(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子を形成した第一のチップ、前記第一のチップの動作範囲の上限温度よりも動作範囲の上限温度が低い第二のチップ、および複数の誘電体層と複数の導体層を有し、前記第一のチップ並びに前記第二のチップを機械的に支えるとともに、前記導体層の何れかはこれらのチップと電気的に接続している多層基板とを少なくとも含んで構成された高周波モジュールであって、
前記第一のチップは前記多層基板の上面に設けられた導体層もしくは前記多層基板に設けたキャビティ内の導体層に設けられた第一の導体パタンに接して配置され、
前記第二のチップは前記多層基板の上面に設けられた導体層もしくは前記多層基板に設けたキャビティ内の導体層に設けられた第二の導体パタンに接して配置され、
前記多層基板は、前記多層基板の下面側を用いて前記別の基板に接して固定され、
前記第一の導体パタン並びに前記第一の導体パタンに電気的に接続している他の導体パタンは、前記第二の導体パタン並びに第二の導体パタンに電気的に接続しているさらに他の導体パタンとは、前記第二の導体パタンが形成されている導体層並びに前記第二の導体パタンが形成されている導体層よりも多層基板の上面の側に存在する導体層においては分断され、
前記第一のチップは電力増幅素子であり、かつ、前記第二のチップは表面弾性波素子であり、
前記第一の導体パタン並びに第二の導体パタンは、前記多層基板の導体層に延設されたパタンである
ことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２】
前記多層基板を別の基板に固定する場合には、前記多層基板の下面側を用いて前記別の基板に接して固定され、
前記第一のチップから発生した熱は、少なくとも第一の導体パタン並びに第一の導体パタンと電気的に接続する他の導体パタン、並びに第二の導体パタン並びに第二の導体パタンと電気的に接続するさらに他の導体パタンによって、前記高周波モジュール内に拡散される
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】
前記多層基板を別の基板に固定する場合には、前記多層基板の下面側を用いて前記別の基板に接して固定され、
第一の導体パタン並びに第一の導体パタンと電気的に接続する他の導体パタンと、第二の導体パタン並びに第二の導体パタンと電気的に接続するさらに他の導体パタンを、それぞれのパタンが配置される前記多層基板の少なくとも１つの導体層において、前記導体層内では電気的に絶縁する
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４】
前記多層基板を別の基板に固定する場合には、前記多層基板の下面側を用いて前記別の基板に接して固定され、
少なくとも第一の導体パタンと前記モジュールの下面とを接続するビアホールが設けられており、かつ、前記第一の導体パタンと電気的に接続している他の導体パタン、もしくは、前記第二の導体パタン、もしくは、前記第二の導体パタンと電気的に接続している他の導体パタンの、少なくともいずれかの導体パタンの一部と前記モジュールの下面を接続するビアホールが設けられている
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５】
前記第一の導体パタン並びに前記第一のパタンに電気的に接続している他の導体パタンは、前記第二の導体パタン並びに第二の導体パタンに電気的に接続している他の導体パタンとは、前記第二の導体パタンが形成されている導体層並びに前記第二の導体パタンが形成されている導体層よりも多層基板の上面の側に存在する導体層においては分断されており、前記第二の導体パタンが形成されている導体層よりも前記多層基板の下面の側に存在するいずれかの導体層の少なくとも１層においては接続されてい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６】
発熱素子を基板の第一の面に形成した第一のチップ、および、温度変化に対して動作特性が変化するまたは前記第一のチップの動作範囲の上限温度よりも動作範囲の上限温度が低い素子を基板の第一の面に形成した第二のチップ、並びに、複数の誘電体層と複数の導体層とから成り、前記第一のチップ並びに前記第二のチップを機械的に支えるとともに、前記導体層の何れかはこれらのチップと電気的に接続している多層基板とを少なくとも含んで構成された高周波モジュールであって、
前記第一のチップは前記第一のチップの接地導体として機能する第一の導体パタンに接して設置され、
前記第二のチップは前記第二のチップの接地導体として機能する第二の導体パタンに接して設置され、
前記多層基板は、前記多層基板の下面側を用いて前記別の基板に接して固定し、
前記第一の導体パタン並びに前記第一の導体パタンに電気的に接続している他の導体パタンは、前記第二の導体パタン並びに第二の導体パタンに電気的に接続しているさらに他の導体パタンとは、前記第二の導体パタンが形成されている導体層並びに前記第二の導体パタンが形成されている導体層よりも前記多層基板の上面の側に存在する導体層においては分断され、
前記第一のチップは電力増幅素子であり、かつ、前記第二のチップは表面弾性波素子であり、
前記第一の導体パタン並びに第二の導体パタンは、前記多層基板の導体層に延設されたパタンである
ことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項７】
前記第一の導体パタン並びに前記第一の導体パタンに電気的に接続している他の導体パタンは、前記第二の導体パタン並びに前記第二の導体パタンに電気的に接続しているさらに他の導体パタンとは、前記第二の導体パタンが形成されている導体層並びに前記第二の導体パタンが形成されている導体層よりも前記多層基板の上面の側に存在する導体層においては分断されており、かつ、前記第二の導体パタンが形成されている導体層よりも前記多層基板の下面の側に存在するいずれかの導体層の少なくとも１層においては接続されていることを特徴とする請求項６に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】
本発明は無線通信に関し、特に携帯電話などの移動体無線通信端末や無線LANなどの無線通信端末に用いられる高周波部品の高機能化、高集積化、小型化、低価格化に係る。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信端末の小型化に伴い、端末に用いられる高周波部品は実装面積の小型化が要求されている。従来は、高周波無線部分を機能毎にいくつかのブロックに分けて作製し、各モジュール毎に高信頼化や小型、高密度化などが進められてきた。例えば発熱素子である電力増幅素子を含むパワーアンプ（以下PA）モジュールの放熱方法などに関しては、特開平09-27570、特開平0７-147349などにおいて開示されている。
【０００３】
また、近年では、高周波部品のさらなる高機能・小型化を目指して、これまで別々に作られていたモジュールを一体化する技術も、特開平09-8584、特開平11-266546などにおいて開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
PAは大電力を消費し発熱するため放熱構造を必要とする。そのため、PAモジュール単体に関しては、表面層に電気的に独立またはグランドに接続したメタライズ層を設けることにより、放熱が良好な多層基板を実現する（特開平0７-147349）、セラミック基板の略全面をメタル層で覆い、放熱用のスルーホールも基板略全面に均等に配置する（特開平09-27570）など、様々な放熱に関したモジュール構造が開示されている。
しかし従来技術においては、電力増幅素子と、温度の上昇に対して動作特性が変化する素子、すなわち温度特性を有する素子を同一基板上に一体化してモジュール化する場合に関しては、PAの発熱が温度特性を有する素子に与える影響が考慮されていないか、もしくはPAの放熱に関しては考慮されていてもその熱の一部がモジュール基板を伝わって前記温度特性を有する素子に伝達されるということが考慮されていない。
従って従来技術では、電力増幅素子と同一基板上に集積するためには、電力増幅素子の発熱の影響を受けないように、両者の距離を十分離して配置する必要があった。または温度上昇による特性変化により電気特性の劣化を甘んじる必要があった。そのため、発熱する電力増幅素子と温度特性を有する素子を集積した場合は、小型で高性能の高周波モジュールを実現できないという課題があった。
【０００５】
本発明は，電力増幅素子と上記温度特性を有する素子を集積化した高周波モジュールにおいて、前記温度特性を有する素子を配置する基板部分の温度の上昇を抑制するという従来にない発想を取り入れることにより、上記従来技術の課題を解決し、小型で高性能の高周波モジュールを実現するものである。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するための高周波モジュールの構造、特に導体層の配置方法に関するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は高周波モジュールを、発熱素子を形成した第一のチップ、および、温度変化に対して動作特性が変化するまたは前記第一のチップの動作範囲の上限温度よりも動作範囲の上限温度が低い素子を形成した第二のチップ、並びに、複数の誘電体層と複数の導体層とから成り、前記第一のチップ並びに  前記第二のチップを機械的に支えるとともに、前記導体層の何れかはこれらのチップと電気的に接続している多層基板とを少なくとも含んで構成し、前記第一のチップは前記多層基板の上面に設けられた導体層もしくは前記多層基板に設けたキャビティ内の導体層に設けられた第一の導体パタンに接して配置され、前記第二のチップは前記多層基板の上面に設けられた導体層もしくは前記多層基板に設けたキャビティ内の導体層に設けられた第二の導体パタンに接して配置され、前記多層基板を別の基板に固定する場合には、前記多層基板の下面側を用いて前記別の基板に接して固定され、前記モジュールは第一のチップにより発生した熱を前記モジュール内に拡散させる手段、もしくは、前記第一のチップにより発生した熱をモジュールの上面側から下面側へと伝導させるための手段、もしくは前記第一の導体パタンから前記第二の導体パタンへの熱の伝導を分断する手段、の少なくとも１つの手段を有するように構成する。
もしくは、発熱素子を形成した第一のチップ、および、温度変化に対して動作特性が変化するまたは前記第一のチップの動作範囲の上限温度よりも動作範囲の上限温度が低い素子を形成した第二のチップ、並びに、複数の誘電体層と複数の導体層とから成り、前記第一のチップ並びに  前記第二のチップを機械的に支えるとともに、前記導体層の何れかはこれらのチップと電気的に接続している多層基板とを少なくとも含んで構成し、前記第一のチップは前記多層基板の上面に設けられた導体層もしくは前記多層基板に設けたキャビティ内の導体層に設けられた第一の導体パタンに接して配置され、前記第二のチップは前記多層基板の上面に設けられた導体層もしくは前記多層基板に設けたキャビティ内の導体層に設けられた第二の導体パタンに接して配置され、前記多層基板を別の基板に固定する場合には、前記多層基板の下面側を用いて前記別の基板に接して固定され、前記第一の導体パタン並びに前記第一のパタンに電気的に接続している他の導体パタンは、前記第二の導体パタン並びに第二の導体パタンに電気的に接続している他の導体パタンとは、前記第二の導体パタンが形成されている導体層並びに前記第二の導体パタンが形成されている導体層よりも多層基板の上面の側に存在する導体層におていは分断するように構成する。
もしくは、前記第一の導体パタン並びに前記第一のパタンに電気的に接続している他の導体パタンは、前記第二の導体パタン並びに第二の導体パタンに電気的に接続している他の導体パタンとは、前記第二の導体パタンが形成されている導体層並びに前記第二の導体パタンが形成されている導体層よりも多層基板の上面の側に存在する導体層におていは分断されており、高周波モジュー前記第二の導体パタンが形成されている導体層よりも前記多層基板の下面の側に存在するいずれかの導体層の少なくとも1層においては接続するように構成することなどによって解決できる。
また、本発明の他の側面は、第一のチップ、第一のチップよりも時間あたりの発熱量が小さくなる場合がある第二のチップ、複数の導体層と複数の中間層からなる多層基板を有し、第一のチップおよび第二のチップは、導体層のいずれかと電気的に接続され、第一のチップにより発生した熱を前記モジュール内の水平方向に伝達する第一の構造物と、垂直方向に伝導する第二の構造物を有することを特徴とする。
【０００８】
上記第一の構造物としては、導体層を用いることができる。この導体層は、第一のチップで発生した熱を、水平方向に伝達することができる。導体層をモジュールの外縁付近に到達させると、放熱上効果的である。一方、導体層による熱伝達を制御するために、導体層の一部を切断することが考えられる。このために、導体層の除去、あるいは、溝形成が考えられる。
第一のチップとして例えばパワーアンプは、システムによっては、常に発熱しているわけではなく、ある周期でON、OFFを繰り返す。本発明の要旨とするところは、第一のチップが動作中で発熱している際に、第二のチップが当該熱の影響を受けることを防止するにある。従って、第二のチップは、少なくても、ある期間において、時間あたりの発熱量が第一のチップよりも小さければよい。また、中間層として代表的なものは、誘電体層もしくは絶縁体層である。
【０００９】
一例として、第一のチップから第二のチップへの熱伝導を妨害するために、多層基板の主面上に、上記第一のチップと上記第二のチップを結ぶ直線と交わるように断熱領域を規定し、導体層の断熱領域の射影部分を除去すること、あるいは、導体層の断熱領域の射影部分を除去するように溝構造を形成することが考えられる。複数の導体層に於ける断熱領域の射影部分をすべて除去することもできるし、単一の導体層のみを除去することもできる。また、射影部分を全て除去することもできるし、一部除去することもできる。
【００１０】
第二の構造物として複数の上記第一の導体層を、垂直方向に貫通するように形成された部材を用いることができ、たとえば、これはビアホールである。
【００１１】
また、第１のチップの設置位置と第２のチップの設置位置に高低差を設けると、チップ間の距離が稼げるので、第２のチップへの熱伝達妨害上有効である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお，実施の形態を説明するための全図において，同一の機能を有するものは同一符号をつけ，その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
図１は本発明の第一の実施例を示す高周波モジュールの断面図である。第一の実施例は、電力増幅素子１と表面弾性波素子２（以下、SAW素子２）をセラミクスの多層基板３に集積した高周波モジュールである。本実施例におけるSAW素子２は、送信フィルタとしての機能を有している。多層基板３は６層の誘電体層４a、４b、４c、４d、４e、４f、並びに７層の導体層５a、５b、５c、５d、５e、５f、５ｇより構成されている。第一の実施例においては、電力増幅素子１は多層基板３の上面にある導体層５aに形成した導体パタン10に銀ペーストまたは半田などを介して配置されている。SAW素子２は誘電体層４a〜４dを部分的に削除して設けたキャビティ６内の、導体層５eに形成した導体パタン13に銀ペーストまたは半田などを介して配置されている。それぞれの素子表面の導体パタンと多層基板の導体層との接続はボンディングワイヤ７により行っている。SAW素子２が配置されているキャビティは蓋40により気密封止されている。多層基板の上面には受動部品８などが配置され、基板上部をフタ50により覆われている。
【００１４】
また、本実施例では多層基板３に２つのエリア、すなわち第一のエリア100、並びに第二のエリア200を設け、電力増幅素子１とその動作に関連する受動素子８並びにそれらをつなぐ配線パタン101や電力増幅素子１のグランドとして機能する導体パタン102などは第一のエリア100に、SAW素子２とその動作に関連する受動素子８０並びにそれらをつなぐ配線パタン201やSAW素子２のグランドとして機能する導体パタン202などは第二のエリア200に、それぞれまとめて配置するように構成した。
【００１５】
電力増幅素子１から発生した熱は、一部はモジュール表面から、また一部は電力増幅素子１が設置される導体パタン10から導体層並びに誘電体層を伝わりながら、またビアホール11を伝わりながら、水平方向並びに垂直方向に拡散しながら、モジュールの底面12に伝わり、そこから、図には示していないが、モジュールが搭載されるマザーボードを経るなどして、空中に放熱される、などによってモジュールの外部へと放出される。
【００１６】
しかし本発明は、温度特性を有するSAW素子２と電力増幅素子１を同じ多層基板３上に集積しているため、SAW素子２の設置されている導体パタン13の温度上昇をなるべく低く抑えて、SAW素子の特性劣化を防ぐもしくは小さくする必要がある。
【００１７】
そのためには、広くモジュール内に熱を拡散させてモジュール全体の温度を低くするモジュール構造にする、もしくは、電力増幅素子１が配置されている導体パタン１０から、もしくはSAW素子が配置されている導体パタン13から、熱が逃げやすい構造にする、もしくは、電力増幅素子１からの熱がSAW素子２が配置されている導体パタン13には伝わりにくいモジュール構造にする、もしくはこれらの構造を組合せたモジュール構造とすることが効果的である。
【００１８】
本発明の第一の実施例では、モジュール内に熱を拡散させるために、第一のエリア100、並びに第二のエリア200それぞれになるべく多くの導体を設けるようにしている。さらにSAW素子2が設置される導体パタン13と電力増幅素子１が設置される導体パタン10並びにそれぞれの導体パタンに電気的に接続する他の導体パタンの中で、導体パタン13と同じ層、並びに、導体パタン13よりも上層にあり導体パタン10と同じ層、もしくはそれよりも下層に存在する導体をつなげないでおくエリア300を設けている。そのため、導体パタン10から主に導体やビアホール11によって第一のエリア内に拡散されてきた熱は、エリア300のところで熱の伝導率が低くなるため第二のエリア200には伝導されにくくなる。その結果、第二のエリアに伝えられる熱が減少される。また、第二のエリア200内でも、第二のエリア200に伝わってきた熱を第二のエリア200内に広く拡散させるため、なるべく多くの導体を配置している。そのため、SAW素子２が配置される第二の導体パタン13部分に伝わる熱が少なくなるため、導体パタン13の温度上昇を抑えることができ、結果としてSAW素子２の温度上昇を抑制することができる。
【００１９】
従って、電力増幅素子１とSAW素子２を１つのモジュール内に集積化しても、SAW素子２を安定に動作させることができる。
【００２０】
図２により本発明の第二の実施例を説明する。図２は本発明の第二の実施例を示す高周波モジュールの断面図である。第二の実施例の構造は第一の実施例とほぼ同じであるが、第二の実施例では多層基板３は５層の誘電体層と6層の導体層より構成されており、SAW素子２を配置するキャビティは誘電体層４bから4eの間に設けられている。
【００２１】
本実施例においても、電力増幅素子１が配置されている導体パタン10と電気的に接続する他の導体パタンと、SAW素子が配置されている導体パタン13と電気的に接続するさらに別の導体パタンは、導体パタン13よりも下側にある導体層5e、5ｆにおいて接続されている。一方導体層5aから5ｄ層においては、電力増幅素子1が配置されている導体パタン10並びに導体パタン10と電気的に接続する他の導体パタンと、SAW素子2が配置されている導体パタン13並びに導体パタン13と電気的に接続するさらに別の導体パタンをつなげないでおくエリア300が設けられている。
【００２２】
本実施例における高周波モジュールの各層ごとの導体パタン5aから5fをそれぞれ図３から図５に示す。電力増幅素子1は図３（ａ）に示す導体パタン10上に設置され、電力増幅素子1が発生した熱は、主に図３（ａ）から図５（ｆ）に示した導体パタンによって水平方向に、また主にビアホール11によって垂直方向に伝えられる。本実施例では電力増幅素子は図３（ａ）の導体パタン10に設置され、SAW素子は図3bの導体パタン13に設置される。導体パタン10にビアホール11によって電気的に接続する図３（ｂ）の導体パタン14、図４（ｃ）の導体パタン15、図４（ｄ）の導体パタン16は、SAW素子が配置される導体パタン13とビアホール30によって電気的に接続している図４（ｃ）における導体パタン31、図４（ｄ）における導体パタン32とは、同じ層内ではパタンが接続しないように構成されている。一方、図５（ｅ）、図５（ｆ）に示すように導体層５e,５ｆでは、導体パタン10に電気的に接続している導体パタンと導体パタン13に電気的に接続している導体パタンは接続されており、１つの導体パタン17並びに導体パタン18となっている。
【００２３】
その結果、電力増幅素子より発生した熱はSAW素子が配置されている導体層5b、並びにその近傍の導体層5a,5c,5dには伝わりにくくなっているため、導体パタン13の温度上昇を抑制することができ、SAW素子を安定して動作させることができる。
【００２４】
また、電力増幅素子１からSAW素子２へ信号を伝える配線は、図3dに示した導体層5ｄに設けた配線パタン60において第一のエリア100と第二のエリア200の間を渡るようにした。電力増幅素子１からSAW素子２へ信号を伝える配線は導体パタン10、14などに比べて導体の面積が少なく、第一のエリア100側から第二のエリア200側に伝わる熱量は少ない。従って、配線パタン60によって伝えられる熱量によってSAW素子2が受ける影響は少ないため、前記配線パタン60は必ずしも導体層5ｄに設ける必要はなく、さらに上の層に設けても良いし、またさらに下の層に設けても良い。
【００２５】
電力増幅素子1とSAW素子2を同じ多層基板3上に集積した場合であっても本実施例の構造とすることによって、電力増幅素子1からの発熱がSAW素子２に与える影響を低減できるため、両者を高密度に実装してもSAW素子2を安定に動作させることができる高周波モジュールを提供できる。
【００２６】
図６で本発明の第三の実施例を説明する。図６は本発明の第三の実施例を示す断面図である。第三の実施例における高周波モジュールの構造は本発明の第二の実施例とほぼ同様であるが、電力増幅素子１の直下に設けられたビアホール11の他に、電力増幅素子1が設置される導体パタン10とSAW素子2が設置される導体パタン13の間にさらに別のビアホール70が設けられている点が異なる。垂直方向への熱の伝導をビアホール70を設けることで、さらに促す構造とし、SAW素子2が配置されている導体パタン13方向へ伝えられる熱を小さくすることができる。その結果として、電力増幅素子１からの発熱がSAW素子2に与える影響を低減できるため、両者を高密度に実装してもSAW素子2を安定に動作させることができる高周波モジュールを提供できる。
【００２７】
図７で本発明の第四の施例を説明する。図７は本発明の第四の実施例を示す断面図である。第四の実施例における高周波モジュールの構造は本発明の第二の実施例とほぼ同様であるが、電力増幅素子1が設置される導体パタン10とSAW素子2が設置される導体パタン13の間に溝80が設けられている点が異なる。溝80を設けることにより、水平方向に伝導される熱量を小さくすることができる。その結果として、電力増幅素子１からの発熱がSAW素子2に与える影響を低減できるため、両者を高密度に実装してもSAW素子2を安定に動作させることができる高周波モジュールを提供できる。
【００２８】
図８で本発明の第五の実施例を説明する。図８は本発明の第五の実施例を示す断面図である。第五の実施例における高周波モジュールの構造は本発明の第二の実施例とほぼ同様であるが、電力増幅素子１が設置される導体パタン10と電気的に接続する導体パタン17が、SAW素子2が設置されるキャビティ6の金属のフタ40と電気的に接続されている点が異なる。第二の実施例と第五の実施例における導体層5eの差を図５（ｅ）と図９を用いて説明する。
図９に第五の実施例の高周波モジュールの導体層5eにおける導体パタン、図５（ｅ）は第二の実施例における導体層５eにおける導体パタンを示している。第二の実施例では、キャビティ6の金属のフタ40が接触するエリア41と、その周囲の導体パタン17は電気的に接触していない。しかし、第五の実施例では図９に示すように、導体パタン17は金属のフタ40と接触するエリア41に接触している。その結果、電力増幅素子１からの熱が金属製のフタ40にも伝わるため、第二の実施例に比べて、さらに高周波モジュール内に熱が拡散しやすくなり、モジュール全体の温度を下げることができ、当然のことながら、SAW素子2の設置場所の温度も下げることができる。従って、本実施例に示すモジュール構造とすることにより、第二の実施例に示したモジュール構造の場合に比較して、SAW素子が配置される導体パタン13の温度上昇をより少なくすることができる。または電力増幅素子1の発熱量が多少増えた場合でもSAW素子2の設置場所の温度を略同じ温度に保つことが可能である。従って、本実施例に示すモジュール構造とすることによって、電力増幅素子1からの発熱がSAW素子2に与える影響を低減できるため、両者を高密度に実装してもSAW素子２を安定に動作させることができる高周波モジュールを提供できる。
【００２９】
図１０で本発明の第六の実施例を説明する。図１０は本発明の第六の実施例を示す断面図である。本実施例に示すモジュール構造は本発明の第一の実施例とほぼ同様であるが、導体層5ｆ、5ｇにおいても第一のエリア100と第二のエリア200の導体パタンが接続されていない点が第一の実施例と異なる。このように、第一のエリア100並びに第二のエリアにおいてグランドとして機能する導体パタンを全ての層でつながない構造とすることによって、第一の実施例と比べて、水平方向への熱の伝導を防ぐことができ、第一のエリア100側のモジュール温度が多少上昇するが、電力増幅素子1からSAW素子2が配置される導体パタン13に伝導される熱を少なくすることができるため、SAW素子2を安定に動作させることができる高周波モジュールを提供できる。
図１１は図１０の実施例の変形例である。図１１に示すように、本発明の第六の実施例における高周波モジュールをマザーボード350に搭載する場合に、マザーボード350の導体パタン351にも高周波モジュールの導体パタンに併せて、一部導体を削除した部分352を設けることにより、第一のエリア100からマザーボード350上の導体を介して第二のエリア200に伝わる熱を小さくすることができる。そのため、電力増幅素子１とSAW素子２を高密度に実装してもSAW素子２を安定に動作させることができる高周波モジュールを提供できる。
図１２は本発明の第七の実施例である。
図１３は本発明の第八の実施例である。
【００３０】
図１２、図１３においては、高周波モジュールにおける導体パタンは省略し、多層基板3の形状と電力増幅素子1並びにSAW素子2の配置場所の関係のみを示した図になっているが、各層の導体パタンは、先に述べた実施例と略同様である。これらの実施例では、電力増幅素子1は多層基板3の上面に配置されており、SAW素子2は多層基板3の裏面側から設けたキャビティ6内に設置されている。また多層基板3はマザーボード350の上に設置されている。
【００３１】
これらの実施例では高周波モジュールは長方形状ではなく、L字型もしくはコの字型の形状をしており、電力増幅素子1とSAW素子2は、図１２並びに図１３に示すように、それぞれモジュールの端部に配置している。これらの実施例のようなモジュール構造にすることによって、電力増幅素子1からSAW素子2の間の距離を長くすることができ、熱の伝わりを小さくできるため、SAW素子2の設置部分の温度をより下げることができる。また、マザーボードに伝えられた熱の一部は、上述のようにマザーボード350内を伝導して拡散する。従って、図１２に示すようにマザーボード350上の導体パタン351も、SAW素子2と電力増幅素子1の間に導体を削除したエリア352を設けても良い。
【００３２】
図１４で本発明の第九の実施例を説明する。第九の実施例はこれまでに述べた他の実施例と略同様であるが、電力増幅素子1が多層基板3に設けられたキャビティ90内に設置されている点が他の実施例と異なる。また、本実施例においても図６に示した実施例と同様に、電力増幅素子1とSAW素子1の間に電力増幅素子1の直下のビアホールとは別に、ビアホール70を設け、熱をマザーボード側へより逃がしやすい構造としている。
【００３３】
図１５で本発明の第十の実施例を説明する。図１５は電力増幅素子1やSAW素子のほかに、RF-IC400も一体化した高周波モジュールである。図１５においては、SAW素子は図には示されていないキャビティ内に配置されている。本実施例は、電力増幅素子１並びに電力増幅素子の整合回路を構成する部品などを配置した第一のエリア100と、SAW素子やスイッチ、容量やインダクタなどのフィルタ構成部品を配置した第2のエリア200、RF-IC400並びにRF−ICの動作に関連する部品などを配置した第三のエリア500というように、それぞれの機能毎にエリアを分けて集積化している。
【００３４】
この場合は、それぞれのエリアのグランドとして機能する導体は、図１０に示した実施例のように多層基板３内ではつなげず、マザーボード350上でつなげても良いが、電力増幅素子1の発熱によるモジュール温度の上昇を抑制する観点からは、SAW素子が配置されている導体パタン（図には示されていない）には、熱が伝わらないようにしつつ、かつ、なるべく導体パタンをつなげて、熱をモジュール内に広く拡散させる構造とすることが望ましい。
図１６に図１５に示した高周波モジュールの点線ABに沿った断面図を示す。図１６に示した実施例では、SAW素子2が配置されている導体層並びにそれよりも上層の導体層においては、第一のエリア100と第三のエリア500におけるグランドとして機能する導体を連続した導体のパタンとしている。またRF-ICチップ400の下並びにSAW素子の下にもそれぞれビアホール71、72を設けて第三のエリア500や第二のエリア200に伝わってきた熱を図には示していないがマザーボード側に伝導するような構造としている。その結果、SAW素子2が配置される導体パタン13の温度上昇を抑制することができ、SAW素子2を安定に動作させることができる高周波モジュールを提供できる。
図１７は他の一例を示す。すなわち、高周波モジュールの構造は図１６に示した構造に限るものではなく、図１７に示すように、第二のエリア200と第三のエリア500のグランドとして機能する導体パタンをつなげて、SAW素子2が配置される導体パタン13が形成される導体層、並びにそれよりも上層の導体層における第一のエリア100の導体パタンはつなげないような構造としても良いことは言うまでもない。
【００３５】
このように電力増幅素子やSAW素子を集積化することによって、さらにはスイッチやRF-ICなども集積化して１モジュール化することによって、これまで個別部品を用いて端末を組み立てる場合に比較して、高周波部分の設計の手間を省き、かつ組み立ての工数を削減でき、使い勝手も向上するため、結果として端末のコストを低減することができる。
【００３６】
以上述べたように、本発明のモジュール構造とすることによって、電力増幅素子とSAW素子とを一体化した場合でも、従来より小型で、SAW素子の劣化が少なく、安定に動作する高周波モジュールを提供できる。
【００３７】
また本発明は電力増幅素子とSAW素子の集積化に限ったものではなく、その他の発熱素子とその他の温度特性を有する素子との組合せにおいても効果を有することは明白である。
【００３８】
また、発明の形態も実施例に述べたものに限るものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々組み合わせても良いことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明により、電力増幅機能を有する第一の素子とSAW素子などのように温度特性を有する第二の素子を同一基板上に高密度に集積化した場合でも、第二の素子の配置場所の温度上昇を抑制し、第一の素子との熱干渉を低減できるため、第一の素子並びに第二の素子が正常かつ安定に動作する小型、高機能の高周波モジュールを提供することができる。
【００４０】
また、本発明による高周波モジュールを用いることにより、無線通信端末を小型化することができる、もしくは、無線通信端末の大きさが一定の場合は新機能を追加するためのスペースを設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例を示す断面図。
【図２】本発明の第二の実施例を示す断面図。
【図３】本発明の第二の実施例の各導体層パタンを示す平面図。
【図４】本発明の第二の実施例の各導体層パタンを示す平面図。
【図５】本発明の第二の実施例の各導体層パタンを示す平面図。
【図６】本発明の第三の実施例を示す断面図。
【図７】本発明の第四の実施例を示す断面図。
【図８】本発明の第五の実施例を示す断面図。
【図９】本発明の第五の実施例の導体層を示す平面図。
【図１０】本発明の第六の実施例を示す断面図。
【図１１】本発明の第六の実施例を示す断面図。
【図１２】本発明の第七の実施例を示す斜視図。
【図１３】本発明の第八の実施例を示す斜視図。
【図１４】本発明の第九の実施例を示す断面図。
【図１５】本発明の第十の実施例を示す斜視図。
【図１６】本発明の第十の実施例を示す断面図。
【図１７】本発明の第十の実施例を示す他の断面図。
【符号の説明】
1：電力増幅素子、
2：表面弾性波素子（SAW素子）、
3：多層基板、
4a、4b、4c、4d、4e、4f：誘電体層、
5a、5b、5c、5d、5e、5f、5ｇ：導体層、
6：キャビティ、
7：ボンディングワイヤ、
8、80：受動部品、
40、50：フタ、
101、201、60：配線パタン、
10、13、102、202、14、15、16、17、18、31、32、351：導体パタン
11、30、70、71、72:ビアホール
12：底面
100：第一のエリア、
200：第二のエリア、
300、41：エリア
350：マザーボード
352：導体を削除したエリア
400：RF-IC
500：第三のエリア。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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