(57)【要約】【課題】使用周波数帯域が異なる電子部品を相互干渉を防止しつつワンパッケージ化した電子部品モジュールを得る。【解決手段】シールド層１３を備えて第１および第２のキャビティ１４ａ，１４ｂが区画形成された実装基板１１と、第１のキャビティ１４ａ内に配置され、第１の周波数帯域で使用される第１の電子部品１６ａと、第２のキャビティ１４ｂ内に配置され、第２の周波数帯域で使用される第２の電子部品１６ｂと、シールド機能を備え、第１および第２のキャビティ１４ａ，１４ｂを封止する蓋部材１５と、実装基板１１における電子部品１６の搭載面と反対面に形成され、第１および第２の周波数帯域の電波を送受信するとともに電子部品１６と接続されたパッチアンテナ１７と、実装基板１１に形成され、伝送線路１２を介して電子部品１６と電気的に接続された接続端子１８とを有する構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド層および伝送線路を備えるとともに少なくとも１つの第１のキャビティおよび少なくとも１つの第２のキャビティが区画形成された実装基板と、
前記第１のキャビティ内に配置され、第１の周波数帯域で使用される少なくとも１つの第１の電子部品と、
前記第２のキャビティ内に配置され、第２の周波数帯域で使用される少なくとも１つの第２の電子部品と、
シールド機能を備え、前記第１のキャビティおよび前記第２のキャビティを封止する蓋部材と、
前記実装基板における前記第１の電子部品および前記第２の電子部品の搭載面と反対面に形成され、前記第１の周波数帯域および前記第２の周波数帯域の少なくとも何れかの帯域の電波を送受信するとともに対応した前記電子部品と接続された１または複数のアンテナと、
前記実装基板に形成され、前記伝送線路を介して前記第１の電子部品および前記第２の電子部品と電気的に接続された複数の接続端子と、
を含むことを特徴とする電子部品モジュール。
【請求項２】
前記蓋部材は、金属製または金属からなるシールド層が形成された非金属製であることを特徴とする請求項１記載の電子部品モジュール。
【請求項３】
前記実装基板はセラミック製であることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品モジュール。
【請求項４】
前記キャビティは、当該キャビティ内の前記電子部品の使用周波数帯域において、前記キャビティの不要共振モードおよび前記キャビティの不要伝搬モードを抑制する形状であることを特徴とする請求項１、２または３記載の電子部品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品モジュールに関し、特に複数の周波数帯域に対応した電子部品が搭載された電子部品モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日においては、広帯域化が容易で分解能に優れたマイクロ波帯やミリ波帯での通信システムについて、一層の小型化、高機能化が求められている。そして、これらの要求を満たしつつ、さらに通信システムを構成する電子部品間での伝送損失を低減するために、たとえば特開平９−２３７８６７号公報に記載のように、増幅器、ミキサ、発振器、逓倍器などの高周波デバイス（電子部品）をワンパッケージ化して電子部品モジュールにする技術が知られている。
【０００３】
また、特開平６−３２６４８８号公報には、このような電子部品モジュールにおいて、電磁波による誤動作の影響を回避するために、入出力端子の部分について配線引き回しの邪魔にならない箇所をシールドする技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２３７８６７号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平６−３２６４８８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの公報に記載の技術では、何れも専用の基板やケースが必要になり、これら基板やケースを用いて電子部品モジュールを作製するには複雑な製造工程と時間がかかり、コストアップにつながる。
【０００７】
そして、電子部品モジュールをさらに高機能化し、使用される周波数帯域が相互に異なった電子部品をワンパッケージ化する場合には、前述の技術では周波数帯域の異なる電子部品相互間の干渉が問題になる。
【０００８】
そこで、本発明は、使用周波数帯域が相互に異なった電子部品を相互干渉を防止しつつワンパッケージ化することのできる電子部品モジュールを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る電子部品モジュールは、シールド層および伝送線路を備えるとともに少なくとも１つの第１のキャビティおよび少なくとも１つの第２のキャビティが区画形成された実装基板と、前記第１のキャビティ内に配置され、第１の周波数帯域で使用される少なくとも１つの第１の電子部品と、前記第２のキャビティ内に配置され、第２の周波数帯域で使用される少なくとも１つの第２の電子部品と、シールド機能を備え、前記第１のキャビティおよび前記第２のキャビティを封止する蓋部材と、前記実装基板における前記第１の電子部品および前記第２の電子部品の搭載面と反対面に形成され、前記第１の周波数帯域および前記第２の周波数帯域の少なくとも何れかの帯域の電波を送受信するとともに対応した前記電子部品と接続された１または複数のアンテナと、前記実装基板に形成され、前記伝送線路を介して前記第１の電子部品および前記第２の電子部品と電気的に接続された複数の接続端子とを含むことを特徴とする。
【００１０】
このような発明によれば、電磁遮蔽された相互に異なるキャビティに第１および第２の電子部品を収納してモジュール化しているので、電子部品が周波数単位でシールドされてアイソレーション特性が向上し、安定した動作特性を得ることができる。これにより、使用周波数帯域が相互に異なった電子部品を、相互干渉を防止しつつワンパッケージ化した電子部品モジュールを得ることが可能になる。
【００１１】
本発明の好ましい形態において、前記蓋部材は金属製または金属からなるシールド層が形成された非金属製であることを特徴とする。
【００１２】
これにより、使用周波数帯域が相互に異なった電子部品を、相互干渉を防止しつつワンパッケージ化した電子部品モジュールを得ることができる。
【００１３】
本発明のより好ましい形態において、前記実装基板はセラミック製であることを特徴とする。
【００１４】
これにより、使用周波数帯域が相互に異なった電子部品を、相互干渉を防止しつつワンパッケージ化した電子部品モジュールを得ることができる。
【００１５】
本発明のより好ましい形態において、前記キャビティは、当該キャビティ内の前記電子部品の使用周波数帯域において、前記キャビティの不要共振モードおよび前記キャビティの不要伝搬モードを抑制する形状であることを特徴とする。
【００１６】
これにより、良好な動作特性を得ることが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態である電子部品モジュールを示す断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態の電子部品モジュール１０には、たとえばセラミックなどの誘電体からなる実装基板１１を備えている。この実装基板１１には伝送線路１２やグランド層と兼用されたシールド層１３が積層形成されている。伝送線路１２およびシールド層１３は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗなどで形成される。なお、シールド層１３はグランド層と別体になっていてもよい。
【００２０】
実装基板１１には、外周壁１１ａと、外周壁１１ａに囲まれたエリアを複数の領域に区画する区画壁１１ｂとが形成されており、これにより、実装基板１１には多数のキャビティ１４が区画形成されている。
【００２１】
そして、実装基板１１には、このようなキャビティ１４を封止する蓋部材１５が配置されている。蓋部材１５には、たとえば樹脂などに金属メッキが施されてシールド機能が付与されており、前述したシールド層１３と相俟ってキャビティ１４の高さ方向の両側が電磁遮蔽されている。但し、蓋部材１５そのものを金属製としてシールド機能を付与するようにしてもよい。
【００２２】
なお、外周壁１１ａおよび区画壁１１ｂにも金属メッキなどを施したシールド層を形成し、キャビティ１４の全方向を電磁遮蔽するようにしてもよい。
【００２３】
あるいは、外周壁１１ａや区画壁１１ｂにスルーホールやビアホールを形成し、このスルーホールやビアホールを使用して蓋部材１５とシールド層１３を電気的に接続させることで、キャビティ１４の全方向を電磁遮蔽するようにしてもよい。
【００２４】
キャビティ１４内には、複数の高周波デバイスである電子部品１６が、ハンダやろう材による表面実装、またはＡｕ、Ａｕ−Ｓｎ合金などによるフリップチップ実装などにより、前記実装基板１１に接続される。
【００２５】
これらの電子部品１６には、準ミリ波帯である例えば２５ＧＨｚ（第１の周波数帯域）で使用される複数の第１の電子部品１６ａと、マイクロ波帯である例えば５ＧＨｚ（第２の周波数帯域）で使用される複数の第２の電子部品１６ｂとがあり、第１の電子部品１６ａと第２の電子部品１６ｂとは相互に異なるキャビティ１４に、つまり第１の電子部品１６ａは第１のキャビティ１４ａに、第２の電子部品１６ｂは第２のキャビティ１４ｂにそれぞれ収納されている。
【００２６】
そして、前述のように何れのキャビティ１４ａ，１４ｂも電磁遮蔽され、周波数帯域の異なった第１の電子部品１６ａおよび第２の電子部品１６ｂが第１のキャビティ１４ａと第２のキャビティ１４ｂとに分けて収納されているので、電子部品１６ａ，１６ｂが周波数単位でシールドされて相互干渉が防止される。これにより、アイソレーション特性が向上して安定した動作特性を得ることができる。
【００２７】
ここで、第１のキャビティ１４ａおよび第２のキャビティ１４ｂの数は１つでも複数でもよい。そして、キャビティ１４の形状は、図示する場合には矩形であるが、円形や楕円形など、種々の形状をとることができる。
【００２８】
但し、キャビティ１４は、キャビティ１４内での電子部品１６の使用周波数に対して不要な伝搬モードおよび不要な共振モードが起こらないような形状にすることが望ましい。
【００２９】
例えば電子部品１６が電力増幅器である場合、この電子部品１６の使用周波数帯域でキャビティ１４内に不要な伝搬モードが存在すると、伝送線路１２以外の伝送経路が空間に形成されることになり、この電子部品１６の逆方向通過特性、すなわちアイソレーション特性が劣化するなど、電子部品モジュール１０の性能を劣化させるおそれがある。このような問題を解決するため、キャビティ１４内部に伝搬モードが現れることによりキャビティ１４が導波路として動作し得る周波数帯域は、電子部品１６の使用周波数帯域よりも高くなるようにキャビティ１４が形成されていることが望ましい。
【００３０】
また、例えば電子部品１６の使用周波数帯域においてキャビティ１４内で不要な共振モードが起こると、伝送線路１２の伝送特性が劣化するなど、電子部品モジュール１０の性能を劣化させるおそれがある。このため、電子部品１６の使用周波数帯域と不要な共振モードが起こる周波数とが相互に異なるようにキャビティが形成されていることが望ましい。
【００３１】
なお、ここでいう不要な伝搬モードとは、キャビティ１４が電子部品１６の使用周波数範囲内で導波路として動作し得る電磁界分布の形態のことであり、不要な共振モードとは、キャビティ１４が電子部品１６の使用周波数範囲内で導波路共振器として動作し得る電磁界分布の形態のことである。
【００３２】
また、前述の周波数は一例に過ぎず、搭載される電子部品１６の使用周波数帯域が相互に異なっている限り、本発明がこれらの周波数に限定されるものではない。
【００３３】
そして、本実施の形態では２種類の周波数に対応した電子部品１６が搭載されているが、３種類以上の周波数に対応した電子部品を搭載することもできる。この場合には、各周波数に対応した電子部品は相互に異なるキャビティ内に収納されるのはもちろんである。
【００３４】
ここで、高周波デバイスとしての第１の電子部品１６ａおよび第２の電子部品１６ｂには、例えば電力増幅器、ミキサ、逓倍器、周波数変換器、高周波発振器、低雑音電力増幅器などがある。但し、ここに列挙した電子部品に限定されるものではない。
【００３５】
実装基板１１における電子部品１６の搭載面と反対面には、所定の導体パターンからなるパッチアンテナ（アンテナ）１７が形成されている。このパッチアンテナ１７はアレイ状に複数形成され、良好な指向性が得られるよう配慮されている。パッチアンテナ１７は、２５ＧＨｚの電波を送受信して第１の電子部品１６ａと伝送線路１２を介して接続されたものと、５ＧＨｚの電波を送受信して第２の電子部品１６ｂと伝送線路１２を介して接続されたものとからなる。
【００３６】
但し、パッチアンテナ１７は、このように各周波数に対応して設けるのではなく、片方のみの周波数に対応したものとし、他方の周波数に対応したアンテナは本電子部品モジュール１０とは別体に設けてもよい。また、アレイ化しない単一のアンテナであってもよく、１つのアンテナで複数の周波数の電波を送受信できるマルチバンドアンテナを用いてもよい。さらに、アンテナは本実施の形態に示すパッチアンテナ１７に限定されるものではなく、例えば逆Ｆアンテナやスロットアンテナなど他の形態のアンテナを用いることもできる。
【００３７】
実装基板１１には、所定の導体パターン１８ａとこの上に形成されたハンダボール１８ｂとからなるＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）端子１８、つまり複数の接続端子がパッチアンテナ１７の形成面と反対面に形成されている。ＢＧＡ端子１８は伝送線路１２を介して第１の電子部品１６ａおよび第２の電子部品１６ｂと接続されており、電子部品モジュール１０はＢＧＡ端子１８を介して外部周辺機器と接続される。なお、接続端子はＢＧＡ端子１８である必要はなく、他の種々の形状の接続端子を適用することができる。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態の電子部品モジュール１０によれば、電磁遮蔽された第１のキャビティ１４ａに第１の電子部品１６ａを、同じく電磁遮蔽された第２のキャビティ１４ｂに第１の電子部品１６ａとは周波数帯域の異なった第２の電子部品１６ｂをそれぞれ分けて収納し、モジュール化しているので、第１および第２の電子部品１６ａ，１６ｂが周波数単位でシールドされてアイソレーション特性が向上し、安定した動作特性を得ることができる。
【００３９】
これらにより、使用周波数帯域が相互に異なった電子部品を、相互干渉を防止しつつワンパッケージ化した電子部品モジュールを得ることができる。
【００４０】
また、キャビティ１４の形状は、キャビティ１４内での電子部品１６の使用周波数に対して不要な伝搬モードおよび不要な共振モードが起こらないように形成することで良好な動作特性を得ることが可能になる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００４２】
電磁遮蔽された相互に異なるキャビティに第１および第２の電子部品を収納してモジュール化しているので、電子部品が周波数単位でシールドされてアイソレーション特性が向上し、安定した動作特性を得ることができる。
【００４３】
これにより、使用周波数帯域が相互に異なった電子部品を、相互干渉を防止しつつワンパッケージ化した電子部品モジュールを得ることができる。
【００４４】
また、キャビティを、キャビティ内での電子部品の使用周波数に対して不要な伝搬モードおよび不要な共振モードが起こらない形状にすることで良好な動作特性を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である電子部品モジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
１０  電子部品モジュール
１１  実装基板
１１ａ  外周壁
１１ｂ  区画壁
１２  伝送線路
１３  シールド層
１４，１４ａ，１４ｂ  キャビティ
１５  蓋部材
１６，１６ａ，１６ｂ  電子部品
１７  パッチアンテナ（アンテナ）
１８  接続端子
１８ａ  導体パターン
１８ｂ  ハンダボール
【図１】
2004342948.tif 000003