WO2007049376A1

WO2007049376A1 - 高周波モジュール

Info

Publication number: WO2007049376A1
Application number: PCT/JP2006/311593
Authority: WO
Inventors: Kunihiro Watanabe
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2007-05-03
Also published as: US20080191956A1; JPWO2007049376A1; JP4725582B2; US7649499B2

Abstract

小型化を図ることができ、かつアンテナからの放射電磁界による特性の劣化が生じ難い、高周波モジュールを提供する。　第２の基板３の第１の主面３ａ上にアンテナ素子５が設けられており、第１の基板２の第１の主面２ａと、第２の基板３の第２の主面３ｂとが対向されており、かつ両者が導電性接続部材８により接合されており、第１の基板２の第１の主面２ａ上に電子部品としてのＩＣチップ１６などが実装されており、第１の基板２にグラウンド電極２３，２４が形成されており、第２の基板３がグラウンド電極４，９を有し、導電性接続部材８がグラウンド電位に接続されており、従って、ＩＣチップ１６が、第１，第２の基板２，３に設けられたグラウンド電極４，９，２３，２４と、導電性接続部材８とで囲まれている、高周波モジュール１。

Description

明細書

高周波モジュール

技術分野

[0001] 本発明は、アンテナを含む複数の素子が一体化された高周波モジュールに関し、より詳細には、アンテナが設けられた基板と、高周波素子が実装された基板とがー体ィ匕された構造を備えた高周波モジュールに関する。

背景技術

[0002] 携帯電話機などの通信機器において、小型化を図るために、アンテナを含む複数の素子が一体化された高周波モジュールが種々用いられて、る。

[0003] 例えば、下記の特許文献 1には、図 12に示す高周波モジュールが開示されている

[0004] 図 12に示す高周波モジュール 101は、アンテナ導体 102が上面に形成された第 1 の誘電体基板 103と、下面に凹部 104aが設けられた第 2の誘電体基板 104とを積層した構造を有する。凹部 104a内には、高周波素子 105及びアンテナ特性測定用コネクタ 106が搭載されている。

[0005] 第 1の誘電体基板 103の下面のほぼ全面に、グラウンド電位に接続される接地導体 107が設けられている。接地導体 107は貫通孔を有する。貫通孔が設けられている部分を、貫通導体 108が接地導体 107と接触しないように延ばされている。貫通導体 108の上端はアンテナ導体 102に接続されており、下端がアンテナ特性測定用コネクタ 106に接続されている。

[0006] 高周波モジュール 101では、第 2の誘電体基板 104の凹部 104aを取り囲む枠状部の下面に端子電極 109が設けられている。端子電極 109は、高周波素子 105を含む高周波回路に接続されている。また、端子電極 109は、実装基板 110上の電極ランド 111に導電性接合材 112を介して接続されて、る。

[0007] 高周波モジュール 101では、第 2の誘電体基板 104の下面の凹部 104a内にアンテナ特性測定用コネクタ 106が配置されており、該アンテナ特性測定用コネクタ 106 力接地導体 107よりも下方に配置されているため、測定用プローブにアンテナから放射される電磁界が及び難い。従って、アンテナ特性に影響を与えることなぐ該ァンテナ特性を測定することができるとされて、る。

特許文献 1 :特開 2005— 19649号公報

発明の開示

[0008] 高周波モジュール 101では、アンテナ導体 102が上面に設けられた第 1の誘電体基板 103と、高周波素子 105が下面に搭載された第 2の誘電体基板 104とが、直接積層されて一体化されている。

[0009] 他方、アンテナ導体 102を含むアンテナ力も放射される電波は比較的強ぐアンテナ導体 102の上方だけでなぐ高周波素子 105を含む高周波回路側にも放射される。そのため、接地導体 107によりアンテナ導体 102と高周波素子 105とが分離されてはいるものの、アンテナ導体 102からの電波により、高周波素子 105を含む高周波回路の特性が変動するという問題があった。すなわち、高周波素子 105を含む高周波回路部分の上方には接地導体 107が配置されているものの、アンテナ導体 102から放射された電波の一部力接地導体 107が設けられている部分の周囲を回り込み、高周波素子 105を含む高周波回路に影響を与えがちであった。

[0010] 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、アンテナを含む複数の素子が一体化されており、小型化を図り得るだけでなぐアンテナから放射される電波の影響を受け難ぐ従って良好な受信性能あるいは送信性能を実現し得る高周波モジユールを提供することにある。

[0011] 本発明に係る高周波モジュールは、第 1,第 2の主面を有し、配線層及びグラウンド電位に接続されるグラウンド層が設けられている第 1の基板と、前記第 1の基板の第 1 の主面に搭載された実装部品と、第 1,第 2の主面を有し、かつグラウンド層を有する第 2の基板と、前記第 2の基板の第 1の主面に設けられたアンテナ素子とを備え、前記第 1の基板の第 1の主面と、前記第 2の基板の第 2の主面とが対向するように配置されており、前記第 1の基板の第 1の主面と第 2の基板の第 2の主面とを接続しており、かつグラウンド電位に接続される導電性接続部材をさらに備えることを特徴とする。

[0012] 本発明に係る高周波モジュールのある特定の局面では、前記導電性接続部材が、前記実装部品を囲むように配置されて、る。 [0013] 本発明の他の特定の局面によれば、前記導電性接続部材が柱状部材である。

[0014] 本発明のさらに他の特定の局面によれば、前記導電性接続部材が前記第 1,第 2 の基板を結ぶ方向に延びる板状部材である。

[0015] 本発明のさらに他の特定の局面によれば、前記導電性接続部材は複数設けられている。

[0016] 本発明の別の特定の局面によれば、前記第 1,第 2の基板の主面を接続しており、かつ信号電流が流れる信号端子をさらに備えて、る。

[0017] 本発明の他の特定の局面によれば、前記導電性接続部材の前記第 1,第 2の基板に接続されて、る部分を除、た残りの少なくとも一部が絶縁性材料で被覆されて、る

[0018] 本発明のさらに他の特定の局面によれば、前記絶縁性材料が前記実装部品を囲むように配置された枠状部材からなり、該枠状部材に、前記導電性接続部材が埋め込まれている。

[0019] 前記絶縁性材料は、好ましくは、合成樹脂である。

[0020] 本発明の他の特定の局面では、前記実装部品は能動部品である。

[0021] 本発明のさらに他の特定の局面によれば、前記第 2の基板に形成されているグラウンド層の面積力前記第 1の基板の第 1の主面の面積より大きくされている。

[0022] 本発明の別の特定の局面によれば、前記第 2の基板の前記第 1,第 2の主面にそれぞれグラウンド層が形成されて!、る。

[0023] 本発明のさらに他の特定の局面によれば、前記第 1の基板に設けられた前記グラウンド層と、前記第 2の基板に設けられた前記グラウンド層とが分離されている。

[0024] 本発明の他の特定の局面によれば、アンテナ素子が前記第 2の基板の前記第 1の主面に備えられており、かつ第 2の基板の該第 1の主面に設けられたコプレナラインがさらに備えられている。

[0025] 本発明のさらに他の特定の局面によれば、前記第 2の基板を構成している材料の誘電率が、前記第 1の基板を構成している材料の誘電率よりも低くされている。

[0026] 本発明の別の特定の局面によれば、前記第 1の基板が複数の基板層を有し、隣接し合う基板層間の内の少なくとも一部の層間に配線層が形成されて！ヽる。 [0027] 本発明の他の特定の局面によれば、前記複数の基板層において、接し合う基板層間の内の少なくとも一部の層間に前記グラウンド層が形成されて!、る。

[0028] 本発明のさらに他の特定の局面によれば、前記第 1の基板の第 1の主面に実装されてヽる前記実装部品が榭脂封止層により封止されて！/ヽる。

[0029] 本発明の別の特定の局面によれば、前記榭脂封止層の上面と、前記第 2の基板の第 2の主面との間に空隙が形成されている。

(発明の効果）

[0030] 本発明に係る高周波モジュールでは、第 1の基板の第 1の主面に実装部品が搭載されており、第 2の基板の第 1の主面にアンテナ素子が設けられている。そして、第 1 の基板の実装部品が搭載されている側の面である第 1の主面と、第 2の基板のアンテナ素子が設けられて、る側とは反対側の主面である第 2の主面とが対向するように配置されており、第 1の基板の第 1の主面と、第 2の基板の第 2の主面とが導電性接続部材により接続されている。

[0031] 他方、アンテナ素子は、第 2の基板の第 1の主面に設けられており、第 2の基板はグラウンド層を有する。従って、第 2の基板に設けられたグラウンド層によりアンテナ素子力放射される電波の第 1の基板側への伝搬が抑制される。し力も、第 1の基板と第 2の基板とは直接一体化されておらず、第 1の基板の第 1の主面と第 2の基板の第 2の主面とが対向するように配置され、かつ導電性接続部材で接合されてヽるので、アンテナ素子力放射される電波の実装部品への影響を低減することが可能とされている。

[0032] カロえて、導電性接続部材がグラウンド電位に接続されるので、導電性接続部材によつても、実装部品へのアンテナからの電波の影響を抑制することができる。

[0033] 従って、本発明によれば、アンテナと実装部品とを含む複数の素子が一体化された高周波モジュールにおいて、アンテナ力も放射される電波による特性の変動を抑制することができ、受信もしくは送信性能を効果的に高めることができる。

[0034] 特に、導電性接続部材が実装部品を囲むように配置されている場合には、実装部品へのアンテナ力放射された電波による影響をより効果的に抑制することができる [0035] 導電性接続部材が、柱状部材である場合には、導電性接続部材の一端及び他端を第 1の基板の第 1の主面及び第 2の基板の第 2の主面にそれぞれ接続することにより、第 1,第 2の基板間に空間を設けることができるとともに、該導電性接続部材をダラゥンド電位に接続することにより、該空間を確実に電磁シールドすることができる。

[0036] 導電性接続部材が第 1,第 2の基板を結ぶ方向に延びる板状部材である場合には、該板状部材をグラウンド電位に接続した場合、板状部材の内側の領域をより確実に電磁シールドすることができる。従って、アンテナ力も放射される電波の影響をより一層低減することができる。

[0037] 導電性接続部材が複数設けられている場合には、実装部品等へのアンテナ力ゝら放射された電波の影響をより効果的に抑制することができる。

[0038] 第 1,第 2の基板の主面を接続しており、かつ信号電流が流れる信号端子をさらに備える場合には、アンテナ素子と実装部品との電気的接続が上記信号端子により行われ得る。従って、導電性接続部材については、上記実装部品へのアンテナ力も放射される電波の影響を抑制し得るように、その数及び配置を考えればよい。従って、設計の自由度が高いので、実装部品へのアンテナ力放射される電波の影響をより一層抑制することが容易となる。

[0039] 導電性接続部材の第 1,第 2の基板に接続されている部分を除いた残りの少なくとも一部が絶縁性材料で被覆されて!、る場合には、導電性接続部材への導電性材料や金属粉等の接触による短絡や特性のばらつきを低減することができるとともに、耐湿性などの耐環境特性を高めることができる。

[0040] 絶縁性材料が実装部品を囲むように配置された枠状部材力なり、該枠状部材中に導電性接続部材が埋め込まれている場合には、実装部品の周囲を確実に絶縁性材料カゝらなる枠状部材により囲むことができる。従って、耐湿性及び耐環境特性を高めることができる。また、導電性接続部材を実装部品を囲むように配置することなるため、アンテナ力放射される電波による特性の変動をより確実に防止することができる。さらに、枠状部材の誘電率は第 1の基板の誘電率よりも低いことから、高周波モジュールで利用される周波数域よりも高い周波数域側に、波長短縮効果による共振が配置されることになるため、共振による高周波モジュールの特性の劣化を抑制することができる。

[0041] 上記絶縁性材料が合成樹脂である場合には、導電性接続部材の周囲に絶縁性材料層を容易に形成することができる。

[0042] 実装部品が能動部品である場合には、能動部品はモジュール機能及び高周波特性を得るため重要な部品であるので、より効果的にアンテナなどの外部環境の影響を低減した！/ヽとヽぅ要求がある。導電性接続部材ゃ GND電極で囲まれた部分に能動部品を実装することにより、能動部品へのアンテナ力の放射電磁界の影響を効果的に抑制することができる。その結果、良好で安定した高周波特性を得ることができる。

[0043] 第 2の基板に形成されているグラウンド層の面積力第 1の基板の第 1の主面の面積より大きい場合には、アンテナ素子カゝら放射される電波の第 1の基板側への伝搬をより効果的に抑制することができる。

[0044] 第 2の基板の第 1,第 2の主面にそれぞれグラウンド層が形成されている場合には、第 1の基板に搭載された実装部品側へのアンテナ素子カゝら放射される電波による影響を効果的に抑制することができる。

[0045] 第 1の基板に設けられたグラウンド層と、第 2の基板に設けられたグラウンド層が分離されている場合には、それぞれを独立にグラウンド電位に接続することにより、実装部品をより効果的に電磁シールドすることが可能となる。

[0046] アンテナ素子が第 2の基板の第 1の主面に備えられており、第 2の基板の第 1の主面にコプレナラインがさらに備えられている場合には、平面的な構造となるため、高周波モジュールの小型化及び低背化を進めることができる。

[0047] 第 2の基板を構成して、る材料の誘電率が、第 1の基板を構成して、る材料の誘電率よりも低い場合には、高周波モジュールで利用される周波数域よりも高い周波数側に、波長短縮効果による共振が配置されることになるため、共振による高周波モジュールの特性の劣化を抑制することができる。

[0048] 第 1の基板が複数の基板層を有し、隣接する基板層間の内少なくとも一部の層間に配線層が形成されている場合には、高周波回路を構成でき、より高密度配線が可能となり、その結果、大規模な高周波回路を小面積で構成することができる。 [0049] 上記複数の基板層におヽて、隣接し合う基板層間の内少なくとも一部の層間にグラウンド層が形成されている場合には、第 1の基板上に搭載された実装部品への第 1 の基板の下面側に回り込んだ電波による影響を抑制することができる。従って、受信性能や送信性能をより一層高めることができる。

[0050] 第 1の基板の第 1の主面に実装されている実装部品が榭脂封止層により封止されて、る場合には、耐環境特性を高めることが可能となる。

[0051] 榭脂封止層の上面と、第 2の基板との間に空隙が形成されている場合には、アンテナ素子と実装部品との間で誘電率が大きく変化し、かつ誘電率が非常に低い空隙層が形成されることになるため、アンテナ力放射される電磁界の実装部品への影響をより効果的に抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0052] [図 1]図 1 (a)及び (b)は、本発明の一実施形態に係る高周波モジュールの図 2中の A— A線及び B— B線に沿う各断面図である。

[図 2]図 2は図 1に示した実施形態で用いられている第 1の基板の上面の電極構造を示す模式的平面図である。

[図 3]図 3は図 1に示した実施形態で用いられている第 1の基板の下面の電極構造を示す模式的底面図である。

[図 4]図 4は図 1に示した実施形態で用いられている第 1の基板の詳細を説明するための正面断面図である。

[図 5]図 5は図 1に示した実施形態で用いられている第 2の基板上に枠状部材が形成されている構造を模式的に示す平面図である。

[図 6]図 6は図 1に示した実施形態で用いられて、る第 2の基板の正面断面図である

[図 7]図 7は (a)〜 (c)は、枠状部材に埋設されて!ヽる導電性接続部材及び端子電極の配置の変形例を説明するための各模式的平面図である。

[図 8]図 8は導電性接続部材の形状の変形例を説明するための模式的部分切欠平面図である。

[図 9]図 9は基板上に複数の導電性接続部材が設けられている構造の変形例を示す斜視図である。

[図 10]図 10は基板上に複数の導電性接続部材が設けられている構造の変形例の部分切欠拡大正面断面図である。

[図 11]図 11は第 2の基板に導電性接続部材が設けられてヽる構造を有する変形例を説明するための斜視図である。

[図 12]図 12は従来の高周波モジュールの一例を説明するための正面断面図である符号の説明

1…高周波モジユーノレ

2· ··第 1の基板

2a…上面（第 1の主面）

2b…下面 (第 2の主面）

3· ··第 2の基板

3a…上面（第 1の主面）

3b…下面 (第 2の主面）

4· ··グラウンド電極

5…アンテナ素子

6· ··コプレナライン

7…電極パッド

8…導電性接続部材

8A, 8B, 8C, 8D…導電性接続部材

9· ··グラウンド電極

10…電極パッド

11…枠状部材

12…信号端子

12A—RF端子

12B, 12C…ノィァス端子

16 'ICチップ 17· · ·高周波素子

18…榭脂被覆層

19, 20…電子部品素子

23…グラウンド電極

24· · ·グラウンド電極

25, 26· · ·スルーホール電極

27, 28· · ·グラウンド電極

29a, 29b…スルーホール電極

30a, 30b…グラウンド電極

31…導電性接続部材

32…導電性接続部材

33…榭脂被覆層

41 · · ·第 1の基板

41a…凹部

41b…段差部

A…空隙

発明を実施するための最良の形態

[0054] 以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

[0055] 図 1 (a) , (b)は、本発明の一実施形態に係る高周波モジュールの正面断面図であり、図 1 (a)は、図 2の A— A線に沿う断面図であり、図 1 (b)は、図 2の B— B線に沿う断面図である。高周波モジュール 1は、第 1の基板 2と、第 2の基板 3とを有する。第 1 の基板 2は、第 1の主面としての上面 2aと第 2の主面としての下面 2bとを有する。

[0056] 第 1の基板 2は、誘電体セラミックス力なり、第 2の基板 3よりも誘電率が高い材料で形成されている。

[0057] 第 2の基板 3は、比較的低、誘電率の合成樹脂材料カゝらなる。このような合成樹脂材料としては、ポリイミド榭脂、エポキシ榭脂、ガラスエポキシ榭脂などを挙げることができ、特に限定されるものではない。 [0058] 第 2の基板 3の第 1の主面としての上面 3aには、図 2に略図的平面図で示すように

、ほぼ全面にグラウンド電極 4がグラウンド層として形成されている。

[0059] また、第 2の基板 3の上面 3a上には、アンテナ素子 5が搭載されて、る。アンテナ素子 5は、上面 3aに形成された L字状のコプレナライン 6に接続されている。コプレナライン 6の他端は、電極パッド 7aに接続されている。

[0060] 電極パッド 7aは、信号端子としての RF端子 12Aに接続されるスルーホール電極 9

Bに接続されている。

[0061] また、第 2の基板 3の上面 3a上には、信号端子としてのバイアス端子 12Bに接続されるスルーホール電極 9Cに接続される電極パッド 7bが設けられている。

[0062] 上記アンテナ素子 5としては、誘電体アンテナなどの適宜のアンテナ素子が用いられる。

[0063] また、グラウンド電極 4及びコプレナライン 6は、 Al、 Cuなどの適宜の金属材料を基板 3の上面 3a上に付与し、パターニングすることにより形成され得る。本実施形態においては、コプレナライン 6は、 L字状とされているが、この形状については特に限定されない。

[0064] 本実施形態では、第 2の基板 3の第 2の主面としての下面 3b側に、第 1の基板 2が複数の導電性接続部材 8により接続されている。すなわち、第 2の基板 3の下面 3bと第 1の基板 2の上面 2aとが導電性接続部材 8により接続されている。

[0065] 図 3に底面図で示すように、第 2の基板 3の下面 3bには、グラウンド電極 9が形成されている。

[0066] なお、図 4に示すように、第 2の基板 3には、上面にグラウンド電極 4が下面にグラウンド電極 9が形成されているだけでなぐ中間高さ位置に、さらにグラウンド電極 9Aが設けられていてもよい。ここでは、コプレナライン 6に接続されている電極パッド 7は、グラウンド電極 9Aに接触しな!、ように上面に引き出されて、るスルーホール電極 9B を含む配線層に電気的に接続されて、る。このスルーホール電極 9Bを含む配線層は、後述の信号端子により、後述の高周波回路に接続されている。

[0067] 図 3に戻り、グラウンド電極 9は、開口部 9aを有する。この開口部 9a内において、複数の導電性接続部材 8が第 2の基板 3の下面 3bに設けられた電極パッド 10に接続されている。

[0068] 本実施形態では、複数の導電性接続部材 8は、矩形枠状の合成樹脂からなる枠状部材 11内に埋め込まれている。すなわち、図 5に平面図で示すように、第 1の基板 2 の上面 2a上に、枠状部材 11が固定されている。枠状部材 11には、複数の角柱状の導電性接続部材 8が埋設されている。各導電性接続部材 8の上端及び下端は、合成榭脂からなる枠状部材 11の上面及び下面から上方及び下方に突出している。なお、各導電性接続部材 8の上端及び下端は、少なくとも枠状部材 11の上面及び下面に露出していればよい。そして、図 1に示されているように、導電性接続部材 8の上端が、電極パッド 10に電気的に接続されている。

[0069] 電極パッド 10は、グラウンド電極 9に電気的に接続されていてもよぐあるいは接続されておらずともよい。もっとも、導電性接続部材 8は、後述するように、グラウンド電位に電気的に接続される。

[0070] 本実施形態では、導電性接続部材 8だけでなぐ枠状部材 11には、信号端子 12も埋設されている。信号端子 12は、導電性接続部材 8と同様に角柱状の形状を有し、かつ枠状部材 11の上面及び下面から上方及び下方に突出している。すなわち、複数の導電性接続部材 8と、信号端子としての RF端子 12A及びバイアス端子 12Bとが枠状部材 11に同様に埋設されて、る。

[0071] RF端子 12Aの上端は、コプレナライン 6に電気的に接続されている電極パッド 7に電気的に接続されている。 RF端子 12Aは、アンテナ素子 5を後述する高周波回路に電気的に接続し、信号電流を流すように機能する。

[0072] 他方、複数の導電性接続部材 8は、グラウンド電位に接続され、枠状部材 11により囲まれて!/、る領域を電磁シールドする。

[0073] 上記枠状部材 11を構成する合成樹脂は特に限定されず、ポリイミド榭脂、エポキシ榭脂、ガラスエポキシ榭脂などを挙げることができる。

[0074] 他方、図 1に示すように、導電性接続部材 8の下端は、第 1の基板 2に接合されている。この接合に際しては、第 1の基板 2の上面 2aに設けられた電極パッド 14に導電性接続部材 8の下端を接合すればよい。接合方法としては、特に限定されず、半田などの導電性接合材を用いて、導電性接続部材 8を電極パッド 14に接合すればょ、。 [0075] なお、導電性接続部材 8は第 1の基板の第 1の主面と第 2の基板の第 2の主面とを接続するものであるが、この接続とは、第 1,第 2の基板を機械的に接合することを意味し、導電性接続部材 8は、必ずしも第 1の基板 2側の電極等と、第 2の基板 3側の電極等とを電気的に接続する必要は必ずしもない。すなわち、導電性接続部材 8がダラゥンド電位に接続される限り、導電性接続部材 8は、第 1の基板 2側と第 2の基板 3側とを電気的に接続する機能を有しておらずともよい。

[0076] 電極パッド 14は、グラウンド電位に接続されるように設けられている。従って、複数の導電性接続部材 8は、グラウンド電位に接続されることになる。

[0077] 第 1の基板 2の上面 2a上には、 ICチップ 16及び他の高周波素子 17が搭載されている。 ICチップ 16及び高周波素子 17は、本発明における実装部品に相当し、 ICチップ 16は、実装部品の中でも、能動部品に相当する。実装部品が能動部品である場合、能動部品はモジュール機能及び高周波特性を得るため重要な部品であるので、より効果的にアンテナなどの外部環境の影響を低減したいという要求がある。導電性接続部材ゃ GND電極で囲まれた部分に能動部品を実装することにより、能動部品へのアンテナ力もの放射電磁界の影響を効果的に抑制する。その結果、良好で安定した高周波特性を得ることができ、好ましい。

[0078] 上記 ICチップ 16及び高周波素子 17は、ワイヤボンディングにより第 1の基板 2の上面に設けられた電極（図示せず）に電気的に接続されている。また、 ICチップ 16及び高周波素子 17は、榭脂被覆層 18により榭脂モールドされている。榭脂被覆層 18により榭脂モールドされて、るため、 ICチップ 16及び高周波素子 17を含む高周波回路部分の耐環境特性が高められてヽる。榭脂被覆層 18を構成する榭脂材料にっヽても、エポキシ榭脂ゃシリコン榭脂などの適宜の榭脂材料を用いることができる。

[0079] 榭脂被覆層 18の上面 18aは、第 2の基板 3と、空隙 Aを隔てる高さとされている。空隙 Aが設けられて、るので、第 2の基板 3から空隙 Aに至る部分にぉ、て誘電率が大きく変化し、かつ空隙 Aにおける誘電率が非常に小さくされている。よって、アンテナ素子 5及びコプレナライン 6側力放射された電磁界が下方に回り込んだとしても、 IC チップ 16を含む高周波回路部分への上記電磁界による影響を低減することが可能とされている。従って、好ましくは、上記空隙 Aが設けられるように、榭脂被覆層 18の高さ寸法を、第 1,第 2の基板 2, 3間の距離よりも短くすることが望ましい。

[0080] 他方、第 1の基板 2の下面 2bには、電子部品素子 19, 20等が実装されている。本実施形態では、第 1の基板 2の上面 2aに実装された ICチップ 16及び高周波素子 17 、並びに下面 2bに実装された電子部品素子 19, 20などにより高周波回路が構成されている力第 1の基板 2の上面 2a及び下面 2b側の双方を利用して電子部品素子 1 9, 20を実装することができるので、高周波モジュール 1の小型化を図ることが可能とされている。

[0081] なお、電子部品素子 19, 20は、半田等により表面実装されている力 ICチップ 16 などと同様に、ボンディングワイヤ等により第 1の基板 2の下面 2bに実装されていてもよい。

[0082] また、第 1の基板 2は、図 1では略図的に示されているが、図 6にその詳細な構造例を断面図で示す。

[0083] 本実施形態では、第 1の基板 2は複数のセラミック層を積層し、一体焼成してなる多層基板により構成されている。好ましくは、複数の誘電体セラミック層の内、少なくとも一層が収縮抑制層とされている低温焼成型の多層基板が用いられる。このような収縮抑制層を有する低温焼成型の多層基板を用いた場合、安定性に優れ、かつ精度に優れた配線等を容易に形成することができる。なお、第 1の基板 2は単層であってもよい。もっとも、第 1の基板 2を構成する誘電体セラミック材料は特に限定されるものではない。

[0084] 図 6に示すように、第 1の基板 2の上面 2aには、グラウンド電極 23, 24が形成されている。グラウンド電極 23, 24は、スルーホール電極 25, 26により、内側に配置されたグラウンド電極 27, 28に電気的に接続されている。また、グラウンド電極 27, 28は、スルーホール電極 29a, 29bにより、第 1の基板 2の下面 2bに形成されたグラウンド電極 30a, 30bに電気的に接続されている。従って、第 1の基板 2もまた、グラウンド層を有する。

[0085] また、第 1の基板 2内には、上記グラウンド電位に接続される電極の他、内部電極 3 2などが形成されているが、内部電極 32を含む他の内部電極は、高周波回路を構成している ICチップ 16及び高周波素子 17と、第 1の基板 2の下面 2bに実装されている電子部品素子 19, 20とを電気的に接続し、高周波回路を構成している。すなわち、高周波回路の配線層が、第 1の基板 2内に内蔵されている。

[0086] 本実施形態の高周波モジュール 1では、第 2の基板 3の上面 3a及び下面 3bにダラゥンド電極 4, 9が設けられている。従って、アンテナ素子 5から放射された電波に起因する電磁界の影響が、第 2の基板 3の下面よりも下方すなわち高周波回路が構成されて、る部分に加わり難、。

[0087] もっとも、グラウンド電極 4及び 9は、開口部分を有し、該開口部分を通り、アンテナ素子 4からの電磁波が幾分かは伝搬する。さらに、第 1の基板 2の外側を回り込んでアンテナ素子 5からの電波が下方の高周波回路部分に伝搬するおそれもある。

[0088] これに対して、本実施形態では、枠状部材 11に、複数の導電性接続部材 8が枠状部材の周方向に沿って分散配置されている。そして、複数の導電性接続部材 8がグラウンド電位に接続されているので、 ICチップ 16及び高周波素子 17が配置されている部分が電磁シールドされている。従って、側方力もの電波の回り込みによる特性の変動も生じ難い。

[0089] 加えて、第 1の基板 2においても、グラウンド層としてのグラウンド電極 23, 24等が設けられているので、第 1の基板 2に設けられたグラウンド電極と、第 2の基板に設けられたグラウンド電極 4, 9と、上記導電性接続部材 8とで、 ICチップ 16及び高周波素子 17が形成されている回路部分が確実に電磁シールドされている。よって、アンテナ素子 5から放射される電波による特性の変動を確実に防止することができ、安定かつ良好な受信性能及び送信性能を得ることが可能とされている。

[0090] カロえて、本実施形態では、空隙 Aが形成されていることによつても、高周波回路へのアンテナ素子 5からの電波の影響を軽減することが可能とされている。

[0091] さらに、誘電体基板からなる第 1の基板 2の誘電率に比べて、第 2の基板 3が合成榭脂からなり、その誘電率が低くされている。そして、この相対的に低い誘電率の材料カゝらなる第 2の基板 3にアンテナ素子 5と高周波回路とを電気的に接続する配線が形成されているため、誘電率に影響される波長短縮効果により生じる共振が、高周波側に移動される。それによつて、高周波モジュール 1の特性の劣化を防止することが可能とされている。すなわち、高周波モジュール 1で利用される周波数域よりも高い周波数側に、上記波長短縮効果による共振が配置されることになるため、上記共振による高周波モジュール 1の特性の劣化を抑制することが可能とされている。

[0092] さら〖こ、上記アンテナ素子 5に接続されているコプレナライン 6は、グラウンド電極 4 に囲まれており、かつ平面的な形状を有するため、コプレナライン 6から放射される電波は少なぐ従って、それによつても、上記電磁界による高周波モジュール 1の特性の劣化を抑制することが可能とされている。もっとも、アンテナ素子 5に接続される伝送線路は、コプレナライン 6に限定されるものではない。

[0093] 本実施形態では、枠状部材 11内に、複数の導電性接続部材 8及び信号端子 12が埋設されていた力これらを配置する形態は種々変更することができる。

[0094] 図 7 (a)〜（c)は、枠状部材 11における信号端子及びグラウンド電位に接続される導電性接続部材の配置方法の変形例を示す各模式的平面図である。図 7 (a)に示す枠状部材 11では、矩形枠状の対向し合う一対のコーナー部に、グラウンド電位に接続される導電性接続部材 8A, 8Bが配置されている。そして、他の 2つのコーナー部分の内、 1つのコーナー部分に、信号端子としての RF端子 12A力他のコーナー部分近傍に信号端子としてのノィァス端子 12Bが埋設されている。そして、枠状部材 11の各辺には、複数の導電性接続部材 8が分散配置されている。

[0095] 図 7 (b)に示す枠状部材 11では、 4つのコーナー部分の内、 1つのコーナー部分に、 RF端子 12Aが配置されており、該 RF端子 12Aの両側に、グラウンド電位に接続される導電性接続部材 8A, 8Bが配置されている。そして、 RF端子 12Aと導電性接続部材 8Aまたは 8Bを間に挟んで、信号端子としてのバイアス端子 12C、 12Dが配置されている。また、図 7 (b)では、枠状部材 11の残りの部分には、導電性接続部材 8 が埋設されている。従って、図 7 (b)に示す構造では、信号端子は、枠状部材の 1つのコーナー部分に寄せられて配置されて、る。

[0096] 図 7 (c)に示す枠状部材 11では、 1つの辺のコーナー部分近傍に、信号端子としての RF端子 12Aが配置されており、その両側にグラウンド電位に接続される導電性接続部材 8A, 8Bが配置されている。そして、導電性接続部材 8Aまたは 8Bを間に介して、バイアス端子 12B, 12Cが配置されている。残りの部分には、導電性接続部材 8 が埋設されている。すなわち、図 7 (c)に示す枠状部材 11では、矩形枠状の形状の内の一辺に、複数の信号端子が集められている。複数の導電性接続部材 8の中にはグラウンド電位に接続されるものがあってもよい。

[0097] 図 7 (a)〜 (c)に示されて、るように、複数の信号端子及び複数の導電性接続部材を枠状部材 11に配置する場合、その配置形態は、種々変更することができる。もっとも、好ましくは、図 7 (a)〜（c)に示して、るように、 RF端子と、バイアス端子との間には、グラウンド電位に接続される導電性接続部材 8を介在させることが望ましぐそれによって、バイアス端子を流れる信号と、 RF端子を流れる信号との干渉を抑制することがでさる。

[0098] 言い換えれば、信号端子の周囲にグラウンド電位に接続される導電性接続部材を配置し、異なる信号が流れる信号端子同士が直接隣り合わないことが望ましい。

[0099] また、本実施形態では、枠状部材 11に埋設されて!ヽる導電性接続部材は角柱状の形状であつたが、図 8に模式的部分切欠平面図で示すように、枠状部材 11に埋設される導電性接続部材 31として、円柱状の形状を有するものを用いてもよい。すなわち、導電性接続部材の形状は、角柱状及び円柱状のいずれであってもよい。信号端子についても、同様に、円柱状の形状としてもよい。

[0100] また、上記実施形態では、複数の導電性接続部材 8は、枠状部材 11に埋設されており、信号端子 12も枠状部材 11に埋設されていたが、信号端子は、枠状部材 11外に別に独立に設けられて、てもよ!/、。

[0101] また、上記実施形態では、枠状部材 11に、複数の導電性接続部材 8が埋設されていたが、図 9に斜視図で示すように、第 1の基板 2の上面 2aにおいて、複数の導電性接続部材 32を立設してもよい。この場合、図 10に示すように、各導電性接続部材 32 は、第 1の基板 2の上面 2aの電極ランドに導電性接合材により接合されて立設されている。また、導電性接続部材 32は、第 1の基板の焼成温度では焼結しないセラミックグリーンシートであり、導電性接続部材を形成すべき部分に導電成分が形成されたセラミックグリーンシートを、第 1の基板の一方主面に積層し、それを第 1の基板の焼成温度で焼成した後、未焼結のセラミックグリーンシートを除去することにより、第 1の基板の一方主面カゝら突き出るように形成してもよい。すなわち、導電性接続部材 32を第 1の基板と共焼結してなる焼結金属としてもよい。また、導電性接続部材 32は、その周囲が合成樹脂で被覆されて、てもよ、。導電性接続部材 32を連続的に被覆して枠状に被覆されていてもよいし、複数の導電性接続部材 8が、独立に榭脂被覆層 33で被覆されて!、てもよ!/、。

[0102] 図 1に示した実施形態では、第 1の基板 2として、平板状の誘電体基板が用いられていたが、図 11に示すように、上面に凹部 41aを有する第 1の基板 41を用いてもよい。ここでは、第 1の基板 41の第 1の主面としての上面に凹部 41aが形成されている。凹部 41aの周囲は、枠状の形状を有する段差部 4 lbである。この段差部 41bには、複数の導電性接続部材 8及び少なくとも 1つの RF端子 12Aが埋設されている。言い換えれば、段差部 41bは、上記実施形態における枠状部材 11と同様の構造を有する。

[0103] 従って、上記枠状部材 11と第 1の基板 2とを一体ィ匕し、これらを誘電体セラミックスで構成することにより、本変形例の第 1の基板 41を構成することができる。この場合、導電性接続部材 8は、段差部 41bの上面に露出しており、該導電性接続部材 8により、第 1の基板 41の上面が図 1に示した第 2の基板 3の下面 3bに接続されることになる

[0104] すなわち、第 1の基板 41の第 1の主面に凹部 41aが設けられている場合、凹部 41a は第 1の主面に設けられているため、段差部 41bは、第 1の主面の一部を構成することになる。従って、本変形例においても、導電性接続部材 8は、第 2の基板の第 2の主面と、第 1の基板の第 1の主面とを接続している。

[0105] 従って、本発明においては、第 1の基板の第 1の主面と、第 2の基板の第 2の主面とを接続して、る限り、第 1の基板 41内に導電性接続部材 8が設けられて、てもよ、。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1,第 2の主面を有し、配線層及びグラウンド電位に接続されるグラウンド層が設けられている第 1の基板と、

前記第 1の基板の第 1の主面に搭載された実装部品と、

第 1,第 2の主面を有し、かつグラウンド層を有する第 2の基板と、

前記第 2の基板の第 1の主面に設けられたアンテナ素子とを備え、

前記第 1の基板の第 1の主面と、前記第 2の基板の第 2の主面とが対向するように配置されており、

前記第 1の基板の第 1の主面と第 2の基板の第 2の主面とを接続しており、かつダラゥンド電位に接続される導電性接続部材をさらに備えることを特徴とする、高周波モジュール。

[2] 前記導電性接続部材が、前記実装部品を囲むように配置されて、る、請求項 1に記載の高周波モジュール。

[3] 前記導電性接続部材が柱状部材である、請求項 1または 2に記載の高周波モジュ一ノレ。

[4] 前記導電性接続部材が前記第 1,第 2の基板を結ぶ方向に延びる板状部材である

、請求項 1または 2に記載の高周波モジュール。

[5] 前記導電性接続部材が複数設けられてヽる、請求項 1〜4のヽずれか 1項に記載の高周波モジュール。

[6] 前記第 1,第 2の基板の主面を接続しており、かつ信号電流が流れる信号端子をさらに備える、請求項 1〜5のいずれか 1項に記載の高周波モジュール。

[7] 前記導電性接続部材の前記第 1,第 2の基板に接続されている部分を除いた残りの少なくとも一部が絶縁性材料で被覆されてヽる、請求項 1〜6のヽずれか 1項に記載の高周波モジュール。

[8] 前記絶縁性材料が前記実装部品を囲むように配置された枠状部材からなり、該枠状部材に、前記導電性接続部材が埋め込まれている、請求項 7に記載の高周波モジュール。

[9] 前記絶縁性材料が合成樹脂である、請求項 7または 8に記載の高周波モジュール

[10] 前記実装部品が能動部品である、請求項 1〜9のいずれ力 1項に記載の高周波モジュール。

[11] 前記第 2の基板に形成されているグラウンド層の面積が、前記第 1の基板の第 1の主面の面積より大きい、請求項 1〜10のいずれか 1項に記載の高周波モジュール。

[12] 前記第 2の基板の前記第 1,第 2の主面にそれぞれグラウンド層が形成されている、請求項 1〜11のいずれか 1項に記載の高周波モジュール。

[13] 前記第 1の基板に設けられた前記グラウンド層と、前記第 2の基板に設けられた前記グラウンド層とが分離されている、請求項 1〜12のいずれか 1項に記載の高周波モジュール。

[14] アンテナ素子が前記第 2の基板の前記第 1の主面に備えられており、かつ第 2の基板の該第 1の主面に設けられたコプレナラインをさらに備える、請求項 1〜13のいずれか 1項に記載の高周波モジュール。

[15] 前記第 2の基板を構成している材料の誘電率が、前記第 1の基板を構成している材料の誘電率よりも低くされている、請求項 1〜14のいずれか 1項に記載の高周波モジユーノレ o

[16] 前記第 1の基板が複数の基板層を有し、隣接し合う基板層間の内の少なくとも一部の層間に配線層が形成されている、請求項 1〜15のいずれか 1項に記載の高周波モジユーノレ。

[17] 前記複数の基板層にお、て、接し合う基板層間の内の少なくとも一部の層間に前記グラウンド層が形成されている、請求項 16に記載の高周波モジュール。

[18] 前記第 1の基板の第 1の主面に実装されている前記実装部品が榭脂封止層により封止されている、請求項 1〜17のいずれか 1項に記載の高周波モジュール。

[19] 前記榭脂封止層の上面と、前記第 2の基板の第 2の主面との間に空隙が形成されている、請求項 18に記載の高周波モジュール。