(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂または樹脂と機能材料粉末を混合した複合材料によって多層構造に構成されている基板と、該基板に内蔵または搭載された半導体部品とを備えて少なくともフロントエンドモジュールを構成するマルチバンド方式の移動体通信機器用モジュールであって、
アンテナに接続されるダイプレクサを１つのセラミックチップにより構成して前記基板内に埋設した
ことを特徴とする移動体通信機器用モジュール。
【請求項２】
請求項１の移動体通信機器用モジュールにおいて、
前記移動体通信機器用モジュールは比誘電率が２．５〜５．０の低誘電率層とその層より比誘電率が高い高誘電率層とを含み、前記ダイプレクサを前記低誘電率層に埋設した
ことを特徴とする移動体通信機器用モジュール。
【請求項３】
請求項２の移動体通信機器用モジュールにおいて、
前記高誘電率層の比誘電率が１５．０〜３０．０である
ことを特徴とする移動体通信機器用モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの移動体通信機器やローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）等に使用するモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許第２９８３０１６号公報には、マルチバンド方式の高周波スイッチモジュールとして、アンテナに接続されるダイプレクサと、送受切換え用高周波スイッチを１つのチップ内に構成して小型化したものが開示されている。前記チップは、グリーンシートの積層、焼成により作製される積層体基板内に積層構造によりダイプレクサを形成し、かつ該基板に半導体チップや容量の大きなコンデンサなどを搭載している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のモジュールにおいては、多くの受動素子を積層構造の基板により実現しているので、セラミックの焼成時に基板にそりやクラックが発生しやすく、また、誘電体材料と磁性体材料のように異なる材質を同時に焼成するとさらにそりやクラックが発生しやすくなるので、歩留りが悪くなるという問題点がある。
【０００４】
一方、樹脂または樹脂に誘電体粉末または磁性体粉末などの機能材料粉末を混合した複合材料を積層体基板に用いた場合、樹脂は吸湿性が高いため、経年により特性が劣化するおそれがある。特に、ダイプレクサは、アンテナに接続される部分であって、損失は極力小さくする必要があり、経年劣化が少ないことが求められるため、吸湿性による特性の経年劣化は致命的となる。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、マルチバンド方式の少なくともフロントエンドモジュールを含む移動体通信機器用モジュールを実現する際に、歩留りが高く、かつ信頼性が確保できると共に、小型化が図れるものを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の移動体通信機器用モジュールは、樹脂または樹脂と機能材料粉末を混合した複合材料によって多層構造に構成されている基板と、該基板に内蔵または搭載された半導体部品とを備えて少なくともフロントエンドモジュールを構成するマルチバンド方式の移動体通信機器用モジュールであって、
アンテナに接続されるダイプレクサを１つのセラミックチップにより構成して前記基板内に埋設した
ことを特徴とする。
【０００７】
このように、アンテナに接続されるダイプレクサをセラミックチップにより構成すれば、セラミックチップは吸湿性が低く、このため経年変化が少なく、特性が安定する。また、基板は樹脂または樹脂と機能材料粉末との積層構造で実現されるため、内蔵素子が多くかつ異なる材質の積層構造でもセラミック積層焼結体に比較してそりやクラックが生じにくく、歩留りが向上する。また、ダイプレクサを含む少なくともマルチバンド方式のフロントエンドモジュールが１つのチップとして構成されるので、チップであるダイプレクサを基板に埋設したこととも相俟って、小型化が図れる。
【０００８】
請求項２の移動体通信機器用モジュールは、請求項１において、
前記移動体通信機器用モジュールは比誘電率が２．５〜５．０の低誘電率層とその層より比誘電率が高い高誘電率層とを含み、前記ダイプレクサを前記低誘電率層に埋設した
ことを特徴とする。
請求項３の移動体通信機器用モジュールは、請求項２において、
前記高誘電率層の比誘電率が１５．０〜３０．０である
ことを特徴とする。
【０００９】
このように低誘電率層にダイプレクサを埋設したので、容量結合によるダイプレクサと他の素子との相互の干渉を防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による移動体通信機器用モジュールを実現するブロック回路の一例図である。本実施の形態は、ＧＳＭ方式（９００ＭＨｚ帯）とＤＣＳ方式（１．８ＧＨｚ帯）に兼用されるもので、フロントエンドモジュールを構成する例を示す。図１において、１はフロントエンドモジュール、２はアンテナ、T１、T５はそれぞれＧＳＭ方式の送信回路、受信回路に接続される端子電極、T１１、T７はそれぞれＤＣＳ方式の送信回路、受信回路に接続される端子電極である。矢印は各方式の信号の流れを示す。
【００１１】
３、４はそれぞれＤＣＳ方式、ＧＳＭ方式の送信信号中に含まれる高調波を除去するローパスフィルタ、５はＤＣＳ方式の送受切換え用スイッチ、６はＧＳＭ方式の送受切換え用スイッチ、７はＤＣＳ方式の信号とＧＳＭ方式の信号を分離する分波回路として設けられたダイプレクサである。
【００１２】
図２は前記フロントエンドモジュール１の回路構成を説明する回路図である。図２において、Ｔ１〜Ｔ１１は後述の積層体８（図３（Ａ）参照）の外側に設けられる端子電極である。端子電極Ｔ９はアンテナへの端子電極であり、コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ１１とコンデンサＣ１、Ｃ１１、Ｃ１２は分波回路である前記ダイプレクサ７を構成する。コイルＬ１とコンデンサＣ１から端子電極Ｔ１１に至る側の回路（図面上、右側の回路）がＤＣＳ方式に対応する回路である。コイルＬ１１とコンデンサＣ１１から端子電極Ｔ１に至る回路（図面上、左側の回路）がＧＳＭ方式に対応する回路である。
【００１３】
右側のＤＣＳ方式に対応する回路において、Ｔ１１はＤＣＳ方式の送信回路に接続される端子電極である。Ｔ７はＤＣＳ方式の受信回路に接続される端子電極である。Ｔ８、Ｔ１０はＤＣＳ方式の送受切換えを行うための制御信号を加える端子電極である。コイルＬ６とコンデンサＣ６〜Ｃ８は前記ローパスフィルタ３を構成する。ダイオードＤ１、Ｄ２と、コイルＬ３〜Ｌ５と、コンデンサＣ２〜Ｃ５、Ｃ９は送受信切換えスイッチ５を構成する。
【００１４】
また、左側のＧＳＭ方式に対応する回路において、Ｔ１はＧＳＭ方式の送信回路に接続される端子電極である。Ｔ５はＧＳＭ方式の受信回路に接続される端子電極である。Ｔ２、Ｔ４はＧＳＭ方式の送受切り換えを行うための制御信号を加える端子電極である。コイルＬ１４とコンデンサＣ１７〜Ｃ１９はローパスフィルタ４を構成する。また、ダイオードＤ１１、Ｄ１２とコイルＬ１２、Ｌ１３とコンデンサＣ１３〜Ｃ１６は送受信切換えスイッチ６を構成する。
【００１５】
図３（Ａ）は本実施の形態のモジュールの全体構成を示す斜視図であり、側面部に設けられる端子電極は図示を省略している。図３（Ｂ）は該モジュールの層構造図である。また、図４（Ａ）は該モジュールの断面図、図４（Ｂ）は該モジュールに埋設されるダイプレクサチを示す斜視図、図４（Ｃ）はその層構造図である。
【００１６】
該フロントエンドモジュールは、積層体（ベース基板）８と、該積層体８上に搭載した前記ダイオードＤ１、Ｄ２等の半導体部品１９とからなる。搭載部品としては、高容量コンデンサやインダクタあるいは抵抗等の受動素子１９Ａを設ける場合もある。またこれらの搭載部品は積層体８に内蔵する場合もある。
【００１７】
積層体８は、図３（Ｂ）、図４（Ａ）に示すように、必要に応じてガラスクロスを埋設した樹脂または樹脂に誘電体粉末を混合した低誘電率層９ａ〜９ｇと、必要に応じてガラスクロスを埋設した樹脂または樹脂に誘電体粉末を混合した高誘電率層１０ａ、１０ｂとを、各層間にインダクタ導体１１、１４やコンデンサ電極１２、１５を形成して一体に積層してなる。１６は積層体８の底面に形成したグランド電極、１７は前記は半導体部品１９を固着するランドである。
【００１８】
２０は前記積層体８内に設けるキャビティであり、該キャビティ２０にはセラミックチップでなるダイプレクサ７が埋設される。該ダイプレクサ７は、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、セラミックグリーンシートからなる層２１ａ〜２１ｆからなり、これらのグリーンシートに、グランド電極１８、インダクタ導体２２、コンデンサ電極２３、ビアホール導体２４をＡｇ、ＣｕまたはＡｇ−Ｐｄ等を用いて印刷等によって形成し、これらを積み重ね、仮スタックし、熱プレスすることによって一体化し、切断、焼成、端子電極形成を行ってチップとしてのダイプレクサ７を作製する。なおこのセラミックチップは、グリーンシートを用いるのではなく、誘電体ペーストまたはおよび磁性体ペーストと導体とを交互に印刷して層構成する印刷法により作製してもよい。
【００１９】
図５は前記チップ状としたダイプレクサ７を基板１内に内蔵する工程を示す図である。図５（Ａ）に示すように、銅箔２５に接着シート２６を貼付け、チップ７の底面の端子を接続するためのランド２７を、レーザによる孔あけと、その孔に半田ペーストを塗布して形成する。次に図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ランド２７上にチップ７を搭載する。
【００２０】
また、図５（Ｃ）に示すように、チップ７の位置にチップ７と同じサイズあるいはそれよりやや大きいサイズのキャビティ２０を形成した前記低誘電率層９ｂ〜９ｄとなる３層を一体化したコア基板を用意し、図５（Ｄ）に示すように、該キャビティ２０をチップ７に嵌めて前記接着シート２６上にこのコア基板を重ねる。ここで、低誘電率層９ｂ〜９ｄを形成する３層のコア基板の厚みは、チップ７とほぼ同じかあるいはそれ以上とする。
【００２１】
次に図５（Ｄ）に示すように、前記３層のコア基板上に、前記低誘電率層９ａとなるプリプレグを重ね、熱プレスし、後述のように、そのプリプレグの流動性によりチップ７の上面や側面の隙間をプリプレグによって埋める。
【００２２】
次に図５（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、銅箔３０を接着シート２９により貼付ける。
【００２３】
その後、上下の銅箔２５、３０をプリント基板の一般的な工法でエッチングによりパターニングする。この場合、上方の銅箔３０のエッチングにより前記ランド１７が形成され、下方の銅箔２５のエッチングによりチップを接続する等の役目を有する配線パターンが形成される。
【００２４】
なお、前記低誘電率層９ａ〜９ｇには、好ましくは比誘電率が２．５〜５．０のものを用いる。また、高誘電率層１０ａ、１０ｂには好ましくは比誘電率が１５．０〜３０．０のものを用いる。本実施の形態においては、低誘電率層９ａ〜９ｇには、難燃剤を混合しかつガラスクロスを埋設したビニルベンジル樹脂で比誘電率が３．５で厚みが１００μｍのものを用いた。また、高誘電率層１０ａ〜１０ｄにはチタン酸バリウムでなる誘電率粉末および難燃剤を混合しかつガラスクロスを埋設したエポキシ樹脂で比誘電率が２０で厚みが６０μｍのものを用いた。
【００２５】
なお、樹脂としては、上記のもののほか、フェノール樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）等が用いられる。また、これらの樹脂に混合する誘電体粉末としては、上記のほか、例えばＣａＴｉＯ３系、ＳｒＴｉＯ３系、ＢａＴｉＯ３−ＢａＺｒＯ３系、ＢａＯ−ＴｉＯ２−Ｎｄ２Ｏ３系、ＢａＯ−４ＴｉＯ２系等のセラミック誘電体粉末や、誘電体単結晶粉末、誘電体皮膜を有する金属粉末等が用いられる。また、低誘電率層９ａ〜３０ｇを構成するものとして、誘電体粉末を混合したものを用いてもよく、この低誘電率層用誘電体粉末としては、アルミナ系等のセラミック誘電体粉末、誘電体単結晶粉末、誘電体皮膜を有する金属粉末等が用いられる。勿論本発明において用いる誘電体粉末、樹脂はこれらの材質のものに限定されない。
【００２６】
この積層体は、前記複合材料でなるプリプレグに銅箔を貼着け、半硬化させて複数個の積層体分の導体パターンが形成されるようにエッチングした後、次に新たにプリプレグ、銅箔を貼着けてエッチングするという工程を繰り返すか、あるいはガラスクロスを用いないビルドアップ工法や導体形成に厚膜印刷工法や薄膜形成方法を用いることができる。
【００２７】
また、インダクタ形成部分には磁性体粉末を樹脂に混合した磁性層を構成してもよく、樹脂に混合する磁性体粉末としては、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系等のフェライト粉末、金属磁性粉末、磁性単結晶粉末、絶縁皮膜を有する磁性金属粉末等が用いられる。
【００２８】
また、ランド１７や配線パターン、インダクタ導体１１、１４、コンデンサ電極１２、１５などの導体としては、銅以外に、銀、ニッケル、錫、亜鉛、アルミニウムなどを用いることができる。
【００２９】
以上に説明したように、アンテナに接続されるダイプレクサ７をセラミックチップにより構成すれば、セラミックチップは吸湿性が低く、このため経年変化が少なく、特性が安定する。また、基板は樹脂または樹脂と機能材料粉末との積層構造で実現されるため、内蔵素子が多くかつ異なる材質の積層構造でもセラミック積層焼結体に比較してそりやクラックが生じにくく、歩留りが向上する。また、ダイプレクサを含む少なくともマルチバンド方式のフロントエンドモジュールが１つのチップとして構成されるので、小型化が達成できる。また、前記ダイプレクサ７を前記積層体８内に埋設することにより、さらなる小型化が図れる。また、低誘電率層にダイプレクサを埋設したので、容量結合によるダイプレクサと他の素子との相互の干渉を防止できる。
【００３０】
本発明を実施する場合、ダイプレクサチップ７以外に半導体部品や受動素子を積層体８内に埋め込んでもよい。また、本発明のモジュールは、移動体通信機器のダイプレクサ、スイッチ、フィルタからなるフロントエンドモジュール以外に、送信回路や受信回路等の全部あるいは一部等の他の部分を含むように構成してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１によれば、アンテナに接続されるダイプレクサをセラミックチップにより構成したものであり、セラミックチップは吸湿性が低く、このため経年変化が少なく、特性が安定する。また、基板は樹脂または樹脂と機能材料粉末との積層構造で実現されるため、内蔵素子が多くかつ異なる材質の積層構造でもセラミック積層焼結体に比較してそりやクラックが生じにくく、歩留りが向上する。また、ダイプレクサを含む少なくともマルチバンド方式のフロントエンドモジュールが１つのチップとして構成され、さらにダイプレクサを基板に埋設したので、小型化が達成できる。
【００３２】
請求項２、３によれば、低誘電率層にダイプレクサを埋設したので、容量結合によるダイプレクサと他の素子との相互の干渉を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動体通信機器用モジュールを実現するブロック回路の一例図である。
【図２】図１の移動体通信機器用モジュールを実現する等価回路の一例図である。
【図３】（Ａ）は本実施の形態のモジュールの全体構成を示す斜視図、（Ｂ）は該モジュールの層構造図である。
【図４】（Ａ）は該モジュールの断面図、（Ｂ）は該モジュールに埋設されるダイプレクサを示す斜視図、（Ｃ）はその層構造図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｆ）は本実施の形態の製造工程の一部を示す工程図である。
【符号の説明】
１：フロントエンドモジュール、２：アンテナ、３、４：ローパスフィルタ、５、６：スイッチ、７：ダイプレクサ、８：積層体、９ａ〜９ｇ：低誘電率層、１０ａ、１０ｂ：高誘電率層、１１、１４：インダクタ導体、１２、１５：コンデンサ電極、１６：グランド電極、１７：ランド、１８：グランド電極、１９：半導体部品、１９Ａ：受動素子、２０：キャビティ、２１ａ〜２１ｆ：層、２２：インダクタ導体、２３：コンデンサ電極、２４：ビアホール導体、２５：銅箔、２６：接着シート、２７：ランド、２９：接着シート、３０：銅箔
【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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