(57)【要約】【課題】スイッチングトランジスタが受動部品に影響が少なくさせることができる高性能な送受信制御装置を提供する。【解決手段】複数の誘電体層を積層した多層回路基板１上に、スイッチングトランジスタ７を有する半導体部品３及び複数の受動部品４を実装するとともに、多層回路基板１内に受動部品４に接続される送信回路及び受信回路を形成してなり、アンテナ−送信回路間の接続とアンテナ−受信回路間の接続とをスイッチングトランジスタ７で切り替えながら送信信号及び受信信号の送受信を行う送受信制御装置１０において、多層回路基板１の上面に凹部２を形成するとともに、凹部２内に半導体部品３をスイッチングトランジスタ７が多層回路基板１の上面よりも下方に位置するようにして埋設する。【選択図】図１
2004064604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層を積層した多層回路基板上に、スイッチングトランジスタを有する半導体部品及び複数の受動部品を実装するとともに、前記多層回路基板内に前記受動部品に接続される送信回路及び受信回路を形成してなり、アンテナ−送信回路間の接続とアンテナ−受信回路間の接続とを前記スイッチングトランジスタで切り替えながら送信信号及び受信信号の送受信を行う送受信制御装置において、
前記多層回路基板の上面に凹部を形成するとともに、該凹部内に前記半導体部品をスイッチングトランジスタが多層回路基板の上面よりも下方に位置するようにして埋設したことを特徴とする送受信制御装置。
【請求項２】
前記半導体部品がフェースダウンボンディングにより多層回路基板の凹部底面に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の送受信制御装置。
【請求項３】
前記凹部の内壁面にグランド電位に保持されるグランド導体層が被着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送受信制御装置。
【請求項４】
前記受動部品が、多層配線基板の上面及び／又は下面に設けられた前記凹部とは異なる凹部内に埋設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の送受信制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の通信機器に組み込まれる送受信制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯電話機等のフロントエンドモジュール等に送受信制御装置が用いられている。
【０００３】
かかる従来の送受信制御装置としては、複数の誘電体層を積層した多層回路基板の上面に、スイッチングトランジスタを有する半導体部品及び複数の受動部品を実装するとともに、多層回路基板内に受動部品に接続される送信回路及び受信回路を形成した構造のものが知られており、アンテナ−送信回路間の接続とアンテナ−受信回路間の接続とを半導体部品のスイッチングトランジスタで切り替えながら送信信号及び受信信号の送受信を行うことによって送受信制御装置として機能するようになっている。
【０００４】
尚、このような送受信制御装置の受動部品としては、通常、例えばローパスフィルタを構成するコンデンサやインダクタ、ＳＡＷフィルタ等のチップ型電子部品が用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した送受信制御装置においては、スイッチングトランジスタのスイッチング動作が高速で行なわれていることから、半導体部品よりノイズを発生し易くなっており、そのようなノイズが多層回路基板上の受動部品の特性や動作に悪影響を及ぼすことがある。例えば、アンテナ−受信回路間が接続状態のときに、ノイズがＳＡＷフィルタを介して受信回路側に入り込むと、受信信号にノイズが入り、またアンテナ−送信回路間が接続状態であるときに、ノイズがコンデンサを介してアンテナに入り込むと、送信信号にノイズがは入ってしまう。従って、送受信制御装置を携帯電話機のフロントエンドモジュールとして用いる場合には上述したノイズの影響によって通話品質が大幅に低下する欠点を有していた。
【０００６】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、スイッチングトランジスタからのノイズが受動部品を介して送受信信号に入り込むのを有効に防止することができる高性能の送受信制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
本発明の送受信制御装置は、複数の誘電体層を積層した多層回路基板上に、スイッチングトランジスタを有する半導体部品及び複数の受動部品を実装するとともに、前記多層回路基板内に前記受動部品に接続される送信回路及び受信回路を形成してなり、アンテナ−送信回路間の接続とアンテナ−受信回路間の接続とを前記スイッチングトランジスタで切り替えながら送信信号及び受信信号の送受信を行う送受信制御装置において、
前記多層回路基板の上面に凹部を形成するとともに、該凹部内に前記半導体部品をスイッチングトランジスタが多層回路基板の上面よりも下方に位置するようにして埋設したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の送受信制御装置は、前記半導体部品がフェースダウンボンディングにより多層回路基板の凹部底面に実装されていることを特徴とするものである。
【０００９】
更に、本発明の送受信制御装置は、前記凹部の内壁面にグランド電位に保持されるグランド導体層が被着されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また更に、本発明の送受信制御装置は、前記受動部品が、多層配線基板の上面及び／又は下面に設けられた前記凹部とは異なる凹部内に埋設されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の送受信制御装置によれば、多層回路基板の上面に形成した凹部内に、スイッチングトランジスタが多層回路基板の上面よりも下方に位置するようにして半導体部品を埋設している。これにより、スイッチングトランジスタの切替動作に伴い発生するノイズを多層回路基板の凹部内に良好に閉じ込めることができ、ノイズが受動部品を介して送受信信号に入り込むのを有効に防止することが可能となる。従って、この送受信制御装置を携帯電話機のフロントエンドモジュールとして用いる場合には携帯電話機の通話品質を大幅に向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の送受信制御装置によれば、半導体部品をフェースダウンボンディングにより多層回路基板の凹部底面に実装することにより、ノイズの発生部位が凹部の奥深くに配置される形となるので、上述したノイズの遮断効果をより有効に高めることができる。
【００１３】
更に、本発明の送受信制御装置によれば、多層回路基板の凹部内壁面にグランド電位に保持されるグランド導体層を被着させておくことにより、凹部内で発生した半導体部品のノイズをグランド導体層を介してグランド電位へ良好に逃がすことができるようになり、これによって半導体部品のノイズをより確実に遮断することが可能となる。
【００１４】
また更に、本発明の送受信制御装置によれば、上記受動部品を、多層配線基板の上面及び／又は下面に設けられる別の凹部内に埋設するようにしておけば、送受信制御装置の全体構造を小型化するのに有利である上に、半導体部品と受動部品とが多層回路基板を形成する誘電体層によって完全に仕切られた形となり、これによってもノイズの遮断効果を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る送受信制御装置の分解斜視図、図２は図１の送受信制御装置の断面図であり、同図に示す送受信制御装置は、多層回路基板１に半導体部品３や受動部品４を搭載した構造を有している。
【００１６】
多層回路基板１の材料としては、ＡｇやＣｕ等の低導体抵抗材料との同時焼成が可能な、例えば８００〜１２００℃の比較的低い温度で焼成が可能なガラス−セラミック材料等が好適に用いられる。セラミック成分としては、例えば、クリストバライト、石英、コランダム（αアルミナ）、ムライト、コージェライト等の絶縁セラミック材料、ＭｇＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＴｉＯ２等の誘電体セラミック材料、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の磁性体セラミック材料等が用いられ、平均粒径０．５〜６．０μｍ、好ましくは０．５〜２．０μｍに粉砕したものが用いられる。尚、セラミック材料は２種以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
また、ガラス成分のフリットは、焼成処理することによってコージェライト、ムライト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶やスピネル構造の結晶相を析出するものであればどのようなガラスを用いてもよく、例えば、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、アルカリ土類酸化物を含むガラスフリットが挙げられる。これらのガラスフリットは、ガラス化範囲が広く、また屈伏点が例えば６００〜８００℃に設定されている。
【００１８】
このような材質から成る多層回路基板１は、図３に示すように、複数個の誘電体層を積層してなる積層体から成り、誘電体層間に介在される回路配線（図示せず）や層間に形成されるビアホール導体（図示せず）等によって多層回路基板１の内部に送信回路と受信回路とを形成している。
【００１９】
上述した誘電体層は、各々の厚みが例えば２０〜３００μｍに設定され、また多層回路基板１の外部に設けられるアンテナ端子や接続パッド、内部に設けられる回路配線やビアホール導体等はＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ等のＡｇ合金を主成分とする導電材料から成り、その厚みは例えば５〜２５μｍに設定される。
【００２０】
尚、このような多層回路基板１の製作には従来周知のセラミックグリーンシート積層法等が用いられる。具体的には、まず、上述のセラミック原料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して泥漿状になすとともに、従来周知のドクターブレード法等を採用することによってセラミックグリーンシートを得る。次に、得られたセラミックグリーンシートに、誘電体層間に介在される回路配線（図示せず）や誘電体層の内部に埋設されるビアホール導体を従来周知のスクリーン印刷等によって塗布・充填し、このようなセラミックグリーンシートを順番に積層してプレス成形することによってセラミックグリーンシートの積層体を得る。そして最後に、得られた積層体を高温で焼成することによって多層回路基板１が製作される。
【００２１】
そして上述した多層回路基板１の上面には凹部２が形成されており、その内部には、スイッチングトランジスタ７を有した半導体部品３が埋設されている。
【００２２】
前記凹部２は、その内部に半導体部品３を収容して、半導体部品３のスイッチングトランジスタ７を誘電体層の壁で良好に取り囲み、スイッチングトランジスタ７からのノイズをその内部に閉じ込めるためのものであり、このような凹部２の内壁面にはグランド電位に保持されるグランド導体層９が被着・形成されている。
【００２３】
尚、前記凹部２は、先に述べた多層回路基板１の製作時に積層体の上部領域を構成するセラミックグリーンシートの所定箇所に半導体部品３よりも若干大きな貫通穴を形成しておくことにより設けられる。
【００２４】
また、上述した凹部２内に埋設される半導体部品３としては、フリップチップ型ＩＣ等が用いられ、その場合、半導体部品の下面にはスイッチングトランジスタ７やアルミニウム（Ａｌ）等から成る配線パターンが高密度に配設・形成されている。
【００２５】
前記スイッチングトランジスタ７は、図３に示すように、一つのポートに対して複数のポートのうちの一つに接続を切り替える機能、具体的には、外部アンテナ−送信回路間の接続と外部アンテナ−受信回路間の接続とを高速で切り替える機能を有しており、例えば、ＧａＡｓ等の化合物半導体によって構成され、従来周知の半導体製造技術を採用することによって形成される。
【００２６】
尚、前記半導体部品３は、従来周知のフェースダウンボンディングを採用し、その下面に設けられている接続電極を凹部２の底面に形成されている接続パッドに半田等の導電性接着材を介して接合させることにより多層回路基板１の凹部２内に埋設・搭載される。
【００２７】
そして、本実施形態において最も重要な点は、前記スイッチングトランジスタ７が多層回路基板１の上面よりも下方に位置するようにして半導体部品３を凹部２内に埋設している点である。
【００２８】
これにより、送受信制御装置の使用時、スイッチングトランジスタ７の切替動作に伴い発生するノイズは多層回路基板１の凹部２内に良好に閉じ込められ、ノイズが後述する受動部品４を介して送受信信号に入り込むのを有効に防止することができる。従って、この送受信制御装置を携帯電話機のフロントエンドモジュールとして用いる場合には携帯電話機の通話品質を大幅に向上させることが可能となる。
【００２９】
またこの場合、半導体部品３はフェースダウンボンディングにより多層回路基板１の凹部底面に実装されているため、ノイズの発生部位が凹部２の奥深くに配置される形となり、上述したノイズの遮断効果がより有効に高められる。
【００３０】
更に前記凹部２の内壁面には、グランド電位に保持されるグランド導体層９が被着されているため、凹部２内で発生した半導体部品３のノイズをグランド導体層９を介してグランド電位へ良好に逃がすことができ、これによって半導体部品３のノイズをより確実に遮断することが可能となる。
【００３１】
一方、前記多層回路基板１上に搭載される受動部品４としては、例えばローパスフィルタを構成するコンデンサやインダクタ、或いは、ＳＡＷフィルタ等のチップ型電子部品が用いられる。
【００３２】
前記受動部品４は、その端子電極を多層回路基板１上の接続パッドに半田等の導電性接着材を介して接合させることにより、先に述べた回路配線等を介して多層回路基板１内の送信回路及び受信回路に電気的に接続される。
【００３３】
更に、上述した多層配線基板１上には、半導体部品３や受動部品４等を被覆するようにして金属製のシールドケース５が取着されている。
【００３４】
前記シールドケース５は、送受信制御装置１０の使用時、基準電位（ＧＮＤ）に保持されるようになっており、このシールドケース５で外部からのノイズを遮蔽することにより高周波回路の特性安定化が図られている。
【００３５】
このようなシールドケース５は、その外周部に立設された接合脚部を多層配線基板１のグランド配線に電気的に接続させること、具体的には、接合脚部を、グランド配線に電気的に接続された多層配線基板１の端面スルーホール内に挿入して端面スルーホール電極に半田接合させておくことにより、電子装置の使用時、基準電位に保持されるようになっており、また、この半田接合によってシールドケース５が多層配線基板１に取着・固定されることとなる。
【００３６】
かくして上述した送受信制御装置１０は、携帯電話機等の通信機器に組み込まれた上、アンテナ−送信回路間の接続とアンテナ−受信回路間の接続とを半導体部品３のスイッチングトランジスタ７で切り替えながら送信信号及び受信信号の送受信を行うことによって送受信制御装置１０として機能する。
【００３７】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。
【００３８】
例えば上述の実施形態においては半導体部品３としてフリップチップ型ＩＣを用い、これを従来周知のフェースダウンボンディングにより多層回路基板１の凹部２内に埋設・搭載するように構成したが、これに代えて、図４に示す如く、半導体部品３として上面にスイッチングトランジスタ７を有するベアチップＩＣを用い、従来周知のワイヤボンディングにより半導体部品３の端子電極と多層回路基板１の接続パッドをボンディングするようにしたり、更には半導体部品３やワイヤボンディングに使用される金属細線等をエポキシ樹脂等の封止材８で被覆するようにしても良い。ただし、この場合も、半導体部品３のスイッチングトランジスタ７は多層回路基板１の上面より下方に位置させるようにして半導体部品３を凹部２内に埋設しておくことが重要である。
【００３９】
またここで、前記封止材８を形成する樹脂材中に磁性体微粒子等を所定量添加しておけば、封止材８の電磁シールド作用によって上述のノイズ遮蔽効果をより有効に発揮させることができる。
【００４０】
更に上述の実施形態においては半導体部品３としてベアチップＩＣを用いるようにしたが、これに代えて、ベアチップＩＣをセラミックパッケージや樹脂パッケージ等でパッケージングしてなる半導体部品３を用いるようにしても構わない。
【００４１】
また更に上述の実施形態において、図５に示す如く、一部の受動部品５４を多層配線基板５１の下面に設けた第２の凹５２部内に埋設するようにしても良く、この場合、送受信制御装置の全体構造を小型化するのに有利である上に、半導体部品３と受動部品５４とが多層回路基板５１を形成する誘電体層によって完全に仕切られた形となり、これによってもノイズの遮断効果が有効に高められる。このような第２の凹部は多層回路基板５１の上面に設けても良いし、上下両面に設けても良く、また一部の受動部品だけでなく、全ての受動部品を半導体部品３とは別の凹部内に収容させるようにしても良い。特に、ＳＡＷフィルタなどの共振回路を有した受動部品５４を第２の凹部内に埋設しておけば、上述したノイズ遮断効果が極めて良好に発揮されることとなる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の送受信制御装置によれば、多層回路基板の上面に形成した凹部内に、スイッチングトランジスタが多層回路基板の上面よりも下方に位置するようにして半導体部品を埋設している。これにより、スイッチングトランジスタの切替動作に伴い発生するノイズを多層回路基板の凹部内に良好に閉じ込めることができ、ノイズが受動部品を介して送受信信号に入り込むのを有効に防止することが可能となる。従って、この送受信制御装置を携帯電話機のフロントエンドモジュールとして用いる場合には携帯電話機の通話品質を大幅に向上させることができる。
【００４３】
また、本発明の送受信制御装置によれば、半導体部品をフェースダウンボンディングにより多層回路基板の凹部底面に実装することにより、ノイズの発生部位が凹部の奥深くに配置される形となるので、上述したノイズの遮断効果をより有効に高めることができる。
【００４４】
更に、本発明の送受信制御装置によれば、多層回路基板の凹部内壁面にグランド電位に保持されるグランド導体層を被着させておくことにより、凹部内で発生した半導体部品のノイズをグランド導体層を介してグランド電位へ良好に逃がすことができるようになり、これによって半導体部品のノイズをより確実に遮断することが可能となる。
【００４５】
また更に、本発明の送受信制御装置によれば、上記受動部品を、多層配線基板の上面及び／又は下面に設けられる別の凹部内に埋設するようにしておけば、送受信制御装置の全体構造を小型化するのに有利である上に、半導体部品と受動部品とが多層回路基板を形成する誘電体層によって完全に仕切られた形となり、これによってもノイズの遮断効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る送受信制御装置の分解斜視図である。
【図２】図１の送受信制御装置の断面図である。
【図３】送受信制御装置の概略回路図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る送受信制御装置の断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る送受信制御装置の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・多層回路基板
２・・・・凹部
３・・・・半導体部品
４・・・・受動部品
５・・・・シールドケース
６・・・・アンテナ
７・・・・スイッチングトランジスタ
８・・・・封止材
９・・・・グランド導体層
１０・・・送受信制御装置
【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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