WO2022153768A1 - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents

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幸哉 山口
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Definitions

  • the present invention relates to a high frequency module and a communication device.
  • Patent Document 1 the metal block arranged on the back surface (lower surface) of the module substrate realizes improvement of heat dissipation of the component arranged on the front surface (upper surface) of the module substrate.
  • the present invention provides a high-frequency module and a communication device capable of improving the heat dissipation of the power amplification component arranged on the back surface of the module substrate.
  • the high-frequency module includes a module substrate having a first main surface and a second main surface facing each other, a first resin member covering at least a part of the first main surface, and a first resin member. It includes a first shield electrode layer that covers at least a part of the surface, a plurality of external connection terminals arranged on the second main surface, a power amplification component arranged on the second main surface, and a first metal electrode.
  • the power amplification component has a third main surface and a fourth main surface facing each other, and the third main surface is formed on a base material located between the second main surface and the fourth main surface and a base material.
  • the first metal electrode is arranged on the fourth main surface and is in contact with the first shield electrode layer.
  • the high frequency module it is possible to improve the heat dissipation of the power amplification component arranged on the back surface of the module substrate.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a high frequency module and a communication device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a power amplifier included in the high frequency module according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of the high frequency module according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective plan view of the high frequency module according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the high frequency module according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the power amplification component in the high frequency module according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the power amplification component of the high-frequency module according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective plan view of the high frequency module according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the high frequency module according to the second embodiment.
  • each figure is a schematic view in which emphasis, omission, or ratio is adjusted as appropriate to show the present invention, and is not necessarily exactly illustrated. What is the actual shape, positional relationship, and ratio? May be different. In each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted or simplified.
  • the x-axis and the y-axis are axes orthogonal to each other on a plane parallel to the main surface of the module substrate.
  • the x-axis is parallel to the first side of the module substrate
  • the y-axis is parallel to the second side orthogonal to the first side of the module substrate.
  • the z-axis is an axis perpendicular to the main surface of the module substrate, its positive direction indicates an upward direction, and its negative direction indicates a downward direction.
  • 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 connected between A and B to both A and B, in addition to being connected in series to the path connecting A and B. , Including being connected between the path and the ground.
  • planar view means that an object is orthographically projected onto the xy plane from the positive side of the z-axis.
  • a overlaps with B in a plan view means that the region of A orthographically projected on the xy plane overlaps with the region of B orthographically projected on the xy plane.
  • terms indicating the relationship between elements such as “parallel” and “vertical”, terms indicating the shape of elements such as “rectangle”, and numerical ranges do not only express strict meanings. It means that a substantially equivalent range, for example, an error of about several percent is included.
  • the component is arranged on the substrate means that the component is arranged on the substrate in contact with the substrate and is arranged above the substrate without contacting the substrate (for example,).
  • the component is laminated on another component arranged on the substrate), and a part or all of the component is embedded and arranged in the substrate.
  • the component is arranged on the main surface of the board means that the component is arranged on the main surface in a state of being in contact with the main surface of the board, and the component is mainly arranged without contacting the main surface. It includes being arranged above the surface and having a part of the component embedded in the substrate from the main surface side.
  • a is formed on the B main surface side of the base material means that A is formed at a position closer to the B main surface than the C main surface on the opposite side of the B main surface. do.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a high frequency module 1 and a communication device 5 according to the present embodiment.
  • the communication device 5 includes a high frequency module 1, an antenna 2, an RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit) 3, and a BBIC (Baseband Integrated Circuit) 4.
  • a high frequency module 1 an antenna 2
  • an RFIC Radio Frequency Integrated Circuit
  • BBIC Baseband Integrated Circuit
  • the high frequency module 1 transmits a high frequency signal between the antenna 2 and the RFIC 3.
  • the internal configuration of the high frequency module 1 will be described later.
  • the antenna 2 is connected to the antenna connection terminal 100 of the high frequency module 1, receives a high frequency signal from the outside, and outputs the high frequency signal to the high frequency module 1.
  • RFIC3 is an example of a signal processing circuit that processes high frequency signals. 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 has a control unit that controls a switch, an amplifier, and the like included in the high frequency module 1. A part or all of the functions of the RFIC 3 as a control unit may be mounted outside the RFIC 3, for example, the BBIC 4 or the high frequency module 1.
  • the BBIC 4 is a baseband signal processing circuit that processes signals using an intermediate frequency band having a lower frequency than the high frequency signal transmitted by the high frequency module 1.
  • the signal processed by the BBIC 4 for example, an image signal for displaying an image and / or an audio signal for a call via a speaker is used.
  • the antenna 2 and the BBIC 4 are not essential components in the communication device 5 according to the present embodiment.
  • the high frequency module 1 includes a power amplifier 11, a low noise amplifier 21, impedance matching circuits (MN) 41 to 44, switches 51 to 53, duplexers 61 and 62, and a control circuit 71.
  • the antenna connection terminal 100, the high frequency input terminal 121, the high frequency output terminal 122, and the control terminal 130 are provided.
  • the antenna connection terminal 100 is connected to the antenna 2 outside the high frequency module 1.
  • the high frequency input terminal 121 is a terminal for receiving a high frequency transmission signal from the outside of the high frequency module 1.
  • the high frequency input terminal 121 is connected to the RFIC 3 outside the high frequency module 1.
  • the high frequency output terminal 122 is a terminal for providing a high frequency reception signal to the outside of the high frequency module 1.
  • the high frequency output terminal 122 is connected to the RFIC 3 outside the high frequency module 1.
  • the control terminal 130 is a terminal for transmitting a control signal. That is, the control terminal 130 is a terminal for receiving a control signal from the outside of the high frequency module 1 and / or a terminal for supplying a control signal to the outside of the high frequency module 1.
  • the control signal is a signal related to the control of electronic components included in the high frequency module 1. Specifically, the control signal is, for example, a digital signal for controlling the power amplifier 11, the low noise amplifier 21, and the switches 51 to 53, but is not limited thereto.
  • the power amplifier 11 is connected between the high frequency input terminal 121 and the transmission filters 61T and 62T. Specifically, the input end of the power amplifier 11 is connected to the high frequency input terminal 121. On the other hand, the output end of the power amplifier 11 is connected to the transmission filters 61T and 62T via the impedance matching circuit 43 and the switch 52.
  • the power amplifier 11 can amplify the transmission signals of the bands A and B received by the high frequency input terminal 121.
  • the transmission signals of bands A and B amplified by the power amplifier 11 are transmitted to the transmission filters 61T and 62T via the impedance matching circuit 43 and the switch 52, respectively.
  • the low noise amplifier 21 is connected between the reception filters 61R and 62R and the high frequency output terminal 122. Specifically, the input end of the low noise amplifier 21 is connected to the reception filters 61R and 62R via the switch 53 and the impedance matching circuit 44. On the other hand, the output end of the low noise amplifier 21 is connected to the high frequency output terminal 122.
  • the low noise amplifier 21 can amplify the received signals of the bands A and B received by the antenna connection terminal 100. The amplified received signals of the bands A and B are output to the RFIC 3 via the high frequency output terminal 122.
  • the impedance matching circuit 41 is connected to the output end of the transmission filter 61T and the input end of the reception filter 61R, and is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
  • the impedance matching circuit 41 is composed of, for example, an inductor and / or a capacitor, and can perform impedance matching between the switch 51 and the duplexer 61.
  • the impedance matching circuit 42 is connected to the output end of the transmission filter 62T and the input end of the reception filter 62R, and is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
  • the impedance matching circuit 42 is composed of, for example, an inductor and / or a capacitor, and can perform impedance matching between the switch 51 and the duplexer 62.
  • the impedance matching circuit 43 is connected to the output terminal of the power amplifier 11 and is connected to the input terminals of the transmission filters 61T and 62T via the switch 52.
  • the impedance matching circuit 43 is composed of, for example, an inductor and / or a capacitor, and can perform impedance matching between the output impedance of the power amplifier 11 and the input impedance of the switch 52.
  • the impedance matching circuit 44 is connected to the input terminal of the low noise amplifier 21 and is connected to the output terminals of the reception filters 61R and 62R via the switch 53.
  • the impedance matching circuit 44 is composed of, for example, an inductor and / or a capacitor, and can perform impedance matching between the output impedance of the switch 53 and the input impedance of the low noise amplifier 21.
  • the switch 51 is connected between the antenna connection terminal 100 and the duplexers 61 and 62.
  • the switch 51 is composed of, for example, a multi-connection type switch circuit, and is sometimes called an antenna switch.
  • the switch 51 has terminals 511 to 513.
  • the terminal 511 is connected to the antenna connection terminal 100.
  • the terminal 512 is connected to the duplexer 61 via the impedance matching circuit 41.
  • the terminal 513 is connected to the duplexer 62 via an impedance matching circuit 42.
  • the switch 51 can connect the terminal 511 to the terminals 512 and / or 513 based on, for example, a control signal from the RFIC3. That is, the switch 51 can connect the antenna 2 to the duplexer 61 and / or 62.
  • the switch 52 is connected between the power amplifier 11 and the transmission filters 61T and 62T.
  • the switch 52 is composed of, for example, a multi-connection type switch circuit, and is sometimes called a transmission band select switch.
  • the switch 52 has terminals 521 to 523.
  • the terminal 521 is connected to the output terminal of the power amplifier 11 via an impedance matching circuit 43.
  • the terminal 522 is connected to the input end of the transmission filter 61T.
  • the terminal 523 is connected to the input end of the transmission filter 62T.
  • the switch 52 can connect the terminal 521 to the terminals 522 and / or 523 based on, for example, a control signal from the RFIC3. That is, the switch 52 can connect the power amplifier 11 to the transmission filter 61T and / or 62T.
  • the switch 53 is connected between the low noise amplifier 21 and the reception filters 61R and 62R.
  • the switch 53 is composed of, for example, a multi-connection type switch circuit, and is sometimes called a reception band select switch.
  • the switch 53 has terminals 531 to 533. Terminal 531 is connected to the input end of the low noise amplifier 21 via an impedance matching circuit 44.
  • the terminal 532 is connected to the output end of the reception filter 61R.
  • the terminal 533 is connected to the output end of the reception filter 62R.
  • the switch 53 can connect the terminal 531 to the terminal 532 and / or 533 based on, for example, a control signal from the RFIC3. That is, the switch 53 can connect the low noise amplifier 21 to the reception filter 61R and / or 62R.
  • Duplexer 61 has a pass band including band A.
  • the duplexer 61 has a transmission filter 61T and a reception filter 61R, and enables frequency division duplex (FDD) in band A.
  • FDD frequency division duplex
  • the transmission filter 61T (A-Tx) is connected between the power amplifier 11 and the antenna connection terminal 100. Specifically, the input end of the transmission filter 61T is connected to the output end of the power amplifier 11 via the switch 52 and the impedance matching circuit 43. On the other hand, the output end of the transmission filter 61T is connected to the antenna connection terminal 100 via the impedance matching circuit 41 and the switch 51.
  • the transmission filter 61T has a pass band including the uplink operation band of band A. The transmission filter 61T can pass the transmission signal of band A among the transmission signals amplified by the power amplifier 11.
  • Duplexer 62 has a pass band including band B.
  • the duplexer 62 has a transmit filter 62T and a receive filter 62R, enabling FDD in band B.
  • the transmission filter 62T (B-Tx) is connected between the power amplifier 11 and the antenna connection terminal 100. Specifically, the input end of the transmission filter 62T is connected to the output end of the power amplifier 11 via the switch 52 and the impedance matching circuit 43. On the other hand, the output end of the transmission filter 62T is connected to the antenna connection terminal 100 via the impedance matching circuit 42 and the switch 51.
  • the transmission filter 62T has a pass band including the uplink operation band of band B. The transmission filter 62T can pass the transmission signal of band B among the transmission signals amplified by the power amplifier 11.
  • the reception filter 61R (A-Rx) is connected between the low noise amplifier 21 and the antenna connection terminal 100. Specifically, the input end of the reception filter 61R is connected to the antenna connection terminal 100 via the impedance matching circuit 41 and the switch 51. On the other hand, the output end of the reception filter 61R is connected to the input end of the low noise amplifier 21 via the switch 53 and the impedance matching circuit 44.
  • the reception filter 61R has a pass band including a downlink operation band of band A. The reception filter 61R can pass the reception signal of band A among the reception signals received by the antenna 2.
  • the reception filter 62R (B-Rx) is connected between the low noise amplifier 21 and the antenna connection terminal 100. Specifically, the input end of the reception filter 62R is connected to the antenna connection terminal 100 via the impedance matching circuit 42 and the switch 51. On the other hand, the output end of the reception filter 62R is connected to the input end of the low noise amplifier 21 via the switch 53 and the impedance matching circuit 44.
  • the reception filter 62R has a pass band including a downlink operation band of band B. The reception filter 62R can pass the reception signal of band B among the reception signals received by the antenna 2.
  • Each of the bands A and B is a frequency band for a communication system constructed by using wireless access technology (RAT: Radio Access Technology).
  • Bands A and B are defined in advance by standardization bodies and the like (for example, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) and IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)).
  • Examples of the communication system include a 5GNR (5th Generation New Radio) system, an LTE (Long Term Evolution) system, a WLAN (Wireless Local Area Network) system, and the like.
  • the control circuit 71 can control the power amplifier 11. Specifically, the control circuit 71 receives a control signal from the RFIC 3 via the control terminal 130, and outputs the control signal to the power amplifier 11.
  • the high frequency module 1 may include at least a power amplifier 11 and may not include other circuit elements.
  • FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the power amplifier 11 included in the high frequency module 1 according to the present embodiment.
  • the power amplifier 11 includes an amplification transistor 110, an inductor 112, a collector terminal 113, capacitors 114 and 116, an output terminal 115, an input terminal 117, and a bias circuit 118.
  • the amplification transistor 110 is a bipolar transistor having a collector, an emitter and a base.
  • the amplification transistor 110 can amplify the high frequency current input to the base and output it from the collector.
  • the amplification transistor 110 may be a field effect transistor having a drain, a source, and a gate.
  • the emitter terminal 111 is connected to the emitter of the amplification transistor 110. Further, the emitter terminal 111 is connected to the ground.
  • the inductor 112 is connected between the collector of the amplification transistor 110 and the collector terminal 113.
  • the inductor 112 has a function of suppressing the outflow of the high-frequency signal from the high-frequency signal line that transmits the high-frequency signal to the power supply line for supplying the power supply voltage, and suppressing the inflow of power supply noise from the power supply line to the high-frequency signal line.
  • the inductor 112 may also be referred to as a choke inductor or choke coil.
  • the collector terminal 113 is a terminal for receiving the power supply voltage Vcc from an external power supply (not shown), and is connected to the collector of the amplification transistor 110 via the inductor 112.
  • the capacitor 114 is connected between the output terminal 115 and the path connecting the collector of the amplification transistor 110 and the collector terminal 113.
  • the capacitor 114 is a capacitance element for DC cutting, and has a function of removing a DC component of a high-frequency amplified signal on which a DC bias voltage is superimposed.
  • the output terminal 115 is connected to the collector of the amplification transistor 110 via the capacitor 114.
  • the output terminal 115 is a terminal for supplying an amplified high-frequency signal to the outside of the power amplifier 11, and is connected to the impedance matching circuit 43 outside the power amplifier 11 (FIG. 1).
  • the capacitor 116 is connected between the base of the amplification transistor 110 and the input terminal 117.
  • the capacitor 116 is a capacitance element for DC cutting, and has a function of preventing a DC current from leaking to the input terminal 117 due to a DC bias voltage applied to the base from the bias circuit 118.
  • the input terminal 117 is connected to the base of the amplification transistor 110 via the capacitor 116.
  • the input terminal 117 is a terminal for receiving a high frequency signal from the outside of the power amplifier 11, and is connected to the high frequency input terminal 121 outside the power amplifier 11 (FIG. 1).
  • the bias circuit 118 is connected to the base of the amplification transistor 110.
  • the bias circuit 118 has a function of optimizing the operating point of the amplification transistor 110 by applying a bias voltage to the base of the amplification transistor 110.
  • the high frequency signal RFin input from the input terminal 117 becomes the base current flowing from the base of the amplification transistor 110 to the emitter.
  • the base current is amplified by the amplification transistor 110 to become a collector current, and the high frequency signal RFout corresponding to the collector current is output from the output terminal 115.
  • a large current which is the sum of the base current and the collector current, flows from the emitter terminal 111 to the ground. Therefore, in order to improve the heat dissipation of the power amplifier 11, it is necessary to improve the heat dissipation from the emitter terminal 111, which needs to function as a heat dissipation part of the amplification transistor 110.
  • the circuit configuration of the power amplifier 11 in FIG. 2 is an example, and the circuit configuration is not limited to this.
  • the power amplifier 11 may be a multi-stage amplifier having a plurality of continuously connected amplification transistors.
  • the power amplifier 11 may be a differential amplification type amplifier or a Doherty type amplifier.
  • FIG. 3 is a plan view of the high frequency module 1 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 3 is a view of the main surface 91a of the module substrate 91 viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 4 is a perspective plan view of the high frequency module 1 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 4 is a perspective view of the main surface 91b side of the module substrate 91 from the positive side of the z-axis. In FIGS. 3 and 4, the internal configuration of the component is represented by a broken line.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the high frequency module 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the high frequency module 1 according to the present embodiment.
  • FIGS. 6 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the power amplification component 10 of the high frequency module 1 according to the present embodiment.
  • the cross section of the high frequency module 1 in FIGS. 5 and 6 is the cross section taken along the line vv of FIGS. 3 and 4. Note that, in FIGS. 3 to 6, the wiring for connecting the plurality of components arranged on the module board 91 is omitted except for a part.
  • the high-frequency module 1 further includes a module substrate 91, resin members 92a and 92b, shield electrode layers 93, 941 and 942, and a plurality of post electrodes 150. And.
  • the illustration of the resin members 92a and 92b is omitted. Further, in FIG. 3, the illustration of the shield electrode layer 93 is also omitted.
  • the module board 91 has main surfaces 91a and 91b facing each other.
  • the main surfaces 91a and 91b are examples of the first main surface and the second main surface, respectively.
  • the module substrate 91 has a rectangular shape in a plan view, but the shape of the module substrate 91 is not limited to the rectangular shape.
  • the module substrate 91 is, for example, a low-temperature co-fired ceramics (LTCC) substrate or a high-temperature co-fired ceramics (HTCC) substrate having a laminated structure of a plurality of dielectric layers. Can be used.
  • LTCC low-temperature co-fired ceramics
  • HTCC high-temperature co-fired ceramics
  • module board 91 a component-embedded board, a board having a rewiring layer (RDL: Redistribution Layer), a printed circuit board, or the like can also be used.
  • RDL Redistribution Layer
  • the module substrate 91 is not limited to these.
  • the integrated circuit 20 is a semiconductor component in which a low noise amplifier 21 and switches 51 and 53 are formed.
  • the integrated circuit 70 is a semiconductor component in which the control circuit 71 and the switch 52 are formed.
  • the integrated circuit 20 and / or 70 may be composed of, for example, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) and may be manufactured by an SOI (Silicon on Insulator) process. This makes it possible to manufacture the integrated circuit 20 and / or 70 at low cost. Further, the integrated circuit 20 and / or 70 may be composed of at least one of gallium arsenide (GaAs), silicon germanium (SiGe) and gallium nitride (GaN). Thereby, a high quality integrated circuit 20 and / or 70 can be realized.
  • GaAs gallium arsenide
  • SiGe silicon germanium
  • GaN gallium nitride
  • Each of the impedance matching circuits 41 to 44 is composed of, for example, a surface mount component (SMD: Surface Mount Device).
  • SMD Surface Mount Device
  • the impedance matching circuits 41 to 44 are not limited to the SMD.
  • the impedance matching circuits 41 to 44 may be composed of an integrated passive device (IPD) or an electrode pattern in the module substrate 91.
  • IPD integrated passive device
  • the receiving filters 61R and 62R may be any of a surface acoustic wave (SAW: Surface Acoustic Wave) filter, a bulk acoustic wave (BAW: Bulk Acoustic Wave) filter, an LC resonance filter, and a dielectric filter. Not limited to these.
  • SAW Surface Acoustic Wave
  • BAW Bulk Acoustic Wave
  • the resin member 92a is an example of the first resin member, and covers the main surface 91a and the parts on the main surface 91a.
  • the resin member 92a has a function of ensuring reliability such as mechanical strength and moisture resistance of the parts on the main surface 91a.
  • the shield electrode layer 93 is an example of the first shield electrode layer, and is, for example, a metal thin film formed by a sputtering method.
  • the shield electrode layer 93 covers the upper surface and the side surface of the resin member 92a, the side surface of the module substrate 91, and the side surface of the resin member 92b.
  • the shield electrode layer 93 is set to the ground potential, and it is possible to suppress the invasion of external noise into the circuit components constituting the high frequency module 1.
  • a power amplification component 10 As shown in FIG. 4, a power amplification component 10, transmission filters 61T and 62T, and a plurality of post electrodes 150 are arranged on the main surface 91b.
  • the main surface 91b and the parts on the main surface 91b are covered with the resin member 92b as shown in FIG.
  • the transmission filters 61T and 62T may be any of a SAW filter, a BAW filter, an LC resonance filter, and a dielectric filter, and are not limited thereto.
  • the power amplification component 10 is a semiconductor component on which the power amplifier 11 is formed. As shown in FIG. 6, the power amplification component 10 includes a base material 101, a power amplifier 11 including an amplification transistor 110, and a metal electrode 102.
  • the base material 101 is made of a semiconductor material.
  • silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), silicon germanium (SiGe), gallium nitride (GaN) and the like can be used, but the semiconductor material is not limited thereto.
  • the base material 101 has main surfaces 101a and 101b facing each other.
  • the main surface 101a is an example of the third main surface, and faces the main surface 91b of the module substrate 91.
  • the main surface 101b is an example of the fourth main surface, and is on the opposite side of the main surface 101a.
  • the main surface 101b faces a mother substrate (not shown) arranged in the negative z-axis direction of the high frequency module 1.
  • the main surface 101a of the base material 101 is located between the main surface 91b of the module substrate 91 and the main surface 101b of the base material 101 in a cross-sectional view.
  • a power amplifier 11 including an amplification transistor 110 is formed on the main surface 101a side of the base material 101.
  • the metal electrode 102 is an example of a second metal electrode.
  • the metal electrode 102 is arranged on the main surface 101a and is connected to the amplification transistor 110 formed on the main surface 101a. Specifically, the metal electrode 102 is electrically connected to the emitter of the amplification transistor 110 via the emitter terminal 111 of the power amplifier 11. At least a part of the metal electrode 102 overlaps with at least a part of the amplification transistor 110 in a plan view.
  • the metal electrode 102 protrudes from the main surface 101a, and its end surface is in contact with the ground electrode (not shown) on the main surface 91b of the module substrate 91. That is, the metal electrode 102 is connected to the ground and functions as a ground electrode.
  • the number of metal electrodes 102 is two, but the number is not limited to this.
  • the number of metal electrodes 102 may be one or three or more.
  • the plurality of post electrodes 150 are examples of a plurality of external connection terminals, and include a ground electrode 150G and a hot electrode 150H.
  • the ground electrode 150G is an example of a first external connection terminal and functions as a ground terminal.
  • the hot electrode 150H is an example of the second external connection terminal, and functions as the antenna connection terminal 100, the high frequency input terminal 121, the high frequency output terminal 122, and the control terminal 130 shown in FIG.
  • Each of the plurality of post electrodes 150 extends vertically from the main surface 91b, penetrates the resin member 92b, and one end thereof reaches the surface of the resin member 92b.
  • the plurality of post electrodes 150 are connected to input / output terminals and / or ground terminals on the mother substrate arranged in the negative direction of the z-axis of the high frequency module 1.
  • the resin member 92b is an example of the second resin member, and covers the main surface 91b and the parts on the main surface 91b.
  • the resin member 92b has a function of ensuring reliability such as mechanical strength and moisture resistance of the parts on the main surface 91b.
  • the shield electrode layers 941 and 942 are examples of the second and third shield electrode layers, respectively, and are represented by hatching regions in FIG.
  • the shield electrode layers 941 and 942 are, for example, metal thin films formed by a sputtering method, and cover a part of the surface of the resin member 92b.
  • the shield electrode layer 941 is also an example of the first metal electrode, is arranged on the main surface 101b of the base material 101, and is in contact with the main surface 101b. Further, the shield electrode layer 941 is in contact with the shield electrode layer 93 on the side surface of the high frequency module 1. Further, the shield electrode layer 941 is in contact with the ground electrode 150G, but not with the hot electrode 150H.
  • the first metal electrode is not limited to the shield electrode layer.
  • the first metal electrode may be a metal plate arranged on the main surface 101b of the base material 101, or may be a pad electrode, a bump electrode, or the like of the power amplification component 10.
  • At least a part of the shield electrode layer 941 overlaps with at least a part of the power amplification component 10 in a plan view.
  • the shield electrode layer 941 is formed so as to cover the power amplification component 10, and is in contact with the power amplification component 10.
  • at least a part of the shield electrode layer 941 overlaps with at least a part of the amplification transistor 110 in a plan view.
  • the area of the shield electrode layer 941 is larger than the area of the power amplification component 10.
  • At least a part of the shield electrode layer 942 overlaps with at least a part of the transmission filters 61T and 62T in a plan view.
  • the shield electrode layer 942 is formed so as to cover the transmission filters 61T and 62T, and is in contact with the transmission filters 61T and 62T.
  • the surfaces of the transmission filters 61T and 62T may be smoothed by chemically etching.
  • the shield electrode layer 941 is arranged apart from the shield electrode layer 942, and is not in contact with the shield electrode layer 942 in the high frequency module 1.
  • the shield electrode layers 941 and 942 may be connected to a ground terminal or the like on the mother substrate arranged in the negative direction of the z-axis of the high frequency module 1 and set to the ground potential.
  • the configuration of the high frequency module 1 and the arrangement and shape of the parts in FIGS. 3 to 6 are examples, and are not limited thereto.
  • the power amplification component 10 has a rectangular shape in a plan view, but the shape of the power amplification component 10 is not limited to this.
  • the high frequency module 1 may not include the resin member 92b and the shield electrode layers 941 and 942, and may include a plurality of bump electrodes instead of the plurality of post electrodes 150.
  • the high-frequency module 1 includes a module substrate 91 having main surfaces 91a and 91b facing each other, a resin member 92a covering at least a part of the main surface 91a, and a surface of the resin member 92a.
  • a shield electrode layer 93 that covers at least a part of the above, a plurality of post electrodes 150 arranged on the main surface 91b, a power amplification component 10 arranged on the main surface 91b, and a first metal electrode are provided for power amplification.
  • the component 10 has main surfaces 101a and 101b facing each other, and the main surface 101b includes a base material 101 located between the main surface 91b and the main surface 101b, an amplification transistor 110 formed on the base material 101, and the like.
  • the first metal electrode is arranged on the main surface 101b and is in contact with the shield electrode layer 93.
  • the heat of the power amplification component 10 is transferred through the first metal electrode and the shield electrode layer 93. It can be emitted to the outside of the high frequency module 1. At this time, the heat of the power amplification component 10 can be diffused to the shield electrode layer 93 via the first metal electrode, and the heat dissipation of the power amplification component 10 can be improved.
  • At least a part of the first metal electrode may overlap with at least a part of the amplification transistor 110 in a plan view.
  • the heat dissipation path from the amplification transistor 110, which is a heat source, to the first metal electrode can be shortened, and the heat dissipation of the power amplification component 10 is improved. Can be made to.
  • the high frequency module 1 may include a resin member 92b that covers at least a part of the main surface 91b, and the first metal electrode is a shield that covers at least a part of the surface of the resin member 92b. It may be an electrode layer 941.
  • the shield electrode layer 941 is used as the first metal electrode, heat can be more diffused and the heat dissipation of the power amplification component 10 can be improved. Further, since the shield electrode layer 941 is arranged on the main surface 101b of the base material 101, it is possible to suppress the invasion of external noise into the power amplification component 10.
  • the plurality of post electrodes 150 may include the ground electrode 150G as a ground terminal, and the shield electrode layer 941 may come into contact with the ground electrode 150G.
  • the shield electrode layer 941 comes into contact with the ground electrode 150G among the plurality of post electrodes 150, the heat dissipation path of the power amplification component 10 can be increased, and the heat dissipation of the power amplification component 10 is improved. be able to. Further, the shielding effect of the shield electrode layer 941 can be improved.
  • the amplification transistor 110 may be formed on the main surface 101a side of the base material 101.
  • the heat generated by the amplification transistor 110 formed on the main surface 101a side can be discharged from the power amplification component 10 via the base material 101 and the shield electrode layer 941.
  • the power amplification component 10 may include a metal electrode 102 arranged on the main surface 101a and connected to the amplification transistor 110.
  • the heat generated by the amplification transistor 110 can be discharged to the module substrate 91 via the metal electrode 102, and the heat dissipation of the power amplification component 10 can be improved.
  • At least a part of the metal electrode 102 may overlap with at least a part of the amplification transistor 110 in a plan view.
  • the metal electrode 102 and the amplification transistor 110 are overlapped with each other, the heat dissipation path from the amplification transistor 110, which is a heat source, to the metal electrode 102 can be shortened, and the heat dissipation of the power amplification component 10 can be improved. Can be done.
  • the high frequency module 1 may include a transmission filter 61T and / or 62T arranged on the main surface 91b and connected to the power amplification component 10.
  • the transmission filter 61T and / or 62T which are relatively low profile components, are arranged on the main surface 91b, the height on the main surface 91b side of the high frequency module 1 increases and the heat dissipation of the amplification transistor 110 is increased. It is possible to suppress the lengthening of the route.
  • the high frequency module 1 is arranged on the main surface 91b and covers at least a part of the surface of the transmission filter 61T and / or 62T connected to the power amplification component 10 and the resin member 92b.
  • the electrode layer 942 and at least a part of the transmission filter 61T and / or 62T may overlap with at least a part of the shield electrode layer 942 in a plan view.
  • the side of the transmission filter 61T and / or 62T arranged on the main surface 91b opposite to the module substrate 91 can be covered with the shield electrode layer 942, external noise is transmitted to the transmission filter 61T and / or 62T. It is possible to suppress intrusion and improve the heat dissipation of the transmission filter 61T and / or 62T.
  • the shield electrode layer 941 may be arranged apart from the shield electrode layer 942.
  • the high frequency module 1 may include a low noise amplifier 21 arranged on the main surface 91a.
  • circuit components can be arranged on both sides of the module board 91, and the high frequency module 1 can be miniaturized.
  • the low noise amplifier 21 can be arranged on the main surface opposite to the power amplification component 10, and the isolation between the low noise amplifier 21 and the power amplification component 10 can be improved. Therefore, it is possible to improve the electrical characteristics (for example, noise figure (NF)) of the high frequency module 1.
  • NF noise figure
  • the low noise amplifier 21 does not have to come into contact with the shield electrode layer 93.
  • the high frequency module 1 may include an impedance matching circuit 43 arranged on the main surface 91a and connected to the power amplification component 10.
  • an impedance matching circuit 43 that can include an inductor or the like that tends to be a relatively tall component is arranged on the main surface 91a on the opposite side of the power amplification component 10. Therefore, it is possible to prevent the height of the main surface 91b side of the high frequency module 1 from increasing and the heat dissipation path of the amplification transistor 110 from becoming long.
  • the communication device 5 includes an RFIC 3 for processing a high frequency signal and a high frequency module 1 for transmitting a high frequency signal between the RFIC 3 and the antenna 2.
  • the same effect as that of the high frequency module 1 can be realized.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the power amplification component 10A of the high frequency module 1 according to this modification.
  • the power amplification component 10A includes a base material 101, a power amplifier 11 including an amplification transistor 110, metal electrodes 102A and 103, and a via conductor 104. To be equipped.
  • the power amplifier 11 including the amplification transistor 110 is formed on the main surface 101b side of the base material 101.
  • the metal electrode 102A is an example of the second metal electrode.
  • the metal electrode 102A is arranged on the main surface 101b and is connected to the amplification transistor 110 formed on the main surface 101b.
  • the metal electrode 102A is electrically connected to the emitter of the amplification transistor 110 via the emitter terminal 111 of the power amplifier 11. At least a part of the metal electrode 102A overlaps with at least a part of the amplification transistor 110 in a plan view.
  • the metal electrode 102A protrudes from the main surface 101b, and its end surface reaches the surface of the resin member 92b and is in contact with the shield electrode layer 941.
  • the metal electrode 102A is connected to the ground terminal or the like on the mother substrate arranged in the negative z-axis direction of the high frequency module 1 via the shield electrode layer 941. That is, the metal electrode 102A is connected to the ground and functions as a ground electrode.
  • Each of the plurality of metal electrodes 103 is arranged on the main surface 101b and is connected to the amplification transistor 110 formed on the main surface 101b. Specifically, the plurality of metal electrodes 103 are electrically connected to the base and collector of the amplification transistor 110 via the collector terminal 113, the output terminal 115, and the input terminal 117 of the power amplifier 11, respectively. Further, the plurality of metal electrodes 103 are connected to the plurality of via conductors 104 formed in the base material 101, and are connected to the main surface 91b of the module substrate 91 via the plurality of via conductors 104.
  • Each of the plurality of via conductors 104 connects the metal electrode 103 to the main surface 91b of the module substrate 91. That is, the plurality of via conductors 104 electrically connect the plurality of metal electrodes 103 on the main surface 101b of the base material 101 and the plurality of metal electrodes (not shown) on the main surface 91b of the module substrate 91. do.
  • Each of the plurality of via conductors 104 is a metal conductor filled with penetrating vias penetrating the base material 101 in the z direction.
  • the via conductor 104 is not limited to the conductor filled in the penetrating via.
  • the via conductor 104 may be two conductors filled in two blind vias formed on the main surfaces 101a and 101b, respectively. In this case, the two conductors may be connected by a plane electrode pattern formed in the base material 101.
  • the amplification transistor 110 is formed on the main surface 101b side of the base material 101.
  • the amplification transistor 110 is formed on the main surface 101b side of the base material 101. Therefore, the heat of the amplification transistor 110 can be discharged to the outside of the high frequency module 1 via the shield electrode layer 941. At this time, the heat dissipation path from the amplification transistor 110 to the outside via the shield electrode layer 941 can be shortened as compared with the case where the amplification transistor 110 is formed on the main surface 101a side of the base material 101, and the module substrate 91 can be shortened. The heat dissipation of the power amplification component 10A arranged on the main surface 91b can be improved.
  • the power amplification component 10A may be provided on the main surface 101b, connected to the amplification transistor 110, and provided with the metal electrode 102A in contact with the shield electrode layer 941.
  • the heat of the amplification transistor 110 can be transferred to the shield electrode layer 941 via the metal electrode 102A, can be physically connected, and the heat dissipation of the power amplification component 10A can be improved. ..
  • At least a part of the metal electrode 102A may overlap with at least a part of the amplification transistor 110 in a plan view.
  • the metal electrode 102A and the amplification transistor 110 are overlapped with each other, the heat dissipation path can be further shortened, and the heat dissipation of the power amplification component 10A can be improved.
  • the high frequency module 1B according to the present embodiment is mainly different from the first embodiment in that one shield electrode layer 94B is provided instead of the two shield electrode layers 941 and 942.
  • the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9, focusing on the differences from the first embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective plan view of the high frequency module 1B according to the second embodiment. Specifically, FIG. 8 is a perspective view of the main surface 91b side of the module substrate 91 from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the high frequency module 1B according to the second embodiment. The cross section of the high frequency module 1B in FIG. 9 is the cross section taken along the ix-ix line of FIG.
  • the shield electrode layer 94B is an example of one integrated shield electrode layer, and is represented by a hatched region in FIG.
  • the shield electrode layer 94B corresponds to the one in which the shield electrode layers 941 and 942 in the first embodiment are integrated, and is, for example, a metal thin film formed by a sputtering method.
  • At least a part of the shield electrode layer 94B overlaps with at least a part of the power amplification component 10 in a plan view, and also overlaps with at least a part of the transmission filters 61T and 62T.
  • the shield electrode layer 94B is formed so as to cover the power amplification component 10 and the transmission filters 61T and 62T, and is in contact with the power amplification component 10 and the transmission filters 61T and 62T. Further, the shield electrode layer 94B is also in contact with the shield electrode layer 93.
  • the shield electrode layer 94B is connected to a ground terminal or the like on a mother substrate arranged in the negative direction of the z-axis of the high frequency module 1B and is set to the ground potential.
  • the shield electrode layer covering the power amplification component 10 and the transmission filter 61T and / or 62T is one integrated shield electrode layer 94B.
  • the heat of the amplification transistor 110 can be largely diffused by the shield electrode layer 94B, and the heat dissipation of the power amplification component 10 can be improved.
  • the high frequency module and the communication device according to the present invention have been described above based on the embodiment, the high frequency module and the communication device according to the present invention are not limited to the above embodiment. Another embodiment realized by combining arbitrary components in the above embodiment, or modifications obtained by subjecting the above embodiment to various modifications that can be conceived by those skilled in the art within a range that does not deviate from the gist of the present invention. Examples and various devices incorporating the above-mentioned high-frequency module and communication device are also included in the present invention.
  • the high frequency module is a transmission / reception module, but the present invention is not limited to this.
  • the high frequency module may be a transmitting module.
  • the high frequency module does not have to include a low noise amplifier or the like.
  • the high frequency module may further include a transmission path and / or a reception path of another band.
  • the high frequency module corresponds to the FDD band, but the present invention is not limited to this.
  • the high frequency module may correspond to a time division duplex (TDD: Time Division Duplex) band, or may correspond to both an FDD band and a TDD band.
  • the high frequency module may include a transmission / reception filter having a pass band including a TDD band, and a switch for switching between transmission and reception.
  • the present invention can be widely used in communication devices such as mobile phones as a high-frequency module arranged in the front end portion.

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Abstract

高周波モジュール（１）は、互いに対向する主面（９１ａ及び９１ｂ）を有するモジュール基板（９１）と、主面（９１ａ）の少なくとも一部を覆う樹脂部材（９２ａ）と、樹脂部材（９２ａ）の表面の少なくとも一部を覆うシールド電極層（９３）と、主面（９１ｂ）に配置された複数のポスト電極（１５０）と、主面（９１ｂ）に配置された電力増幅部品（１０）と、第１金属電極（例えばシールド電極層（９４１））と、を備え、電力増幅部品（１０）は、互いに対向する主面（１０１ａ及び１０１ｂ）を有し、主面（１０１ｂ）は、主面（９１ｂ）及び主面（１０１ｂ）の間に位置する基材（１０１）と、基材（１０１）に形成された増幅トランジスタ（１１０）と、を備え、第１金属電極は、主面（１０１ｂ）に配置され、シールド電極層（９３）に接触している。

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。
　携帯電話などの移動体通信機器では、特に、マルチバンド化の進展に伴い、高周波フロントエンドモジュールが複雑化している。特許文献１では、モジュール基板の裏面（下面）に配置された金属ブロックにより、モジュール基板の表面（上面）に配置された部品の放熱性の向上が実現されている。
特開２０２０－１２６９２１号公報
　しかしながら、上記従来の技術では、モジュール基板の裏面に配置された部品の放熱性を向上させることは難しく、発熱量が大きい電力増幅部品をモジュール基板の裏面に配置することは難しい。
　そこで、本発明は、モジュール基板の裏面に配置された電力増幅部品の放熱性を向上させることができる高周波モジュール及び通信装置を提供する。
　本発明の一態様に係る高周波モジュールは、互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、第１主面の少なくとも一部を覆う第１樹脂部材と、第１樹脂部材の表面の少なくとも一部を覆う第１シールド電極層と、第２主面に配置された複数の外部接続端子と、第２主面に配置された電力増幅部品と、第１金属電極と、を備え、電力増幅部品は、互いに対向する第３主面及び第４主面を有し、第３主面は、第２主面及び第４主面の間に位置する基材と、基材に形成された増幅トランジスタと、を備え、第１金属電極は、第４主面に配置され、第１シールド電極層に接触している。
　本発明の一態様に係る高周波モジュールによれば、モジュール基板の裏面に配置された電力増幅部品の放熱性を向上させることができる。
図１は、実施の形態１に係る高周波モジュール及び通信装置の回路構成図である。 図２は、実施の形態１に係る高周波モジュールに含まれる電力増幅器の回路構成図である。 図３は、実施の形態１に係る高周波モジュールの平面図である。 図４は、実施の形態１に係る高周波モジュールの透視平面図である。 図５は、実施の形態１に係る高周波モジュールの断面図である。 図６は、実施の形態１に係る高周波モジュールにおける電力増幅部品周辺の拡大断面図である。 図７は、実施の形態１の変形例１に係る高周波モジュールの電力増幅部品周辺の拡大断面図である。 図８は、実施の形態２に係る高周波モジュールの透視平面図である。 図９は、実施の形態２に係る高周波モジュールの断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。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などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
　なお、各図は、本発明を示すために適宜強調、省略、又は比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、及び比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対し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素化される場合がある。
　以下の各図において、ｘ軸及びｙ軸は、モジュール基板の主面と平行な平面上で互いに直交する軸である。具体的には、平面視においてモジュール基板が矩形状を有する場合、ｘ軸は、モジュール基板の第１辺に平行であり、ｙ軸は、モジュール基板の第１辺と直交する第２辺に平行である。また、ｚ軸は、モジュール基板の主面に垂直な軸であり、その正方向は上方向を示し、その負方向は下方向を示す。
　本発明の回路構成において、「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。「Ａ及びＢの間に接続される」とは、Ａ及びＢの間でＡ及びＢの両方に接続されることを意味し、Ａ及びＢを結ぶ経路に直列に接続されることに加えて、当該経路とグランドとの間に接続されることを含む。
　本発明の部品配置において、「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。「Ａは平面視においてＢと重なる」とは、ｘｙ平面に正投影されたＡの領域が、ｘｙ平面に正投影されたＢの領域と重なることを意味する。また、「平行」及び「垂直」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のではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の誤差をも含むことを意味する。
　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、「Ａが基材のＢ主面側に形成される」とは、Ａが、Ｂ主面の反対側のＣ主面よりもＢ主面の方に近い位置に形成されることを意味する。
　（実施の形態１）
　［１．１　高周波モジュール１及び通信装置５の回路構成］
　本実施の形態に係る高周波モジュール１及び通信装置５の回路構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る高周波モジュール１及び通信装置５の回路構成図である。
　［１．１．１　通信装置５の回路構成］
　まず、通信装置５の回路構成について説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る通信装置５は、高周波モジュール１と、アンテナ２と、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）３と、ＢＢＩＣ（Baseband Integrated Circuit）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述する。
　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、外部から高周波信号を受信して高周波モジュール１へ出力する。
　ＲＦＩＣ３は、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、ダウンコンバート等により信号処理し、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、高周波モジュール１が有するスイッチ及び増幅器等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で処理される信号としては、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用いられる。
　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。
　［１．１．２　高周波モジュール１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に示すように、高周波モジュール１は、電力増幅器１１と、低雑音増幅器２１と、インピーダンス整合回路（ＭＮ）４１～４４と、スイッチ５１～５３と、デュプレクサ６１及び６２と、制御回路７１と、アンテナ接続端子１００と、高周波入力端子１２１と、高周波出力端子１２２と、制御端子１３０と、を備える。
　アンテナ接続端子１００は、高周波モジュール１の外部でアンテナ２に接続されている。
　高周波入力端子１２１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１２１は、高周波モジュール１の外部でＲＦＩＣ３に接続されている。
　高周波出力端子１２２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１２２は、高周波モジュール１の外部でＲＦＩＣ３に接続されている。
　制御端子１３０は、制御信号を伝送するための端子である。つまり、制御端子１３０は、高周波モジュール１の外部から制御信号を受けるための端子、及び／又は、高周波モジュール１の外部に制御信号を供給するための端子である。制御信号とは、高周波モジュール１に含まれる電子部品の制御に関する信号である。具体的には、制御信号は、例えば電力増幅器１１、低雑音増幅器２１及びスイッチ５１～５３を制御するためのデジタル信号であるが、これに限定されない。
　電力増幅器１１は、高周波入力端子１２１と送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔとの間に接続されている。具体的には、電力増幅器１１の入力端は、高周波入力端子１２１に接続されている。一方、電力増幅器１１の出力端は、インピーダンス整合回路４３及びスイッチ５２を介して送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔに接続される。電力増幅器１１は、高周波入力端子１２１で受けたバンドＡ及びＢの送信信号を増幅することができる。電力増幅器１１によって増幅されたバンドＡ及びＢの送信信号は、インピーダンス整合回路４３及びスイッチ５２を介して送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔにそれぞれ伝送される。
　低雑音増幅器２１は、受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒと高周波出力端子１２２との間に接続されている。具体的には、低雑音増幅器２１の入力端は、スイッチ５３及びインピーダンス整合回路４４を介して受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒに接続される。一方、低雑音増幅器２１の出力端は、高周波出力端子１２２に接続されている。低雑音増幅器２１は、アンテナ接続端子１００で受けたバンドＡ及びＢの受信信号を増幅することができる。増幅されたバンドＡ及びＢの受信信号は、高周波出力端子１２２を介してＲＦＩＣ３に出力される。
　インピーダンス整合回路４１は、送信フィルタ６１Ｔの出力端及び受信フィルタ６１Ｒの入力端に接続され、かつ、スイッチ５１を介してアンテナ接続端子１００に接続される。インピーダンス整合回路４１は、例えばインダクタ及び／又はキャパシタで構成され、スイッチ５１とデュプレクサ６１との間でインピーダンス整合をとることができる。
　インピーダンス整合回路４２は、送信フィルタ６２Ｔの出力端及び受信フィルタ６２Ｒの入力端に接続され、かつ、スイッチ５１を介してアンテナ接続端子１００に接続される。インピーダンス整合回路４２は、例えばインダクタ及び／又はキャパシタで構成され、スイッチ５１とデュプレクサ６２との間でインピーダンス整合をとることができる。
　インピーダンス整合回路４３は、電力増幅器１１の出力端に接続され、かつ、スイッチ５２を介して送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔの入力端に接続される。インピーダンス整合回路４３は、例えばインダクタ及び／又はキャパシタで構成され、電力増幅器１１の出力インピーダンスとスイッチ５２の入力インピーダンスとの間でインピーダンス整合をとることができる。
　インピーダンス整合回路４４は、低雑音増幅器２１の入力端に接続され、かつ、スイッチ５３を介して受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒの出力端に接続される。インピーダンス整合回路４４は、例えばインダクタ及び／又はキャパシタで構成され、スイッチ５３の出力インピーダンスと低雑音増幅器２１の入力インピーダンスとの間でインピーダンス整合をとることができる。
　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との間に接続されている。スイッチ５１は、例えばマルチ接続型のスイッチ回路で構成され、アンテナスイッチと呼ばれる場合もある。具体的には、スイッチ５１は、端子５１１～５１３を有する。端子５１１は、アンテナ接続端子１００に接続されている。端子５１２は、インピーダンス整合回路４１を介して、デュプレクサ６１に接続されている。端子５１３は、インピーダンス整合回路４２を介して、デュプレクサ６２に接続されている。
　この接続構成において、スイッチ５１は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子５１１を端子５１２及び／又は５１３に接続することができる。つまり、スイッチ５１は、アンテナ２をデュプレクサ６１及び／又は６２に接続することができる。
　スイッチ５２は、電力増幅器１１と送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔとの間に接続されている。スイッチ５２は、例えばマルチ接続型のスイッチ回路で構成され、送信バンドセレクトスイッチと呼ばれる場合もある。具体的には、スイッチ５２は、端子５２１～５２３を有する。端子５２１は、インピーダンス整合回路４３を介して電力増幅器１１の出力端に接続されている。端子５２２は、送信フィルタ６１Ｔの入力端に接続されている。端子５２３は、送信フィルタ６２Ｔの入力端に接続されている。
　この接続構成において、スイッチ５２は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子５２１を端子５２２及び／又は５２３に接続することができる。つまり、スイッチ５２は、電力増幅器１１を送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔに接続することができる。
　スイッチ５３は、低雑音増幅器２１と受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒとの間に接続されている。スイッチ５３は、例えばマルチ接続型のスイッチ回路で構成され、受信バンドセレクトスイッチと呼ばれる場合もある。具体的には、スイッチ５３は、端子５３１～５３３を有する。端子５３１は、インピーダンス整合回路４４を介して低雑音増幅器２１の入力端に接続されている。端子５３２は、受信フィルタ６１Ｒの出力端に接続されている。端子５３３は、受信フィルタ６２Ｒの出力端に接続されている。
　この接続構成において、スイッチ５３は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子５３１を端子５３２及び／又は５３３に接続することができる。つまり、スイッチ５３は、低雑音増幅器２１を受信フィルタ６１Ｒ及び／又は６２Ｒに接続することができる。
　デュプレクサ６１は、バンドＡを含む通過帯域を有する。デュプレクサ６１は、送信フィルタ６１Ｔ及び受信フィルタ６１Ｒを有し、バンドＡにおける周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）を可能にする。
　送信フィルタ６１Ｔ（Ａ－Ｔｘ）は、電力増幅器１１とアンテナ接続端子１００との間に接続されている。具体的には、送信フィルタ６１Ｔの入力端は、スイッチ５２及びインピーダンス整合回路４３を介して電力増幅器１１の出力端に接続される。一方、送信フィルタ６１Ｔの出力端は、インピーダンス整合回路４１及びスイッチ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は、バンドＡ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６１Ｔは、電力増幅器１１で増幅された送信信号のうち、バンドＡの送信信号を通過させることができる。
　デュプレクサ６２は、バンドＢを含む通過帯域を有する。デュプレクサ６２は、送信フィルタ６２Ｔ及び受信フィルタ６２Ｒを有し、バンドＢにおけるＦＤＤを可能にする。
　送信フィルタ６２Ｔ（Ｂ－Ｔｘ）は、電力増幅器１１とアンテナ接続端子１００との間に接続されている。具体的には、送信フィルタ６２Ｔの入力端は、スイッチ５２及びインピーダンス整合回路４３を介して電力増幅器１１の出力端に接続される。一方、送信フィルタ６２Ｔの出力端は、インピーダンス整合回路４２及びスイッチ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は、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は、電力増幅器１１で増幅された送信信号のうち、バンドＢの送信信号を通過させることができる。
　受信フィルタ６１Ｒ（Ａ－Ｒｘ）は、低雑音増幅器２１とアンテナ接続端子１００との間に接続されている。具体的には、受信フィルタ６１Ｒの入力端は、インピーダンス整合回路４１及びスイッチ５１を介してアンテナ接続端子１００に接続される。一方、受信フィルタ６１Ｒの出力端は、スイッチ５３及びインピーダンス整合回路４４を介して低雑音増幅器２１の入力端に接続される。受信フィルタ６１Ｒは、バンドＡ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６１Ｒは、アンテナ２で受信された受信信号のうち、バンドＡの受信信号を通過させることができる。
　受信フィルタ６２Ｒ（Ｂ－Ｒｘ）は、低雑音増幅器２１とアンテナ接続端子１００との間に接続されている。具体的には、受信フィルタ６２Ｒの入力端は、インピーダンス整合回路４２及びスイッチ５１を介してアンテナ接続端子１００に接続される。一方、受信フィルタ６２Ｒの出力端は、スイッチ５３及びインピーダンス整合回路４４を介して低雑音増幅器２１の入力端に接続される。受信フィルタ６２Ｒは、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は、アンテナ２で受信された受信信号のうち、バンドＢの受信信号を通過させることができる。
　なお、バンドＡ及びＢの各々は、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のための周波数バンドである。バンドＡ及びＢは、標準化団体など（例えば３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）及びＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）等）によって予め定義される。通信システムの例としては、５ＧＮＲ（5th Generation New Radio）システム、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システム及びＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）システム等を挙げることができる。
　制御回路７１は、電力増幅器１１を制御することができる。具体的には、制御回路７１は、ＲＦＩＣ３から制御端子１３０を介して制御信号を受けて、電力増幅器１１に制御信号を出力する。
　なお、図１に表された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、少なくとも電力増幅器１１を備えればよく、他の回路素子を備えなくてもよい。
　［１．１．３　電力増幅器１１の回路構成］
　次に、電力増幅器１１の回路構成について図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る高周波モジュール１に含まれる電力増幅器１１の回路構成図である。
　図２に示すように、電力増幅器１１は、増幅トランジスタ１１０と、インダクタ１１２と、コレクタ端子１１３と、キャパシタ１１４及び１１６と、出力端子１１５と、入力端子１１７と、バイアス回路１１８と、を備える。
　増幅トランジスタ１１０は、コレクタ、エミッタ及びベースを有するバイポーラトランジスタである。増幅トランジスタ１１０は、ベースに入力された高周波電流を増幅してコレクタから出力することができる。なお、増幅トランジスタ１１０は、ドレイン、ソース及びゲートを有する電界効果トランジスタであってもよい。
　エミッタ端子１１１は、増幅トランジスタ１１０のエミッタに接続されている。また、エミッタ端子１１１は、グランドに接続される。
　インダクタ１１２は、増幅トランジスタ１１０のコレクタとコレクタ端子１１３との間に接続されている。インダクタ１１２は、高周波信号を伝送する高周波信号ラインから電源電圧を供給するための電源ラインに高周波信号が流出することを抑制し、電源ラインから高周波信号ラインに電源ノイズが流入することを抑制する機能を有する。インダクタ１１２は、チョークインダクタ又はチョークコイルと呼ばれる場合もある。
　コレクタ端子１１３は、外部電源（図示せず）から電源電圧Ｖｃｃを受けるための端子であり、インダクタ１１２を介して増幅トランジスタ１１０のコレクタに接続されている。
　キャパシタ１１４は、増幅トランジスタ１１０のコレクタとコレクタ端子１１３とを結ぶ経路と出力端子１１５との間に接続されている。キャパシタ１１４は、ＤＣカット用の容量素子であり、直流バイアス電圧が重畳された高周波増幅信号の直流成分を除去する機能を有する。
　出力端子１１５は、キャパシタ１１４を介して増幅トランジスタ１１０のコレクタに接続されている。出力端子１１５は、増幅された高周波信号を電力増幅器１１の外部に供給するための端子であり、電力増幅器１１外でインピーダンス整合回路４３に接続される（図１）。
　キャパシタ１１６は、増幅トランジスタ１１０のベースと入力端子１１７との間に接続されている。キャパシタ１１６は、ＤＣカット用の容量素子であり、バイアス回路１１８からベースに印加される直流バイアス電圧によって直流電流が入力端子１１７に漏洩することを防止する機能を有する。
　入力端子１１７は、キャパシタ１１６を介して増幅トランジスタ１１０のベースに接続されている。入力端子１１７は、電力増幅器１１の外部から高周波信号を受けるための端子であり、電力増幅器１１外で高周波入力端子１２１に接続される（図１）。
　バイアス回路１１８は、増幅トランジスタ１１０のベースに接続されている。バイアス回路１１８は、増幅トランジスタ１１０のベースにバイアス電圧を印加することで、増幅トランジスタ１１０の動作点を最適化する機能を有する。
　電力増幅器１１の上記回路構成によれば、入力端子１１７から入力された高周波信号ＲＦｉｎは、増幅トランジスタ１１０のベースからエミッタに流れるベース電流となる。増幅トランジスタ１１０によりベース電流が増幅されてコレクタ電流となり、当該コレクタ電流に対応する高周波信号ＲＦｏｕｔが出力端子１１５から出力される。このとき、エミッタ端子１１１からグランドには、ベース電流及びコレクタ電流が合算された大電流が流れる。よって、電力増幅器１１の放熱性を向上させるには、増幅トランジスタ１１０の放熱部として機能する必要があるエミッタ端子１１１からの放熱性を向上させる必要がある。
　なお、図２の電力増幅器１１の回路構成は一例であり、これに限定されない。例えば、電力増幅器１１は、継続接続された複数の増幅トランジスタを有する多段増幅器であってもよい。また、電力増幅器１１は、差動増幅型の増幅器であってもよく、ドハティ型の増幅器であってもよい。
　［１．２　高周波モジュール１の部品配置］
　次に、以上のように構成された高周波モジュール１の部品配置の一例について、図３～図６を参照しながら具体的に説明する。
　図３は、本実施の形態に係る高周波モジュール１の平面図である。具体的には、図３は、ｚ軸正側からモジュール基板９１の主面９１ａを見た図である。図４は、本実施の形態に係る高周波モジュール１の透視平面図である。具体的には、図４は、ｚ軸正側からモジュール基板９１の主面９１ｂ側を透視した図である。図３及び図４において、部品の内部構成は破線で表されている。図５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６は、本実施の形態に係る高周波モジュール１の電力増幅部品１０周辺の拡大断面図である。図５及び図６における高周波モジュール１の断面は、図３及び図４のｖ－ｖ線における断面である。なお、図３～図６において、モジュール基板９１に配置された複数の部品をそれぞれ接続する配線の図示が一部を除いて省略されている。
　高周波モジュール１は、図１に示された回路素子を含む回路部品に加えて、さらに、モジュール基板９１と、樹脂部材９２ａ及び９２ｂと、シールド電極層９３、９４１及び９４２と、複数のポスト電極１５０と、を備える。なお、図３及び図４では、樹脂部材９２ａ及び９２ｂの図示が省略されている。また、図３では、シールド電極層９３の図示も省略されている。
　モジュール基板９１は、互いに対向する主面９１ａ及び９１ｂを有する。主面９１ａ及び９１ｂは、それぞれ、第１主面及び第２主面の一例である。本実施の形態では、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の形状は矩形状に限定されない。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）基板又は高温同時焼成セラミックス（ＨＴＣＣ：High Temperature Co-fired Ceramics）基板を用いることができる。また、モジュール基板９１として、部品内蔵基板、再配線層（ＲＤＬ：Redistribution Layer）を有する基板、又は、プリント基板等を用いることもできる。なお、モジュール基板９１は、これらに限定されない。
　まず、主面９１ａに配置される部品について説明する。図３に示すように、主面９１ａには、集積回路２０及び７０と、インピーダンス整合回路４１～４４と、受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒと、が配置されている。主面９１ａ及び主面９１ａ上の部品は、図５に示すように、樹脂部材９２ａで覆われている。
　集積回路２０は、低雑音増幅器２１とスイッチ５１及び５３とが形成された半導体部品である。集積回路７０は、制御回路７１とスイッチ５２とが形成された半導体部品である。集積回路２０及び／又は７０は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）で構成され、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）プロセスにより製造されてもよい。これにより、集積回路２０及び／又は７０を安価に製造することが可能となる。また、集積回路２０及び／又は７０は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）及び窒化ガリウム（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、高品質な集積回路２０及び／又は７０を実現することができる。
　インピーダンス整合回路４１～４４の各々は、例えば表面実装部品（ＳＭＤ：Surface Mount Device）で構成されている。なお、インピーダンス整合回路４１～４４は、ＳＭＤに限定されない。例えば、インピーダンス整合回路４１～４４は、集積型パッシブデバイス（ＩＰＤ：Integrated Passive Device）で構成されてもよく、モジュール基板９１内の電極パターンで構成されてもよい。
　受信フィルタ６１Ｒ及び６２Ｒは、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）フィルタ、バルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）フィルタ、ＬＣ共振フィルタ、及び誘電体フィルタのいずれであってもよく、さらには、これらには限定されない。
　樹脂部材９２ａは、第１樹脂部材の一例であり、主面９１ａ及び主面９１ａ上の部品を覆っている。樹脂部材９２ａは、主面９１ａ上の部品の機械強度及び耐湿性等の信頼性を確保する機能を有する。
　シールド電極層９３は、第１シールド電極層の一例であり、例えばスパッタ法により形成された金属薄膜である。シールド電極層９３は、樹脂部材９２ａの上面及び側面と、モジュール基板９１の側面と、樹脂部材９２ｂの側面と、を覆っている。シールド電極層９３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を構成する回路部品に侵入することを抑制することができる。
　次に、主面９１ｂに配置される部品について説明する。主面９１ｂには、図４に示すように、電力増幅部品１０と、送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔと、複数のポスト電極１５０と、が配置されている。主面９１ｂ及び主面９１ｂ上の部品は、図５に示すように、樹脂部材９２ｂで覆われている。
　送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔは、ＳＡＷフィルタ、ＢＡＷフィルタ、ＬＣ共振フィルタ、及び誘電体フィルタのいずれであってもよく、さらには、これらには限定されない。
　電力増幅部品１０は、電力増幅器１１が形成された半導体部品である。電力増幅部品１０は、図６に示すように、基材１０１と、増幅トランジスタ１１０を含む電力増幅器１１と、金属電極１０２と、を備える。
　基材１０１は、半導体材料で構成されている。半導体材料としては、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）及び窒化ガリウム（ＧａＮ）等を用いることができるが、これらに限定されない。
　基材１０１は、互いに対向する主面１０１ａ及び１０１ｂを有する。主面１０１ａは、第３主面の一例であり、モジュール基板９１の主面９１ｂと向かい合っている。主面１０１ｂは、第４主面の一例であり、主面１０１ａの反対側にある。主面１０１ｂは、高周波モジュール１のｚ軸負方向に配置されたマザー基板（図示せず）と向かい合っている。このとき、基材１０１の主面１０１ａは、断面視においてモジュール基板９１の主面９１ｂと基材１０１の主面１０１ｂとの間に位置する。基材１０１の主面１０１ａ側には、増幅トランジスタ１１０を含む電力増幅器１１が形成されている。
　金属電極１０２は、第２金属電極の一例である。金属電極１０２は、主面１０１ａに配置され、主面１０１ａに形成された増幅トランジスタ１１０に接続されている。具体的には、金属電極１０２は、電力増幅器１１のエミッタ端子１１１を介して増幅トランジスタ１１０のエミッタに電気的に接続されている。金属電極１０２の少なくとも一部は、平面視において増幅トランジスタ１１０の少なくとも一部と重なっている。
　金属電極１０２は、主面１０１ａから突出しており、その端面は、モジュール基板９１の主面９１ｂ上のグランド電極（図示せず）に接触している。つまり、金属電極１０２は、グランドに接続され、グランド電極として機能する。
　なお、図４において、金属電極１０２の数は、２つであるが、これに限定されない。金属電極１０２の数は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。
　複数のポスト電極１５０は、複数の外部接続端子の一例であり、グランド電極１５０Ｇ及びホット電極１５０Ｈを含む。グランド電極１５０Ｇは、第１外部接続端子の一例であり、グランド端子として機能する。ホット電極１５０Ｈは、第２外部接続端子の一例であり、図１に示したアンテナ接続端子１００、高周波入力端子１２１、高周波出力端子１２２、及び、制御端子１３０として機能する。複数のポスト電極１５０の各々は、主面９１ｂから垂直に延びており、樹脂部材９２ｂを貫通し、その一端が樹脂部材９２ｂの表面に達している。複数のポスト電極１５０は、高周波モジュール１のｚ軸負方向に配置されたマザー基板上の入出力端子及び／又はグランド端子等に接続される。
　樹脂部材９２ｂは、第２樹脂部材の一例であり、主面９１ｂ及び主面９１ｂ上の部品を覆っている。樹脂部材９２ｂは、主面９１ｂ上の部品の機械強度及び耐湿性等の信頼性を確保する機能を有する。
　シールド電極層９４１及び９４２は、それぞれ、第２及び第３シールド電極層の一例であり、図４においてハッチング領域で表されている。シールド電極層９４１及び９４２は、例えばスパッタ法により形成された金属薄膜であり、樹脂部材９２ｂの表面の一部を覆っている。
　シールド電極層９４１は、第１金属電極の一例でもあり、基材１０１の主面１０１ｂ上に配置され、主面１０１ｂに接触している。また、シールド電極層９４１は、シールド電極層９３に高周波モジュール１の側面で接触している。さらに、シールド電極層９４１は、グランド電極１５０Ｇと接触しているが、ホット電極１５０Ｈとは接触していない。
　なお、第１金属電極は、シールド電極層に限定されない。例えば、第１金属電極は、基材１０１の主面１０１ｂに配置された金属板であってもよく、電力増幅部品１０のパッド電極、バンプ電極等であってもよい。シールド電極層９４１の少なくとも一部は、平面視において電力増幅部品１０の少なくとも一部と重なっている。具体的には、シールド電極層９４１は、電力増幅部品１０を覆うように形成されており、電力増幅部品１０と接触している。特に、シールド電極層９４１の少なくとも一部は、平面視において増幅トランジスタ１１０の少なくとも一部と重なっている。また、平面視において、シールド電極層９４１の面積は、電力増幅部品１０の面積よりも大きい。
　シールド電極層９４２の少なくとも一部は、平面視において送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔの少なくとも一部と重なっている。具体的には、シールド電極層９４２は、送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔを覆うように形成されており、送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔと接触している。シールド電極層９４２が送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔの表面から剥離することを抑制するために、送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔの表面を化学的にエッチングすることで平滑にしてもよい。このよう平滑にされた送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔの表面にシールド電極層９４２を形成することで、シールド電極層９４２と送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔの表面とを安定的に接触させることができる。
　本実施の形態では、シールド電極層９４１は、シールド電極層９４２と離れて配置されており、高周波モジュール１においてシールド電極層９４２と接触していない。シールド電極層９４１及び９４２は、高周波モジュール１のｚ軸負方向に配置されたマザー基板上のグランド端子等に接続されグランド電位に設定されてもよい。
　なお、図３～図６における高周波モジュール１の構成並びに部品の配置及び形状等は、一例であり、これに限定されない。例えば、図４では、電力増幅部品１０は、平面視において矩形状を有するが、電力増幅部品１０の形状はこれに限定されない。また、高周波モジュール１は、樹脂部材９２ｂ並びにシールド電極層９４１及び９４２を備えなくてもよく、複数のポスト電極１５０の代わりに複数のバンプ電極を備えてもよい。
　［１．３　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、互いに対向する主面９１ａ及び９１ｂを有するモジュール基板９１と、主面９１ａの少なくとも一部を覆う樹脂部材９２ａと、樹脂部材９２ａの表面の少なくとも一部を覆うシールド電極層９３と、主面９１ｂに配置された複数のポスト電極１５０と、主面９１ｂに配置された電力増幅部品１０と、第１金属電極と、を備え、電力増幅部品１０は、互いに対向する主面１０１ａ及び１０１ｂを有し、主面１０１ｂは、主面９１ｂ及び主面１０１ｂの間に位置する基材１０１と、基材１０１に形成された増幅トランジスタ１１０と、を備え、第１金属電極は、主面１０１ｂに配置され、シールド電極層９３に接触している。
　これによれば、基材１０１の主面１０１ｂに配置された第１金属電極がシールド電極層９３に接触するので、電力増幅部品１０の熱を、第１金属電極及びシールド電極層９３を介して高周波モジュール１の外部に放出することができる。このとき、第１金属電極を介して電力増幅部品１０の熱をシールド電極層９３に拡散することができ、電力増幅部品１０の放熱性を向上させることができる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、第１金属電極の少なくとも一部は、平面視において増幅トランジスタ１１０の少なくとも一部と重なってもよい。
　これによれば、第１金属電極と増幅トランジスタ１１０とが重ねられるので、熱源である増幅トランジスタ１１０から第１金属電極への放熱経路を短縮することができ、電力増幅部品１０の放熱性を向上させることができる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、主面９１ｂの少なくとも一部を覆う樹脂部材９２ｂを備えてもよく、第１金属電極は、樹脂部材９２ｂの表面の少なくとも一部を覆うシールド電極層９４１であってもよい。
　これによれば、シールド電極層９４１が第１金属電極として用いられるので、熱をより拡散することができ、電力増幅部品１０の放熱性を向上させることができる。さらに、基材１０１の主面１０１ｂにシールド電極層９４１が配置されるので、外来ノイズが電力増幅部品１０に侵入することを抑制することもできる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、複数のポスト電極１５０は、グランド端子としてグランド電極１５０Ｇを含んでもよく、シールド電極層９４１は、グランド電極１５０Ｇに接触してもよい。
　これによれば、シールド電極層９４１が、複数のポスト電極１５０のうちのグランド電極１５０Ｇに接触するので、電力増幅部品１０の放熱経路を増やすことができ、電力増幅部品１０の放熱性を向上させることができる。さらに、シールド電極層９４１のシールド効果を向上させることもできる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、増幅トランジスタ１１０は、基材１０１の主面１０１ａ側に形成されてもよい。
　これによれば、主面１０１ａ側に形成された増幅トランジスタ１１０で発生した熱を、基材１０１及びシールド電極層９４１を介して電力増幅部品１０から排出することができる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、電力増幅部品１０は、主面１０１ａに配置され、増幅トランジスタ１１０に接続された金属電極１０２を備えてもよい。
　これによれば、増幅トランジスタ１１０で発生した熱を、金属電極１０２を介してモジュール基板９１に排出することもでき、電力増幅部品１０の放熱性を向上させることができる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、金属電極１０２の少なくとも一部は、平面視において増幅トランジスタ１１０の少なくとも一部と重なってもよい。
　これによれば、金属電極１０２と増幅トランジスタ１１０とが重ねられるので、熱源である増幅トランジスタ１１０から金属電極１０２への放熱経路を短縮することができ、電力増幅部品１０の放熱性を向上させることができる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、主面９１ｂに配置され、電力増幅部品１０に接続される送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔを備えてもよい。
　これによれば、比較的低背な部品である送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔが主面９１ｂに配置されるので、高周波モジュール１の主面９１ｂ側の高さが増大して増幅トランジスタ１１０の放熱経路が長くなることを抑えることができる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、主面９１ｂに配置され、電力増幅部品１０に接続される送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔと、樹脂部材９２ｂの表面の少なくとも一部を覆うシールド電極層９４２と、を備え、送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔの少なくとも一部は、平面視においてシールド電極層９４２の少なくとも一部と重なっていてもよい。
　これによれば、主面９１ｂに配置された送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔのモジュール基板９１とは反対側をシールド電極層９４２で覆うことができるので、外来ノイズが送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔに侵入することを抑制するとともに、送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔの放熱性を向上させることもできる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、シールド電極層９４１は、シールド電極層９４２と離れて配置されてもよい。
　これによれば、電力増幅部品１０の熱が送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔに流入することを抑制することができ、熱による送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔの特性劣化を抑制することができる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、主面９１ａに配置された低雑音増幅器２１を備えてもよい。
　これによれば、モジュール基板９１の両面に回路部品を配置することができ、高周波モジュール１の小型化を図ることができる。また、低雑音増幅器２１を電力増幅部品１０と反対側の主面に配置することができ、低雑音増幅器２１と電力増幅部品１０とのアイソレーションを向上させることができる。したがって、高周波モジュール１の電気特性（例えば雑音指数（ＮＦ：Noise Figure））の向上を図ることができる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、低雑音増幅器２１は、シールド電極層９３に接触しなくてもよい。
　これによれば、低雑音増幅器２１がシールド電極層９４１を介して電力増幅部品１０に接続されたシールド電極層９３に接触することが避けられる。したがって、電力増幅器１１で増幅される送信信号及び低雑音増幅器２１で増幅される受信信号の干渉を抑制し、送信回路と受信回路との間のアイソレーションを向上させることができる。
　また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、主面９１ａに配置され、電力増幅部品１０に接続されるインピーダンス整合回路４３を備えてもよい。
　これによれば、比較的高背な部品となりやすいインダクタ等を含む得るインピーダンス整合回路４３が電力増幅部品１０と反対側の主面９１ａに配置される。したがって、高周波モジュール１の主面９１ｂ側の高さが増大して増幅トランジスタ１１０の放熱経路が長くなることを抑えることができる。
　本実施の形態に係る通信装置５は、高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、ＲＦＩＣ３とアンテナ２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。
　これによれば、通信装置５において、上記高周波モジュール１と同様の効果を実現することができる。
　（実施の形態１の変形例）
　次に、実施の形態１の変形例について説明する。本変形例では、増幅トランジスタ１１０が基材１０１の主面１０１ｂ側に形成される点が上記実施の形態１と主として異なる。以下に、本変形例について、上記実施の形態１と異なる点を中心に図７を参照しながら説明する。
　図７は、本変形例に係る高周波モジュール１の電力増幅部品１０Ａ周辺の拡大断面図である。図７に示すように、本変形例に係る高周波モジュール１において、電力増幅部品１０Ａは、基材１０１と、増幅トランジスタ１１０を含む電力増幅器１１と、金属電極１０２Ａ及び１０３と、ビア導体１０４と、を備える。増幅トランジスタ１１０を含む電力増幅器１１は、基材１０１の主面１０１ｂ側に形成されている。
　金属電極１０２Ａは、第２金属電極の一例である。金属電極１０２Ａは、主面１０１ｂに配置され、主面１０１ｂに形成された増幅トランジスタ１１０に接続されている。具体的には、金属電極１０２Ａは、電力増幅器１１のエミッタ端子１１１を介して増幅トランジスタ１１０のエミッタに電気的に接続されている。金属電極１０２Ａの少なくとも一部は、平面視において増幅トランジスタ１１０の少なくとも一部と重なっている。
　金属電極１０２Ａは、主面１０１ｂから突出しており、その端面は、樹脂部材９２ｂの表面に達してシールド電極層９４１に接触している。金属電極１０２Ａは、シールド電極層９４１を介して、高周波モジュール１のｚ軸負方向に配置されたマザー基板上のグランド端子等に接続される。つまり、金属電極１０２Ａは、グランドに接続され、グランド電極として機能する。
　複数の金属電極１０３の各々は、主面１０１ｂに配置され、主面１０１ｂに形成された増幅トランジスタ１１０に接続されている。具体的には、複数の金属電極１０３は、電力増幅器１１のコレクタ端子１１３、出力端子１１５及び入力端子１１７を介して増幅トランジスタ１１０のベース及びコレクタにそれぞれ電気的に接続されている。また、複数の金属電極１０３は、基材１０１内に形成された複数のビア導体１０４にそれぞれ接続されており、複数のビア導体１０４を介してモジュール基板９１の主面９１ｂに接続される。
　複数のビア導体１０４の各々は、金属電極１０３をモジュール基板９１の主面９１ｂに接続する。つまり、複数のビア導体１０４は、基材１０１の主面１０１ｂ上の複数の金属電極１０３と、モジュール基板９１の主面９１ｂ上の複数の金属電極（図示せず）と、を電気的に接続する。
　複数のビア導体１０４の各々は、基材１０１をｚ方向に貫通する貫通ビアに充填された金属導体である。なお、ビア導体１０４は、貫通ビアに充填された導体に限定されない。例えば、ビア導体１０４は、主面１０１ａ及び１０１ｂにそれぞれ形成された２つのブラインドビアに充填された２つの導体であってもよい。この場合、当該２つの導体は、基材１０１内に形成された平面電極パターンで接続されればよい。
　以上のように、本変形例に係る高周波モジュール１において、増幅トランジスタ１１０は、基材１０１の主面１０１ｂ側に形成されている。
　これによれば、増幅トランジスタ１１０が基材１０１の主面１０１ｂ側に形成される。したがって、増幅トランジスタ１１０の熱を、シールド電極層９４１を介して高周波モジュール１の外部に排出することができる。このとき、増幅トランジスタ１１０が基材１０１の主面１０１ａ側に形成される場合よりも、増幅トランジスタ１１０からシールド電極層９４１を介して外部に至る放熱経路を短縮することができ、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置された電力増幅部品１０Ａの放熱性を向上させることができる。
　また例えば、本変形例に係る高周波モジュール１において、電力増幅部品１０Ａは、主面１０１ｂに配置され、増幅トランジスタ１１０に接続され、シールド電極層９４１に接触する金属電極１０２Ａを備えてもよい。
　これによれば、増幅トランジスタ１１０の熱を金属電極１０２Ａを介してシールド電極層９４１に伝達することができ、物理的に接続することができ、電力増幅部品１０Ａの放熱性を向上させることができる。
　また例えば、本変形例に係る高周波モジュール１において、金属電極１０２Ａの少なくとも一部は、平面視において増幅トランジスタ１１０の少なくとも一部と重なってもよい。
　これによれば、金属電極１０２Ａと増幅トランジスタ１１０とが重ねられるので、さらに放熱経路を短縮することができ、電力増幅部品１０Ａの放熱性を向上させることができる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、２つのシールド電極層９４１及び９４２の代わりに、１つのシールド電極層９４Ｂを備える点が上記実施の形態１と主として異なる。以下に、本実施の形態について、上記実施の形態１と異なる点を中心に図８及び図９を参照しながら説明する。
　図８は、実施の形態２に係る高周波モジュール１Ｂの透視平面図である。具体的には、図８は、ｚ軸正側からモジュール基板９１の主面９１ｂ側を透視した図である。図９は、実施の形態２に係る高周波モジュール１Ｂの断面図である。図９における高周波モジュール１Ｂの断面は、図８のｉｘ－ｉｘ線における断面である。
　本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂにおいて、シールド電極層９４Ｂは、一体化された１つのシールド電極層の一例であり、図８においてハッチング領域で表されている。シールド電極層９４Ｂは、実施の形態１におけるシールド電極層９４１及び９４２が一体化されたものに相当し、例えばスパッタ法により形成された金属薄膜である。
　シールド電極層９４Ｂの少なくとも一部は、平面視において電力増幅部品１０の少なくとも一部と重なっており、かつ、送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔの少なくとも一部と重なっている。具体的には、シールド電極層９４Ｂは、電力増幅部品１０並びに送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔを覆うように形成されており、電力増幅部品１０並びに送信フィルタ６１Ｔ及び６２Ｔと接触している。また、シールド電極層９４Ｂは、シールド電極層９３とも接触している。シールド電極層９４Ｂは、高周波モジュール１Ｂのｚ軸負方向に配置されたマザー基板上のグランド端子等に接続されグランド電位に設定される。
　以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂにおいて、電力増幅部品１０及び送信フィルタ６１Ｔ及び／又は６２Ｔを覆うシールド電極層は、一体化された１つのシールド電極層９４Ｂである。
　これによれば、増幅トランジスタ１１０の熱をシールド電極層９４Ｂで大きく拡散することができ、電力増幅部品１０の放熱性を向上させることができる。
　（他の実施の形態）
　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、実施の形態に基づいて説明したが、本発明に係る高周波モジュール及び通信装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュール及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
　例えば、上記各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おいて、図面に開示された各回路素子及び信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子及び配線などが挿入されてもよい。
　なお、上記各実施の形態において、高周波モジュールは、送受信モジュールであったが、これに限定されない。例えば、高周波モジュールは、送信モジュールであってもよい。この場合、高周波モジュールは、低雑音増幅器等を備えなくてもよい。
　なお、上記各実施の形態において、高周波モジュールは、さらに、他のバンドの送信経路及び／又は受信経路を備えてもよい。
　なお、上記各実施の形態において、高周波モジュールは、ＦＤＤ用バンドに対応していたが、これに限定されない。例えば、高周波モジュールは、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）用バンドに対応してもよく、ＦＤＤ用バンド及びＴＤＤ用バンドの両方に対応してもよい。この場合、高周波モジュールは、ＴＤＤ用バンドを含む通過帯域を有する送受信フィルタと、送信及び受信を切り替えるスイッチとを備えればよい。
　本発明は、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に広く利用できる。
　１、１Ｂ　高周波モジュール
　２　アンテナ
　３　ＲＦＩＣ
　４　ＢＢＩＣ
　５　通信装置
　１０、１０Ａ　電力増幅部品
　１１　電力増幅器
　２０、７０　集積回路
　２１　低雑音増幅器
　４１、４２、４３、４４　インピーダンス整合回路
　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
　７１　制御回路
　９１　モジュール基板
　９１ａ、９１ｂ、１０１ａ、１０１ｂ　主面
　９２ａ、９２ｂ　樹脂部材
　９３、９４Ｂ、９４１、９４２　シールド電極層
　１００　アンテナ接続端子
　１０１　基材
　１０２、１０２Ａ、１０３　金属電極
　１０４　ビア導体
　１１０　増幅トランジスタ
　１１１　エミッタ端子
　１１２　インダクタ
　１１３　コレクタ端子
　１１４、１１６　キャパシタ
　１１５　出力端子
　１１７　入力端子
　１１８　バイアス回路
　１２１　高周波入力端子
　１２２　高周波出力端子
　１３０　制御端子
　１５０　ポスト電極
　１５０Ｇ　グランド電極
　１５０Ｈ　ホット電極
　５１１、５１２、５１３、５２１、５２２、５２３、５３１、５３２、５３３　端子

Claims (18)

  1. 　互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
    　前記第１主面の少なくとも一部を覆う第１樹脂部材と、
    　前記第１樹脂部材の表面の少なくとも一部を覆う第１シールド電極層と、
    　前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
    　前記第２主面に配置された電力増幅部品と、
    　第１金属電極と、を備え、
    　前記電力増幅部品は、
    　互いに対向する第３主面及び第４主面を有し、前記第３主面は、前記第２主面及び前記第４主面の間に位置する基材と、
    　前記基材に形成された増幅トランジスタと、を備え、
    　前記第１金属電極は、前記第４主面に配置され、前記第１シールド電極層に接触している、
    　高周波モジュール。
  2. 　前記第１金属電極の少なくとも一部は、平面視において前記増幅トランジスタの少なくとも一部と重なっている、
    　請求項１に記載の高周波モジュール。
  3. 　前記高周波モジュールは、前記第２主面の少なくとも一部を覆う第２樹脂部材を備え、
    　前記第１金属電極は、前記第２樹脂部材の表面の少なくとも一部を覆う第２シールド電極層である、
    　請求項１又は２に記載の高周波モジュール。
  4. 　前記複数の外部接続端子は、グランド端子として第１外部接続端子を含み、
    　前記第２シールド電極層は、前記第１外部接続端子に接触している、
    　請求項３に記載の高周波モジュール。
  5. 　前記増幅トランジスタは、前記基材の前記第３主面側に形成されている、
    　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. 　前記電力増幅部品は、前記第３主面に配置された第２金属電極を備える、
    　請求項５に記載の高周波モジュール。
  7. 　前記第２金属電極の少なくとも一部は、平面視において前記増幅トランジスタの少なくとも一部と重なっている、
    　請求項６に記載の高周波モジュール。
  8. 　前記増幅トランジスタは、前記基材の前記第４主面側に形成されている、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  9. 　前記電力増幅部品は、前記第４主面に配置され、前記増幅トランジスタに接続され、前記第１金属電極に接触する第２金属電極を備える、
    　請求項８に記載の高周波モジュール。
  10. 　前記第２金属電極の少なくとも一部は、平面視において前記増幅トランジスタの少なくとも一部と重なっている、
    　請求項９に記載の高周波モジュール。
  11. 　前記高周波モジュールは、前記第２主面に配置され、前記電力増幅部品に接続されるフィルタを備える、
    　請求項１～１０のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  12. 　前記高周波モジュールは、
    　前記第２主面に配置され、前記電力増幅部品に接続されるフィルタと、
    　前記第２樹脂部材の表面の少なくとも一部を覆う第３シールド電極層と、を備え、
    　前記フィルタの少なくとも一部は、平面視において前記第３シールド電極層の少なくとも一部と重なっている、
    　請求項３又は４に記載の高周波モジュール。
  13. 　前記第２シールド電極層は、前記第３シールド電極層と離れて配置されている、
    　請求項１２に記載の高周波モジュール。
  14. 　前記第２シールド電極層及び前記第３シールド電極層は、一体化された１つのシールド電極層である、
    　請求項１３に記載の高周波モジュール。
  15. 　前記高周波モジュールは、前記第１主面に配置された低雑音増幅器を備える、
    　請求項１～１４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  16. 　前記低雑音増幅器は、前記第１シールド電極層に接触していない、
    　請求項１５に記載の高周波モジュール。
  17. 　前記高周波モジュールは、前記第１主面に配置され、前記電力増幅部品に接続されるインピーダンス整合回路を備える、
    　請求項１～１６のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  18. 　高周波信号を処理する信号処理回路と、
    　前記信号処理回路とアンテナとの間で前記高周波信号を伝送する、請求項１～１７のいずれか１項に記載の高周波モジュールと、を備える、
    　通信装置。
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