WO2013031602A1 - 回路モジュール及び複合回路モジュール - Google Patents

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WO2013031602A1
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circuit module
land
linear expansion
expansion coefficient
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秀司 大和
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株式会社村田製作所
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    • H05K3/3431—Leadless components
    • H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components

Definitions

  • the present invention relates to a circuit module and a composite circuit module, and more particularly to a circuit module and a composite circuit module including a surface acoustic wave filter including a piezoelectric element.
  • FIG. 9 is a cross-sectional structure diagram of an electronic component device 500 described in Patent Document 1.
  • the electronic component device 500 includes a SAW device 502 and a base 504.
  • the SAW device 502 includes a piezoelectric single crystal substrate 506 and a comb-like electrode 508.
  • the comb-like electrode 508 is provided on the piezoelectric single crystal substrate 506.
  • the SAW device 502 is mounted on the base 504 via bumps so that the comb-like electrode 508 faces the base 504.
  • the electronic component device 500 configured as described above is used by being mounted on a mother board, for example.
  • the piezoelectric single crystal substrate 506 is made of, for example, lithium tantalate.
  • the base 504 is made of, for example, ceramic such as alumina.
  • the mother substrate is made of, for example, glass epoxy. Lithium tantalate, alumina, and glass epoxy differ from each other in material properties such as linear expansion coefficient and Young's modulus. Therefore, when the electronic component device 500 is heated and cooled in a reflow process or the like, different deformations occur in the SAW device 502, the base 504, and the mother substrate. As a result, the connection inside the electronic component device 500 may be broken.
  • the inventor of the present application has found by computer simulation that the connection between the SAW device 502 and the base 504 is particularly fragile.
  • an object of the present invention is to provide a circuit module and a composite circuit module that can suppress the occurrence of breakage in the connection inside the apparatus during heating and cooling.
  • a circuit module is a surface acoustic wave filter including a piezoelectric substrate, a resin substrate on which the surface acoustic wave filter is mounted, and a multilayer substrate mounted on a mother substrate, the resin substrate And a multilayer board on which is mounted.
  • a composite circuit module includes the circuit module and a mother board on which the circuit module is mounted.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a circuit module according to an embodiment of the present invention. It is the figure which showed the circuit structure of the circuit module of FIG. It is an external appearance perspective view of the duplexer built in the circuit module. It is an external appearance perspective view of a SAW filter. It is the figure which showed the internal structure of the SAW filter. It is a wiring diagram of a SAW filter. It is a disassembled perspective view of a package substrate. It is a structural diagram of a composite circuit module. 2 is a cross-sectional structure diagram of an electronic component device described in Patent Document 1. FIG.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a circuit module 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a perspective view of the circuit module 10 as viewed from the positive direction side in the z-axis direction
  • FIG. 1B is a perspective view of the circuit module 10 as viewed from the negative direction side in the z-axis direction. is there.
  • FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the circuit module 10 of FIG.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the duplexer 14 built in the circuit module 10.
  • the height direction is defined as the z-axis direction.
  • the long side direction when viewed in plan from the z-axis direction is defined as the x-axis direction
  • the short side direction is defined as the y-axis direction.
  • the x axis, the y axis, and the z axis are orthogonal to each other.
  • the circuit module 10 includes a mounting board (multilayer board) 12, a duplexer 14, matching elements 16a to 16d, and a sealing resin 20, as shown in FIGS.
  • the mounting board 12 is a rectangular multilayer circuit board formed by laminating a plurality of insulator layers, and is mounted on a mother board of a mobile phone.
  • the mounting substrate 12 includes a substrate body 12a and land electrodes 12b.
  • the substrate body 12a is a ceramic multilayer substrate made of, for example, LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics).
  • the land electrode 12b is provided on the main surface on the negative direction side in the z-axis direction, and is used for mounting the mounting substrate 12 on the mother substrate.
  • the mounting substrate 12 further includes land electrodes (not shown) used for mounting the duplexer 14 and the matching elements 16a to 16d.
  • the duplexer 14 outputs a reception signal having a relatively high frequency received by an antenna (not shown) to a reception circuit (not shown) provided on the mother board, and a transmission circuit (provided on the mother board).
  • This is a demultiplexing circuit that outputs a transmission signal having a relatively low frequency output from an antenna (not shown) to an antenna provided on the mother board.
  • the duplexer 14 is mounted on the main surface on the positive side in the z-axis direction of the mounting substrate 12, and as shown in FIG. 3, the package substrate 30 and a SAW filter (surface acoustic wave filter) 32a. , 32b and a sealing resin 34 are provided.
  • the frequency of the transmission signal may be higher than the frequency of the reception signal.
  • the receiving circuit and the transmitting circuit may be provided outside the circuit module 10.
  • the SAW filter 32a is provided between the transmission circuit and the antenna, and allows a transmission signal having a relatively low frequency to pass from the transmission circuit to the antenna. The received signal is not allowed to pass from the antenna to the transmission circuit.
  • the SAW filter 32b is provided between the antenna and the receiving circuit, and allows a received signal having a relatively high frequency to pass from the antenna to the receiving circuit. The transmission signal is not allowed to pass from the antenna to the receiving circuit.
  • FIG. 4 is an external perspective view of the SAW filters 32a and 32b.
  • FIG. 5 is a diagram showing the internal configuration of the SAW filter 32b.
  • FIG. 6 is a wiring diagram of the SAW filter 32b.
  • the signal lines are indicated by thick lines and the ground lines are indicated by thin lines.
  • a signal line means a wiring through which a received signal is transmitted, and a ground line means a wiring that is kept at a ground potential.
  • the SAW filter 32b includes a piezoelectric substrate 64, land electrodes (first connection portions) 66 (66a to 66f), vertical coupling portions 70 and 74, parallel traps 76 and 78, and series traps. 80 and 82 are included.
  • the piezoelectric substrate 64 is a rectangular substrate made of lithium sodium tantalate, niobium lithium tantalate, silicon, or the like.
  • the land electrode 66 is provided on the main surface of the piezoelectric substrate 64 on the negative direction side in the z-axis direction. More specifically, the land electrodes 66a to 66c are provided so as to be arranged in this order from the negative direction side in the x-axis direction to the positive direction side along the side on the negative direction side in the y-axis direction. The land electrodes 66d to 66f are provided so as to be arranged in this order from the negative direction side in the x-axis direction to the positive direction side along the side on the positive direction side in the y-axis direction. The land electrodes 66a, 66c, 66e are grounded via the mounting substrate 12 and the package substrate 30, as shown in FIG. The land electrode 66 b is connected to the antenna via the mounting substrate 12 and the package substrate 30. The land electrodes 66d and 66f are connected to the receiving circuit via the mounting substrate 12 and the package substrate 30, respectively.
  • a vertical coupling portion 70 and a series trap 80 are connected in series.
  • the vertical coupling portion 70 is configured by facing portions 70a to 70f.
  • Each of the facing portions 70a, 70c, 70d, and 70f is configured by the ground line connected to the land electrode 66e and the signal line connected to the land electrode 66b through the series trap 80 facing each other in the z-axis direction.
  • Each of the facing portions 70b and 70e is configured by a signal line connected to the land electrode 66d and a ground line connected to the land electrode 66e facing each other in the z-axis direction.
  • the opposing portions 70a to 70f are arranged in this order from the negative direction side in the y-axis direction to the positive direction side.
  • the series trap 80 is a resonator connected in series between the vertical coupling portion 70 and the land electrode 66b.
  • the parallel trap 76 is a resonator connected in series between the land electrode 66d and the land electrode 66a.
  • the vertical coupling portion 74 is configured by facing portions 74a to 74f.
  • the facing parts 74a, 74c, 74d, and 74f are configured by a ground line connected to the land electrode 66e and a signal line connected to the land electrode 66b through the series trap 82 facing each other in the z-axis direction.
  • the facing portions 74b and 74e are configured by a signal line connected to the land electrode 66f and a ground line connected to the land electrode 66e facing each other in the z-axis direction.
  • the facing portions 74a to 74f are arranged in this order from the negative direction side in the y-axis direction to the positive direction side.
  • the series trap 82 is a resonator connected in series between the vertical coupling portion 74 and the land electrode 66b.
  • the parallel trap 78 is a resonator connected in series between the land electrode 66f and the land electrode 66c.
  • the land electrodes 66a, 66c, 66e to be grounded are connected to each other by a ground line. That is, the land electrodes 66a, 66c, 66e are electrically connected to the ground electrode of the SAW filter 32b.
  • the operation of the SAW filter 32b configured as described above is as described below.
  • a reception signal is input from the land electrode 66b through the series trap 80
  • surface acoustic waves are generated at the facing portions 70a, 70c, 70d, and 70f.
  • the surface acoustic wave travels on the surface of the piezoelectric substrate 64.
  • the facing portions 70b and 70e convert the surface acoustic waves generated in the facing portions 70a, 70c, 70d, and 70f into reception signals.
  • the received signal is output to the outside of the SAW filter 32b via the land electrode 66d.
  • the received signal input from the land electrode 66b is input to the facing portions 74a, 74c, 74d, and 74f via the series trap 82, and surface acoustic waves are generated at the facing portions 74a, 74c, 74d, and 74f. .
  • the surface acoustic wave travels on the surface of the piezoelectric substrate 64.
  • the facing portions 74b and 74e convert the surface acoustic waves generated in the facing portions 74a, 74c, 74d, and 74f into reception signals. Thereafter, the received signal is output to the outside of the SAW filter 32b via the land electrode 66f.
  • the package substrate 30 is mounted with SAW filters 32 a and 32 b and constitutes a part of the duplexer 14. As shown in FIG. 1, the package substrate 30 is mounted on the main surface of the mounting substrate 12 on the positive direction side in the z-axis direction.
  • the package substrate 30 is a resin substrate made of, for example, glass epoxy.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the package substrate 30.
  • the package substrate 30 includes a substrate body 39, land electrodes 41 (41a to 41f), 45 (45a to 45f), 54 (54a to 54f), 56 (56a to 56f), a connection conductor 50 ( 50a to 50f) and 52 (52a to 52f) and via-hole conductors b (b1 to b36).
  • the substrate body 39 is a rectangular multilayer wiring board configured by laminating insulator layers 40a to 40c made of a resin such as glass epoxy. As shown in FIG. 7, the substrate body 39 has main surfaces S1 and S2 that face each other.
  • the main surface S1 is a surface located on the positive direction side in the z-axis direction
  • the main surface S2 is a surface located on the negative direction side in the z-axis direction.
  • the main surface on the positive side in the z-axis direction of the insulator layer 40 is referred to as the front surface
  • the main surface on the negative direction side in the z-axis direction of the insulator layer 40 is referred to as the back surface.
  • the land electrodes 41 (41a to 41f) are provided on the main surface S1 (that is, on the surface of the insulator layer 40a) and are used for connection to the SAW filter 32a. More specifically, the land electrodes 41a to 41c are provided so as to be arranged in this order from the negative direction side to the positive direction side in the x-axis direction along the side of the main surface S1 on the negative direction side in the y-axis direction. Yes. The land electrodes 41d to 41f are provided so as to be arranged in this order from the negative direction side to the positive direction side in the x-axis direction along a straight line located in the middle of both sides in the y-axis direction of the main surface S1. .
  • the land electrode 41 (41a to 41f) includes a mounting part 42 (42a to 42f) and a connection part 44 (44a to 44f).
  • the mounting portion 42 has a rectangular shape and is used for connection with the SAW filter 32a.
  • the mounting portions 42a to 42f are connected to the land electrodes 62a to 62f (see FIGS. 2 and 4) by solder bumps or the like, respectively.
  • the connection part 44 is a protrusion that protrudes from any of the four sides of the mounting part 42.
  • a via hole conductor b which will be described later, is connected to the connecting portion 44.
  • the land electrodes (second connection portions) 54 are provided on the main surface S2 (that is, on the back surface of the insulator layer 40c) and are connected to the mounting substrate 12. It is a rectangular electrode used for connection. That is, the land electrode 54 is connected to a land electrode (not shown) provided on the main surface of the mounting substrate 12 on the positive side in the z-axis direction by solder bumps or the like. Specifically, the land electrodes 54a, 54b, 54e, 54f are grounded via the land electrodes of the mounting board 12, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the land electrode 54 c is connected to the transmission circuit via the land electrode of the mounting substrate 12. As shown in FIG. 2, the land electrode 54 d is connected to the antenna via the land electrode of the mounting substrate 12.
  • the land electrodes 54a to 54c are provided so as to be arranged in this order from the negative direction side in the x-axis direction to the positive direction side along the side on the negative direction side in the y-axis direction of the main surface S2.
  • the land electrodes 54d to 54f are provided so as to be arranged in this order from the negative direction side to the positive direction side in the x-axis direction along a straight line located in the middle of both sides in the y-axis direction of the main surface S2. .
  • each of the land electrodes 54a to 54f overlaps with the land electrodes 41a to 41f when viewed in plan from the z-axis direction (that is, the normal direction of the main surface S1).
  • each of the land electrodes 41a to 41f overlaps the mounting portions 42a to 42f when viewed in plan from the normal direction of the main surface S1.
  • the land electrode 54 overlaps the SAW filter 32b when viewed in plan from the z-axis direction (normal direction of the mounting substrate 12).
  • the land electrodes 41a to 41f and the land electrodes 54a to 54f that overlap when viewed in plan from the normal direction of the main surface S1 are electrically connected. Below, the connection of the land electrodes 41 and 54 is demonstrated.
  • Each of the via-hole conductors b1 to b6 extends in the z-axis direction so as to penetrate the insulator layer 40a.
  • the via-hole conductors b1 to b6 are connected to the connection portions 44a to 44f (land electrodes 41a to 41f), respectively.
  • the via-hole conductors b13 to b18 each extend in the z-axis direction so as to penetrate the insulator layer 40b.
  • Each of the via-hole conductors b25 to b30 extends in the z-axis direction so as to penetrate the insulator layer 40c.
  • the via-hole conductors b13 and b25 constitute a single via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b14 and b26 constitute one via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b15 and b27 constitute one via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b16 and b28 constitute one via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b17 and b29 constitute a single via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b18 and b30 constitute a single via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b25 to b30 are connected to the land electrodes 54a to 54f, respectively.
  • connection conductor 50 (50a to 50f) is provided on the surface of the insulator layer 40b. That is, the connection conductor 50 is built in the board body 39. One end of the connection conductor 50 overlaps the connection portion 44 when viewed in plan from the z-axis direction. The other end of the connection conductor 50 overlaps with the land electrode 54 when viewed in plan from the z-axis direction. Thereby, the connection conductors 50a to 50f relay the connection between the via hole conductors b1 to b6 and the via hole conductors b13 to b18, respectively. Therefore, the land electrodes 41a to 41f and the land electrodes 54a to 54f that overlap when viewed in plan from the normal direction of the main surface S1 are electrically connected.
  • the land electrodes 45 (45a to 45f) are provided on the main surface S1 (that is, on the surface of the insulator layer 40a) and are used for connection to the SAW filter 32b. More specifically, the land electrodes 45a to 45c are arranged in this order from the negative direction side to the positive direction side in the x-axis direction along a straight line located in the middle of both sides in the y-axis direction of the main surface S1. Is provided.
  • the land electrodes 45d to 45f are provided so as to be arranged in this order from the negative direction side in the x-axis direction to the positive direction side along the side on the positive direction side in the y-axis direction of the main surface S1.
  • the land electrode 45 (45a to 45f) includes a mounting portion 46 (46a to 46f) and a connection portion 48 (48a to 48f) as shown in FIG.
  • the mounting portion 46 has a rectangular shape and is used for connection to the SAW filter 32b.
  • the mounting portions 46a to 46f are connected to land electrodes 66a to 66f (see FIGS. 2 and 4) by solder bumps or the like, respectively.
  • the connection part 48 is a protrusion protruding from any one of the four sides of the mounting part 46.
  • a via hole conductor b which will be described later, is connected to the connection portion 48.
  • the land electrodes 56 (56a to 56f) are provided on the main surface S2 (that is, on the back surface of the insulator layer 40c) and are rectangular in shape used for connection to the mounting substrate 12. Electrode. That is, the land 56 is connected to a land electrode (not shown) provided on the main surface of the mounting substrate 12 on the positive side in the z-axis direction by solder bumps or the like. Specifically, the land electrodes 56a, 56c, and 56e are grounded via the land electrodes of the mounting board 12, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the land electrode 56 b is connected to the antenna via the land electrode of the mounting substrate 12. As shown in FIG. 2, the land electrode 56 d is connected to the receiving circuit via the land electrode of the mounting substrate 12. As shown in FIG. 2, the land electrode 56 f is connected to the receiving circuit via the land electrode of the mounting substrate 12.
  • the land electrodes 56a to 56c are provided so as to be arranged in this order from the negative direction side to the positive direction side in the x-axis direction along a straight line located in the middle of both sides in the y-axis direction of the main surface S2. .
  • the land electrodes 56d to 56f are provided so as to be arranged in this order from the negative direction side in the x-axis direction to the positive direction side along the side on the positive direction side in the y-axis direction of the main surface S2.
  • the land electrodes 56a to 56f overlap the land electrodes 45a to 45f when viewed in plan from the z-axis direction (that is, the normal direction of the main surface S1). In the present embodiment, the land electrodes 56a to 56f overlap the mounting portions 46a to 46f, respectively, when viewed in plan from the normal direction of the main surface S1.
  • the land electrodes 45a to 45f and the land electrodes 56a to 56f that overlap when viewed in plan from the normal direction of the main surface S1 are electrically connected.
  • connection of the land electrodes 45 and 56 will be described.
  • the via-hole conductors b7 to b12 each extend in the z-axis direction so as to penetrate the insulator layer 40a.
  • the via-hole conductors b7 to b12 are connected to the connection portions 48a to 48f (land electrodes 45a to 45f), respectively.
  • Each of the via-hole conductors b19 to b24 extends in the z-axis direction so as to penetrate the insulator layer 40b.
  • Each of the via-hole conductors b31 to b36 extends in the z-axis direction so as to penetrate the insulator layer 40c.
  • the via-hole conductors b19 and b31 constitute a single via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b20 and b32 constitute one via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b21 and b33 constitute one via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b22 and b34 constitute one via-hole conductor by being connected in series.
  • the via-hole conductors b23 and b35 form one via-hole conductor by being connected in series.
  • the via hole conductors b24 and b36 are connected in series to form one via hole conductor.
  • the via-hole conductors b31 to b36 are connected to the land electrodes 56a to 56f, respectively.
  • connection conductor 52 (52a to 52f) is provided on the surface of the insulator layer 40b. That is, the connection conductor 52 is built in the substrate body 39. One end of the connection conductor 52 overlaps with the connection portion 48 when viewed in plan from the z-axis direction. The other end of the connection conductor 52 overlaps the land electrode 56 when viewed in plan from the z-axis direction. Thereby, the connection conductors 52a to 52f relay the connection between the via hole conductors b7 to b12 and the via hole conductors b19 to b24, respectively. Therefore, the land electrodes 45a to 45f and the land electrodes 56a to 56f that overlap when viewed in plan from the normal direction of the main surface S1 are electrically connected.
  • the land electrodes 41 a to 41 f and 45 a to 45 f are not electrically connected in the substrate body 39.
  • the land electrodes 54a to 54f and 56a to 56f are not electrically connected in the substrate body 39.
  • the sealing resin 34 is made of, for example, an epoxy resin, and is provided so as to cover the main surface S1 of the package substrate 30 and the SAW filters 32a and 32b as shown in FIG. Thereby, the SAW filters 32 a and 32 b are protected by the sealing resin 34.
  • the matching elements 16a to 16d are mounted on the main surface of the mounting substrate 12 on the positive side in the z-axis direction, and are chips for impedance matching between the mounting substrate 12 and the duplexer 14.
  • Type electronic components As shown in FIG. 2, the matching elements 16a, 16b and 16c are coils or the like connected in series between the land electrodes 54a, 54c and 56b and the ground.
  • the matching element 16d is a coil or the like connected between a signal line connecting the land electrode 56d and the receiving circuit and a signal line connecting the land electrode 56f and the receiving circuit.
  • the sealing resin 20 is provided so as to cover the main surface of the mounting substrate 12 on the positive side in the z-axis direction, the duplexer 14, and the matching elements 16a to 16d. Thereby, the duplexer 14 and the matching elements 16a to 16d are protected.
  • FIG. 8 is a structural diagram of the composite circuit module 200.
  • the mother substrate 201 includes a substrate body 202 and a land electrode 204.
  • the substrate body 202 is a substrate made of a resin such as glass epoxy.
  • a plurality of land electrodes 204 are provided on the positive surface of the substrate body 202 in the z-axis direction.
  • the land electrode 12b of the mounting substrate 12 and the land electrode 204 of the mother substrate 201 are connected by solder. As a result, the mounting substrate 12 is mounted on the mother substrate 201 via the land electrode 12b.
  • the mounting substrate 12, the piezoelectric substrates 60 and 64, the package substrate 30, and the mother substrate 201 have the following Young's modulus and linear expansion coefficient.
  • Table 1 is a table showing the Young's modulus of the mounting substrate 12, the piezoelectric substrates 60 and 64, the package substrate 30, and the mother substrate 201.
  • the Young's modulus of the piezoelectric substrates 60 and 64 is larger than the Young's modulus of the package substrate 30, the Young's modulus of the mounting substrate 12, and the Young's modulus of the mother substrate 201.
  • materials of the piezoelectric substrates 60 and 64, the mounting substrate 12, the package substrate 30, and the mother substrate 201 materials having substantially the same linear expansion coefficient are used.
  • the linear expansion coefficient of the piezoelectric substrates 60 and 64 is slightly larger than the linear expansion coefficient of the package substrate 30, and the linear expansion coefficient of the package substrate 30 is It becomes slightly larger than the linear expansion coefficient of the mounting substrate 12.
  • alumina is used as the material of the base 504 corresponding to the package substrate 30.
  • the linear expansion coefficient of alumina is 7 ppm / ° C. Therefore, according to Table 1, by using glass epoxy as the material of the package substrate 30, the linear expansion coefficient of the piezoelectric substrates 60 and 64, the linear expansion coefficient of the package substrate 30, the linear expansion coefficient of the mounting substrate 12, and the mother substrate The linear expansion coefficients of 201 are substantially equal.
  • the circuit module 10 configured as described above operates as described below.
  • the transmission circuit When a transmission signal is transmitted from a wireless communication device in which the circuit module 10 is mounted, the transmission circuit generates a transmission signal.
  • the transmission signal passes through the duplexer 14 and is transmitted to the antenna.
  • the SAW filter 32a of the duplexer 14 has a characteristic that allows a transmission signal to pass between the land electrode 62c and the land electrode 62d and does not allow a reception signal to pass between the land electrode 62c and the land electrode 62d. . Therefore, even if the received signal received by the antenna is input from the land electrode 62d to the SAW filter 32a, it cannot be output from the land electrode 62c. Therefore, it is possible to suppress the reception signal from entering the transmission circuit.
  • the antenna receives the reception signal.
  • the received signal passes through the duplexer 14 and is transmitted to the receiving circuit.
  • the SAW filter 32b of the duplexer 14 passes the reception signal between the land electrode 66b and the land electrode 66d, and separates the reception signal input from the land electrode 66b in opposite phases from the land electrode 66d and the land electrode 66e, respectively.
  • Output characteristic Therefore, even if the transmission signal generated by the transmission circuit is input from the land electrode 66b to the SAW filter 32b, it cannot be output from the land electrode 62d.
  • the package substrate 30 is a resin substrate. Thereby, as will be described later, it is possible to prevent the solder bumps connecting the land electrodes 62 and 66 and the land electrodes 41 and 45 from being damaged.
  • the bumps connecting the land electrodes 62 and 66 and the land electrodes 41 and 45 are solder bumps.
  • solder bumps are more easily deformed than gold bumps. Therefore, even if the mounting substrate 12 and the piezoelectric substrates 60 and 64 are deformed by heating and cooling, the solder bump is less likely to be damaged than the gold bump.
  • the bump may be a gold bump.
  • the computer simulation described below was performed in order to clarify the effects of the circuit module 10 and the composite circuit module 200.
  • the inventor of the present application created a first model to a fourth model described below.
  • First model In the composite circuit module 200, the package substrate 30 is made of alumina, and the bumps connecting the land electrodes 62, 66 and the land electrodes 41, 45 are gold bumps.
  • Second model In the composite circuit module 200, the package substrate 30 is made of alumina, and the bumps connecting the land electrodes 62, 66 and the land electrodes 41, 45 are solder bumps.
  • Third model In the composite circuit module 200, the package substrate 30 is made of glass epoxy, and the bumps connecting the land electrodes 62, 66 and the land electrodes 41, 45 are gold bumps.
  • the first model and the second model are comparative examples, and the third model and the fourth model are examples.
  • the stress applied to the gold bumps or solder bumps when the above first to fourth models were heated was calculated by computer simulation.
  • the stress of the second model was 37% less than the stress of the first model.
  • the stress of the third model was 44% less than that of the first model.
  • the stress of the fourth model was 62% less than the stress of the first model.
  • connection between the land electrodes 62 and 66 and the land electrodes 41 and 45 is suppressed from being broken by changing the package substrate 30 from alumina to glass epoxy. Furthermore, it can be seen that the connection between the land electrodes 62 and 66 and the land electrodes 41 and 45 is also prevented from being broken by changing the bumps from gold bumps to solder bumps. That is, by using a glass epoxy substrate having a low Young's modulus as the package substrate 30, when heat or mechanical stress is applied to the composite circuit module, the glass epoxy substrate absorbs or disperses the stress, thereby causing the bump portion. Is reduced, and connection breakage at the bump portion is suppressed. Further, as for the bump portion, by using a solder bump having a Young's modulus smaller than that of the Au bump, the solder bump itself absorbs and disperses stress, and connection breakage is suppressed.
  • the mounting substrate 12 is made of ceramic, but may be a resin substrate made of glass epoxy, for example. Thereby, the linear expansion coefficient of the piezoelectric substrates 60 and 64, the linear expansion coefficient of the package substrate 30, and the linear expansion coefficient of the mounting substrate 12 can be made closer.
  • the present invention is useful for circuit modules and composite circuit modules, and is particularly excellent in that the occurrence of breakage in the connection inside the apparatus during heating can be suppressed.

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Abstract

　加熱時に、装置内部における接続に破損が発生することを抑制できる回路モジュール及び複合回路モジュールを提供することである。　ＳＡＷフィルタ（３２）は、圧電基板を含んでいる。樹脂基板であるパッケージ基板（３０）には、ＳＡＷフィルタ（３２）が実装される。実装基板は、マザー基板上に実装される多層基板であって、パッケージ基板（３０）が実装される。

Description

回路モジュール及び複合回路モジュール
　本発明は、回路モジュール及び複合回路モジュールに関し、より特定的には、圧電素子を含んだ表面弾性波フィルタを備えた回路モジュール及び複合回路モジュールに関する。
　従来の回路モジュールとしては、例えば、特許文献１に記載の電子部品装置が知られている。図９は、特許文献１に記載の電子部品装置５００の断面構造図である。
　電子部品装置５００は、ＳＡＷデバイス５０２及び基体５０４を備えている。ＳＡＷデバイス５０２は、圧電性単結晶基板５０６及び櫛歯状電極５０８を備えている。櫛歯状電極５０８は、圧電性単結晶基板５０６上に設けられている。ＳＡＷデバイス５０２は、櫛歯状電極５０８が基体５０４に対向するように、基体５０４上にバンプを介して実装されている。以上のように構成された電子部品装置５００は、例えば、マザー基板に実装されて用いられる。
　ところで、電子部品装置５００では、リフロー工程等で加熱・冷却されると、装置内部における接続が破損するおそれがある。より詳細には、電子部品装置５００では、圧電性単結晶基板５０６は、例えば、タンタル酸リチウムにより作製されている。また、基体５０４は、例えば、アルミナ等のセラミックにより作製されている。また、マザー基板は、例えば、ガラスエポキシにより作製されている。タンタル酸リチウム、アルミナ及びガラスエポキシは、それぞれ、線膨張係数及びヤング率等の材料物性において互いに異なっている。そのため、リフロー工程等で電子部品装置５００が加熱・冷却されると、ＳＡＷデバイス５０２、基体５０４及びマザー基板には異なる変形が生じる。その結果、電子部品装置５００内部における接続が破損するおそれがある。本願発明者は、ＳＡＷデバイス５０２と基体５０４との接続が特に破損しやすいことをコンピュータシミュレーションにより突き止めた。
特開２００２－２９９９９６号公報
　そこで、本発明の目的は、加熱・冷却時に、装置内部における接続に破損が発生することを抑制できる回路モジュール及び複合回路モジュールを提供することである。
　本発明の一形態に係る回路モジュールは、圧電基板を含む表面弾性波フィルタと、前記表面弾性波フィルタが実装される樹脂基板と、マザー基板上に実装される多層基板であって、前記樹脂基板が実装される多層基板と、を備えていること、を特徴とする。
　本発明の一形態に係る複合回路モジュールは、前記回路モジュールと、前記回路モジュールが実装されるマザー基板と、を備えていること、を特徴とする。
　本発明によれば、加熱時に、装置内部における接続に破損が発生することを抑制できる。
本発明の一実施形態に係る回路モジュールの外観斜視図である。 図１の回路モジュールの回路構成を示した図である。 回路モジュールに内蔵されているデュプレクサの外観斜視図である。 ＳＡＷフィルタの外観斜視図である。 ＳＡＷフィルタの内部構成を示した図である。 ＳＡＷフィルタの配線図である。 パッケージ基板の分解斜視図である。 複合回路モジュールの構造図である。 特許文献１に記載の電子部品装置の断面構造図である。
　以下に、本発明の実施形態に係る回路モジュール及び複合回路モジュールについて図面を参照しながら説明する。
（回路モジュールの構成）
　以下に、本発明の一実施形態に係る回路モジュールの構成について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る回路モジュール１０の外観斜視図である。図１（ａ）は、回路モジュール１０をｚ軸方向の正方向側から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、回路モジュール１０をｚ軸方向の負方向側から見た斜視図である。図２は、図１の回路モジュール１０の回路構成を示した図である。図３は、回路モジュール１０に内蔵されているデュプレクサ１４の外観斜視図である。以下では、略直方体状をなす回路モジュール１０において、高さ方向をｚ軸方向と定義する。また、ｚ軸方向から平面視したときの長辺方向をｘ軸方向と定義し、短辺方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、互いに直交している。
　回路モジュール１０は、図１及び図２に示すように、実装基板（多層基板）１２、デュプレクサ１４、整合素子１６ａ～１６ｄ及び封止樹脂２０を備えている。実装基板１２は、図１に示すように、複数の絶縁体層が積層されてなる長方形状の多層回路基板であり、携帯電話のマザー基板上に実装される。実装基板１２は、基板本体１２ａ及びランド電極１２ｂを含んでいる。基板本体１２ａは、例えば、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ）等からなるセラミック多層基板である。ランド電極１２ｂは、ｚ軸方向の負方向側の主面に設けられており、実装基板１２のマザー基板への実装に用いられる。また、実装基板１２は、デュプレクサ１４及び整合素子１６ａ～１６ｄの実装のために用いられるランド電極（図示せず）を更に含んでいる。
　デュプレクサ１４は、図示しないアンテナが受信した相対的に高い周波数を有する受信信号をそれぞれ、マザー基板に設けられている受信回路（図示せず）に出力し、マザー基板に設けられている送信回路（図示せず）から出力されてきた相対的に低い周波数を有する送信信号を、マザー基板に設けられているアンテナへと出力する分波回路である。デュプレクサ１４は、図１に示すように、実装基板１２のｚ軸方向の正方向側の主面上に実装され、図３に示すように、パッケージ基板３０、ＳＡＷフィルタ（表面弾性波フィルタ）３２ａ，３２ｂ及び封止樹脂３４を備えている。なお、送信信号の周波数の方が、受信信号の周波数よりも高くてもよい。また、受信回路及び送信回路は、回路モジュール１０外に設けられてもよい。
　ＳＡＷフィルタ３２ａは、図２に示すように、送信回路とアンテナとの間に設けられており、相対的に低い周波数を有する送信信号を送信回路からアンテナへと通過させ、相対的に高い周波数を有する受信信号をアンテナから送信回路へと通過させない特性を有している。ＳＡＷフィルタ３２ｂは、図２に示すように、アンテナと受信回路との間に設けられており、相対的に高い周波数を有する受信信号をアンテナから受信回路へと通過させ、相対的に低い周波数を有する送信信号をアンテナから受信回路へと通過させない特性を有している。
　以下に、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂの構成について図面を参照しながら説明する。なお、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂの基本構造は略同じであるので、ＳＡＷフィルタ３２ｂを例にとって説明する。図４は、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂの外観斜視図である。図５は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの内部構成を示した図である。図６は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの配線図である。図６では、信号線を太線で示し、グランド線を細線で示してある。信号線とは、受信信号が伝送される配線を意味し、グランド線とは、接地電位に保たれる配線を意味する。
　ＳＡＷフィルタ３２ｂは、図４ないし図６に示すように、圧電基板６４、ランド電極（第１の接続部）６６（６６ａ～６６ｆ）、縦結合部７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２を含んでいる。圧電基板６４は、リチウムタンタル酸ナトリウムやリチウムタンタル酸ニオブやシリコン等から構成されている長方形状の基板である。
　ランド電極６６は、図４に示すように、圧電基板６４のｚ軸方向の負方向側の主面上に設けられている。より詳細には、ランド電極６６ａ～６６ｃは、ｙ軸方向の負方向側の辺に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。ランド電極６６ｄ～６６ｆは、ｙ軸方向の正方向側の辺に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。そして、ランド電極６６ａ，６６ｃ，６６ｅは、図２に示すように、実装基板１２及びパッケージ基板３０を介して接地されている。ランド電極６６ｂは、実装基板１２及びパッケージ基板３０を介してアンテナに接続されている。ランド電極６６ｄ，６６ｆはそれぞれ、実装基板１２及びパッケージ基板３０を介して受信回路に接続されている。
　ランド電極６６ｄ，６６ｂ間には、図５及び図６に示すように、縦結合部７０及び直列トラップ８０が直列に接続されている。縦結合部７０は、対向部７０ａ～７０ｆにより構成されている。対向部７０ａ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｆはそれぞれ、ランド電極６６ｅに接続されているグランド線と直列トラップ８０を介してランド電極６６ｂに接続されている信号線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。対向部７０ｂ，７０ｅはそれぞれ、ランド電極６６ｄに接続されている信号線とランド電極６６ｅに接続されているグランド線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。そして、対向部７０ａ～７０ｆは、ｙ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並んでいる。
　直列トラップ８０は、縦結合部７０とランド電極６６ｂとの間に直列に接続されている共振子である。並列トラップ７６は、ランド電極６６ｄとランド電極６６ａとの間に直列に接続されている共振子である。
　ランド電極６６ｆ，６６ｂ間には、縦結合部７４及び直列トラップ８２が直列に接続されている。縦結合部７４は、対向部７４ａ～７４ｆにより構成されている。対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆは、ランド電極６６ｅに接続されているグランド線と直列トラップ８２を介してランド電極６６ｂに接続されている信号線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。対向部７４ｂ，７４ｅは、ランド電極６６ｆに接続されている信号線とランド電極６６ｅに接続されているグランド線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。そして、対向部７４ａ～７４ｆは、ｙ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並んでいる。
　直列トラップ８２は、縦結合部７４とランド電極６６ｂとの間に直列に接続されている共振子である。並列トラップ７８は、ランド電極６６ｆとランド電極６６ｃとの間に直列に接続されている共振子である。
　また、図５及び図６に示すように、接地されるランド電極６６ａ，６６ｃ，６６ｅは、互いにグランド線によって接続されている。すなわち、ランド電極６６ａ，６６ｃ，６６ｅは、ＳＡＷフィルタ３２ｂのグランド電極に電気的に接続されている。
　以上のように構成されたＳＡＷフィルタ３２ｂの動作は以下に説明する通りである。ランド電極６６ｂから直列トラップ８０を介して受信信号が入力してくると、対向部７０ａ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｆにおいて弾性表面波が発生する。弾性表面波は、圧電基板６４の表面を進行する。対向部７０ｂ，７０ｅは、対向部７０ａ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｆにおいて発生した弾性表面波を受信信号に変換する。この後、受信信号は、ランド電極６６ｄを介してＳＡＷフィルタ３２ｂ外へと出力する。
　また、ランド電極６６ｂから入力された受信信号は、直列トラップ８２を介して、対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆに入力され、対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆおいて弾性表面波が発生する。弾性表面波は、圧電基板６４の表面を進行する。対向部７４ｂ，７４ｅは、対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆにおいて発生した弾性表面波を受信信号に変換する。この後、受信信号は、ランド電極６６ｆを介してＳＡＷフィルタ３２ｂ外へと出力する。
　パッケージ基板３０は、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂが実装され、デュプレクサ１４の一部を構成している。また、パッケージ基板３０は、図１に示すように、実装基板１２のｚ軸方向の正方向側の主面上に実装される。パッケージ基板３０は、例えば、ガラスエポキシ等からなる樹脂基板である。図７は、パッケージ基板３０の分解斜視図である。
　パッケージ基板３０は、図７に示すように、基板本体３９、ランド電極４１（４１ａ～４１ｆ），４５（４５ａ～４５ｆ），５４（５４ａ～５４ｆ），５６（５６ａ～５６ｆ）、接続導体５０（５０ａ～５０ｆ），５２（５２ａ～５２ｆ）及びビアホール導体ｂ（ｂ１～ｂ３６）を備えている。
　基板本体３９は、ガラスエポキシ等の樹脂からなる絶縁体層４０ａ～４０ｃが積層されることにより構成されている長方形状の多層配線基板である。基板本体３９は、図７に示すように、互いに対向する主面Ｓ１，Ｓ２を有している。主面Ｓ１は、ｚ軸方向の正方向側に位置する面であり、主面Ｓ２は、ｚ軸方向の負方向側に位置する面である。また、絶縁体層４０のｚ軸方向の正方向側の主面を表面と呼び、絶縁体層４０のｚ軸方向の負方向側の主面を裏面と呼ぶ。
　ランド電極４１（４１ａ～４１ｆ）は、図７に示すように、主面Ｓ１上（すなわち、絶縁体層４０ａの表面上）に設けられ、かつ、ＳＡＷフィルタ３２ａとの接続に用いられる。より詳細には、ランド電極４１ａ～４１ｃは、主面Ｓ１のｙ軸方向の負方向側の辺に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。ランド電極４１ｄ～４１ｆは、主面Ｓ１のｙ軸方向の両側の辺の中間に位置する直線に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。
　また、ランド電極４１（４１ａ～４１ｆ）は、図７に示すように、実装部４２（４２ａ～４２ｆ）及び接続部４４（４４ａ～４４ｆ）を含んでいる。実装部４２は、長方形状をなしており、ＳＡＷフィルタ３２ａとの接続に用いられる。実装部４２ａ～４２ｆはそれぞれ、ランド電極６２ａ～６２ｆ（図２及び図４参照）にはんだバンプなどによって接続される。接続部４４は、実装部４２の４辺のいずれかから突出する突起である。接続部４４には、後述するビアホール導体ｂが接続される。
　ランド電極（第２の接続部）５４（５４ａ～５４ｆ）は、図７に示すように、主面Ｓ２上（すなわち、絶縁体層４０ｃの裏面上）に設けられ、かつ、実装基板１２との接続に用いられる長方形状の電極である。すなわち、ランド電極５４は、実装基板１２のｚ軸方向の正方向側の主面上に設けられているランド電極（図示せず）にはんだバンプ等によって接続されている。具体的には、ランド電極５４ａ，５４ｂ，５４ｅ，５４ｆは、図２に示すように、実装基板１２のランド電極を介して接地されている。ランド電極５４ｃは、図２に示すように、実装基板１２のランド電極を介して送信回路に接続されている。ランド電極５４ｄは、図２に示すように、実装基板１２のランド電極を介してアンテナに接続されている。
　ランド電極５４ａ～５４ｃは、主面Ｓ２のｙ軸方向の負方向側の辺に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。ランド電極５４ｄ～５４ｆは、主面Ｓ２のｙ軸方向の両側の辺の中間に位置する直線に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。
　また、ランド電極５４ａ～５４ｆはそれぞれ、ｚ軸方向（すなわち、主面Ｓ１の法線方向）から平面視したときに、ランド電極４１ａ～４１ｆと重なっている。本実施形態では、ランド電極４１ａ～４１ｆはそれぞれ、主面Ｓ１の法線方向から平面視したときに、実装部４２ａ～４２ｆと重なっている。これにより、ランド電極５４は、ｚ軸方向（実装基板１２の法線方向）から平面視したときに、ＳＡＷフィルタ３２ｂと重なっている。
　更に、主面Ｓ１の法線方向から平面視したときに重なり合っているランド電極４１ａ～４１ｆとランド電極５４ａ～５４ｆとは電気的に接続されている。以下に、ランド電極４１，５４の接続について説明する。
　ビアホール導体ｂ１～ｂ６はそれぞれ、絶縁体層４０ａを貫通するようにｚ軸方向に延在している。そして、ビアホール導体ｂ１～ｂ６はそれぞれ、接続部４４ａ～４４ｆ（ランド電極４１ａ～４１ｆ）に接続されている。
　ビアホール導体ｂ１３～ｂ１８はそれぞれ、絶縁体層４０ｂを貫通するようにｚ軸方向に延在している。ビアホール導体ｂ２５～ｂ３０はそれぞれ、絶縁体層４０ｃを貫通するようにｚ軸方向に延在している。ビアホール導体ｂ１３，ｂ２５は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ１４，ｂ２６は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ１５，ｂ２７は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ１６，ｂ２８は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ１７，ｂ２９は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ１８，ｂ３０は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。そして、ビアホール導体ｂ２５～ｂ３０はそれぞれ、ランド電極５４ａ～５４ｆに接続されている。
　接続導体５０（５０ａ～５０ｆ）は、絶縁体層４０ｂの表面上に設けられている。すなわち、接続導体５０は、基板本体３９に内蔵されている。そして、接続導体５０の一端は、ｚ軸方向から平面視したときに、接続部４４と重なっている。接続導体５０の他端は、ｚ軸方向から平面視したときに、ランド電極５４と重なっている。これにより、接続導体５０ａ～５０ｆはそれぞれ、ビアホール導体ｂ１～ｂ６とビアホール導体ｂ１３～ｂ１８との接続を中継している。よって、主面Ｓ１の法線方向から平面視したときに重なり合っているランド電極４１ａ～４１ｆとランド電極５４ａ～５４ｆとは電気的に接続されている。
　ランド電極４５（４５ａ～４５ｆ）は、図７に示すように、主面Ｓ１上（すなわち、絶縁体層４０ａの表面上）に設けられ、かつ、ＳＡＷフィルタ３２ｂとの接続に用いられる。より詳細には、ランド電極４５ａ～４５ｃは、主面Ｓ１のｙ軸方向の両側の辺の中間に位置する直線に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。ランド電極４５ｄ～４５ｆは、主面Ｓ１のｙ軸方向の正方向側の辺に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。
　また、ランド電極４５（４５ａ～４５ｆ）は、図７に示すように、実装部４６（４６ａ～４６ｆ）及び接続部４８（４８ａ～４８ｆ）を含んでいる。実装部４６は、長方形状をなしており、ＳＡＷフィルタ３２ｂとの接続に用いられる。実装部４６ａ～４６ｆはそれぞれ、ランド電極６６ａ～６６ｆ（図２及び図４参照）にはんだバンプ等によって接続される。接続部４８は、実装部４６の４辺のいずれかから突出する突起である。接続部４８には、後述するビアホール導体ｂが接続される。
　ランド電極５６（５６ａ～５６ｆ）は、図７に示すように、主面Ｓ２上（すなわち、絶縁体層４０ｃの裏面上）に設けられ、かつ、実装基板１２との接続に用いられる長方形状の電極である。すなわち、ランド５６は、実装基板１２のｚ軸方向の正方向側の主面上に設けられているランド電極（図示せず）にはんだバンプ等によって接続されている。具体的には、ランド電極５６ａ，５６ｃ，５６ｅは、図２に示すように、実装基板１２のランド電極を介して接地されている。ランド電極５６ｂは、図２に示すように、実装基板１２のランド電極を介してアンテナに接続されている。ランド電極５６ｄは、図２に示すように、実装基板１２のランド電極を介して受信回路に接続されている。ランド電極５６ｆは、図２に示すように、実装基板１２のランド電極を介して受信回路に接続されている。
　ランド電極５６ａ～５６ｃは、主面Ｓ２のｙ軸方向の両側の辺の中間に位置する直線に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。ランド電極５６ｄ～５６ｆは、主面Ｓ２のｙ軸方向の正方向側の辺に沿って、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。
　また、ランド電極５６ａ～５６ｆはそれぞれ、ｚ軸方向（すなわち、主面Ｓ１の法線方向）から平面視したときに、ランド電極４５ａ～４５ｆと重なっている。本実施形態では、ランド電極５６ａ～５６ｆはそれぞれ、主面Ｓ１の法線方向から平面視したときに、実装部４６ａ～４６ｆと重なっている。
　更に、主面Ｓ１の法線方向から平面視したときに重なり合っているランド電極４５ａ～４５ｆとランド電極５６ａ～５６ｆとは電気的に接続されている。以下に、ランド電極４５，５６の接続について説明する。
　ビアホール導体ｂ７～ｂ１２はそれぞれ、絶縁体層４０ａを貫通するようにｚ軸方向に延在している。そして、ビアホール導体ｂ７～ｂ１２はそれぞれ、接続部４８ａ～４８ｆ（ランド電極４５ａ～４５ｆ）に接続されている。
　ビアホール導体ｂ１９～ｂ２４はそれぞれ、絶縁体層４０ｂを貫通するようにｚ軸方向に延在している。ビアホール導体ｂ３１～ｂ３６はそれぞれ、絶縁体層４０ｃを貫通するようにｚ軸方向に延在している。ビアホール導体ｂ１９，ｂ３１は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ２０，ｂ３２は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ２１，ｂ３３は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ２２，ｂ３４は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ２３，ｂ３５は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｂ２４，ｂ３６は、直列に接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。そして、ビアホール導体ｂ３１～ｂ３６はそれぞれ、ランド電極５６ａ～５６ｆに接続されている。
　接続導体５２（５２ａ～５２ｆ）は、絶縁体層４０ｂの表面上に設けられている。すなわち、接続導体５２は、基板本体３９に内蔵されている。そして、接続導体５２の一端は、ｚ軸方向から平面視したときに、接続部４８と重なっている。接続導体５２の他端は、ｚ軸方向から平面視したときに、ランド電極５６と重なっている。これにより、接続導体５２ａ～５２ｆはそれぞれ、ビアホール導体ｂ７～ｂ１２とビアホール導体ｂ１９～ｂ２４との接続を中継している。よって、主面Ｓ１の法線方向から平面視したときに重なり合っているランド電極４５ａ～４５ｆとランド電極５６ａ～５６ｆとは電気的に接続されている。
　ここで、ランド電極４１ａ～４１ｆ，４５ａ～４５ｆは、基板本体３９において、電気的に接続されていない。また、ランド電極５４ａ～５４ｆ，５６ａ～５６ｆは、基板本体３９において、電気的に接続されていない。
　封止樹脂３４は、例えば、エポキシ樹脂により構成され、図３に示すように、パッケージ基板３０の主面Ｓ１及びＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂを覆うように設けられている。これにより、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂは、封止樹脂３４により保護されている。
　整合素子１６ａ～１６ｄは、図１に示すように、実装基板１２のｚ軸方向の正方向側の主面上に実装され、実装基板１２とデュプレクサ１４との間のインピーダンス整合を取るためのチップ型電子部品である。整合素子１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、図２に示すように、ランド電極５４ａ，５４ｃ，５６ｂとグランドとの間に直列接続されるコイル等である。整合素子１６ｄは、ランド電極５６ｄ及び受信回路を接続する信号線と、ランド電極５６ｆ及び受信回路を接続する信号線との間に接続されるコイル等である。
　封止樹脂２０は、実装基板１２のｚ軸方向の正方向側の主面、デュプレクサ１４及び整合素子１６ａ～１６ｄを覆うように設けられている。これにより、デュプレクサ１４及び整合素子１６ａ～１６ｄが保護されている。
　以上のように構成された回路モジュール１０は、マザー基板に実装される。以下に、回路モジュール１０及びマザー基板を備えた複合回路モジュール２００について図面を参照しながら説明する。図８は、複合回路モジュール２００の構造図である。
　マザー基板２０１は、基板本体２０２及びランド電極２０４を含んでいる。基板本体２０２は、ガラスエポキシ等の樹脂からなる基板である。ランド電極２０４は、基板本体２０２のｚ軸方向の正方向側の面に複数設けられている。
　実装基板１２のランド電極１２ｂとマザー基板２０１のランド電極２０４とははんだにより接続されている。これにより、実装基板１２は、ランド電極１２ｂを介してマザー基板２０１に実装される。
　以上のように構成された回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、実装基板１２、圧電基板６０，６４、パッケージ基板３０及びマザー基板２０１は、以下に示すヤング率及び線膨張係数を有している。表１は、実装基板１２、圧電基板６０，６４、パッケージ基板３０及びマザー基板２０１のヤング率を示した表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１によれば、圧電基板６０，６４のヤング率は、パッケージ基板３０のヤング率、実装基板１２のヤング率及びマザー基板２０１のヤング率よりも大きい。また、圧電基板６０，６４、実装基板１２、パッケージ基板３０及びマザー基板２０１の材料としては、線膨張係数が略等しい材料が使用されている。ただし、表１に示した剤量が用いられた場合には、圧電基板６０，６４の線膨張係数は、パッケージ基板３０の線膨張係数よりもわずかに大きく、パッケージ基板３０の線膨張係数は、実装基板１２の線膨張係数よりもわずかに大きくなる。
　また、特許文献１に記載の電子部品装置５００では、パッケージ基板３０に相当する基体５０４の材料には、アルミナが用いられる。アルミナの線膨張係数は、７ｐｐｍ／℃である。したがって、表１によれば、パッケージ基板３０の材料にガラスエポキシが用いられることにより、圧電基板６０，６４の線膨張係数、パッケージ基板３０の線膨張係数、実装基板１２の線膨張係数及びマザー基板２０１の線膨張係数は、略等しくなる。
　以上のように構成された回路モジュール１０は、以下に説明するように動作する。回路モジュール１０が搭載された無線通信機器から送信信号が送信される場合には、送信回路は、送信信号を生成する。送信信号は、デュプレクサ１４を通過してアンテナへと伝送される。ここで、デュプレクサ１４のＳＡＷフィルタ３２ａは、ランド電極６２ｃとランド電極６２ｄとの間において送信信号を通過させ、ランド電極６２ｃとランド電極６２ｄとの間において受信信号を通過させない特性を有している。よって、アンテナが受信した受信信号は、ランド電極６２ｄからＳＡＷフィルタ３２ａに入力しても、ランド電極６２ｃから出力できない。よって、送信回路に受信信号が侵入することが抑制される。
　また、回路モジュール１０が搭載された無線通信機器が受信信号を受信する場合には、アンテナは、受信信号を受信する。受信信号は、デュプレクサ１４を通過して受信回路へと伝送される。ここで、デュプレクサ１４のＳＡＷフィルタ３２ｂは、ランド電極６６ｂとランド電極６６ｄとの間において受信信号を通過させ、ランド電極６６ｂから入力した受信信号をランド電極６６ｄとランド電極６６ｅからそれぞれ逆位相に分離して出力する特性を有している。よって、送信回路が生成した送信信号は、ランド電極６６ｂからＳＡＷフィルタ３２ｂに入力しても、ランド電極６２ｄから出力できない。
（効果）
　以上のような回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００によれば、リフロー工程等の加熱・冷却時に、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。より詳細には、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、パッケージ基板３０を樹脂基板としている。これにより、後述するように、ランド電極６２，６６とランド電極４１，４５とを接続しているはんだバンプが破損することを抑制できる。
　また、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、ランド電極６２，６６とランド電極４１，４５とを接続しているバンプははんだバンプである。はんだバンプは、例えば、金バンプに比べて変形しやすい。そのため、加熱・冷却によって、実装基板１２及び圧電基板６０，６４に変形が発生したとしても、はんだバンプは、金バンプに比べて破損しにくい。その結果、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。ただし、バンプは、金バンプであってもよい。
　本願発明は、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００が奏する効果をより明確にするために以下に説明するコンピュータシミュレーションを行った。本願発明者は、以下に説明する第１のモデルないし第４のモデルを作成した。
　第１のモデル：複合回路モジュール２００において、パッケージ基板３０をアルミナで作製し、ランド電極６２，６６とランド電極４１，４５とを接続しているバンプを金バンプとした。
第２のモデル：複合回路モジュール２００において、パッケージ基板３０をアルミナで作製し、ランド電極６２，６６とランド電極４１，４５とを接続しているバンプをはんだバンプとした。
第３のモデル：複合回路モジュール２００において、パッケージ基板３０をガラスエポキシで作製し、ランド電極６２，６６とランド電極４１，４５とを接続しているバンプを金バンプとした。
第４のモデル：複合回路モジュール２００において、パッケージ基板３０をガラスエポキシで作製し、ランド電極６２，６６とランド電極４１，４５とを接続しているバンプをはんだバンプとした。
　なお、第１のモデル及び第２のモデルは比較例であり、第３のモデル及び第４のモデルは実施例である。
　以上の第１のモデルないし第４のモデルを加熱したときに金バンプ又ははんだバンプにかかる応力をコンピュータシミュレーションにより算出した。その結果、第２のモデルの応力は、第１のモデルの応力よりも３７％少なくなった。第３のモデルの応力は、第１のモデルの応力よりも４４％少なくなった。第４のモデルの応力は、第１のモデルの応力よりも６２％少なくなった。
　以上の結果より、パッケージ基板３０がアルミナからガラスエポキシに変更されることによって、ランド電極６２，６６とランド電極４１，４５との接続が破損することが抑制されることが分かる。更に、バンプが、金バンプからはんだバンプに変更されることによっても、ランド電極６２，６６とランド電極４１，４５との接続が破損することが抑制されることが分かる。つまり、パッケージ基板３０として、ヤング率の小さいガラスエポキシ基板を用いることにより、熱や機械的な応力が複合回路モジュールに加わった場合に、ガラスエポキシ基板が応力を吸収もしくは分散することによって、バンプ部に加わる応力が低減され、バンプ部での接続破損が抑制される。更に、バンプ部についても、Ａｕバンプよりもヤング率の小さいはんだバンプが用いられることによって、はんだバンプ自体でも応力を吸収及び分散するようになり、接続破損が抑制される。
　なお、実装基板１２は、セラミックで作製されているとしたが、例えば、ガラスエポキシ等からなる樹脂基板であってもよい。これにより、圧電基板６０，６４の線膨張係数とパッケージ基板３０の線膨張係数と実装基板１２の線膨張係数とをより近づけることが可能となる。
　以上のように、本発明は、回路モジュール及び複合回路モジュールに有用であり、特に、加熱時に、装置内部における接続に破損が発生することを抑制できる点で優れている。
１０　回路モジュール
１２　実装基板
１４　デュプレクサ
６０，６４　圧電基板
３０　パッケージ基板
３２ａ，３２ｂ　ＳＡＷフィルタ
２００　複合回路モジュール
２０１　マザー基板
２０４　ランド電極

Claims (11)

  1. 　圧電基板を含む表面弾性波フィルタと、
    　前記表面弾性波フィルタが実装される樹脂基板と、
    　マザー基板上に実装される多層基板であって、前記樹脂基板が実装される多層基板と、
    　を備えていること、
    　を特徴とする回路モジュール。
  2. 　前記圧電基板の線膨張係数は、前記樹脂基板の線膨張係数よりも大きく、
    　前記樹脂基板の線膨張係数は、前記多層基板の線膨張係数よりも大きいこと、
    　を特徴とする請求項１に記載の回路モジュール。
  3. 　前記圧電基板の線膨張係数、前記樹脂基板の線膨張係数及び前記多層基板の線膨張係数は、略等しいこと、
    　を特徴とする請求項１に記載の回路モジュール。
  4. 　前記圧電基板のヤング率は、前記樹脂基板のヤング率及び前記多層基板のヤング率よりも大きいこと、
    　を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回路モジュール。
  5. 　前記表面弾性波フィルタは、前記樹脂基板への実装に用いられる第１の接続部を更に含んでいること、
    　を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の回路モジュール。
  6. 　前記第１の接続部は、はんだバンプにより前記樹脂基板に接続されていること、
    　を特徴とする請求項５に記載の回路モジュール。
  7. 　前記樹脂基板は、前記多層基板との実装に用いられる第２の接続部を含んでおり、
    　前記多層基板の法線方向から平面視したときに、前記第２の接続部は、前記表面弾性波フィルタと重なっていること、
    　を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の回路モジュール。
  8. 　請求項１に記載の回路モジュールと、
    　前記回路モジュールが実装されるマザー基板と、
    　を備えていること、
    　を特徴とする複合回路モジュール。
  9. 　前記圧電基板の線膨張係数は、前記樹脂基板の線膨張係数よりも大きく、
    　前記樹脂基板の線膨張係数は、前記多層基板の線膨張係数よりも大きいこと、
    　を特徴とする請求項８に記載の複合回路モジュール。
  10. 　前記圧電基板の線膨張係数、前記樹脂基板の線膨張係数及び前記多層基板の線膨張係数は、略等しいこと、
    を特徴とする請求項８に記載の複合回路モジュール。
  11. 　前記圧電基板のヤング率は、前記樹脂基板のヤング率、前記多層基板のヤング率及び前記マザー基板のヤング率よりも大きいこと、
    　を特徴とする請求項９又は請求項１０のいずれかに記載の複合回路モジュール。
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