(4)는 고주파 모듈(1)이 전송하는 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 이용하여 신호 처리하는 베이스밴드 신호 처리 회로이다. BBIC(4)에서 처리되는 신호로서는 예를 들면, 화상 표시를 위한 화상 신호, 및/또는 스피커를 통한 통화를 위해 음성 신호가 사용된다.
또한, 본 실시형태에 의한 통신 장치(5)에 있어서 안테나(2) 및 BBIC(4)는 필수의 구성요소는 아니다.
[1.1.2 고주파 모듈(1)의 회로 구성]
이어서, 고주파 모듈(1)의 회로 구성에 대해서 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이 고주파 모듈(1)은 전력 증폭기(11 및 12)와, 저잡음 증폭기(21)와, 스위치(51~54)와, 제어 회로(55)와, 듀플렉서(61~63)와, 트랜스(TR)(71 및 72)와, 정합 회로(MN)(73)와, 안테나 접속 단자(100)와, 복수의 고주파 입력 단자(110)와, 고주파 출력 단자(121)와, 제어 단자(131)를 구비한다.
안테나 접속 단자(100)는 외부 접속 단자의 일례이며, 안테나(2)에 접속된다.
복수의 고주파 입력 단자(110)는 외부 접속 단자의 일례이며, 고주파 모듈(1)의 외부로부터 복수의 고주파 송신 신호를 받기 위한 단자이다. 본 실시형태에서는, 복수의 고주파 입력 단자(110)는 4개의 고주파 입력 단자(111~114)를 포함한다.
복수의 고주파 입력 단자(110)가 외부로부터 받는 복수의 고주파 신호로서는 예를 들면, 서로 상이한 통신 시스템의 고주파 신호, 및/또는 서로 상이한 통신 밴드의 고주파 신호가 사용될 수 있다.
통신 시스템이란, 무선 액세스 기술(RAT: Radio Access Technology)을 이용하여 구축되는 통신 시스템을 의미한다. 본 실시형태에서는, 통신 시스템으로서는 예를 들면, 5GNR(5th Generation New Radio) 시스템, LTE(Long Term Evolution) 시스템 및 WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템 등을 사용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
통신 밴드란, 통신 시스템을 위해 표준화 단체 등(예를 들면, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 등)에 의해 미리 정의된 주파수 밴드를 의미한다.
또한, 복수의 고주파 입력 단자(110)의 수는 4개에 한정되지 않는다. 예를 들면, 복수의 고주파 입력 단자(110)의 수는 4개보다 적어도 좋고, 4개보다 많아도 좋다.
고주파 출력 단자(121)는 외부 접속 단자의 일례이며, 고주파 모듈(1)의 외부에 복수의 고주파 수신 신호를 제공하기 위한 단자이다. 또한, 고주파 모듈(1)은 복수의 고주파 출력 단자를 구비해도 좋다.
제어 단자(131)는 외부 접속 단자의 일례이며, 고주파 모듈(1)의 외부로부터 제어 신호를 받기 위한 단자이다. 제어 신호로서는 예를 들면, 전력 증폭기(11 및 12)를 제어하기 위한 신호가 사용된다.
전력 증폭기(11)는 제 1 전력 증폭기의 일례이며, 복수의 고주파 입력 단자(110)에서 받은 복수의 고주파 신호를 증폭할 수 있다. 여기서는, 전력 증폭기(11)는 고주파 입력 단자(111 및/또는 112)로부터 스위치(54)를 통해 입력된 통신 밴드 A의 고주파 신호를 증폭할 수 있다.
전력 증폭기(12)는 제 2 전력 증폭기의 일례이며, 복수의 고주파 입력 단자(110)에서 받은 복수의 고주파 신호를 증폭할 수 있다. 여기서는, 전력 증폭기(12)는 고주파 입력 단자(113 및/또는 114)로부터 스위치(54)를 통해 입력된 통신 밴드 B 및 C의 고주파 신호를 증폭할 수 있다.
전력 증폭기(11 및 12)의 각각은 다단 증폭기이다. 즉, 전력 증폭기(11 및 12)의 각각은 캐스케이드 접속된 복수의 증폭 소자를 갖는다. 구체적으로는, 전력 증폭기(11)는 입력단에 상당하는 증폭 소자(11a)와, 출력단에 상당하는 증폭 소자(11b)를 구비한다. 또한, 전력 증폭기(12)는 입력단에 상당하는 증폭 소자(12a)와, 출력단에 상당하는 증폭 소자(12b)를 구비한다. 또한, 전력 증폭기(11 및 12)의 각각의 단수는 2단에 한정되지 않고, 3단 이상이어도 좋다. 또한, 전력 증폭기(11 및/또는 12)는 단일단 구성이어도 좋다.
또한, 전력 증폭기(11 및/또는 12)는 고주파 신호를 차동 신호(즉, 상보 신호)로 변환하여 증폭해도 좋다. 이러한 전력 증폭기(11 및/또는 12)는 차동 증폭기라고 불리는 경우가 있다. 이 경우, 전력 증폭기(11 및/또는 12)의 출력은 차동 신호이어도 좋다.
트랜스(71)는 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T) 사이에 접속되어 있다. 구체적으로는, 트랜스(71)는 전력 증폭기(11)의 출력과 스위치(51)의 단자(511) 사이에 접속되어 있다. 트랜스(71)는 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T)의 임피던스 정합을 취할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(11)의 출력이 차동 신호인 경우, 트랜스(71)는 발룬(평형-불평형 변환 소자)으로서 기능한다.
트랜스(72)는 전력 증폭기(12)와 송신 필터(62T 및 63T) 사이에 접속되어 있다. 구체적으로는, 트랜스(72)는 전력 증폭기(12)의 출력과 스위치(51)의 단자(512) 사이에 접속되어 있다. 트랜스(72)는 전력 증폭기(12)와 송신 필터(62T 및 63T)의 임피던스 정합을 취할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(12)의 출력이 차동 신호인 경우, 트랜스(72)는 발룬(평형- 불평형 변환 소자)으로서 기능한다.
정합 회로(73)는 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R~63R) 사이에 접속되어 있다. 구체적으로는, 정합 회로(73)는 저잡음 증폭기(21)의 입력과 스위치(52)의 단자(521) 사이에 접속되어 있다. 정합 회로(73)는 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R~63R)의 임피던스 정합을 취한다.
저잡음 증폭기(21)는 안테나 접속 단자(100)에서 받은 복수의 고주파 신호를 증폭할 수 있다. 여기서는, 저잡음 증폭기(21)는 안테나 접속 단자(100)로부터 스위치(53), 듀플렉서(61~63), 및 스위치(52)를 통해 입력된 통신 밴드 A~C의 고주파 신호를 증폭할 수 있다. 저잡음 증폭기(21)에서 증폭된 고주파 신호는 고주파 출력 단자(121)에 출력된다. 저잡음 증폭기(21)의 구성은 특별히 한정되지 않는다.
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 스위치(51)와 안테나 접속 단자(100) 사이에 접속된다. 송신 필터(61T)는 전력 증폭기(11)에서 증폭된 고주파 송신 신호 중 통신 밴드 A의 송신 대역의 신호를 통과시킨다.
수신 필터(61R)는 스위치(52)와 안테나 접속 단자(100) 사이에 접속된다. 수신 필터(61R)는 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 고주파 수신 신호 중 통신 밴드 A의 수신 대역의 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 스위치(51)와 안테나 접속 단자(100) 사이에 접속된다. 송신 필터(62T)는 전력 증폭기(12)에서 증폭된 고주파 송신 신호 중 통신 밴드 B의 송신 대역의 신호를 통과시킨다.
수신 필터(62R)는 스위치(52)와 안테나 접속 단자(100) 사이에 접속된다. 수신 필터(62R)는 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 고주파 수신 신호 중 통신 밴드 B의 수신 대역의 신호를 통과시킨다.
듀플렉서(63)는 통신 밴드 C의 고주파 신호를 통과시킨다. 듀플렉서(63)는 통신 밴드 C의 송신 신호와 수신 신호를 FDD 방식으로 전송한다. 듀플렉서(63)는 송신 필터(63T) 및 수신 필터(63R)를 포함한다.
송신 필터(63T)는 스위치(51)와 안테나 접속 단자(100) 사이에 접속된다. 송신 필터(63T)는 전력 증폭기(12)에서 증폭된 고주파 송신 신호 중 통신 밴드 C의 송신 대역의 신호를 통과시킨다.
수신 필터(63R)는 스위치(52)와 안테나 접속 단자(100) 사이에 접속된다. 수신 필터(63R)는 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 고주파 수신 신호 중 통신 밴드 C의 수신 대역의 신호를 통과시킨다.
통신 밴드 A로서는 예를 들면, 하이밴드군에 속하는 통신 밴드를 사용할 수 있다. 하이밴드군은 복수의 통신 밴드로 구성된 주파수 밴드군이며, 미들밴드군보다 고주파수측에 위치하고 있으며, 예를 들면 2.4-2.8GHz의 주파수 범위를 갖고 있다. 하이밴드군은 예를 들면, LTE를 위한 밴드 B7(업 링크: 2500-2570MHz, 다운 링크: 2620-2690MHz) 등의 통신 밴드로 구성된다.
통신 밴드 B 및 C로서는 예를 들면, 미들밴드군에 속하는 통신 밴드를 사용할 수 있다. 미들밴드군은 복수의 통신 밴드로 구성된 주파수 밴드군이며, 하이밴드군보다 저주파수측에 위치하고 있으며, 예를 들면 1.5-2.2GHz의 주파수 범위를 갖고 있다. 미들밴드군은 예를 들면. LTE를 위한 밴드 B1(업 링크: 1920-1980MHz, 다운 링크: 2110-2170MHz), 밴드 B39(1880-1920MHz), 및 밴드 B66(업 링크: 1710-1780MHz, 다운 링크: 2110-2200MHz) 등의 통신 밴드로 구성된다.
스위치(51)는 본 실시형태에서는 제 1 스위치의 일례이며, 송신 필터(61T~63T)와 전력 증폭기(11 및 12) 사이에 접속되어 있다. 구체적으로는, 스위치(51)는 단자(511~515)를 갖는다. 스위치(51)의 단자(511)는 본 실시형태에서는 제 1 단자의 일례이며, 전력 증폭기(11)의 출력에 접속되어 있다. 스위치(51)의 단자(512)는 본 실시형태에서는 제 2 단자의 일례이며, 전력 증폭기(12)의 출력에 접속되어 있다. 스위치(51)의 단자(513~515)는 송신 필터(61T~63T)에 각각 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서 스위치(51)는 예를 들면, RFIC(3)로부터의 제어 신호에 의거하여 단자(511 및 513)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 또한 단자(514 및 515) 중 어느 하나를 단자(512)에 접속할 수 있다. 즉, 스위치(51)는 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 또한 전력 증폭기(12) 및 송신 필터(62T)의 접속과, 전력 증폭기(12) 및 송신 필터(63T)의 접속을 스위칭할 수 있다. 스위치(51)는 예를 들면, 멀티 접속형의 스위치 회로로 구성되고, 밴드 셀렉트 스위치라고 불린다.
스위치(52)는 수신 필터(61R~63R)와 저잡음 증폭기(21) 사이에 접속되어 있다. 구체적으로는, 스위치(52)는 단자(521~524)를 갖는다. 스위치(52)의 단자(521)는 저잡음 증폭기(21)의 입력에 접속되어 있다. 스위치(52)의 단자(522~524)는 수신 필터(61R~63R)에 각각 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서 스위치(52)는 예를 들면, RFIC(3)로부터의 제어 신호에 의거하여 단자(522~524) 중 어느 하나를 단자(521)에 접속할 수 있다. 즉, 스위치(52)는 저잡음 증폭기(21) 및 수신 필터(61R)의 접속과, 저잡음 증폭기(21) 및 수신 필터(62R)의 접속과, 저잡음 증폭기(21) 및 수신 필터(63R)의 접속을 스위칭할 수 있다. 스위치(52)는 예를 들면, SP3T(Single-Pole Triple-Throw)형의 스위치 회로로 구성되고, LNA 인 스위치라고 불린다.
스위치(53)는 안테나 접속 단자(100)와 듀플렉서(61~63) 사이에 접속되어 있다. 구체적으로는, 스위치(53)는 단자(531~534)를 갖는다. 스위치(53)의 단자(531)는 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있다. 스위치(53)의 단자(532~534)는 듀플렉서(61~63)에 각각 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서 스위치(53)는 예를 들면, RFIC(3)로부터의 제어 신호에 의거하여 단자(532~534) 중 적어도 1개를 단자(531)에 접속할 수 있다. 즉, 스위치(53)는 안테나(2)와 듀플렉서(61)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 안테나(2)와 듀플렉서(62)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 안테나(2)와 듀플렉서(63)의 접속 및 비접속을 스위칭할 수 있다. 스위치(53)는 예를 들면, 멀티 접속형의 스위치 회로로 구성되고, 안테나 스위치라고 불린다.
스위치(54)는 본 실시형태에서는 제 2 스위치의 일례이며, 복수의 고주파 입력 단자(110)와 전력 증폭기(11 및 12) 사이에 접속되어 있다. 구체적으로는, 스위치(54)는 단자(541~546)를 갖는다. 스위치(54)의 단자(541)는 본 실시형태에서는 제 3 단자의 일례이며, 전력 증폭기(11)의 입력에 접속되어 있다. 스위치(54)의 단자(542 및 543)는 고주파 입력 단자(111 및 112)에 각각 접속되어 있다. 스위치(54)의 단자(544)는 본 실시형태에서는 제 4 단자의 일례이며, 전력 증폭기(12)의 입력에 접속되어 있다. 스위치(54)의 단자(545 및 546)는 고주파 입력 단자(113 및 114)에 각각 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서 스위치(54)는 예를 들면, RFIC(3)로부터의 제어 신호에 의거하여 단자(542 및 543) 중 어느 하나를 단자(541)에 접속하고, 단자(545 및 546) 중 어느 하나를 단자(544)에 접속할 수 있다. 즉, 스위치(54)는 고주파 입력 단자(111) 및 전력 증폭기(11)의 접속과, 고주파 입력 단자(112) 및 전력 증폭기(11)의 접속을 스위칭하고, 또한 고주파 입력 단자(113) 및 전력 증폭기(12)의 접속과, 고주파 입력 단자(114) 및 전력 증폭기(12)의 접속을 스위칭할 수 있다. 스위치(54)는 예를 들면, 멀티 접속형의 스위치 회로로 구성되고, 송신 입력 스위치라고 불린다.
제어 회로(55)는 제어 단자(131)에 접속되어 있다. 제어 회로(55)는 제어 단자(131)를 통해 RFIC(3)로부터 제어 신호를 받고, 전력 증폭기(11 및 12)에 제어 신호를 출력한다. 또한, 제어 회로(55)는 다른 회로 부품에 제어 신호를 출력해도 좋다.
또한, 도 1에 나타내어진 회로 소자 중 몇 개는 고주파 모듈(1)에 포함되지 않아도 좋다. 예를 들면, 고주파 모듈(1)은 적어도 전력 증폭기(11 및 12)와, 스위치(51) 또는 제어 회로(55)를 구비하면 좋고, 다른 회로 소자를 구비하지 않아도 좋다.
또한, 고주파 모듈(1)의 회로 구성에서는 송신 신호 및 수신 신호를 FDD 방식으로 통신가능하지만, 본 발명에 의한 고주파 모듈의 회로 구성은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명에 의한 고주파 모듈은 송신 신호 및 수신 신호를 시분할 복신(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 통신가능한 회로 구성을 가져도 좋고, FDD 방식 및 TDD 방식의 양방으로 통신가능한 회로 구성을 가져도 좋다.
[1.2 고주파 모듈(1)의 부품 배치]
이어서, 이상과 같이 구성된 고주파 모듈(1)의 부품 배치에 대해서 도 2 및 도 3을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 2는 실시형태 1에 의한 고주파 모듈(1)의 평면도이다. 도 2에 있어서 (a)는 z축 정측으로부터 모듈 기판(91)의 주면(91a)을 본 도면을 나타내고, (b)는 z축 정측으로부터 모듈 기판(91)의 주면(91b)을 투시한 도면을 나타낸다. 도 3은 실시형태 1에 의한 고주파 모듈(1)의 단면도이다. 도 3에 있어서의 고주파 모듈(1)의 단면은 도 2의 iii-iii선에 있어서의 단면이다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이 고주파 모듈(1)은 도 1에 나타내어진 회로 소자를 내장하는 회로 부품에 더하여, 추가로 모듈 기판(91)과, 그라운드 전극 패턴(92)을 구비한다. 또한, 고주파 모듈(1)은 복수의 외부 접속 단자로서 복수의 범프 전극(150)을 구비한다.
모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a) 및 주면(91b)을 갖는다. 모듈 기판(91)으로서는 예를 들면, 복수의 유전체층의 적층 구조를 갖는 저온 동시 소성 세라믹스(LTCC: Low Temperature Co-fired Ceramics) 기판, 고온 동시 소성 세라믹스(HTCC: High Temperature Co-fired Ceramics) 기판, 부품 내장 기판, 재배선층 (RDL: Redistribution Layer)을 갖는 기판, 또는 프린트 기판 등을 사용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
주면(91a)은 제 1 주면의 일례이며, 상면 또는 표면이라고 불리는 경우가 있다. 주면(91a)에는 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이 전력 증폭기(11 및 12)를 내장하는 반도체 부품(10)과, 스위치(51) 및 제어 회로(55)를 내장하는 반도체 부품(50)과, 듀플렉서(61~63)와, 정합 회로(73)가 배치되어 있다.
반도체 부품(10)은 주면(91a) 상에 배치되고, 반도체 부품(50)은 반도체 부품(10) 상에 겹쳐 쌓여 있다. 이 때, 모듈 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 반도체 부품(50)은 반도체 부품(10) 내의 전력 증폭기(11 및 12)의 양방에 겹쳐 있다. 보다 구체적으로는, 반도체 부품(50)은 전력 증폭기(11 및 12)의 입력단에 각각 상당하는 증폭 소자(11a 및 12a)의 양방에 겹쳐 있지만, 전력 증폭기(11 및 12)의 출력단에 각각 상당하는 증폭 소자(11b 및 12b)에 겹쳐 있지 않다.
반도체 부품이란, 반도체 칩(다이라고도 불림)의 표면 및 내부에 형성된 전자회로를 갖는 전자 부품이며, 반도체 집적 회로라고도 불린다. 반도체 부품은 예를 들면, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구성되고, 구체적으로는 SOI(Silicon on Insulator) 프로세스에 의해 구성되어도 좋다. 이것에 의해 반도체 부품을 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 반도체 부품은 GaAs, SiGe 및 GaN 중 적어도 1개로 구성되어도 좋다. 이것에 의해 고품질인 반도체 부품을 실현할 수 있다.
듀플렉서(61~63)의 각각은 예를 들면, 탄성 표면파 필터, BAW(Bulk Acoustic Wave)를 이용한 탄성파 필터, LC 공진 필터, 및 유전체 필터 중 어느 것이어도 좋고, 또한 이들에는 한정되지 않는다.
정합 회로(73)는 예를 들면, 인덕터 및/또는 커패시터를 포함하고, 표면 실장 디바이스(SMD: Surface Mount Device)로 구성되어 있다. 또한, 정합 회로(73)는 모듈 기판(91) 내에 형성되어도 좋고, 집적형 수동 디바이스(IPD: Integrated Passive Device)로 구성되어도 좋다.
주면(91b)은 제 2 주면의 일례이며, 하면 또는 이면이라고 불리는 경우가 있다. 주면(91b)에는 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 저잡음 증폭기(21) 및 스위치(52)가 내장된 반도체 부품(20)과, 스위치(53 및 54)와, 트랜스(71 및 72)가 배치되어 있다.
스위치(53)는 복수의 범프 전극(150) 중 안테나 접속 단자(100)로서 기능하는 범프 전극(150)의 근방에 배치되어 있다.
스위치(54)는 복수의 범프 전극(150) 중 복수의 고주파 입력 단자로서 기능하는 범프 전극(150)의 근방에 배치되어 있다. 또한, 모듈 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 스위치(54)는 반도체 부품(10)에 겹쳐 있다. 구체적으로는, 모듈 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 스위치(54)는 전력 증폭기(11 및 12)의 입력단에 각각 상당하는 증폭 소자(11a 및 12a) 중 적어도 일방에 겹쳐 있지만, 전력 증폭기(11 및 12)의 출력단에 각각 상당하는 증폭 소자(11b 및 12b)에 겹쳐 있지 않다.
또한, 본 실시형태에서는 스위치(53 및 54)는 반도체 부품(20)에 내장되지 않고 개별적으로 주면(91b)에 배치되어 있지만, 스위치(53 및/또는 54)는 반도체 부품(20)에 내장되어도 좋다.
트랜스(71 및 72)의 각각은 모듈 기판(91)에 내장되어 있다. 구체적으로는, 트랜스(71 및 72)의 각각은 모듈 기판(91) 내의 주면(91b)측에 형성되어 있다. 또한, 트랜스(71 및/또는 72)는 칩 형상의 회로 부품으로서 주면(91a 또는 91b)에 표면 실장되어 있어도 좋다.
그라운드 전극 패턴(92)은 모듈 기판(91) 내에 형성되어 있고, 예를 들면 그라운드 전위로 설정되는 범프 전극(150)에 물리적으로 접속되어 있다. 그라운드 전극 패턴(92)은 반도체 부품(10 및 20) 사이에 배치되어 있다.
복수의 범프 전극(150)은 안테나 접속 단자(100), 복수의 고주파 입력 단자(110), 고주파 출력 단자(121) 및 제어 단자(131)를 포함하는 복수의 외부 접속 단자를 구성한다. 복수의 범프 전극(150)의 각각은 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 배치되고, 주면(91b)으로부터 z축 부방향으로 돌출되어 있다. 복수의 범프 전극(150)의 단부는 고주파 모듈(1)의 z축 부방향에 배치된 마더 기판 상의 입출력 단자 및/또는 그라운드 전극 등에 접속된다.
또한, 모듈 기판(91) 상의 각 부품은 예를 들면, 본딩 와이어(161)를 통해 모듈 기판(91) 및/또는 다른 부품 상의 패드 전극(도시하지 않음) 등에 접속된다. 도 2에서는 반도체 부품(50)에 접합된 본딩 와이어(161)의 몇 개가 예시되어 있고, 다른 본딩 와이어(161)의 도시는 생략되어 있다.
[1.3 효과 등]
이상과 같이 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 모듈 기판(91)과, 전력 증폭기(11) 및 전력 증폭기(12)가 내장된 반도체 부품(10)과, 전력 증폭기(11)에 접속된 단자(511) 및 전력 증폭기(12)에 접속된 단자(512)를 갖는 스위치(51)가 내장된 반도체 부품(50)을 구비하고, 반도체 부품(10) 및 반도체 부품(50)은 서로 겹쳐 쌓여 모듈 기판(91)에 배치되어 있다.
이것에 의하면, 반도체 부품(10) 및 반도체 부품(50)을 서로 겹쳐 쌓을 수 있으므로 모듈 기판(91)의 면적을 축소하여 고주파 모듈(1)의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(11 및 12)의 양방에 접속되는 스위치(51)가 내장된 반도체 부품(50)과 전력 증폭기(11 및 12)가 내장된 반도체 부품(10)이 겹쳐 쌓이므로 전력 증폭기(11 및 12)와 스위치(51) 사이의 배선 길이를 짧게 할 수 있다. 그 결과, 배선 로스 및 배선 불균일에 의한 부정합 손실을 저감할 수 있어 고주파 모듈(1A)의 전기 특성(예를 들면, 잡음 지수(NF), 게인 특성 등)을 개선할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에서는 모듈 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 반도체 부품(50)은 반도체 부품(10) 내의 전력 증폭기(11 및 12)의 양방에 겹쳐 있어도 좋다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11 및 12)와 스위치(51) 사이의 배선 길이를 보다 짧게 할 수 있다. 따라서, 배선 로스 및 배선 불균일에 의한 부정합 손실을 보다 저감할 수 있어 고주파 모듈(1)의 전기 특성을 보다 개선할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서 전력 증폭기(11 및 12)의 각각은 다단 증폭기이며, 모듈 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 반도체 부품(50)은 전력 증폭기(11)의 입력단에 상당하는 증폭 소자(11a) 및 전력 증폭기(12)의 입력단에 상당하는 증폭 소자(12a)의 양방에 겹쳐 있어도 좋다.
이것에 의하면, 반도체 부품(50)을 전력 증폭기(11 및 12)의 입력단에 겹칠 수 있고, 출력단으로부터 떼어 놓는 것도 가능해진다. 일반적으로 전력 증폭기에서는 입력단의 발열량보다 출력단의 발열량의 쪽이 크다. 따라서, 전력 증폭기(11 및 12)의 출력단으로부터 방출되는 열에 의해 반도체 부품(50)이 고장날 위험성을 저감할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서 모듈 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 반도체 부품(50)은 전력 증폭기(11)의 출력단에 상당하는 증폭 소자(11b) 및 전력 증폭기(12)의 출력단에 상당하는 증폭 소자(12b) 중 어느 것에도 겹쳐 있지 않아도 좋다.
이것에 의하면, 반도체 부품(50)을 전력 증폭기(11 및 12)의 출력단으로부터 떼어 놓을 수 있어 전력 증폭기(11 및 12)의 출력단으로부터 방출되는 열에 의해 반도체 부품(50)이 고장날 위험성을 저감할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서 반도체 부품(10)은 모듈 기판(91) 상에 배치되고, 반도체 부품(50)은 반도체 부품(10) 상에 겹쳐 쌓여 있어도 좋다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11 및 12)를 내장하는 반도체 부품(10)을 모듈 기판(91) 상에 배치할 수 있고, 전력 증폭기(11 및 12)에서 발생한 열을 모듈 기판(91)을 통해 방열하는 것이 용이해진다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서 단자(511)는 전력 증폭기(11)의 출력에 접속되고, 단자(512)는 전력 증폭기(12)의 출력에 접속되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11 및 12)의 출력에 접속된 스위치(51)를 전력 증폭기(11 및 12)에 겹쳐 쌓는 것이 가능해진다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 추가로, 전력 증폭기(11)의 입력에 접속된 단자(541) 및 전력 증폭기(12)의 입력에 접속된 단자(544)를 갖는 스위치(54)를 구비해도 좋고, 반도체 부품(10) 및 스위치(54)는 서로 모듈 기판(91)의 역면에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 모듈 기판(91)의 양면에 반도체 부품(10) 및 스위치(54)를 배치할 수 있어 고주파 모듈(1)의 소형화를 촉진할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 추가로, 복수의 외부 접속 단자로서 복수의 범프 전극(150)을 구비하고, 모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖고, 반도체 부품(10 및 50)은 주면(91a)에 배치되고, 복수의 범프 전극(150) 및 스위치(54)는 주면(91b)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11 및 12)의 입력에 접속된 스위치(54)를 복수의 범프 전극(150)이 배치된 주면(91b)에 배치할 수 있다. 따라서, RFIC(3)로부터 고주파 송신 신호를 받는 범프 전극(150)의 근방에 스위치(54)를 배치할 수 있어 범프 전극(150) 및 스위치(54) 사이의 배선 길이를 짧게 할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서 모듈 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 스위치(54)는 반도체 부품(10)에 겹쳐 있어도 좋다.
이것에 의하면, 스위치(54)와 전력 증폭기(11 및 12)의 각각 사이의 배선 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서, 배선 로스 및 배선 불균일에 의한 부정합 손실을 보다 저감할 수 있어 고주파 모듈(1)의 전기 특성을 보다 개선할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서 전력 증폭기(11 및 12)의 각각은 다단 증폭기이며, 모듈 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 스위치(54)는 전력 증폭기(11)의 출력단에 상당하는 증폭 소자(11b) 및 전력 증폭기(12)의 출력단에 상당하는 증폭 소자(12b)에 겹쳐 있지 않아도 좋다.
이것에 의하면, 스위치(54)를 전력 증폭기(11 및 12)의 출력단으로부터 떼어 놓을 수 있어 전력 증폭기(11 및 12)의 출력단으로부터 방출되는 열에 의해 스위치(54)가 고장날 위험성을 저감할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(11 및 12)의 출력단으로부터 마더 기판으로 전열 경로가 형성되어 있는 경우에 스위치(54)로 전열 경로가 차단되는 것을 막을 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 추가로, 저잡음 증폭기(21)를 구비하고, 반도체 부품(10) 및 저잡음 증폭기(21)는 서로 모듈 기판(91)의 역면에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 모듈 기판(91)의 양면에 반도체 부품(10) 및 저잡음 증폭기(21)를 배치할 수 있어 고주파 모듈(1)의 소형화를 촉진할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(11 및 12)와 저잡음 증폭기(21) 사이에 모듈 기판(91)이 존재하므로 전력 증폭기(11 및 12)와 저잡음 증폭기(21)의 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 추가로, 복수의 외부 접속 단자로서 복수의 범프 전극(150)을 구비하고, 모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖고, 반도체 부품(10 및 50)은 주면(91a)에 배치되고, 복수의 범프 전극(150) 및 저잡음 증폭기(21)는 주면(91b)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11 및 12)를 주면(91a)에 배치하고, 저잡음 증폭기(21)를 주면(91b)에 배치할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11 및 12)로부터 마더 기판으로의 전열 경로의 확보가 용이해져 전력 증폭기(11 및 12)의 방열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의한 통신 장치(5)는 고주파 신호를 처리하는 RFIC(3)와, RFIC(3)와 안테나(2) 사이에서 고주파 신호를 전송하는 고주파 모듈(1)을 구비한다.
이것에 의하면, 통신 장치(5)에 있어서 고주파 모듈(1)과 마찬가지의 효과를 실현할 수 있다.
(실시형태 2)
이어서, 실시형태 2에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는 적층되는 반도체 부품에 송신 인 스위치도 내장되는 점이 상기 실시형태 1과 주로 상이하다. 이하에 본 실시형태에 대해서 상기 실시형태 1과 상이한 점을 중심으로 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 본 실시형태에 의한 반도체 모듈의 회로 구성에 대해서는 상기 실시형태 1과 마찬가지이므로 도시 및 설명을 생략한다. 또한, 본 실시형태에서는 스위치(54)가 제 1 스위치에 상당하고, 스위치(54)의 단자(541 및 544)가 제 1 단자 및 제 2 단자에 각각 상당한다. 또한, 본 실시형태에서는 스위치(51)가 제 2 스위치에 상당하고, 스위치(51)의 단자(511 및 512)가 제 3 단자 및 제 4 단자에 각각 상당한다.
[2.1 고주파 모듈(1A)의 부품 배치]
이어서, 고주파 모듈(1A)의 부품 배치에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 4는 실시형태 2에 의한 고주파 모듈(1A)의 평면도이다. 도 4에 있어서 (a)는 z축 정측으로부터 모듈 기판(91)의 주면(91a)을 본 도면을 나타내고, (b)는 z축 정측으로부터 모듈 기판(91)의 주면(91b)을 투시한 도면을 나타낸다. 도 5는 실시형태 2에 의한 고주파 모듈(1A)의 단면도이다. 도 5에 있어서의 고주파 모듈(1A)의 단면은 도 4의 v-v선에 있어서의 단면이다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 고주파 모듈(1A)은 도 1에 나타내어진 회로 소자를 내장하는 회로 부품에 더하여, 추가로 모듈 기판(91)과, 그라운드 전극 패턴(92)과, 수지 부재(94 및 95)와, 실드 전극층(96)과, 복수의 포스트 전극(150A)을 구비한다. 또한, 도 4에서는 수지 부재(94 및 95)와 실드 전극층(96)의 기재가 생략되어 있다.
주면(91a)에는 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이 전력 증폭기(11 및 12)를 내장하는 반도체 부품(10)과, 스위치(51 및 54) 및 제어 회로(55)를 내장하는 반도체 부품(50A)과, 듀플렉서(61~63)가 배치되어 있다.
반도체 부품(50A)은 실시형태 1의 반도체 부품(50)과 마찬가지로 반도체 부품(10) 상에 겹쳐 쌓여 있다.
주면(91b)에는 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이 저잡음 증폭기(21) 및 스위치(52)가 내장된 반도체 부품(20)과, 스위치(53)가 배치되어 있다.
수지 부재(94)는 모듈 기판(91)의 주면(91a) 상에 배치되고, 주면(91a) 상의 회로 부품을 덮고 있다. 또한, 수지 부재(95)는 모듈 기판(91)의 주면(91b) 상에 배치되고, 주면(91b) 상의 회로 부품을 덮고 있다. 수지 부재(94 및 95)는 주면(91a 및 91b) 상의 부품의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성을 확보하는 기능을 갖는다.
실드 전극층(96)은 예를 들면, 스퍼터법에 의해 형성된 금속 박막이며, 수지 부재(94)의 상부 표면 및 측부 표면과, 모듈 기판(91) 및 수지 부재(95)의 측부 표면을 덮도록 형성되어 있다. 실드 전극층(96)은 그라운드 전위로 설정되고, 외래 노이즈가 고주파 모듈(1A)을 구성하는 회로 부품에 침입하는 것을 억제한다.
복수의 포스트 전극(150A)은 안테나 접속 단자(100), 복수의 고주파 입력 단자(110), 고주파 출력 단자(121) 및 제어 단자(131)를 포함하는 복수의 외부 접속 단자를 구성한다. 복수의 포스트 전극(150A)의 각각은 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 배치되고, 주면(91b)으로부터 수직으로 연장되어 있다. 또한, 복수의 포스트 전극(150A)의 각각은 수지 부재(95)를 관통하고, 그 일단이 수지 부재(95)로부터 노출되어 있다. 수지 부재(95)로부터 노출된 복수의 포스트 전극(150A)의 일단은 고주파 모듈(1A)의 z축 부방향에 배치된 마더 기판 상의 입출력 단자 및/또는 그라운드 전극 등에 접속된다.
또한, 모듈 기판(91) 상의 각 부품은 예를 들면, 범프 전극 등을 통해 모듈 기판(91) 및/또는 다른 부품 상의 패드 전극(도시하지 않음) 등에 접속된다.
[2.2 효과 등]
이상과 같이 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1A)은 모듈 기판(91)과, 전력 증폭기(11) 및 전력 증폭기(12)가 내장된 반도체 부품(10)과, 전력 증폭기(11)에 접속된 단자(541) 및 전력 증폭기(12)에 접속된 단자(544)를 갖는 스위치(54)가 내장된 반도체 부품(50A)을 구비하고, 반도체 부품(10) 및 반도체 부품(50A)은 서로 겹쳐 쌓여 모듈 기판(91)에 배치된다.
이것에 의하면, 반도체 부품(10) 및 반도체 부품(50A)을 서로 겹쳐 쌓을 수 있으므로 모듈 기판(91)의 면적을 축소하여 고주파 모듈(1A)의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(11 및 12)의 양방에 접속되는 스위치(54)가 내장된 반도체 부품(50A)과 전력 증폭기(11 및 12)가 내장된 반도체 부품(10)이 겹쳐 쌓이므로 전력 증폭기(11 및 12)와 스위치(54) 사이의 배선 길이를 짧게 할 수 있다. 그 결과, 배선 로스 및 배선 불균일에 의한 부정합 손실을 저감할 수 있어 고주파 모듈(1A)의 전기 특성(예를 들면, 잡음 지수(NF), 게인 특성 등)을 개선할 수 있다.
또한 예를 들면, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1A)에 있어서 단자(541)는 전력 증폭기(11)의 입력에 접속되고, 단자(544)는 전력 증폭기(12)의 입력에 접속되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11 및 12)의 입력에 접속된 스위치(54)를 전력 증폭기(11 및 12)에 겹쳐 쌓는 것이 가능해진다.
또한, 예를 들면 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1A)에 있어서 반도체 부품(50A)은 추가로, 전력 증폭기(11)의 출력에 접속된 단자(511) 및 전력 증폭기(12)의 출력에 접속된 단자(512)를 갖는 스위치(51)를 내장하고 있어도 좋다.
이것에 의하면, 스위치(51 및 54)의 양방을 1개의 반도체 부품(50A)에 내장할 수 있고, 그 반도체 부품(50A)을 반도체 부품(10)에 겹쳐 쌓을 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(1A)의 가일층의 소형화를 실현할 수 있다.
(다른 실시형태)
이상, 본 발명에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치에 대해서 실시형태에 의거하여 설명했지만, 본 발명에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태에 있어서의 임의의 구성요소를 조합하여 실현되는 별도의 실시형태나, 상기 실시형태에 대해서 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해 내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 상기 고주파 모듈 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 각 실시형태에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치의 회로 구성에 있어서 도면에 개시된 각 회로 소자 및 신호 경로를 접속하는 경로 사이에 별도의 회로 소자 및 배선 등이 삽입되어도 좋다. 예를 들면, 스위치(53)와 듀플렉서(61~63)의 각각 사이에 임피던스 정합 회로가 삽입되어도 좋다. 임피던스 정합 회로는 예를 들면, 인덕터, 및/또는 커패시터에 의해 구성할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 반도체 부품(10) 상에 반도체 부품(50 또는 50A)이 겹쳐 쌓여 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 2개의 반도체 부품의 상하 관계는 한정되지 않고, 반도체 부품(10)과 반도체 부품(50 또는 50A)은 서로 겹쳐 쌓여 모듈 기판(91)에 배치되면 좋다. 따라서, 반도체 부품(50 또는 50A) 상에 반도체 부품(10)이 겹쳐 쌓여도 좋다. 이 경우이어도 고주파 모듈(1 또는 1A)의 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 반도체 부품(10) 상에 겹쳐 쌓인 반도체 부품(50 또는 50A)에는 적어도 스위치(51) 및 제어 회로(55)가 내장되어 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 각 실시형태에 있어서 반도체 부품(50 또는 50A)에는 스위치(54)만이 내장되고, 스위치(51) 및 제어 회로(55)가 내장되지 않아도 좋다. 즉, 반도체 부품(50 또는 50A)에는 스위치(51 및 54) 및 제어 회로(55) 중 적어도 1개가 내장되면 좋다. 즉, 반도체 부품(50 및 50A)의 각각에는 스위치(51 및 54)와 제어 회로(55) 중 임의의 1개만, 임의의 2개, 또는 전부가 내장되어도 좋다. 어느 경우이어도 고주파 모듈의 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 모듈 기판(91)의 양면에 회로 부품이 배치되어 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 실시형태 1에서는 저잡음 증폭기(21) 및 스위치(52)가 내장된 반도체 부품(20) 및 스위치(53 및 54)도 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 배치되어도 좋다. 또한, 예를 들면 실시형태 2에서는 반도체 부품(20) 및 스위치(53)도 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 배치되어도 좋다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서의 부품의 배치는 일례이며, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 실시형태 1에 있어서 반도체 부품(10 및 50)이 주면(91b)에 배치되고, 반도체 부품(20)이 주면(91a)에 배치되어도 좋다.
(산업상 이용 가능성)
본 발명은 프런트 엔드부에 배치되는 고주파 모듈로서 휴대전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.
1, 1A : 고주파 모듈
2: 안테나
3: RFIC
4: BBIC
5: 통신 장치
10, 20, 50, 50A: 반도체 부품
11, 12: 전력 증폭기
11a, 1lb, 12a, 12b: 증폭 소자
21: 저잡음 증폭기
51, 52, 53, 54: 스위치
55: 제어 회로
61, 62, 63: 듀플렉서
61R, 62R, 63R: 수신 필터
61T, 62T, 63T: 송신 필터
91: 모듈 기판
91a, 91b: 주면
92: 그라운드 전극 패턴
94, 95: 수지 부재
96: 실드 전극층
100: 안테나 접속 단자
110, 111, 112, 113, 114: 고주파 입력 단자
121: 고주파 출력 단자
150: 범프 전극
150A: 포스트 전극
161: 본딩 와이어

Claims (15)

  1. 모듈 기판과,
    제 1 전력 증폭기 및 제 2 전력 증폭기가 내장된 제 1 반도체 부품과,
    상기 제 1 전력 증폭기에 접속된 제 1 단자 및 상기 제 2 전력 증폭기에 접속된 제 2 단자를 갖는 제 1 스위치가 내장된 제 2 반도체 부품을 구비하고,
    상기 제 1 반도체 부품 및 상기 제 2 반도체 부품은 서로 겹쳐 쌓여 상기 모듈 기판에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 기판의 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제 2 반도체 부품은 상기 제 1 반도체 부품 내의 상기 제 1 전력 증폭기 및 상기 제 2 전력 증폭기의 양방에 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 증폭기 및 상기 제 2 전력 증폭기의 각각은 다단 증폭기이고,
    상기 모듈 기판의 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제 2 반도체 부품은 상기 제 1 전력 증폭기의 입력단 및 상기 제 2 전력 증폭기의 입력단의 양방에 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 모듈 기판의 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제 2 반도체 부품은 상기 제 1 전력 증폭기의 출력단 및 상기 제 2 전력 증폭기의 출력단 중 어느 것에도 겹쳐 있지 않은 고주파 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 부품은 상기 모듈 기판 상에 배치되고,
    상기 제 2 반도체 부품은 상기 제 1 반도체 부품 상에 겹쳐 쌓여 있는 고주파 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단자는 상기 제 1 전력 증폭기의 출력에 접속되고,
    상기 제 2 단자는 상기 제 2 전력 증폭기의 출력에 접속되어 있는 고주파 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단자는 상기 제 1 전력 증폭기의 입력에 접속되고,
    상기 제 2 단자는 상기 제 2 전력 증폭기의 입력에 접속되어 있는 고주파 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 반도체 부품은 추가로, 상기 제 1 전력 증폭기의 출력에 접속된 제 3 단자 및 상기 제 2 전력 증폭기의 출력에 접속된 제 4 단자를 갖는 제 2 스위치를 내장하고 있는 고주파 모듈.
  9. 제 6 항에 있어서,
    추가로, 상기 제 1 전력 증폭기의 입력에 접속된 제 3 단자 및 상기 제 2 전력 증폭기의 입력에 접속된 제 4 단자를 갖는 제 2 스위치를 구비하고,
    상기 제 1 반도체 부품 및 상기 제 2 스위치는 서로 상기 모듈 기판의 역면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    추가로 복수의 외부 접속 단자를 구비하고,
    상기 모듈 기판은 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖고,
    상기 제 1 반도체 부품 및 상기 제 2 반도체 부품은 상기 제 1 주면에 배치되고,
    상기 복수의 외부 접속 단자 및 상기 제 2 스위치는 상기 제 2 주면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 모듈 기판의 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제 2 스위치는 상기 제 1 반도체 부품에 겹쳐 있는 고주파 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 증폭기 및 상기 제 2 전력 증폭기의 각각은 다단 증폭기이고,
    상기 모듈 기판의 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제 2 스위치는 상기 제 1 전력 증폭기의 출력단 및 상기 제 2 전력 증폭기의 출력단에 겹쳐 있지 않은 고주파 모듈.
  13. 제 1 항에 있어서,
    추가로 저잡음 증폭기를 구비하고,
    상기 제 1 반도체 부품 및 상기 저잡음 증폭기는 서로 상기 모듈 기판의 역면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    추가로 복수의 외부 접속 단자를 구비하고,
    상기 모듈 기판은 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖고,
    상기 제 1 반도체 부품 및 상기 제 2 반도체 부품은 상기 제 1 주면에 배치되고,
    상기 복수의 외부 접속 단자 및 상기 저잡음 증폭기는 상기 제 2 주면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  15. 고주파 신호를 처리하는 신호 처리 회로와,
    상기 신호 처리 회로와 안테나 사이에서 고주파 신호를 전송하는 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈을 구비하는 통신 장치.
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