本發(fā)明涉及具備安裝有濾波器元器件的模塊基板的高頻模塊。
背景技術:
以往,提供了一種具備安裝有濾波器元器件的模塊基板的高頻模塊。對于模塊基板上所搭載的濾波器元器件,提供了如下結構,即,包括在其一個主面形成有形成濾波器的多個諧振器的濾波器基板以及安裝有該濾波器基板的封裝基板的CSP(芯片尺寸封裝)結構;或以相同的方式將形成有濾波器的濾波器基板直接安裝于模塊基板的WL-CSP(晶圓片級芯片封裝)結構。
此外,濾波器元器件中一般搭載有用于調整由利用了彈性波的諧振器所形成的濾波器的特性的電感器。例如,CSP結構的濾波器元器件中,如圖7所示,在封裝基板500設有電感器La、Lb。封裝基板500由多個絕緣層501~504層疊而成,在絕緣層504的一個主面的由虛線所包圍的區(qū)域505安裝有濾波器基板(省略圖示)。此外,在絕緣層501的另一個主面形成有:與安裝有濾波器元器件的封裝基板之間輸入輸出RF信號的第1、第2端子506、507;以及與封裝基板的接地電極相連接的第3端子508。
此外,圖7所示的示例中,濾波器基板上形成有:配置為呈串聯(lián)臂狀地連接在濾波器的輸入輸出端子之間的多個串聯(lián)臂諧振器;以及各自的一端與串聯(lián)臂相連接的2個并聯(lián)臂諧振器。濾波器的輸入輸出端子分別與RF信號的引出用布線電極509、510相連接,經(jīng)由層間連接導體511與第1、第2端子506、507相連接。
此外,一個并列臂諧振器的另一端與形成于絕緣層504的一個主面的接地布線用的布線電極512相連接,經(jīng)由層間連接導體513連接于形成于絕緣層503的一個主面并形成電感器La的布線電極514、形成于絕緣層502的一個主面的接地布線用的布線電極515、以及第3端子508。此外,另一個并列臂諧振器的另一端與形成于絕緣層504的一個主面的接地布線用的布線電極516相連接,經(jīng)由層間連接導體517連接于形成于絕緣層503的一個主面并形成電感器Lb的布線電極518、布線電極515以及第3端子508。
通過變更各個布線電極514、518各自的圖案形狀或線路長度、粗細,從而能對各個電感器La、Lb各自的電感特性進行調整。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2004-7250號公報(段落0056~0062、圖4~圖6等)
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的技術問題
圖7所示的示例中,濾波器元器件的封裝基板500內(nèi)配置了濾波器特性調整用的電感器La、Lb。因此,需要用于配置形成各電感器La、Lb的布線電極514、515的絕緣層503,存在安裝于模塊基板的濾波器元器件(封裝基板500)的厚度變厚的問題。
此外,為了避免濾波器元器件大型化,在不增大封裝基板500的尺寸而進一步延伸用于形成電感器La、Lb的布線電極514、518的線路長度,或進一步形成用于形成特性調整用的其他電感器的其他布線電極的情況下,則有可能產(chǎn)生以下問題。即,用于形成特性調整用的電感器La、Lb的布線電極514、518在封裝基板500內(nèi)的布線密度變大,布線電極514、518相互接近地配置。
因此,因上述布線電極514、518彼此進行電磁場耦合而產(chǎn)生不需要的電容分量等,濾波器的衰減特性有可能發(fā)生變動。此外,在封裝基板500內(nèi),形成各電感器La、Lb的布線電極514、518的配置空間受到限制,因此存在難以通過對各電感器La、Lb的圖案形狀或線路長度、粗細進行更變從而調整電感值進而對濾波器的衰減特性進行調整的問題。
本發(fā)明鑒于上述問題而完成,其目的在于提供一種能降低濾波器元器件的高度,并能防止濾波器的衰減特性的變動,能容易地對濾波器的衰減特性進行調整、改善的技術。
解決技術問題的技術方案
為了達成上述目的,本發(fā)明的高頻模塊的特征在于,包括濾波器元器件、模塊基板以及第2電感器,所述濾波器元器件具有:輸入有RF信號的第1端子;通過有從所述第1端子輸入的RF信號的第1濾波器;對通過了所述第1濾波器的RF信號進行輸出的第2端子;與接地電極相連接的第3端子,以及一端與所述第1濾波器相連接,另一端與所述第3端子相連接的第1電感器,所述模塊基板中設置有所述接地電極,安裝有所述濾波器元器件,所述第2電感器俯視時設置于所述模塊基板內(nèi)的所述濾波器元器件的正下方,一端與所述第3端子相連接,另一端與所述接地電極相連接,所述第1濾波器具有:配置為呈串聯(lián)臂狀地連接所述第1濾波器的輸入端子以及輸出端子的多個串聯(lián)諧振器;以及連接在所述串聯(lián)臂與所述第3端子之間的多個并聯(lián)臂諧振器,所述多個并聯(lián)臂諧振器中的至少一個與所述第1電感器的一端相連接,構成所述第1電感器的第1布線電極與構成所述第2電感器的第2布線電極配置為在俯視時至少部分重合。
在采用上述構成的發(fā)明中,將用于將第1濾波器調整為所期望的衰減特性的電感器的一部分作為第2電感器設置于模塊基板。因此,將形成設置于濾波器元器件內(nèi)的用于調整第1濾波器的衰減特性的第1電感器的第1布線電極的線路長度縮短,能降低第1布線電極在濾波器元器件內(nèi)的占用面積。因此,例如在第1布線電極形成于絕緣層的情況下,能減少絕緣層的數(shù)量,因此能降低濾波器元器件的高度。此外,形成第2電感器的第2布線電極在俯視時配置于與濾波器元器件重合的區(qū)域,因此通過減小形成有第2布線電極的模塊基板2的面積從而能使高頻模塊小型化。
此外,能縮短第1布線電極的線路長度從而降低濾波器元器件內(nèi)的第1布線電極的占用面積,因此能抑制形成配置于濾波器元器件內(nèi)的其他電感器等的其他布線電極與第1布線電極的電磁場耦合。因此,能防止因第1電感器等的特性變化而導致第1濾波器的衰減特性發(fā)生變動。
此外,在與濾波器元器件相比布線電極的配置自由度較高的模塊基板內(nèi),能容易地對第2布線電極的圖案形狀、線路長度、粗細進行改變從而自由地對第2電感器的電感值進行調整。因此,能提高第1電感器以及第2電感器構成為一體的特性調整用電感器的設計自由度,因此能容易地將第1濾波器調整為所期望的衰減特性。
此外,將第1布線電極與第2布線電極配置為在俯視時至少部分重合,從而能容易地使第1電感器與第2電感器進行磁場耦合。因此,即使在高頻模塊小型化,能對第1電感器以及第2電感器進行配置的空間受到限制的情況下,也能提高第1電感器以及第2電感器構成為一體的特性調整用的電感器的電感特性。因此,能更容易地對第1濾波器的衰減特性進行調整、改善。
此外,可以將所述第1布線電極以及所述第2布線電極構成為使得在所述第1布線電極與所述第2布線電極重合的部分中電流向同一方向流動。
由此,能更容易地使第1布線電極與第2布線電極進行磁場耦合,因此能進一步提高第1電感器以及第2電感器構成為一體的特性調整用的電感器的電感特性。
此外,可以構成為所述第1電感器以及所述第2電感器具有相同的電感器結構,該電感器結構為盤旋型或螺旋型,所述第1布線電極以及所述第2布線電極向同一方向卷繞。
根據(jù)上述構成,由第1電感器所產(chǎn)生的磁場的方向與由第2電感器所產(chǎn)生的磁場的方向相同,因此能抑制由用于對第1濾波器的特性進行調整的電感器所產(chǎn)生的磁場的擴散。因此,例如,能防止第1、第2電感器與其他電路元件的磁場耦合。
此外,可以構成為所述濾波器元器件包括:在其一個主面的規(guī)定區(qū)域形成有所述多個串聯(lián)臂諧振器以及所述多個并聯(lián)臂諧振器的濾波器基板;以及安裝有所述濾波器基板的封裝基板,所述第1布線電極設置于所述封裝基板內(nèi)。
根據(jù)上述構成,通過將設置有第1布線電極的封裝基板形成得較薄,從而能提供將高度降低后的CSP結構的濾波器元器件安裝于模塊基板的、具有實用性構成的高頻模塊。
此外,可以構成為所述濾波器元器件包括:在其一個主面的規(guī)定區(qū)域形成有所述多個串聯(lián)臂諧振器以及所述多個并聯(lián)臂諧振器的濾波器基板;配置為圍繞所述規(guī)定區(qū)域的絕緣層;配置于所述絕緣層上,以使得覆蓋所述多個串聯(lián)臂諧振器以及所述多個并聯(lián)臂諧振器的方式設置的保護層;以及由所述濾波器基板、所述絕緣層以及所述保護層圍繞的空間,所述第1端子、所述第2端子以及所述第3端子分別設置為從與所述空間所在的面相反的主面露出,與設置于所述模塊基板的安裝面的安裝用電極相連接,所述第1布線電極也可設置于所述保護層內(nèi)。
根據(jù)上述構成,通過將設置有第1布線電極的保護層形成得較薄而將高度進一步降低后的WL-CSP結構的濾波器元器件安裝于模塊基板,從而能提供高度進一步降低以及進一步小型化的高頻模塊。
此外,可以構成為所述高頻模塊進一步具備用于調整所述第1濾波器的特性的第3電感器,該第3電感器由設置于所述模塊基板內(nèi)的第3布線電極構成,一端與所述多個并聯(lián)臂諧振器中的至少一個相連接,另一端與接地電極相連接,以使得分別流過所述第2電感器以及所述第3電感器的電流方向為彼此相反方向的方式構成所述第2布線電極以及所述第3布線電極。
由此,能抑制第2電感器與第3電感器在模塊基板內(nèi)的磁場耦合。因此,能抑制第2電感器以及第3電感器的電感特性發(fā)生變動,因此能防止第1濾波器的衰減特性的劣化,實現(xiàn)濾波器的衰減特性的提高。
此外,可以構成為所述濾波器元器件進一步包括:由多個諧振器構成,通過有輸入至所述第2端子的RF信號的第2濾波器;以及將通過所述第2濾波器的RF信號進行輸出的第4端子,所述第1濾波器的通頻帶是發(fā)送信號的頻帶,所述第2濾波器的通頻帶是接收信號的頻帶。
由此,利用分離配置的第1、第2電感器來改善第1濾波器的衰減特性,因此能提供具備隔離特性改善后的第1濾波器與第2濾波器的高頻模塊。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,通過將用于對濾波器元器件的第1濾波器的衰減特性進行調整的第1、第2電感器配置為在彼此容易產(chǎn)生磁場耦合的狀態(tài)下分離,從而能降低濾波器元器件內(nèi)的第1布線電極的布線量。因此,例如在第1布線電極形成于絕緣層的情況下,能減少絕緣層的數(shù)量并降低濾波器元器件的高度。此外,能降低濾波器元器件內(nèi)的第1布線電極的布線密度,因此能防止因第1布線電極與其他布線電極進行電磁場耦合而導致第1電感器的電感值發(fā)生變化進而引起第1濾波器的衰減特性發(fā)生變動。此外,通過變更第2布線電極的構成來對第2電感器的電感值進行調整,從而能對第1電感器以及第2電感器構成為一體的特性調整用電感器的電感特性進行調整,因此能容易地對第1濾波器的衰減特性進行調整、改善。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的高頻模塊的實施方式1的圖。
圖2是示出圖1的高頻模塊的電學構成的電路框圖。
圖3是示出俯視第1布線電極以及第2布線電極時的配置關系的圖。
圖4是示出第1濾波器與第2濾波器之間的隔離特性的圖。
圖5是示出形成電感器的布線電極的變形例的圖,是示出具備(a)~(f)各自不同的結構的布線電極的圖。
圖6是示出本發(fā)明的高頻模塊的實施方式2的圖。
圖7是示出現(xiàn)有的高頻模塊所具備的濾波器元器件的封裝基板的圖。
具體實施方式
<實施方式1>
參照圖1~圖5,對本發(fā)明的高頻模塊的實施方式1進行說明。圖1是示出本發(fā)明的高頻模塊的實施方式1的圖,圖2是示出圖1的高頻模塊的電學構成的電路框圖,圖3是示出俯視第1布線電極以及第2布線電極時的配置關系的圖。圖4是示出第1濾波器與第2濾波器之間的隔離特性的圖。圖5是示出形成電感器的布線電極的變形例的圖,是示出具備(a)~(f)各自不同的結構的布線電極的圖。
另外,圖1~圖3中,僅圖示出了本發(fā)明所涉及的主要構成,為了簡化說明,省略其他構成的圖示。此外,對于在之后的說明中所參照的圖6,也與圖1~圖3相同地僅圖示出了本發(fā)明的主要構成,在以下的說明中省略其說明。
(高頻模塊)
圖1以及圖2所示的高頻模塊1搭載于移動電話或移動信息終端等通信移動終端所具備的母基板,本實施方式中,包括設置有第1濾波器14以及第2濾波器15的濾波器元器件10(雙工器)、模塊基板2、匹配電路3以及開關IC、濾波器、電阻、電容器、線圈等各種電子元器件(省略圖示),形成為高頻天線開關模塊。
此外,濾波器元器件10、用于形成匹配電路3的貼片型電感器3a、其他各種的電子元器件的至少一部分安裝于設置于模塊基板2的安裝面2a上的安裝用的電極2b。各種元器件10、3a或電子元器件等與形成于模塊基板2的背面的多個安裝用電極5通過設置于模塊基板2的布線電極4互相進行電連接。此外,由安裝用電極5來形成以下電極:即,從外部輸入發(fā)送信號的發(fā)送電極Txa;將輸入至發(fā)送電極Txa的發(fā)送信號向外部輸出,并從外部輸入接收信號的公共電極ANTa;將輸入至公共電極ANTa的接收信號向外部輸出的接收電極Rxa;以及與接地路徑GND相連接的接地電極GNDa。
此外,通信移動終端所具備的母基板中設置有與公共路徑ANT或接地路徑GND、發(fā)送路徑Tx、接收路徑Rx等各種信號路徑相對應的布線電極。通過將高頻模塊1搭載于母基板,從而使形成上述各種路徑ANT、GND、Tx、Rx的布線電極,與公共電極ANTa、接地電極GNDa、發(fā)送電極Txa以及接收電極Rxa相連接,在母基板與高頻模塊1之間進行發(fā)送接收信號的輸入輸出。
本實施方式中,通過對由陶瓷生片所形成的多個電介質層進行層疊并進行燒成,從而將模塊基板2一體形成為陶瓷層疊體。
此外,通過在各個電介質層恰當?shù)匦纬赏讓w以及面內(nèi)導體圖案,從而在模塊基板2形成布線電極4或安裝用電極5、形成第2電感器L2的第2布線電極6以及形成第3電感器L3的第3布線電極7等。另外,第2、第3電感器L2、L3用于對第1濾波器14的特性進行調整。此外,也可利用形成于電介質層的面內(nèi)導體圖案以及通孔導體,來進一步形成其他的電感器或電容器等電路元件。此外,也可將上述電路元件進行組合而形成濾波電路或匹配電路3等各種電路。關于各個電感器L2、L3與第1濾波器14的連接狀態(tài),將在后文中進行詳細說明。
另外,模塊基板2可使用樹脂或陶瓷、聚合材料等,由印刷基板、LTCC、氧化鋁類基板、復合材料等多層基板形成,根據(jù)高頻模塊1的使用目的,選擇最合適的材質來形成模塊基板2即可。
本實施方式中,匹配電路3由安裝于模塊基板2的安裝面2a的貼片型電感器3a形成。具體而言,電感器3a的一端連接至連接濾波器元器件10的公共端子ANTb(相當于本發(fā)明的“第2端子”)與模塊基板2的公共電極ANTa的路徑。電感器3a的另一端經(jīng)由設置于模塊基板2的接地連接用布線電極與接地電極GNDa相連接,從而形成匹配電路3。
另外,匹配電路3并不限于圖2所示的構成,可通過將圖2所示的電感器3a替換為電容器從而形成匹配電路3,也可通過將電感器或電容器串聯(lián)連接至連接公共電極ANTa與公共端子ANTb的路徑從而形成匹配電路3。此外,也可將電感器與電容器進行組合而形成匹配電路3。即,匹配電路3也可具備在高頻模塊1中用于使連接至公共電極ANTa的天線等電路元件、與連接至公共端子ANTb的濾波器元器件10進行阻抗匹配的通常所使用的任意電路構成。此外,匹配電路3也可進一步設置于發(fā)送端子Txb以及接收端子Txb一側。
(濾波器元器件)
濾波器元器件10具有芯片尺寸封裝(CSP)結構,包括:在一個主面的規(guī)定區(qū)域形成有第1濾波器14以及第2濾波器15的濾波器基板11;安裝有濾波器基板11的封裝基板12;以覆蓋濾波器基板11的方式設置于封裝基板12的樹脂層13;發(fā)送端子Txb(相當于本發(fā)明的“第1端子”);公共端子ANTb;接收端子Rxb(相當于本發(fā)明的“第4端子”)以及多個接地端子GNDb(相當于發(fā)明的“第3端子”)。
此外,將來自發(fā)送電極Txa的發(fā)送信號輸入至發(fā)送端子Txb,該發(fā)送信號通過第1濾波器14從公共端子ANTb輸出至公共電極ANTa。此外,將來自公共電極ANTa的接收信號輸入至公共端子ANTb,該接收信號通過第2濾波器15從接收端子Rxb輸出至接收電極Rxa。
本實施方式中,濾波器基板11由鈮酸鋰、鉭酸鋰、水晶等壓電體形成。此外,通過在濾波器基板11的一個主面的規(guī)定區(qū)域設置由Al或Cu等所形成的梳齒電極(IDT電極)或反射器而構成SAW(表面彈性波)濾波器元件,從而在濾波器基板11形成第1濾波器14以及第2濾波器15。
此外,在濾波器基板11形成有第1濾波器14的輸入端子14a以及輸出端子14b、第2濾波器15的輸入端子15a以及輸出端子15b、接地布線用的外部連接端子GNDc。
在本實施方式中,封裝基板12與模塊基板2同樣地通過對由陶瓷生片所形成的多個電介質層進行層疊并進行燒成,從而一體形成為陶瓷層疊體。此外,與模塊基板2同樣地通過在各個電介質層恰當?shù)匦纬赏讓w以及面內(nèi)導體圖案,從而在封裝基板12形成內(nèi)部布線電極(圖示省略)或安裝用電極16,以及形成第1電感器L1的第1布線電極17。另外,利用安裝用電極16形成發(fā)送端子Txb、公共端子ANTb、接收端子Rxb以及接地端子GNDb。此外,第1電感器L1用于對第1濾波器14的特性進行調整。
另外,封裝基板12可使用樹脂或陶瓷、聚合材料等,由印刷基板、LTCC、氧化鋁類基板、復合材料等多層基板形成,根據(jù)高頻模塊1的使用目的,選擇最合適的材質來形成封裝基板12即可。
濾波器基板11利用鍵合引線(圖示省略)或超聲波振動來與形成于封裝基板12表面的安裝用電極(圖示省略)相連接,從而安裝于封裝基板12。由此,經(jīng)由省略了圖示的內(nèi)部布線電極,第1濾波器14的輸入端子14a與發(fā)送端子Txb相連接,第2濾波器15的輸出端子15b與接收端子Rxb相連接,第1濾波器14的輸出端子14b以及第2濾波器15的輸入端子15a與公共端子ANTb相連接。此外,外部連接端子GNDc與接地端子GNDb通過內(nèi)部布線電極直接相連接或經(jīng)由第1電感器L1(第1布線電極17)相連接。
樹脂層13利用環(huán)氧樹脂等一般的熱固化性模塑用樹脂,以覆蓋濾波器基板11的方式形成在封裝基板12上。濾波器元器件10經(jīng)由形成于安裝用電極16的焊球18與模塊基板2的安裝面2a的安裝用的電極2b相連接。
接著,對第1濾波器14以及第2濾波器15的構成進行說明。另外,第1濾波器14將發(fā)送信號的頻帶設定為通頻帶,第2濾波器15將不同于發(fā)送信號的頻帶的接收信號的頻帶設定為通頻帶。
第1濾波器14如圖2所示,通過在濾波器基板11的一個主面的規(guī)定區(qū)域以梯形形式連接具有梳齒電極以及反射器的多個SAW諧振器而形成。具體而言,第1濾波器14包括:配置為呈串聯(lián)臂狀地連接輸入端子14a以及輸出端子14b的多個(本實施方式中為9個)諧振器S1~S9;以及連接在串聯(lián)臂與接地布線用的外部連接端子GNDc(接地端子GNDb)之間的多個(本實施方式中為6個)并聯(lián)臂諧振器P1~P6。
此外,并聯(lián)臂諧振器P1的一端連接至串聯(lián)臂諧振器S6、S7之間,另一端與并聯(lián)臂諧振器P2的一端相連接。此外,并聯(lián)臂諧振器P2的另一端與接地布線用的外部連接端子GNDc相連接。設置于封裝基板2內(nèi)的電感器L1的一端經(jīng)由外部連接端子GNDc與并聯(lián)臂諧振器P2(第1濾波器14)的另一端相連接,電感器L1的另一端與接地端子GNDb相連接。此外,電感器L2的一端與接地端子GNDb相連接并與第1電感器L1的另一端相連接,電感器L2的另一端與接地電極GNDa相連接,從而并聯(lián)臂諧振器P1、P2與接地電極GNDa相連接。
此外,并聯(lián)臂諧振器P3的一端連接至串聯(lián)臂諧振器S3、S4之間,另一端與并聯(lián)臂諧振器P4的一端相連接。此外,并聯(lián)臂諧振器P5的一端連接至串聯(lián)臂諧振器S1以及輸入端子14a之間,另一端與并聯(lián)臂諧振器P6的一端相連接。此外,并聯(lián)臂諧振器P4、P6各自的另一端經(jīng)由接地布線用的外部連接端子GNDc與接地端子GNDb相連接。電感器L3的一端經(jīng)由接地端子GNDb與并聯(lián)臂諧振器P4、P6(第1濾波器14)各自的另一端相連接,電感器L3的另一端與接地電極GNDa相連接,從而并聯(lián)臂諧振器P3~P6與接地電極GNDa相連接。
此外,通過對各電感器L1~L3的電感值恰當?shù)剡M行調整,能對第1濾波器14的衰減特性進行調整。具體而言,通過對各電感器L1~L3的電感值進行調整,能在第1濾波器14的通頻帶的低頻帶側或高頻帶側的任意頻率的位置形成衰減極。此外,各諧振器S1~S9以及P1~P6形成為在梳齒電極的表面彈性波的前進方向的兩側配置有反射器,各諧振器S1~S9以及P1~P6經(jīng)由省略了圖示的濾波器元器件10內(nèi)的內(nèi)部布線電極與接地端子GNDb相連接,從而與接地電極GNDa相連接。
第2濾波器15所具備的接收用SAW濾波器元件將輸入至公共端子ANTb的第2頻帶的接收信號輸出至接收端子Rxb。此外,如圖2所示,第2濾波器15通過在濾波器基板11的一個主面的規(guī)定區(qū)域與具有梳齒電極以及反射器的多個諧振器相連接而形成。此外,第2濾波器15例如由形成移相器的諧振器與形成帶通濾波器的縱向耦合型諧振器串聯(lián)連接而形成,然而省略其詳細說明。此外,與上述第1濾波器14相同,形成第2濾波器15的各諧振器經(jīng)由省略了圖示的濾波器元器件10內(nèi)的內(nèi)部布線電極以及接地端子GNDb而與接地電極GNDa相連接。
另外,第2濾波器15也可形成為設置有2個接收端子Rxb、對接收信號進行平衡輸出的平衡型濾波器。
(各電感器L1~L3的配置關系)
本實施方式中,設置有濾波器元件10的第1濾波器14的特性調整用的第1~第3電感器L1~L3,第1電感器L1由形成于封裝基板12的第1布線電極17形成,第2、第3電感器L2、L3由形成于模塊基板2的第2、第3布線電極6、7形成。此外,本實施方式中,如圖1所示,形成第2電感器L2的第2布線電極6配置為俯視時其位于模塊基板2內(nèi)的濾波器元器件10的正下方,濾波器元器件10與第2電感器L2之間未配置有屏蔽用的接地電極。
此外,第1電感器L1與第2電感器L2經(jīng)由接地端子GNDb串聯(lián)連接。此外,如圖1以及圖3所示,配置為使得形成第1電感器L1的第1布線電極17與形成第2電感器L2的第2布線電極6在俯視時至少部分重合。優(yōu)選第1布線電極17與第2布線電極6在俯視時重合的部分越多越好。此外,本實施方式中,在第1布線電極17與第2布線電極6重合的部分中,以使得流過第1布線電極17的電流I1與流過第2布線電極6的電流I2向同一方向流動的方式,形成第1布線電極17以及第2布線電極6。
具體而言,第1電感器L1以及第2電感器L2由形成為盤旋型或螺旋型的電感器結構的第1布線電極17以及第2布線電極6形成。此外,第1布線電極17以及第2布線電極6向同一方向卷繞。
此外,形成第3電感器L3的第3布線電極7設置于模塊基板2內(nèi)。此外,本實施方式中,以使得分別流過第2電感器L2以及第3電感器L3的電流的方向彼此相反的方式,形成第2布線電極6以及第3布線電極7。此外,優(yōu)選為第3布線電極7與第2布線電極6之間的距離比第1布線電極17與第2布線電極6之間的距離更長。
(制造方法)
接著,說明圖1的高頻模塊1的制造方法的一個示例的概要。
首先,對于形成為規(guī)定形狀的陶瓷生片,利用激光等形成通孔并向內(nèi)部填充導體糊料,或實施電鍍填孔,從而形成層間連接用的通孔導體(布線電極4、6、7),利用導體糊料來對面內(nèi)導體圖案(布線電極4、6、7)、安裝面2a的安裝用電極2b以及安裝用電極5等布線圖案進行印刷,從而完成用于形成構成模塊基板2的各電介質層的陶瓷生片的準備工作。另外,在各個陶瓷生片上設置多個通孔導體、面內(nèi)導體圖案,以使得能一次性形成大量的模塊基板2。
接著,將各個電介質層進行層疊而形成層疊體。以包圍各模塊基板2的區(qū)域的方式形成溝槽,該溝槽用于在燒成后將層疊體分割為一個個模塊基板2。接著,對層疊體進行低溫燒成,從而形成模塊基板2的集合體。
接著,在被分割為一個個模塊基板2之前,在模塊基板2的集合體的安裝面2a安裝濾波器元器件10以及電感器3a等各種電子元器件,從而完成高頻模塊1的集合體。另外,此時,也可在模塊基板2的集合體的安裝面2a以覆蓋濾波器元器件10以及電感器3a的方式填充樹脂,脂層通過并對其加熱固化而設置樹脂層。之后,將高頻模塊1的集合體分割為一個個高頻模塊,從而完成高頻模塊1。
在這樣形成的高頻模塊1中,從母基板經(jīng)由安裝用電極5以及布線電極4而輸出至濾波器元器件10的發(fā)送端子Txb的發(fā)送信號被輸入至第1濾波器14并被施加規(guī)定的濾波處理,從公共端子ANTb輸出至模塊基板2一側,經(jīng)由布線電極4(匹配電路3)以及安裝用電極5輸出至外部。此外,從外部經(jīng)由安裝用電極5以及布線電極4(匹配電路3)而輸入至濾波器元器件10的公共端子ANTb的接收信號被輸入至第2濾波器15并被施加規(guī)定的濾波處理,從接收端子Rxb輸出至模塊基板2一側,經(jīng)由布線電極4以及安裝用電極5輸出至外部。
(隔離特性)
接著,對高頻模塊1的隔離特性進行說明。另外,圖4所示的隔離特性示出了將任意頻率的RF信號輸入至發(fā)送電極Txa(發(fā)送端子Txb)時,在接收電極Rxa(接收端子Rxb)所觀測到的RF信號的大小。另外,圖4的橫軸示出了輸入至發(fā)送電極Txa的RF信號的頻率(MHz),縱軸示出了在接收電極Rxb所觀測到的RF信號的信號電平(dB)。
此外,圖4中的實線示出了將規(guī)定的RF信號輸入至如上述那樣在模塊基板2內(nèi)配置有與第1電感器L串聯(lián)連接的第2電感器L2的高頻模塊1時的隔離特性,同一圖中的虛線作為比較例示出了將規(guī)定的RF信號輸入至不具備第2電感器L2的高頻模塊時的隔離特性。
如圖4所示,本申請實施例中,與比較例相比,尤其是設定于高頻側的接收信號的頻帶(本實施例中M4的頻帶)中的隔離特性改善了約3.4dB左右。
(形成電感器的布線電極的變形例)
參照圖5對模塊基板2以及電感器元器件10內(nèi)所設置的形成各電感器L1~L3的布線電極6、7、17的變形例進行說明。圖5是示出形成電感器的布線電極的變形例的圖,是示出具備(a)~(f)各自不同的結構的布線電極的圖。另外,以下說明的布線電極可以形成于形成模塊基板2或封裝基板12的各絕緣體層,或者可以根據(jù)所需電感器的特性對以下所說明的布線電極進行任意組合而構成電感器L1~L3。
圖5(a)所示的布線電極E1形成為彎曲型,圖5(b)所示的布線電極E2形成為盤旋型。此外,圖5(c)所示的布線電極E3形成為盤旋型,一個引出電極(同一圖中的虛線部分)形成于與布線電極E3的主要部分不同的絕緣層,通過通孔導體與布線電極E3的主要部分相連接。此外,圖5(d)所示的布線電極E4形成為直線形。
此外,圖5(e)所示的布線電極E5具備分別形成于多個絕緣體層的多個大致為L字形的面內(nèi)導體圖案E5a。此外,從上開始的第1層、第3層的大致為L字形的面內(nèi)導體圖案E5a配置為朝向同一方向,從上開始的第2層、第4層的大致為L字形的面內(nèi)導體圖案E5a配置為朝向使第1層、第3層的面內(nèi)導體圖案E5a旋轉約180°后的方向。第1層的面內(nèi)導體圖案E5a的短邊側的一端與第2層的面內(nèi)導體圖案E5a的長邊側的另一端通過通孔導體E5b相連接,第2層的面內(nèi)導體圖案E5a的短邊側的一端與第3層的面內(nèi)導體圖案E5a的長邊側的另一端通過通孔導體E5b相連接,第3層的短邊側的一端與第4層的面內(nèi)導體圖案E5a的長邊側的另一端通過通孔導體E5b相連接,從而形成為螺旋形的布線電極E5。
此外,圖5(f)所示的布線電極E6形成為螺旋形地卷繞于環(huán)狀的圓環(huán)型的線圈鐵芯E6a的周圍。
如上所述,本實施方式中,用于將濾波器元器件10的第1濾波器14調整為所期望的衰減特性的電感器的一部分作為第2電感器L2設置于模塊基板2。因此,將形成設置于濾波器元器件10內(nèi)的用于調整第1濾波器14的衰減特性的第1電感器L1的第1布線電極17的線路長度縮短,能降低第1布線電極17在濾波器元器件內(nèi)的占用面積。因此,在第1布線電極17形成于封裝基板12的絕緣層的情況下,能減少絕緣層的數(shù)量,因此能降低濾波器元器件10的高度。此外,通過將第2電感器L2配置于濾波器元器件10的正下方,從而能將形成第2電感器L2的第2布線電極6配置于在俯視時與濾波器元器件10重合的區(qū)域,因此通過減小形成有第2布線電極6的模塊基板2的面積從而能使高頻模塊1小型化。
此外,能縮短第1布線電極17的線路長度從而降低濾波器元器件10內(nèi)的第1布線電極17的占用面積,因此能抑制形成配置于濾波器元器件10內(nèi)的其他電感器等的其他布線電極與第1布線電極17的電磁場耦合。因此,能防止第1電感器L1等的元件特性發(fā)生變化而導致第1濾波器14的衰減特性發(fā)生變動。
此外,在與濾波器元器件10相比而較易確保布線電極的配置空間的模塊基板2內(nèi),能容易地對第2布線電極6的圖案形狀、線路長度、粗細進行變更從而自由地對第2電感器L2的電感值進行調整。因此,能提高第1電感器L1以及第2電感器L2構成為一體的特性調整用電感器的設計自由度,因此能容易地將第1濾波器14調整為所期望的衰減特性。
此外,將第1布線電極17與第2布線電極6配置為在俯視時至少部分重合,從而能容易地使第1電感器L1與第2電感器L2進行磁場耦合。因此,即使在高頻模塊1小型化,能配置第1電感器L1以及第2電感器L2的空間受到限制的情況下,也能提高第1電感器L1以及第2電感器L2構成為一體的特性調整用的電感器的電感特性。因此,能更容易地對第1濾波器14的衰減特性進行調整、改善。
此外,以使得在第1布線電極17與第2布線電極6重合的部分中電流向同一方向流動的方式,形成第1布線電極17以及第2布線電極6,因此能更容易地使第1布線電極17與第2布線電極6進行磁場耦合。因此,能進一步提高第1電感器L1以及第2電感器L2構成為一體的特性調整用的電感器的電感特性。此外,本實施方式中,濾波器元器件10與第2電感器L2之間未配置屏蔽用的接地電極,因此由各電感器L1、L2分別產(chǎn)生的磁通未被遮擋,因此能更進一步提高第1電感器L1以及第2電感器L2構成為一體的特性調整用的電感器的電感特性。
此外,第1電感器L1以及第2電感器L2第1布線電極17以及第2布線電極6形成,上述第1布線電極17以及第2布線電極6采用相同的電感器結構,該電感器結構為盤旋型或螺旋型,第1布線電極17以及第2布線電極6向同一方向卷繞,從而能起到如下效果。即,由第1電感器L1所產(chǎn)生的磁場的方向與由第2電感器L2所產(chǎn)生的磁場的方向相同,因此能抑制由用于對第1濾波器14的特性進行調整的電感器所產(chǎn)生的磁場的擴散。因此,例如能防止第1、第2電感器L1、L2與其他電路元件的磁場耦合。
此外,能將設置有第1布線電極17的封裝基板12形成得較薄,因此能提供將高度降低后的CSP結構的濾波器元器件10安裝于模塊基板2的、具有實用性構成的高頻模塊1。
此外,第2布線電極6以及第3布線電極7形成為使得分別流過第2電感器L2以及第3電感器L3的電流的方向彼此相反,因此能抑制第2電感器L2與第3電感器L3在模塊基板2內(nèi)的磁場耦合。因此,能抑制第2電感器L2以及第3電感器L3的電感特性的變動,因此能防止第1濾波器14的衰減特性的劣化,實現(xiàn)第1濾波器14的衰減特性的提高。
此外,利用分離配置的第1、第2電感器L1、L2從而改善了第1濾波器14的衰減特性,因此能提供具備隔離特性得到改善的第1濾波器14與第2濾波器15的高頻模塊1。
<實施方式2>
接著,參照圖6對本發(fā)明的實施方式2進行說明。圖6是示出本發(fā)明的高頻模塊的實施方式2的圖。
本實施方式與上述實施方式1不同的點在于,如圖6所示,濾波器元器件20具有晶圓片級芯片封裝(WL-CSP)的結構,形成第1電感器L1的第1布線電極17形成于保護層23。其它結構與上述實施方式1相同,因此通過引用相同標號來省略其結構說明。
濾波器元器件20包括濾波器基板11、絕緣層22、保護層23、第1濾波器14以及第2濾波器15。
本實施方式中,與上述實施方式1相同,通過在濾波器基板11的一個主面11a的規(guī)定區(qū)域設置由Al或Cu等所形成的梳齒電極(IDT電極)或反射器而構成SAW(表面彈性波)濾波器元件,從而形成第1濾波器14以及第2濾波器15此外,在濾波器基板11的一個主面11a設置有第1濾波器14的輸入端子14a以及輸出端子14b、第2濾波器15的輸入端子15a以及輸出端子15b、形成接地布線用的外部連接端子GNDc的端子電極24。
各端子電極24分別與貫通絕緣層22而形成的電極25相連接,利用從保護層23的主面露出的電極25構成發(fā)送端子Txb、接收端子Rxb、公共端子ANTb以及多個接地端子GNDb。另外,第1濾波器14的輸入端子14a與發(fā)送端子Txb相連接,第2濾波器15的輸出端子15b與接收端子Rxb相連接,第1濾波器14的輸出端子14b以及第2濾波器15的輸入端子15a與公共端子ANTb相連接。此外,各SAW諧振器經(jīng)由接地布線用的接地端子GNDc與接地端子GNDb相連接。
絕緣層22配置為圍繞濾波器基板11的一個主面11a上的設置有梳齒電極以及反射器的規(guī)定區(qū)域。具體而言,絕緣層22通過如下方式形成,即,在設有梳齒電極、反射器以及端子電極24的濾波器基板11的一個主面11a上,利用感光性環(huán)氧類樹脂、聚酰亞胺類樹脂形成樹脂層,之后,經(jīng)過光刻工序,去除設有梳齒電極以及反射器的規(guī)定區(qū)域以及端子電極24的區(qū)域的樹脂層。
在保護層23配置于絕緣層22上,與濾波器基板11之間形成有絕緣層22以及圍繞的空間K,在該形成的空間K內(nèi),配置有發(fā)送用SAW濾波器元件以及接收用SAW濾波器元件。具體而言,保護層23通過如下方式形成,即,例如,對利用感光性環(huán)氧類樹脂或聚酰亞胺類樹脂經(jīng)過光刻工序而被層疊于絕緣層22的樹脂層的連接孔填充Cu或Al糊料,或對其實施電鍍填孔,形成與端子電極24相連接的電極25。此外,本實施方式中,在保護層23中形成有形成第1電感器L1的第1布線電極17。在與端子電極24相連接的、從與配置有各濾波器元件的空間相反側的保護層23的主面露出的電極25形成安裝用焊球26,從而形成濾波器元器件20。
此外,以保護層23與模塊基板2的安裝面2a相對的方式,使濾波器元器件20與安裝面2a的安裝用電極2b相連接,模塊基板2的發(fā)送電極Txa與濾波器元器件20的發(fā)送端子Txb相連接,發(fā)送電極Txa與第1濾波器14的輸入端子14a經(jīng)由發(fā)送端子Txb相連接。此外,模塊基板2的接收電極Rxa與濾波器元器件20的接收端子Rxb相連接,接收電極Rxa與第2濾波器15的輸出端子15b經(jīng)由接收端子Rxb相連接。此外,模塊基板2的公共電極ANTa與濾波器元器件20的公共端子ANTb相連接,公共電極ANTa與第1濾波器14的輸出端子14b以及第2濾波器15的輸入端子15a經(jīng)由公共端子ANTb相連接。此外,模塊基板2的接地電極GNDa與濾波器元器件20的各接地端子GNDb相連接,接地電極GNDa與各濾波器14、15的接地部位經(jīng)由各接地端子GNDb相連接。
如上所述,本實施方式中,構成與圖2所示的電路相同的電路,能起到如下效果。即,通過將設置有第1布線電極17的保護層23形成得較薄而將高度進一步降低后的WL-CSP結構的濾波器元器件20安裝于模塊基板2,從而能提供高度進一步降低以及進一步被小型化的高頻模塊1。
此外,本發(fā)明并不限于上述各實施方式,在不脫離其宗旨的范圍內(nèi),除上述內(nèi)容以外可以進行各種變更,也可以對上述實施方式所具備的構成進行任意組合。例如,其他的并聯(lián)臂諧振器也可與第1電感器L1的一端相連接。此外,也可設置多個第1電感器L1,將各第1電感器L1分別與不同的并聯(lián)臂諧振器相連接。
此外,第1濾波器14所具備的梯形濾波器的構成不限于上述示例,只要具有用于調整濾波器特性的并聯(lián)連接的諧振器的構成,可以任意形成第1濾波器14。此外,第2濾波器15的構成可以是具有利用了彈性波的諧振器的構成,也可以利用一般的LC濾波器來形成第2濾波器15。此外,作為利用了彈性波的濾波器,其不限于SAW濾波器,也可以由利用了FBAR型或SMR型的體彈性波(bulk elastic waves)的BAW濾波器來形成第1濾波器14以及第2濾波器15。
此外,上述各實施方式中,以在模塊基板2搭載有1個濾波器元器件10、20的高頻模塊1為例進行了說明,然而也可以在模塊基板2上搭載2個以上的濾波器元器件10、20來形成高頻模塊,該情況下,在模塊基板2上搭載開關IC,利用開關IC來從搭載于模塊基板2的多個濾波器元器件10、20中選擇并切換使用的濾波器元器件10、20即可。
此外,也可以在模塊基板2的安裝面2a進一步設置有接地電極層。該情況下,也可在第1布線電極17以及第2布線電極6俯視時重合的部分中,在接地電極層設置缺口。
工業(yè)上的實用性
本發(fā)明能夠廣泛地適用于具備安裝有濾波器元器件的模塊基板的高頻模塊。
標號說明
1 高頻模塊
2 模塊基板
6 第2布線電極
7 第3布線電極
10、20 濾波器元器件
11 濾波器基板
12 封裝基板
14 第1濾波器
14a 輸入端子
14b 輸出端子
15 第2濾波器
17 第1布線電極
22 絕緣層
23 保護層
ANTb 公共端子(第2端子)
GNDa 接地電極
GNDb 接地端子(第3端子)
Rxb 接收端子(第4端子)
Txb 發(fā)送端子(第1端子)
I1 流過第1電感器的電流
I2 流過第2電感器的電流
L1 第1電感器
L2 第2電感器
L3 第3電感器
K空間