TWI450659B - 電路基板 - Google Patents

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TWI450659B
TWI450659B TW101140611A TW101140611A TWI450659B TW I450659 B TWI450659 B TW I450659B TW 101140611 A TW101140611 A TW 101140611A TW 101140611 A TW101140611 A TW 101140611A TW I450659 B TWI450659 B TW I450659B
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Sachiko Tanaka
Naoyuki Tasaka
Gohki Nishimura
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Taiyo Yuden Kk
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Description

電路基板
本發明係關於電路基板。
作為高頻特性優異之濾波器，有彈性表面波(Surface Acoustic Wave：SAW)濾波器、壓電薄膜諧振器(Film Bulk Acoustic Resonator：FBAR)濾波器等之彈性波濾波器。隨著行動電話等之移動通訊終端之普及，而要求包含彈性波濾波器之元件之小型化。為實現小型化，而利用將彈性波濾波器與例如功率放大器、IC(Integrated Circuit：積體電路)等之電子元件組入同一基板之電路基板。專利文獻1係揭示於基板上表面設置SAW濾波晶片，且藉由基板之內部配線形成濾波器之發明。專利文獻2係記載於基板上表面設置電晶體及SAW濾波器之發明。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2001-189605號公報
[專利文獻2]日本專利特開2011-176061號公報
然而，在先前之技術中，連接彈性波濾波器與電子元件之配線較長。其結果會增大雜訊之影響。結果致使彈性波濾波器之高頻特性惡化。進而，亦難以充分令電路基板小型化。本發明係鑒於上述課題，其目的在於提供一種可取 得良好高頻特性，且可實現小型化之電路基板。
本發明係一種電路基板，其包含：積層基板，其係由導體層與絕緣層積層而形成；濾波晶片，其形成彈性波濾波器，且內置於上述積層基板；及主動元件，其係以至少一部分與將上述濾波晶片投影至上述積層基板之厚度方向而形成之投影區域重疊之方式設置於上述積層基板之表面，且與上述濾波晶片連接。
在上述構成中，可為上述主動元件全體位於上述投影區域之內側之構成。
在上述構成中，可為上述濾波晶片與上述主動元件不經由其他元件而直接連接之構成。
在上述構成中，可為複數之上述濾波晶片包含形成發送濾波器之發送濾波晶片及形成接收濾波器之接收濾波晶片之構成。
在上述構成中，可為上述發送濾波晶片連接於發送節點與共通節點之間，且上述接收濾波晶片連接於接收節點與上述共通節點之間，上述主動元件與上述發送濾波晶片連接，且與上述發送濾波晶片投影至上述積層基板之厚度方向所形成之投影區域重疊之構成。
上述構成中，可為在連接上述濾波晶片與上述主動元件之配線中，於上述積層基板之面方向延伸之第一配線比於上述積層基板之厚度方向延伸之第二配線更短之構成。
在上述構成中，可為上述積層基板含有包含金屬之蕊 芯，且上述濾波晶片內置於形成於上述蕊芯之開口部內之構成。
根據本發明，可提供一種能取得良好之高頻特性，且可實現小型化之電路基板。
首先，對包含彈性波濾波器之模組加以說明。圖1(a)係例示包含彈性波濾波器之模組之模式圖。
如圖1(a)所示，分波器10包含例如SAW濾波器的發送濾波器10Tx及接收濾波器10Rx。發送濾波器10Tx連接於天線節點Ant(共通節點)與發送節點Tx1之間。接收濾波器10Rx連接於天線節點Ant與接收節點Rx之間。另，發送濾波器10Tx及接收濾波器10Rx連接於未圖示之接地端子。接收濾波器10Rx與RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit，射頻積體電路)18(電子元件)之間設置有接收節點Rx，且PA16與RFIC18之間設置有發送節點Tx2。
由BBIC(Base Band Integrated Circuit，基頻積體電路)20將基頻之發送訊號輸入至RFIC18。RFIC18將發送訊號由基頻升頻(upconvert)至高頻。發送訊號在功率放大器(Power Amp：PA)16中經放大，且被輸入至發送濾波器10Tx。發送濾波器10Tx使發送訊號中具有發送濾波器10Tx之通過帶域內之頻率之訊號通過，並抑制具有通過帶域外之頻率之訊號。雖然圖1(a)中省略圖示，但於開關12上連接有包含分波器10、PA16、RFIC18、及BBIC20之複 數之系統。例如，根據通訊帶域(頻帶)，開關12從複數之系統中選擇其一，且使訊號對天線14輸入輸出。發送訊號通過開關12而輸入至天線14，且由天線14發送。天線14所接收之接收訊號通過開關12而輸入至接收濾波器10Rx。接收濾波器10Rx使接收訊號中具有接收濾波器10Rx之通過帶域內之頻率之訊號通過，並抑制具有通過帶域外之頻率之訊號。接收訊號被輸入至RFIC18，且由RFIC18所含之低雜訊放大器予以放大。RFIC18將接收訊號降頻至基頻。BBIC20對基頻之接收訊號進行處理。為了取得良好之高頻特性，而要求對分波器10、PA16、開關12、天線14、及RFIC18與BBIC20間之阻抗進行匹配。
發送濾波器10Tx及接收濾波器10Rx例如採用階梯型濾波器。圖1(b)係例示階梯型濾波器之電路圖。於輸入端子In與輸出端子Out之間串聯連接有串聯諧振子S1~S3。並聯諧振子P1連接於串聯諧振子S1~S2間，且並聯諧振子P2連接於串聯諧振子S2~S3間。並聯諧振子P1及P2連接於接地端子。發送濾波器10Tx之輸入端子In與圖1(a)之發送節點Tx1連接，而輸出端子Out與天線節點Ant連接。接收濾波器10Rx之輸入端子In與天線節點Ant連接，而輸出端子Out係與接收節點Rx連接。作為發送濾波器10Tx及接收濾波器10Rx，除階梯型濾波器以外，亦可例如使用多重模式濾波器等。
繼而，作為比較例，對將模組中由方框A所包圍之構成組入至一個電路基板內之例進行說明。圖2(a)係例示比較 例之電路基板100R之俯視圖。圖2(b)係沿圖2(a)之B-B之剖視圖。圖2(a)中省略了阻焊劑124及導體層140之圖示。圖2(b)中僅對複數之通道配線150中之一部分附註編號。
如圖2(a)及圖2(b)所示，積層絕緣層130、132、134、136及138與導體層140、142、144及146。各導體層間由貫通絕緣層130、132、134、136及138之通孔配線150予以連接。導體層146係作為用以連接積層基板122與如天線14、RFIC18及BBIC20之外部元件之墊套支架發揮功能。如圖2(b)所示之導體層146之發送端子146a係對應於圖1(a)之發送節點Tx2。對應於圖1(a)之接收節點Rx之接收端子、及對應於天線節點Ant之天線端子之圖示係省略。
發送濾波晶片110a係例如形成圖1(a)之發送濾波器10Tx之SAW濾波晶片，接收濾波晶片110b係例如形成接收濾波器10Rx之SAW濾波晶片。主動元件116a係包含圖1(a)之PA16。
發送濾波晶片110a及接收濾波晶片110b係覆晶安裝於積層基板122之上表面之導體層140上。發送濾波晶片110a之接地端子GND1、及主動元件116a之接地端子GND2連接於接地端子146b。發送濾波晶片110a之輸出端子Out1連接於導體層146所含之天線端子。天線端子與圖1(a)所示之開關12連接。發送濾波晶片110a之輸入端子In1通過導體層140所含之配線，與主動元件116a之輸出端子Out2連接。主動元件116a之輸入端子In2與發送端子146a連接。發送端子146a與RFIC18(參照圖1(a))連接。
由於濾波晶片(發送濾波晶片110a及接收濾波晶片110b)與主動元件116a係設置於積層基板122之上表面，故積層基板122大型化。又，如導體層140所含之配線般，於積層基板122之面方向延伸之配線變長，具有例如150 μm以上之長度。因此，流動於配線之高頻訊號變得容易受電性雜訊之影響。其結果會致使電路基板100R之高頻特性劣化。此外，會制約濾波晶片、及主動元件116a之配置與配線之路徑。因此，配線變得更長，亦使高頻特性發生更大劣化。接著，對實施例1進行說明。
[實施例1]
實施例1係將濾波晶片(發送濾波晶片及接收濾波晶片)內置於積層基板，且將主動元件安裝於積層基板之上表面(表面)之例。圖3(a)係例示實施例1之電路基板100之俯視圖。圖3(b)係沿圖3(a)之B-B之剖視圖。
如圖3(a)及圖3(b)所示，發送濾波晶片10a及接收濾波晶片(未圖示)係例如在包含鉭酸鋰(LiTaO3 )或鈮酸鋰(LiNbO3 )等之壓電體之壓電基板上形成IDT(Interdigital Transducer，交指型換能器)之SAW濾波晶片，且內置於積層基板22內。使彈性波激振之IDT雖未圖示，但係設置於各濾波晶片之上表面。
主動元件16a係覆晶安裝於積層基板22之上表面，且與將發送濾波晶片10a投影至積層基板22之厚度方向(圖3(b)之上下方向)所形成之投影區域10c(參照圖中之虛線)、及接收濾波晶片(未圖示)投影至積層基板22之厚度方向所形 成之投影區域10d(參照圖中之虛線)重疊。因此與比較例相比，可縮小積層基板22之面積。因此，可實現電路基板100之小型化。
如圖3(b)所示，發送濾波晶片10a之輸入端子In1係經由通孔配線50、導體層40及42，與主動元件16a之輸出端子Out2連接。輸入端子In1與輸出端子Out2之間之通孔配線50、導體層40及42對應於設有圖1(a)之發送節點Tx1之配線。發送濾波晶片10a之輸出端子Out1係經由通孔配線50及導體層42，與導體層44所含之天線端子44a連接。天線端子44a對應於圖1(a)之天線節點Ant，並與開關12及天線14連接。主動元件16a之端子16b及16c係對應與電源連接之端子、接地端子、及輸入端子中任意2者。
由於與發送濾波晶片10a連接之主動元件16a與投影區域10c重疊，故連接發送濾波晶片10a與主動元件16a之配線未包含於面方向延伸之配線，而由通孔配線50構成。絕緣層30及32各者之厚度例如為30 μm左右，連接發送濾波晶片10a與主動元件16a之2個通孔配線50之長度之合計L1例如為60 μm左右。如此，在實施例1中，與比較例相比，連接發送濾波晶片10a與主動元件16a之配線變短。其結果可降低雜訊之影響。進而亦可降低配線之寄生電容、及寄生電感等之寄生成分。從而，可改善電路基板100之高頻特性。為有效地改善高頻特性，發送濾波晶片10a與主動元件16a較好例如不經由電感器而直接連接。
因濾波晶片被內置，故主動元件16a之配置、及配線路 徑之自由度提高。其結果，可實現電路基板100之小型化，且可使於面方向延伸之配線更短。
積層基板22中所含之絕緣層數及導體層數可變更。電路基板100除了由圖1(a)之方框A包圍之電路要件以外，亦可包含開關12、天線14、BBIC20及RFIC18中至少一者，亦可包含全部。主動元件16a亦可包含例如圖1(a)所示之開關12、RFIC18及BBIC20。主動元件16a在包含如開關12及RFIC18般與接收濾波晶片連接者之情形時，主動元件16a較好位於投影區域10d之內側，且藉由接收濾波晶片與通孔配線50予以連接。主動元件16a，除圖1(a)所示者以外，可作為輸入電源之元件。
絕緣層30、32、34、36及38係例如包含玻璃環氧樹脂等之樹脂或陶瓷等。藉由使各絕緣層包含樹脂，可使濾波晶片之內置變得容易。發送濾波晶片10a所含之端子、導體層40、42、及44係包含例如銅(Cu)、鋁(Al)等之金屬、或含該等金屬之合金。如圖3(b)所示之阻焊劑24係抑制覆晶安裝所使用之焊料球附著於積層基板22及導體層40之不需要部位。
[實施例2]
實施例2係主動元件16a全體設置於投影區域10c內之例。圖4(a)係例示實施例2之電路基板200之俯視圖。圖4(b)係沿圖4(a)之B-B之剖視圖。
如圖4(a)及圖4(b)所示，主動元件16a之全體係位於投影區域10c之內側。因此，可使電路基板200變得更小。又， 與實施例1同樣，因配線變得更短，故可改善高頻特性。
[實施例3]
實施例3係使用面方向之配線之例。圖5(a)係例示實施例3之電路基板300之俯視圖。圖5(b)係沿圖5(a)之B-B之剖視圖。
如圖5(a)及圖5(b)所示，發送濾波晶片10a與主動元件16a係由導體層40所含之配線40a(第一配線，參照圖5(b)之格子斜線)、與通孔配線50a(第2配線)連接。配線40a之長度L2例如為30 μm左右。通孔配線50a之長度之合計L1例如為60μm。通孔配線50a即使未設置於與主動元件16a重疊之位置，但因於面方向延伸之配線40a亦比通孔配線50a更短，故可改善高頻特性。雖然配線40a之長度可根據積層基板22之上表面之佈局而改變，但較好比通孔配線50a更短。如實施例1~3所示，主動元件16a之至少一部分亦可不與投影區域10c重疊，而根據主動元件16a之尺寸分別使用實施例1~3。
[實施例4]
實施例4係使用蕊芯之例。圖6係例示實施例4之電路基板400之剖視圖。
如圖6所示，積層基板22於絕緣層32~38間包含蕊芯52。蕊芯52具有例如250 μm左右之厚度，且包含Cu等金屬，並具有接地電位。形成於蕊芯52之開口部52a中內置有發送濾波晶片10a。於開口部52b貫通有使導體層42與導體層44之間連接之通孔配線50。藉由蕊芯52，可使較蕊芯52更上 側之導體層40及42、與更下側之導體層44之間之訊號干涉受到抑制。其結果可進而改善高頻特性。由於蕊芯52包含金屬，且較其他導體層更厚，故可提升電路基板400之強度及散熱性。
濾波晶片之IDT、及端子可設置於濾波晶片之上表面，亦可設置於下表面。濾波晶片除SAW濾波晶片以外，亦可為例如彈性邊界波濾波晶片、FBAR濾波晶片等其他彈性波濾波晶片。亦可將發送濾波器與接收濾波器設於一個晶片之分波器晶片內置於積層基板22。此時，以與分波器晶片投影至積層基板22之厚度方向之投影區域重疊之方式設置主動元件16a。又，實施例1~4亦可不使用分波器，而係應用將濾波器單體內置於積層基板22之例。
圖1(a)之分波器10與開關12之間、接收濾波器10Rx與RFIC18之間、及發送濾波器10Tx與PA16之間，有時設置用以進行阻抗匹配之匹配電路。匹配電路較好以例如電容器及電感器等之晶片元件構成，以使晶片元件與投影區域10c或10d重疊之方式，安裝於積層基板22之上表面。此係因為可使配線變短之故。
以上，雖然對本發明之實施例加以詳細記述，但本發明係並非限定於特定之實施例，在記述於申請專利範圍之本發明之要旨之範圍內，亦可進行各種變形、及變更。
10‧‧‧分波器
10a‧‧‧發送濾波晶片
10b‧‧‧接收濾波晶片
10c‧‧‧投影區域
10d‧‧‧投影區域
10Tx‧‧‧發送濾波器
10Rx‧‧‧接收濾波器
12‧‧‧開關
16‧‧‧PA
16a‧‧‧主動元件
16b‧‧‧主動元件端子
16c‧‧‧主動元件端子
18‧‧‧RFIC
20‧‧‧BBIC
22‧‧‧積層基板
24‧‧‧阻焊劑
30‧‧‧絕緣層
32‧‧‧絕緣層
34‧‧‧絕緣層
36‧‧‧絕緣層
38‧‧‧絕緣層
40‧‧‧導體層
40a‧‧‧配線
42‧‧‧導體層
44‧‧‧導體層
44a‧‧‧天線端子
50‧‧‧通孔配線
50a‧‧‧通孔配線
52‧‧‧蕊芯
52a‧‧‧開口部
52b‧‧‧開口部
100‧‧‧電路基板
100R‧‧‧電路基板
110a‧‧‧發送濾波晶片
110b‧‧‧接收濾波晶片
116a‧‧‧主動元件
122‧‧‧積層基板
124‧‧‧阻焊劑
130‧‧‧絕緣層
132‧‧‧絕緣層
134‧‧‧絕緣層
136‧‧‧絕緣層
138‧‧‧絕緣層
140‧‧‧導體層
142‧‧‧導體層
144‧‧‧導體層
146‧‧‧導體層
146a‧‧‧發送端子
146b‧‧‧接地端子
150‧‧‧通道配線
200‧‧‧電路基板
300‧‧‧電路基板
400‧‧‧電路基板
Ant‧‧‧天線節點
GND1‧‧‧接地端子
GND2‧‧‧接地端子
In‧‧‧輸入端子
In1‧‧‧輸入端子
In2‧‧‧輸入端子
Out‧‧‧輸出端子
Out1‧‧‧輸出端子
Out2‧‧‧輸出端子
P1‧‧‧並聯諧振子
P2‧‧‧並聯諧振子
Rx‧‧‧接收節點
S1‧‧‧串聯諧振子
S2‧‧‧串聯諧振子
S3‧‧‧串聯諧振子
Tx1‧‧‧發送節點
Tx2‧‧‧發送節點
圖1(a)係例示包含彈性波濾波器之模組之模式圖。圖1(b)係例示階梯型濾波器之電路圖。
圖2(a)係例示比較例之電路基板之俯視圖。圖2(b)係沿圖2(a)之B-B之剖視圖。
圖3(a)係例示實施例1之電路基板之俯視圖。圖3(b)係沿圖3(a)之B-B之剖視圖。
圖4(a)係例示實施例2之電路基板之俯視圖。圖4(b)係沿圖4(a)之B-B之剖視圖。
圖5(a)係例示實施例3之電路基板之俯視圖。圖5(b)係沿圖5(a)之B-B之剖視圖。
圖6係例示實施例4之電路基板之剖視圖。
10a‧‧‧發送濾波晶片
10c‧‧‧投影區域
10d‧‧‧投影區域
16a‧‧‧主動元件
16b‧‧‧主動元件端子
16c‧‧‧主動元件端子
22‧‧‧積層基板
24‧‧‧阻焊劑
30‧‧‧絕緣層
32‧‧‧絕緣層
34‧‧‧絕緣層
36‧‧‧絕緣層
38‧‧‧絕緣層
40‧‧‧導體層
42‧‧‧導體層
44‧‧‧導體層
44a‧‧‧天線端子
50‧‧‧通孔配線
100‧‧‧電路基板
In1‧‧‧輸入端子
Out1‧‧‧輸出端子
Out2‧‧‧輸出端子

Claims (6)

  1. 一種電路基板，其特徵在於包含：積層基板，其係由導體層與絕緣層積層而形成；濾波晶片，其形成有彈性波濾波器，且內置於上述積層基板；及主動元件，其係以至少一部分與將上述濾波晶片投影至上述積層基板之厚度方向而形成之投影區域重疊之方式設置於上述積層基板之表面，且與上述濾波晶片連接；其中上述主動元件之全體位於上述投影區域之內側。
  2. 一種電路基板，其特徵在於包含：積層基板，其係由導體層與絕緣層積層而形成；濾波晶片，其形成有彈性波濾波器，且內置於上述積層基板；及主動元件，其係以至少一部分與將上述濾波晶片投影至上述積層基板之厚度方向而形成之投影區域重疊之方式設置於上述積層基板之表面，且與上述濾波晶片連接；其中在連接上述濾波晶片與上述主動元件之配線中，於上述積層基板之面方向延伸之第一配線比於上述積層基板之厚度方向延伸之第二配線短。
  3. 如請求項1或2之電路基板，其中上述濾波晶片與上述主動元件不經由其他元件而直接連接。
  4. 如請求項1或2之電路基板，其中複數之上述濾波晶片包 含形成發送濾波器之發送濾波晶片、及形成接收濾波器之接收濾波晶片。
  5. 如請求項4之電路基板，其中上述發送濾波晶片係連接於發送節點與共通節點之間，且上述接收濾波晶片係連接於接收節點與上述共通節點之間，且上述主動元件係與上述發送濾波晶片連接，並與將上述發送濾波晶片投影至上述積層基板之厚度方向而形成之投影區域重疊。
  6. 如請求項1或2之電路基板，其中上述積層基板包括包含金屬之蕊芯，且上述濾波晶片係內置於形成於上述蕊芯之開口部內。
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