(57)【要約】      （修正有）【課題】高周波回路チップ上の回路と、モジュールを構成する配線基板上の回路についてその相対位置を検出することによって、容易に実装状態が測定できる高周波モジュールおよび高周波モジュールの測定方法を提供する。【解決手段】入出力端子６を備えた高周波回路チップ１と、高周波回路チップ１の入出力端子６を、バンプ５を介してフリップチップ接続する接続用パッド７を含む配線部を備えた配線基板２とを備えた高周波モジュールであって、入出力端子の２端子間に接続された、スパイラルインダクタ３ｓと、スパイラルインダクタ３ｓに対向する位置に配設され、接地電位に接続された検出用導体４ｄとを備え、接続用パッド間のインダクタンスを測定することによって、スパイラルインダクタ３ｓと検出用導体４ｄとの距離の変化に起因する入出力端子６と接続用パッド７間の距離の変化を測定可能に構成される。【選択図】図１
2013051379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力端子を備えた高周波回路チップと、
前記高周波回路チップの前記入出力端子を、バンプを介してフリップチップ接続する接続用パッドを含む配線部を備えた配線基板と、
を備えた高周波モジュールであって、
前記高周波回路チップの前記入出力端子の内、前記配線部の前記接続用パッドに接続される少なくとも２端子間、または前記配線基板に接続された測定用の回路要素と、
前記測定用の回路要素に対向する位置に配設され、接地電位に接続された検出用導体とを備え、
前記高周波回路チップまたは前記配線基板のいずれか一方に前記測定用の回路要素が配設され、
他の一方に前記検出用導体が配設され、
前記測定用の回路要素と前記検出用導体との距離の変化に起因する、インダクタンスの変化を測定することによって、前記入出力端子と前記接続用パッド間の距離を測定可能に構成された高周波モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の高周波モジュールであって、
前記測定用の回路要素は、スパイラルインダクタであり、
前記スパイラルインダクタと前記検出用導体との距離の変化に起因する、前記接続用パッド間のインダクタンスの変化を測定することによって、前記入出力端子と前記接続用パッド間の距離を測定可能に構成された高周波モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の高周波モジュールであって、
前記検出用導体は、前記２端子に接続された前記接続用パッドを結ぶ線上に配設された高周波モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高周波モジュールであって、
前記検出用導体は、スパイラルインダクタを構成する導体パターンである高周波モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高周波モジュールであって、
外付けのＬＣＲメータを備え、前記接続用パッド間のインダクタンスの変化を測定する高周波モジュール。
【請求項６】
送信用端子と受信用端子とを備えた高周波回路チップと、
前記高周波回路チップの前記送信用端子と前記受信用端子を、バンプを介してフリップチップ接続する接続用パッドを含む配線部を備えた配線基板と、
を備えた高周波モジュールであって、
前記高周波回路チップまたは前記配線基板が、
前記受信用端子または前記送信用端子の受信信号または送信信号を、前記送信用端子または前記受信用端子でも検出し、検出された信号から放射利得を算出する信号処理部を備え、
前記放射利得に基づき、前記送信用端子および前記受信用端子と、前記接続用パッドとの距離を測定可能に構成された高周波モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の高周波モジュールであって、
前記信号処理部は、前記高周波回路チップ上に配設された高周波モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の高周波モジュールであって、
前記送信用端子と前記受信用端子とに接続される前記接続用パッド上の前記バンプを結ぶ線上の、前記配線基板上に導体部が形成された高周波モジュール。
【請求項９】
請求項７または８に記載の高周波モジュールであって、
前記送信用端子と前記受信用端子上の前記バンプを結ぶ線上の、前記高周波回路チップ表面にフローティング構造の導体パターンが形成された高周波モジュール。
【請求項１０】
請求項６に記載の高周波モジュールであって、
前記配線部は、信号線の両側をグランド線によって囲んだコプラナー配線構造を構成しており、
前記グランド線に接続されるグランド接続用パッド上のグランドバンプが、
前記送信用端子と前記受信用端子とに接続される前記接続用パッド上の前記バンプを結ぶ線上を除く領域に、形成された高周波モジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載の高周波モジュールであって、
前記グランドバンプは前記バンプよりも内側に形成され、
前記高周波回路チップの端辺に沿って交互に配列された高周波モジュール。
【請求項１２】
入出力端子を備えた高周波回路チップと、
前記高周波回路チップの前記入出力端子を、バンプを介してフリップチップ接続する接続用パッドを含む配線部を備えた配線基板と、
を備えた高周波モジュールの実装状態を検査する検査方法であって、
前記高周波回路チップの前記入出力端子の内、前記配線部の前記接続用パッドに接続される少なくとも２端子間、または前記配線基板に接続された、測定用の回路要素と、前記測定用の回路要素に対向する位置に配設され、接地電位に接続された検出用導体とを備え、前記高周波回路チップまたは前記配線基板のいずれか一方に前記測定用の回路要素が配設され、他方の一方に前記検出用導体が配設された高周波回路モジュールを用意する工程と、
前記測定用の回路要素と前記検出用導体との距離の変化に起因する、インダクタンスの変化を測定することによって、前記入出力端子と前記接続用パッド間の距離を測定する工程と、
前記距離が正常値の範囲内であるか否かを判断する判断工程とを含む高周波モジュールの検査方法。
【請求項１３】
送信用端子と受信用端子とを備えた高周波回路チップと、
前記高周波回路チップの前記送信用端子と前記受信用端子を、バンプを介してフリップチップ接続する接続用パッドを含む配線部を備えた配線基板と、
を備えた高周波モジュールの検査方法であって、
前記高周波回路チップまたは前記配線基板が、前記受信用端子または前記送信用端子の受信信号または送信信号を、前記送信用端子または前記受信用端子によっても検出し、検出された信号から放射利得を算出する信号処理部を備えた高周波モジュールを用意する工程と、
前記放射利得に基づき、前記送信用端子および前記受信用端子と、前記接続用パッドとの距離を測定する工程と、
前記距離が正常値の範囲内であるか否かを判断する判断工程とを含む高周波モジュールの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波モジュールおよび高周波モジュールの検査方法に係り、特に基板に高周波回路チップが実装された高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波モジュールでは、フリップチップ実装すると、実装時のバンプ高さによって回路チップの特性が変わり、高周波モジュール特性が仕様を満たせなくなる不良が増える。しかし、このようなモジュールの評価には高価な機材を使用する必要があるため、製造コストの高騰を招く虞がある。このため、高価な機材を使用することなく、実装不良を選別できる技術が必要とされている。
このため、高周波回路（ＩＣ）チップの実装状態を測定する方法の先行技術として、特許文献１に記載のものが知られている。図１４に示すように、高周波モジュールでは、高周波回路チップ１００１を下地基板１００２上にフリップチップ実装した後、その発熱による温度を測定することによって、接続不良数を算出し、不良品を選別している。実際には、この方法では、下地基板１００２上に、温度センサ１００３と、発熱用ヒーター１００４とを搭載し、発熱用ヒーター１００４への通電による温度上昇を温度センサ１００３によって測定することによって、高周波回路チップ１００１の下地基板１００２上への接続状態を検査する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１７２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示した従来の高周波モジュールには次に示す様な課題があった。即ち、特許文献１では、発熱用ヒーターが必要となり、高周波回路モジュール上にスペースが必要な上、余分な回路を実装するため、モジュールが大きくなり、さらには、製造コストの高騰の原因となってしまう。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、高周波回路チップ上の回路と、モジュールを構成する配線基板上の回路とについて、回路の相対位置を検出することによって、容易に実装状態を測定できる高周波モジュールおよび高周波モジュールの検査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】
【０００５】
本発明は、入出力端子を備えた高周波回路チップと、前記高周波回路チップの前記入出力端子を、バンプを介してフリップチップ接続する接続用パッドを含む配線部を備えた配線基板とを備えた高周波モジュールであって、前記高周波回路チップの前記入出力端子の内、前記配線部の前記接続用パッドに接続される少なくとも２端子間、または前記配線基板に接続された測定用の回路要素と、前記測定用の回路要素に対向する位置に配設され、接地電位に接続された検出用導体とを備え、前記高周波回路チップまたは前記配線基板のいずれか一方に前記測定用の回路要素が配設され、他の一方に前記検出用導体が配設され、前記測定用の回路要素と前記検出用導体との距離の変化に起因する、インダクタンスの変化を測定することによって、前記入出力端子と前記接続用パッド間の距離を測定可能に構成される。
【０００６】
また、本発明は、上記高周波モジュールにおいて、前記測定用の回路要素は、スパイラルインダクタであり、前記スパイラルインダクタと前記検出用導体との距離の変化に起因する、前記接続用パッド間のインダクタンスの変化を測定することによって、前記入出力端子と前記接続用パッド間の距離を測定可能に構成されたものを含む。
【０００７】
また、本発明は、上記高周波モジュールにおいて、前記検出用導体が、前記２端子に接続された前記接続用パッドを結ぶ線上に配設されたものを含む。
【０００８】
また、本発明は、上記高周波モジュールにおいて、前記検出用導体が、スパイラルインダクタを構成する導体パターンであるものを含む。
【０００９】
また、本発明は、外付けのＬＣＲメータを備え、前記接続用パッド間のインダクタンスの変化を測定するものを含む。
【００１０】
また、本発明は、送信用端子と受信用端子とを備えた高周波回路チップと、前記高周波回路チップの前記送信用端子と前記受信用端子を、バンプを介してフリップチップ接続する接続用パッドを含む配線部を備えた配線基板と、を備えた高周波モジュールであって、前記高周波回路チップまたは前記配線基板が、前記受信用端子または前記送信用端子の受信信号または送信信号を、前記送信用端子または前記受信用端子でも検出し、検出された信号から放射利得を算出する信号処理部を備え、前記放射利得に基づき、前記送信用端子および前記受信用端子と、前記接続用パッドとの距離を測定可能に構成される。
【００１１】
また、本発明は、上記高周波モジュールにおいて、前記信号処理部は、前記高周波回路チップ上に配設されたものを含む。
【００１２】
また、本発明は、上記高周波モジュールにおいて、前記送信用端子と前記受信用端子とに接続される前記接続用パッド上の前記バンプを結ぶ線上の、前記配線基板上に導体部が形成されたものを含む。
【００１３】
また、本発明は、上記高周波モジュールにおいて、前記送信用端子と前記受信用端子上の前記バンプを結ぶ線上の、前記高周波回路チップ表面にフローティング構造の導体パターンが形成されたものを含む。
【００１４】
また、本発明は、上記高周波モジュールにおいて、前記配線部は、信号線の両側をグランド線によって囲んだコプラナー配線構造を構成しており、前記グランド線に接続されるグランド接続用パッド上のグランドバンプが、前記送信用端子と前記受信用端子とに接続される前記接続用パッド上の前記バンプを結ぶ線上を除く領域に形成されたものを含む。
【００１５】
また、本発明は、上記高周波モジュールにおいて、前記グランドバンプは前記バンプよりも内側に形成され、前記高周波回路チップの端辺に沿って交互に配列されたものを含む。
【００１６】
また、本発明は、入出力端子を備えた高周波回路チップと、前記高周波回路チップの前記入出力端子を、バンプを介してフリップチップ接続する接続用パッドを含む配線部を備えた配線基板と、を備えた高周波モジュールの実装状態を検査する検査方法であって、前記高周波回路チップの前記入出力端子の内、前記配線部の前記接続用パッドに接続される少なくとも２端子間、または前記配線基板に接続された、測定用の回路要素と、前記測定用の回路要素に対向する位置に配設され、接地電位に接続された検出用導体とを備え、前記高周波回路チップまたは前記配線基板のいずれか一方に前記測定用の回路要素が配設され、他方の一方に前記検出用導体が配設された高周波回路モジュールを用意する工程と、前記入出力端子と前記接続用パッド間の距離の変化に起因する前記測定用の回路要素と前記検出用導体との距離の変化を測定する工程と、前記距離が正常値の範囲内であるか否かを判断する判断工程とを含む。
【００１７】
また、本発明は、送信用端子と受信用端子とを備えた高周波回路チップと、前記高周波回路チップの前記送信用端子と前記受信用端子を、バンプを介してフリップチップ接続する接続用パッドを含む配線部を備えた配線基板と、を備えた高周波モジュールの検査方法であって、前記高周波回路チップまたは前記配線基板が、前記受信用端子または送信用端子の受信信号または送信信号を、前記送信用端子または前記受信用端子によっても検出し、検出された信号から放射利得を算出する信号処理部を備えた高周波モジュールを用意する工程と、前記放射利得に基づき、前記送信用端子および前記受信用端子と、前記接続用パッドとの距離を推定する工程と、前記距離が正常値の範囲内であるか否かを判断する判断工程とを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高周波用の測定機器によって特性を測定する、あるいは、数ミクロン単位での寸法測定を行うことなしに、高周波回路チップと配線基板との間隔が、所望の値の範囲内であるか否かを検査することによって、高周波回路チップと配線基板との接続状態が良好であるか否かの判定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１の高周波モジュールの構成を示す説明図（斜視図）
【図２】本発明の実施の形態１の高周波モジュールの構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１の高周波モジュールを用いた高周波回路チップと配線基板との間隔を測定した結果を示す図
【図４】本発明の実施の形態２の高周波モジュールの構成を示す説明図（斜視図）
【図５】本発明の実施の形態３の高周波モジュールの構成を示す説明図（斜視図）
【図６】本発明の実施の形態４の高周波モジュールの構成を示す説明図（透視図）
【図７】本発明の実施の形態４の高周波モジュールの構成を示す断面図、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各状態における断面図
【図８】本発明の実施の形態４の高周波モジュールの高周波回路チップの実装状態検出回路部を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態４の高周波モジュールの配線基板の要部説明図
【図１０】本発明の実施の形態４の変形例の高周波モジュールの要部断面図
【図１１】本発明の実施の形態５の高周波モジュールの構成を示す説明図（透視図）
【図１２】本発明の実施の形態５の高周波モジュールの構成を示す断面図、（ａ）、（ｂ）は各状態における断面図
【図１３】本発明の実施の形態５の高周波モジュールの配線基板の要部説明図
【図１４】従来例の高周波モジュールの要部説明図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態における高周波モジュールについて図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の高周波モジュールの構成を示す説明図（斜視図）、図２は断面図である。本実施の形態では、測定用の回路要素としてスパイラルインダクタを用いた例について説明する。
高周波モジュールは、高周波回路チップ１、高周波回路チップ１が実装されるモジュール基板としての配線基板２、高周波回路チップ１上に形成された第１の回路３、配線基板２上に形成された第２の回路４、高周波回路チップ１と配線基板２の電極を接続するバンプ５、高周波回路チップ１上の入出力端子（電極）６、および配線基板２の接続用パッド（電極）７を含む構成である。
【００２１】
例えば、第１の回路３をスパイラルインダクタ３ｓ、第２の回路４を所定の大きさの接地電位ＧＮＤに接続された検出用導体（パッド）４ｄを用いて構成する。ＧＮＤは図示しないが、配線基板の裏面側に形成されている。
実装状態の違いによってバンプ５のつぶれ具合が変化することによって、スパイラルインダクタ３ｓとＧＮＤに接続された検出用導体４ｄとの相対位置、例えば間隔が変化し、スパイラルインダクタ３ｓの特性が変化する。
出力端子８は、例えば外部の測定器を用いて特性を測定するための端子である。外部の測定器９は、例えばＬＣＲメータである。出力端子８は回路を構成していてもよい。
【００２２】
すなわち、本実施の形態１の高周波モジュールは、入出力端子６を備えた高周波回路チップ１と、入出力端子６を、バンプ５を介してフリップチップ接続する接続用パッド７を含む配線部を備えた配線基板２とを備えている。
そして入出力端子６に接続された、配線部としての第１の回路３を、接続用パッドに接続される少なくとも２端子間に接続された、スパイラルインダクタ３ｓとし、スパイラルインダクタ３ｓに対向する位置に配設され、接地電位に接続された検出用導体４ｄを有する第２の回路４としている。
そして、配線基板２上の接続用パッド７間のインダクタンスを測定することによって、入出力端子６と接続用パッド７との間の距離の変化に起因する、スパイラルインダクタ３ｓと検出用導体４ｄとの距離の変化を測定可能に構成されている。
スパイラルインダクタ３と検出用導体４ｄとの距離の変化に起因するインダクタンス変化による、前記接続用パッド７間のインダクタンスの変化を測定することで、入出力端子６と接続用パッド７との距離を測定できる。
【００２３】
高周波モジュールにおいて、検出用導体４ｄが、２端子に接続された接続用パッド７を結ぶ線上に配設されている。
また、本発明においては、２つの接続用パッド７はそれぞれ配線基板２上の出力端子８に接続されており、この出力端子８に接続された外付けのＬＣＲメータ９を備え、接続用パッド７間のインダクタンスの変化を測定する。
【００２４】
次に、高周波モジュールの検査方法について説明する。
まず、接続用パッド７間のインダクタンスの変化を測定することによって、スパイラルインダクタ３ｓと検出用導体４ｄとの距離の変化に起因するインダクタンスの変化を検知することで、入出力端子６と接続用パッド７との間の距離の変化を知得できる。そして、距離が正常値の範囲内であるか否かを判断する。
【００２５】
このため、極めて容易に実装状態を検査できる。
【００２６】
また、本実施の形態によれば、高周波回路チップ側にスパイラルインダクタを設けていることによって、高精度のインダクタンス値をもつ配線を形成できる。従って、実装前、実装後のインダクタンス差を正確に測定でき、バンプ高さをより正確に見積もることができる。
【００２７】
例えば、バンプ高さによるスパイラルインダクタの特性の変化を図３に示す。図３中、縦軸はインダクタンスを示し、横軸は基板―高周波回路チップ間の距離（μｍ）を示す。実線ａが第２の回路４が無い場合、破線ｃが第２の回路４がある場合である。なお、実線ａは、第２の回路４なし、封止樹脂ありの場合を示し、一点鎖線ｂは第２の回路４なし、封止樹脂なしの場合を示す。破線ｃは封止樹脂あり、第２の回路４がありの場合を示す。
第２の回路４がある場合、バンプ高さが２０μｍ以下となるとインダクタンス値が変化し、バンプのつぶれ過ぎを検出できることが分かる。
従ってインダクタンスが１００ｐＨを維持しているか否かを検知することによって、バンプ高さが２０μｍ以上を維持しているかどうかを判定できる。
なお、検出用導体４ｄはＧＮＤに接続されているが、フローティング状態であっても良い。
【００２８】
また、図３における実線ａと一点鎖線ｂとがほぼ一致していることから、封止樹脂の有無によってインダクタンスはほとんど変わらないことがわかる。このことから、樹脂封止後にインダクタンスを測定することによっても、実装状態の検出が高精度に実現可能である。従って、本実施の形態の検査は、樹脂封止工程後の検査にも適用可能である。
【００２９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
前記実施の形態の高周波モジュールでは、図４に斜視図を示すように、スパイラルインダクタ３ｓを高周波回路チップ１上に形成し、第２回路４として検出用導体４ｄを配線基板２上に形成したが、本実施の形態の高周波モジュールでは、検出用導体３ｄを高周波回路チップ１上に、スパイラルインダクタ４ｓを配線基板２上に配置したものである。
その他については前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態においても、前記実施の形態１の高周波モジュール同様に、接続用パッド７間のインダクタンスの変化を測定することによって、スパイラルインダクタ３ｓと検出用導体４ｄとの距離の変化に起因するインダクタンスの変化を検知し、入出力端子６と接続用パッド７との間の距離の変化を知得できる。そして、距離が正常値の範囲内であるか否かを判断する。このため、極めて容易に実装状態を検査できる。
【００３１】
上記構成によっても同様にバンプ高さの適否により、実装状態の良否を判断できる。
【００３２】
なお、変形例として、スパイラルインダクタは、配線基板として積層基板を用いることにより、スルーホールを介して接続された複数層の導体によって縦方向のスパイラルを容易に形成できる。従ってバンプ高さ検出における検出精度の向上をはかることが可能となる。本実施の形態においても検出用導体はフローティングでもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、配線基板側にスパイラルインダクタを形成しているため、より大きなスパイラルインダクタを形成できる。従って、低い周波数においてインダクタンス差を測定でき、より安価な測定装置を用いて検査系を構築できる。
【００３４】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。また、前記実施の形態１および２では、検出用導体を高周波回路チップ１または配線基板２上に形成したが、図５に示すように、着脱自在の外付け導体４ｏを用いてもよい。
配線基板２上に、あらかじめ外付け導体装着部２ｏを形成しておき、外付け導体装着部２ｏに外付け導体４ｏを配置し、前記実施の形態１及び２と同様に、高周波回路チップ１と配線基板との距離を測定し、バンプ高さを検出する。他部については、前記実施の形態１の高周波モジュールと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３５】
すなわち、本実施の形態１の高周波モジュールは、入出力端子６を備えた高周波回路チップ１と、入出力端子６を、バンプ５を介してフリップチップ接続する接続用パッド７を含む配線部を備えた配線基板２と、を備えている。
【００３６】
そして入出力端子６に接続された、配線部としての第１の回路３を、接続用パッドに接続される少なくとも２端子間に接続された、スパイラルインダクタ３ｓとし、スパイラルインダクタ３ｓに対向する位置に、接地電位に接続された外付け導体４ｏを第２の回路として着脱自在に配置する。
【００３７】
配線基板２上の接続用パッド７間のインダクタンスを測定することによって、スパイラルインダクタ３ｓと外付け導体４ｏとの距離の変化に起因する入出力端子６と接続用パッド７との間の距離の変化を測定可能に構成されている。
つまり、外付け導体４ｏの表面とスパイラルインダクタ３ｓとの距離によるインダクタンス値の変化を検出することによって、バンプ５の高さを検出するものである。
【００３８】
高周波モジュールにおいては、外付け導体４ｏが、配線基板２上の２端子に接続された接続用パッド７を結ぶ線上に設けられた外付け導体装着部２ｏに設置される。そして外付け導体装着部２ｏに外付け導体４ｏを装着し、配線基板２上の接続用パッド７間のインダクタンスを測定して、バンプ高さを測定する。そして測定しない場合は、外付け導体４ｏは取り外す。外付け導体装着部の表面は平坦性が求められるが、非測定時は取り外しておくことができるため、他の回路特性に影響を与えることがない。
【００３９】
また、本発明においては、配線基板２上の出力端子８に接続される外付けのＬＣＲメータ９に、外付け導体４ｏを収納できるようにするのが望ましい。
【００４０】
前記実施の形態１乃至３では、測定用の回路要素としてスパイラルインダクタを用いた例について説明したが、スパイラルインダクタに限定されることなく、インダクタ、抵抗などの他の回路要素であってもよい。
【００４１】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。
図６は本発明の実施の形態４の高周波モジュールを示す要部上面図、図７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は各状態における断面図、図８は高周波回路チップの実装状態検出回路部を示すブロック図である。図９は配線基板の要部説明図である。図６において、高周波回路チップは透明ではないが、理解しやすくするために透視図とした。図７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は図６の線Ａ−Ａにおける断面を示す図である。図９の線Ａ−Ａは図６の線Ａ−Ａに相当する。
実施の形態１乃至３では、スパイラルインダクタのインダクタンス値を用いてバンプ高さを検出する例について説明したが、本実施の形態では、配線基板２上に実装される高周波回路チップ１に、実装状態検出回路部１００を集積化している。
実装状態検出回路部１００においては、送信系と受信系の信号を用いて放射利得を算出することによって、送信用端子６Ｔｘと受信用端子６Ｒｘとから漏れてくる信号を、バンプの高さに比例する信号の放射量として検知する。
これにより、バンプ高さ、すなわち、高周波回路チップ１側の送信用端子６Ｔｘおよび受信用端子６Ｒｘと、配線基板２側の接続用パッド７Ｔｘ、７Ｒｘとの距離を検出できる。
【００４２】
図７（ａ）は、本実施の形態の高周波モジュールが、正常に実装された場合、図７（ｂ）はバンプが低い場合、図７（ｃ）はバンプが高い場合を示す。本実施の形態の高周波モジュールは、実装状態によって、高周波回路チップ１側の送信用端子６Ｔｘおよび受信用端子６Ｒｘと、配線基板２側の接続用パッド７Ｔｘ、７Ｒｘとの位置関係が変化し、放射利得が異なる点に着目して、実装状態を検出するものである。
そして本実施の形態の高周波モジュールでは、高周波回路チップ１側の送信用端子６Ｔｘと受信用端子６Ｒｘの間と、配線基板２側の接続用パッド７Ｔｘ、７Ｒｘとの間にそれぞれ信号に対する反射性導体３１、３２としての金属パターンが設けられ、送信用端子６Ｔｘと受信用端子６Ｒｘとから漏れてくる信号の伝搬を助ける構成となっている。
【００４３】
また、本実施の形態の高周波モジュールの高周波回路チップ１の実装状態検出回路部１００は、内部に受信用端子６Ｒｘの受信信号Ｒｘを、送信用端子６Ｔｘを用いて検出し、送信用端子６Ｔｘの送信信号Ｔｘを、受信用端子６Ｒｘを用いて検出し、検出されたそれぞれの信号から放射利得を算出する、ベースバンド信号処理部１１０を備えている。
そして、算出された放射利得に基づき、高周波回路チップ１側の送信用端子６Ｔｘおよび受信用端子６Ｒｘと、配線基板２側の接続用パッド７Ｔｘ、７Ｒｘとの距離が測定できる。
【００４４】
実装状態検出回路部１００は、実装状態テスト信号を生成するベースバンド信号処理部１１０と、送信部と受信部とを具備している。送信部は、ベースバンド信号処理部１１０において生成された実装状態テスト信号Ｔｘを、高周波電源（ＬＯ）１０２からの信号により搬送周波数に変換する送信系ミキサ１１２と、高周波電源１０２からの信号によって搬送周波数に変換された実装状態テスト信号Ｔｘを増幅する電力増幅器（ＰＡ）と、送信アンテナ１１４とを具備している。
【００４５】
一方、受信部は、送信アンテナ１１４から送出される信号を受信する受信アンテナ１２４と、受信アンテナ１２４によって受信した信号を、低雑音増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２３と、低雑音増幅された受信信号をベースバンド信号に変換する受信系ミキサ１２２とを具備している。
【００４６】
高周波モジュールにおいて、ベースバンド信号処理部１１０において生成された実装状態テスト信号１１１は、送信系ミキサ１１２に入力され、高周波電源１０２からの信号によって搬送波周波数に変換され、電力増幅器１１３から送信アンテナ１１４へと入力される。
【００４７】
受信時には、受信アンテナ１２４によって受信した信号は、低雑音増幅器１２３において低雑音増幅され、受信系ミキサ１２２においてベースバンド信号１２１に変換され、ベースバンド信号処理部１１０において検出される。
【００４８】
本実施の形態では、送信と受信の信号処理を用いて実装状態を検出する。送信系より送信アンテナ１１４を用いて送信される送信信号は、例えば、回路チップ実装部のバンプ５からも、送信信号の一部が放射される。受信側でも回路チップ実装部のバンプ５において、送信信号の一部を受信する。
【００４９】
送信信号の一部を低雑音増幅器（ＬＮＡ）、ミキサによってベースバンド信号処理部に入力することによって、送信側及び受信側のバンプの高さ、すなわち送信用端子６Ｔｘおよび受信用端子６Ｒｘと、配線基板２側の接続用パッド７Ｔｘ、７Ｒｘとの距離を算出し、実装状態を確認できる。
【００５０】
距離の算出方法の一例としては、受信側に伝わる電波強度を測定する方法がある。受信用端子から入力された受信信号は、前述したようにミキサ回路によってアナログベースバンド信号に周波数変換、更にアナログ−デジタルコンバータによってデジタル信号に変換され、ベースバンド信号処理部において復調処理される。
【００５１】
ここで、アナログ−デジタルコンバータから出力される最大振幅が受信電波の強度となるため、最大振幅の数値を基に距離を算出する。例えば、振幅が１０ｍＶであれば距離が２０μｍ、振幅が２０ｍＶであれば距離が５０μｍといったように、振幅と距離との相関を予め測定しておくことで、実装状態の良否が容易に検出できる。
【００５２】
なお、良否判定に振幅値そのものを用いてもよいが、距離の相関情報をベースバンド信号処理部にテンプレートとして保存し、距離値として用いてもよいことは言うまでもない。
【００５３】
実装状態による良否検出について、具体的な数値の一例を用いて詳細を記載する。
まず、送信系より送信アンテナ１１４を用いて送信される送信信号の一部が、バンプ５からも放射される。受信側でも、回路チップ実装部のバンプ５によって送信信号の一部を受信する。受信した信号を低雑音増幅器１２３、受信系ミキサ１２２およびベースバンド信号処理部１１０を経た信号出力を測定する。そして測定値から送信側及び受信側の実装状態を確認できる。
【００５４】
例えば、回路チップ実装部のバンプ５からも、送信信号の一部が放射される。受信側でも回路チップ実装部のバンプ５において送信信号の一部を受信する放射利得に基づき、送信用端子６Ｔｘおよび受信用端子６Ｒｘと、配線基板２側の接続用パッド７Ｔｘ、７Ｒｘとの距離を測定する。
そして測定値にもとづき、距離が正常値の範囲内であるか否かを判断する。
【００５５】
（１）高周波回路チップ１の送信側端子６Ｔｘおよび受信側端子６Ｒｘに接続するバンプ５の高さＨが適正高さＨ０とほぼ同程度となり、正常である場合（図７（ａ）参照）
電力増幅器１１３の送信端でのリターンロスは例えば６ｄＢ以上、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２３の受信端リターンロスが１０ｄＢ以上となり、例えば送信のリターンロス（絶対値）を５ｄＢｍとすると、送信端では−１１ｄＢｍが反射によって送信アンテナ１１４側に伝わらない。ここで、バンプ５端からの放射電力は実装部形状によって異なるが、例えば放射利得（絶対値）を−２０ｄＢｉとすると受信側には−５１ｄＢｍが伝わる。
【００５６】
（２）高周波回路チップ１の送信側端子６Ｔｘおよび受信側端子６Ｒｘに接続するバンプ５の高さＨが適正高さＨ０より低い場合（図７（ｂ）参照）
基本的には（１）と同様であるが、バンプ５が低くなり、バンプ高さがＨ（Ｈ＜Ｈ０）となるとバンプ５の側面を介して放射する面積が小さくなるため、放射利得が下がり、例えば−２０ｄＢｉが−２３ｄＢｉとなれば、受信側に伝わる電力は−５１ｄＢｍが−５４ｄＢｍとなり、放射電力の差よりバンプが低いことを検出できる。
【００５７】
（３）高周波回路チップ１の送信側端子６Ｔｘおよび受信側端子６Ｒｘに接続するバンプ５の高さＨが適正高さＨ０より高い場合（図７（ｃ）参照）
（２）において説明した、バンプ５が低い場合とは逆に、バンプ５が高くなり、バンプ高さがＨ２（Ｈ＞Ｈ０）となると、バンプ５からの放射面積が広くなるため、放射利得が上がり、例えば−２０ｄＢｉが−１７ｄＢｉとなれば、受信側に伝わる電力は−５１ｄＢｍが−４８ｄＢｍとなり、バンプ５が高いことを検出できる。
【００５８】
なお、（１）〜（３）では、バンプ５が適正高さＨ０に対して、低い、高いとして比較したが、例えばバンプ高さ２０μｍの高さに対しての許容範囲は通信システムの設計に依存することは言うまでも無い。また、放射利得は、例えば放射電波の波長に応じて最大となる放射素子長があることが知られているが、本発明において考慮するバンプ高さは１ｍｍ以下であり、例えば６０ＧＨｚでの自由空間波長が約５ｍｍ、７９ＧＨｚでは約３．８ｍｍであるため、λｇ／２よりも更に短いため、高くなれば放射利得が上がり、低くなれば利得が下げられる。
【００５９】
（４）高周波回路チップ１の送信側端子６Ｔｘおよび受信側端子６Ｒｘに接続するバンプ５が接続していない場合
（１）〜（３）では、バンプの接続抵抗が変化しない範囲での実装不良検出について記したが、ここでは接続すらしていない、または接続しているが接続抵抗が変化している場合について説明する。
まず、送信側が未接続(含む実装不良)の状態では、電力増幅器１１３からの送信信号はバンプが高いため、反射性導体の面積が大きくなることで、実装部において信号が大きく反射し、放射される。例えば、放射利得は−１０ｄＢｉとなり、受信側に伝わる電力は−５１ｄＢｍが−４１ｄＢｍとなり、送信側の未接続(含む実装不良)を検出できる。
逆に、受信側端子に接続されたバンプが未接続(含む実装不良)の状態では、受信側実装部では不整合により、放射利得が低下し、例えば−３０ｄＢｉとなり、電力は−５１ｄＢｍが−６１ｄＢｍとなるため、受信側の未接続（含む実装不良）を検出できる。
【００６０】
また、送信側端子６Ｔｘに接続されたバンプ５より放射した電波を効率よく受信側に伝播させるために、高周波回路チップ１および配線基板２側に反射性導体３１、３２となる金属パターンを配置したが、高周波回路チップ１または配線基板２の一方であって有用である。
【００６１】
なお、反射性導体はフローティングとすることで、他回路への影響を抑制できる。また、送信側と受信側の入出力端子の信号パッドを隣接または近くに配置することも効率よく伝播させることに効果がある。
【００６２】
また、例えば送信信号と受信信号の送信用端子６Ｔｘと受信用端子６Ｒｘに配置されるバンプ５と、この間に配置する他のパッド位置をずらすことで、他のパッドのバンプの位置がずれるため、効率よく信号を伝播させることに効果がある。これは、実装状態検出回路部１００の送信側端子と受信側端子に接続されるバンプを見通せる状態となるためである。
【００６３】
なお、導体部すなわち反射性導体３２は、送信用端子６Ｔｘと受信用端子６Ｒｘとに接続される接続用パッド７Ｔｘ、７Ｒｘ上のバンプ５を結ぶ線上であって、配線基板２上に形成するのが望ましい。この構成により、より効率よく信号の反射性を高めることができ、検出精度の向上を図ることができる。
【００６４】
また、前記実施の形態では、高周波回路チップ１および実装用の配線基板２の両表面に反射性導体３１、３２を形成したが、図１０に断面図を示すように、実装基板側でもよい。
【００６５】
（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５について説明する。
図１１は本発明の実施の形態５の高周波モジュールを示す要部上面図、図１２（ａ）は、図１１の線Ａ−Ａにおける断面図、（ｂ）は図１１の線Ｂ−Ｂにおける断面図、図１３は配線基板の要部説明図である。図１１において、高周波回路チップは透明ではないが、理解しやすくするために透視図とした。図１３の線Ａ−Ａは図１１の線Ａ−Ａに相当する。
本実施の形態では、配線基板２において配線部が信号線の両側をグランド線によって囲んだコプラナー配線構造を構成したものである。そしてグランド線に接続されるグランド接続用パッド７ｇ上のグランドバンプ５ｇが、高周波回路チップ１の送信用端子６Ｔｘと受信用端子６Ｒｘとに接続される接続用パッド７Ｔｘ，７Ｒｘ上のバンプ５ｓを結ぶ線上を除く領域に形成されている。
本実施の形態では、グランドバンプ５ｇと接続用パッド７Ｔｘ，７Ｒｘ上のバンプ５ｓとがチップ端縁からの距離が異なる構成となる。これにより、接続用パッド７Ｔｘ上のバンプ５ｓから７Ｒｘ上のバンプ５ｓを見通せる状態となる。
【００６６】
本実施の形態では、前記実施の形態４と同様、配線基板２上に実装される高周波回路チップ１に、実装状態検出回路部１００を集積化し、実装状態検出回路部１００において、送信系と受信系の信号を用いて放射利得を算出する。このため、高周波モジュールは、高周波回路チップ１側の送信用端子６Ｔｘおよび受信用端子６Ｒｘと、配線基板２側の接続用パッド７Ｔｘ、７Ｒｘとの距離を測定することで、バンプ高さを検出できる。
他部については前記実施の形態４と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６７】
ここでグランドバンプ５ｇは、接続用パッド７Ｔｘ，７Ｒｘ上のバンプ５ｓよりも内側に形成されている。
従って、バンプからの信号を効率よく信号を伝播させることに効果があり、より正確にバンプからの信号を検出でき、バンプ高さの適否を判定できる。
なお、配線基板としては、全てのグランドバンプ５ｇを接続用パッド７Ｔｘ，７Ｒｘ上のバンプ５ｓよりも内側に形成する必要はなく、接続用パッド７Ｔｘ，７Ｒｘ上のバンプ５ｓ間にあるグランドバンプ５ｇを内側に配置すればよい。
【００６８】
なお、以上の説明では送受信する信号について詳しく記載していないが、ベースバンド信号処理部１１０において生成、検出できればよく、例えば連続、またはバースト状の無変調信号において電力強度を用いてもよく、変調信号の復調性能、例えば誤り率を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明してきたように、本発明によれば、実装状態の良否を効率よく判定でき、特に高周波デバイスの実装状態を判定するのに、最終的に実装終了後に測定できるため、有効性が高く、種々の高周波デバイスに適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  高周波回路チップ
２  配線基板
３  第１の回路
３ｄ  検出用導体
３ｓ  スパイラルインダクタ
４  第２の回路
４ｄ  検出用導体
４ｓ  スパイラルインダクタ
５  バンプ
５ｇ  グランドバンプ
５ｓ  バンプ
６  入出力端子（電極）
６Ｔｘ  送信側端子
６Ｒｘ  受信側端子
７  接続用パッド（電極）
１００  実装状態検出回路部
１０２  高周波電源
１１０  ベースバンド信号処理部
１１１  実装状態テスト信号
１１２  送信系ミキサ
１１３  電力増幅器
１１４  送信アンテナ
１２２  受信系ミキサ
１２３  低雑音増幅器
１２４  受信アンテナ
１００１  高周波回路チップ
１００２  下地基板
１００３  温度センサ
１００４  発熱用ヒーター
【図１】
2013051379.tif 000003
【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】
2013051379.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2013051379.tif 000012
【図１１】
2013051379.tif 000013
【図１２】
2013051379.tif 000014
【図１３】
2013051379.tif 000015
【図１４】
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