WO2022123840A1 - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents

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Definitions

  • FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency module and a communication device according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a plan view showing the component arrangement of the high frequency module according to the embodiment.
  • FIG. 2B is a plan view showing the component arrangement of the high frequency module according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the high frequency module according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of the engraved portion of the high frequency module according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the visibility of the engraved portion provided on the top surface of the resin member containing the filler.
  • FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of the engraved portion of the high frequency module according to the first modification of the embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing the arrangement of the engraved portion of the high frequency module according to the second modification of the embodiment.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numeral, and duplicate description will be omitted or simplified.
  • connection includes not only the case of being directly connected by a connection terminal and / or a wiring conductor, but also the case of being electrically connected via another circuit element.
  • connected between A and B means that both A and B are connected between A and B.
  • the antenna 2 is connected to the antenna connection terminal 100 of the high frequency module 1, transmits a high frequency signal (transmitted signal) output from the high frequency module 1, and receives a high frequency signal (received signal) from the outside to receive the high frequency signal (received signal). Output to.
  • RFIC 3 is an example of a signal processing circuit that processes high frequency signals transmitted and received by the antenna 2. Specifically, the RFIC 3 processes the high frequency reception signal input via the reception path of the high frequency module 1 by down-conversion or the like, and outputs the reception signal generated by the signal processing to the BBIC 4. Further, the RFIC 3 processes the transmission signal input from the BBIC 4 by up-conversion or the like, and outputs the high frequency transmission signal generated by the signal processing to the transmission path of the high frequency module 1. Further, the RFIC 3 has a control unit for controlling a switch, an amplifier and the like included in the high frequency module 1. A part or all of the function of the RFIC3 as a control unit may be mounted outside the RFIC3, or may be mounted on, for example, the BBIC4 or the high frequency module 1.
  • the antenna 2 and the BBIC 4 are not essential components.
  • the high frequency output terminal 120 is a terminal for providing a high frequency reception signal to the outside of the high frequency module 1.
  • the high frequency output terminal 120 is a terminal for providing the received signals of the communication bands A and B to the RFIC 3.
  • the transmission filter 61T has a pass band including an uplink operating band of the communication band A.
  • One end of the transmission filter 61T is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
  • the other end of the transmission filter 61T is connected to the output terminal of the power amplifier 10 via the matching circuit 31 and the switch 52.
  • the reception filter 61R has a pass band including the downlink operating band of the communication band A.
  • One end of the reception filter 61R is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
  • the other end of the receive filter 61R is connected to the input terminal of the low noise amplifier 20 via the matching circuit 41 and the switch 53.
  • the switch 52 is connected between each of the duplexers 61 and 62 and the power amplifier 10.
  • the switch 52 switches between the connection of the power amplifier 10 and the transmission filter 61T and the connection of the power amplifier 10 and the transmission filter 62T, for example, based on the control signal from the RFIC 3.
  • the switch 52 is, for example, a SPDT type switch circuit.
  • the matching circuit 31 is connected between the transmission filter 61T and the output terminal of the power amplifier 10. Specifically, the matching circuit 31 is connected to the power amplifier 10 via the switch 52. The matching circuit 31 performs impedance matching between the transmission filter 61T and the power amplifier 10.
  • the plurality of external connection terminals 150 include the antenna connection terminal 100, the control input terminal 111, the high frequency input terminal 110, and the high frequency output terminal 120 shown in FIG. Further, the plurality of external connection terminals 150 include a ground terminal. Each of the plurality of external connection terminals 150 is connected to an input / output terminal and / or a ground terminal on the mother board arranged on the negative side of the z-axis of the high frequency module 1.
  • the plurality of external connection terminals 150 are post electrodes that penetrate the resin member 93 that covers the main surface 91b.
  • the top surface 10a of the power amplifier 10 After that, after forming the engraved portion 80 on the top surface 10a of the power amplifier 10, the top surface 10a of the power amplifier 10, the top surface 61Ta of the transmission filter 61T, the top surface 62Ta of the transmission filter 62T, and the top of the resin member 92.
  • a metal film is formed by sputtering so as to cover the surface 92a and the side surface. As a result, the metal shield layer 95 is formed.
  • the engraved portion 80 may include a two-dimensional code.
  • the two-dimensional code is, for example, a QR code (registered trademark).
  • the two-dimensional code represents, for example, a URL (Uniform Resource Locator) indicating a Web page that presents information about the high frequency module 1.
  • the engraved portion 80 is provided on the top surface of one or more circuit components arranged on the main surface 91a. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the engraved portion 80 is provided only on the top surface 10a of the power amplifier 10.
  • the engraved portion 80 is formed by a groove and / or a recess provided on the top surface 10a of the power amplifier 10.
  • the engraved portion 80 is a plurality of grooves formed along a line of characters.
  • the engraved portion 80 is formed, for example, by irradiating the top surface 10a of the power amplifier 10 with a laser beam and scraping a part of the substrate of the power amplifier 10.
  • the engraved portion 80 may be a character (convex portion) raised by scraping a portion other than the character line.
  • the surface area of the top surface 10a of the power amplifier 10 becomes large.
  • the contact area with the metal shield layer 95 in contact with the top surface 10a becomes large.
  • the heat generated by the power amplifier 10 is easily transferred to the metal shield layer 95, and the heat dissipation is enhanced.
  • the adhesion between the metal shield layer 95 and the power amplifier 10 is enhanced by the anchor effect due to the unevenness of the engraved portion 80. As a result, peeling of the metal shield layer 95 is suppressed, and a high-frequency module 1 with high reliability and durability is realized.
  • the second portion 82 of the engraved portion 80 provided on the top surface 92a of the resin member 92 may be in contact with a circuit component whose top surface is covered with the resin member 92. That is, the bottom of the groove and / or the recess of the second portion 82 may be the top surface of the circuit component.
  • the resin member 92 may be ground by laser processing to form the engraved portion 80 so as to expose the top surface of the circuit component.
  • At least one of the power amplifier 10, the transmission filters 61T and 62T may be covered with the resin member 92. That is, the type of circuit component in contact with the metal shield layer 95 is not particularly limited.

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Abstract

高周波モジュール(1)は、主面(91a)を有するモジュール基板(91)と、主面(91a)に配置された1以上の回路部品と、主面(91a)に配置され、1以上の回路部品の側面を覆う樹脂部材(92)と、樹脂部材(92)の天面(92a)及び1以上の回路部品の天面に接触する金属シールド層(95)と、1以上の回路部品の天面に設けられた刻印部(80)と、を備える。

Description

高周波モジュール及び通信装置
 本発明は、高周波モジュール及び通信装置に関する。
 特許文献1には、モジュール基板と、モジュール基板の実装面に実装された電子部品と、電子部品の側面を覆う樹脂層と、を備えるモジュールが開示されている。電子部品の上面は、金属膜に接触しており、電子部品で発生した熱が金属膜を介して放熱される。
国際公開第2014/013831号
 高周波モジュールでは、さらなる放熱性の向上が求められている。
 本発明は、放熱性に優れた高周波モジュール及び通信装置を提供することを目的とする。
 本発明の一態様に係る高周波モジュールは、主面を有するモジュール基板と、主面に配置された1以上の回路部品と、主面に配置され、1以上の回路部品の側面を覆う樹脂部材と、樹脂部材の天面及び1以上の回路部品の天面に接触する金属層と、1以上の回路部品の天面に設けられた刻印部と、を備える。
 本発明の一態様に係る通信装置は、アンテナで送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、アンテナとRF信号処理回路との間で高周波信号を伝送する、上記一態様に係る高周波モジュールと、を備える。
 本発明によれば、放熱性に優れた高周波モジュール及び通信装置を提供することができる。
図1は、実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置の回路図である。 図2Aは、実施の形態に係る高周波モジュールの部品配置を示す平面図である。 図2Bは、実施の形態に係る高周波モジュールの部品配置を示す平面図である。 図3は、実施の形態に係る高周波モジュールの断面図である。 図4は、実施の形態に係る高周波モジュールの刻印部の配置を示す平面図である。 図5は、フィラーを含む樹脂部材の天面に設けられた刻印部の視認性を説明するための図である。 図6は、実施の形態の変形例1に係る高周波モジュールの刻印部の配置を示す平面図である。 図7は、実施の形態の変形例2に係る高周波モジュールの刻印部の配置を示す平面図である。
 以下では、本発明の実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
 また、本明細書において、平行又は直交などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
 また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)及び下方向(鉛直下方)を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。このため、例えば、部品又は部材の「上面」は、実際の使用態様において、鉛直上方側の面だけでなく、鉛直下方側の面、又は、水平方向に対して直交する面などの様々な面になりうる。
 また、本明細書及び図面において、x軸、y軸及びz軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。x軸及びy軸はそれぞれ、モジュール基板の平面視形状が矩形である場合に、当該矩形の第1辺、及び、当該第1辺に直交する第2辺に平行な方向である。z軸は、モジュール基板の厚み方向である。なお、本明細書において、モジュール基板の「厚み方向」とは、モジュール基板の主面に垂直な方向のことをいう。
 また、本明細書において、「接続される」とは、接続端子及び/又は配線導体で直接接続される場合だけでなく、他の回路素子を介して電気的に接続される場合も含む。また、「AとBとの間に接続される」とは、AとBとの間でA及びBの両方に接続されることを意味する。
 また、本発明の部品配置において、「モジュール基板の平面視」とは、z軸正側からxy平面に物体を正投影して見ることを意味する。また、「部品が基板に配置される」とは、部品が基板と接触した状態で基板上に配置されることに加えて、基板と接触せずに基板の上方に配置されること(例えば、部品が、基板上に配置された他の部品上に積層されること)、及び、部品の一部又は全部が基板内に埋め込まれて配置されることを含む。また、「部品が基板の主面に配置される」とは、部品が基板の主面と接触した状態で主面上に配置されることに加えて、部品が主面と接触せずに主面の上方に配置されること、及び、部品の一部が主面側から基板内に埋め込まれて配置されることを含む。
 また、本明細書において、「第1」、「第2」などの序数詞は、特に断りの無い限り、構成要素の数又は順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、区別する目的で用いられている。
 (実施の形態)
 [1.高周波モジュール及び通信装置の回路構成]
 まず、実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置の回路構成について、図1を用いて説明する。図1は、実施の形態に係る高周波モジュール1及び通信装置5の回路図である。
 [1-1.通信装置の回路構成]
 通信装置5は、通信システムで用いられる装置であり、例えばスマートフォン及びタブレットコンピュータなどの携帯端末である。図1に示されるように、通信装置5は、高周波モジュール1と、アンテナ2と、RF信号処理回路(RFIC)3と、ベースバンド信号処理回路(BBIC)4と、を備える。
 高周波モジュール1は、アンテナ2とRFIC3との間で高周波信号を伝送する。高周波モジュール1の内部構成については後で説明する。
 アンテナ2は、高周波モジュール1のアンテナ接続端子100に接続され、高周波モジュール1から出力された高周波信号(送信信号)を送信し、また、外部から高周波信号(受信信号)を受信して高周波モジュール1へ出力する。
 RFIC3は、アンテナ2で送受信される高周波信号を処理する信号処理回路の一例である。具体的には、RFIC3は、高周波モジュール1の受信経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をBBIC4へ出力する。また、RFIC3は、BBIC4から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号を、高周波モジュール1の送信経路に出力する。また、RFIC3は、高周波モジュール1が有するスイッチ及び増幅器などを制御する制御部を有する。なお、RFIC3の制御部としての機能の一部又は全部は、RFIC3の外部に実装されてもよく、例えば、BBIC4又は高周波モジュール1に実装されてもよい。
 BBIC4は、高周波モジュール1が伝送する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理するベースバンド信号処理回路である。BBIC4で処理された信号は、例えば、画像表示のための画像信号、及び/又は、スピーカを介した通話のために音声信号が使用される。
 なお、本実施の形態に係る通信装置5において、アンテナ2及びBBIC4は、必須の構成要素ではない。
 [1-2.高周波モジュールの回路構成]
 次に、高周波モジュール1の回路構成について説明する。図1に示されるように、高周波モジュール1は、電力増幅器10と、PA制御回路11と、低雑音増幅器20と、整合回路31、32、41及び42と、スイッチ51~53と、デュプレクサ61及び62と、を備える。また、高周波モジュール1は、アンテナ接続端子100と、制御入力端子111と、高周波入力端子110と、高周波出力端子120と、を備える。
 アンテナ接続端子100は、アンテナ2に接続される。
 制御入力端子111は、電力増幅器10の利得、並びに、電力増幅器10に供給される電源電圧及びバイアス電圧を制御するためのデジタル信号を受けるための端子である。例えば、制御入力端子111は、MIPI(Mobile Industry Processor Interface)端子であり、RFIC3からデジタル信号を受ける。
 高周波入力端子110は、高周波モジュール1の外部から高周波送信信号を受けるための端子である。本実施の形態では、高周波入力端子110は、RFIC3から、通信バンドA及びBの送信信号を受けるための端子である。
 高周波出力端子120は、高周波モジュール1の外部に高周波受信信号を提供するための端子である。本実施の形態では、高周波出力端子120は、RFIC3に通信バンドA及びBの受信信号を提供するための端子である。
 なお、通信バンドとは、通信システムのために標準化団体など(例えば3GPP(3rd Generation Partnership Project)及びIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)など)によって予め定義された周波数バンドを意味する。ここでは、通信システムとは、無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)を用いて構築される通信システムを意味する。通信システムとしては、例えば5GNR(5th Generation New Radio)システム、LTE(Long Term Evolution)システム及びWLAN(Wireless Local Area Network)システムなどを用いることができるが、これに限定されない。
 通信バンドA及びBは、互いに異なる通信バンドである。本実施の形態では、通信バンドA及びBとしてそれぞれ、周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)用の通信バンドが用いられている。なお、通信バンドA及びBの少なくとも一方として、時分割複信(TDD:Time Division Duplex)用の通信バンドが用いられてもよい。
 電力増幅器10は、通信バンドA及びBの送信信号を増幅することができる。ここでは、電力増幅器10の入力端子は、高周波入力端子110に接続され、電力増幅器10の出力端子は、スイッチ52に接続される。
 電力増幅器10の構成は特に限定されない。例えば、電力増幅器10は、単段構成であってもよく、多段構成であってもよい。例えば、電力増幅器10は、カスケード接続された複数の増幅素子を有してもよい。また、電力増幅器10は、高周波信号を平衡信号に変換して増幅してもよい。このような電力増幅器10は、差動増幅器と呼ばれる場合がある。なお、平衡信号とは、互いに逆の位相を有する信号の組を意味する。平衡信号は、差動信号と呼ばれる場合もある。
 PA制御回路11は、電力増幅器10を制御する制御回路の一例である。PA制御回路11は、制御入力端子111を介して入力されたデジタル信号に基づいて、電力増幅器10の利得を制御する。
 PA制御回路11は、例えば、1つの半導体集積回路である。半導体集積回路は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成され、具体的には、SOI(Silicon on Insulator)プロセスにより構成されている。これにより、半導体集積回路を安価に製造することが可能になる。なお、半導体集積回路は、GaAs、SiGe及びGaNのうち少なくとも1つで構成されてもよい。
 低雑音増幅器20は、アンテナ接続端子100で受けた通信バンドA及びBの受信信号を増幅することができる。ここでは、低雑音増幅器20の入力端子は、スイッチ53に接続され、低雑音増幅器20の出力端子は、高周波出力端子120に接続されている。
 低雑音増幅器20の構成は特に限定されない。例えば、低雑音増幅器20は、単段構成であってもよく、多段構成であってもよい。
 なお、電力増幅器10及び低雑音増幅器20は、例えば、Si系のCMOS、又は、GaAsを材料とした、電界効果トランジスタ(FET)若しくはヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)などで構成されている。
 デュプレクサ61は、通信バンドAを含む通過帯域を有するフィルタの一例である。デュプレクサ61は、通信バンドAの高周波信号を通過させる。デュプレクサ61は、通信バンドAの送信信号と受信信号とをFDD方式で伝送する。デュプレクサ61は、送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rを含む。
 送信フィルタ61Tは、通信バンドAのアップリンク動作バンド(uplink operating band)を含む通過帯域を有する。送信フィルタ61Tの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。送信フィルタ61Tの他端は、整合回路31及びスイッチ52を介して電力増幅器10の出力端子に接続される。
 アップリンク動作バンドとは、アップリンク用に指定された、通信バンドの一部を意味する。高周波モジュール1では、アップリンク動作バンドは送信帯域を意味する。
 受信フィルタ61Rは、通信バンドAのダウンリンク動作バンド(downlink operating band)を含む通過帯域を有する。受信フィルタ61Rの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。受信フィルタ61Rの他端は、整合回路41及びスイッチ53を介して低雑音増幅器20の入力端子に接続される。
 ダウンリンク動作バンドとは、ダウンリンク用に指定された、通信バンドの一部を意味する。高周波モジュール1では、ダウンリンク動作バンドは受信帯域を意味する。
 デュプレクサ62は、通信バンドBを含む通過帯域を有するフィルタの一例である。デュプレクサ62は、通信バンドBの高周波信号を通過させる。デュプレクサ62は、通信バンドBの送信信号と受信信号とをFDD方式で伝送する。デュプレクサ62は、送信フィルタ62T及び受信フィルタ62Rを含む。
 送信フィルタ62Tは、通信バンドBのアップリンク動作バンドを含む通過帯域を有する。送信フィルタ62Tの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。送信フィルタ62Tの他端は、整合回路32及びスイッチ52を介して電力増幅器10の出力端子に接続される。
 受信フィルタ62Rは、通信バンドBのダウンリンク動作バンドを含む通過帯域を有する。受信フィルタ62Rの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。受信フィルタ62Rの他端は、整合回路42及びスイッチ53を介して低雑音増幅器20の入力端子に接続される。
 送信フィルタ61T及び62T、並びに、受信フィルタ61R及び62Rは、例えば、SAW(Surface Acoustic Wave)を用いた弾性波フィルタ、BAW(Bulk Acoustic Wave)を用いた弾性波フィルタ、LC共振フィルタ及び誘電体フィルタのいずれかであるが、これらに限定されない。
 スイッチ51は、アンテナ接続端子100とデュプレクサ61及び62の各々との間に接続されている。スイッチ51は、アンテナスイッチとも称される。スイッチ51は、例えばRFIC3からの制御信号に基づいて、(a)アンテナ接続端子100と送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rとの接続、並びに、(b)アンテナ接続端子100と送信フィルタ62T及び受信フィルタ62Rとの接続、を切り替える。スイッチ51は、例えば、SPDT(Single Pole Double Throw)型のスイッチ回路である。なお、スイッチ51は、上記(a)及び(b)の接続を同時に実行可能なマルチ接続型のスイッチ回路であってもよい。
 スイッチ52は、デュプレクサ61及び62の各々と電力増幅器10との間に接続されている。スイッチ52は、例えばRFIC3からの制御信号に基づいて、電力増幅器10及び送信フィルタ61Tの接続と、電力増幅器10及び送信フィルタ62Tの接続と、を切り替える。スイッチ52は、例えば、SPDT型のスイッチ回路である。
 スイッチ53は、デュプレクサ61及び62の各々と低雑音増幅器20との間に接続されている。スイッチ53は、例えばRFIC3からの制御信号に基づいて、低雑音増幅器20及び受信フィルタ61Rの接続と、低雑音増幅器20及び受信フィルタ62Rの接続と、を切り替える。スイッチ53は、例えば、SPDT型のスイッチ回路である。
 整合回路31は、送信フィルタ61Tと電力増幅器10の出力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路31は、スイッチ52を介して電力増幅器10に接続されている。整合回路31は、送信フィルタ61Tと電力増幅器10とのインピーダンス整合をとる。
 整合回路32は、送信フィルタ62Tと電力増幅器10の出力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路32は、スイッチ52を介して電力増幅器10に接続されている。整合回路32は、送信フィルタ62Tと電力増幅器10とのインピーダンス整合をとる。
 整合回路41は、受信フィルタ61Rと低雑音増幅器20の入力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路41は、スイッチ53を介して低雑音増幅器20に接続されている。整合回路41は、受信フィルタ61Rと低雑音増幅器20とのインピーダンス整合をとる。
 整合回路42は、受信フィルタ62Rと低雑音増幅器20の入力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路42は、スイッチ53を介して低雑音増幅器20に接続されている。整合回路42は、受信フィルタ62Rと低雑音増幅器20とのインピーダンス整合をとる。
 また、整合回路31、32、41及び42はそれぞれ、インダクタ、キャパシタ及び抵抗の少なくとも1つを用いて形成されている。例えば、整合回路31、32、41及び42はそれぞれ、チップ状のインダクタを含んでいる。
 なお、整合回路31及び32の代わりに、又は、整合回路31及び32に加えて、スイッチ52と電力増幅器10の出力端子との間に整合回路が設けられていてもよい。また、整合回路41及び42の代わりに、又は、整合回路41及び42に加えて、スイッチ53と低雑音増幅器20の入力端子との間に整合回路が設けられていてもよい。また、スイッチ51とデュプレクサ61又は62との間に整合回路が設けられていてもよい。
 上記回路構成を有する高周波モジュール1において、電力増幅器10、スイッチ52、整合回路31及び送信フィルタ61Tは、アンテナ接続端子100に向けて通信バンドAの送信信号を出力する第1送信回路を構成する。また、電力増幅器10、スイッチ52、整合回路32及び送信フィルタ62Tは、アンテナ接続端子100に向けて通信バンドBの送信信号を出力する第2送信回路を構成する。
 また、低雑音増幅器20、スイッチ53、整合回路41及び受信フィルタ61Rは、アンテナ2からアンテナ接続端子100を介して通信バンドAの受信信号を入力する第1受信回路を構成する。また、低雑音増幅器20、スイッチ53、整合回路42及び受信フィルタ62Rは、アンテナ2からアンテナ接続端子100を介して通信バンドBの受信信号を入力する第2受信回路を構成する。
 上記回路構成によれば、本実施の形態に係る高周波モジュール1は、(1)通信バンドAの高周波信号の送受信、(2)通信バンドBの高周波信号の送受信、及び(3)通信バンドAの高周波信号と通信バンドBの高周波信号との同時送信、同時受信、又は同時送受信、の少なくともいずれかを実行することが可能である。
 なお、本実施の形態に係る高周波モジュール1では、送信回路及び受信回路がスイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続されていなくてもよく、上記送信回路及び上記受信回路が、異なる端子を介してアンテナ2に接続されていてもよい。
 また、図1に示される回路素子のいくつかは、高周波モジュール1に含まれなくてもよい。例えば、高周波モジュール1は、送信信号を伝送する送信回路のみを含んでもよく、この場合、低雑音増幅器20、整合回路41及び42、スイッチ53、並びに、受信フィルタ61R及び62Rを備えなくてもよい。また、高周波モジュール1は、受信信号を伝送する受信回路のみを含んでもよく、この場合、電力増幅器10、整合回路31及び32、スイッチ52、並びに、送信フィルタ61T及び62Tを備えなくてもよい。また、高周波モジュール1は、1つのみの通信バンドの高周波信号を伝送してもよく、この場合、スイッチ51、整合回路32及び42、並びに、デュプレクサ62を備えなくてもよい。
 [2.高周波モジュールの部品配置]
 次に、高周波モジュール1の部品配置の例について、図2A、図2B及び図3を用いて説明する。
 図2A及び図2Bはそれぞれ、本実施の形態に係る高周波モジュール1の部品配置を表す平面図である。図2Aは、モジュール基板91の主面91aをz軸の正側から見たときの主面91aに配置された部品及び部材の配置を表している。図2Bは、モジュール基板91の主面91bをz軸の正側から見たときの主面91bに配置された部品及び部材の配置を表している。なお、主面91bは、z軸の負側に面しているので、図2Bは、モジュール基板91の主面91a側に位置する部品及び部材、並びに、モジュール基板91を透視して見た平面図である。
 図3は、本実施の形態に係る高周波モジュール1の断面図である。図3は、図2A及び図2BのIII-III線における断面を表している。なお、図3では、図の見やすさを考慮してモジュール基板91には断面を表す網掛けを付していない。
 図2A、図2B及び図3に示されるように、高周波モジュール1は、図1に示す回路構成に加えて、刻印部80(図4を参照)と、モジュール基板91と、樹脂部材92及び93と、金属シールド層95と、外部接続端子150と、を備える。
 モジュール基板91は、主面91aと、主面91aの反対側の主面91bと、を有する。モジュール基板91は、平面視において矩形状を有するが、モジュール基板91の形状はこれに限定されない。モジュール基板91としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics)基板、高温同時焼成セラミックス(HTCC:High Temperature Co-fired Ceramics)基板、部品内蔵基板、再配線層(RDL:Redistribution Layer)を有する基板、又は、プリント基板などを用いることができるが、これらに限定されない。
 主面91aは、上面又は表面と呼ばれる場合がある。主面91aには、1以上の回路部品が配置されている。1以上の回路部品はそれぞれ、表面実装部品(SMD:Surface Mount Device)である。具体的には、回路部品は、集積回路(IC:Integrated Circuit)、集積受動デバイス(IPD:Integrated Passive Device)、又は、チップインダクタ若しくはチップコンデンサなどの個別受動部品などである。本実施の形態では、図2Aに示されるように、主面91aに配置された複数の回路部品はそれぞれ、電力増幅器10と、整合回路31、32、41及び42と、スイッチ51と、送信フィルタ61T及び62Tと、受信フィルタ61Rと、である。なお、整合回路31、32、41及び42は、例えばチップインダクタである。
 主面91bは、下面又は裏面と呼ばれる場合がある。主面91bには、1以上の回路部品が配置されている。本実施の形態では、図2Bに示されるように、主面91bに配置された複数の回路部品はそれぞれ、PA制御回路11と、スイッチ52と、受信フィルタ62Rと、低雑音増幅器20及びスイッチ53を含む半導体集積回路70と、である。さらに、主面91bには、複数の外部接続端子150が配置されている。
 半導体集積回路70は、半導体チップ(ダイとも呼ばれる)の表面及び内部に形成された電子回路を有する電子部品である。図2Bに示される例では、半導体集積回路70は、低雑音増幅器20と、スイッチ53と、を含む。半導体集積回路70は、例えば、CMOSで構成され、具体的にはSOIプロセスにより構成されてもよい。これにより、半導体集積回路70を安価に製造することが可能になる。なお、半導体集積回路70は、GaAs、SiGe及びGaNのうちの少なくとも1つで構成されてもよい。これにより、高品質な半導体集積回路70を実現することができる。
 複数の外部接続端子150は、図1に示されたアンテナ接続端子100、制御入力端子111、高周波入力端子110及び高周波出力端子120を含む。また、複数の外部接続端子150は、グランド端子を含む。複数の外部接続端子150の各々は、高周波モジュール1のz軸負側に配置されたマザー基板上の入出力端子及び/又はグランド端子などに接続される。複数の外部接続端子150は、主面91bを覆う樹脂部材93を貫通するポスト電極である。
 樹脂部材92は、モジュール基板91の主面91a上に配置され、主面91aと、主面91aに配置された1以上の回路部品の側面と、を覆っている。本実施の形態では、樹脂部材92は、主面91aに配置された複数の回路部品のうち1以上の回路部品の天面をさらに覆っている。具体的には、樹脂部材92は、整合回路31、32、41及び42、スイッチ51並びに受信フィルタ61Rの各々の天面を覆っている。電力増幅器10並びに送信フィルタ61T及び62Tの天面は、樹脂部材92に覆われずに露出している。なお、「面を覆う」とは、面の少なくとも一部を覆うことを意味し、面の全てを覆う場合だけでなく、面の一部のみを覆う場合も意味する。
 なお、天面とは、回路部品が有する複数の主面のうち、モジュール基板91側の主面とは反対側の主面に相当する。例えば、主面91aに配置された回路部品の天面は、当該回路部品の上面(z軸の正側の主面)に相当する。樹脂部材92の天面についても同様である。
 樹脂部材93は、モジュール基板91の主面91b上に配置され、主面91bと、主面91bに配置された1以上の回路部品の側面と、を覆っている。具体的には、樹脂部材92は、主面91bに配置された各回路部品の側面及び天面(下面)を覆っている。なお、主面91bに配置された複数の回路部品の少なくとも1つは、樹脂部材93に覆われていなくてもよい。
 金属シールド層95は、樹脂部材92の天面92aと、主面91aに配置された1以上の回路部品の天面と、に接触している。具体的には、図3に示されるように、金属シールド層95は、電力増幅器10の天面10a、送信フィルタ61Tの天面61Ta、及び、送信フィルタ62Tの天面62Ta(図4を参照)に接触している。本実施の形態では、金属シールド層95は、樹脂部材92の天面92aと、電力増幅器10の天面10a、送信フィルタ61Tの天面61Ta、及び、送信フィルタ62Tの天面62Taと、樹脂部材92、モジュール基板91及び樹脂部材93の各々の側面と、を接触して覆っている。
 金属シールド層95は、例えば、スパッタ法により形成された金属薄膜である。例えば、金属シールド層95は、モジュール基板91の側面で、モジュール基板91の主面91a、内部又は主面91bに設けられたグランド電極パターンと電気的に接続されている。これにより、金属シールド層95は、グランド電位に設定され、外来ノイズが高周波モジュール1に含まれる回路部品に侵入することを抑制する。
 高周波モジュール1は、例えば、モジュール基板91の主面91aに各回路部品を配置した後、液状樹脂を用いて、回路部品及び主面91aの全体をモールドする。このとき、天面を露出させる回路部品(具体的には、電力増幅器10並びに送信フィルタ61T及び62T)の天面も液状樹脂で覆ってよい。液状樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂を研磨する。このとき、電力増幅器10並びに送信フィルタ61T及び62Tの一部も同時に研磨してもよい。これにより、電力増幅器10の天面10aと、送信フィルタ61Tの天面61Taと、送信フィルタ62Tの天面62Taと、樹脂部材92の天面92aと、を面一にすることができる。
 その後、電力増幅器10の天面10aに刻印部80を形成した後、電力増幅器10の天面10aと、送信フィルタ61Tの天面61Taと、送信フィルタ62Tの天面62Taと、樹脂部材92の天面92a及び側面とを覆うように金属膜をスパッタリングで形成する。これにより、金属シールド層95が形成される。
 [3.刻印部]
 次に、高周波モジュール1が備える刻印部80について、図4を用いて説明する。
 図4は、本実施の形態に係る高周波モジュール1の刻印部80を示す平面図である。具体的には、図4は、金属シールド層95の天面部分を透視して樹脂部材92の天面92aを表している。電力増幅器10の天面10a、送信フィルタ61Tの天面61Ta及び送信フィルタ62Tの天面62Taは、樹脂部材92に覆われていない。また、図4では、図2Aに示される回路部品のうち、天面が樹脂部材92で覆われた部品を破線で表している。
 刻印部80は、高周波モジュール1に関する所定の情報を示している。所定の情報は、高周波モジュール1の型番、製造時のロット番号、及び/又は、メーカー名などである。刻印部80は、文字、図形又は記号を含んでいる。文字は、アルファベット又は数字であるが、平仮名、片仮名又は漢字などであってもよい。図4に示される例では、刻印部80は、「1234」の4文字を含んでいる。
 なお、刻印部80は、二次元コードを含んでもよい。二次元コードは、例えばQRコード(登録商標)である。二次元コードは、例えば、高周波モジュール1に関する情報を提示するWebページを示すURL(Uniform Resource Locator)などを表している。
 刻印部80は、主面91aに配置された1以上の回路部品の天面に設けられている。本実施の形態では、図4に示されるように、刻印部80は、電力増幅器10の天面10aのみに設けられている。刻印部80は、電力増幅器10の天面10aに設けられた溝及び/又は凹部によって形成される。例えば、刻印部80は、文字の線に沿って形成された複数の溝である。刻印部80は、例えば、電力増幅器10の天面10aにレーザ光を照射し、電力増幅器10の基板の一部を削ることにより形成される。なお、刻印部80は、文字の線以外の部分を削ることで浮き上がらせた文字(凸部)であってもよい。
 本実施の形態では、刻印部80を覆うように金属シールド層95が設けられている。刻印部80を形成する溝及び/又は凹部の深さは、金属シールド層95の厚みよりも長い。刻印部80の溝及び/又は凹部の深さは、例えば20μm以上30μm以下である。これに対して、金属シールド層95の厚みは、例えば10μm程度である。金属シールド層95は、刻印部80の凹凸形状を追従するように均一な膜厚で形成される。このため、金属シールド層95の表面(上面)には、刻印部80と同等の凹凸が形成される。これにより、刻印部80は、金属シールド層95で覆われていたとしても、外部から視認することが可能になる。
 刻印部80が天面10aに設けられることにより、電力増幅器10の天面10aの表面積が大きくなる。これにより、天面10aに接触する金属シールド層95との接触面積が大きくなる。接触面積が大きくなることにより、電力増幅器10で発生した熱が金属シールド層95に伝わりやすくなり、放熱性が高められる。
 また、刻印部80の凹凸によるアンカー効果によって金属シールド層95と電力増幅器10との密着性が高くなる。これにより、金属シールド層95の剥離が抑制され、信頼性及び耐久性の高い高周波モジュール1が実現される。
 刻印部80が設けられた電力増幅器10は、平面視において、モジュール基板91の主面91aの中心よりも主面91aの端の近くに配置されている。具体的には、電力増幅器10と主面91aの端との最短距離は、電力増幅器10と主面91aの中心との最短距離より短い。なお、「AとBとの最短距離」とは、Aのうち最もBに近い部位とBのうち最もAに近い部位との距離を意味する。また、主面91aの端は、平面視における主面91aの輪郭上の一点である。電力増幅器10は、例えば、主面91aの中心よりも、主面91aの4つの角(頂点)のうちの1つの近くに配置されている。
 このように、高周波モジュール1の偏った位置に刻印部80が配置されることにより、高周波モジュール1の向きの判定に刻印部80を利用することができる。
 なお、刻印部80は、送信フィルタ61Tの天面61Ta又は送信フィルタ62Tの天面62Taに設けられていてもよい。天面61Ta又は62Taは、SAWフィルタの支持基板の表面又はカバー部材の表面である。
 また、刻印部80が樹脂部材92に設けられていないことにより、刻印部80の視認性を高めることができる。図5の(a)に示されるように、樹脂部材92には、フィラー92bが含まれていることがある。
 図5は、フィラー92bを含む樹脂部材92の天面92aに設けられた刻印部80の視認性を説明するための図である。なお、図5の(a)~(c)は、樹脂部材92の断面を表す断面図であり、(d)は、樹脂部材92の天面92aを表す平面図である。
 フィラー92bは、樹脂部材92の主成分であるマトリクス材料より硬く、図5の(b)に示されるように、研磨後の樹脂部材92の天面92aに、フィラー92bが研磨されずに露出して残留することがある。露出したフィラー92bは、脱離しやすいので、図5の(c)に示されるように、脱離した部分が凹部92cとして形成される。凹部92cに重なるように、刻印部80が形成された場合、刻印部80の文字の一部が潰れて視認性が悪くなる。例えば、図5の(d)に示されるように、刻印部80が表す「5」の一部に凹部92cが重なることで、「6」と誤認しやすくなる。
 これに対して、電力増幅器10の天面10aは、Si又はGaAsなどの半導体基板の表面であるので、レーザ加工によって安定した深さで刻印部80を形成することができる。フィラー92bによる凹部92cの発生もなく、視認性が高い刻印部80が形成される。
 [4.効果など]
 以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール1は、主面91aを有するモジュール基板91と、主面91aに配置された1以上の回路部品と、主面91aに配置され、1以上の回路部品の側面を覆う樹脂部材92と、樹脂部材92の天面92a及び1以上の回路部品の天面に接触する金属シールド層95と、1以上の回路部品の天面に設けられた刻印部80と、を備える。
 これにより、金属シールド層95と回路部品との接触面積が大きくなることにより、回路部品で発生した熱が金属シールド層95に伝わりやすくなる。よって、放熱性に優れた高周波モジュール1が実現される。また、刻印部80の凹凸によるアンカー効果によって金属シールド層95の剥離が抑制され、信頼性及び耐久性の高い高周波モジュール1が実現される。
 また、例えば、刻印部80は、1以上の回路部品の天面のみに設けられている。
 これにより、同一部材の表面に刻印部80が設けられるので、均一な深さの溝及び/又は凹部を形成しやすくなる。よって、刻印部80の視認性を高めることができる。仮に、異種部材にまたがって溝及び/又は凹部をレーザで形成する場合、レーザの出力を変更する必要が発生し、レーザ加工の工数が増加するので、刻印部80の形成に要する時間が短くなる。同一部材の表面に刻印部80を形成する場合には、レーザの出力を変更しなくてよく、レーザ加工の工数が減るので、短時間で視認性の高い刻印部80を形成することができる。
 また、例えば、1以上の回路部品は、主面91aの平面視において、主面91aの中心よりも主面91aの端の近くに配置されている。
 これにより、高周波モジュール1の偏った位置に刻印部80が配置されることにより、高周波モジュール1の向きの判定に刻印部80を利用することができる。
 また、例えば、1以上の回路部品は、送信信号を増幅する電力増幅器10を含む。例えば、1以上の回路部品は、高周波帯域に通過帯域を有するフィルタを含んでもよい。
 これにより、発熱しやすい部品の放熱性を高めることができる。
 また、例えば、樹脂部材92は、フィラーを含む。
 これにより、刻印部80の視認性を高めることができる。
 また、例えば、1以上の回路部品の天面は、樹脂部材92の天面と面一である。
 これにより、樹脂部材92の天面92aと回路部品の天面とを金属シールド層95が段差なく滑らかに覆うことができる。凹凸が減り、均一な膜厚でシールド効果の高い金属シールド層95を形成することができる。
 また、例えば、刻印部80は、文字、図形、記号又は二次元コードを含む。
 これにより、文字などによって容易に所定の情報を人に知らせることができる。また、二次元コードを利用することで、より多くの情報を人に知らせることができる。
 また、本実施の形態に係る通信装置5は、アンテナ2で送受信される高周波信号を処理するRFIC3と、アンテナ2とRFIC3との間で高周波信号を伝送する高周波モジュール1と、を備える。
 これにより、放熱性に優れた高周波モジュール1を備える通信装置5を実現することができる。
 [5.変形例]
 ここで、実施の形態の変形例について説明する。以下の説明では、実施の形態との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略又は簡略化する。
 [5-1.変形例1]
 実施の形態では、刻印部80の全体が電力増幅器10の天面10aに設けられている例を示したが、これに限らない。図6に示されるように、変形例1では、刻印部80の一部が樹脂部材92の天面92aに設けられている。
 図6は、実施の形態の変形例1に係る高周波モジュール1Aの刻印部80の配置を示す平面図である。図6に示されるように、刻印部80は、電力増幅器10の天面10aに設けられた第1部分81と、樹脂部材92の天面92aに設けられた第2部分82と、を含んでいる。
 第1部分81は、「1」の1文字を含んでいる。第2部分82は、「234」の3文字を含んでいる。第1部分81と第2部分82とを合わせることで、1つの情報(例えば、型番)を表している。
 なお、第1部分81及び第2部分82に含まれる文字数は、同じでなくてもよく、異なっていてもよい。第1部分81及び第2部分82の各々は、1文字以上の文字を含んでいる。あるいは、第1部分81及び第2部分82の少なくとも一方は、文字ではなく、又は、文字の代わりに、図形、記号若しくは二次元コードを含んでもよい。
 以上のように、本変形例に係る高周波モジュール1Aでは、刻印部80は、1以上の回路部品の天面と樹脂部材92の天面92aとに設けられている。
 これにより、刻印部80の配置の自由度を高めることができる。また、平面視形状が小さい回路部品であっても、刻印部80の一部を設けることで放熱性を高めることができる。
 なお、刻印部80のうち、樹脂部材92の天面92aに設けられた第2部分82は、樹脂部材92に天面が覆われた回路部品に接していてもよい。つまり、第2部分82の溝及び/又は凹部の底が、回路部品の天面であってもよい。例えば、レーザ加工によって樹脂部材92を研削し、回路部品の天面を露出させるように刻印部80を形成してもよい。
 この場合、金属シールド層95は、刻印部80を介して回路部品の天面に接する。例えば、刻印部80が接する回路部品は、整合回路31、32、41又は42である。当該回路部品の天面及び側面には、グランド電位に接続された金属層が設けられていてもよい。これにより、金属シールド層95に対するグランドを強化することができる。
 [5-2.変形例2]
 実施の形態では、刻印部80の全体が1つの回路部品(電力増幅器10)の天面に設けられている例を示したが、これに限らない。図7に示されるように、変形例2では、複数の回路部品の天面にまたがって刻印部80が設けられている。
 図7は、実施の形態の変形例2に係る高周波モジュール1Bの刻印部80の配置を示す平面図である。図7に示されるように、刻印部80は、電力増幅器10の天面10aに設けられた第1部分81と、送信フィルタ61Tの天面61Taに設けられた第2部分82と、を含んでいる。
 以上のように、本変形例に係る高周波モジュール1Bでは、刻印部80は、複数の回路部品の各々の天面に設けられている。
 これにより、樹脂部材92には刻印部80が設けられないので、フィラー92bの影響を受けずに、刻印部80の視認性を高めることができる。また、1つの回路部品には刻印部80の全体が形成できない場合でも、複数の回路部品に分けて形成することができるので、複数の回路部品の各々の放熱性を高めることができる。
 (その他)
 以上、本発明に係る高周波モジュール及び通信装置について、上記の実施の形態などに基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
 例えば、金属シールド層95の厚みは、刻印部80の深さよりも厚くてもよい。また、例えば、金属シールド層95は刻印部80の少なくとも一部を覆っていなくてもよい。
 また、例えば、電力増幅器10、送信フィルタ61T及び62Tの少なくとも1つは、樹脂部材92に覆われていてもよい。つまり、金属シールド層95に接する回路部品の種別は特に限定されない。
 また、例えば、高周波モジュールに含まれる複数の回路部品の、モジュール基板91の主面91a及び91bへの配置の振り分けは特に限定されない。例えば、PA制御回路11は主面91aに配置されていてもよく、送信フィルタ61T又は62Tが主面91bに配置されていてもよい。あるいは、全ての回路部品が主面91aに配置されていてもよく、主面91bには回路部品が配置されていなくてもよい。
 また、例えば、高周波モジュールは、主面91bを覆う樹脂部材93を備えなくてもよい。また、例えば、外部接続端子150は、バンプ電極であってもよく、平面電極であってもよい。
 また、例えば、樹脂部材92に覆われていない回路部品の天面と、樹脂部材92の天面92aとは面一でなくてもよい。例えば、電力増幅器10の天面10aと樹脂部材92の天面92aとには段差が設けられていてもよい。
 その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
 本発明は、マルチバンド対応のフロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器などに広く利用することができる。
1、1A、1B 高周波モジュール
2 アンテナ
3 RFIC
4 BBIC
5 通信装置
10 電力増幅器
10a、61Ta、62Ta、92a 天面
11 PA制御回路
20 低雑音増幅器
31、32、41、42 整合回路
51、52、53 スイッチ
61、62 デュプレクサ
61R、62R 受信フィルタ
61T、62T 送信フィルタ
70 半導体集積回路
80 刻印部
81 第1部分
82 第2部分
91 モジュール基板
91a、91b 主面
92、93 樹脂部材
92b フィラー
92c 凹部
95 金属シールド層
100 アンテナ接続端子
110 高周波入力端子
111 制御入力端子
120 高周波出力端子
150 外部接続端子

Claims (11)

  1.  主面を有するモジュール基板と、
     前記主面に配置された1以上の回路部品と、
     前記主面に配置され、前記1以上の回路部品の側面を覆う樹脂部材と、
     前記樹脂部材の天面及び前記1以上の回路部品の天面に接触する金属層と、
     前記1以上の回路部品の天面に設けられた刻印部と、を備える、
     高周波モジュール。
  2.  前記刻印部は、前記1以上の回路部品の天面のみに設けられている、
     請求項1に記載の高周波モジュール。
  3.  前記刻印部は、前記1以上の回路部品の天面と前記樹脂部材の天面とに設けられている、
     請求項1に記載の高周波モジュール。
  4.  前記1以上の回路部品は、複数の回路部品であり、
     前記刻印部は、前記複数の回路部品の各々の天面に設けられている、
     請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  5.  前記1以上の回路部品は、前記主面の平面視において、前記主面の中心よりも前記主面の端の近くに配置されている、
     請求項1~4のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  6.  前記1以上の回路部品は、高周波帯域に通過帯域を有するフィルタを含む、
     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1以上の回路部品は、送信信号を増幅する電力増幅器を含む、
     請求項1~6のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  8.  前記樹脂部材は、フィラーを含む、
     請求項1~7のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  9.  前記1以上の回路部品の天面は、前記樹脂部材の天面と面一である、
     請求項1~8のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  10.  前記刻印部は、文字、図形、記号又は二次元コードを含む、
     請求項1~9のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  11.  アンテナで送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、
     前記アンテナと前記RF信号処理回路との間で前記高周波信号を伝送する、請求項1~10のいずれか1項に記載の高周波モジュールと、を備える、
     通信装置。
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