(57)【要約】【課題】  キャビティを必要とする振動子などを搭載した高周波部品モジュールの低背化を図る。【解決手段】  キャビティを必要とする振動子などを多層セラミック基板の厚みの一部を利用して、その中に振動子を収容する。また、キャビティ底面に櫛型電極を形成し、キャビティ自身が有する圧電効果を利用してＳＡＷフィルタとして動作させる。これにより高周波部品モジュールの低背化が達成出来る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔を有する複数のセラミック板を積層することにより空洞（キャビティ）を有する積層セラミック基板を形成し、前述のキャビティ内に振動子を前記キャビティ底面から浮かせた状態で収容し、シールド板で前記キャビティを気密封止した構造を特徴とする高周波部品モジュール。
【請求項２】
請求項１の高周波部品モジュールであって、異なった形状の孔を持つ複数のセラミック板を積層することによりキャビティ内に台座を形成し、その台座の上に振動子を配置した構造を特徴とする高周波部品モジュール。
【請求項３】
請求項１および２の高周波部品モジュールであって、少なくとも1枚は厚みの異なる複数のセラミック板を積層することによりキャビティを形成したことを特徴とする高周波部品モジュール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの高周波部品モジュールであって、シールド板が厚肉部と薄肉部を備えたことを特徴とする高周波部品モジュール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの高周波部品モジュールであって、単一のキャビティ内に複数個の振動子を収容した高周波部品モジュール。
【請求項６】
請求項５の高周波部品モジュールであって、単一のキャビティ内に異種の振動子を収容した高周波部品モジュール。
【請求項７】
孔を持つ複数のセラミック板を積層することによりキャビティを有する積層セラミック基板を形成し、前記キャビティ底面の一部に櫛型電極を設け、前記キャビティをシールド板で気密封止した構造を特徴とする高周波部品モジュール。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載の高周波部品モジュールであって、キャビティ底面の一部に櫛型電極を設けた構造を特徴とする高周波部品モジュール。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の高周波部品モジュールであって、キャビティを複数個設けた高周波部品モジュール。
【請求項１０】
請求項９の高周波部品モジュールであって、キャビティを部品実装面側（表面側）と、モジュール端子側（裏面側）の両面側に設けた高周波部品モジュール。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の高周波部品モジュールであって、セラミック基板の表面に少なくとも一つの回路素子を実装した高周波部品モジュール。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の高周波部品モジュールであって、シールド板の上に回路素子を実装した高周波部品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子と振動子周辺の回路素子を単一の基板に実装した高周波部品モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高周波部品モジュールの製造方法の一例を説明する。図７、図８は従来のセラミック回路部品を実装した高周波部品モジュール５００の一例を示す平面図、および水晶振動子近傍を示した断面図である。この高周波部品モジュール５００は単一の多層セラミック基板１００上に水晶振動子２００とチップ抵抗等の回路素子４０１を実装したものである。この例では水晶振動子２００を実装しているが、例えば図１０に示すＳＡＷフィルタ３００の場合も有る。
【０００３】
まず多層セラミック基板１００の製造方法の一例を説明する。ＬＴＣＣ（低温焼成セラミック）を主成分とする誘電体シートに銅あるいは銀を主成分とした所定の配線パターンと配線ビアを形成する。このような誘電体シートを従来公知の順序で積層し熱圧着する。この処理によって、配線パターン１０３と配線ビア１０４が接合され、シート間の配線を成す。このようにして出来た積層シート（グリーンシート）を切断、焼成し、多層セラミック基板が完成する。
【０００４】
次に水晶振動子２００の製造方法を説明する。水晶振動子は機械的振動を利用している為、水晶片２０２を空洞（キャビティ）内に保持する必要が有る。かつ、素子表面の汚染による共振周波数の経時変化など、素子特性の劣化を防止するため、気密封止する必要が有る。図９は水晶振動子２００の斜視図である。セラミックケース２０１の内壁側面の一部分に、所定の形状を有する電極を備えた台座２０５を設ける。この台座の上に水晶片２０２を、水晶片の電極と台座の電極の位置が一致するように配置し、導電性接着剤２０４で固定する。セラミックケース２０１の開口部端面にコバール製のシールリング２０３を載せ、シールド板２０６をシーム溶接し完成する。なおセラミックケース２０１の開口部端面はメタライズ処理されているので、シールリングを挟み、シールド板を載せて電流を流しながら圧着すると、接触部分にジュール熱が発生し、シールリングが溶融することで接合される。また、素子表面の汚染を避ける為、多層セラミック基板１００によって形成されるキャビティ内は真空に保つか、若しくは不活性ガスを封入する。
【０００５】
次にＳＡＷフィルタ３００の製造方法を説明する。図１０はＳＡＷフィルタ３００の斜視図である。ＳＡＷフィルタ３００はセラミック基板（圧電基板）３０１の上に櫛型電極３０２を形成しシールドケース３０３で気密封止した構造となっている。入力櫛型電極３０２aに交流電圧を印加すると表面弾性波が発生して基板表面を伝播し、出力櫛型電極３０２ｂで交流電圧として取り出す構造となっている。つまり基板表面の機械的振動を利用しているため、基板表面上に空洞を有した構造が必要である。
【０００６】
前述の方法によって作成された多層セラミック基板１００の表面上に水晶振動子２００、またはＳＡＷフィルタ３００、および回路素子４０１を実装し高周波部品モジュールが完成する。
【０００７】
このようにキャビティ内に気密封止した振動子と回路素子を同一基板上に実装する方法については、基板上の厚肉部上面にキャビティを設け、振動子を気密封止し、薄肉部に回路素子を実装する方法が提案されている。（特許文献１参照）。
【０００８】
また、基板の厚みを利用して振動子を低背に実装する方法として、基板の一部に凹部を設け、そこに実装した振動子にパラフィンを塗布し、この上をポーラスな樹脂で覆う。次にポーラスな樹脂を加熱硬化させ、この時の熱によってパラフィンを融解し、ポーラスな樹脂に含浸させることで、キャビティを形成する方法が提案されている。（特許文献２参照）。  
【特許文献１】特開平９−２８４０５０号公報
【特許文献２】特開平１０−２２４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述の方法で製造した水晶振動子或いはＳＡＷフィルタを多層セラミック基板に実装しようとすると外形が大きくなってしまうため、これらを搭載する高周波部品モジュール製品の低背化に対する課題となっていた。また、特許文献２の方法によると、振動子の表面にパラフィンの残渣が付着する可能性が有り、これに起因する共振周波数の経時変化など、素子特性の劣化を招く虞が有る。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、キャビティを必要とする振動子などを実装し、かつ低背化を図った高周波部品モジュール、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する為に本発明は、孔を有する複数のセラミック板を積層することによりキャビティを形成し、このキャビティ内に振動子を底面から浮かせた状態で収容し、前記キャビティをシールド板で封止した。これにより多層セラミック基板の厚みの一部を利用して、その中に振動子を収容するので、高周波部品モジュールの低背化が可能となる。
【００１１】
また本発明では、異なった形状の孔を持つ複数のセラミック基板を積層することでキャビティ内に台座を形成し、その台座の上に振動子を配置してもよい。これにより、台座は多層セラミック基板を製造する工程で同時に形成されるので、作成が容易である。
【００１２】
また、本発明では少なくとも1枚は厚みの異なる複数のセラミック板を積層することにより、キャビティを形成した。または、シールド板に厚肉部と薄肉部を備えた。これによりキャビティ内の余分な空洞の体積を低減し、キャビティの真空化が容易となる。
【００１３】
また本発明では、単一キャビティ内に複数個の振動子を収容した。これにより、異なる共振周波数の振動子を単一キャビティ内に同時に収容できるので、実装面積と作業工数を低減出来る。
【００１４】
また本発明では、単一キャビティ内に異種の振動子を同時に収容した。これにより、単一キャビティ内に異なる精度の、例えば水晶片とセラミック振動子を小型に収容出来る。
【００１５】
また本発明では、キャビティ底面の一部に櫛型電極を設けた。これにより、キャビティの底面をＳＡＷフィルタとして動作させた。これにより、ＳＡＷフィルタを安価に形成できる。
【００１６】
また本発明では、単一キャビティの内部に振動子を収容すると同時に、キャビティ底面の一部分に櫛型電極を設け、ＳＡＷフィルタとして動作させた。これにより、振動子とＳＡＷフィルタを単一キャビティに収容することで実装面積を低減出来る。
【００１７】
また本発明では、キャビティを複数個、または多層セラミック基板の表面側と裏面側の両面に設けた。これにより配線の自由度が高くなる。または、キャビティ間の電気的干渉を低減する事が出来る。
【００１８】
また本発明では、多層セラミック基板の表面に少なくとも一つの回路素子を実装した。または、シールド板の上に回路素子を実装した。これにより、実装面積を低減する事が出来る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の高周波部品モジュールによれば、多層セラミック基板の厚みを利用して振動子を収容することにより、低背な高周波部品モジュールを提供出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（発明の実施の形態１）
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。図１と図２は第一の実施形態に係る高周波部品モジュールのキャビティ部分を示した断面図および平面図である。図１と図２において、多層セラミック基板１００は、高周波部品モジュールを外部回路と接続する為の電気配線が形成されたセラミック板１０１を基板として、セラミック板を多層に、本実施例では例えば6枚のセラミック板を積層することによって形成される。これらの多層セラミック板は下の2枚を基板として、上に積層された4枚のセラミック板には振動子収納部となるキャビティ２０７を形成する為の孔が、予め加工されている。孔の形状はキャビティ２０７に収納する振動子の形状を考慮して設計され、特に4枚のセラミック板の最も内側に位置する第１のセラミック板１０５の孔の形状を、他のセラミック板の孔の形状より小さくしている。結果、キャビティ２０７内の一部分に台座２０５が形成され、これを振動子配置部とする。台座２０５には予め電極パターンが形成されている。水晶片２０２が有する電極パターンと台座２０５が有する電極パターンの位置が一致するように配置し、導電性接着材２０４で固定する。本実施例では単一キャビティ内に収容する振動子を一つの水晶片２０２としているが、セラミック振動子でも良いし、複数または異種の振動子を組み合わせて同時に収容しても良い。次に、予め所望の回路素子４０１が実装されたシールド板２０６をキャビティ開口部に配置し、気密封止する。シールド板２０６は必ずしも回路素子が実装されている必要は無く、単なる金属板やセラミック板であっても構わない。また、第1のセラミック板１０５の厚みを他のセラミック板より薄くすることにより、水晶片２０２とキャビティ底面によって挟まれた空洞の体積を低減した。またシールド板２０６は縁の厚みを薄くすることにより、水晶片２０２とシールド板２０６によって挟まれた空洞の体積を低減した。なおここでは図示しない手段として、台座２０５を形成する第１のセラミック板１０５より上部に積層された第３のセラミック板１０７の厚みを他のセラミック板より薄くすることによっても、同様の効果を得る事が出来る。但し第３のセラミック板１０７を除去することは好ましくない。なぜなら第３のセラミック板１０７は、ここでは図示しない周辺回路ブロックの一部を形成している為である。このような理由により、第３のセラミック板１０７の厚みを薄くする方法が有効なのである。なお、キャビティ２０７の大きさについては、水晶振動子が機械的振動を利用しているので水晶片２０２の振動箇所が他の物体から機械的に遮断されるだけの大きさが確保されておれば良く、機械的遮断に寄与しない余分な空洞は小さい方がキャビティ２０７の真空化が容易と成る為、望ましい。
【００２１】
前述の構造により、キャビティ内の余分な空洞の体積を低減し、キャビティの真空化を容易にした。
【００２２】
（発明の実施の形態２）
図３と４は第二の実施形態に係る高周波部品モジュールのキャビティ部分を示した断面図および平面図である。セラミック板を積層しキャビティ２０７を形成すると同時に、第２のセラミック板１０６の表面に櫛型電極３０２を形成する。入力櫛型電極３０２ａに交流電圧を印加すると表面弾性波が発生して基板表面を伝播し、出力櫛型電極３０２ｂで交流電圧として取り出す構造とする。つまり、第２のセラミック板１０６自身が有する圧電効果を利用して、ＳＡＷフィルタの作用を兼ね備えさせた構造としている。
【００２３】
（発明の実施の形態３）
図５と６は第三の実施形態に係る高周波部品モジュールのキャビティ部分を示した断面図および平面図である。前述のキャビティ２０７の内部に水晶片２０２と櫛型電極３０２を同時に配置している。本実施例では単一キャビティ内に収容する振動子を一つの水晶片としているが、複数の水晶片でも良い。または水晶片とセラミック振動子など、異種の振動子を組み合わせて同時に収容しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る高周波部品モジュールのキャビティ部分の断面図。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る高周波部品モジュールのキャビティ部分の平面図。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る高周波部品モジュールのキャビティ部分の断面図。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る高周波部品モジュールのキャビティ部分の平面図。
【図５】本発明の第三の実施形態に係る高周波部品モジュールのキャビティ部分の断面図。
【図６】本発明の第三の実施形態に係る高周波部品モジュールのキャビティ部分の平面図。
【図７】従来の高周波部品モジュールを示す平面図
【図８】従来の高周波部品モジュールの水晶振動子近傍を示した断面図
【図９】水晶振動子の斜視図
【図１０】ＳＡＷフィルタの斜視図
【符号の説明】
【００２５】
１００  多層セラミック基板
１０１  セラミック板
１０２  配線パッド
１０３  配線パターン
１０４  配線ビア
１０５  第１のセラミック板
１０６  第２のセラミック板
１０７  第３のセラミック板
２００  水晶振動子
２０１  セラミックケース
２０２  水晶片（電極付き）
２０３  シールリング
２０４  導電性接着剤
２０５  台座
２０６  シールド板
２０７  キャビティ
３００  ＳＡＷフィルタ
３０１  セラミック基板（圧電基板）
３０２  櫛型電極
３０３  シールドケース
４０１  回路素子
５００  高周波部品モジュール
【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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