(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に、キャビティが形成され、裏面に、アンテナを接続するためのアンテナ端子が形成された第１の基板と、前記キャビティの底面に形成された第１の電極と、前記第１の基板に内蔵された導体パターンからなり、前記第１の電極と前記アンテナ端子とを接続するように形成されたインピーダンス整合回路を備えたメインモジュールと、
高周波回路が形成され、裏面に、前記高周波回路に接続された第２の電極が形成された第２の基板からなるサブモジュールとを備え、
前記サブモジュールが、前記メインモジュールの前記キャビティに挿入され、前記第１の電極と前記第２の電極とが電気的に接続されたことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２】
前記メインモジュールの前記第１の基板が、複数の樹脂基板の積層体からなることを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
前記サブモジュールの前記第２の基板が、複数のセラミック基板の積層体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記メインモジュールの前記第１の電極と、前記サブモジュールの前記第２の電極とが、半田付けによって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記メインモジュールの前記第１の電極と、前記サブモジュールの前記第２の電極とが、異方性導電シートを介して、電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項６】
前記サブモジュールが挿入された前記キャビティの上部が、金属板によって塞がれていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項７】
前記金属板が、前記メインモジュールの上面に設けられた接地パターンと接続されていることを特徴とする請求項６に記載の高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波モジュールに関し、さらに詳細には、歩留まりが高く、且つ、汎用性に優れた高周波モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、携帯電話機に代表される情報通信端末の小型化にはめざましいものがあり、これには情報通信端末に組み込まれる各種部品の小型化が大きく寄与している。情報通信端末に組み込まれる重要な部品としては、送受信信号の切り替えを行う高周波スイッチの他、送信側回路にはパワーアンプや電圧制御発振器（ＶＣＯ）等が挙げられ、受信側回路にはローノイズアンプやミキサ等が挙げられる。
【０００３】
これら情報通信端末に組み込まれる部品をより小型化するため、従来より、２またはそれ以上の部品を一体化する試みが数多くなされている。このように２またはそれ以上の部品を一体化しモジュールを構成すれば、これら部品を個別にマザーボート上へ実装した場合と比べて実装面積を削減することができ、全体的な小型化を達成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、２以上の部品を一体化しモジュールを構成すれば全体的な小型化は達成されるものの、あまりに多くの部品を一体化すると当該モジュールの歩留まりが大きく低下するおそれが生じる。すなわち、２以上の部品を一体化しモジュールを構成した場合、これらモジュール内に組み込まれる部品に一つでも不良があれば、モジュール全体として不良品となってしまうため、当該モジュールの歩留まりは、組み込まれる各部品それぞれの歩留まりの積となってしまう。例えば、それぞれ歩留まりが９５％である５つの部品を一体化し、モジュールを構成した場合、モジュール全体の歩留まりは約７７％（０．９５５）まで低下してしまう。このように、従来は、多くの部品を一体化しモジュールを構成するとモジュール全体の歩留まりが低下するという問題があった。
【０００５】
さらに、多くの部品を一体化しモジュールを構成した場合、一部の部品について特性の変更が要求された場合、モジュール全体として新たに設計し直す必要が生じるため、汎用性に欠けるという問題もあった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、全体としての歩留まりの低下を抑制することができる高周波モジュールを提供することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、汎用性の高い高周波モジュールを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、表面に、キャビティが形成され、裏面に、アンテナを接続するためのアンテナ端子が形成された第１の基板と、前記キャビティの底面に形成された第１の電極と、前記第１の基板に内蔵された導体パターンからなり、前記第１の電極と前記アンテナ端子とを接続するように形成されたインピーダンス整合回路を備えたメインモジュールと、高周波回路が形成され、裏面に、前記高周波回路に接続された第２の電極が形成された第２の基板からなるサブモジュールとを備え、前記サブモジュールが、前記メインモジュールの前記キャビティに挿入され、前記第１の電極と前記第２の電極とが電気的に接続されたことを特徴とする高周波モジュールによって達成される。
【０００９】
本発明によれば、メインモジュールとサブモジュールとが別個の部品として構成される一方で、サブモジュールがメインモジュールのキャビティ内に挿入されることによって、一体化されているから、製造後の検査により良品であることが確認されたメインモジュールやサブモジュールのみを用いて、高周波モジュールを作製することができ、高周波モジュール全体の歩留まりを飛躍的に高めることが可能になる。
また、本発明によれば、メインモジュールとサブモジュールとが別個の部品として構成されるから、たとえば、サブモジュールに属する高周波回路について特性の変更が要求された場合に、メインモジュールを変更することなく、サブモジュールのみを新たに設計し直せばよく、したがって、汎用性を高めることが可能となる。
【００１０】
本発明の好ましい実施態様においては、前記メインモジュールの前記第１の基板が、複数の樹脂基板の積層体によって構成されている。
【００１１】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記サブモジュールの前記第２の基板が、複数のセラミック基板の積層体によって構成されている。
【００１２】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記メインモジュールの前記第１の電極と、前記サブモジュールの前記第２の電極とが、半田付けによって電気的に接続されている。
【００１３】
本発明の別の好ましい実施態様においては、前記メインモジュールの前記第１の電極と、前記サブモジュールの前記第２の電極とが、異方性導電シートを介して、電気的に接続されている。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記サブモジュールが挿入された前記キャビティの上部が、金属板によって塞がれている。
【００１５】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記金属板が、前記メインモジュールの上面に設けられた接地パターンと接続されている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる高周波モジュール１の回路構成を概略的に示すブロック図である。特に限定されるものではないが、本実施態様にかかる高周波モジュール１は、２つの方式による通話が可能ないわゆるデュアルバンド携帯電話機に組み込まれて使用される。ここで２つの方式とは、ＧＳＭ方式とＤＣＳ方式であり、いずれも欧州において採用されている携帯電話方式である。ＧＳＭ方式においては、受信周波数が９２５〜９６０ＭＨｚ、送信周波数が８８０〜９１５ＭＨｚであり、ＤＣＳ方式においては、受信周波数が１８０５〜１８８０ＭＨｚ、送信周波数が１７１０〜１７８５ＭＨｚである。
【００２８】
図１に示されるように、本実施態様にかかる高周波モジュール１は、デュアルバンド携帯電話機のアンテナ２とベースバンド回路部３との間に設けられ、アンテナ２より受信した受信信号をベースバンド回路部３へ供給するとともに、ベースバンド回路部３より供給される送信信号をアンテナ２へ送出する役割を果たす。
【００２９】
より具体的には、高周波モジュール１は、フロントエンドモジュール部４と、パワーアンプモジュール部５と、シンセサイザモジュール部６と、ＬＳＩ部７と、ＳＡＷ（表面弾性波）フィルタモジュール部８と、インピーダンス整合部９〜１４とを備える。
【００３０】
フロントエンドモジュール部４は、ＧＳＭ方式に用いられる周波数帯の信号とＤＣＳ方式に用いられる周波数帯の信号とを分離するダイプレクサ（ＤＰＸ）１５と、ＧＳＭ側において送受信信号の切り替えを行う高周波スイッチ（ＳＷ）１６と、ＤＣＳ側において送受信信号の切り替えを行う高周波スイッチ（ＳＷ）１７と、高周波スイッチ１６及び１７の送信側節点（ＴＸ）にそれぞれ接続されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）１８及び１９と、高周波スイッチ１６及び１７の受信側節点（ＲＸ）にそれぞれ接続されたＳＡＷフィルタ（ＳＡＷ）２０及び２１とを備える。以下に詳述するように、これらダイプレクサ１５、高周波スイッチ１６及び１７、ローパスフィルタ１８及び１９、ＳＡＷフィルタ２０及び２１は、一つのサブモジュールとして一体的に構成されている。
【００３１】
さらに、フロントエンドモジュール部４は、外部端子として、アンテナ端子２２、ＧＳＭ側送信端子２３、ＤＣＳ側送信端子２４、ＧＳＭ側受信端子２５、ＤＣＳ側受信端子２６を備えており、アンテナ端子２２はダイプレクサ１５のアンテナ節点に接続され、ＧＳＭ側送信端子２３はローパスフィルタ１８に接続され、ＤＣＳ側送信端子２４はローパスフィルタ１９に接続され、ＧＳＭ側受信端子２５はＳＡＷフィルタ２０に接続され、ＤＣＳ側受信端子２６はＳＡＷフィルタ２１に接続されている。
【００３２】
パワーアンプモジュール部５は、ＧＳＭ側の送信信号を増幅するＧＳＭ側パワーアンプ（ＧＳＭＰＡ）２７と、ＤＣＳ側の送信信号を増幅するＤＣＳ側パワーアンプ（ＤＣＳＰＡ）２８とを備え、以下に詳述するようにこれらは一つのサブモジュールとして一体的に構成されている。さらに、パワーアンプモジュール部５は、外部端子として、ＧＳＭ側パワーアンプ２７及びＤＣＳ側パワーアンプ２８への入力信号がそれぞれ供給される入力端子２９及び３０と、ＧＳＭ側パワーアンプ２７及びＤＣＳ側パワーアンプ２８からの出力信号がそれぞれ供給される出力端子３１及び３２を備えている。
【００３３】
シンセサイザモジュール部６は、ＧＳＭ方式の音声信号等に変調をかける電圧制御発振器（ＶＣＯ）３３と、ＤＣＳ方式の音声信号等に変調をかける電圧制御発振器（ＶＣＯ）３４とを備え、以下に詳述するようにこれらはメインモジュール内に内蔵されている。さらに、シンセサイザモジュール部６は、外部端子として、電圧制御発振器３３及び３４への入力信号がそれぞれ供給される入力端子３５及び３６を備えている。このうち、入力端子３５及び３６は、図１に示されるようにベースバンド回路部３に接続される。
【００３４】
ＬＳＩ部７は、ＧＳＭ側の受信信号を増幅するＧＳＭ側ローノイズアンプ（ＬＮＡ）３７と、ＤＣＳ側の受信信号を増幅するＤＣＳ側ローノイズアンプ（ＬＮＡ）３８と、ＧＳＭ側の受信信号に基づき中間周波を合成するＧＳＭ側ミキサ（ＭＩＸ）３９と、ＤＣＳ側の受信信号に基づき中間周波を合成するＤＣＳ側ミキサ（ＭＩＸ）４０とを備え、以下に詳述するようにこれらは一つの半導体チップ内に集積されている。さらに、ＬＳＩ部７は、外部端子として、ＧＳＭ側ローノイズアンプ３７及びＤＣＳ側ローノイズアンプ３８への入力信号がそれぞれ供給される入力端子４１及び４２と、ＧＳＭ側ローノイズアンプ３７及びＤＣＳ側ローノイズアンプ３８からの出力信号がそれぞれ供給される出力端子４３及び４４と、ＧＳＭ側ミキサ３９及びＤＣＳ側ミキサ４０への入力信号がそれぞれ供給される入力端子４５及び４６と、ＧＳＭ側ミキサ３９及びＤＣＳ側ミキサ４０からの出力信号がそれぞれ供給される出力端子４７及び４８とを備えている。このうち、出力端子４７及び４８は、図１に示されるようにベースバンド回路部３に接続される。
【００３５】
ＳＡＷフィルタモジュール部８は、ＧＳＭ側の受信信号から所望の周波数帯（９２５〜９６０ＭＨｚ）の信号を取り出すＧＳＭ側ＳＡＷフィルタ（ＳＡＷ）４９と、ＤＣＳ側の受信信号から所望の周波数帯（１８０５〜１８８０ＭＨｚ）の信号を取り出すＤＣＳ側ＳＡＷフィルタ（ＳＡＷ）５０とを備え、以下に詳述するようにこれらは一つのサブモジュールとして一体的に構成されている。さらに、ＳＡＷフィルタモジュール部８は、外部端子として、ＧＳＭ側ＳＡＷフィルタ４９及びＤＣＳ側ＳＡＷフィルタ５０への入力信号がそれぞれ供給される入力端子５２及び５３と、ＧＳＭ側ＳＡＷフィルタ４９及びＤＣＳ側ＳＡＷフィルタ５０からの出力信号がそれぞれ供給される出力端子５４及び５５を備えている。
【００３６】
尚、上記フロントエンドモジュール部４、パワーアンプモジュール部５、シンセサイザモジュール部６、ＬＳＩ部７、ＳＡＷフィルタモジュール部８について説明した外部端子は、これらに備えられる主要な外部端子のみを示すものであり、これら以外にも電源端子や各種制御端子（例えば、高周波スイッチ１６の切り替え制御のための制御端子）等、他の外部端子が備えられている。
【００３７】
また、高周波モジュール１は、アンテナ２に接続されるアンテナ端子５６を備えており、インピーダンス整合部９は、かかるアンテナ端子５６とフロントエンドモジュール部４のアンテナ端子２２との間に接続されて両者のインピーダンスをマッチングさせている。
【００３８】
同様に、インピーダンス整合部１０は、フロントエンドモジュール部４のＧＳＭ側送信端子２３及びＤＣＳ側送信端子２４とパワーアンプモジュール部５の出力端子３１及び３２との間に接続されてこれらのインピーダンスをマッチングさせている。インピーダンス整合部１１は、パワーアンプモジュール部５の入力端子２９及び３０とシンセサイザモジュール部６の電圧制御発振器３３及び３４の出力節点との間に接続されてこれらのインピーダンスをマッチングさせている。インピーダンス整合部１２は、フロントエンドモジュール部４のＧＳＭ側受信端子２５及びＤＣＳ側受信端子２６とＬＳＩ部７の入力端子４１及び４２との間に接続されてこれらのインピーダンスをマッチングさせている。インピーダンス整合部１３は、ＬＳＩ部７の出力端子４３及び４４とＳＡＷフィルタモジュール部８の入力端子５２及び５３との間に接続されてこれらのインピーダンスをマッチングさせている。インピーダンス整合部１４は、ＬＳＩ部７の入力端子４５及び４６とＳＡＷフィルタモジュール部８の出力端子５４及び５５との間に接続されてこれらのインピーダンスをマッチングさせている。
【００３９】
次に、本実施態様にかかる高周波モジュール１の具体的な形状について説明する。
【００４０】
図２は、本実施態様にかかる高周波モジュール１を構成するメインモジュール６０の形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ（ａ）に示されるａ−ｂ線に沿った断面図及びｃ−ｄ線に沿った断面図である。
【００４１】
図２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、本実施態様にかかる高周波モジュール１を構成するメインモジュール６０の平面形状は約１８ｍｍ×約２０ｍｍの長方形であり、その厚みは約２．０ｍｍである。メインモジュール６０は、複数の樹脂基板が積層され、内部に所定の素子（インダクタ等）や配線を構成する導体パターン７４及びスルーホール電極７５が形成された多層基板及びその上面に搭載された各種電子部品（ダイオード等）７６によって構成される。図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、メインモジュール６０の一部はシンセサイザモジュール部６を構成しており、当該部分の平面サイズは約１１ｍｍ×１０ｍｍである。メインモジュール６０のうち、シンセサイザモジュール部６を構成する部分以外の箇所には、第１乃至第４のキャビティ６１〜６４が設けられている。また、メインモジュール６０のうち、シンセサイザモジュール部６を構成する部分の上面には、電磁波を遮断するための金属キャップ７７が設けられている。
【００４２】
第１のキャビティ６１は、フロントエンドモジュール部４を構成するサブモジュールが挿入されるべきキャビティであり、その平面形状は３．５ｍｍ×８．５ｍｍ、深さは０．６ｍｍである。また、第２のキャビティ６２は、パワーアンプモジュール部５を構成するサブモジュールが挿入されるべきキャビティであり、その平面形状は１１．５ｍｍ×８．５ｍｍ、深さは０．６ｍｍである。第３のキャビティ６３は、ＬＳＩ部７を構成する半導体チップパッケージが挿入されるべきキャビティであり、その平面形状は５．５ｍｍ×４．５ｍｍ、深さは０．６ｍｍである。第４のキャビティ６４は、ＳＡＷフィルタモジュール部８を構成するサブモジュールが挿入されるべきキャビティであり、その平面形状は３．５ｍｍ×３．０ｍｍ、深さは０．６ｍｍである。
【００４３】
図２（ｃ）に示されるように、第１のキャビティ６１の底面には複数の半田バンプ６５が設けられており、これにより、第１のキャビティ６１内にフロントエンドモジュール部４を構成するサブモジュールが挿入されると、かかるサブモジュールに設けられたアンテナ端子２２、ＧＳＭ側送信端子２３、ＤＣＳ側送信端子２４、ＧＳＭ側受信端子２５及びＤＣＳ側受信端子２６等の外部端子と半田バンプ６５との電気的な接続が確立される。
【００４４】
同様に、図２（ｂ）に示されるように、第２のキャビティ６２の底面には複数の半田バンプ６６が設けられており、これにより、第２のキャビティ６２内にパワーアンプモジュール部５を構成するサブモジュールが挿入されると、かかるサブモジュールに設けられた入力端子２９、３０及び出力端子３１、３２等の外部端子と半田バンプ６６との電気的な接続が確立される。
【００４５】
さらに同様に、図２（ｃ）に示されるように、第３のキャビティ６３の底面には複数の半田バンプ６７が設けられており、これにより、第３のキャビティ６３内にＬＳＩ部７を構成する半導体チップパッケージが挿入されると、かかるサブモジュールに設けられた入力端子４１、４２、４５、４６及び出力端子４３、４４、４７、４８等の外部端子と半田バンプ６７との電気的な接続が確立される。
【００４６】
さらに同様に、図２（ｃ）に示されるように、第４のキャビティ６４の底面には複数の半田バンプ６８が設けられており、これにより、第４のキャビティ６４内にＳＡＷフィルタモジュール部８を構成するサブモジュールが挿入されると、かかるサブモジュールに設けられた入力端子５２、５３及び出力端子５４、５５等の外部端子と半田バンプ６８との電気的な接続が確立される。
【００４７】
また、メインモジュール６０の裏面には、アンテナ端子５６等の複数の外部端子６９が設けられており、メインモジュール６０がマザーボード（図示せず）上に実装されると、かかる外部端子６９とマザーボードに設けられた端子との電気的な接続が確立される。
【００４８】
さらに、図２（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、メインモジュール６０には、シンセサイザモジュール部６の他に、導体パターン７４を用いて構成されたインピーダンス整合部９〜１４が内蔵されている。
【００４９】
図３は、シンセサイザモジュール部６を構成する電圧制御発振器３３及びインピーダンス整合部１１（一部）の回路構成の一例を具体的に示す回路図である。
【００５０】
図３に示されるように、電圧制御発振器３３は、電圧可変共振回路７１と、発振回路７２と、出力増幅回路７３とを備える。電圧可変共振回路７１には、入力端子３５（３５−１、３５−２）を介してベースバンド回路部３より制御電圧及び変調信号が供給され、発振回路７２及び出力増幅回路７３は、電圧可変共振回路７１より供給される出力信号及び電源端子７０より供給される電源電圧に基づき、出力である変調信号を生成する。出力増幅回路７３の出力はインピーダンス整合部１１に供給され、インピーダンス整合部１１の出力は半田バンプ６６へ供給される。上述のとおり、半田バンプ６６は第２のキャビティ６２の底面に形成された電極であり、パワーアンプモジュール部５を構成するサブモジュールが挿入されると、かかるサブモジュールに設けられた外部端子（入力端子２９）と電気的に接続される。
【００５１】
シンセサイザモジュール部６を構成する電圧制御発振器３４も、図３に示した電圧制御発振器３３と同様の回路構成を有しており、その出力は、電圧制御発振器３３と同様にインピーダンス整合部１１に供給される。
【００５２】
このような回路構成からなる電圧制御発振器３３及び３４の一部は、図２（ａ）及び（ｂ）に示されるようにメインモジュール６０の内部に設けられた導体パターン７４によって構成され、残りの部分は、メインモジュール６０の上面に搭載された電子部品７５によって構成される。これにより、メインモジュール６０には、シンセサイザモジュール部６及びインピーダンス整合部９〜１４が一体的に構成されるとともに、高周波モジュール１の機能に必要な他の部分（フロントエンドモジュール部４等）を挿入可能に構成されることになる。
【００５３】
このように、メインモジュール６０自体としては、シンセサイザモジュール部６及びインピーダンス整合部９〜１４が一体化されているだけであるので、メインモジュール６０の歩留まりは、シンセサイザモジュール部６自体の歩留まりと実質的に等しくなる。
【００５４】
図４（ａ）は、フロントエンドモジュール部４を構成するサブモジュール８０を裏面から見た略斜視図であり、図４（ｂ）はその断面図である。
【００５５】
図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、フロントエンドモジュール部４を構成するサブモジュール８０の平面形状は約３．０ｍｍ×約８．０ｍｍの長方形であり、その厚みは約１．５ｍｍである。サブモジュール８０は、複数のセラミック基板が積層され、内部に所定の素子や配線を構成する導体パターン８１及びスルーホール電極８２が形成された多層基板及びその上面に搭載された各種電子部品８３によって構成される。かかる多層基板の上面には、電磁波を遮断するための金属キャップ８４が設けられている。
【００５６】
サブモジュール８０を構成するセラミック基板は、図４（ｂ）に示されるように異なる誘電率をもった２種類のセラミック基板からなり、高い誘電率（例えば、εｒ＝１１）を持ったセラミック基板は上層部及び下層部に配置され、ここに形成される導体パターン８１は主にコンデンサ電極を構成し、低い誘電率（例えば、εｒ＝５）を持ったセラミック基板は中層部に配置され、ここに形成される導体パターン８１は主にインダクタ電極を構成する。
【００５７】
また、サブモジュール８０の裏面には、アンテナ端子２２、ＧＳＭ側送信端子２３、ＤＣＳ側送信端子２４、ＧＳＭ側受信端子２５及びＤＣＳ側受信端子２６等を構成する複数の外部電極８５が設けられており、その平面的な配置は、第１のキャビティ６１の底面に設けられた半田バンプ６５の配置と対応している。したがって、かかるサブモジュール８０が第１のキャビティ６１内に挿入されると、上述のとおり、これら外部電極８５と半田バンプ６５との電気的な接続が確立されることになる。
【００５８】
尚、フロントエンドモジュール部４を構成するサブモジュール８０は、メインモジュール６０とは別個に設計・製造がされ、第１のキャビティ６１内に挿入される前に独立して検査がされる。このため、サブモジュール８０の歩留まりは、メインモジュール６０の歩留まりとは実質的に無関係である。
【００５９】
図５（ａ）は、パワーアンプモジュール部５を構成するサブモジュール９０を裏面から見た略斜視図であり、図５（ｂ）はその断面図である。
【００６０】
図５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、パワーアンプモジュール部５を構成するサブモジュール９０の平面形状は約１１．０ｍｍ×約８．０ｍｍの長方形であり、その厚みは約１．５ｍｍである。サブモジュール９０は、複数の樹脂基板が積層され、内部に所定の素子や配線を構成する導体パターン９１及びスルーホール電極９２が形成された多層基板と、多層基板内に埋設された半導体チップ（ＭＭＩＣ）９３、及び多層基板の上面に搭載された各種電子部品９４によって構成される。かかる多層基板の上面には、電磁波を遮断するための金属キャップ９５が設けられている。尚、サブモジュール９０を構成する樹脂基板としては、メインモジュール６０を構成する樹脂基板と同じ種類の樹脂基板を用いてもよいし、異なる種類若しくは異なる誘電率をもった樹脂基板を用いても構わない。
【００６１】
また、サブモジュール９０の裏面には、入力端子２９、３０及び出力端子３１、３２等を構成する複数の外部電極９６及び半導体チップ９３が発する熱を放出するための放熱電極９７が設けられており、外部電極９６の平面的な配置は、第２のキャビティ６２の底面に設けられた半田バンプ６６の配置と対応している。したがって、かかるサブモジュール９０が第２のキャビティ６２内に挿入されると、上述のとおり、これら外部電極９６と半田バンプ６６との電気的な接続が確立されることになる。
【００６２】
尚、パワーアンプモジュール部５を構成するサブモジュール９０は、サブモジュール８０と同様、メインモジュール６０とは別個に設計・製造がされ、第２のキャビティ６２内に挿入される前に独立して検査がされるため、サブモジュール９０の歩留まりは、メインモジュール６０やサブモジュール８０の歩留まりとは実質的に無関係である。
【００６３】
図６は、ＬＳＩ部７を構成する半導体チップパッケージ１００を裏面から見た略斜視図である。
【００６４】
図６に示されるように、ＬＳＩ部７を構成する半導体チップパッケージ１００の平面形状は約５．０ｍｍ×約４．０ｍｍの長方形であり、その厚みは約０．５ｍｍである。半導体チップパッケージ１００は、ＧＳＭ側ローノイズアンプ３７、ＤＣＳ側ローノイズアンプ３８、ＧＳＭ側ミキサ３９及びＤＣＳ側ミキサ４０の各機能を実現するための回路が集積された半導体チップを樹脂封止してなるパッケージであり、その裏面には、入力端子４１、４２、４５、４６及び出力端子４３、４４、４７、４８等を構成する複数の外部電極１０１がアレイ状に設けられている。これら外部電極１０１の平面的な配置は、第３のキャビティ６３の底面に設けられた半田バンプ６７の配置と対応している。したがって、かかる半導体チップパッケージ１００が第３のキャビティ６３内に挿入されると、上述のとおり、これら外部電極１０１と半田バンプ６７との電気的な接続が確立されることになる。
【００６５】
尚、ＬＳＩ部７を構成する半導体チップパッケージ１００は、サブモジュール８０及び９０と同様、メインモジュール６０とは別個に設計・製造がされ、第２のキャビティ６２内に挿入される前に独立して検査がされるため、半導体チップパッケージ１００の歩留まりは、メインモジュール６０やサブモジュール８０及び９０の歩留まりとは実質的に無関係である。尚、本明細書においては、半導体チップパッケージについても「サブモジュール」と呼ぶことがある。すなわち、「サブモジュール」とは、半導体チップパッケージを含む概念であるものとする。
【００６６】
図７（ａ）は、ＳＡＷフィルタモジュール部８を構成するサブモジュール１１０を裏面から見た略斜視図であり、図７（ｂ）はその断面図である。
【００６７】
図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ＳＡＷフィルタモジュール部８を構成するサブモジュール１１０の平面形状は約３．０ｍｍ×約２．５ｍｍの長方形であり、その厚みは約１．０ｍｍである。サブモジュール１１０は、内部に導体パターン１１１及びスルーホール電極１１２が形成された多層セラミックベース基板と、多層セラミックベース基板上に搭載されたＳＡＷフィルタ２０、２１と、封止用キャップ１１３によって構成される。ＳＡＷフィルタ２０、２１は、封止用キャップ１１３によって気密封止されている。
【００６８】
また、サブモジュール１１０の裏面には、入力端子５２、５３及び出力端子５４、５５等を構成する複数の外部電極１１５が設けられており、これら外部端子１１５の平面的な配置は、第４のキャビティ６４の底面に設けられた半田バンプ６８の配置と対応している。したがって、かかるサブモジュール１１０が第４のキャビティ６４内に挿入されると、上述のとおり、これら外部電極１１５と半田バンプ６８との電気的な接続が確立されることになる。
【００６９】
尚、ＳＡＷフィルタモジュール部８を構成するサブモジュール１１０は、サブモジュール８０、９０や半導体チップパッケージ１００と同様、メインモジュール６０とは別個に設計・製造がされ、第４のキャビティ６４内に挿入される前に独立して検査がされるため、サブモジュール１１０の歩留まりは、メインモジュール６０やサブモジュール８０、９０並びに半導体チップパッケージ１００の歩留まりとは実質的に無関係である。
【００７０】
本実施態様にかかる高周波モジュール１は、メインモジュール６０に設けられた第１乃至第４のキャビティ６１〜６４の中に、サブモジュール８０、サブモジュール９０、半導体チップパッケージ１００及びサブモジュール１１０をそれぞれ挿入し、電気的な接続を確立することによって完成する。かかる挿入作業においては、各サブモジュール８０、９０及び１１０の上部にそれぞれ設けられた金属キャップ８４、９５及び１１３の表面や、半導体チップパッケージ１００の表面をチャックすることにより、これらを容易にハンドリングすることができる。さらに、これらを挿入した後は、リフロー工程によって第１乃至第４のキャビティ６１〜６４の底面に設けられた半田バンプ６５〜６８を一旦溶融させ、これによって、対応する外部電極８５、９６、１０１及び１１５との電気的・機械的接続が確立される。
【００７１】
図８は、メインモジュール６０に設けられた第１乃至第４のキャビティ６１〜６４の中に、サブモジュール８０、サブモジュール９０、半導体チップパッケージ１００及びサブモジュール１１０がそれぞれ挿入されて構成された高周波モジュール１の形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示されるａ−ｂ線に沿った断面図である。
【００７２】
図８に示されるように、第１乃至第４のキャビティ６１〜６４の中に、サブモジュール８０、サブモジュール９０、半導体チップパッケージ１００及びサブモジュール１１０がそれぞれ挿入され、電気的・機械的接続が確立されると、メインモジュール６０は、全体として、図１に示される高周波モジュール１の機能を全て備える大規模なモジュールとして取り扱うことができる。
【００７３】
このように、本実施態様による高周波モジュール１は、フロントエンドモジュール部４、パワーアンプモジュール部５、シンセサイザモジュール部６、ＬＳＩ部７、ＳＡＷフィルタモジュール部８及びインピーダンス整合部９〜１４を備える大規模なモジュールである一方で、その本体であるメインモジュール６０には、これら回路部分の一部であるシンセサイザモジュール部６及びインピーダンス整合部９〜１４のみが一体化乃至は内蔵され、その他の回路部分であるフロントエンドモジュール部４、パワーアンプモジュール部５、ＬＳＩ部７及びＳＡＷフィルタモジュール部８は、サブモジュールとして事後的に挿入されることから、製造後の検査により良品であることが確認されたもののみを用いることが可能となる。このため、高周波モジュール１全体の歩留まりを飛躍的に高めることが可能となる。
【００７４】
また、本実施態様による高周波モジュール１では、フロントエンドモジュール部４、パワーアンプモジュール部５、シンセサイザモジュール部６、ＬＳＩ部７及びＳＡＷフィルタモジュール部８をそれぞれ構成する、サブモジュール８０、サブモジュール９０、メインモジュール６０、半導体チップパッケージ１００及びサブモジュール１１０がそれぞれ別部品であることから、これらの一部の回路に特性の変更が要求された場合であっても、当該回路を構成するサブモジュールを新たに設計し直せばよいことから、汎用性を高めることが可能となる。
【００７５】
しかも、本実施態様による高周波モジュール１では、フロントエンドモジュール部４、パワーアンプモジュール部５、シンセサイザモジュール部６、ＬＳＩ部７及びＳＡＷフィルタモジュール部８を相互に接続する配線や、これらの間に設けられるインピーダンス整合部９〜１４が、シンセサイザモジュール部６とともにメインモジュール６０内に内蔵されているので、マザーボード上に当該配線を設けたりインピーダンス整合部を設ける必要がない。これにより、フロントエンドモジュール部４等を個別にマザーボード上に実装する場合に比べて、実装面積を大幅に削減することが可能となる。
【００７６】
さらに、サブモジュール８０、９０、半導体チップパッケージ１００、及びサブモジュール１１０の外部電極８５、９６、１０１及び１１５はいずれもその底面に設けられているため、第１乃至第４のキャビティ６１〜６４の内径を、サブモジュール８０、９０、半導体チップパッケージ１００、及びサブモジュール１１０の外形と同程度に設定することができ、これにより、メインモジュール６０の平面サイズを抑制することができる。
【００７７】
次に、本発明の好ましい他の実施態様について説明する。
【００７８】
図９は、本発明の好ましい他の実施態様にかかる高周波モジュール１２０の形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示されるｅ−ｆ線に沿った断面図である。
【００７９】
本実施態様にかかる高周波モジュール１２０は、メインモジュール６０と各サブモジュール８０、９０、１１０及び半導体チップパッケージ１００との接続方法において上記実施態様にかかる高周波モジュール１と異なる。
【００８０】
すなわち、本実施態様にかかる高周波モジュール１２０では、図９（ｂ）に示されるように、メインモジュール６０と各サブモジュール８０、９０、１１０及び半導体チップパッケージ１００との接続部分には異方性導電シート１２１が配置されており、両者の電気的接続は、かかる異方性導電シート１２１を介して行われる。
【００８１】
図１０（ａ）は、異方性導電シート１２１を概略的に示す平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示されるｇ−ｈ断面を概略的に示す断面図である。
【００８２】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、異方性導電シート１２１は、厚さが約０．２ｍｍである絶縁性フィルム１２２に、一方の面から他方の面に貫通する多数の貫通孔１２３が設けられて構成される。各貫通孔１２３の直径及び隣り合う貫通孔１２３同士の間隔は、サブモジュール８０、９０、半導体チップパッケージ１００、及びサブモジュール１１０の外部電極８５、９６、１０１及び１１５の径及び電極間の間隔よりも十分に小さく設定される。また、各貫通孔１２３には、導電性材料１２４が埋設されており、貫通孔１２３の一端から他端に亘って連続的に埋設されている導電性材料１２４によって、異方性導電シート１２１の一方の面から他方の面への導電性が与えられている。導電性材料１２４としては特に限定されないが、金を用いることが好ましい。
【００８３】
一方、異方性導電シート１２１の本体である絶縁性フィルム１２２は絶縁性材料によって構成されているので、異方性導電シート１２１は、平面方向に対する絶縁性を有している。すなわち、異方性導電シート１２１は、その厚み方向において導電性を有し、その平面方向において絶縁性を有している。
【００８４】
また、図９（ｂ）に示されるように、本実施態様においては、サブモジュール９０自体には金属キャップが設けられておらず、第２のキャビティ６２内にサブモジュール９０が挿入された後に、固定パッド１２６を介して載置（押圧）される金属板１２７がその役割を果たす。すなわち、第２のキャビティ６２内にサブモジュール９０が挿入された後、サブモジュール９０の上面部には固定パッド１２６が載置され、次いで、金属板１２７によって第２のキャビティ６２が塞がれる。このとき、メインモジュール６０の上面部のうち、金属板１２７の端部と接する部分には接地パターンが形成されており、これによって、金属板１２７には接地電位が与えられる。かかる構成は、他のサブモジュール８０、１１０についても同様である。
【００８５】
このような異方性導電シート１２１を介した接続においては、固定パッド１２６を介して金属板１２７によりサブモジュール８０、９０、１１０を押圧し、この状態において金属板１２７の端部とメインモジュール６０の上面に設けられた接地パターンとが半田付け等の方法により固定される。これにより、メインモジュール６０と各サブモジュール８０、９０、１１０とは、異方性導電シート１２１を介して圧着され、電気的接続が確立される。
【００８６】
本実施態様によれば、上記実施態様による効果に加え、メインモジュール６０とサブモジュール８０、９０、半導体チップパッケージ１００及びサブモジュール１１０とが異方性導電シート１２１を介して接続されることから、メインモジュール６０の第１乃至第４のキャビティ６１〜６４の底面に半田バンプ６５〜６８を形成する必要がなくなる。また、メインモジュール６０とサブモジュール８０、９０、半導体チップパッケージ１００及びサブモジュール１１０とが半田付けされていないことから、これらを第１乃至第４のキャビティ６１〜６４内に挿入し、金属板１２７にて封止した後であっても、不具合が発見された場合、これらを容易に交換することができる。
【００８７】
さらに、本実施態様においては、金属板１２７によって第１乃至第４のキャビティ６１〜６４が塞がれ、これらの中に挿入されたサブモジュール８０、９０、半導体チップパッケージ１００及びサブモジュール１１０が略密閉状態となることから、異物が入り込みにくいという利点もある。
【００８８】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００８９】
例えば、上記実施態様にかかる高周波モジュール１及び１２０においては、メインモジュール６０にシンセサイザモジュール部６を内蔵し、フロントエンドモジュール部４、パワーアンプモジュール部５、ＬＳＩ部７及びＳＡＷフィルタモジュール部８を別部品としてサブモジュール若しくは半導体チップパッケージとしているが、メインモジュール６０に内蔵すべき回路部分としてはシンセサイザモジュール部６に限定されるものではなく、他の回路部分を内蔵しても構わない。但し、メインモジュール６０は、サブモジュールや半導体チップパッケージに比してそのサイズが大きいため、全体の軽量化のためには、樹脂基板等の軽い材料によってメインモジュール６０を構成することが望ましく、これを考慮すれば、樹脂等からなる多層基板に内蔵可能な回路部分を選択することが望ましい。
【００９０】
また、メインモジュール６０内に、フロントエンドモジュール部４、パワーアンプモジュール部５、シンセサイザモジュール部６、ＬＳＩ部７及びＳＡＷフィルタモジュール部８の中から選ばれた２以上の回路部分を内蔵しても構わない。２以上の回路部分をメインモジュール６０に内蔵させれば全体のサイズをより小型化できる反面、歩留まりが低下するおそれがあるため、内蔵させる回路部分の数は、要求されるサイズと歩留まりとを考慮して決定することが望ましい。
【００９１】
さらに、上記実施態様にかかる高周波モジュール１及び１２０においては、インピーダンス整合部９〜１４の全てをメインモジュール６０を構成する多層基板内に内蔵しているが、これらの全てを多層基板内に内蔵することは必須ではなく、その一部又は全部をメインモジュール６０の上面に搭載する電子部品によって構成しても構わない。
【００９２】
また、上記実施態様にかかる高周波モジュール１においては、第１乃至第４のキャビティ６１〜６４の底面に半田バンプ６５〜６８を設けているが、これらを第１乃至第４のキャビティ６１〜６４側ではなく、挿入されるサブモジュールや半導体チップパッケージ側に設けても構わない。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、高周波モジュールを構成する複数の回路部分のうち、一部の回路部分をメインモジュール内に内蔵し、その他の回路部分をサブモジュール若しくは半導体チップパッケージとして、メインモジュールに設けられたキャビティ内に挿入可能に構成しているので、多数の回路部分を含む高周波モジュールの歩留まりの低下が抑制されるとともに、その汎用性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施態様にかかる高周波モジュール１の回路構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施態様にかかる高周波モジュール１を構成するメインモジュール６０の形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ（ａ）に示されるａ−ｂ線に沿った断面図及びｃ−ｄ線に沿った断面図である。
【図３】シンセサイザモジュール部６を構成する電圧制御発振器３３及びインピーダンス整合部１１（一部）の回路構成の一例を具体的に示す回路図である。
【図４】（ａ）は、フロントエンドモジュール部４を構成するサブモジュール８０を裏面から見た略斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図５】（ａ）は、パワーアンプモジュール部５を構成するサブモジュール９０を裏面から見た略斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図６】ＬＳＩ部７を構成する半導体チップパッケージ１００を裏面から見た略斜視図である。
【図７】（ａ）は、ＳＡＷフィルタモジュール部８を構成するサブモジュール１１０を裏面から見た略斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図８】メインモジュール６０に設けられた第１乃至第４のキャビティ６１〜６４の中に、サブモジュール８０、サブモジュール９０、半導体チップパッケージ１００及びサブモジュール１１０がそれぞれ挿入されて構成された高周波モジュール１の形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示されるａ−ｂ線に沿った断面図である。
【図９】、本発明の好ましい他の実施態様にかかる高周波モジュール１２０の形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示されるｅ−ｆ線に沿った断面図である。
【図１０】（ａ）は、異方性導電シート１２１を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されるｇ−ｈ断面を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１  高周波モジュール
２  アンテナ
３  ベースバンド回路部
４  フロントエンドモジュール部
５  パワーアンプモジュール部
６  シンセサイザモジュール部
７  ＬＳＩ部
８  ＳＡＷフィルタモジュール部
９〜１４  インピーダンス整合部
１５  ダイプレクサ
１６，１７  高周波スイッチ
１８，１９  ローパスフィルタ
２０，２１  ＳＡＷフィルタ
２２  アンテナ端子
２３  ＧＳＭ側送信端子
２４  ＤＣＳ側送信端子
２５  ＧＳＭ側受信端子
２６  ＤＣＳ側受信端子
２７  ＧＳＭ側パワーアンプ
２８  ＤＣＳ側パワーアンプ
２９，３０，３５，３６，４１，４２，４５，４６，５２，５３  入力端子
３１，３２，４３，４４，４７，４８，５４，５５  出力端子
３３，３４  電圧制御発振器
３７  ＧＳＭ側ローノイズアンプ
３８  ＤＣＳ側ローノイズアンプ
３９  ＧＳＭ側ミキサ
４０  ＤＣＳ側ミキサ
４９  ＧＳＭ側ＳＡＷフィルタ
５０  ＤＣＳ側ＳＡＷフィルタ
５６  アンテナ端子
６０  メインモジュール
６１  第１のキャビティ
６２  第２のキャビティ
６３  第３のキャビティ
６４  第４のキャビティ
６５〜６８  半田バンプ
６９  外部端子
７０  電源端子
７１  電圧可変共振回路
７２  発振回路
７３  出力増幅回路
７４  導体パターン
７５  スルーホール電極
７６  電子部品
７７  金属キャップ
８０  サブモジュール（フロントエンドモジュール部）
８１  導体パターン
８２  スルーホール電極
８３  電子部品
８４  金属キャップ
８５  外部電極
９０  サブモジュール（パワーアンプモジュール部）
９１  導体パターン
９２  スルーホール電極
９３  半導体チップ（ＭＭＩＣ）
９４  電子部品
９５  金属キャップ
９６  外部電極
９７  放熱電極
１００  半導体チップパッケージ（ＬＳＩ部）
１０１  外部電極
１１０  サブモジュール（ＳＡＷフィルタモジュール部）
１１１  導体パターン
１１２  スルーホール電極
１１３  封止用キャップ
１１５  外部電極
１２０  高周波モジュール
１２１  異方性導電シート
１２２  絶縁性フィルム
１２３  貫通孔
１２４  導電性材料
１２６  固定パッド
１２７  金属板
【図１】
0003612031.tif 000002
【図２】
0003612031.tif 000003
【図３】
0003612031.tif 000004
【図４】
0003612031.tif 000005
【図５】
0003612031.tif 000006
【図６】
0003612031.tif 000007
【図７】
0003612031.tif 000008
【図８】
0003612031.tif 000009
【図９】
0003612031.tif 000010
【図１０】
0003612031.tif 000011