(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に実装されるＢＢＩＣ、メモリＩＣ、ＲＦＩＣおよびＲＦ用受動部品とを含む高周波モジュールにおいて、
前記基板として多層基板が用いられ、
前記ＢＢＩＣおよび前記メモリＩＣ間の配線パターンを含む配線パターンと前記ＲＦ用受動部品とが前記多層基板に内蔵され、
前記ＢＢＩＣおよび前記メモリＩＣが前記基板の一方面側に実装され、前記ＲＦＩＣが前記基板の他方面側に実装され、
前記ＢＢＩＣおよび前記メモリＩＣと前記ＲＦ用能動部品とが前記多層基板の別の層に形成され、前記ＢＢＩＣおよび前記メモリＩＣと前記ＲＦ用能動部品との間に遮蔽用グランド電極パターンが形成されたことを特徴とする、高周波モジュール。
【請求項２】
前記基板にアンテナが内蔵された、請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
トリミングすることによって発振周波数およびフィルタ特性などの周波数特性を調整するために、前記基板の表面に１つ以上のトリミング用電極パターンが形成された、請求項１または請求項２に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記ＲＦＩＣがベアチップであり、
ＲＦ信号の不要な輻射を防止するために、前記基板において前記ベアチップの底面側にＲＦ信号輻射防止用グランド電極パターンが配置され、前記基板において前記ベアチップの周囲に前記ＲＦ信号輻射防止用グランド電極パターンに接続される複数のビアホールが配置された、請求項３に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記基板にアンテナとしても用いられる金属ケースが形成された、請求項１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】
この発明は高周波モジュールに関し、特に、ＲＦＩＣ、ＢＢ（ベースバンド）ＩＣおよびメモリＩＣなどが基板に実装され、ブルートゥースに代表される移動体端末などに用いられる高周波モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブルートゥースなどに用いられる高周波モジュールが、製品として開発されている。この従来の高周波モジュールは、ＲＦＩＣ、ＢＢＩＣ、メモリＩＣおよび水晶発振子などを基板上に実装したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波モジュールには、アンテナを実装していないものとしてたとえば３３ｍｍ×１７ｍｍ×３．６５ｍｍのサイズのものがあり、さらに、アンテナも基板上に実装してたとえば３２ｍｍ×１５ｍｍ×２．９ｍｍのサイズにしたものもあるが、いずれも、サイズが大型であり、携帯電話などへの実装が不可能である。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、小型化を図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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる高周波モジュールは、基板と、基板に実装されるＢＢＩＣ、メモリＩＣ、ＲＦＩＣおよびＲＦ用受動部品とを含む高周波モジュールにおいて、基板として多層基板が用いられ、ＢＢＩＣおよびメモリＩＣ間の配線パターンを含む配線パターンとＲＦ用受動部品とが多層基板に内蔵され、ＢＢＩＣおよびメモリＩＣが基板の一方面側に実装され、ＲＦＩＣが基板の他方面側に実装され、ＢＢＩＣおよびメモリＩＣとＲＦ用能動部品とが多層基板の別の層に形成され、ＢＢＩＣおよびメモリＩＣとＲＦ用能動部品との間に遮蔽用グランド電極パターンが形成され、トリミングすることによって発振周波数およびフィルタ特性などの周波数特性を調整するために、基板の表面に１つ以上のトリミング用電極パターンが形成されたことを特徴とする、高周波モジュールである。
この発明にかかる高周波モジュールでは、基板にアンテナが内蔵されてもよい。
さらに、この発明にかかる高周波モジュールでは、ＲＦＩＣがベアチップであり、ＲＦ信号の不要な輻射を防止するために、基板においてベアチップの底面側にＲＦ信号輻射防止用グランド電極パターンが配置され、基板においてベアチップの周囲にＲＦ信号輻射防止用グランド電極パターンに接続される複数のビアホールが配置されてもよい。
また、この発明にかかる高周波モジュールでは、基板にアンテナとしても用いられる金属ケースが形成されてもよい。
【０００６】
この発明にかかる高周波モジュールでは、基板として多層基板が用いられ、ＢＢＩＣおよびメモリＩＣ間の配線パターンを含む配線パターンとＲＦ用受動部品とが多層基板に内蔵されているので、従来の高周波モジュールに比べて、サイズが小型になり、たとえば携帯電話などへの実装が可能になる。
【０００７】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる高周波モジュールの一例を示す正面図解図であり、図２はその高周波モジュールの回路図である。図１に示す高周波モジュール１０は、たとえばセラミックなどからなる多層基板１２を含む。
【０００９】
多層基板１２の上面には、ＢＢＩＣ１４、メモリＩＣ１６、水晶発振子１８および表面実装部品２０が実装される。ＢＢＩＣ１４は、高周波モジュール１０全体の制御を行うためのものである。メモリＩＣ１６は、たとえばフラッシュメモリが用いられ、制御用ソフトが組み込まれている。水晶発振子１８は、基準発振子として用いられるものである。表面実装部品２０は、たとえば、インダクタ、コンデンサ、抵抗、トランジスタおよびダイオードなどの電子部品を含む。
【００１０】
さらに、多層基板１２の上面には、ＢＢＩＣ１４、メモリＩＣ１６、水晶発振子１８および表面実装部品２０を覆うようにして、金属ケース２２が取り付けられる。
【００１１】
また、多層基板１２の下面の中央には、キャビティ２４が形成される。キャビティ２４の中には、第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８が埋設される。この場合、第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８としては、たとえば、ベアチップが用いられる。さらに、キャビティ２４の中には、第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８を覆うようにして樹脂３０が充填される。
【００１２】
多層基板１２の内部には、ＢＢＩＣ１４およびメモリＩＣ１６間などの接続に必要な配線パターン３２およびスルーホール３４と、ＲＦ用受動部品３６と、遮蔽用グランド電極パターン３８とが形成される。ＲＦ用受動部品３６は、たとえば、インダクタ、コンデンサ、分布定数線路、共振器、フィルタおよびバランなどを含む。また、遮蔽用グランド電極パターン３８は、ＢＢＩＣ１４およびメモリＩＣ１６とＲＦ用受動部品３６との間に形成される。
【００１３】
この高周波モジュール１０は、たとえば図２に示すフルデバイス１の回路を有する。
【００１４】
この高周波モジュール１０では、配線パターン３２、スルーホール３４、ＲＦ用受動部品３６および遮蔽用グランド電極パターン３８が多層基板１２に内蔵されているので、従来の高周波モジュールに比べて、サイズが小型になり、たとえば携帯電話などへの実装が可能になる。
【００１５】
また、この高周波モジュール１０では、多層基板１２の表面において部品間に形成される配線パターンを削減することができるため、ＲＦ特性を向上することができる。
【００１６】
さらに、この高周波モジュール１０では、多層基板１２の材料としてセラミックからなる誘電体を用い、多層基板１２内部の配線パターンや電極パターンの材料としてＣｕやＡｇなど良好な導電率を有する材料を用いることによって、特性を向上することができる。
【００１７】
また、この高周波モジュール１０では、ＢＢＩＣ１４およびメモリＩＣ１６などの制御系の部品が多層基板１２の上面に実装され、第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８などのＲＦ系の部品が多層基板１２の下面に実装され、それらが多層基板１２の両面に実装されているので、表面積が小さくなる。
【００１８】
さらに、この高周波モジュール１０では、ＢＢＩＣ１４およびメモリＩＣ１６などの制御系の部品と第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８などのＲＦ系の部品とが多層基板１２の両面に実装されるので、制御系の制御端子までの配線パターンとＲＦ系の制御端子までの配線パターンとの長さが短くなり、小型になる。
【００１９】
また、この高周波モジュール１０では、制御系の部品が多層基板１２の上層に形成され、ＲＦ系の部品が多層基板１２の下層に形成され、それらの間に遮蔽用グランド電極パターン３８が形成されているので、制御系とＲＦ系との両者が遮蔽用グランド電極パターン３８でアイソレートされる。そのため、ＢＢＩＣ１４およびメモリＩＣ１６と第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８との間で信号の干渉がなくなり、制御系とＲＦ系との各ブロックの安定動作が得られる。
【００２０】
また、この高周波モジュール１０では、多層基板１２の下面にキャビティ２４が形成されその中に第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８が埋没されているので、下面のフラット性が確保でき、通常のＩ／Ｏ電極を採用すること可能である。そのため、この高周波モジュール１０は、両面基板にしても表面実装が可能である。
【００２１】
さらに、この高周波モジュール１０では、第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８としてベアチップがそれぞれ用いられるので、キャビティ２４内への第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８の実装が容易であり、小型化を図ることもできる。
【００２２】
図３はこの発明にかかる高周波モジュールの他の例を示す正面図解図である。図３に示す高周波モジュール１０ａは、図１に示す高周波モジュール１０と比べて、キャビティ２４に樹脂３０が充填される代わりに、金属キャップ３１がキャビティ２４を封止するようにして多層基板１２に固着される。
【００２３】
図３に示す高周波モジュール１０ａでは、図１に示す高周波モジュール１０と比べて、金属キャップ３１が第１のＲＦＩＣ２６および第２のＲＦＩＣ２８のシールドも兼ねるという別の効果も奏する。
【００２４】
図４はこの発明にかかる高周波モジュールのさらに他の例を示す斜視図であり、図５はその高周波モジュールの正面図解図であり、図６はその高周波モジュールのアンテナを示す等価回路図である。図４に示す高周波モジュール１０ｂは、図３に示す高周波モジュール１０ａと比べて、多層基板１２ｂがやや大きく形成され、多層基板１２ｂに電極パターンやスルーホールからなる螺旋状のアンテナ４０が複合化される。
【００２５】
図７はこの発明にかかる高周波モジュールのさらに他の例を示す斜視図であり、図８はその高周波モジュールの正面図解図であり、図９はその高周波モジュールのアンテナを示す等価回路図である。図７に示す高周波モジュール１０ｃは、図３に示す高周波モジュール１０ａと比べて、多層基板１２ｃがやや大きく形成され、多層基板１２ｃの上面にループ状の金属板からなるアンテナ４１が複合化されるとともに、多層基板１２ｃの内部に整合用コンデンサ４２も複合化される。なお、アンテナは、上述のループ状の金属板と金属ケース２２とで形成されてもよく、金属ケース２２のみで形成されてもよい。
【００２６】
図４および図７に示す各高周波モジュール１０ｂ，１０ｃでは、図１に示す高周波モジュール１０と比べてアンテナ４０，４１および整合用コンデンサ４２が多層基板１２ｂ，１２ｃに複合化されるので、アンテナを外付けする場合に比べて小型化を図ることができる。
また、図１に示す高周波モジュール１０では、アンテナを外付けする場合、ユーザー側で無線機ともマッチングをとる作業が必要である。
それに対して、図４および図７に示す各高周波モジュール１０ｂ，１０ｃでは、アンテナ４０，４１および整合用コンデンサ４２が多層基板１２ｂ，１２ｃに複合化され、あらかじめ整合をとった状態で設計できるため、上述のようなユーザー側のマッチング作業を不要にできる。
【００２７】
図１０はこの発明にかかる高周波モジュールのさらに他の例を示す平面図解図であり、図１１はその高周波モジュールの正面図解図であり、図１２はその高周波モジュールの底面図解図であり、図１３はその高周波モジュールの共振器のトリミング用電極パターンなどを示すブロック図である。
図１０に示す高周波モジュール１０ｄでは、特に、多層基板１２ｄの上面に、発振器のトリミング用電極パターン４４などが形成される。
また、図１０に示す高周波モジュール１０ｄでは、多層基板１２ｄにおいてＲＦＩＣ２６の底面側に、ＲＦ信号輻射防止用グランド電極パターン４６が形成される。
さらに、図１０に示す高周波モジュール１０ｄでは、多層基板１２ｄにおいてＲＦＩＣ２６の周囲に、複数のビアホール４８が形成される。これらのビアホール４８によって、ＲＦ信号輻射防止用グランド電極パターン４６と金属キャップ３１とが電気的に接続される。
【００２８】
図１０に示す高周波モジュール１０ｄでは、図１３に示すように、トータル出力波形ないし無線部のトータル性能をモニタないし測定しながらトリミング用電極パターン４４をたとえばレーザーでトリミングすることによって発振周波数やフィルタ特性などの周波数特性を調整することができる。すなわち、内蔵フィルタやＩＣアンプなど各回路がつながった最終特性での調整が可能となる。そのため、特性の安定化や歩留まりの向上を図ることができる。
さらに、図１０に示す高周波モジュール１０ｄでは、ＲＦＩＣ２６がＲＦ信号輻射防止用グランド電極パターン４６、ビアホール４８および金属キャップ３１で囲われるので、ＲＦＩＣ２６からでる不要なＲＦ信号の輻射を防止することができる。そのため、回路間の結合が抑制され、特性のが安定化が可能となる。なお、図１０に示し高周波モジュール１０ｄにおいて、金属キャップ３１を用いる代わりに多層基板１２ｄのキャビティ２４に樹脂が充填されても、高周波モジュール１０ｄを実装する基板上にグランド電極パターンが形成されていれば、同様の効果が得られる。
【００２９】
なお、上述の各高周波モジュールではＲＦＩＣがベアチップであるが、この発明ではＲＦＩＣ以外のＩＣがベアチップであってもよい。
【００３０】
また、上述の各高周波モジュールでは多層基板に１つのキャビティが形成されているが、２以上のキャビティが形成されてもよい。
【００３１】
さらに、トリミング用電極パターンは、２つ以上形成されてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
この発明によれば、たとえば携帯電話などへの実装が可能になる小型化を図ることができる高周波モジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる高周波モジュールの一例を示す正面図解図である。
【図２】図１に示す高周波モジュールの回路図である。
【図３】この発明にかかる高周波モジュールの他の例を示す正面図解図である。
【図４】この発明にかかる高周波モジュールのさらに他の例を示す斜視図である。
【図５】図４に示す高周波モジュールの正面図解図である。
【図６】図４に示す高周波モジュールのアンテナを示す等価回路図である。
【図７】この発明にかかる高周波モジュールのさらに他の例を示す斜視図である。
【図８】図７に示す高周波モジュールの正面図解図である。
【図９】図７に示す高周波モジュールのアンテナを示す等価回路図である。
【図１０】この発明にかかる高周波モジュールのさらに他の例を示す平面図解図である。
【図１１】図１０に示す高周波モジュールの正面図解図である。
【図１２】図１０に示す高周波モジュールの底面図解図である。
【図１３】図１０に示す高周波モジュールの共振器のトリミング用電極パターンなどを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  高周波モジュール
１２，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  多層基板
１４  ＢＢＩＣ
１６  メモリＩＣ
１８  水晶発振子
２０  表面実装部品
２２  金属ケース
２４  キャビティ
２６  第１のＲＦＩＣ
２８  第２のＲＦＩＣ
３０  樹脂
３１  金属キャップ
３２  配線パターン
３４  スルーホール
３６  ＲＦ用受動部品
３８  遮蔽用グランド電極パターン
４０，４１  アンテナ
４２  整合用コンデンサ
４４  トリミング用電極パターン
４６  ＲＦ信号輻射防止用グランド電極パターン
４８  ビアホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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