(57)【要約】      （修正有）【課題】電力増幅素子による発熱に影響されずに弾性表面波素子などの電子デバイスの電気的特性を維持できる小型で高性能な高周波モジュールを提供する。【解決手段】誘電体基板２の上面に凹部を形成しその凹部内に電力増幅素子5を実装するとともに、誘電体基板２の上面に電極６を形成し、凹部上に、空間１４を空けて、少なくとも１つの電子デバイスＡを電極６に接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の上面に凹部を形成しその凹部内に電力増幅素子を実装するとともに、前記誘電体基板の上面に電極を形成し、前記凹部上に、空間を空けて、少なくとも１つの電子デバイスを前記電極に接続したことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２】
前記電子デバイスの前記電極と接続される端子がバンプ形状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】
前記電子デバイスが、所定のパッケージ内に電子素子が気密に封止されてなり、該電子素子が前記凹部と前記空間を挟んで対向するパッケージの表面に実装されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記デバイス素子が、表面弾性波素子または薄膜圧電体素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記凹部上に設けられた前記電子デバイスと、前記凹部との間に、０．１ｍｍから１ｍｍの空間を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の高周波モジュール。
【請求項６】
前記凹部内にて前記電力増幅素子を低熱伝導性樹脂によって封止したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項７】
前記凹部底面から前記誘電体基板底面に至る放熱用ビアホールを形成してなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか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、携帯型情報端末機、無線ＬＡＮ、ＷＬＬ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ｌｏｏｐ）等の電子機器・電子装置等に用いられる、高周波電力増幅装置、高周波フィルタ装置および高周波分波器装置を一体構成した小型・高性能かつ低価格な高周波モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
高周波モジュールにおいて高周波電力増幅装置を構成する高周波電力増幅素子は、現在の移動体通信システムにおける伝送容量の増加や伝送スピードの高速化に伴い大きな高周波電力を取り扱うため、高周波電力増幅素子自身の発熱量が増加している。その放熱対策として、放熱フィンを取り付ける方法や、高周波電力増幅素子が搭載される誘電体基板に熱伝導率が大きな高熱伝導セラミックスである窒化アルミニウム等を用いる方法があり、良好な放熱性を得ることが出来る。
【０００３】
また、高周波モジュールにおいて高周波電力増幅装置の近傍に構成される高周波フィルタ装置等に用いられる弾性表面波素子は、一般的にリチウムタンタレート等の圧電体基板に弾性表面波を伝播させるための櫛形電極が形成されたものであるが、圧電体基板自身の電気的特性が温度変化による影響を大きく受けるため、モジュール内で高周波電力増幅素子等の発熱体から離れた位置に配置することが必要不可欠となっている。
【０００４】
このため、従来の高周波電力増幅装置と高周波フィルタ装置等とを一体に形成した電子回路モジュールは、近年の移動体通信用情報端末機等の小型化、軽量化、高密度化、低価格化のための要求に十分に応えることができないという問題点があった。
【０００５】
これに対し、例えば特開平７−５８５８６号公報には、高周波電力増幅素子である能動回路素子を、弾性表面波素子である受動回路素子を形成した一個の圧電体基板上に搭載することにより、小型で低価格な高周波回路装置を構成することが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−５８５８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−５８５８６号公報に開示された高周波回路装置では、近年の移動体通信システムにおける伝送容量の増加や伝送スピードの高速化に伴い大きな高周波電力を取り扱う必要がある場合に、高周波電力増幅素子である能動回路素子を弾性表面波素子である受動回路素子を形成した一個の圧電体基板上に搭載すると、高周波電力増幅素子自身が大きく発熱することから、圧電体基板に形成された高周波フィルタにおけるその熱によるフィルタ特性の劣化が問題となり、大きな高周波電力を取り扱う移動体通信システムで使用される小型の情報端末機器には使用できないという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力増幅素子による発熱に影響されることなく、同一モジュール内に配置された弾性表面波素子などの電子デバイス等の電気的特性を維持することができ、かつ小型で高性能であり、しかも低価格な電子機器・電子装置等に好適な高周波モジュールを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波モジュールは、誘電体基板の上面に凹部を形成しその凹部内に電力増幅素子を実装するとともに、前記誘電体基板の上面に電極を形成し、前記凹部上に空間を空けて、少なくとも１つの電子デバイスを前記電極に接続したことを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、前記デバイスの端子をバンプ形状にすることにより、デバイスの電気特性を安定化させることができる。
【００１１】
また、上記構成において、前記電子デバイスが、所定のパッケージ内に電子素子が気密に封止されてなり、該電子素子が前記凹部と前記空間を挟んで対向するパッケージの表面に実装されてなることにより、電力増幅素子からデバイス素子への熱伝導を小さくすることができ、デバイス素子の電気特性を安定化させることができる。
【００１２】
さらに、凹部内で電力増幅素子を封止する樹脂を低熱伝導性の樹脂を使うことにより、さらにデバイス素子への熱伝導を抑制しデバイス素子の電気特性を安定化させることができる。
【００１３】
またさらには、前記凹部上に設けられた前記電子デバイスと、前記凹部との間に、０．１ｍｍから１ｍｍの空間を設けること、前記凹部底面から前記誘電体基板底面に至る放熱用ビアホールを形成することによって、さらにデバイス素子への熱伝導を低減することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の高周波モジュールを詳細に説明する。図１は、本発明の高周波モジュールの一例を説明するための概略断面図である。
【００１５】
高周波モジュール１によれば、誘電体基板２は、複数の誘電体層を積層して形成されており、その上面には、電力増幅素子を搭載実装するための凹部４が形成されている。
【００１６】
また、凹部４の底面には、導体層６が形成されており、電力増幅素子５は導電ペースト等で導体層６に固着され、例えばワイヤボンディング等によって凹部周囲に形成された配線回路層３に接続されている。また、凹部４内にて実装された電力増幅素子５は、封止樹脂１２によって封止されている。
【００１７】
また、電力増幅素子５の凹部４内の底面には、誘電体基板２の底面まで貫通して放熱用のビアホール８が形成されており、電力増幅素子５からの熱を誘電体基板２の裏面に放熱している。
【００１８】
また、高周波モジュール１においては、誘電体基板２の上面、とりわけ、凹部４の周囲に、電極６が形成されており、この電極６に対して、電子デバイスＡとして弾性表面波デバイスＡが凹部４を塞ぐような位置にて接続されている。
【００１９】
この誘電体基板２に実装される弾性表面波デバイスＡは、弾性表面波素子９がパッケージ１０の内部に封止されたものである。具体的には、パッケージ１０は、セラミックス製や樹脂製のいずれでもよく、弾性表面波素子９は、箱状のパッケージ１０内部に実装され、ワイヤーボンドまたはフリップチップ実装によってパッケージの配線と電気的に接続されている。なお、パッケージ１０の上面は金属またはセラミックスからなる蓋体１１によって気密封止された構造となっている。また、図１の弾性表面波デバイスＡにおいては、パッケージ１０の底面に端子１２が設けられており、誘電体基板２の上面の電極６と、半田などに接続し実装されている。
【００２０】
また、本発明の高周波モジュールにおいては、電力増幅素子５が、凹部４内にて樹脂１３によって封止されていて、弾性表面波デバイスＡの底面と、樹脂１２との間には空間１４が空けられている。
【００２１】
このように空間１４を設けることにより、電力増幅素子５で発熱した熱は、素子の上面に向かって熱が伝わるが、弾性表面波デバイスＡとの間に、封止樹脂１２や空間１３があるため、熱が伝りにくくなる。そのため温度によって、特性がドリフトする弾性表面波素子９にとって安定した特性が得られ、高周波モジュール１の性能を高めることができる。
【００２２】
また、電力増幅素子５の実装部の上に弾性表面波デバイスＡを実装することによって、従来の並列の実装形態に比べ、モジュールを大幅に小型化出来る。さらには、弾性表面波デバイスＡを実装することにより、そのままセットの組立てにおいて部品搭載機にかかるため、従来のようにモジュールのケーシングや樹脂モールドを施す必要がなく、量産性のよい高周波モジュールが得られる。
【００２３】
尚、本発明においては、電子デバイスとしては、上記弾性表面波デバイス以外にも、薄膜圧電体デバイス、水晶発振デバイスなども挙げられる。またパッケージの周囲にＬＣＲ等の回路部品を実装してもよい。
【００２４】
図２は、本発明の第２の実施例である。弾性表面波デバイスＡとして、パッケージ１０の底面には、バンブ１５を形成して電極６と半だなどによって接続することによって、電力増幅素子５及び誘電体基板２との空間１４を大きく空けることができる。このように空間１４を設けることで、さらに弾性表面波デバイスＡへの熱の伝導が少なくなり、安定したモジュール特性が得られるようになる。なお、この空間１４は、０．１ｍｍ〜１ｍｍが望ましい。
【００２５】
図３は、本発明の第３の実施例を説明するためのもので、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は平面図である。図３の実施例によれば、弾性表面波デバイスＡの位置を電力増幅素子５の実装された誘電体基板凹部４に対して少しずらし、凹部４の一部が開放されている。このように、弾性表面波デバイスＡの位置をずらすことにより、凹部４の熱が放熱しやすくなり、モジュールの特性が安定する。
【００２６】
図４は、本発明の第４の実施例を説明するためのもので、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は平面図である。図４の実施例は、実装する電子デバイスＡが複数個存在する場合である。このような場合、電力増幅素子５の実装された誘電体基板凹部４の上面に２つの電子デバイスＡ１、Ａ２が実装される。また、２つの電子デバイスＡ１、Ａ２は、熱が放熱し易いように凹部４の上面で間隔１６を空けて実装されており、これによってもモジュールの小型化ともに熱の放散性を高めることができる。
【００２７】
図５は、本発明の第５の実施例を説明するための概略断面図である。この例では、電力増幅素子５を実装した誘電体基板凹部２の上面に実装する弾性表面波デバイスＡ３が、誘電体基板２の凹部４と空間１４を挟んで対向するパッケージ１０の表面に実装されてなる、即ち、図５によれば、パッケージ１０の下側に電気素子９が実装され、蓋体１１によって封止されている。
【００２８】
かかる構造の電子デバイスＡ２の場合、電力増幅素子５の発熱による熱は、素子５上面への伝導だけでなく、誘電体基板２、パッケージ１０を経由して電子素子９に伝導されて弾性表面波素子９の温度が上昇する場合がある。図５の構造は、誘電体基板２から弾性表面波素子９までの距離を長くすることにより、さらに温度に対する特性の安定度を良くすることが出来る。
【００２９】
本発明の高周波モジュールを構成する誘電体層２は、アルミナセラミックス、ムライトセラミックス、ガラスセラミックスなどの低温焼成セラミックスや、有機樹脂材料とセラミック材料との混合材料を用いることができる。とりわけ、導体としてＣｕ、Ａｇを使用し同時焼成にて形成する上では、ガラスセラミックスなどの低温焼成セラミックス、有機樹脂材料とセラミック材料との混合材料が挙げられ、熱的安定性に優れる点で、ガラスセラミックスなどの低温焼成セラミックスが最も望ましい。
【００３０】
封止樹脂は、エポキシ、シリコーンなどの樹脂によって形成されるが、電力増幅素子５の熱を電子デバイスＡ側に放散しないように、低熱伝導性であることが望ましく、特に１Ｗ／ｍ・Ｋ以下のものが望ましい。
【００３１】
さらに、高周波モジュール２における誘電体基板２は、電力増幅素子５の熱を放散させるために、高い熱伝導性を有することが望ましいが、誘電体基板２の上に実装される電子デバイスＡにおけるパッケージ１０は、電子素子９自体が、弾性表面波素子、薄膜圧電体、水晶発振素子などのように発熱性を有しない場合、高熱伝度性は必要がなく、むしろ電力増幅素子５からの熱が電子素子９に伝達されないようにするために、パッケージ１０の熱伝導性は低いことが望ましく、誘電体基板２の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有することが望ましい。
【００３２】
なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれら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で種々の変更や改良を加えることは何ら差し支えない。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、電力増幅素子を内部に実装した凹部上面に、電子デバイスを実装することによって、高周波モジュールの小型化を図ることができる。また、電力増幅素子から発熱は、電子デバイスとの間に、空間を空けて実装することにより、熱伝導を抑えることができ、電子デバイス内の電子素子の電気的特性を劣化させることがなく、小型で高性能の高周波モジュールを提供することができる。しかも、ケーシングまたは樹脂モールドを別途必要とせず、低価格な携帯型情報端末機、無線ＬＡＮ、ＷＬＬ等の等の電子機器・電子装置等に好適な高周波モジュールとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を説明するためのもので、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の第４の実施例を説明するためのもので、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の第５の実施例を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・高周波モジュール
２・・・・・・・誘電体基板
３・・・・・・・電子デバイス
４・・・・・・・凹部
５・・・・・・・電力増幅素子
６・・・・・・・電極
８・・・・・・・放熱用ビアホール
９・・・・・・・電子素子（弾性表面波素子）
１０・・・・・・パッケージ
１１・・・・・・蓋体
１２・・・・・・端子
１３・・・・・・封止樹脂
１４・・・・・・空間
１５・・・・・・バンプ
【図１】
2005050876.tif 000003
【図２】
2005050876.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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