JP2002261643A

JP2002261643A - 無線通信モジュール

Info

Publication number: JP2002261643A
Application number: JP2001053916A
Authority: JP
Inventors: Masami Itakura; 正己板倉; Atsushi Ajioka; 厚味岡; Masaki Hara; 真佐樹原; Kunio Gosho; 邦仁男五所
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は無線通信モジュールに関し、基板表面
の実装面積及び実装高さを減らし、小型化、低背化を図
り、ワイヤのインダクタンス分や迂回配線の削減で低損
失、低消費電力の無線通信モジュールを実現する。【解決手段】受動素子を内蔵した厚膜多層基板１１上
に、高周波用半導体チップをフリップチップ実装する。
この場合、厚膜多層基板１１上には、高周波部品として
能動素子１２や受動素子１３がバンプにより接続されて
いる。また、前記高周波部品は、予め、チップ表面に保
護処理を施したＳｉＧｅパワーアンプ１７、アンテナス
イッチ１８、ＳＡＷフィルタ１５、カプラ１６、ＶＣＯ
１９、ＳｉＧｅＬＮＡ、ＰＩＮダイオード、誘電体フィ
ルタ等で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話機、ＰＨ
Ｓ電話機（簡易型携帯電話機）、携帯情報端末を含む無
線通信装置等に利用される無線通信モジュールに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来例について説明する。

【０００３】(1) ：用語の定義本明細書で使用する用語の定義は次の通りである。

【０００４】：ＶＣＯ（Voltage-Controlled Oscilla
tor ）は電圧制御発振器のことである。

【０００５】：ＲＦ（Radio Frequency ）は高周波の
ことであり、「ＲＦ回路部」は高周波回路部のことであ
る。

【０００６】：ＬＴＣＣ（Low Temperature Cofired
Ceramics）は低温焼成セラミックスのことである。

【０００７】：ＰＡ（Power Amplifier ）はパワーア
ンプ（電力増幅器）のことである。

【０００８】：ＬＮＡ（Low Noise Amplifier ）は低
雑音増幅器（ローノイズアンプ）のことである。

【０００９】：フリップチップ実装とは、ＬＳＩチッ
プのパッド部に半田ボールを形成し、セラミック基板又
は他のプリント基板等の上に形成した回路を下向にして
（フェースダウン）半田付けする実装方式を言う。

【００１０】：無線通信装置は、携帯電話機、ＰＨＳ
電話機、携帯情報端末等を含む装置のことである。

【００１１】(2) ：従来例１、２の説明従来例１の説明図を図４に示し、従来例２の説明図を図
５に示す。従来、各種無線通信装置の高周波回路部を構
成する高周波用モジュールとして、図４、図５に示した
ようなものが知られていた。

【００１２】この無線通信モジュールは、図４に示すよ
うにパッケージで保護された高周波半導体素子２を、受
動素子を内蔵した多層基板１上に実装する場合と、高周
波用半導体素子のベアチップをセラミック多層基板に実
装し、かつ、セラミック多層基板上のパッドにワイヤボ
ンディングされているのが一般的であった。

【００１３】ところが、図４において、ａの部分ではパ
ッケージの部分の面積が大きくなってしまい実装面積を
制約している。ｂの部分では半導体素子の下部に配線を
引き回せないので、迂回配線か、内層へ一旦落として繋
げなければならない。ｃの部分ではパッケージ面積が大
きく、表面に他の素子を置くスペースが少なくなってし
まう。ｄの部分ではチップ下部には配線を引くことがで
きない。

【００１４】また、図５のように、多層基板１にはベア
チップ６が実装され、ワイヤボンディング用パッド５を
利用してベアチップ６のワイヤボンディング処理が行わ
れている。この場合、多層基板１と、パンプの酸化を防
ぐためアンダーフィル処理（樹脂等で封止する処理）を
行っていた。

【００１５】ところが、図５において、ｅの部分ではア
ンダーフィルがチップの外側まではみ出してしまう。ｆ
の部分ではワイヤのインダクタンス分が高周波特性に影
響を与える。ｇの部分ではチップ下部には配線を引くこ
とができない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。

【００１７】(1) ：パッケージの大きさに応じて、表面
及び内層に実装できる能動素子、或いは受動素子の数が
制約され、無線通信モジュールの小型化の妨げとなって
いた。

【００１８】(2) ：パッケージングされた半導体素子
は、ピン配置がパッケージの外周に固定されているた
め、特に、無線通信モジュールのような配線損失を極力
低減しなければならないにも関わらず、迂回して配線す
るような制約があり、その配線分だけ基板面積が大きく
なってしまうこともあった。

【００１９】(3) ：ワイヤボンディングのワイヤを接続
するパッドを設けるスペースが基板上に必要となり、実
装密度の向上の妨げとなっていた。また、ワイヤ分のイ
ンダクタンスが高周波特性に影響を与えていた。

【００２０】(4) ：アンダーフィル用の樹脂がフリップ
チップからはみ出してしまう分、フリップチップ部分の
実装面積が大きくなってしまうことも実装密度の向上に
影響を与えていた。

【００２１】本発明は、このような従来の課題を解決
し、無線通信モジュールにおける高周波半導体素子のパ
ッケージ分の大きさやワイヤボンディングに必要となる
パッドの面積を削減し、かつ表面に保護処理を施した高
周波半導体素子をバンプ接続によって実装することで、
基板表面の実装面積及び実装高さを減らし、小型化、低
背化を図り、ワイヤのインダクタンス分や迂回配線の削
減で低損失、低消費電力の無線通信モジュールを実現で
きるようにすることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するため、無線通信モジュールにおいて、受動素子を
内蔵した厚膜多層基板上に、高周波用半導体チップをフ
リップチップ実装したことを特徴とする。

【００２３】また、前記無線通信モジュールにおいて、
厚膜多層基板上に凹部を形成し、該凹部に高周波用半導
体チップを実装したことを特徴とする。また、前記無線
通信モジュールにおいて、厚膜多層基板上のフリップチ
ップ表面に保護処理を施すことにより、厚膜多層基板に
実装後のアンダーフィル処理を無くしたことを特徴とす
る。また、前記無線通信モジュールにおいて、厚膜多層
基板に内蔵した受動素子は、インダクタ、コンデンサ、
抵抗のいずれかであることを特徴とする。

【００２４】（作用）前記構成によれば、バンプ形成さ
れた高周波用半導体チップをフリップチップ実装したの
で、半導体素子自体のサイズを小さくでき、かつ、実装
密度を向上させ、無線通信モジュール全体を小型化でき
る。また、厚膜多層基板上に凹部を形成し、該凹部に高
周波用半導体チップが実装されているので、無線通信モ
ジュールの小型化、低背化を図ることができる。

【００２５】更に、無線通信モジュールにおける高周波
半導体素子のパッケージ分の大きさやワイヤボンディン
グに必要となるパッドの面積を削減し、かつ表面に保護
処理を施した高周波半導体素子をバンプ接続によって実
装することで、基板表面の実装面積及び実装高さを減ら
し、小型化、低背化を図り、ワイヤのインダクタンス分
や迂回配線の削減で低損失、低消費電力のモジュールを
実現できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２７】(1) ：概要の説明本実施の形態では、厚膜多層基板（例えば、ＬＴＣＣ基
板）を使用し、該厚膜多層基板表面にフリップチップ形
状の高周波用半導体素子を実装する。そして、前記厚膜
多層基板の内部にはインダクタ、コンデンサ、抵抗、伝
送線路等の受動素子を形成（内蔵）し、高周波用半導体
素子下部のバンプはモジュール内部の配線をなるべく最
短距離になるように考慮したピン配置にする。

【００２８】また、フリップチップには、予め、例えば
酸化などから表面を保護する保護処理を施し、従来、保
護用に用いられてきたアンダーフィル処理でチップから
はみ出ている保護用樹脂の面積を減らす。

【００２９】(2) ：無線通信モジュールの説明無線通信モジュールの平面図を図１に示す。また、無線
通信モジュールの側面図を図２に示す。

【００３０】この例は、前記受動素子を内蔵した厚膜多
層基板１１（例えば、ＬＴＣＣ基板）上に、高周波用半
導体チップをフリップチップ実装した例である。図１、
２に示したように厚膜多層基板１１上には、高周波部品
として能動素子１２や受動素子１３がバンプ（例えば、
半田バンプ）により接続されている。

【００３１】ここでの高周波部品は、図１に示したよう
に、例えば、ＳｉＧｅプロセスで作られ、予め、チップ
表面に保護処理を施したＳｉＧｅパワーアンプ１７、ア
ンテナスイッチ１８、ＳＡＷフィルタ１５、カプラ１
６、ＶＣＯ１９、ＳｉＧｅＬＮＡ、ＰＩＮダイオード、
誘電体フィルタ等である。

【００３２】また、図２に示したように厚膜多層基板１
１の内部には、各高周波部品間の整合、調整のための受
動素子１３や伝送線路１４等を内蔵すると共に、厚膜多
層基板１１の上面には、図１に示したような素子２３や
フリップチップ２４等を実装する。また、厚膜多層基板
１１上の素子や配線等と、前記内蔵した素子やパターン
等の間の電気的接続をビア２１により実現している。

【００３３】なお、フリップチップ２４は表面に保護処
理を施したものであり、素子２３は表面上の素子（図１
参照）を示す。また、図２のｈで示す部分にはチップの
下部にも配線を引くことができるようになっている。

【００３４】(3) ：他の例の説明無線通信モジュールの他の例の側面図を図３に示す。こ
の例は、前記厚膜多層基板１１上に凹部２８を形成し、
該凹部２８に高周波用半導体チップ２９を実装した例で
ある。

【００３５】更に具体的には、多数の誘電体層２７を積
層した厚膜多層基板１１の上面に凹部２８を形成し、そ
の凹部２８内に高周波用半導体チップ２９を入れて実装
する。そして、ビア２１により前記高周波用半導体チッ
プ２９と厚膜多層基板１１の内部或いは裏面側への電気
的な接続を行う。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。

【００３７】(1) ：バンプ形成された高周波用半導体チ
ップをフリップチップ実装したことにより、半導体素子
自体のサイズを小さくでき、かつ、実装密度を向上さ
せ、無線通信モジュール全体を小型化できる。

【００３８】(2) ：厚膜多層基板上に凹部を形成し、該
凹部に高周波用半導体チップが実装されているので、無
線通信モジュールの小型化、低背化を図ることができ
る。

【００３９】(3) ：高周波用半導体素子下部のバンプを
無線通信モジュール内部の配線を最短距離になるように
考慮したピン配置にし、迂回配線を削減したことによ
り、高効率、低消費電力の無線通信モジュールが実現で
きる。

【００４０】(4) ：高周波用半導体チップをフリップチ
ップ実装することにより、従来のワイヤボンディングに
よるインダクタンス分を減らすことができ、高周波特性
が向上する。

【００４１】(5) ：予め、表面に保護処理を施したフリ
ップチップを実装することにより、アンダーフィル分の
重さ、アンダーフィルを施す面積（樹脂がフリップチッ
プからはみ出てしまう分の面積）の削減で、無線通信モ
ジュール全体での小型化、低重量化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における無線通信モジュー
ルの平面図である。

【図２】本発明の実施の形態における無線通信モジュー
ルの側面図である。

【図３】本発明の実施の形態における無線通信モジュー
ルの他の例の側面図である。

【図４】従来例１の説明図である。

【図５】従来例２の説明図である。

【符号の説明】

１多層基板２高周波用半導体素子５ワイヤボンディング用パッド６ベアチップ１１厚膜多層基板１２能動素子１３受動素子１４伝送線路１５ＳＡＷフィルタ１６カプラ１７ＳｉＧｅパワーアンプ１８アンテナスイッチ１９ＶＣＯ２１ビア２２パッド２３素子２４フリップチップ２７誘電体層２８凹部２９高周波用半導体チップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原真佐樹東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者五所邦仁男東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内Ｆターム(参考） 5E346 AA02 AA12 AA15 AA22 AA32 AA43 AA51 BB20 EE32 FF45 GG06 GG07 HH22 HH24 5K011 AA16 DA12 DA21 DA27 JA01 KA03 KA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受動素子を内蔵した厚膜多層基板上に、高
周波用半導体チップをフリップチップ実装したことを特
徴とする無線通信モジュール。
【請求項２】前記厚膜多層基板上に凹部を形成し、該凹
部に前記高周波用半導体チップを実装したことを特徴と
する請求項１記載の無線通信モジュール。
【請求項３】前記厚膜多層基板上のフリップチップ表面
に保護処理を施すことにより、前記厚膜多層基板に実装
後のアンダーフィル処理を無くしたことを特徴とする請
求項１記載の無線通信モジュール。
【請求項４】前記厚膜多層基板に内蔵した受動素子は、
インダクタ、コンデンサ、抵抗のいずれかであることを
特徴とする請求項１記載の無線通信モジュール。