WO2023190611A1 - 高周波モジュール - Google Patents

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WO2023190611A1
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substrate
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high frequency
frequency module
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哲郎 芦田
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a high frequency module.
  • the IC (Integrated Circuit) module described in Patent Document 1 includes a substrate and a plurality of IC chips mounted on the substrate.
  • the plurality of IC chips are arranged side by side on the same surface of the substrate.
  • An object of the present invention is to provide a high-frequency module that can be downsized in a planar direction.
  • a high frequency module includes a substrate having a first main surface and a second main surface facing each other, a through hole penetrating from the first main surface to the second main surface, and a first electronic component. and a second electronic component, wherein the second electronic component is disposed inside the through hole of the substrate, and the first electronic component is arranged between the first main surface and the second electronic component of the substrate.
  • the first electronic component is connected to the first main surface of the substrate via a first connecting member
  • the second electronic component is connected to the first main surface of the substrate via a second connecting member.
  • the second electronic component is connected to the first electronic component, and a first DC signal is supplied to the second electronic component via the first connecting member, the first electronic component, and the second connecting member.
  • the high frequency module of the present invention it is possible to achieve miniaturization in the planar direction.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of a high frequency module according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II' in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view schematically showing the configuration of a high frequency module according to a first modification of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing the configuration of a high frequency module according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV' in FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view schematically showing the configuration of a high frequency module according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view schematically showing the configuration of a high frequency module according to a second modification of the third embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of a high frequency module according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II' in FIG.
  • the high frequency module 1 according to the first embodiment includes a substrate 10, a first electronic component 21, a second electronic component 22, a third electronic component 23, a connecting member 31, 32, 33, and 34.
  • the substrate 10 has a rectangular outer shape in plan view, and a rectangular through hole 10a is provided in the center.
  • the substrate 10 is a flat insulating substrate having a first main surface S1 and a second main surface S2 facing each other.
  • the second main surface S2 is a surface opposite to the first main surface S1.
  • the through hole 10a penetrates the substrate 10 in the thickness direction from the first main surface S1 to the second main surface S2.
  • the substrate 10 may be a laminated substrate in which a plurality of insulating layers are laminated.
  • the first main surface S1 of the substrate 10 is provided with electrodes and wiring patterns that are electrically connected to the connecting members 31 and 33.
  • various wiring patterns and vias connecting layers are provided in the inner layer of the substrate 10.
  • the substrate 10 is, for example, a printed circuit board such as a glass epoxy substrate, a ceramic substrate such as an alumina substrate, a flexible substrate such as a polyimide substrate, or a liquid crystal polymer substrate. Note that the substrate 10 is not limited to a multilayer substrate, and may be a single layer substrate.
  • first direction Dx one direction in a plane parallel to a plane including the first main surface S1 of the substrate 10 is referred to as a first direction Dx.
  • second direction Dy a direction perpendicular to the first direction Dx in a plane parallel to the plane including the first principal surface S1
  • third direction Dz a direction perpendicular to each of the first direction Dx and the second direction Dy.
  • the third direction Dz is the normal direction of the first principal surface S1.
  • a plan view indicates a positional relationship when viewed from the third direction Dz.
  • the first electronic component 21, the second electronic component 22, and the third electronic component 23 are active components. Specifically, for example, the first electronic component 21 and the third electronic component 23 are power amplifiers, and the second electronic component 22 controls the operation of the first electronic component 21 and the third electronic component 23. This is a control circuit that The first electronic component 21, the second electronic component 22, and the third electronic component 23 are all configured as an IC (Integrated Circuit) chip.
  • IC Integrated Circuit
  • the second electronic component 22 is placed within the through hole 10a of the substrate 10.
  • the first electronic component 21 is arranged across the first main surface S1 of the substrate 10 and the second electronic component 22.
  • the first electronic component 21 has a portion that overlaps with the second electronic component 22 and a portion that overlaps with the first main surface S1 of the substrate 10 in plan view.
  • the third electronic component 23 is arranged adjacent to the first electronic component 21 with a space in the first direction Dx.
  • the third electronic component 23 is arranged across the first main surface S1 of the substrate 10 and the second electronic component 22.
  • the third electronic component 23 has a portion that overlaps with the second electronic component 22 and a portion that overlaps with the first main surface S1 of the substrate 10 in plan view.
  • a part of the second electronic component 22 is arranged between the first electronic component 21 and the third electronic component 23 in the first direction Dx.
  • the first electronic component 21 is connected to the first main surface S1 of the substrate 10 via the connecting member 31 (first connecting member).
  • the connecting member 31 is arranged between the first main surface S1 of the substrate 10 and the first electronic component 21.
  • the second electronic component 22 is connected to the first electronic component 21 via a connecting member 32 (second connecting member).
  • the connecting member 32 is arranged between the second electronic component 22 and the first electronic component 21.
  • a signal path L1 connecting the connecting member 31 and the connecting member 32 is formed in the first electronic component 21 . Note that although one signal path L1 is shown in FIG. 2 to make the drawing easier to read, a plurality of signal paths L1 may be formed in the first electronic component 21.
  • the second electronic component 22 placed in the through hole 10a of the board 10 is connected to the wiring pattern provided on the board 10 via the connecting member 32, the first electronic component 21, and the connecting member 31. electrically connected.
  • the first DC signal DC1 is supplied from the board 10 to the second electronic component 22 via the connection member 31 (first connection member), the signal path L1 of the first electronic component 21, and the connection member 32 (second connection member). be done.
  • the first DC signal DC1 is a ground signal.
  • the first DC signal DC1 may be a control signal, a power supply signal, etc. for the second electronic component 22.
  • the first DC signal DC1 is a signal supplied from an external electronic device or a power supply circuit included in an external host IC.
  • the third electronic component 23 is connected to the first main surface S1 of the substrate 10 via the connecting member 33 (third connecting member).
  • the connecting member 33 is arranged between the first main surface S1 of the substrate 10 and the third electronic component 23.
  • the second electronic component 22 is connected to the third electronic component 23 via a connecting member 34 (fourth connecting member).
  • the connecting member 34 is arranged between the second electronic component 22 and the third electronic component 23.
  • the connecting members 31, 32, 33, and 34 are made of, for example, bumps made of a conductive material such as gold (Au) or copper (Cu), solder, or both.
  • the second electronic component 22 placed in the through hole 10a of the substrate 10 is electrically connected to the wiring pattern provided on the substrate 10 via the connecting member 34, the third electronic component 23, and the connecting member 33. .
  • the second electronic component 22 is arranged in the through hole 10a of the substrate 10, and a part of the first electronic component 21 and a part of the third electronic component 23 are arranged in a plan view. , and is arranged to overlap with the second electronic component 22.
  • the high frequency module 1 can be made smaller in the planar direction. can be achieved.
  • the high frequency module 1 can have a lower height and lower member costs.
  • the thickness of the substrate 10 is equal to the thickness of the second electronic component 22, but the thickness is not limited thereto.
  • the substrate 10 may be thicker than the second electronic component 22, or may be thinner than the second electronic component 22.
  • the upper surface of the second electronic component 22 be disposed on the same plane as the first main surface S1 of the substrate 10.
  • the second electronic component 22 is arranged with a slight gap from the inner peripheral surface of the through hole 10a of the substrate 10.
  • the present invention is not limited thereto, and the second electronic component 22 may be in contact with the inner peripheral surface of the through hole 10a of the substrate 10.
  • the high-frequency module 1 may include a mold resin that seals the first electronic component 21, the second electronic component 22, and the third electronic component 23.
  • the gap between the second electronic component 22 and the inner peripheral surface of the through hole 10a of the substrate 10, and the gap between the first electronic component 21 and the third electronic component 23 and the first main surface S1 of the substrate 10 are also made of resin. It is filled with
  • FIG. 3 is a sectional view schematically showing the configuration of a high frequency module according to a first modification of the first embodiment.
  • a signal path L2 connecting the connecting member 33 and the connecting member 34 is formed in the third electronic component 23. Note that although one signal path L2 is shown in FIG. 2 to make the drawing easier to read, a plurality of signal paths L2 may be formed in the third electronic component 23.
  • the second electronic component 22 placed in the through hole 10a of the board 10 is connected to the wiring pattern provided on the board 10 via the connecting member 34, the third electronic component 23, and the connecting member 33. electrically connected.
  • a second direct current signal DC2 is also supplied to the second electronic component 22 from the board 10 via a connection member 33 (third connection member), a signal path L2 of the third electronic component 23, and a connection member 34 (fourth connection member). is supplied.
  • the second DC signal DC2 is a different signal from the first DC signal DC1.
  • one of the first DC signal DC1 and the second DC signal DC2 is a ground signal
  • the other of the first DC signal DC1 and the second DC signal DC2 is a control signal, power supply signal, etc. for the second electronic component 22. Good too.
  • first DC signal DC1 and second DC signal DC2 are supplied to the second electronic component 22. can do.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing the configuration of a high frequency module according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV' in FIG.
  • the high frequency module 1B according to the second embodiment differs from the first embodiment and the first modification described above in that it includes a mounting board 11.
  • the board 10 to which the first electronic component 21, the second electronic component 22, and the third electronic component 23 are connected is mounted on the mounting board 11.
  • the mounting board 11 is arranged facing the second main surface S2 of the board 10.
  • the board 10 and the second electronic component 22 are provided between the mounting board 11 and the first electronic component 21 and the third electronic component 23.
  • the mounting board 11, like the board 10, is, for example, a printed board such as glass epoxy, a ceramic board such as an alumina board, a flexible board such as polyimide, or a liquid crystal polymer board.
  • the mounting board 11 may be a single layer board or a laminated board.
  • the substrate 10 has a fine wiring pattern suitable for connection with the first electronic component 21 and the third electronic component 23.
  • the mounting board 11 only needs to have a wiring pattern that can be connected to the board 10, and for example, has a wiring pattern with a larger arrangement pitch than the board 10.
  • the substrate 10 has a plurality of through vias 10b provided from the first main surface S1 to the second main surface S2 in the third direction Dz.
  • the plurality of through vias 10b are provided in a portion of the substrate 10 that overlaps with the first electronic component 21.
  • the end portion of the through via 10b on the first main surface S1 side is electrically connected to the first electronic component 21 via the connecting member 31.
  • the end portion of the through via 10b on the second main surface S2 side is electrically connected to the mounting board 11 via the mounting terminal 39. That is, the portion of the first electronic component 21 that overlaps with the first main surface S1 of the substrate 10 is connected to the mounting substrate 11 via the plurality of through vias 10b provided in the substrate 10.
  • the plurality of through vias 10b are made of a conductive material such as silver (Ag) or copper (Cu), and have higher thermal conductivity than the material constituting the substrate 10. Note that in FIG. 5, a plurality of through vias 10b are provided, but at least one through via 10b may be provided.
  • the first electronic component 21 includes a driver stage amplifier 21a and a power stage amplifier 21b.
  • the driver stage amplifier 21a is a high frequency power amplifier that amplifies an input high frequency signal and outputs a first amplified signal.
  • the power stage amplifier 21b is a high frequency power amplifier that further amplifies the first amplified signal output from the driver stage amplifier and outputs a second amplified signal.
  • the input of the power stage amplifier 21b is connected to the output of the driver stage amplifier 21a, and the driver stage amplifier 21a and the power stage amplifier 21b constitute a multistage amplifier circuit.
  • the driver stage amplifier 21a and the power stage amplifier 21b are arranged side by side in the first direction Dx.
  • the amount of heat generated within the first electronic component 21 is not uniform, but is distributed depending on the circuit configuration. For example, the amount of heat generated by the power stage amplifier 21b is larger than that of the driver stage amplifier 21a.
  • a driver stage amplifier 21a is provided in a portion of the first electronic component 21 that overlaps with the second electronic component 22, and a power source is provided in a portion of the first electronic component 21 that overlaps with the first main surface S1 of the substrate 10.
  • a stage amplifier 21b is provided. In this way, the driver stage amplifier 21a with a small amount of heat generation is arranged to overlap with the second electronic component 22, and the power stage amplifier 21b with a large amount of heat generation is arranged to overlap with the plurality of through vias 10b of the substrate 10.
  • the heat transmitted from the driver stage amplifier 21a to the second electronic component 22 is suppressed.
  • the plurality of through vias 10b function as heat transfer paths, and the heat generated in the power stage amplifier 21b of the first electronic component 21 is transferred to the mounting substrate 10 through the plurality of through vias 10b of the substrate 10. heat is transmitted to the outside and efficiently dissipated to the outside.
  • the high frequency module 1B of this embodiment can improve heat dissipation.
  • the multistage amplifier circuit included in the first electronic component 21 may include three or more amplifiers.
  • the amplifier disposed closest to the output side is the power stage amplifier, and the other two or more amplifiers are the driver stage amplifiers.
  • the amplifier located closest to the input side (driver stage amplifier) is provided in a portion of the first electronic component 21 that overlaps with the second electronic component 22, and the amplifier located closest to the output side (power stage amplifier) ) may be provided in a portion of the first electronic component 21 that overlaps with the first principal surface S1 of the substrate 10.
  • the amplifier (other driver stage amplifier) disposed between the amplifier on the most input side and the amplifier on the most output side includes the portion of the first electronic component 21 that overlaps with the second electronic component 22 and the first It may be provided on either of the parts of the electronic component 21 that overlap with the first main surface S1 of the substrate 10.
  • the first DC signal DC1 is transmitted from the mounting board 11 to the mounting terminal 39, the through via 10b of the board 10, the connection member 31 (first connection member), the signal path L1 of the first electronic component 21, and so on. It is supplied to the second electronic component 22 via the connection member 32 (second connection member).
  • the high frequency module 1B of the second embodiment can be combined with the first modification example described above. That is, in FIG. 5, the second electronic component 22 is supplied with the second DC signal DC2 from the board 10 via the connection member 33, the signal path L2 of the third electronic component 23 (see FIG. 3), and the connection member 34. It's okay.
  • a plurality of through vias 10b may also be provided in a portion of the board 10 that overlaps with the third electronic component 23.
  • the second DC signal DC2 is transmitted from the mounting board 11 to the through vias 10b and the third electronic component 23. It may also be supplied to the second electronic component 22 via the electronic component 23.
  • FIG. 6 is a sectional view schematically showing the configuration of a high frequency module according to the third embodiment.
  • the high frequency module 1C includes, in addition to the first electronic component 21, the second electronic component 22, and the third electronic component 23, the fourth electronic component 24 and the fifth electronic component 25. A configuration having the following will be explained.
  • the fourth electronic component 24 and the fifth electronic component 25 are arranged on the second main surface S2 of the substrate 10. That is, the substrate 10 and the second electronic component 22 are provided between the fourth electronic component 24 and the fifth electronic component 25 and the first electronic component 21 and the third electronic component 23 in the third direction Dz.
  • the fourth electronic component 24 and the fifth electronic component 25 are active components.
  • the fourth electronic component 24 is, for example, a low noise amplifier
  • the fifth electronic component 25 is, for example, a switch circuit.
  • the fourth electronic component 24 and the fifth electronic component 25 are configured as IC chips.
  • the fourth electronic component 24 is arranged across the second main surface S2 of the substrate 10 and the second electronic component 22.
  • the fourth electronic component 24 has a portion that overlaps with the second electronic component 22 and a portion that overlaps with the second main surface S2 of the substrate 10 in plan view.
  • the fourth electronic component 24 faces the third electronic component 23 with the substrate 10 and the second electronic component 22 in between.
  • the fifth electronic component 25 is arranged adjacent to the fourth electronic component 24 with a space in the first direction Dx.
  • the fifth electronic component 25 is arranged astride the second main surface S2 of the substrate 10 and the second electronic component 22.
  • the fifth electronic component 25 has a portion that overlaps with the second electronic component 22 and a portion that overlaps with the second main surface S2 of the substrate 10 in plan view.
  • the fifth electronic component 25 faces the first electronic component 21 with the substrate 10 and the second electronic component 22 in between.
  • a portion of the fourth electronic component 24 and a portion of the fifth electronic component 25 are arranged to overlap with the second electronic component 22 in plan view.
  • the fourth electronic component 24 is connected to the second electronic component 22 via a connecting member 35 (fifth connecting member).
  • the connecting member 35 is arranged between the second electronic component 22 and the fourth electronic component 24.
  • the fourth electronic component 24 is connected to the second main surface S2 of the substrate 10 via a connecting member 36 (sixth connecting member).
  • the connecting member 36 is arranged between the second main surface S2 of the substrate 10 and the fourth electronic component 24.
  • the fifth electronic component 25 is connected to the second electronic component 22 via a connecting member 37 (seventh connecting member).
  • the connecting member 37 is arranged between the second electronic component 22 and the fifth electronic component 25.
  • the fifth electronic component 25 is connected to the second main surface S2 of the substrate 10 via a connecting member 38 (eighth connecting member).
  • the connecting member 38 is arranged between the second main surface S2 of the substrate 10 and the fifth electronic component 25.
  • the fifth electronic component 25 is electrically connected to the first electronic component 21 on the first main surface S1 side via the connecting member 37, the second electronic component 22, and the connecting member 32.
  • the connecting members 35, 36, 37, and 38 are bumps made of a conductive material such as gold (Au) or copper (Cu).
  • the five first to fifth electronic components 21 to 25 are arranged in an integrated manner on the substrate 10. Specifically, the first electronic component 21 and the third electronic component 23 are arranged on the first main surface S1 side of the substrate 10, the second electronic component 22 is arranged in the through hole 10a of the substrate 10, and the fourth electronic component 22 is arranged in the through hole 10a of the substrate 10. 24 and the fifth electronic component 25 are arranged on the second main surface S2 side of the substrate 10. Thereby, compared to the case where the first electronic component 21 to the fifth electronic component 25 are arranged on the same surface of the substrate 10, it is possible to achieve a reduction in size in the planar direction.
  • the degree of freedom of signal paths between each electronic component can be improved.
  • the fourth electronic component 24 may transmit and receive signals to and from the third electronic component 23 via the connecting member 35, the second electronic component 22, and the connecting member 34.
  • the fourth electronic component 24 may transmit and receive signals to and from the first electronic component 21 via the connecting member 35, the second electronic component 22, and the connecting member 32.
  • the fifth electronic component 25 may transmit and receive signals to and from the first electronic component 21 or the third electronic component 23 via the second electronic component 22.
  • FIG. 7 is a sectional view schematically showing the configuration of a high frequency module according to a second modification of the third embodiment.
  • the fourth electronic component 24 and the fifth electronic component 25 are constituted by active components, but the present invention is not limited thereto.
  • the fourth electronic component 24A and the fifth electronic component 25A are passive components.
  • the fourth electronic component 24A and the fifth electronic component 25A are filter circuits including surface-mounted components such as capacitors and inductors.
  • the fourth electronic component 24A and the fifth electronic component 25A are each provided on the second main surface S2 of the substrate 10, and are not provided in an area overlapping with the second electronic component 22.
  • the fourth electronic component 24A faces the third electronic component 23 with the substrate 10 in between.
  • the fifth electronic component 25A faces the first electronic component 21 with the substrate 10 in between.
  • the first electronic component 21 and the third electronic component 23, which are active components, are arranged on the first main surface S1 side of the substrate 10.
  • a second electronic component 22, which is an active component is placed in the through hole 10a of the substrate 10.
  • a fourth electronic component 24A and a fifth electronic component 25A, which are passive components are arranged on the second main surface S2 side of the substrate 10.
  • the high frequency module 1D according to the second modification is not limited to a configuration in which both the fourth electronic component 24A and the fifth electronic component 25A are passive components.
  • One of the fourth electronic component 24A and the fifth electronic component 25A may be a passive component, and the other may be an active component.
  • the third embodiment and the second modification can also be combined with the first modification described above.
  • the embodiments and modifications described above are just examples, and can be modified as appropriate.
  • two electronic components (the first electronic component 21 and the third electronic component 23) are provided on the first main surface S1 side of the substrate 10, but the present invention is not limited thereto.
  • One electronic component may be provided on the side, or three or more electronic components may be provided on the side.
  • one electronic component may be provided on the second main surface S2 side of the substrate 10, or three or more electronic components may be provided.
  • the thickness and shape of each electronic component in plan view are shown schematically, and can be changed as appropriate.
  • the first DC signal DC1 is supplied from the board 10 to the second electronic component 22 via the connection member 31, the first electronic component 21, and the connection member 32.
  • DC signals may be supplied to the first electronic component 21 from the second electronic component 22.
  • a ground signal, a power signal, etc. may be further supplied to the first electronic component 21 via the second electronic component 22 and the connection member 32.

Abstract

高周波モジュールは、互いに対向する第1主面及び第2主面と、第1主面から第2主面まで貫通する貫通孔とを有する基板と、第1電子部品と、第2電子部品と、を有し、第2電子部品は、基板の貫通孔の内部に配置され、第1電子部品は、基板の第1主面及び第2電子部品に跨がって配置され、第1電子部品は、第1接続部材を介して基板の第1主面と接続され、第2電子部品は、第2接続部材を介して第1電子部品と接続され、第2電子部品には、第1接続部材、第1電子部品及び第2接続部材を介して第1直流信号が供給される。

Description

高周波モジュール
 本発明は、高周波モジュールに関する。
 特許文献1に記載されているIC(Integrated Circuit)モジュールは、基板と、基板上に実装された複数のICチップと、を有する。複数のICチップは、基板の同一面上に並んで配置される。
特開2002-343926号公報
 特許文献1に記載されているICモジュールでは、平面方向での小型化が困難となる可能性がある。
 本発明は、平面方向での小型化を図ることが可能な高周波モジュールを提供することを目的とする。
 本発明の一側面の高周波モジュールは、互いに対向する第1主面及び第2主面と、前記第1主面から前記第2主面まで貫通する貫通孔とを有する基板と、第1電子部品と、第2電子部品と、を有し、前記第2電子部品は、前記基板の前記貫通孔の内部に配置され、前記第1電子部品は、前記基板の前記第1主面及び前記第2電子部品に跨がって配置され、前記第1電子部品は、第1接続部材を介して前記基板の前記第1主面と接続され、前記第2電子部品は、第2接続部材を介して前記第1電子部品と接続され、前記第2電子部品には、前記第1接続部材、前記第1電子部品及び前記第2接続部材を介して第1直流信号が供給される。
 本発明の高周波モジュールによれば、平面方向での小型化を図ることができる。
図1は、第1実施形態に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図2は、図1のII-II’断面図である。 図3は、第1実施形態の第1変形例に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す断面図である。 図4は、第2実施形態に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図5は、図4のV-V’断面図である。 図6は、第3実施形態に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す断面図である。 図7は、第3実施形態の第2変形例に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す断面図である。
 以下に、本発明の高周波モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第2実施形態以降では第1実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
(第1実施形態)
 図1は、第1実施形態に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す平面図である。図2は、図1のII-II’断面図である。図1及び図2に示すように、第1実施形態に係る高周波モジュール1は、基板10と、第1電子部品21と、第2電子部品22と、第3電子部品23と、接続部材31、32、33、34と、を有する。
 図1に示すように、基板10は、平面視で矩形状の外形形状を有し、中央部に矩形状の貫通孔10aが設けられている。図2に示すように、基板10は、互いに対向する第1主面S1及び第2主面S2を有する平板状の絶縁性基板である。第2主面S2は、第1主面S1の反対側の面である。また、貫通孔10aは、基板10の厚さ方向で、第1主面S1から第2主面S2まで貫通する。
 基板10は、複数の絶縁層が積層された積層基板であってもよい。図示は省略するが、基板10の第1主面S1には、接続部材31、33と電気的に接続される電極や配線パターンが設けられる。また、基板10の内層にも各種配線パターン及び層間を接続するビアが設けられる。基板10は、例えばガラスエポキシ等のプリント基板、あるいは、アルミナ基板等のセラミックス基板、あるいは、ポリイミド等のフレキシブル基板、あるいは、液晶ポリマー基板である。なお、基板10は、積層基板に限定されず、単層基板であってもよい。
 なお、以下の説明において、基板10の第1主面S1を含む平面に平行な面内の一方向を第1方向Dxとする。また、第1主面S1を含む平面に平行な面内において第1方向Dxと直交する方向を第2方向Dyとする。また、第1方向Dx及び第2方向Dyのそれぞれと直交する方向を第3方向Dzとする。第3方向Dzは、第1主面S1の法線方向である。また、本明細書において、平面視とは、第3方向Dzから見たときの位置関係を示す。
 第1電子部品21、第2電子部品22及び第3電子部品23は、能動部品である。具体的には、例えば第1電子部品21及び第3電子部品23は、パワーアンプ(電力増幅器)であり、第2電子部品22は、第1電子部品21及び第3電子部品23の動作を制御する制御回路である。第1電子部品21、第2電子部品22及び第3電子部品23は、いずれもIC(Integrated Circuit)チップとして構成される。
 図1に示すように、第2電子部品22は、基板10の貫通孔10a内に配置される。第1電子部品21は、基板10の第1主面S1及び第2電子部品22に跨がって配置される。言い換えると、第1電子部品21は、平面視で、第2電子部品22と重なる部分と、基板10の第1主面S1と重なる部分と、を有する。
 第3電子部品23は、第1方向Dxで空間を有して第1電子部品21と隣り合って配置される。第3電子部品23は、基板10の第1主面S1及び第2電子部品22に跨がって配置される。言い換えると、第3電子部品23は、平面視で、第2電子部品22と重なる部分と、基板10の第1主面S1と重なる部分と、を有する。第1方向Dxで第1電子部品21と第3電子部品23との間に第2電子部品22の一部が配置される。
 図2に示すように、第1電子部品21は、接続部材31(第1接続部材)を介して基板10の第1主面S1と接続される。接続部材31は、基板10の第1主面S1と第1電子部品21との間に配置される。また、第2電子部品22は、接続部材32(第2接続部材)を介して第1電子部品21と接続される。接続部材32は、第2電子部品22と第1電子部品21との間に配置される。第1電子部品21には、接続部材31と接続部材32とを接続する信号経路L1が形成されている。なお、図2では、図面を見やすくするために1つの信号経路L1を示しているが、第1電子部品21に複数の信号経路L1が形成されてもよい。
 このような構成により、基板10の貫通孔10a内に配置された第2電子部品22は、接続部材32、第1電子部品21及び接続部材31を介して、基板10に設けられた配線パターンと電気的に接続される。第2電子部品22には、基板10から接続部材31(第1接続部材)、第1電子部品21の信号経路L1及び接続部材32(第2接続部材)を介して第1直流信号DC1が供給される。
 例えば、第1直流信号DC1は、グランド信号である。あるいは、第1直流信号DC1は、第2電子部品22の制御信号や電源信号等であってもよい。第1直流信号DC1は、外部の電子機器あるいは外部のホストICに含まれる電源回路から供給される信号である。
 同様に、第3電子部品23は、接続部材33(第3接続部材)を介して基板10の第1主面S1と接続される。接続部材33は、基板10の第1主面S1と第3電子部品23との間に配置される。また、第2電子部品22は、接続部材34(第4接続部材)を介して第3電子部品23と接続される。接続部材34は、第2電子部品22と第3電子部品23との間に配置される。接続部材31、32、33、34は、例えば金(Au)や銅(Cu)等の導電性材料で形成されたバンプやはんだ、もしくはその両方などで構成される。
 基板10の貫通孔10a内に配置された第2電子部品22は、接続部材34、第3電子部品23及び接続部材33を介して、基板10に設けられた配線パターンと電気的に接続される。
 以上のような構成により、高周波モジュール1は、第2電子部品22が基板10の貫通孔10a内に配置され、第1電子部品21の一部及び第3電子部品23の一部は、平面視で、第2電子部品22と重なって配置される。これにより、第1電子部品21、第2電子部品22及び第3電子部品23が基板10の第1主面S1上に配置された場合に比べて、高周波モジュール1は、平面方向での小型化を図ることができる。
 第2電子部品22は、接続部材32、第1電子部品21及び接続部材31を介して、基板10と電気的に接続されるので、第1直流信号DC1を供給するためのボンディングワイヤ等の部材を省略することができる。したがって、高周波モジュール1は、低背化、及び、部材コストの低減を図ることができる。
 第2電子部品22が基板10の貫通孔10a内に配置されているので、例えば第2電子部品22を基板10内に埋め込んだ構成に比べて、基板10の厚さの制約を小さくすることができる。すなわち、図2では、基板10の厚さは、第2電子部品22の厚さと等しいが、これに限定されない。基板10は、第2電子部品22の厚さよりも厚くてもよいし、第2電子部品22の厚さよりも薄くてもよい。
 なお、第2電子部品22の厚さと、基板10の厚さが異なる場合、第2電子部品22の上面が、基板10の第1主面S1と同一面上に配置されることが好ましい。これにより、第2電子部品22と第1電子部品21、及び、第2電子部品22と第3電子部品23とが、接続部材31、32、33、34を介して良好に接続される。
 なお、第2電子部品22は、基板10の貫通孔10aの内周面とわずかな隙間を有して配置されている。ただし、これに限定されず、第2電子部品22は、基板10の貫通孔10aの内周面と接していてもよい。また、図示は省略するが、高周波モジュール1は、第1電子部品21、第2電子部品22及び第3電子部品23を封止するモールド樹脂を有していてもよい。この場合、第2電子部品22と、基板10の貫通孔10aの内周面との隙間や、第1電子部品21及び第3電子部品23と基板10の第1主面S1との隙間も樹脂で埋められる。
(第1実施形態の第1変形例)
 図3は、第1実施形態の第1変形例に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す断面図である。図3に示すように、第1変形例に係る高周波モジュール1Aにおいて、第3電子部品23には、接続部材33と接続部材34とを接続する信号経路L2が形成されている。なお、図2では、図面を見やすくするために1つの信号経路L2を示しているが、第3電子部品23に複数の信号経路L2が形成されてもよい。
 このような構成により、基板10の貫通孔10a内に配置された第2電子部品22は、接続部材34、第3電子部品23及び接続部材33を介して、基板10に設けられた配線パターンと電気的に接続される。また、第2電子部品22には、基板10から接続部材33(第3接続部材)、第3電子部品23の信号経路L2及び接続部材34(第4接続部材)を介して第2直流信号DC2が供給される。
 第2直流信号DC2は、第1直流信号DC1と異なる信号である。例えば、第1直流信号DC1及び第2直流信号DC2の一方がグランド信号であり、第1直流信号DC1及び第2直流信号DC2の他方が第2電子部品22の制御信号や電源信号等であってもよい。
 第1変形例に係る高周波モジュール1Aでは、第2電子部品22に複数の信号(第1直流信号DC1及び第2直流信号DC2)が供給される場合であっても、ボンディングワイヤ等の部材を省略することができる。
(第2実施形態)
 図4は、第2実施形態に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す平面図である。図5は、図4のV-V’断面図である。第2実施形態に係る高周波モジュール1Bは、上述した第1実施形態及び第1変形例に比べて、実装基板11を有する構成が異なる。
 図4及び図5に示すように、実装基板11に、第1電子部品21、第2電子部品22及び第3電子部品23が接続された基板10が実装される。具体的には、実装基板11は、基板10の第2主面S2と対向して配置される。第3方向Dzで、基板10及び第2電子部品22は、実装基板11と、第1電子部品21及び第3電子部品23と、の間に設けられている。
 実装基板11は、基板10と同様に、例えばガラスエポキシ等のプリント基板、あるいは、アルミナ基板等のセラミックス基板、あるいは、ポリイミド等のフレキシブル基板、あるいは、液晶ポリマー基板である。なお、実装基板11は、単層基板であってもよいし、積層基板であってもよい。基板10は、第1電子部品21及び第3電子部品23との接続に適した微細な配線パターンを有している。これに対し、実装基板11は、基板10と接続できる配線パターンを有していればよく、例えば、基板10よりも大きい配置ピッチの配線パターンを有する。
 基板10は、第3方向Dzで第1主面S1から第2主面S2まで設けられた複数の貫通ビア10bを有する。複数の貫通ビア10bは、基板10の第1電子部品21と重なる部分に設けられる。貫通ビア10bの第1主面S1側の端部は、接続部材31を介して第1電子部品21と電気的に接続される。貫通ビア10bの第2主面S2側の端部は、実装端子39を介して実装基板11と電気的に接続される。すなわち、第1電子部品21の基板10の第1主面S1と重なる部分は、基板10に設けられた複数の貫通ビア10bを介して実装基板11と接続される。複数の貫通ビア10bは、例えば銀(Ag)や銅(Cu)等の導電性材料で形成され、基板10を構成する材料よりも高い熱伝導率を有する。なお、図5において、貫通ビア10bは複数設けられているが、貫通ビア10bは少なくとも1つ設けられていればよい。
 ここで、図4に示すように、第1電子部品21は、ドライバ段増幅器21aとパワー段増幅器21bとを有する。ドライバ段増幅器21aは、入力された高周波信号を増幅して第1増幅信号を出力する高周波電力増幅器である。また、パワー段増幅器21bは、ドライバ段増幅器から出力された第1増幅信号をさらに増幅して第2増幅信号を出力する高周波電力増幅器である。パワー段増幅器21bの入力は、ドライバ段増幅器21aの出力に接続されており、ドライバ段増幅器21aとパワー段増幅器21bとで多段増幅回路が構成されている。本実施形態では、ドライバ段増幅器21aとパワー段増幅器21bとは第1方向Dxに並んで配置される。第1電子部品21内での発熱量は一様ではなく、回路構成によって分布が生じる。例えば、パワー段増幅器21bの発熱量は、ドライバ段増幅器21aの発熱量に比べて大きい。
 本実施形態では、第1電子部品21の第2電子部品22と重なる部分にはドライバ段増幅器21aが設けられ、第1電子部品21の基板10の第1主面S1と重なる部分には、パワー段増幅器21bが設けられる。このように、発熱量が小さいドライバ段増幅器21aが第2電子部品22と重なって配置され、発熱量が大きいパワー段増幅器21bが基板10の複数の貫通ビア10bと重なって配置される。
 したがって、パワー段増幅器21bが第2電子部品22と重なって配置された場合に比べて、ドライバ段増幅器21aから第2電子部品22に伝わる熱が抑制される。また、本実施形態では、複数の貫通ビア10bが伝熱経路として機能し、第1電子部品21のパワー段増幅器21bで発生した熱は、基板10の複数の貫通ビア10bを介して実装基板11に伝わり、外部に効率良く放熱される。これにより、本実施形態の高周波モジュール1Bは、放熱性を向上させることができる。なお、第1電子部品21が有する多段増幅回路が3つ以上の増幅器を有することもある。ここで、当該3つ以上の増幅器のうち、最も出力側に配置される増幅器がパワー段増幅器であり、その他の2つ以上の増幅器がドライバ段増幅器である。この場合には、少なくとも最も入力側に配置される増幅器(ドライバ段増幅器)が第1電子部品21の第2電子部品22と重なる部分に設けられ、最も出力側に配置される増幅器(パワー段増幅器)が、第1電子部品21の基板10の第1主面S1と重なる部分に設けられていればよい。言い換えれば、最も入力側の増幅器と最も出力側の増幅器との間に配置される増幅器(他のドライバ段増幅器)は、第1電子部品21の第2電子部品22と重なる部分、及び、第1電子部品21の基板10の第1主面S1と重なる部分のどちらに設けられていてもよい。
 また、本実施形態では、第1直流信号DC1は、実装基板11から、実装端子39、基板10の貫通ビア10b、接続部材31(第1接続部材)、第1電子部品21の信号経路L1及び接続部材32(第2接続部材)を介して第2電子部品22に供給される。
 なお、第2実施形態の高周波モジュール1Bは、上述した第1変形例と組み合わせることができる。すなわち、図5において、第2電子部品22には、基板10から接続部材33、第3電子部品23の信号経路L2(図3参照)及び接続部材34を介して第2直流信号DC2が供給されてもよい。あるいは、基板10の第3電子部品23と重なる部分にも、複数の貫通ビア10bが設けられてもよく、この場合には第2直流信号DC2は、実装基板11から、貫通ビア10b及び第3電子部品23を介して第2電子部品22に供給されてもよい。
(第3実施形態)
 図6は、第3実施形態に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す断面図である。図6に示すように、第3実施形態では、高周波モジュール1Cが、第1電子部品21、第2電子部品22及び第3電子部品23に加えて、第4電子部品24及び第5電子部品25を有する構成について説明する。
 第4電子部品24及び第5電子部品25は、基板10の第2主面S2に配置される。すなわち、第3方向Dzで、基板10及び第2電子部品22は、第4電子部品24及び第5電子部品25と、第1電子部品21及び第3電子部品23と、の間に設けられる。第4電子部品24及び第5電子部品25は、能動部品である。具体的には、第4電子部品24は、例えば、ローノイズアンプ(低雑音増幅器)であり、第5電子部品25は、例えば、スイッチ回路である。第4電子部品24及び第5電子部品25は、ICチップとして構成される。
 第4電子部品24は、基板10の第2主面S2及び第2電子部品22に跨がって配置される。言い換えると、第4電子部品24は、平面視で、第2電子部品22と重なる部分と、基板10の第2主面S2と重なる部分と、を有する。第4電子部品24は、基板10及び第2電子部品22を挟んで、第3電子部品23と対向する。
 第5電子部品25は、第1方向Dxで空間を有して第4電子部品24と隣り合って配置される。第5電子部品25は、基板10の第2主面S2及び第2電子部品22に跨がって配置される。言い換えると、第5電子部品25は、平面視で、第2電子部品22と重なる部分と、基板10の第2主面S2と重なる部分と、を有する。第5電子部品25は、基板10及び第2電子部品22を挟んで、第1電子部品21と対向する。第4電子部品24の一部及び第5電子部品25の一部は、平面視で、第2電子部品22と重なって配置される。
 図6に示すように、第4電子部品24は、接続部材35(第5接続部材)を介して第2電子部品22と接続される。接続部材35は、第2電子部品22と第4電子部品24との間に配置される。また、第4電子部品24は、接続部材36(第6接続部材)を介して基板10の第2主面S2と接続される。接続部材36は、基板10の第2主面S2と第4電子部品24との間に配置される。このような構成により、第4電子部品24は、接続部材35、第2電子部品22及び接続部材34を介して第1主面S1側の第3電子部品23と電気的に接続される。
 同様に、第5電子部品25は、接続部材37(第7接続部材)を介して第2電子部品22と接続される。接続部材37は、第2電子部品22と第5電子部品25との間に配置される。また、第5電子部品25は、接続部材38(第8接続部材)を介して基板10の第2主面S2と接続される。接続部材38は、基板10の第2主面S2と第5電子部品25との間に配置される。このような構成により、第5電子部品25は、接続部材37、第2電子部品22及び接続部材32を介して第1主面S1側の第1電子部品21と電気的に接続される。接続部材35、36、37、38は、例えば金(Au)や銅(Cu)等の導電性材料で形成されたバンプである。
 本実施形態の高周波モジュール1Cでは、5つの第1電子部品21から第5電子部品25が基板10に集積化して配置される。具体的には、第1電子部品21及び第3電子部品23が基板10の第1主面S1側に配置され、第2電子部品22が基板10の貫通孔10aに配置され、第4電子部品24及び第5電子部品25が基板10の第2主面S2側に配置される。これにより、第1電子部品21から第5電子部品25が基板10同一面上に配置された場合に比べて、平面方向での小型化を図ることができる。
 また、本実施形態では、各電子部品間の信号経路の自由度を向上させることができる。例えば、第4電子部品24は、接続部材35、第2電子部品22及び接続部材34を介して第3電子部品23と信号の送受信を行ってもよい。あるいは、第4電子部品24は、接続部材35、第2電子部品22及び接続部材32を介して第1電子部品21と信号の送受信を行ってもよい。第5電子部品25についても同様に、第2電子部品22を介して第1電子部品21あるいは第3電子部品23と信号の送受信を行ってもよい。第1主面S1上に配置される第1電子部品21及び第3電子部品23と、第2主面S2上に配置される第4電子部品24及び第5電子部品25との間の信号の送受信を貫通孔10aに配置された第2電子部品22を介して行うことにより、基板10を貫通する貫通ビア等に比べて膜厚が薄くなりやすい第2電子部品22に設けられる配線を介して信号の送受信を行える。従って、高周波モジュール1Cをさらに低背化しやすくなる。
(第3実施形態の第2変形例)
 図7は、第3実施形態の第2変形例に係る高周波モジュールの構成を模式的に示す断面図である。上述した第3実施形態では、第4電子部品24及び第5電子部品25が能動部品で構成される例について説明したが、これに限定されない。第2変形例に係る高周波モジュール1Dでは、第4電子部品24A及び第5電子部品25Aは、受動部品である。具体的には、第4電子部品24A及び第5電子部品25Aは、キャパシタ及びインダクタ等の表面実装部品を含むフィルタ回路である。
 第4電子部品24A及び第5電子部品25Aは、それぞれ基板10の第2主面S2に設けられ、第2電子部品22と重なる領域には設けられない。第4電子部品24Aは、基板10を挟んで第3電子部品23と対向する。第5電子部品25Aは、基板10を挟んで第1電子部品21と対向する。
 能動部品である第1電子部品21及び第3電子部品23が基板10の第1主面S1側に配置される。能動部品である第2電子部品22が基板10の貫通孔10aに配置される。また、受動部品である第4電子部品24A及び第5電子部品25Aが基板10の第2主面S2側に配置される。これにより、第2変形例では、上述した第3実施形態と同様に複数の電子部品が集積化して配置され、平面方向での小型化を図ることができる。
 なお、第2変形例に係る高周波モジュール1Dは、第4電子部品24A及び第5電子部品25Aの両方が受動部品である構成に限定されない。第4電子部品24A及び第5電子部品25Aの一方が受動部品であり、他方が能動部品であってもよい。また、第3実施形態及び第2変形例においても、上述した第1変形例と組み合わせることができる。
 上述した各実施形態及び各変形例は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、基板10の第1主面S1側に2つの電子部品(第1電子部品21及び第3電子部品23)が設けられているが、これに限定されず、基板10の第1主面S1側に1つの電子部品が設けられていてもよいし、3つ以上の電子部品が設けられていてもよい。同様に、基板10の第2主面S2側に1つの電子部品が設けられていてもよいし、3つ以上の電子部品が設けられていてもよい。また、各電子部品の厚さや、平面視での形状は、あくまで模式的に示したものであり、適宜変更することができる。また、上述した各実施形態及び各変形例では、第2電子部品22に、基板10から接続部材31、第1電子部品21、及び、接続部材32を介して第1直流信号DC1が供給される構成を示したが、これに加えて、第1電子部品21に第2電子部品22から他の直流信号が供給されてもよい。具体的には、第1電子部品21に、第2電子部品22及び接続部材32を介してグランド信号や電源信号等がさらに供給されてもよい。
 なお、上記した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
 1、1A、1B、1C、1D 高周波モジュール
 10 基板
 10a 貫通孔
 10b 貫通ビア
 11 実装基板
 21 第1電子部品
 21a ドライバ段増幅器
 21b パワー段増幅器
 22 第2電子部品
 23 第3電子部品
 24、24A 第4電子部品
 25、25A 第5電子部品
 31、32、33、34、35、36、37、38 接続部材
 39 実装端子
 L1、L2 信号経路
 DC1 第1直流信号
 DC2 第2直流信号
 S1 第1主面
 S2 第2主面

Claims (6)

  1.  互いに対向する第1主面及び第2主面と、前記第1主面から前記第2主面まで貫通する貫通孔とを有する基板と、
     第1電子部品と、
     第2電子部品と、を有し、
     前記第2電子部品は、前記基板の前記貫通孔の内部に配置され、
     前記第1電子部品は、前記基板の前記第1主面及び前記第2電子部品に跨がって配置され、
     前記第1電子部品は、第1接続部材を介して前記基板の前記第1主面と接続され、
     前記第2電子部品は、第2接続部材を介して前記第1電子部品と接続され、
     前記第2電子部品には、前記第1接続部材、前記第1電子部品及び前記第2接続部材を介して第1直流信号が供給される
     高周波モジュール。
  2.  請求項1に記載の高周波モジュールであって、
     前記基板の前記第1主面及び前記第2電子部品に跨がって配置され、前記第1電子部品と空間を有して隣り合って配置される第3電子部品を有し、
     前記第3電子部品は、第3接続部材を介して前記基板の前記第1主面と接続され、
     前記第2電子部品は、第4接続部材を介して前記第3電子部品と接続され、
     前記第2電子部品には、前記第3接続部材、前記第3電子部品及び前記第4接続部材を介して第2直流信号が供給される
     高周波モジュール。
  3.  請求項1又は請求項2に記載の高周波モジュールであって、
     前記基板の前記第2主面と対向して配置された実装基板を有し、
     前記第1電子部品は、平面視で、前記第2電子部品と重なる部分と、前記基板の前記第1主面と重なる部分と、を有し、
     前記第1電子部品の前記基板の前記第1主面と重なる部分は、前記基板に設けられた貫通ビアを介して前記実装基板と接続される
     高周波モジュール。
  4.  請求項3に記載の高周波モジュールであって、
     前記第1電子部品は、入力された高周波信号を増幅して第1増幅信号を出力するドライバ段増幅器と、前記第1増幅信号を増幅して第2増幅信号を出力するパワー段増幅器とを有し、
     前記第1電子部品の前記第2電子部品と重なる部分には、前記ドライバ段増幅器が設けられ、
     前記第1電子部品の前記基板の前記第1主面と重なる部分には、前記パワー段増幅器が設けられる
     高周波モジュール。
  5.  請求項2に記載の高周波モジュールであって、
     前記基板の前記第2主面に配置された第4電子部品を有する
     高周波モジュール。
  6.  請求項5に記載の高周波モジュールであって、
     前記第4電子部品は、前記基板の前記第2主面及び前記第2電子部品に跨がって配置され、
     前記第4電子部品と前記第2電子部品とを接続する第5接続部材を有し、
     前記第4電子部品は、前記第5接続部材、前記第2電子部品及び前記第4接続部材を介して前記第3電子部品と接続される
     高周波モジュール。
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