WO2022220000A1 - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents
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- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
Definitions
- the present invention generally relates to high-frequency modules and communication devices, and more particularly to high-frequency modules and communication devices provided with mounting substrates.
- Patent Document 1 Conventionally, there has been known a high-frequency module in which electronic components are arranged on both sides of a mounting substrate (see Patent Document 1, for example).
- the high-frequency module of Patent Document 1 includes a mounting substrate, a first high-frequency component (electronic component), and external connection electrodes.
- the mounting substrate has a first main surface and a second main surface facing each other.
- the first high frequency component is provided on the second main surface of the mounting board.
- External connection electrodes are provided on the second main surface.
- the first high-frequency component has a third main surface and a fourth main surface facing each other.
- the mounting board may bend when heat is applied to the mounting board of the high-frequency module during the manufacturing process of the high-frequency module or when using the high-frequency module.
- stress may be applied to the first high-frequency component (electronic component) arranged on the main surface (second main surface) of the mounting substrate, resulting in characteristic deterioration.
- a high-frequency module includes a mounting substrate, an electronic component and external connection terminals, a resin layer, and an insulating layer.
- the mounting substrate has a first main surface and a second main surface facing each other.
- the electronic component and the external connection terminals are arranged on the second main surface of the mounting substrate.
- the resin layer covers at least part of the electronic component.
- the electronic component has a third main surface and a fourth main surface facing each other.
- the third main surface of the electronic component is located between the fourth main surface of the electronic component and the second main surface of the mounting substrate.
- the insulating layer is harder than the resin layer.
- the insulating layer is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component among the fourth main surface of the electronic component and the resin layer.
- a high-frequency module includes a mounting substrate, an electronic component and external connection terminals, a resin layer, and an insulating layer.
- the mounting substrate has a first main surface and a second main surface facing each other.
- the electronic component and the external connection terminals are arranged on the second main surface of the mounting substrate.
- the resin layer covers at least part of the electronic component.
- the electronic component has a third main surface and a fourth main surface facing each other.
- the third main surface of the electronic component is located between the fourth main surface of the electronic component and the second main surface of the mounting substrate.
- the insulating layer material includes at least one of silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride, and silicon oxynitride.
- the insulating layer is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component among the fourth main surface of the electronic component and the resin layer.
- a communication device includes any one of the high-frequency modules described above and a signal processing circuit.
- the signal processing circuit processes high frequency signals passing through the high frequency module.
- the stress applied to the electronic components arranged on the main surface of the mounting substrate can be alleviated, and the possibility of characteristic deterioration occurring can be reduced.
- FIG. 1 is a circuit diagram illustrating the configuration of a communication device including a high frequency module according to one embodiment.
- FIG. 2 is a plan view of the arrangement of electronic components on the second main surface of the mounting substrate provided in the high-frequency module as seen through from the first main surface side of the mounting substrate.
- FIG. 3 shows the same high-frequency module and is a cross-sectional view taken along the line X1-X1 of FIG. 4A to 4C are cross-sectional views showing steps of manufacturing the high frequency module of the same.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a high-frequency module according to Modification 1.
- FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of a high-frequency module according to Modification 2. As shown in FIG. FIG. FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of a high-frequency module according to Modification 3.
- FIG. 8 is a cross-sectional view of a high-frequency module according to Modification 4.
- FIG. 9 is a plan view of the arrangement of electronic components on the second main surface of the mounting substrate included in the high-frequency module according to Modification 5, seen through from the first main surface side of the mounting substrate.
- FIG. 10 shows the same high-frequency module and is a cross-sectional view taken along line X2-X2 of FIG.
- FIG. 1 A high-frequency module 1 according to an embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
- FIG. 1 A high-frequency module 1 according to an embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
- the high frequency module 1 includes a mounting substrate 100, electronic components and external connection terminals 200, and a resin layer (second resin layer 125 described later). , and an insulating layer 130 .
- the mounting board 100 has a first main surface 101 and a second main surface 102 facing each other in the thickness direction D1 of the mounting board 100 .
- Electronic components and external connection terminals 200 are arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the electronic components include the first switch 20, the second switch 40, the low noise amplifier 62 and the controller 70 shown in FIGS.
- the resin layer is arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the insulating layer is harder than the resin layer.
- the electronic component (for example, the controller 70) has a third main surface (for example, the controller main surface 70a) and a fourth main surface (for example, the controller main surface 70b) facing each other.
- the third main surface of the electronic component is located between the fourth main surface of the electronic component and the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the insulating layer 130 is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component out of the fourth main surface of the electronic component and the resin layer.
- a is arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 means that A is not only directly mounted on the second main surface 102, but also is mounted on the second main surface 102 separated by the mounting board 100. It means that A is arranged in the space on the second principal surface 102 side of the space on the second principal surface 102 side and the space on the first principal surface 101 side. In other words, it includes that A is mounted on the second main surface 102 via other circuit elements, electrodes, and the like. That is, “A is arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100” means that A is arranged on the main surface (for example, the second main surface 102) of the mounting board 100 while being in contact with the main surface. A is arranged above the main surface without being in contact with the main surface, and A is arranged embedded in the substrate from the main surface side.
- the high-frequency module 1 is used, for example, in a communication device 500 compatible with multimodes/multibands.
- the communication device 500 is, for example, a mobile phone (eg, smart phone), but is not limited to this, and may be, for example, a wearable terminal (eg, smart watch).
- the high-frequency module 1 is a module compatible with, for example, the 4G (fourth generation mobile communication) standard, the 5G (fifth generation mobile communication) standard, and the like.
- the 4G standard is, for example, the 3GPP (Third Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) standard.
- the 5G standard is, for example, 5G NR (New Radio).
- the high-frequency module 1 is configured, for example, to amplify a transmission signal (high-frequency signal) input from the signal processing circuit 501 (see FIG. 1) and output it to the antenna 510 .
- the high-frequency module 1 is configured, for example, to amplify a received signal (high-frequency signal) input from the antenna 510 and output the amplified signal to the signal processing circuit 501 .
- the signal processing circuit 501 is not a component of the high frequency module 1 but a component of the communication device 500 including the high frequency module 1 .
- the high frequency module 1 is controlled by, for example, a signal processing circuit 501 included in the communication device 500 .
- a communication device 500 includes a high frequency module 1 and a signal processing circuit 501 .
- Communication device 500 further comprises an antenna 510 .
- the communication device 500 further includes a circuit board on which the high frequency module 1 is mounted.
- the circuit board is, for example, a printed wiring board.
- the circuit board has a ground electrode to which a
- Antenna 510 is connected to antenna terminal 10 of high-frequency module 1 .
- the antenna 510 has a transmission function of radiating a transmission signal output from the high-frequency module 1 as a radio wave and a reception function of receiving a reception signal as a radio wave from the outside and outputting it to the high-frequency module 1 .
- the signal processing circuit 501 processes signals passing through the high-frequency module 1 (for example, received signals and transmitted signals).
- Signal processing circuitry 501 includes, for example, RF signal processing circuitry 502 and baseband signal processing circuitry 503 .
- the RF signal processing circuit 502 is, for example, an RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit), and performs signal processing on high frequency signals.
- the RF signal processing circuit 502, for example, performs signal processing such as up-conversion on the high-frequency signal (transmission signal) output from the baseband signal processing circuit 503, and outputs the processed high-frequency signal. Further, the RF signal processing circuit 502 performs signal processing such as down-conversion on the high-frequency signal (received signal) output from the high-frequency module 1, and converts the processed high-frequency signal to the baseband signal processing circuit. 503.
- the baseband signal processing circuit 503 is, for example, a BBIC (Baseband Integrated Circuit).
- a baseband signal processing circuit 503 generates an I-phase signal and a Q-phase signal from the baseband signal.
- the baseband signal is, for example, an externally input audio signal, image signal, or the like.
- a baseband signal processing circuit 503 performs IQ modulation processing by combining the I-phase signal and the Q-phase signal, and outputs a transmission signal. At this time, the transmission signal is generated as a modulated signal (IQ signal) obtained by amplitude-modulating a carrier signal of a predetermined frequency with a period longer than the period of the carrier signal.
- IQ signal modulated signal
- the received signal processed by the baseband signal processing circuit 503 is used, for example, as an image signal for image display or as an audio signal for communication.
- the high frequency module 1 according to this embodiment transmits high frequency signals (received signals) between the antenna 510 and the RF signal processing circuit 502 of the signal processing circuit 501 .
- the high-frequency module 1 includes an antenna terminal 10, a first switch 20, a first transmission filter 31, a second transmission filter 32, a first reception filter 33, and a second reception filter . , a second switch 40 , a first matching circuit 51 , a second matching circuit 52 , a power amplifier 61 , a low noise amplifier 62 , and a controller 70 .
- the high frequency module 1 further includes a signal input terminal 81 , a signal output terminal 82 and a control terminal 83 .
- the first switch 20 and the low-noise amplifier 62 are integrated into one chip to form a switch IC 110 (see FIG. 2).
- the antenna terminal 10 is electrically connected to the antenna 510 .
- a is connected to B not only indicates that A and B are in contact, but also that A and B are in contact with conductive electrodes, conductive terminals, wires, or other circuit components. It is defined as including being electrically connected via, etc. Also, “connected between A and B” means connected to both A and B between A and B.
- the first switch 20 is configured to connect the first transmission filter 31 , the second transmission filter 32 , the first reception filter 33 and the second reception filter 34 to the antenna 510 .
- the first switch 20 is configured to be able to simultaneously connect the first transmission filter 31 and the second transmission filter 32 to the antenna 510 .
- the first switch 20 is configured to be able to connect the first reception filter 33 and the second reception filter 34 to the antenna 510 at the same time.
- the high-frequency module 1 is a module capable of supporting carrier aggregation and dual connectivity.
- carrier aggregation and dual connectivity refer to communication that simultaneously uses radio waves of a plurality of frequency bands.
- transmission of signals by carrier aggregation or dual connectivity is also referred to as simultaneous transmission.
- the first switch 20 has a common terminal 21 and a plurality of (for example, two) selection terminals 22 and 23 .
- the common terminal 21 of the first switch 20 is connected to the antenna terminal 10 .
- the common terminal 21 and the antenna terminal 10 are not limited to being connected without other circuit elements, and may be connected via a low-pass filter and a coupler, for example.
- the selection terminal 22 is connected to a connection point between the output terminal of the first transmission filter 31 and the input terminal of the first reception filter 33 .
- the selection terminal 23 is connected to a connection point between the output terminal of the second transmission filter 32 and the input terminal of the second reception filter 34 .
- the first switch 20 is, for example, a switch that can connect at least one or more of the two selection terminals 22 and 23 to the common terminal 21 .
- the first switch 20 is, for example, a switch capable of one-to-one and one-to-many connections.
- the first switch 20 is controlled by the signal processing circuit 501, for example.
- the first switch 20 switches the connection state between the common terminal 21 and the two selection terminals 22 and 23 according to the control signal from the RF signal processing circuit 502 of the signal processing circuit 501 .
- the first switch 20 is, for example, a switch IC (Integrated Circuit).
- the first transmission filter 31 and the second transmission filter 32 are transmission filters whose passbands are different frequency bands.
- the first transmission filter 31 is, for example, a filter whose passband is the transmission band of the first communication band.
- the second transmission filter 32 is, for example, a filter whose passband is the transmission band of the second communication band.
- the first communication band corresponds to transmission signals passing through the first transmission filter 31 .
- a second communication band corresponds to the transmitted signal through the second transmit filter 32 .
- Each of the first communication band and the second communication band is, for example, a 3GPP LTE standard communication band or a 5G NR standard communication band.
- the first transmission filter 31 and the second transmission filter 32 are, for example, ladder-type filters, and include multiple (eg, four) series arm resonators and multiple (eg, three) parallel arm resonators. have.
- the first transmission filter 31 and the second transmission filter 32 are, for example, elastic wave filters.
- each of a plurality of series arm resonators and a plurality of parallel arm resonators is composed of an elastic wave resonator.
- the acoustic wave filter is, for example, a surface acoustic wave filter that utilizes surface acoustic waves.
- each of the plurality of series arm resonators and the plurality of parallel arm resonators is, for example, a SAW (Surface Acoustic Wave) resonator.
- the first transmission filter 31 and the second transmission filter 32 are not limited to SAW filters.
- the first transmission filter 31 and the second transmission filter 32 may be, for example, BAW (Bulk Acoustic Wave) filters other than SAW filters.
- Resonators in BAW filters are, for example, FBARs (Film Bulk Acoustic Resonators) or SMRs (Solidly Mounted Resonators).
- a BAW filter has a substrate.
- the substrate that the BAW filter has is, for example, a silicon substrate.
- the first reception filter 33 and the second reception filter 34 are reception filters whose passbands are different frequency bands.
- the first reception filter 33 is, for example, a filter whose pass band is the reception band of the first communication band.
- the second reception filter 34 is, for example, a filter whose passband is the reception band of the second communication band.
- a first communication band corresponds to the received signal passing through the first receive filter 33 .
- a second communication band corresponds to the received signal passing through the second receive filter 34 .
- the first reception filter 33 and the second reception filter 34 are, for example, ladder-type filters, and include a plurality of (for example, four) series arm resonators and a plurality of (for example, three) parallel arm resonators. have.
- the first reception filter 33 and the second reception filter 34 are, for example, elastic wave filters.
- each of a plurality of series arm resonators and a plurality of parallel arm resonators is composed of an elastic wave resonator.
- the acoustic wave filter is, for example, a surface acoustic wave filter that utilizes surface acoustic waves.
- each of the multiple series arm resonators and the multiple parallel arm resonators is, for example, a SAW resonator.
- the first reception filter 33 and the second reception filter 34 are not limited to SAW filters.
- the first reception filter 33 and the second reception filter 34 may be BAW filters other than SAW filters, for example.
- the first transmission filter 31 and the first reception filter 33 may be composed of duplexers.
- the second transmission filter 32 and the second reception filter 34 may be composed of duplexers.
- the second switch 40 is a one-chip switch IC having a third switch 41 and a fourth switch 42 .
- the third switch 41 has a common terminal 411 and multiple (for example, two) selection terminals 412 and 413 .
- the common terminal 411 of the third switch 41 is connected to the output terminal of the power amplifier 61 via the first matching circuit 51 .
- a common terminal 411 is connected to an input terminal of the first transmission filter 31 .
- the selection terminal 412 is connected to the input terminal of the second transmission filter 32 .
- the third switch 41 is, for example, a switch that can connect at least one or more of the two selection terminals 412 and 413 to the common terminal 411 .
- the third switch 41 is, for example, a switch capable of one-to-one and one-to-many connections.
- the third switch 41 is controlled by the signal processing circuit 501, for example.
- the third switch 41 switches the connection state between the common terminal 411 and the two selection terminals 412 and 413 according to the control signal from the RF signal processing circuit 502 of the signal processing circuit 501 .
- the fourth switch 42 has a common terminal 421 and multiple (for example, two) selection terminals 422 and 423 .
- the common terminal 411 of the fourth switch 42 is connected to the input terminal of the low noise amplifier 62 via the second matching circuit 52 .
- Common terminal 421 is connected to the input terminal of first reception filter 33 .
- the selection terminal 423 is connected to the output terminal of the second reception filter 34 .
- the fourth switch 42 is, for example, a switch that can connect at least one or more of the two selection terminals 422 and 423 to the common terminal 421 .
- the fourth switch 42 is, for example, a switch capable of one-to-one and one-to-many connections.
- the fourth switch 42 is controlled by the signal processing circuit 501, for example.
- the fourth switch 42 switches the connection state between the common terminal 421 and the two selection terminals 422 and 423 according to the control signal from the RF signal processing circuit 502 of the signal processing circuit 501 .
- the first matching circuit 51 is arranged on the signal path between the output terminal of the power amplifier 61 and the common terminal 411 of the third switch 41 .
- the first matching circuit 51 is a circuit for impedance matching between the power amplifier 61 and the third switch 41 . That is, the first matching circuit 51 is a circuit for impedance matching between the power amplifier 61 and the first transmission filter 31 and the second transmission filter 32 .
- the first matching circuit 51 includes multiple inductors.
- the first matching circuit 51 may include, for example, one or more capacitors in addition to the multiple inductors.
- the first matching circuit 51 is not limited to the configuration including a plurality of inductors, and may be configured to include only one inductor, for example.
- the second matching circuit 52 is arranged on the signal path between the input terminal of the low noise amplifier 62 and the common terminal 421 of the fourth switch 42 .
- the second matching circuit 52 is a circuit for impedance matching between the low noise amplifier 62 and the fourth switch 42 . That is, the second matching circuit 52 is a circuit for impedance matching between the low noise amplifier 62 and the first reception filter 33 and the second reception filter 34 .
- the second matching circuit 52 includes multiple inductors.
- the second matching circuit 52 may include, for example, one or more capacitors in addition to multiple inductors.
- the second matching circuit 52 is not limited to the configuration including a plurality of inductors, and may be configured to include only one inductor, for example.
- the power amplifier 61 has an input terminal and an output terminal.
- the power amplifier 61 amplifies the transmission signal input to the input terminal and outputs it from the output terminal.
- An input terminal of the power amplifier 61 is connected to the signal input terminal 81 .
- An input terminal of the power amplifier 61 is connected to the signal processing circuit 501 via the signal input terminal 81 .
- the signal input terminal 81 is a terminal for inputting a high frequency signal (transmission signal) from an external circuit (for example, the signal processing circuit 501 ) to the high frequency module 1 .
- the output terminal of the power amplifier 61 and the first transmission filter 31 and the second transmission filter 32 can be connected via the first matching circuit 51 and the third switch 41 .
- the output terminal of the power amplifier 61 is connected to the common terminal 411 of the third switch 41 through the first matching circuit 51, and the two selection terminals 412 and 413 of the third switch 41 are connected to the first transmission filter. 31 and the second transmission filter 32 are connected one-to-one. Power amplifier 61 is controlled by controller 70 .
- the low noise amplifier 62 has an input terminal and an output terminal.
- the low noise amplifier 62 amplifies the received signal input to the input terminal and outputs the amplified signal from the output terminal.
- the input terminal of the low noise amplifier 62 is connected to the common terminal 421 of the fourth switch 42 via the second matching circuit 52 .
- An output terminal of the low noise amplifier 62 is connected to the signal output terminal 82 .
- the output terminal of the low noise amplifier 62 is connected to the signal processing circuit 501 via the signal output terminal 82, for example.
- the signal output terminal 82 is a terminal for outputting the high frequency signal (received signal) from the low noise amplifier 62 to an external circuit (for example, the signal processing circuit 501).
- the input terminal of the low noise amplifier 62 and the first reception filter 33 and the second reception filter 34 can be connected via the second matching circuit 52 and the fourth switch 42 .
- the input terminal of the low noise amplifier 62 is connected to the common terminal 421 of the fourth switch 42 via the second matching circuit 52, and the two selection terminals 422 and 423 of the fourth switch 42 are connected to the first reception filter. 33 and the second reception filter 34 are connected one-to-one.
- the controller 70 controls the power amplifier 61 according to the control signal from the signal processing circuit 501, for example.
- the controller 70 is connected to the signal processing circuit 501 via a plurality of (eg, four) control terminals 83 .
- the control terminal 83 is a terminal for inputting a control signal from an external circuit (for example, the signal processing circuit 501 ) to the controller 70 .
- the controller 70 controls the power amplifier 61 based on the control signal obtained from the control terminal 83 .
- the control signal that the controller 70 acquires from the control terminal 83 is a digital signal. Although the number of control terminals 83 is, for example, four, only one is shown in FIG.
- the signal input terminal 81 , signal output terminal 82 and control terminal 83 are connected to the RF signal processing circuit 502 . That is, the power amplifier 61 is electrically connected to the RF signal processing circuit 502 via the signal input terminal 81 .
- the low noise amplifier 62 is electrically connected to the RF signal processing circuit 502 via the signal output terminal 82 .
- Controller 70 is electrically connected to RF signal processing circuit 502 via control terminal 83 .
- the high-frequency module 1 includes a mounting substrate 100, a first resin layer 120, a second resin layer 125 (resin layer), an insulating layer 130, and a plurality of external connection terminals 200. , and a plurality (two in FIG. 3) of metal bumps 201 .
- Metal bumps 201 are, for example, solder bumps.
- the mounting board 100 has a first main surface 101 and a second main surface 102 facing each other in the thickness direction D1 of the mounting board 100 . Note that the second resin layer 125 is omitted in FIG.
- the mounting board 100 is, for example, a printed wiring board, an LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) board, an HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics) board, or a resin multilayer board.
- the mounting substrate 100 is, for example, a multilayer substrate including a plurality of dielectric layers and a plurality of conductive layers, and is a ceramic substrate.
- the plurality of dielectric layers and the plurality of conductive layers are laminated in the thickness direction D1 of the mounting substrate 100.
- a plurality of conductive layers are formed in a predetermined pattern defined for each layer.
- Each of the plurality of conductive layers includes one or a plurality of conductor portions within one plane orthogonal to the thickness direction D1 of the mounting substrate 100.
- each conductive layer is copper, for example.
- the plurality of conductive layers includes a ground layer.
- one or more ground terminals included in the plurality of external connection terminals 200 (see FIG. 3) and the ground layer are electrically connected via via conductors, pads, etc. of the mounting substrate 100.
- the mounting board 100 is not limited to a printed wiring board or LTCC board, and may be a wiring structure.
- the wiring structure is, for example, a multilayer structure.
- the multilayer structure includes at least one insulating layer and at least one conductive layer.
- the insulating layer is formed in a predetermined pattern. When there are multiple insulating layers, the multiple insulating layers are formed in a predetermined pattern determined for each layer.
- the conductive layer is formed in a predetermined pattern different from the predetermined pattern of the insulating layer. When there are a plurality of conductive layers, the plurality of conductive layers are formed in a predetermined pattern determined for each layer.
- the conductive layer may include one or more redistribution portions.
- the first surface of the two surfaces facing each other in the thickness direction of the multilayer structure is the first principal surface 101 of the mounting substrate 100
- the second surface is the second principal surface 102 of the mounting substrate 100.
- the wiring structure may be, for example, an interposer.
- the interposer may be an interposer using a silicon substrate, or may be a multi-layered substrate.
- the first main surface 101 and the second main surface 102 of the mounting substrate 100 are separated in the thickness direction D1 of the mounting substrate 100 and intersect the thickness direction D1 of the mounting substrate 100 .
- the first main surface 101 of the mounting substrate 100 is, for example, orthogonal to the thickness direction D1 of the mounting substrate 100, but may include, for example, a side surface of a conductor portion as a surface that is not orthogonal to the thickness direction D1.
- the second main surface 102 of the mounting substrate 100 is, for example, orthogonal to the thickness direction D1 of the mounting substrate 100, but includes, for example, the side surface of the conductor portion as a surface that is not orthogonal to the thickness direction D1.
- the first main surface 101 and the second main surface 102 of the mounting substrate 100 may have fine unevenness, concave portions, or convex portions.
- the mounting substrate 100 has a rectangular shape in plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 100, the shape is not limited to this and may be, for example, a square shape.
- planar view means viewing an object by orthographic projection from the positive side of the z-axis onto the xy plane.
- the high frequency module 1 includes a plurality of electronic components.
- the plurality of electronic components includes a first switch 20, a first transmission filter 31, a second transmission filter 32, a first reception filter 33, a second reception filter 34, a second switch 40, a first matching circuit 51, and a second matching circuit. 52 , power amplifier 61 , low noise amplifier 62 and controller 70 .
- the outer peripheral shape of each of the plurality of components is quadrangular (rectangular).
- Each of the plurality of components of the high-frequency module 1 is mounted on the first main surface 101 or the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the first switch 20 , the second switch 40 , the low noise amplifier 62 and the controller 70 among the plurality of electronic components of the high frequency module 1 are arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the first transmission filter 31, the second transmission filter 32, the first reception filter 33, the second reception filter 34, the first matching circuit 51, the second matching circuit 52, and the power amplifier 61 are arranged on the first main surface 101 of the mounting substrate 100 .
- Each of the plurality of electronic components arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 has a third main surface and a fourth main surface facing each other.
- the third main surface of the electronic component is located between the fourth main surface of the electronic component and the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the principal surface 70a (third principal surface) of the controller 70 is positioned between the principal surface 70b (fourth principal surface) of the controller 70 and the second principal surface 102 of the mounting substrate 100 (see FIG. 3). ).
- a principal surface 110 a (third principal surface) of the switch IC 110 including the first switch 20 and the low-noise amplifier 62 is located between a principal surface 110 b (fourth principal surface) of the switch IC 110 and the second principal surface 102 of the mounting board 100 . located (see Figure 3).
- the mounting substrate 100 includes multiple pads 105 .
- a plurality of pads 105 are formed in a prism shape and arranged on the second main surface 102 .
- the first resin layer 120 covers a plurality of electronic components arranged on the first main surface 101 of the mounting board 100 on the first main surface 101 side of the mounting board 100 .
- the first resin layer 120 seals a plurality of electronic components arranged on the first main surface 101 of the mounting board 100 .
- the first resin layer 120 contains resin (for example, epoxy resin).
- the first resin layer 120 may contain filler in addition to the resin.
- the second resin layer 125 is arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the second resin layer 125 covers at least part of the plurality of electronic components mounted on the second main surface 102 of the mounting substrate 100 on the second main surface 102 side of the mounting substrate 100 .
- the second resin layer 125 partially covers each of the plurality of external connection terminals 200 .
- the second resin layer 125 contains resin (for example, epoxy resin).
- the second resin layer 125 may contain filler in addition to the resin.
- the material of the second resin layer 125 may be the same material as the material of the first resin layer 120, or may be a different material.
- the second resin layer 125 has a principal surface 1251 (fifth principal surface) and a principal surface 1252 facing each other in the thickness direction (thickness direction D1 of the mounting substrate 100).
- the main surface 1252 is connected (contacted) with the second main surface 102 of the mounting board 100 . That is, the main surface 1251 of the second resin layer 125 is the surface of the second resin layer 125 opposite to the mounting board 100 .
- the second resin layer 125 is arranged so as to expose the fourth main surfaces of the plurality of electronic components mounted on the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the principal surface 70 b (fourth principal surface) of the controller 70 and the principal surface 110 b (fourth principal surface) of the switch IC 110 are exposed from the second resin layer 125 . That is, the height from the second main surface 102 of the mounting board 100 to the fourth main surface of the electronic component mounted on the second main surface 102 of the mounting board 100 is the same as the height h2 of the second resin layer 125. is.
- the height h 1 from the second main surface 102 of the mounting substrate 100 to the main surface 70 b (fourth main surface) of the controller 70 is the same as the height h 2 of the second resin layer 125 .
- the height from the second main surface 102 of the mounting substrate 100 to the main surface 110b (fourth main surface) of the switch IC 110 is the same as the height h2 of the second resin layer 125.
- FIG. The height h2 of the second resin layer 125 is the height from the second main surface 102 of the mounting board 100 to the main surface 1251 of the second resin layer 125 .
- the thickness of the electronic component (for example, the thickness of the controller 70 or the switch IC 110) is, for example, 40 ⁇ m, and the thickness of the electronic component (for example, the thickness of the controller 70) is 40 ⁇ m.
- the height to the surface 70b or the switch IC 110) is 100 ⁇ m. "The height from the second main surface 102 of the mounting board 100 to the fourth main surface of the electronic component is the same as the height h2 of the second resin layer 125" only means that the height is completely the same. not including the allowable error.
- a permissible error is, for example, ⁇ 30 ⁇ m, more specifically ⁇ 20 ⁇ m.
- the insulating layer 130 is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component among the fourth main surface of the electronic component arranged on the second main surface 102 of the mounting substrate 100 and the main surface 1251 of the second resin layer 125 .
- the insulating layer 130 covers at least the fourth main surface of the electronic component among the fourth main surface of the electronic component arranged on the second main surface 102 of the mounting substrate 100 and the main surface 1251 of the second resin layer 125 . It is arranged so as to contact (connect) the surface.
- the main surface 1251 of the second resin layer 125 is the surface farther from the mounting board 100 than the two surfaces of the second resin layer 125 facing each other in the thickness direction D1 of the mounting board 100 .
- the insulating layer 130 is arranged so as to contact (connect) the fourth main surface of the electronic component and the main surface 1251 of the second resin layer 125 . Also, the insulating layer 130 is arranged up to the edge of the mounting board 100 , that is, the edge of the second resin layer 125 .
- the insulating layer 130 has higher thermal conductivity than the second resin layer 125 . Furthermore, the insulating layer 130 is harder than the second resin layer 125 .
- the material of the insulating layer 130 includes at least one of silicon carbide (SiC), silicon dioxide ( SiO2 ), silicon nitride ( Si3N4 ), and silicon oxynitride (SiON).
- the thickness of the insulating layer 130 is, for example, 4-12 ⁇ m. More specifically, the thickness of the insulating layer 130 is 10 ⁇ m.
- the scale indicating "hardness" is, for example, Vickers hardness.
- "A is harder than B” means that the Vickers hardness value of A is higher than the Vickers hardness value of B, for example.
- a plurality of external connection terminals 200 are arranged on the second main surface of the mounting board 100 .
- the plurality of external connection terminals 200 are composed of columnar electrodes.
- the material of the plurality of external connection terminals 200 is, for example, metal (eg, copper, copper alloy, etc.).
- the plurality of external connection terminals 200 are electrically connected to the electronic components arranged on the mounting board 100 and the conductive layers of the mounting board 100 through via conductors, pads 105, etc. provided on the mounting board 100. there is Also, each of the plurality of external connection terminals 200 is connected to a metal bump 201 .
- the plurality of external connection terminals 200 includes an antenna terminal 10, one or more ground terminals, a signal input terminal 81, a signal output terminal 82 and a control terminal 83.
- One or more ground terminals are connected to the ground layer of the mounting substrate 100 as described above.
- the ground layer is the circuit ground of the high frequency module 1, and the plurality of electronic components of the high frequency module 1 include electronic components connected to the ground layer.
- the external connection terminals 200 overlap the insulating layer 130 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting board 100 .
- “A overlaps B in plan view” includes a case where at least part of A overlaps at least part of B in plan view.
- a metal bump 201 is connected to each of the plurality of external connection terminals 200 .
- the insulating layer 130 is in contact with the metal bumps 201 .
- the method for manufacturing the high-frequency module 1 includes first to fourth steps.
- a plurality of electronic components (controller 70, switch IC 110 and second switch 40) arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 and the second resin layer 125 are ground.
- the insulating layer 130 is arranged by sputtering (see FIG. 4A).
- the third step electronic components such as the power amplifier 61 and the first resin layer 120 are arranged on the first main surface 101 of the mounting board 100 . Furthermore, in the third step, laser drilling is performed to expose at least part of the plurality of external connection terminals 200 from the second resin layer 125 (see FIG. 4B).
- metal bumps 201 are formed so as to fill the grooves 210 formed by drilling and connect with the external connection terminals 200 (see FIG. 4C).
- the high-frequency module 1 includes the mounting board 100, the electronic components (eg, the controller 70, the switch IC 110, the second switch 40), the external connection terminals 200, and the resin layer (for example, it includes a second resin layer 125 ) and an insulating layer 130 .
- the mounting substrate 100 has a first main surface 101 and a second main surface 102 facing each other.
- Electronic components and external connection terminals 200 are arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the resin layer covers at least part of the electronic component.
- the electronic component has a third main surface (for example, the main surface 70a of the controller 70 and the main surface 110a of the switch IC 110) and a fourth main surface (for example, the main surface 70b of the controller 70 and the main surface 110b of the switch IC 110) facing each other. have.
- the third main surface of the electronic component is located between the fourth main surface of the electronic component and the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the insulating layer 130 is harder than the resin layer.
- the insulating layer 130 is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component out of the fourth main surface of the electronic component and the resin layer.
- the insulating layer 130 of the high-frequency module 1 is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component out of the fourth main surface of the electronic component and the resin layer.
- the insulating layer 130 since the insulating layer 130 is provided on both the fourth main surface of the electronic component and the resin layer, it prevents the mounting board 100 from bending due to heat or the like, and prevents the electronic component from bending due to the bending of the mounting board 100 . Relieves stress on parts. As a result, the possibility of deterioration of characteristics can be reduced.
- the high-frequency module 1 includes a mounting board 100, electronic components (eg, controller 70, switch IC 110, second switch 40), external connection terminals 200, and a resin layer (eg, second resin layer 125). and an insulating layer 130 .
- the mounting substrate 100 has a first main surface 101 and a second main surface 102 facing each other.
- Electronic components and external connection terminals 200 are arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the resin layer covers at least part of the electronic component.
- the electronic component has a third main surface (for example, the main surface 70a of the controller 70 and the main surface 110a of the switch IC 110) and a fourth main surface (for example, the main surface 70b of the controller 70 and the main surface 110b of the switch IC 110) facing each other. have.
- the third main surface of the electronic component is located between the fourth main surface of the electronic component and the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the material of insulating layer 130 includes at least one of silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride, and silicon oxynitride.
- the insulating layer 130 is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component out of the fourth main surface of the electronic component and the resin layer.
- the insulating layer 130 of the high-frequency module 1 is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component out of the fourth main surface of the electronic component and the resin layer.
- the insulating layer 130 since the insulating layer 130 is provided on both the fourth main surface of the electronic component and the resin layer, it prevents the mounting board 100 from bending due to heat or the like, and prevents the electronic component from bending due to the bending of the mounting board 100 . Relieves stress on parts. As a result, the possibility of deterioration of characteristics can be reduced.
- the material of the insulating layer 130 includes at least one of silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride, and silicon oxynitride.
- Silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride, and silicon oxynitride have high heat dissipation and hardness, so they can relieve stress applied to electronic components and release heat generated in the high-frequency module 1 .
- silicon carbide and silicon dioxide have low coefficients of thermal expansion, they can further relieve stress applied to electronic components.
- Modification 1 A high-frequency module 1A according to Modification 1 differs from the embodiment in that it has through vias.
- the high-frequency module 1A according to Modification 1 will be described below with reference to FIG. 5, focusing on the differences from the high-frequency module 1 of the embodiment.
- symbol is attached
- the power amplifier 61 included in the high-frequency module 1A of Modification 1 has a ground terminal 611 connected to the ground, as shown in FIG.
- the mounting board 100 of the high-frequency module 1A has through vias 220 penetrating through the mounting board 100, as shown in FIG. Further, the high-frequency module 1A includes connection terminals 225 arranged on the second main surface of the mounting board 100 .
- the material of the connection terminal 225 is, for example, metal (eg, copper, copper alloy, etc.).
- the connection terminal 225 penetrates the second resin layer 125 .
- One end of the connection terminal 225 is connected to the through via 220 .
- the other end of the connection terminal 225 is connected to the insulating layer 130 . That is, the through via 220 is connected to the insulating layer 130 via the connection terminal 225 . That is, the through via 220 connects the power amplifier 61 and the insulating layer 130 .
- both the fourth main surface of the electronic component for example, the main surface 70b of the controller 70 and the main surface 110b of the switch IC 110
- the resin layer the main surface 1251 of the second resin layer 125
- An insulating layer 130 is provided. Therefore, as in the embodiment, bending of the mounting substrate 100 due to heat or the like is suppressed, and stress applied to the electronic component due to the bending of the mounting substrate 100 is alleviated. As a result, the possibility of deterioration of characteristics can be reduced. Furthermore, since the insulating layer 130 is connected to the power amplifier 61 through the through via 220, the heat generated by the power amplifier 61 can be released more efficiently.
- a high-frequency module 1 according to Modification 2 differs from the embodiment in that it has a shield layer.
- the high-frequency module 1B according to Modification 2 will be described below with reference to FIG. 6, focusing on the differences from the high-frequency module 1 of the embodiment.
- symbol is attached
- the shield layer 150 is provided on the surface of the first resin layer 120 opposite to the mounting board 100 and covers at least a portion of the first resin layer 120 (see FIG. 6).
- the shield layer 150 is grounded via a ground terminal.
- the shield layer 150 has conductivity.
- the shield layer 150 has a multi-layer structure in which a plurality of metal layers are laminated, but is not limited to this and may be one metal layer.
- the metal layer contains one or more metals.
- the shield layer 150 includes the main surface 121 of the first resin layer 120 opposite to the mounting substrate 100 side, the outer peripheral surface 123 of the first resin layer 120, the outer peripheral surface 103 of the mounting substrate 100, and the second resin layer 125. and the outer peripheral surface 131 of the insulating layer 130 . That is, the insulating layer 130 is in contact with the shield layer 150 .
- both the fourth main surface of the electronic component for example, the main surface 70b of the controller 70 and the main surface 110b of the switch IC 110
- the resin layer the main surface 1251 of the second resin layer 125
- An insulating layer 130 is provided. Therefore, as in the embodiment, bending of the mounting substrate 100 due to heat or the like is suppressed, and stress applied to the electronic component due to the bending of the mounting substrate 100 is alleviated. As a result, the possibility of deterioration of characteristics can be reduced. In addition, contact between the insulating layer 130 and the shield layer 150 can improve heat dissipation.
- a high-frequency module 1C according to Modification 3 differs from the embodiment in that the range in which the insulating layer is arranged is only the electronic components.
- a high-frequency module 1C according to Modification 3 will be described below with reference to FIG. 7, focusing on the differences from the high-frequency module 1 of the embodiment.
- symbol is attached
- the insulating layer 130 is arranged only on the fourth main surface of each of the plurality of electronic components arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 . That is, the insulating layer 130 of Modification 3 is not arranged on (the main surface 1251 of) the second resin layer 125 .
- the insulating layer 130 of Modification 3 is arranged on the main surface 70b of the controller 70 and the main surface 110b of the switch IC 110, as shown in FIG.
- the second switch 40 also has the insulating layer 130 of Modification 3 on the main surface of the second switch 40 corresponding to the fourth main surface.
- the second resin layer 125 is not an essential component of the high frequency module 1C. That is, the high-frequency module 1C does not have to include the second resin layer 125 .
- the external connection terminals 200 as the plurality of external connection terminals 200 are ball bumps. Materials for the ball bumps are, for example, gold, copper, solder, and the like.
- the insulating layer 130 is arranged only on the fourth main surface of each of the plurality of electronic components (for example, the main surface 70b of the controller 70 and the main surface 110b of the switch IC 110), and the second resin layer 125 is not located. According to this configuration, the stress applied to the electronic component due to bending of the mounting board 100 due to heat or the like is alleviated. As a result, the possibility of deterioration of characteristics can be reduced.
- Modification 4 A high-frequency module 1D according to Modification 4 differs from the embodiment in that the range where the insulating layer is arranged is only the second resin layer.
- a high-frequency module 1D according to Modification 4 will be described below with reference to FIG. 8, focusing on differences from the high-frequency module 1 of the embodiment.
- symbol is attached
- the insulating layer 130 is arranged so as to cover only the second resin layer 125 . In other words, insulating layer 130 of modification 4 does not cover the fourth main surface of each of the plurality of electronic components arranged on second main surface 102 of mounting substrate 100 .
- the insulating layer 130 of Modification 3 is arranged on the main surface 1251 of the second resin layer 125 as shown in FIG. Not placed.
- the insulating layer 130 of Modification 3 is arranged to cover the main surface 1251 of the second resin layer 125 as shown in FIG. 110b).
- the insulating layer 130 of Modification 4 is not arranged to cover the main surface corresponding to the fourth main surface of the second switch 40, which is not shown in FIG.
- each of the plurality of electronic components arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 has a fourth main surface (for example, a main surface 70b of the controller 70 and a main surface 110b of the switch IC 110).
- a fourth main surface for example, a main surface 70b of the controller 70 and a main surface 110b of the switch IC 110.
- the high-frequency module 1E according to Modification 5 differs from the embodiment in that the power amplifier 61 is arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- a high-frequency module 1E according to Modification 5 will be described below with reference to FIGS. 9 and 10, focusing on the differences from the high-frequency module 1 of the embodiment.
- symbol is attached
- the high frequency module 1E of Modified Example 5 further includes a ground layer 140 .
- the ground layer 140 is formed of a metal thin film and connected to the ground.
- the power amplifier 61 is arranged on the second main surface 102 of the mounting board 100 .
- the insulating layer 130 covers the controller 70, the switch IC 110 and the second switch 40, and the ground layer 140 covers the power amplifier 61 (see FIGS. 9 and 10).
- the second resin layer 125 is omitted in FIG.
- the power amplifier 61 has surfaces 61a and 61b facing each other in the thickness direction of the power amplifier 61 (thickness direction D1 of the mounting board 100).
- the surface 61 a of the power amplifier 61 is between the second main surface 102 of the mounting board 100 and the surface 61 b of the power amplifier 61 .
- a ground layer 140 is arranged on the surface 61 b of the power amplifier 61 .
- the ground layer 140 covers the power amplifier 61 and a plurality of (eight in FIG. 9) adjacent to the power amplifier 61 in plan view from the thickness direction D1 of the mounting board 100 Connect to metal bump 201 .
- a plurality of metal bumps 201 connected to the ground layer 140 are connected to the ground.
- Each of the plurality of external connection terminals 200 connected to the plurality of metal bumps 201 connected to the ground layer 140 is a ground terminal.
- both the fourth main surface of the electronic component for example, the main surface 70b of the controller 70 and the main surface 110b of the switch IC 110
- the resin layer the main surface 1251 of the second resin layer 125
- An insulating layer 130 is provided. Therefore, as in the embodiment, bending of the mounting board 100 due to heat or the like is suppressed, and stress applied to the electronic component due to the bending of the mounting board 100 is alleviated. As a result, the possibility of deterioration of characteristics can be reduced. Further, since the ground layer 140 covers the power amplifier 61, the heat generated from the power amplifier 61 can be released efficiently. Furthermore, since the ground layer 140 is connected to the metal bumps 201 adjacent to the power amplifier 61, it is possible to reduce the possibility that the signal output from the power amplifier 61 will jump to other electronic components.
- the material of the insulating layer 130 includes at least one of silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, but is not limited to this configuration.
- the insulating layer 130 may be made of a resin harder than the second resin layer 125 .
- the material of the insulating layer 130 may be an insulating film.
- the material of the insulating layer 130 may be the same as or different from the material of the second resin layer 125 . If the materials are different, the material is preferably harder than the material of the second resin layer 125 . In the case of using different materials, a material having a higher thermal conductivity than the material of the second resin layer 125 is preferable.
- the high-frequency module (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) of the first aspect includes the mounting board (100), the electronic components (eg, the controller 70, the switch IC 110, the second switch 40 ), an external connection terminal (200), a resin layer (for example, the second resin layer 125), and an insulating layer (130).
- a mounting substrate (100) has a first main surface (101) and a second main surface (102) facing each other. Electronic components are arranged on the second main surface (102) of the mounting substrate (100).
- the external connection terminals (200) are arranged on the second main surface (102) of the mounting substrate (100).
- the resin layer covers at least part of the electronic component.
- the electronic component has a third main surface (for example, the main surface 70a of the controller 70 and the main surface 110a of the switch IC 110) and a fourth main surface (for example, the main surface 70b of the controller 70 and the main surface 110b of the switch IC 110) facing each other. have.
- the third main surface of the electronic component is located between the fourth main surface of the electronic component and the second main surface (102) of the mounting board (100).
- the insulating layer (130) is harder than the resin layer.
- the insulating layer (130) is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component out of the fourth main surface of the electronic component and the resin layer.
- the insulating layer (130) of the high-frequency module (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component among the fourth main surface of the electronic component and the resin layer. Therefore, the stress applied to the electronic components is relieved. As a result, the possibility of deterioration of characteristics can be reduced.
- the high-frequency module (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) of the second aspect includes a mounting board (100), electronic components (eg, controller 70, switch IC 110, second switch 40) and external connection terminals ( 200), a resin layer (for example, the second resin layer 125), and an insulating layer (130).
- a mounting substrate (100) has a first main surface (101) and a second main surface (102) facing each other.
- Electronic components and external connection terminals (200) are arranged on the second main surface (102) of the mounting substrate (100).
- the resin layer covers at least part of the electronic component.
- the electronic component has a third main surface (for example, the main surface 70a of the controller 70 and the main surface 110a of the switch IC 110) and a fourth main surface (for example, the main surface 70b of the controller 70 and the main surface 110b of the switch IC 110) facing each other. have.
- the third main surface of the electronic component is located between the fourth main surface of the electronic component and the second main surface (102) of the mounting board (100).
- the material of the insulating layer (130) includes at least one of silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride, silicon oxynitride.
- the insulating layer (130) is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component out of the fourth main surface of the electronic component and the resin layer.
- the insulating layer (130) of the high-frequency module (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) is arranged on at least the fourth main surface of the electronic component among the fourth main surface of the electronic component and the resin layer. Therefore, the stress applied to the electronic components is relieved. As a result, the possibility of deterioration of characteristics can be reduced.
- the material of the insulating layer (130) includes at least one of silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride and silicon oxynitride. Silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride, and silicon oxynitride have high heat dissipation and hardness, so they can relieve stress applied to electronic parts and release heat generated in the high frequency module (1). In addition, since silicon carbide and silicon dioxide have low coefficients of thermal expansion, they can further relieve stress applied to electronic components.
- the material of the insulating layer (130) is silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride and silicon oxynitride. including at least one of
- silicon carbide, silicon dioxide, silicon nitride, and silicon oxynitride have high heat dissipation and hardness, they can relieve stress applied to electronic components and release heat generated in the high-frequency module (1). .
- silicon carbide and silicon dioxide have low coefficients of thermal expansion, they can further relieve stress applied to electronic components.
- the material of the insulating layer (130) is resin harder than the resin layer.
- the stress received by the electronic component can be alleviated, and the possibility of characteristic deterioration can be reduced.
- the mounting substrate in any one of the first to fourth aspects, in the thickness direction (D1) of the mounting substrate (100), the mounting substrate
- the height (for example, h1) from the second main surface (102) of (100) to the fourth main surface of the electronic component is the height from the second main surface (102) of the mounting board (100) to the mounting board ( 100) is the same as the height (h2) to the fifth main surface (for example, main surface 1251) on the opposite side.
- the fourth main surface of the electronic component and the resin layer can be made flush with each other, so that the insulating layer (130) can be easily arranged.
- the external connection terminal (200) is connected to the second terminal of the mounting board (100). It is located on the main surface (102).
- the external connection terminal (200) overlaps the insulating layer (130) in plan view from the thickness direction (D1) of the mounting substrate (100).
- the external connection terminal (200) overlaps the insulating layer (130) in plan view from the thickness direction (D1) of the mounting substrate (100), so solder or the like is applied to the external connection terminal (200). ), part of the solder or the like is connected to the insulating layer (130).
- short-circuiting of the high-frequency modules (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) can be prevented.
- the high-frequency module (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) of the seventh aspect further comprises metal bumps (201) in any one of the first to fifth aspects.
- a metal bump (201) is connected to an external connection terminal (200).
- the insulating layer (130) is in contact with the metal bumps.
- the metal bumps (201) connected to the external connection terminals (200) are connected to the insulating layer (130), the high frequency modules (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) You can prevent shorting.
- the insulating layer (130) has higher thermal conductivity than the resin layer .
- the high frequency module (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) of the ninth aspect further comprises a power amplifier (61) in any one of the first to eighth aspects.
- the power amplifier (61) is arranged on the first main surface (101) of the mounting substrate (100).
- the mounting substrate (100) includes through vias (220) connecting the power amplifier (61) and the insulating layer (130).
- the heat generated by the power amplifier (61) can be released more efficiently.
- the insulating layer (130) comprises the fourth main surface of the electronic component and the resin Among the layers, it is arranged only on the fourth main surface of the electronic component.
- the insulating layer (130) comprises the fourth main surface of the electronic component and the resin located on both sides of the layer.
- the mounting board (100) is prevented from bending due to heat or the like, and the stress applied to the electronic component due to the bending of the mounting board (100) is alleviated. As a result, the possibility of deterioration of characteristics can be reduced.
- the high frequency module (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) of the twelfth aspect further comprises a shield layer (150) in the eleventh aspect.
- the shield layer (150) comprises a first resin layer (120) arranged on the first main surface (101) side of the mounting board (100), an outer peripheral surface (103) of the mounting board (100) and the mounting board (100). It covers a second resin layer (125) which is a resin layer covering at least a part of the electronic component arranged on the second main surface (102) of the.
- the insulating layer (130) is in contact with the shield layer (150).
- the insulating layer (130) and the shield layer (150) are in contact with each other, so that heat dissipation can be improved.
- a communication device (500) comprises the radio frequency module (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E) according to any one of the first to twelfth aspects and a signal processing circuit (501).
- a signal processing circuit (501) processes high frequency signals passing through the high frequency modules (1; 1A; 1B; 1C; 1D; 1E).
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Abstract
本発明の課題は、実装基板の主面に配置された電子部品に加わる応力を緩和して特性劣化が生じる可能性を低くすることである。本発明に係る高周波モジュール(1)は、実装基板(100)と、電子部品及び外部接続端子と、樹脂層と、絶縁層(130)と、を備える。電子部品及び外部接続端子(200)は、実装基板(100)の第2主面(102)に配置されている。絶縁層(130)は、樹脂層よりも硬い。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板(100)の第2主面(102)との間に位置している。絶縁層(130)は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。
Description
本発明は、一般に高周波モジュール及び通信装置に関し、より詳細には実装基板を備える高周波モジュール及び通信装置に関する。
従来、実装基板の両面に電子部品が配置された高周波モジュールが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の高周波モジュールは、実装基板と、第1高周波部品(電子部品)と、外部接続電極と、を備える。実装基板は、互いに対向する第1主面及び第2主面を有する。第1高周波部品は、実装基板の第2主面上に設けられている。外部接続電極は、第2主面上に設けられている。第1高周波部品は、互いに対向する第3主面及び第4主面を有する。
特許文献1の高周波モジュールでは、高周波モジュールの製造工程、又は高周波モジュールの使用時において、高周波モジュールの実装基板に熱が加わると実装基板が曲がる場合がある。その結果、実装基板の主面(第2主面)に配置された第1高周波部品(電子部品)に応力が加わり、特性劣化が生じる場合がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされ、実装基板の主面に配置された電子部品に加わる応力を緩和して特性劣化が生じる可能性を低くす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、実装基板と、電子部品及び外部接続端子と、樹脂層と、絶縁層と、を備える。前記実装基板は、互いに対向する第1主面及び第2主面を有する。前記電子部品及び前記外部接続端子は、前記実装基板の前記第2主面に配置されている。前記樹脂層は、前記電子部品の少なくとも一部を覆っている。前記電子部品は、互いに対向する第3主面及び第4主面を有している。前記電子部品の前記第3主面は、前記電子部品の前記第4主面と前記実装基板の前記第2主面との間に位置している。前記絶縁層は、前記樹脂層よりも硬い。前記絶縁層は、前記電子部品の前記第4主面及び前記樹脂層のうち少なくとも前記電子部品の前記第4主面に配置されている。
本発明の一態様に係る高周波モジュールは、実装基板と、電子部品及び外部接続端子と、樹脂層と、絶縁層と、を備える。前記実装基板は、互いに対向する第1主面及び第2主面を有する。前記電子部品及び前記外部接続端子は、前記実装基板の前記第2主面に配置されている。前記樹脂層は、前記電子部品の少なくとも一部を覆っている。前記電子部品は、互いに対向する第3主面及び第4主面を有している。前記電子部品の前記第3主面は、前記電子部品の前記第4主面と前記実装基板の前記第2主面との間に位置している。前記絶縁層の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含む。前記絶縁層は、前記電子部品の前記第4主面及び前記樹脂層のうち少なくとも前記電子部品の前記第4主面に配置されている。
本発明の一態様に係る通信装置は、上記いずれかの高周波モジュールと、信号処理回路と、を備える。前記信号処理回路は、前記高周波モジュールを通る高周波信号を処理する。
本発明の上記構成に係る高周波モジュール及び通信装置によると、実装基板の主面に配置された電子部品に加わる応力を緩和して特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。
以下の実施形態等において参照する図2~図10は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(実施形態)
以下、実施形態に係る高周波モジュール1について、図1~図3を用いて説明する。
以下、実施形態に係る高周波モジュール1について、図1~図3を用いて説明する。
(1)概要
本実施形態に係る高周波モジュール1は、図1~図3に示すように、実装基板100と、電子部品及び外部接続端子200と、樹脂層(後述する第2樹脂層125)と、絶縁層130と、を備える。実装基板100は、実装基板100の厚さ方向D1で互いに対向する第1主面101及び第2主面102を有している。電子部品及び外部接続端子200は、実装基板100の第2主面102に配置されている。ここで、電子部品は、図1及び図2に示す、第1スイッチ20、第2スイッチ40、ローノイズアンプ62及びコントローラ70を含む。樹脂層は、実装基板100の第2主面102に配置されている。絶縁層は、樹脂層よりも硬い。電子部品(例えば、コントローラ70)は、互いに対向する第3主面(例えば、コントローラの主面70a)と第4主面(例えば、コントローラの主面70b)を有している。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板100の第2主面102との間に位置している。絶縁層130は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。
本実施形態に係る高周波モジュール1は、図1~図3に示すように、実装基板100と、電子部品及び外部接続端子200と、樹脂層(後述する第2樹脂層125)と、絶縁層130と、を備える。実装基板100は、実装基板100の厚さ方向D1で互いに対向する第1主面101及び第2主面102を有している。電子部品及び外部接続端子200は、実装基板100の第2主面102に配置されている。ここで、電子部品は、図1及び図2に示す、第1スイッチ20、第2スイッチ40、ローノイズアンプ62及びコントローラ70を含む。樹脂層は、実装基板100の第2主面102に配置されている。絶縁層は、樹脂層よりも硬い。電子部品(例えば、コントローラ70)は、互いに対向する第3主面(例えば、コントローラの主面70a)と第4主面(例えば、コントローラの主面70b)を有している。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板100の第2主面102との間に位置している。絶縁層130は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。
ここで、「Aが実装基板100の第2主面102に配置されている」とは、Aが第2主面102上に直接実装されているだけでなく、実装基板100で隔された第2主面102側の空間及び第1主面101側の空間のうち、Aが第2主面102側の空間に配置されていることを意味する。つまり、Aが第2主面102上に、その他の回路素子や電極等を介して実装されていることを含む。すなわち、「Aが実装基板100の第2主面102に配置されている」とは、Aが実装基板100の主面(例えば、第2主面102)と接触した状態で主面上に配置されることに加えて、Aが主面と接触せずに主面の上方に配置されること、及びA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。
本実施形態に係る高周波モジュール1は、例えば、マルチモード/マルチバンド対応の通信装置500に用いられる。通信装置500は、例えば、携帯電話(例えば、スマートフォン)であるが、これに限らず、例えば、ウェアラブル端末(例えば、スマートウォッチ)等であってもよい。高周波モジュール1は、例えば、4G(第4世代移動通信)規格、5G(第5世代移動通信)規格等に対応可能なモジュールである。4G規格は、例えば、3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)規格である。5G規格は、例えば、5G NR(New Radio)である。
(2)構成
以下、本実施形態に係る高周波モジュール1及び通信装置500の構成について、図1~図3を参照して説明する。
以下、本実施形態に係る高周波モジュール1及び通信装置500の構成について、図1~図3を参照して説明する。
高周波モジュール1は、例えば、信号処理回路501(図1参照)から入力された送信信号(高周波信号)を増幅してアンテナ510に出力できるように構成されている。高周波モジュール1は、例えば、アンテナ510から入力された受信信号(高周波信号)を増幅して信号処理回路501に出力できるように構成されている。信号処理回路501は、高周波モジュール1の構成要素ではなく、高周波モジュール1を備える通信装置500の構成要素である。高周波モジュール1は、例えば、通信装置500の備える信号処理回路501によって制御される。通信装置500は、高周波モジュール1と、信号処理回路501と、を備える。通信装置500は、アンテナ510を更に備える。通信装置500は、高周波モジュール1が実装された回路基板を更に備える。回路基板は、例えば、プリント配線板である。回路基板は、グランド電位が与えられるグランド電極を有する。
アンテナ510は、高周波モジュール1のアンテナ端子10に接続されている。アンテナ510は、高周波モジュール1から出力された送信信号を電波にて放射する送信機能と、受信信号を電波として外部から受信して高周波モジュール1へ出力する受信機能と、を有する。
信号処理回路501は、高周波モジュール1を通る信号(例えば、受信信号、送信信号)を処理する。信号処理回路501は、例えば、RF信号処理回路502と、ベースバンド信号処理回路503と、を含む。RF信号処理回路502は、例えば、RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)であり、高周波信号に対する信号処理を行う。RF信号処理回路502は、例えば、ベースバンド信号処理回路503から出力された高周波信号(送信信号)に対してアップコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた高周波信号を出力する。また、RF信号処理回路502は、例えば、高周波モジュール1から出力された高周波信号(受信信号)に対してダウンコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた高周波信号をベースバンド信号処理回路503へ出力する。
ベースバンド信号処理回路503は、例えば、BBIC(Baseband Integrated Circuit)である。ベースバンド信号処理回路503は、ベースバンド信号からI相信号及びQ相信号を生成する。ベースバンド信号は、例えば、外部から入力される音声信号、画像信号等である。ベースバンド信号処理回路503は、I相信号とQ相信号とを合成することでIQ変調処理を行って、送信信号を出力する。この際、送信信号は、所定周波数の搬送波信号を、当該搬送波信号の周期よりも長い周期で振幅変調した変調信号(IQ信号)として生成される。ベースバンド信号処理回路503で処理された受信信号は、例えば、画像信号として画像表示のために、又は、音声信号として通話のために使用される。本実施形態に係る高周波モジュール1は、アンテナ510と信号処理回路501のRF信号処理回路502との間で高周波信号(受信信号)を伝達する。
高周波モジュール1は、図1に示すように、アンテナ端子10と、第1スイッチ20と、第1送信フィルタ31と、第2送信フィルタ32と、第1受信フィルタ33と、第2受信フィルタ34と、第2スイッチ40と、第1整合回路51と、第2整合回路52と、パワーアンプ61と、ローノイズアンプ62と、コントローラ70と、を備える。高周波モジュール1は、信号入力端子81と、信号出力端子82と、制御端子83と、を更に備える。また、第1スイッチ20とローノイズアンプ62とは、1チップ化されてスイッチIC110(図2参照)を形成している。
アンテナ端子10は、アンテナ510に電気的に接続される。ここで、「AはBに接続されている」とは、AとBとが接触していることを示すだけでなく、AとBとが導体電極、導体端子、配線、又は他の回路部品等を介して電気的に接続されていることを含むものと定義される。また、「AおよびBの間に接続される」とは、AおよびBの間でAおよびBの両方に接続されることを意味する。
第1スイッチ20は、アンテナ510に対して、第1送信フィルタ31、第2送信フィルタ32、第1受信フィルタ33及び第2受信フィルタ34を接続可能に構成されている。第1スイッチ20は、アンテナ510に対して第1送信フィルタ31と第2送信フィルタ32とを同時に接続可能に構成されている。また、第1スイッチ20は、アンテナ510に対して第1受信フィルタ33と第2受信フィルタ34とを同時に接続可能に構成されている。すなわち、高周波モジュール1は、キャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation)及びデュアルコネクティビティ(Dual Connectivity)に対応可能なモジュールである。ここで、キャリアアグリゲーション及びデュアルコネクティビティとは、複数の周波数帯域の電波を同時に使用する通信をいう。以下、キャリアアグリゲーション又はデュアルコネクティビティによる信号の送信を同時送信ともいう。
第1スイッチ20は、共通端子21と、複数(例えば、2つ)の選択端子22,23と、を有する。第1スイッチ20では、共通端子21が、アンテナ端子10に接続されている。高周波モジュール1は、共通端子21とアンテナ端子10とが他の回路素子を介さずに接続される場合に限らず、例えば、ローパスフィルタ及びカプラを介して接続されてもよい。選択端子22は、第1送信フィルタ31の出力端子と第1受信フィルタ33の入力端子との接続点に接続されている。選択端子23は、第2送信フィルタ32の出力端子と第2受信フィルタ34の入力端子との接続点に接続されている。第1スイッチ20は、例えば、共通端子21に2つの選択端子22,23のうち少なくとも1つ以上を接続可能なスイッチである。ここで、第1スイッチ20は、例えば、一対一及び一対多の接続が可能なスイッチである。
第1スイッチ20は、例えば、信号処理回路501によって制御される。第1スイッチ20は、信号処理回路501のRF信号処理回路502からの制御信号に従って、共通端子21と2つの選択端子22,23との接続状態を切り替える。第1スイッチ20は、例えば、スイッチIC(Integrated Circuit)である。
第1送信フィルタ31及び第2送信フィルタ32は、互いに異なる周波数帯域を通過帯域とする送信フィルタである。第1送信フィルタ31は、例えば、第1通信バンドの送信帯域を通過帯域とするフィルタである。第2送信フィルタ32は、例えば、第2通信バンドの送信帯域を通過帯域とするフィルタである。第1通信バンドは、第1送信フィルタ31を通る送信信号に対応する。第2通信バンドは、第2送信フィルタ32を通る送信信号に対応する。第1通信バンド及び第2通信バンドの各々は、例えば、3GPP LTE規格の通信バンド又は5G NR規格の通信バンドである。
第1送信フィルタ31及び第2送信フィルタ32は、例えば、ラダー型フィルタであり、複数(例えば、4つ)の直列腕共振子と、複数(例えば、3つ)の並列腕共振子と、を有する。第1送信フィルタ31及び第2送信フィルタ32は、例えば、弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子の各々が弾性波共振子により構成されている。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用する表面弾性波フィルタである。表面弾性波フィルタでは、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子の各々は、例えば、SAW(Surface Acoustic Wave)共振子である。なお、第1送信フィルタ31及び第2送信フィルタ32は、SAWフィルタに限定されない。第1送信フィルタ31及び第2送信フィルタ32はSAWフィルタ以外、例えばBAW(Bulk Acoustic Wave)フィルタであってもよい。BAWフィルタにおける共振子は、例えば、FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)又はSMR(Solidly Mounted Resonator)である。BAWフィルタは、基板を有している。BAWフィルタが有する基板は、例えば、シリコン基板である。
第1受信フィルタ33及び第2受信フィルタ34は、互いに異なる周波数帯域を通過帯域とする受信フィルタである。第1受信フィルタ33は、例えば、第1通信バンドの受信帯域を通過帯域とするフィルタである。第2受信フィルタ34は、例えば、第2通信バンドの受信帯域を通過帯域とするフィルタである。第1通信バンドは、第1受信フィルタ33を通る受信信号に対応する。第2通信バンドは、第2受信フィルタ34を通る受信信号に対応する。
第1受信フィルタ33及び第2受信フィルタ34は、例えば、ラダー型フィルタであり、複数(例えば、4つ)の直列腕共振子と、複数(例えば、3つ)の並列腕共振子と、を有する。第1受信フィルタ33及び第2受信フィルタ34は、例えば、弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子の各々が弾性波共振子により構成されている。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用する表面弾性波フィルタである。表面弾性波フィルタでは、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子の各々は、例えば、SAW共振子である。なお、第1受信フィルタ33及び第2受信フィルタ34は、SAWフィルタに限定されない。第1受信フィルタ33及び第2受信フィルタ34はSAWフィルタ以外、例えばBAWフィルタであってもよい。
なお、高周波モジュール1において、第1送信フィルタ31と第1受信フィルタ33とはデュプレクサで構成されていてもよい。また、第2送信フィルタ32と第2受信フィルタ34とはデュプレクサで構成されていてもよい。
第2スイッチ40は、第3スイッチ41及び第4スイッチ42を有し、1チップ化されたスイッチICである。
第3スイッチ41は、共通端子411と、複数(例えば、2つ)の選択端子412,413と、を有する。第3スイッチ41では、共通端子411が、第1整合回路51を介してパワーアンプ61の出力端子に接続されている。共通端子411は、第1送信フィルタ31の入力端子に接続されている。選択端子412は、第2送信フィルタ32の入力端子に接続されている。第3スイッチ41は、例えば、共通端子411に2つの選択端子412,413のうち少なくとも1つ以上を接続可能なスイッチである。ここで、第3スイッチ41は、例えば、一対一及び一対多の接続が可能に構成なスイッチである。
第3スイッチ41は、例えば、信号処理回路501によって制御される。第3スイッチ41は、信号処理回路501のRF信号処理回路502からの制御信号にしたがって、共通端子411と2つの選択端子412,413との接続状態を切り替える。
第4スイッチ42は、共通端子421と、複数(例えば、2つ)の選択端子422,423と、を有する。第4スイッチ42では、共通端子411が、第2整合回路52を介してローノイズアンプ62の入力端子に接続されている。共通端子421は、第1受信フィルタ33の入力端子に接続されている。選択端子423は、第2受信フィルタ34の出力端子に接続されている。第4スイッチ42は、例えば、共通端子421に2つの選択端子422,423のうち少なくとも1つ以上を接続可能なスイッチである。ここで、第4スイッチ42は、例えば、一対一及び一対多の接続が可能なスイッチである。
第4スイッチ42は、例えば、信号処理回路501によって制御される。第4スイッチ42は、信号処理回路501のRF信号処理回路502からの制御信号にしたがって、共通端子421と2つの選択端子422,423との接続状態を切り替える。
第1整合回路51は、パワーアンプ61の出力端子と第3スイッチ41の共通端子411との間の信号経路に配置されている。第1整合回路51は、パワーアンプ61と第3スイッチ41との間のインピーダンス整合をとるための回路である。すなわち、第1整合回路51は、パワーアンプ61と第1送信フィルタ31及び第2送信フィルタ32とのインピーダンス整合をとるための回路である。第1整合回路51は、複数のインダクタを含む。第1整合回路51は、例えば、複数のインダクタの他に、1又は複数のキャパシタを含んでもよい。また、第1整合回路51は、複数のインダクタを含む構成に限らず、例えば、1つのインダクタのみを含む構成であってもよい。
第2整合回路52は、ローノイズアンプ62の入力端子と第4スイッチ42の共通端子421との間の信号経路に配置されている。第2整合回路52は、ローノイズアンプ62と第4スイッチ42との間のインピーダンス整合をとるための回路である。すなわち、第2整合回路52は、ローノイズアンプ62と第1受信フィルタ33及び第2受信フィルタ34とのインピーダンス整合をとるための回路である。第2整合回路52は、複数のインダクタを含む。第2整合回路52は、例えば、複数のインダクタの他に、1又は複数のキャパシタを含んでもよい。また、第2整合回路52は、複数のインダクタを含む構成に限らず、例えば、1つのインダクタのみを含む構成であってもよい。
パワーアンプ61は、入力端子及び出力端子を有する。パワーアンプ61は、入力端子に入力された送信信号を増幅して出力端子から出力する。パワーアンプ61の入力端子は、信号入力端子81に接続されている。パワーアンプ61の入力端子は、信号入力端子81を介して信号処理回路501に接続される。信号入力端子81は、外部回路(例えば、信号処理回路501)からの高周波信号(送信信号)を高周波モジュール1に入力するための端子である。高周波モジュール1では、パワーアンプ61の出力端子と第1送信フィルタ31及び第2送信フィルタ32とが第1整合回路51及び第3スイッチ41を介して接続可能となっている。高周波モジュール1では、パワーアンプ61の出力端子が、第1整合回路51を介して第3スイッチ41の共通端子411に接続され、第3スイッチ41の2つの選択端子412,413が第1送信フィルタ31及び第2送信フィルタ32と一対一に接続されている。パワーアンプ61は、コントローラ70によって制御される。
ローノイズアンプ62は、入力端子及び出力端子を有する。ローノイズアンプ62は、入力端子に入力された受信信号を増幅して出力端子から出力する。ローノイズアンプ62の入力端子は、第2整合回路52を介して第4スイッチ42の共通端子421に接続されている。ローノイズアンプ62の出力端子は、信号出力端子82に接続されている。ローノイズアンプ62の出力端子は、例えば、信号出力端子82を介して信号処理回路501に接続される。信号出力端子82は、ローノイズアンプ62からの高周波信号(受信信号)を外部回路(例えば、信号処理回路501)へ出力するための端子である。高周波モジュール1では、ローノイズアンプ62の入力端子と第1受信フィルタ33及び第2受信フィルタ34とが第2整合回路52及び第4スイッチ42を介して接続可能となっている。高周波モジュール1では、ローノイズアンプ62の入力端子が、第2整合回路52を介して第4スイッチ42の共通端子421に接続され、第4スイッチ42の2つの選択端子422,423が第1受信フィルタ33及び第2受信フィルタ34と一対一に接続されている。
コントローラ70は、例えば、信号処理回路501からの制御信号にしたがってパワーアンプ61を制御する。コントローラ70は、複数(例えば、4つ)の制御端子83を介して信号処理回路501に接続される。制御端子83は、外部回路(例えば、信号処理回路501)からの制御信号をコントローラ70に入力するための端子である。コントローラ70は、制御端子83から取得した制御信号に基づいてパワーアンプ61を制御する。制御端子83からコントローラ70が取得する制御信号は、デジタル信号である。制御端子83の数は、例えば、4つであるが、図1には1つのみ図示してある。
信号入力端子81、信号出力端子82及び制御端子83は、RF信号処理回路502に接続される。すなわち、パワーアンプ61は、信号入力端子81を介して、RF信号処理回路502に電気的に接続される。ローノイズアンプ62は、信号出力端子82を介して、RF信号処理回路502に電気的に接続される。コントローラ70は、制御端子83を介して、RF信号処理回路502に電気的に接続される。
高周波モジュール1は、図2及び図3に示すように、実装基板100と、第1樹脂層120と、第2樹脂層125(樹脂層)と、絶縁層130と、複数の外部接続端子200と、複数(図3では、2つ)の金属バンプ201と、を備える。金属バンプ201は、例えば、はんだバンプである。実装基板100は、実装基板100の厚さ方向D1において互いに対向する第1主面101及び第2主面102を有している。なお、図2では、第2樹脂層125を省略している。
実装基板100は、例えば、プリント配線板、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板、HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics)基板、樹脂多層基板である。ここにおいて、実装基板100は、例えば、複数の誘電体層及び複数の導電層を含む多層基板であってセラミック基板である。複数の誘電体層及び複数の導電層は、実装基板100の厚さ方向D1において積層されている。複数の導電層は、層ごとに定められた所定パターンに形成されている。複数の導電層の各々は、実装基板100の厚さ方向D1に直交する一平面内において1つ又は複数の導体部を含む。各導電層の材料は、例えば、銅である。複数の導電層は、グランド層を含む。高周波モジュール1では、複数の外部接続端子200(図3参照)に含まれる1つ以上のグランド端子とグランド層とが、実装基板100の有するビア導体及びパッド等を介して電気的に接続されている。
実装基板100は、プリント配線板、LTCC基板に限らず、配線構造体であってもよい。配線構造体は、例えば、多層構造体である。多層構造体は、少なくとも1つの絶縁層と、少なくとも1つの導電層とを含む。絶縁層は、所定パターンに形成されている。絶縁層が複数の場合は、複数の絶縁層は、層ごとに定められた所定パターンに形成されている。導電層は、絶縁層の所定パターンとは異なる所定パターンに形成されている。導電層が複数の場合は、複数の導電層は、層ごとに定められた所定パターンに形成されている。導電層は、1つ又は複数の再配線部を含んでもよい。配線構造体では、多層構造体の厚さ方向において互いに対向する2つの面のうち第1面が実装基板100の第1主面101であり、第2面が実装基板100の第2主面102である。配線構造体は、例えば、インタポーザであってもよい。インタポーザは、シリコン基板を用いたインタポーザであってもよいし、多層で構成された基板であってもよい。
実装基板100の第1主面101及び第2主面102は、実装基板100の厚さ方向D1において離れており、実装基板100の厚さ方向D1に交差する。実装基板100における第1主面101は、例えば、実装基板100の厚さ方向D1に直交しているが、例えば、厚さ方向D1に直交しない面として導体部の側面等を含んでいてもよい。また、実装基板100における第2主面102は、例えば、実装基板100の厚さ方向D1に直交しているが、例えば、厚さ方向D1に直交しない面として、導体部の側面等を含んでいてもよい。また、実装基板100の第1主面101及び第2主面102は、微細な凹凸又は凹部又は凸部が形成されていてもよい。実装基板100の厚さ方向D1からの平面視で、実装基板100は、長方形状であるが、これに限らず、例えば、正方形状であってもよい。ここで、「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。
高周波モジュール1は、複数の電子部品を備える。複数の電子部品は、第1スイッチ20、第1送信フィルタ31、第2送信フィルタ32、第1受信フィルタ33、第2受信フィルタ34、第2スイッチ40、第1整合回路51、第2整合回路52、パワーアンプ61、ローノイズアンプ62及びコントローラ70を含む。実装基板100の厚さ方向D1からの平面視で、複数の部品の各々の外周形状は、四角形状(長方形状)である。
高周波モジュール1の複数の部品の各々は、実装基板100の第1主面101又は第2主面102に実装されている。本実施形態では、高周波モジュール1の複数の電子部品のうち第1スイッチ20、第2スイッチ40、ローノイズアンプ62及びコントローラ70は、実装基板100の第2主面102に配置されている。高周波モジュール1の複数の電子部品のうち第1送信フィルタ31、第2送信フィルタ32、第1受信フィルタ33、第2受信フィルタ34、第1整合回路51、第2整合回路52及びパワーアンプ61は、実装基板100の第1主面101に配置されている。
実装基板100の第2主面102に配置されている複数の電子部品の各々は、互いに対向する第3主面及び第4主面を有している。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板100の第2主面102との間に位置している。例えば、コントローラ70の主面70a(第3主面)は、コントローラ70の主面70b(第4主面)と実装基板100の第2主面102との間に位置している(図3参照)。第1スイッチ20及びローノイズアンプ62を含むスイッチIC110の主面110a(第3主面)は、スイッチIC110の主面110b(第4主面)と実装基板100の第2主面102との間に位置している(図3参照)。
実装基板100は、複数のパッド105を含む。複数のパッド105は、角柱状に形成されており、第2主面102に配置されている。
第1樹脂層120は、実装基板100の第1主面101側において実装基板100の第1主面101に配置されている複数の電子部品を覆っている。ここにおいて、第1樹脂層120は、実装基板100の第1主面101に配置されている複数の電子部品を封止している。第1樹脂層120は、樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を含む。第1樹脂層120は、樹脂の他にフィラーを含んでいてもよい。
第2樹脂層125は、実装基板100の第2主面102に配置されている。第2樹脂層125は、実装基板100の第2主面102側において実装基板100の第2主面102に実装されている複数の電子部品の少なくとも一部を覆っている。第2樹脂層125は、複数の外部接続端子200それぞれの一部を覆っている。第2樹脂層125は、樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を含む。第2樹脂層125は、樹脂の他にフィラーを含んでいてもよい。第2樹脂層125の材料は、第1樹脂層120の材料と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。第2樹脂層125は、厚さ方向(実装基板100の厚さ方向D1)に互いに対向する主面1251(第5主面)と主面1252とを有しており、第2樹脂層125の主面1252は、実装基板100の第2主面102と接続(接触)している。すなわち、第2樹脂層125の主面1251は、第2樹脂層125において実装基板100とは反対側の面である。
第2樹脂層125は、実装基板100の第2主面102に実装されている複数の電子部品の第4主面を露出するように配置されている。実施形態では、コントローラ70の主面70b(第4主面)、及びスイッチIC110の主面110b(第4主面)は、第2樹脂層125から露出している。すなわち、実装基板100の第2主面102から実装基板100の第2主面102に実装されている電子部品の第4主面までの高さは、第2樹脂層125の高さh2と同じである。例えば、実装基板100の第2主面102からコントローラ70の主面70b(第4主面)までの高さh1は、第2樹脂層125の高さh2と同じである。実装基板100の第2主面102からスイッチIC110の主面110b(第4主面)までの高さ(高さh1と略同一)は、第2樹脂層125の高さh2と同じである。第2樹脂層125の高さh2は、実装基板100の第2主面102から第2樹脂層125の主面1251までの高さである。ここで、電子部品の厚さ(例えば、コントローラ70又はスイッチIC110の厚さ)は、例えば40μmであり、実装基板100の第2主面102から電子部品の第4主面(例えばコントローラ70の主面70b又はスイッチIC110)までの高さは、100μmである。「実装基板100の第2主面102から電子部品の第4主面までの高さが、第2樹脂層125の高さh2と同じである」とは、完全に同じである場合であるだけでなく、許容される誤差を含む。許容される誤差は、例えば±30μmであり、より詳細には±20μmである。
絶縁層130は、実装基板100の第2主面102に配置されている電子部品の第4主面及び第2樹脂層125の主面1251のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。より詳細には、絶縁層130は、実装基板100の第2主面102に配置されている電子部品の第4主面及び第2樹脂層125の主面1251のうち少なくとも電子部品の第4主面に接触(接続)するように配置されている。ここで、第2樹脂層125の主面1251は、実装基板100の厚さ方向D1における第2樹脂層125の互いに対向する2つの面のうち、実装基板100から遠い面である。本実施形態では、絶縁層130は、電子部品の第4主面及び第2樹脂層125の主面1251に接触(接続)するように配置されている。また、絶縁層130は、実装基板100の縁、すなわち第2樹脂層125の縁まで配置されている。
絶縁層130は、第2樹脂層125よりも熱導電率が高い。さらに、絶縁層130は、第2樹脂層125よりも硬い。例えば、絶縁層130の材料は、炭化ケイ素(SiC)、二酸化ケイ素(SiO2)、窒化ケイ素(Si3N4)、及び窒化酸素ケイ素(SiON)のうち少なくとも1つを含む。絶縁層130の厚さは、例えば4~12μmである。より詳細には、絶縁層130の厚さは、10μmである。また、「硬さ」を示す尺度は、例えばビッカース硬さである。なお、「AがBよりも硬い」とは、例えばAのビッカース硬さの数値が、Bのビッカース硬さの数値よりも大きいことを意味する。
複数の外部接続端子200は、実装基板100の第2主面に配置されている。複数の外部接続端子200は、柱状電極により構成されている。複数の外部接続端子200の材料は、例えば、金属(例えば、銅、銅合金等)である。複数の外部接続端子200は、実装基板100に設けられたビア導体、パッド105等を介して、実装基板100に配置されている電子部品、及び実装基板100の導電層と電気的に接続されている。また、複数の外部接続端子200の各々は、金属バンプ201と接続されている。
複数の外部接続端子200は、アンテナ端子10、1つ以上のグランド端子、信号入力端子81、信号出力端子82及び制御端子83を含んでいる。1つ以上のグランド端子は、上述のように実装基板100のグランド層と接続されている。グランド層は高周波モジュール1の回路グランドであり、高周波モジュール1の複数の電子部品は、グランド層と接続されている電子部品を含む。
また、実装基板100の厚さ方向D1からの平面視で、外部接続端子200は、絶縁層130と重なっている。ここで、「平面視で、AがBと重なっている」とは、平面視で、Aの少なくとも一部がBの少なくとも一部と重なっている場合を含む。
複数の外部接続端子200の各々には、金属バンプ201が接続されている。絶縁層130は、金属バンプ201と接触している。
(3)製造方法
ここでは、高周波モジュール1の製造方法について、図4A~図4Cを用いて説明する。高周波モジュール1の製造方法は、第1工程~第4工程を含む。
ここでは、高周波モジュール1の製造方法について、図4A~図4Cを用いて説明する。高周波モジュール1の製造方法は、第1工程~第4工程を含む。
第1工程では、実装基板100の第2主面102に配置された複数の電子部品(コントローラ70、スイッチIC110及び第2スイッチ40)及び第2樹脂層125に対して研削が行われる。
第2工程では、第1工程での研削が完了した後、スパッタリングにより絶縁層130を配置する(図4A参照)。
第3工程では、実装基板100の第1主面101にパワーアンプ61等の電子部品、及び第1樹脂層120が配置される。さらに、第3工程では、複数の外部接続端子200の少なくとも一部が第2樹脂層125から露出させるためのレーザによる穴あけ加工が行われる(図4B参照)。
第4工程では、穴あけ加工により形成された溝210を埋め、かつ外部接続端子200と接続するように、金属バンプ201が形成される(図4C参照)。
(4)効果
以上説明したように、実施形態に係る高周波モジュール1は、実装基板100と、電子部品(例えば、コントローラ70、スイッチIC110、第2スイッチ40)及び外部接続端子200と、樹脂層(例えば、第2樹脂層125)と、絶縁層130と、を備える。実装基板100は、互いに対向する第1主面101及び第2主面102を有する。電子部品及び外部接続端子200は、実装基板100の第2主面102に配置されている。樹脂層は、電子部品の少なくとも一部を覆っている。電子部品は、互いに対向する第3主面(例えば、コントローラ70の主面70a、スイッチIC110の主面110a)及び第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)を有している。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板100の第2主面102との間に位置している。絶縁層130は、樹脂層よりも硬い。絶縁層130は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。
以上説明したように、実施形態に係る高周波モジュール1は、実装基板100と、電子部品(例えば、コントローラ70、スイッチIC110、第2スイッチ40)及び外部接続端子200と、樹脂層(例えば、第2樹脂層125)と、絶縁層130と、を備える。実装基板100は、互いに対向する第1主面101及び第2主面102を有する。電子部品及び外部接続端子200は、実装基板100の第2主面102に配置されている。樹脂層は、電子部品の少なくとも一部を覆っている。電子部品は、互いに対向する第3主面(例えば、コントローラ70の主面70a、スイッチIC110の主面110a)及び第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)を有している。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板100の第2主面102との間に位置している。絶縁層130は、樹脂層よりも硬い。絶縁層130は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。
この構成によると、高周波モジュール1の絶縁層130は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。本実施形態では、電子部品の第4主面及び樹脂層の双方に絶縁層130が設けられているので、熱等により実装基板100が曲がることを抑止しつつ、実装基板100が曲がることによる電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。
また、電子部品が受ける応力を緩和するために、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面を導電性で覆うことも考えられる。導電層を用いた場合、電子部品の第4主面と、当該導電層との間で寄生容量が発生し、通信の特性が劣化する可能性がある。そこで、本実施形態では、絶縁層130を用いることで通信の特性劣化を防ぐことができる。
また、実施形態に係る高周波モジュール1は、実装基板100と、電子部品(例えば、コントローラ70、スイッチIC110、第2スイッチ40)及び外部接続端子200と、樹脂層(例えば、第2樹脂層125)と、絶縁層130と、を備える。実装基板100は、互いに対向する第1主面101及び第2主面102を有する。電子部品及び外部接続端子200は、実装基板100の第2主面102に配置されている。樹脂層は、電子部品の少なくとも一部を覆っている。電子部品は、互いに対向する第3主面(例えば、コントローラ70の主面70a、スイッチIC110の主面110a)及び第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)を有している。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板100の第2主面102との間に位置している。絶縁層130の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含む。絶縁層130は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。
この構成によると、高周波モジュール1の絶縁層130は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。本実施形態では、電子部品の第4主面及び樹脂層の双方に絶縁層130が設けられているので、熱等により実装基板100が曲がることを抑止しつつ、実装基板100が曲がることによる電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。また、絶縁層130の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含む。炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化酸素ケイ素は、放熱性及び硬度が高いので、電子部品に加わる応力を緩和し、かつ高周波モジュール1で生じる熱を逃がすことができる。また、炭化ケイ素及び二酸化ケイ素は、熱膨張率が低いので、電子部品に加わる応力をより緩和することができる。
(5)変形例
以下、実施形態に係る変形例について説明する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせ可能である。
以下、実施形態に係る変形例について説明する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせ可能である。
(5.1)変形例1
変形例1に係る高周波モジュール1Aは、貫通ビアを有している点で実施形態と異なる。
変形例1に係る高周波モジュール1Aは、貫通ビアを有している点で実施形態と異なる。
以下、変形例1に係る高周波モジュール1Aについて、実施形態の高周波モジュール1と異なる点を中心に、図5を用いて説明する。なお、実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
変形例1の高周波モジュール1Aが備えるパワーアンプ61は、図5に示すように、グランドに接続されるグランド端子611を有している。
高周波モジュール1Aの実装基板100は、図5に示すように、実装基板100を貫通する貫通ビア220を有している。さらに、高周波モジュール1Aは、実装基板100の第2主面に配置された接続端子225を備える。接続端子225の材料は、例えば、金属(例えば、銅、銅合金等)である。接続端子225は、第2樹脂層125を貫通している。接続端子225の一端は、貫通ビア220に接続している。接続端子225の他端は、絶縁層130に接続している。すなわち、貫通ビア220は、接続端子225を介して絶縁層130に接続している。すなわち、貫通ビア220は、パワーアンプ61と絶縁層130とを接続している。
変形例1の高周波モジュール1Aは、電子部品の第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)及び樹脂層(第2樹脂層125の主面1251)の双方に絶縁層130が設けられている。そのため、実施形態と同様に、熱等により実装基板100が曲がることを抑止しつつ、実装基板100が曲がることによる電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。さらに、絶縁層130は、パワーアンプ61と貫通ビア220を介して接続されるので、パワーアンプ61で発生する熱をより効率よく逃がすことができる。
(5.2)変形例2
変形例2に係る高周波モジュール1では、シールド層を有している点で実施形態と異なる。
変形例2に係る高周波モジュール1では、シールド層を有している点で実施形態と異なる。
以下、変形例2に係る高周波モジュール1Bについて、実施形態の高周波モジュール1と異なる点を中心に、図6を用いて説明する。なお、実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
シールド層150は、第1樹脂層120において実装基板100とは反対側の面に設けられ、第1樹脂層120の少なくとも一部を覆っている(図6参照)。シールド層150は、グランド端子を介して、グランドに接続されている。シールド層150は、導電性を有する。シールド層150は、複数の金属層を積層した多層構造を有しているが、これに限らず、1つの金属層であってもよい。金属層は、1又は複数種の金属を含む。
シールド層150は、第1樹脂層120における実装基板100側とは反対側の主面121と、第1樹脂層120の外周面123と、実装基板100の外周面103と、第2樹脂層125の外周面126と、絶縁層130の外周面131と、を覆っている。すなわち、絶縁層130は、シールド層150と接触している。
変形例2の高周波モジュール1Bは、電子部品の第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)及び樹脂層(第2樹脂層125の主面1251)の双方に絶縁層130が設けられている。そのため、実施形態と同様に、熱等により実装基板100が曲がることを抑止しつつ、実装基板100が曲がることによる電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。また、絶縁層130とシールド層150とが接触することで、放熱性を高めることができる。
(5.3)変形例3
変形例3に係る高周波モジュール1Cは、絶縁層が配置される範囲が電子部品のみである点が実施形態と異なる。
変形例3に係る高周波モジュール1Cは、絶縁層が配置される範囲が電子部品のみである点が実施形態と異なる。
以下、変形例3に係る高周波モジュール1Cについて、実施形態の高周波モジュール1と異なる点を中心に、図7を用いて説明する。なお、実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
変形例3に係る高周波モジュール1Cでは、絶縁層130は、実装基板100の第2主面102に配置されている複数の電子部品の各々の第4主面にのみ配置されている。すなわち、変形例3の絶縁層130は、第2樹脂層125(の主面1251)には配置されていない。
例えば、変形例3の絶縁層130は、図7に示すように、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110bに配置されている。なお、第2スイッチ40は、図7に図示されていないが、第4主面に相当する第2スイッチ40の主面にも変形例3の絶縁層130が配置されている。
なお、変形例3において、第2樹脂層125は、高周波モジュール1Cの必須の構成要素ではない。すなわち、高周波モジュール1Cは、第2樹脂層125を備えなくてもよい。高周波モジュール1Cが第2樹脂層125を備えていない場合には、複数の外部接続端子200としての外部接続端子200がボールバンプとなる。ボールバンプの材料は、例えば、金、銅、はんだ等である。
変形例3の高周波モジュール1Cでは、絶縁層130が複数の電子部品の各々の第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)にのみ配置され、第2樹脂層125には配置されていない。この構成によると、熱等により実装基板100が曲がることによる電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。
(5.4)変形例4
変形例4に係る高周波モジュール1Dは、絶縁層が配置される範囲が第2樹脂層のみである点が実施形態と異なる。
変形例4に係る高周波モジュール1Dは、絶縁層が配置される範囲が第2樹脂層のみである点が実施形態と異なる。
以下、変形例4に係る高周波モジュール1Dについて、実施形態の高周波モジュール1と異なる点を中心に、図8を用いて説明する。なお、実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
変形例4に係る高周波モジュール1Dでは、絶縁層130は、第2樹脂層125のみを覆うように配置されている。すなわち、変形例4の絶縁層130は、実装基板100の第2主面102に配置された複数の電子部品の各々の第4主面を覆っていない。
例えば、変形例3の絶縁層130は、図8に示すように、第2樹脂層125の主面1251には配置されているが、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110bには配置されていない。言い換えると、変形例3の絶縁層130は、図8に示すように、第2樹脂層125の主面1251を覆うように配置されているが、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)を覆うようには配置されていない。なお、変形例4の絶縁層130は、図8に図示されていない第2スイッチ40の第4主面に相当する主面についても覆うように配置されていない。
変形例4の高周波モジュール1Dでは、実装基板100の第2主面102に配置された複数の電子部品の各々の第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110bには配置されていない。この構成においても、実施形態と同様に、熱等により実装基板100が曲がることを抑止することができる。その結果、電子部品が受ける応力を緩和し、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。
(5.5)変形例5
変形例5に係る高周波モジュール1Eでは、パワーアンプ61が実装基板100の第2主面102に配置されている点が実施形態とは異なる。
変形例5に係る高周波モジュール1Eでは、パワーアンプ61が実装基板100の第2主面102に配置されている点が実施形態とは異なる。
以下、変形例5に係る高周波モジュール1Eについて、実施形態の高周波モジュール1と異なる点を中心に、図9及び図10を用いて説明する。なお、実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
変形例5の高周波モジュール1Eは、グランド層140を更に備える。グランド層140は、金属薄膜で形成されており、グランドに接続されている。
変形例5の高周波モジュール1Eでは、パワーアンプ61は、実装基板100の第2主面102に配置されている。実装基板100の厚さ方向D1からの平面視で、絶縁層130はコントローラ70、スイッチIC110及び第2スイッチ40を覆い、グランド層140はパワーアンプ61を覆っている(図9及び図10参照)。なお、図9では、第2樹脂層125を省略している。
パワーアンプ61は、パワーアンプ61の厚さ方向(実装基板100の厚さ方向D1)において、互いに対向する面61a,61bを有している。パワーアンプ61の面61aは、実装基板100の第2主面102とパワーアンプ61の面61bとの間にある。パワーアンプ61の面61bに、グランド層140が配置されている。
変形例5の高周波モジュール1Eでは、グランド層140は、実装基板100の厚さ方向D1からの平面視で、パワーアンプ61を覆い、パワーアンプ61と隣接する複数(図9では、8つ)の金属バンプ201に接続する。グランド層140と接続する複数の金属バンプ201は、グランドと接続されている。グランド層140と接続する複数の金属バンプ201と接続する複数の外部接続端子200のそれぞれは、グランド端子である。
変形例5の高周波モジュール1Eは、電子部品の第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)及び樹脂層(第2樹脂層125の主面1251)の双方に絶縁層130が設けられている。そのため、実施形態と同様に、熱等により実装基板100が曲がることを抑止しつつ、実装基板100が曲がることによる電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。また、グランド層140は、パワーアンプ61を覆っているので、パワーアンプ61から発生する熱を効率よく逃がすことができる。さらに、グランド層140は、パワーアンプ61と隣接する金属バンプ201と接続しているので、パワーアンプ61から出力される信号が他の電子部品に飛び移る可能性を低くすることができる。
(5.6)変形例6
絶縁層130の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含む構成としているが、この構成に限定されない。絶縁層130の材料は、第2樹脂層125よりも硬い樹脂で形成されてもよい。または、絶縁層130の材料は、絶縁フィルムであってもよい。
絶縁層130の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含む構成としているが、この構成に限定されない。絶縁層130の材料は、第2樹脂層125よりも硬い樹脂で形成されてもよい。または、絶縁層130の材料は、絶縁フィルムであってもよい。
絶縁層130が樹脂で形成される場合、絶縁層130の材料は、第2樹脂層125の材料と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。異なる材料である場合には、第2樹脂層125の材料よりも硬い材料が好ましい。また、異なる材料である場合には、第2樹脂層125の材料よりも熱伝導率が高い材料が好ましい。
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)は、実装基板(100)と、電子部品(例えば、コントローラ70、スイッチIC110、第2スイッチ40)及び外部接続端子(200)と、樹脂層(例えば、第2樹脂層125)と、絶縁層(130)と、を備える。実装基板(100)は、互いに対向する第1主面(101)及び第2主面(102)を有する。電子部品は、実装基板(100)の第2主面(102)に配置されている。外部接続端子(200)は、実装基板(100)の第2主面(102)に配置されている。樹脂層は、電子部品の少なくとも一部を覆っている。電子部品は、互いに対向する第3主面(例えば、コントローラ70の主面70a、スイッチIC110の主面110a)及び第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)を有している。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板(100)の第2主面(102)との間に位置している。絶縁層(130)は、樹脂層よりも硬い。絶縁層(130)は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。
以上説明したように、第1の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)は、実装基板(100)と、電子部品(例えば、コントローラ70、スイッチIC110、第2スイッチ40)及び外部接続端子(200)と、樹脂層(例えば、第2樹脂層125)と、絶縁層(130)と、を備える。実装基板(100)は、互いに対向する第1主面(101)及び第2主面(102)を有する。電子部品は、実装基板(100)の第2主面(102)に配置されている。外部接続端子(200)は、実装基板(100)の第2主面(102)に配置されている。樹脂層は、電子部品の少なくとも一部を覆っている。電子部品は、互いに対向する第3主面(例えば、コントローラ70の主面70a、スイッチIC110の主面110a)及び第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)を有している。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板(100)の第2主面(102)との間に位置している。絶縁層(130)は、樹脂層よりも硬い。絶縁層(130)は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。
この構成によると、高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)の絶縁層(130)は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されているので、電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。
第2の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)は、実装基板(100)と、電子部品(例えば、コントローラ70、スイッチIC110、第2スイッチ40)及び外部接続端子(200)と、樹脂層(例えば、第2樹脂層125)と、絶縁層(130)と、を備える。実装基板(100)は、互いに対向する第1主面(101)及び第2主面(102)を有する。電子部品及び外部接続端子(200)は、実装基板(100)の第2主面(102)に配置されている。樹脂層は、電子部品の少なくとも一部を覆っている。電子部品は、互いに対向する第3主面(例えば、コントローラ70の主面70a、スイッチIC110の主面110a)及び第4主面(例えば、コントローラ70の主面70b、スイッチIC110の主面110b)を有している。電子部品の第3主面は、電子部品の第4主面と実装基板(100)の第2主面(102)との間に位置している。絶縁層(130)の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含む。絶縁層(130)は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されている。
この構成によると、高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)の絶縁層(130)は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち少なくとも電子部品の第4主面に配置されているので、電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。また、絶縁層(130)の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含む。炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化酸素ケイ素は、放熱性及び硬度が高いので、電子部品に加わる応力を緩和し、かつ高周波モジュール(1)で生じる熱を逃がすことができる。また、炭化ケイ素及び二酸化ケイ素は、熱膨張率が低いので、電子部品に加わる応力をより緩和することができる。
第3の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)では、第1の態様において、絶縁層(130)の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含む。
この構成によると、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化酸素ケイ素は、放熱性及び硬度が高いので、電子部品に加わる応力を緩和し、かつ高周波モジュール(1)で生じる熱を逃がすことができる。また、炭化ケイ素及び二酸化ケイ素は、熱膨張率が低いので、電子部品に加わる応力をより緩和することができる。
第4の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)では、第1の態様において、絶縁層(130)の材料は、樹脂層よりも硬い樹脂である。
この構成によると、絶縁層(130)として樹脂を用いた場合であっても、電子部品が受ける応力を緩和して、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。
第5の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)では、第1~第4のいずれかの態様において、実装基板(100)の厚さ方向(D1)において、実装基板(100)の第2主面(102)から電子部品の第4主面までの高さ(例えば、h1)は、実装基板(100)の第2主面(102)から樹脂層における実装基板(100)とは反対側の第5主面(例えば、主面1251)までの高さ(h2)と同じである。
この構成によると、電子部品の第4主面と樹脂層とを面一とすることができるので、絶縁層(130)を容易に配置することができる。
第6の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)では、第1~第5のいずれかの態様において、外部接続端子(200)は、実装基板(100)の第2主面(102)に配置されている。実装基板(100)の厚さ方向(D1)からの平面視で、外部接続端子(200)は、絶縁層(130)と重なっている。
この構成によると、実装基板(100)の厚さ方向(D1)からの平面視で、外部接続端子(200)は、絶縁層(130)と重なっているので、はんだ等を外部接続端子(200)に接続する際に当該はんだ等の一部は絶縁層(130)に接続する。その結果、高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)がショートすることを防ぐことができる。
第7の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)は、第1~第5のいずれかの態様において、金属バンプ(201)を更に備える。金属バンプ(201)は、外部接続端子(200)に接続されている。絶縁層(130)は、金属バンプと接触している。
この構成によると、外部接続端子(200)に接続している金属バンプ(201)が絶縁層(130)に接続しているので、高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)がショートすることを防ぐことができる。
第8の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)では、第1~第7のいずれかの態様において、絶縁層(130)は、樹脂層よりも熱導電率が高い。
この構成によると、放熱性を高めることができる。
第9の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)は、第1~第8のいずれかの態様において、パワーアンプ(61)を更に備える。パワーアンプ(61)は、実装基板(100)の第1主面(101)に配置されている。実装基板(100)は、パワーアンプ(61)と絶縁層(130)とを接続している貫通ビア(220)を含む。
この構成によると、パワーアンプ(61)で発生する熱をより効率よく逃がすことができる。
第10の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)では、第1~第8のいずれかの態様において、絶縁層(130)は、電子部品の第4主面及び樹脂層のうち電子部品の第4主面のみに配置されている。
この構成によると、熱等により実装基板(100)が曲がることによる電子部品が受ける応力を緩和することで、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。
第11の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)では、第1~第9のいずれかの態様において、絶縁層(130)は、電子部品の第4主面及び樹脂層の双方に配置されている。
この構成によると、熱等により実装基板(100)が曲がることを抑止しつつ、実装基板(100)が曲がることによる電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。
第12の態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)は、第11の態様において、シールド層(150)を、更に備える。シールド層(150)は、実装基板(100)において第1主面(101)側に配置された第1樹脂層(120)、実装基板(100)の外周面(103)及び実装基板(100)の第2主面(102)に配置されている電子部品の少なくとも一部を覆っている樹脂層である第2樹脂層(125)を覆っている。絶縁層(130)は、シールド層(150)と接触している。
この構成によると、絶縁層(130)とシールド層(150)とが接触することで、放熱性を高めることができる。
第13の態様の通信装置(500)は、第1~第12のいずれかの態様の高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)と、信号処理回路(501)と、を備える。信号処理回路(501)は、高周波モジュール(1;1A;1B;1C;1D;1E)を通る高周波信号を処理する。
この構成によると、電子部品が受ける応力を緩和する。その結果、特性劣化が生じる可能性を低くすることができる。
1,1A,1B,1C,1D,1E 高周波モジュール
10 アンテナ端子
20 第1スイッチ
21 共通端子
22,23 選択端子
31 第1送信フィルタ
32 第2送信フィルタ
33 第1受信フィルタ
34 第2受信フィルタ
40 第2スイッチ
41 第3スイッチ
42 第4スイッチ
51 第1整合回路
52 第2整合回路
61 パワーアンプ
62 ローノイズアンプ
70 コントローラ
70a 主面(第3主面)
70b 主面(第4主面)
81 信号入力端子
82 信号出力端子
83 制御端子
100 実装基板
101 第1主面
102 第2主面
103 外周面
105 パッド
110 スイッチIC
110a 主面(第3主面)
110b 主面(第4主面)
120 第1樹脂層
121 主面
123 外周面
125 第2樹脂層
126 外周面
130 絶縁層
131 外周面
140 グランド層
150 シールド層
200 外部接続端子
201 金属バンプ
210 溝
220 貫通ビア
225 接続端子
411 共通端子
412,413 選択端子
421 共通端子
422,423 選択端子
500 通信装置
501 信号処理回路
502 RF信号処理回路
503 ベースバンド信号処理回路
510 アンテナ
611 グランド端子
1251 主面(第5主面)
1252 主面
D1 厚さ方向
h1,h2 高さ
10 アンテナ端子
20 第1スイッチ
21 共通端子
22,23 選択端子
31 第1送信フィルタ
32 第2送信フィルタ
33 第1受信フィルタ
34 第2受信フィルタ
40 第2スイッチ
41 第3スイッチ
42 第4スイッチ
51 第1整合回路
52 第2整合回路
61 パワーアンプ
62 ローノイズアンプ
70 コントローラ
70a 主面(第3主面)
70b 主面(第4主面)
81 信号入力端子
82 信号出力端子
83 制御端子
100 実装基板
101 第1主面
102 第2主面
103 外周面
105 パッド
110 スイッチIC
110a 主面(第3主面)
110b 主面(第4主面)
120 第1樹脂層
121 主面
123 外周面
125 第2樹脂層
126 外周面
130 絶縁層
131 外周面
140 グランド層
150 シールド層
200 外部接続端子
201 金属バンプ
210 溝
220 貫通ビア
225 接続端子
411 共通端子
412,413 選択端子
421 共通端子
422,423 選択端子
500 通信装置
501 信号処理回路
502 RF信号処理回路
503 ベースバンド信号処理回路
510 アンテナ
611 グランド端子
1251 主面(第5主面)
1252 主面
D1 厚さ方向
h1,h2 高さ
Claims (13)
- 互いに対向する第1主面及び第2主面を有する実装基板と、
前記実装基板の前記第2主面に配置されている電子部品及び外部接続端子と、
前記電子部品の少なくとも一部を覆っている樹脂層と、
絶縁層と、を備え、
前記電子部品は、互いに対向する第3主面及び第4主面を有し、
前記電子部品の前記第3主面は、前記電子部品の前記第4主面と前記実装基板の前記第2主面との間に位置しており、
前記絶縁層は、前記樹脂層よりも硬く、
前記絶縁層は、前記電子部品の前記第4主面及び前記樹脂層のうち少なくとも前記電子部品の前記第4主面に配置されている、
高周波モジュール。 - 互いに対向する第1主面及び第2主面を有する実装基板と、
前記実装基板の前記第2主面に配置されている電子部品及び外部接続端子と、
前記電子部品の少なくとも一部を覆っている樹脂層と、
絶縁層と、を備え、
前記電子部品は、互いに対向する第3主面及び第4主面を有し、
前記電子部品の前記第3主面は、前記電子部品の前記第4主面と前記実装基板の前記第2主面との間に位置しており、
前記絶縁層の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含み、
前記絶縁層は、前記電子部品の前記第4主面及び前記樹脂層のうち少なくとも前記電子部品の前記第4主面に配置されている、
高周波モジュール。 - 前記絶縁層の材料は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸素ケイ素のうち少なくとも1つを含む、
請求項1に記載の高周波モジュール。 - 前記絶縁層の材料は、前記樹脂層よりも硬い樹脂である、
請求項1に記載の高周波モジュール。 - 前記実装基板の厚さ方向において、前記実装基板の前記第2主面から前記電子部品の前記第4主面までの高さは、前記実装基板の前記第2主面から前記樹脂層における前記実装基板とは反対側の第5主面までの高さと同じである、
請求項1~4のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記実装基板の厚さ方向からの平面視で、前記外部接続端子は、前記絶縁層と重なっている、
請求項1~5のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記外部接続端子に接続されている金属バンプを更に備え、
前記絶縁層は、前記金属バンプと接触している、
請求項1~5のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記絶縁層は、前記樹脂層よりも熱導電率が高い、
請求項1~7のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記実装基板の前記第1主面に配置されているパワーアンプを更に備え、
前記実装基板は、前記パワーアンプと前記絶縁層とを接続している貫通ビアを含む、
請求項1~8のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記絶縁層は、前記電子部品の前記第4主面及び前記樹脂層のうち前記電子部品の前記第4主面のみに配置されている、
請求項1~8のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記絶縁層は、前記電子部品の前記第4主面及び前記樹脂層の双方に配置されている、
請求項1~9のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記実装基板において前記第1主面側に配置された第1樹脂層、前記実装基板の外周面及び前記実装基板の前記第2主面に配置されている電子部品の少なくとも一部を覆っている前記樹脂層である第2樹脂層を覆っているシールド層を、さらに備え、
前記絶縁層は、前記シールド層と接触している、
請求項11に記載の高周波モジュール。 - 請求項1~12のいずれか一項に記載の高周波モジュールと、
前記高周波モジュールを通る高周波信号を処理する信号処理回路と、を備える、
通信装置。
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2023
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