(57)【要約】【課題】  金属パッケージを用いなくても、多層基板内の能動素子を、他の回路部品からの電磁気的な干渉から防ぐことが可能なパッケージレス電子部品を提供する。【解決手段】  第１の主面に、能動素子及び受動素子とを実装するための実装端子を備え、第２の主面に、実装基板との接続のための複数の外部端子を備えた多層基板内に、内部受動素子を形成する複数の電極パターンと、これを覆うグランド電極パターンを第１の主面側と第２の主面側に設け、第１の主面側のグランド電極パターンと第２の主面側のグランド電極パターンを、多層基板内に形成したビアホールを介して電気的に接続する。一つのリードフレームパッケージ内に複数の半導体素子を有し、これらを封止する樹脂により形成した実質的に平坦な主面部を備えた能動素子を、前記多層基板の主面中央を含む領域に配置した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向する主面と、前記主面を接続する側面を有し、内部に電極パターンで構成されたグランド電極と受動素子を内蔵してなる多層基板と、前記多層基板に実装される能動素子及び受動素子を備え、
前記多層基板は、その第１の主面に、前記能動素子及び前記受動素子とを実装するための実装端子を備え、第２の主面に、実装基板との接続のための複数の外部端子を備え、前記多層基板内には、内部受動素子を形成する複数の電極パターンと、これを覆うグランド電極パターンが前記第１の主面側と前記第２の主面側に設けられ、前記第１の主面側のグランド電極パターンと前記第２の主面側のグランド電極パターンは、多層基板内に形成されたビアホールを介して電気的に接続され、前記第１の主面と前記第１の主面側のグランド電極パターンとの間には、面実装された能動素子及び受動素子を接続する接続線路を備えており、
前記能動素子は、一つのリードフレームパッケージ内に複数の半導体素子を有し、これらを封止する樹脂により形成された実質的に平坦な主面部を備え、
前記能動素子を前記多層基板の主面中央を含む領域に配置したことを特徴とするパッケージレス電子部品。
【請求項２】
多層基板は矩形に形成され、前記ビアホールは前記多層基板の各側面側のそれぞれに形成されており、もって多層基板に内蔵される複数の受動素子をシールドしてなることを特徴とする請求項１に記載のパッケージレス電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル携帯電話などの高周波回路において用いられる、半導体スイッチなどの電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル携帯電話などの高周波回路として、アンテナと受信回路との伝送経路、及び送信回路とアンテナとの伝送経路を切り換えるのに使用される高周波スイッチがある。図５は、特許文献１に開示された高周波スイッチの外観図であって、内部にインダクタやコンデンサ等の受動素子が電極パターンで構成された多層基板上に、ダイオードやトランジスタ等の能動素子と、フィルタ回路を構成するＳＡＷフィルタを搭載し、これら搭載部品を包囲するように、電磁波シールドや、部品搭載時のハンドリングのための金属パッケージを設けて構成されている。そして金属パッケージは、多層基板上面のグランド電位となる実装端子に半田付けして固定されていた。以下能動素子や受動素子を単にチップ素子と呼ぶ場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ディジタル携帯電話の小型、軽量化に伴い、このような電子部品においても小型化が進められている。前記高周波スイッチでは多層基板の上面の実装端子に金属パッケージを固定する構造であるため、低背化が難しく、また金属パッケージを配置する分、能動素子、受動素子を実装するための面積が減少するので、各素子は厳しい配置間隔をもって実装する必要があった。また、能動素子、受動素子や、これらを実装する実装端子が距離が近づき過ぎてしまい、半田ブリッジによる短絡を生じる恐れもあった。
【０００４】
また、金属パッケージは回路基板のグランドと接続するように、多層基板の実装端子と半田接続されるが、小型化に伴い接触面積が十分とれずアース電流の経路が不安定になったり、電磁界の分布が変化して高周波特性が変化することがあった。
【０００５】
そこで本発明は、高周波スイッチなどの電子部品において、金属パッケージを用いなくても、多層基板内の能動素子を、他の回路部品からの電磁気的な干渉から防ぐとともに、回路基板への電子部品搭載時におけるハンドリングが容易であって、かつ多層基板のチップ素子搭載面積を最大限利用可能であり、尚かつ低背化可能なパッケージレス電子部品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】
【０００６】
本発明は、相対向する主面と、前記主面を接続する側面を有し、内部に電極パターンで構成されたグランド電極と受動素子を内蔵してなる多層基板と、前記多層基板に実装される能動素子及び受動素子を備え、前記多層基板は、その第１の主面に、前記能動素子及び前記受動素子とを実装するための実装端子を備え、第２の主面に、実装基板との接続のための複数の外部端子を備え、前記多層基板内には、内部受動素子を形成する複数の電極パターンと、これを覆うグランド電極パターンが前記第１の主面側と前記第２の主面側に設けられ、前記第１の主面側のグランド電極パターンと前記第２の主面側のグランド電極パターンは、多層基板内に形成されたビアホールを介して電気的に接続され、前記第１の主面と前記第１の主面側のグランド電極パターンとの間には、面実装された能動素子及び受動素子を接続する接続線路を備えており、前記能動素子は、一つのリードフレームパッケージ内に複数の半導体素子を有し、これらを封止する樹脂により形成された実質的に平坦な主面部を備え、前記能動素子を前記多層基板の主面中央を含む領域に配置したことを特徴とするパッケージレス電子部品である。
【０００７】
本発明においては、多層基板は矩形に形成され、前記ビアホールは前記多層基板の各側面側のそれぞれに形成されており、もって多層基板に内蔵される複数の受動素子をシールドするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高周波スイッチなどの電子部品において、金属パッケージを用いなくても、多層基板内の能動素子を、他の回路部品からの電磁気的な干渉から防ぐとともに、回路基板への電子部品搭載時におけるハンドリングが容易であって、かつ多層基板のチップ素子搭載面積を最大限利用可能であり、尚かつ低背化可能なパッケージレス電子部品を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る一実施例のパッケージレス電子部品について、以下説明する。図１はその外観斜視図である。このパッケージレス電子部品は、分波回路、ローパスフィルタ回路及びスイッチ回路を備えた高周波スイッチである。この高周波スイッチは図２に示す等価回路で構成されるが、複数の送受信系（例えばＧＳＭ、ＤＣＳ１８００といった携帯電話の通信方式）を取り扱うもので、それぞれ周波数に応じた信号経路、及び複数の周波数を切り換えるためのスイッチとして構成されている。
この高周波スイッチは、小型化を図るために分波回路、ローパスフィルタ回路及びスイッチ回路を構成する受動素子の少なくとも一部を、電極パターンとして誘電体セラミクスや樹脂など絶縁体層に構成し、これを積層し、一体焼結した矩形の多層基板となし、ダイオード、チップコンデンサ等のチップ素子を、前記多層基板上に搭載したワンチップ化構造のものである。また、上面側（第１の主面）にはチップ素子等の搭載要の実装端子が形成され、多層基板の下面側（第２の主面）には、回路基板への面実装が可能なように端子電極が形成されている。
【００１０】
第１の主面の略中央部には、面実装可能で複数の半導体素子を有する能動素子であるダイオードアレイＩＣが実装される。このダイオードアレイは、スイッチング素子を配置する複数の領域を備えた一つのリードフレームパッケージ中に、１チップに構成されたＰＩＮダイオードを複数搭載し、エポキシ封止樹脂材料で封止したものである。本実施例では特性の異なる４つのＰＩＮダイオードを搭載したものである。封止領域外のリードフレームを切断して、外部回路との接続のための実装端子とした、外形寸法が１．５ｍｍ×２．５ｍｍ×０．５ｍｍの１２ピンパッケージである。図３のその外観平面図を示す。
これを、多層基板の上面側（第１の主面）に設けられた実装端子上に、チップ素子（抵抗、インダクタ、コンデンサ）とともに実装し、リフローはんだにて接続した。ダイオードアレイの主面は、チップマウンタと呼ばれる部品搭載器において吸着可能な程度に、ほぼ平坦に形成されているで、金属パッケージが無くとも、パッケージレス電子部品はチップマウンタによる面実装が可能となる。なお、吸着に寄与しない部分は凹凸に形成されていてもかまわない。
【００１１】
図４は前記多層基板の内部構造を示す分解斜視図である。
この多層基板は、上主面及び下主面と、前記上下主面間を連結する側面を備えた略直方体状の多層基板に、分波回路、ローパスフィルタ回路及びスイッチ回路を構成する電極パターンを形成したものである。図中、電極パターンに付した符号は、図２に示した等価回路の回路素子に付した符号と対応する。
本実施例では、低温焼成が可能なセラミック誘電体材料からなるグリーンシートを用意し、そのグリーンシート上にＡｇを主体とする導電ペーストを印刷して、所望の電極パターンを形成し、それを適宜積層し、一体焼成して多層基板を構成した。
【００１２】
多層基板の内部構造を、積層順に従って説明する。まず、下層のグリーンシートＳ１５上には、グランド電極パターンＧＮＤがほぼ全面に形成されている。その上のグリーンシートＳ１４には、分波回路、ローパスフィルタ回路及びスイッチ回路を構成するコンデンサの一部の電極パターンが形成され、グリーンシートＳ１３、Ｓ１５に形成されたグランド電極パターンとでシャントコンデンサを形成している。
グリーンシートＳ１２〜Ｓ８には、分波回路、ローパスフィルタ回路及びスイッチ回路を構成するインダクタ（λ／４線路となる伝送線路を含む）の電極パターンが形成されている。各回路素子を構成する電極パターン群は、ビアホール（図中黒丸で表示）で積層方向に接続されるが、異なる回路素子を構成する電極パターンどうしが、積層方向に重なり合わない様にグリーンシート上に配置することで、電磁気的な干渉を低減して、電気的特性が劣化するのを防いでいる。
また、グリーンシートＳ７には分波回路のコンデンサを形成する電極パターンとともに、グランド電極が形成され、グリーンシートＳ１２〜Ｓ８に形成された電極パターンを、グリーンシートＳ１３に形成されたグランド電極とで積層方向に挟んでいる。またグランド電極の縁部にはビアホールが設けられ、これによりグランド電極Ｓ１３，Ｓ７が電気的に接続しており、インダクタ（λ／４線路を含む）のパターンを、丁度シールドケースに収用したように、グランド電極で囲み、外部からの電磁界によるインダクタパターンへの電磁気的な誘導を防いでいる。
【００１３】
グリーンシートＳ６〜Ｓ３には、分波回路、ローパスフィルタ回路及びスイッチ回路を構成するコンデンサの電極パターン、グランド電極が形成されている。グランド電極が形成されたグリーンシートＳ３の上側に位置するグリーンシートＳ２には、多層基板の上面側（第１の主面）に実装されたチップ素子（ダイオードアレイ、抵抗、インダクタ、コンデンサ）どうしを接続するための、接続線路が形成されている。
本実施例によれば、広面積に形成された複数のグランド電極を用いて多層基板を構成することで、グランド電位を取り易くし、高周波電流の分布を均一化して、電気的特性を安定化している。また、接続線路を一層上に集めて形成することで、回路素子を構成する電極パターンとの干渉を防ぐとともに、接続線路により形成される寄生インダクタンス、寄生キャパシタンスを極力低減し、電気的特性の安定化している。
【００１４】
また、この実施例では、多層基板の第２の主面に外部端子が形成されたＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）タイプの端子となっており、面実装可能な構造となっている。各端子は、それぞれアンテナと接続するＡＮＴ端子、送信信号が入力するＴＸ１端子，ＴＸ２端子、受信信号が出力するＲＸ１端子，ＲＸ２端子、グランド端子ＧＮＤ、コントロール端子ＶＣ１、ＶＣ２となっている。また前記端子群は対向する側面側に形成されている。
前記端子群に挟まれた領域の、第２の主面の中央部と他の側面側部には、島状のグランド端子ＧＮＤが形成され、前記グリーンシートＳ１５上のグランド電極ＧＮＤと複数のビアホールを介して接続されている。前記グランド端子ＧＮＤを回路基板のグランドと電気的に接続すると、パッケージレス電子部品における高周波電流の分布がより均一化するので好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明によれば、高周波スイッチなどの電子部品において、金属パッケージを用いなくても、多層基板内の能動素子を、他の回路部品からの電磁気的な干渉から防ぐとともに、回路基板への電子部品搭載時におけるハンドリングが容易であって、かつ多層基板のチップ素子搭載面積を最大限利用可能であり、尚かつ低背化可能なパッケージレス電子部品を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係るパッケージレス電子部品の外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係るパッケージレス電子部品の等価回路図である。
【図３】本発明の一実施例に係るパッケージレス電子部品に用いるダイオードアレイの平面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るパッケージレス電子部品に用いる積層体の分解斜視図である。
【図５】従来の電子部品の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００１７】
１００  パッケージレス電子部品
２００  積層体
ＩＣ  ダイオードアレイ
Ｃ１，Ｃ２  チップコンデンサ
Ｒ１，Ｒ２  チップ抵抗
Ｌ１  チップインダクタ
【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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