JP2003051733A

JP2003051733A - 高周波モジュール部品

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Publication number: JP2003051733A
Application number: JP2001238142A
Authority: JP
Inventors: Fumio Uchikoba; 文男内木場; Tomoyuki Goi; 智之五井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミック多層基板とそれに直接搭載するフ
リップチップ実装型表面弾性波素子（ＳＡＷ）を含む高
周波電子回路部品において、特にＤＣ電圧がＳＡＷ素子
に印加されるのを阻止する機能を有し、個々の製造工程
と矛盾することなく、生産性の向上を可能とし、かつ使
用時の性能と信頼性を高め、さらに製品寸法のコンパク
トかつ低背化を行うことができる高周波モジュール部品
を提供する。【解決手段】多層基板上に、表面弾性波素子とその他
の表面実装素子とが搭載され、前記表面弾性波素子が多
層基板の金属膜を施した電極上に直接フリップチップ搭
載され、かつ前記多層基板の表面弾性波素子実装領域の
少なくとも一部に、前記表面弾性波素子へのＤＣ電圧の
印加を防止する機能を有するキャパシタパターンの一部
が形成されている構成の高周波モジュール部品とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック多層基
板とフリップチップ実装型表面弾性波素子を有する高周
波モジュール部品において、さらなる性能の向上と、使
用時の信頼性を高め、実装時の装着性の向上を、さらに
製品寸法の小型、低背化が可能であり、かつ生産性の向
上を行うことができるモジュール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器においては、その小型化に関す
る市場要求が常にあり、使用される部品についても小型
化、軽量化が要求されている。携帯電話に代表される高
周波機器においては、この傾向が著しく、使用する部品
においては、特にこの傾向が顕著である。高周波機器に
おいては、部品の搭載においても、高密度化が著しく進
み、小型、軽量化の要求に対応してきている。

【０００３】一方、素子を搭載する基板も、このような
小型化に対応するために、導体層が単層の基板に代わっ
て複数層ある多層基板が用いられている。

【０００４】セラミック多層基板は、多層基板の絶縁層
を電気的に絶縁体のセラミックで、また、導体層を銀な
どで形成している。このようなセラミック多層基板は、
一般的な樹脂多層基板に対して、高周波での損失が少な
い、熱伝導がよい、寸法精度がよい、信頼性に優れるな
どの特徴を併せ持っている。

【０００５】また、セラミック多層基板においては、内
部導体をコイル形状にする、あるいは平行に対向させる
ことで、それぞれ内部にインダクタンス、キャパシタン
スを形成したり、伝送路を形成することが可能で、低損
失で寸法精度がよいことから、Qが高く、また公差の小
さい素子を内部に形成することができる。

【０００６】こうした特徴は、特に携帯電話などの高周
波回路において、表面に様々な部品を搭載し、あわせて
高特性、小型化を併せ持つ集合素子、つまり、モジュー
ルとして活かされている。

【０００７】高周波モジュールは、一方で、回路をその
機能ごとにまとめるために、従来のディスクリート部品
を一つ一つ搭載して、回路を形成していく手法に比べ
て、機器の構造がシンプルになり、信頼性、特性に優れ
るものを提供できるようになる。

【０００８】また、従来のデスクリート部品において
は、各部品ごとの特性を組み合わせて、機能を果たして
いくために、設計が複雑になってしまうが、モジュール
化することによってモジュールごとに特性仕様が決ま
り、機器の設計を行う際に、設計の構造化ができ、製造
の短期間化、省力化が可能となる。

【０００９】図１１に全世界でもっとも生産数量の多い
GSMデュアルバンド型携帯電話のブロック図を示す。図
において、送信信号Ｉ／Ｑ（ベースバンド信号のＩ信号
及びＱ信号）は、Ｉ／Ｑモジュレター１３７に入力され
る。このＩ／Ｑモジュレター１３７には、ＩＦＶＣＯ１
２０から分周器ＤＩＶ１３８、９０°シフターを介して
ＩＦ信号が入力され、変調される。ＩＱモジュレター１
３７から出力された信号は、位相検出器１３３を介して
混合器１３２に入力される。位相検出器１３３には、ロ
ーパスフィルタ１３４，１３５を介して９００ＶＣＯお
よび１８００ＶＣＯ１３６が接続されている。また、混
合器１３２には、同様に９００ＶＣＯおよび１８００Ｖ
ＣＯ１１７が接続されている。

【００１０】混合器１３２から出力された信号は、９０
０ＭHzまたは１８００ＭHzに変調されており、バルント
ランス１３１を介してそれぞれ、パワーアンプ１２９、
カップラ１２５、ローパスフィルタ１０４、Ｔ／Ｒスイ
ッチ１０３という経路でダイプレクサ１０２に入力され
るか、パワーアンプ１３０、カップラ１２６、ローパス
フィルタ１２４、Ｔ／Ｒスイッチ１２３という経路でダ
イプレクサ１０２に入力される。ダイプレクサ１０２に
入力された信号は、アンテナ１０１から送信される。

【００１１】同様に、アンテナ１０１からダイプレクサ
１０２に入力された９００ＭHzまたは１８００ＭHzの受
信信号は、Ｔ／Ｒスイッチ１０３またはＴ／Ｒスイッチ
１２３を介して、バンドパス用のＳＡＷフィルタ１０
５，リニアアンプ１０６、バルントランス１０７という
経路で混合器１１１に入力されるか、バンドパス用のＳ
ＡＷフィルタ１０８，リニアアンプ１０９、バルントラ
ンス１１０という経路で混合器１１１に入力される。混
合器１１１には、９００ＶＣＯおよび１８００ＶＣＯ１
１７が接続されている。

【００１２】混合器１１１から出力されたＩＦ変調され
た信号は、バンドパスフィルタ１１２、アンプ１１３を
介して混合器１１４に入力される。混合器１１４にはＩ
ＦＶＣＯ１２０が接続されている。混合器１１４から出
力された信号は自動利得制御器１１５を介して、Ｉ／Ｑ
デモジュレター１１６に入力され復調される。なお、Ｉ
／Ｑデモジュレター１１６には、ＩＦＶＣＯ１２０から
分周器ＤＩＶ１３８、９０°シフターを介してＩＦ信号
が入力され、変調される。また、ＩＦＶＣＯ１２０、９
００ＶＣＯおよび１８００ＶＣＯ１１７には、それぞれ
ＩＦＰＬＬ１１９，ＲＦＰＬＬ１１８が接続されてい
る。

【００１３】上述したようなモジュール化はいくつかの
機能で行われており、たとえば、このような回路のアン
テナスイッチ部１００で実際にセラミック多層基板上に
素子を搭載することで進められている。

【００１４】図１２にこのようなモジュールの構成例を
示す。図において、基板１上には、ダイオード素子やイ
ンダクタ素子、抵抗素子等のチップ部品１４が配置され
ている。そして、これらを覆うようにシールドケース１
５が配置されている。また、基板１の側面には外部導体
９が、内部および表面には導体１０が形成配置されてい
て、キャパシタ１２、インダクタ１３等を形成してい
る。また、これらの導体１０はビアホール１１により上
下に接続されている。

【００１５】現在は、パワーアンプ、アンテナスイッチ
モジュールなどの単機能でモジュール化が実現されてい
るが、より広範囲の機能がモジュール化されれば、さら
に、モジュール化の利点が引き出されることになる。

【００１６】もちろんSAW素子を加えたモジュール化も
重要となる。従来のSAW素子は、いわゆるパッケージ部
品を用いていた。この場合、パッケージ品を搭載してモ
ジュール化を行うことも可能であるが、素子チップを直
接基板に搭載することも可能である。このようにすれ
ば、小型、低背形状が実現でき、さらに低コストが実現
できる。

【００１７】セラミック多層基板は、インダクタンス、
キヤパシタンスが内蔵でき、そのために小型化とするこ
とが可能になるが、反面、そのために、低背化が困難に
なる。このため、基板にさらにパッケージを搭載する一
般的なモジュールにおいては、今後進む低背化の需要に
十分にこたえられない。

【００１８】また、パッケージ品においては、もともと
のチップに比べて広い占有面積を必要としてしまう。使
用部品の中で、SAW素子はもっとも高背のもののひとつ
であり、また占有面積も広い。こうした状況から、SAW
チップを何らかの形で、パッケージを用いずに、直接、
セラミック多層基板に搭載することが望まれいる。

【００１９】さらに、SAWの搭載方法、はんだ付け部品
の搭載方法、封止方法をすべて満足する工程を経て作成
される構造でなければならない。

【００２０】現行の小型ＳＡＷ素子の場合は、たとえば
特開平１０−７９６３８号公報に示されるように、フリ
ップチップ搭載と呼ばれる方法で、セラミック基板、ま
たは樹脂基板に固定されている。

【００２１】特に、セラミツク多層基板に用いる場合、
その表面導体はセラミックと同時焼成される金属粉の焼
結体が普通である。この場合、表面の平滑性は金属粉体
の形状を解消できず、相当荒れた面となる。こうした場
合、ＳＡＷチップを金−金接合で搭載する場合、接合が
不安定になり、断線不良、また、熱衝撃などに対する信
頼性の不具合を引き起こす。

【００２２】さらに、上記構成を実現するためには、セ
ラミツク多層基板上に、ＳＡＷ素子のフリップ実装工程
と、はんだ付け工程を両立させる必要がある。

【００２３】はんだ付け工程は、一般的に、基板表面の
ランド部分にはんだペーストを塗布し、次いで、素子を
乗せ、リフロー等の熱処理を行うことによって固着す
る。この場合、はんだペースト中のフラックスが気化し
て、表面電極との界面を活性化してはんだの濡れ性を確
保する。

【００２４】例えば、ＳＡＷ素子を露出したかたちで搭
載するとすると、基板上に先に搭載された場合、フラッ
クスの付着が生じ、ＳＡＷの特性に大きな影響を与える
ことになる。

【００２５】また、ＳＡＷの接合は、金−金のバンプ接
合で行うのが一般的であり、はんだ接合の場合、基板上
の金属の表面は錫、または、はんだ皮膜であり、各々め
っきで形成するのが通常である。

【００２６】モジュールにおけるＳＡＷ素子の搭載にお
いても、この方法に習うことが有効と考えられるが、他
のはんだ接合部品と混載しても問題の無い物としなけれ
ばならない。こうした要求に対しては、セラミツク基板
の表面導体を金めっき層で処理を行い、ハンダ接合、金
−金接合の両方を可能とすればよい。

【００２７】このような観点から、例えば F.Uchikoba
et.al, International Symposium on Acoustic Wave De
vice for Future Mobile Communication System. pp.14
5,2001.F.Uchikoba and H.Goi,2001 ICEP Proceedings
pp.508,2001. に記載されているように、本発明者ら
は、ベアチップを搭載したフロントエンドモジュールを
開発し、その技術を開示している。

【００２８】一方、ＳＡＷフィルタの機能は、受信帯域
においてバンドパス機能を発現させる。典型的なアンテ
ナスイッチ部の構成例を図２に示す。

【００２９】この例では、ＳＡＷフィルタは２つ搭載さ
れており、その入力側にＤＣブロック用キャパシタが配
置されている。このスイッチ用モジュールの場合、切り
替え信号入力端子ＶＣ１，２に切り替え信号が入力され
ると、スイッチ用ダイオードＤｉの順方向に電流が流
れ、キャパシタＣx の入力側にも電流が流れ、ＤＣバイ
アスが印加されることになる。しかし、このＤＣブロッ
ク用キャパシタＣx があるため、ＳＡＷ素子SAWとアー
ス間に電圧が印加されることはない。

【００３０】しかしながら、仮にこのブロッキングキャ
パシタＣx がない場合にはＳＡＷ素子にＤＣバイアス電
圧が印加されることになる。ＳＡＷ素子に電圧が印加さ
れた場合、ＳＡＷ側ではＤＣバイアスの印加を前提とし
た設計がなされておらず、例えば電触、ショート等の不
具合が発生することがある。このＤＣブロッキングキャ
パシタは、高周波帯域内ではロス無く伝送することが望
ましく、原理的に、その容量は大きければ大きい程良
い。

【００３１】また、高周波モジュールにおいては、スペ
ースの制限、また、大きいことによる寄生成分、特にア
ースとの間の結合を避ける観点から、前記ＤＣブロッキ
ングキャパシタには、極力ＳＡＷ素子近傍で、他のデバ
イス、回路の影響を受けない範囲で、大きい容量である
ことが必要とされる。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、セラ
ミック多層基板とそれに直接搭載するフリップチップ実
装型表面弾性波素子（ＳＡＷ）を含む高周波電子回路部
品において、特に高調波領域を阻止する機能を有し、個
々の製造工程と矛盾することなく、生産性の向上を可能
とし、かつ使用時の性能と信頼性を高め、さらに製品寸
法のコンパクトかつ低背化を行うことができる高周波モ
ジュール部品を提供することである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】すなわち上記目的は、以
下の本発明の構成により達成される。（１）多層基板上に、表面弾性波素子とその他の表面
実装素子とが搭載され、前記表面弾性波素子が多層基板
の金属膜を施した電極上に直接フリップチップ搭載さ
れ、かつ前記多層基板の表面弾性波素子実装領域の少な
くとも一部に、前記表面弾性波素子へのＤＣ電圧の印加
を防止する機能を有するキャパシタパターンの一部が形
成されている高周波モジュール部品。（２）前記表面弾性波素子は、金−金接合によりベア
チップ搭載されている上記（１）の高周波モジュール部
品。（３）８００〜９００ＭHz、あるいは１８００〜１９
００ＭHzの周波数帯域で使用される上記（１）または
（２）の高周波モジュール部品。（４）モジュール全体の高さが２mm未満である上記
（１）〜（３）のいずれかの高周波モジュール部品。

【００３４】

【作用】上記課題を実現するため、本発明者らは、以下
の点についての改良を試みた。

【００３５】（１）基板のＳＡＷ素子搭載位置に、ＤＣ
抑制回路パターンを形成する。（２）小型化を実現するために複数のＳＡＷ素子を一括
して気密封止する。（３）はんだ付け工程とＳＡＷ素子搭載の工程の両立さ
せる。

【００３６】その結果、表面弾性波素子は、セラミック
多層基板にＤＣ抑制のため形成されたキャパシタ回路パ
ターン上に金ボールボンド法で搭載し、他の表面実装部
品ははんだ固着によって搭載した。そして、このように
搭載されたSAW素子の複数を一括して蓋によって気密性
を確保した構造とした。

【００３７】このようにSAW素子を直接搭載し、しかも
その搭載位置直下にＤＣ素子機能を有するパターンを形
成することにより、従来必要であった、ＤＣブロッキン
グキャパシタの占有領域や、SAWパッケージ品のベース
板が不必要となり、小型、低背化が可能になった。その
結果、従来必要であった余分な天蓋構造を省くことがで
きて、一層の小型低背化が可能になった。

【００３８】なお、特開平６−９７３１５号公報には、
SAW素子を他の回路部品を搭載し、封止した例が開示さ
れている。この公報においては、樹脂基板に、SAW素子
を表向きに固定し、ワイヤーボンドにより、電気的接続
を取っていて、本発明のように、セラミック多層基板に
SAWをフリップチップ搭載し、なおかつその直下にフィ
ルタパターンを形成したものと明らかに異なる。

【００３９】本発明の高周波モジュール部品は、フリッ
プチップ搭載を行うことによって、さらに小型化するこ
とができる。なお、フリップチップ搭載方法自体は、例
えば特開平１０−２７０９７５号公報に示されるように
公知である。しかし、フリップチップという形態をとる
ことによって基板との熱膨張率の差による影響を小さく
できる点が相違する。さらに、一見、他の受動部品との
混載を開示しているように見えるが、本発明のように、
はんだ搭載部品との混載は開示されていない。特に封止
にはんだを用いているが、この場合、フラックスによる
汚染を避けるために、瞬間加熱方式を用いている。つま
り、はんだ搭載部品との混載は、きわめて難しいことを
示唆している。本発明によれば、このようなことも、ク
リーニング工程を経ることで、他のはんだ部品の混載が
可能となり、より、簡便で、多用な部品の混載が可能に
なる。

【００４０】

【発明の実施の形態】本発明の高周波モジュール部品
は、多層基板上に、表面弾性波素子とその他の表面実装
素子とが搭載され、前記表面弾性波素子が多層基板の金
属膜を施した電極上に直接フリップチップ搭載され、か
つ前記多層基板の表面弾性波素子実装領域の少なくとも
一部に、前記表面弾性波素子へのＤＣ電圧の印加を防止
する機能を有するキャパシタパターンの一部が形成され
ているものである。

【００４１】このように、多層基板のＳＡＷ素子実装位
置直下の領域の少なくとも一部に表面弾性波素子へのＤ
Ｃ電圧の印加を防止する機能を有するキャパシタパター
ンの一部、好ましくは全部を形成することにより、キャ
パシタパターンの占有する領域分、モジュールを小さく
することができる。

【００４２】本発明の高周波モジュール部品において
は、基板上にＳＡＷ素子にＤＣ電圧が印加されるのを防
止する機能を有するＤＣブロッキングキャパシタパター
ンを形成する。このＤＣ阻止機能を有するキャパシタ
は、好ましくは８００〜９００ＭHz、あるいは１８００
〜１９００ＭHz程度で機能する必要がある。

【００４３】このキャパシタは、基板上あるいは基板表
面近傍に所定のパターンの導体を形成することにより得
ることができる。キャパシタパターンは、たとえば、内
部導体層、最上層のパターンとして銀粉体ペーストをス
クリーン印刷する際に同時に形成することができる。そ
して、このとき、ＳＡＷの搭載位置直下に形成すればよ
い。ここで、ＳＡＷ搭載位置とは、基板上にＳＡＷ素子
が占有する領域をいい、その直下の領域、つまり表面弾
性波素子実装領域とは、ＳＡＷ素子の投影面が基板上で
占有する領域をいう。

【００４４】ＳＡＷ素子の投影面とキャパシタパターン
形成領域とは、必ずしもキャパシタパターン形成領域の
１００％がＳＡＷ素子の投影面内に収納されている必要
はなく、２つの領域の面積の５０％以上、特に８０％以
上が重複していればよい。

【００４５】さらに、携帯機器等に用いられるマイクロ
波などの高い周波数の場合、ＳＡＷ素子の入出力近傍で
キャパシタを形成し処理することが望ましい。

【００４６】さらに、高周波回路では最表層近傍にキャ
パシタを形成することが、余分なストレーキャパシタや
寄生インダクタ等の影響を受けない等の点において非常
に有効となる。

【００４７】ブロッキングキャパシタは、ＤＣを通さな
いことが重要であるが、高周波信号成分を、損失無く伝
送することも必要になる。この場合、一義的には、なる
べく大きな容量のキャパシタを形成することが望まし
い。しかしながら、大きなキャパシタを形成するという
ことは、その分スペースが大きくなることを意味し、そ
の場所を設けるのに苦慮することとなる。

【００４８】また、ブロッキングキャパシタの定数が大
きいことは、わずかな寄生インダクタンスによって共振
が起こり、通過帯域で思ったような素子として機能しな
くなる虞がある。また、このような大きなキャパシタン
スを形成する際には、アース導体との間に結合を引きお
こすことが容易に予想される。この場合、意図しないキ
ャパシタンスがアースとの間に形成されることになる。
このようなアース導体は、一般的にはモジュールの最低
面に近い場所に形成される。

【００４９】このような観点からブロッキングキャパシ
タは、ＳＡＷ素子直下の基板表面、または内部に形成さ
れることが最も望ましい。

【００５０】特に、フリップチップでＳＡＷ素子を搭載
する場合、このブロッキングキャパシタンスはＳＡＷ直
下の基板表面、または、内部に形成されることが最も有
効である。この場合、今まて使われなかったデッドスペ
ースを有効に用いることがてき、ＳＡＷ素子との間の配
線の引き回し導体も必要最小限に抑えることができる。
また、最下面に形成されるアース面との間の影響も極め
て少なくなる。

【００５１】ブロッキングキャパシタの容量は、回路の
条件により定められるが、通常５〜１００pF程度であ
る。また、このような容量を得るためのパターン面積
は、基板材料の誘電率、基板の厚みにもよるが、通常
０．５〜２mm² 程度である。パターンの積層数として
は、通常３〜８層程度である。

【００５２】また、通常ブロッキングキャパシタパター
ンは、ＳＡＷ直下で基板厚みの１／２以内、特に１／３
以内に形成するようにするとよい。

【００５３】表面導体においては金−金接合を達成する
ために、金層を形成する。この表面導体において、好ま
しくは、金層の厚みが０．１μm 以上１μm 以下、さら
に好ましくは０．３〜０．７μm とするとよい。

【００５４】金メッキ層は薄すぎると金−金接合に信頼
性の問題を引き起こし、厚すぎる場合、導体層にストレ
スがかかりやすく、あるいは組成的に脆性化合物を作り
やすくなり、はんだ付けを行なった場合脆くなる。

【００５５】このような金層は、好ましくはめっきによ
り形成された金めっき層とするとよい。金めっき層は、
通常無電解めっき法により形成することができる。

【００５６】さらに、場合によっては下地として、ニッ
ケルメッキ層を２μm 〜５μm 程度付着させるとよい。
これにより、下地の表面導体の凹凸が吸収されるととも
に、超音波で金−金接合を行う場合、硬い下地を形成し
て、接着性がよくなる。

【００５７】ハンダ付け部品においても、金メッキ層は
有効で、ニッケル層はいわゆる”くわれ”と称するはん
だ処理による皮膜の消失現象を抑えることができる。

【００５８】表面弾性波素子を覆う封止部材は、多層基
板に固定されるが、封止効果を考えると接着剤で接着す
るのがよい。このような、接着剤としては通常の電子部
品に用いられる固定、封止用の接着剤を用いることがで
きるが、硬化時の出ガスによるＳＡＷ素子への影響の少
ないものが好ましい。具体的にはエポキシ系接着剤等が
挙げられる。

【００５９】また、弾性波素子は封止部材により他の搭
載部品と隔離されているので、気密性が保たれ、水分や
ガスなどから有効に保護することができる。

【００６０】また、好ましくは封止部材内部の導体パタ
ーンが、封止部材の接着部、つまり接着フランジ部に触
れないようにスルーホールによって下部に導かれ、多層
配線板の中間層のパターンにより外部に導出されるよう
にするとよい。このように、封止部材内部の導体パター
ンが、封止部材の接着部、つまり接着フランジ部に触れ
ないようにすることにより、接着剤と導体との悪影響、
例えば誘電損や揮発成分の回り込みを防止することがで
きる。

【００６１】さらに、表面弾性波素子以外の表面実装素
子の少なくとも一つは、はんだ付けによって多層基板上
に搭載されるので、従来からはんだ付工程により搭載さ
れていた部品は、そのままの工程で実装でき、部品や設
備の有効利用が可能となり、コストの上昇を抑制するこ
とができる。

【００６２】封止部材の高さとしては、表面弾性波素子
と接触しない程度の高さが維持できればよく、表面弾性
波素子、およびその取り付け構造により決定すればよ
い。具体的には、表面弾性波素子との間隙が５０〜２０
０μm 、特に７０〜１２０μm程度とれればよい。

【００６３】封止部材に用いられる材料としては、所定
の気密性が保持でき、ハンドリングに耐えうる強度を有
するものであれば特に限定されるものではない。ただ
し、基板との熱膨張率の等しいものを用いることが好ま
しく、同様な材質を用いるとよい。具体的には、セラミ
ック、エポキシ系プラスチック、ＢＴレジンプラスチッ
ク等を挙げることができ、これらのなかでも特にセラミ
ックが好ましい。

【００６４】このようにＳＡＷ素子をフリップチップ搭
載し、一括して封止する構造とすることにより、モジュ
ール全体の高さを２mm未満、特に１．５mm以下とするこ
とができる。

【００６５】また、多層基板は、所定の大きさ、電気的
特性を満足しうるものであれば樹脂基板であってもセラ
ミック基板であってもよいが、セラミック基板が好まし
い。セラミック基板としては、例えばガラス−アルミナ
を主成分とする低温焼成基板等を挙げることができる。

【００６６】多層基板の積層数としては、高周波モジュ
ール部品の回路構成、搭載部品などにより必要とさせる
積層数に調整すればよい。通常は、５〜３０層程度であ
る。

【００６７】多層基板の内部には、内部導体により形成
された伝送線路や、インダクタ、キャパシタなどを有す
る。これらは、モジュールとして必要な機能を発揮する
ために形成されるが、特にインダクタ、キャパシタは基
板上に部品として搭載するよりも基板内部に形成するこ
とでより小型化、低背化を図ることができる。

【００６８】内蔵されるＳＡＷ素子としては、いずれの
態様のものでもよく、モジュール部品に必要とされる機
能により適切なＳＡＷ素子を用いればよい。

【００６９】ＳＡＷ素子は、基板上の電極に、好ましく
は金属−金属接合で直接フリップチップ搭載される。こ
の場合、フリップチップの金属間接合に好ましい金属と
しては、Ａｕ、Ａｌ等が挙げられるが、特にＡｕが好ま
しい。

【００７０】本発明の高周波モジュール部品は、以下の
工程に従って製造するとよい。すなわち、部品搭載用セ
ラミック多層基板の導体表面の少なくとも部品接着部分
に金属めっきを施し、少なくとも一つの表面弾性波素子
以外の素子をはんだによって搭載し、洗浄を行った後表
面弾性波素子を金属同士の接合によって多層基板にフリ
ップチップ搭載し、表面弾性波素子の封止部材を接着す
る。

【００７１】このようにして製造することにより、はん
だ付けにより搭載する部品は、従来の搭載方式を踏襲で
きる。また、金めっき等の金属めっき表面は、はんだ濡
れ性に富み、十分に固着することができる。ただし、は
んだ付け部品搭載後の基板表面は、フラックスの飛散
や、はんだかす等によって汚れていて、SAW搭載部分の
金等の金属表面もそのままでは搭載が困疑な状態にな
る。

【００７２】このため、ＳＡＷ素子以外の部品搭載後
に、洗浄を行い、金属表面を活性化して、搭載に支障が
ないようにする。

【００７３】洗浄は、従来の薬液洗浄でも、搭載に支障
がない程度にまで活性化できるが、プラズマエッチング
によって、洗浄をするとさらに好ましい。その場合、他
の搭載部品にダメージが及ばない条件とすることが必要
となる。また、樹脂の接着においては、真空中で接着す
ることによって、SAW周辺の汚れ、付着物をさらに除去
することができる。

【００７４】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をより具体的に
説明する。

【００７５】この例では、GSM−DCS切り替えのためのア
ンテナスイッチモジュールを作製した。

【００７６】モジュールの構造は、図１に示すようなも
のとした。すなわち、セラミック基板１に所定の導体パ
ターンと、ＳＡＷ素子実装領域にブロッキングキャパシ
タパターンを形成した。さらに、この基板１上に、ＳＡ
Ｗ素子ＳＡＷをフリップチップ搭載し、さらにダイオー
ド素子やインダクタ素子、抵抗素子等のチップ部品１４
をはんだ実装した。また、基板１の側面には外部導体層
９を形成すると共に、内部および表面には導体層１０を
形成して、導体線路、端子、キャパシタ、インダクタな
どを形成した。そしてこの基板を封止部材１５により一
括して封止した。

【００７７】セラミック多層基板にはアルミナガラス複
合セラミックを絶縁層とし、内導体層を１５層有するも
のを用いた。外形は約６mm×４mmで厚みは０．８mmとし
た。このモジュール全体の高さは１．５mmとなった。

【００７８】また、ブロッキングキャパシタパターンの
面積は１．０×０．６mm² とし、これを５層積層した構
造とした。このときの容量は３０pF程度であった。

【００７９】このモジュールの回路図を図２に、表面の
ＳＡＷ搭載部下のパターンを含めた導体パターンを図３
に示す。また、ブロッキングキャパシタパターン１０ａ
を図４に示すように最表層に形成したパターンを含めた
サンプル１と、図５に示すように、全てＳＡＷ直下の基
板内部に形成したサンプル２とを作製した。これらの図
において、図１と同一構成要素には同一符号を付し、説
明を省略する。

【００８０】また、比較のために従来のパッケージ１７
を用いたモジュールの構造図とパターン図を図６、図７
に、パッケージと端子パターンとの関係を図８に、パッ
ケージ直下に形成したブロッキングキャパシタパターン
の様子を図９にそれぞれ示す。これらの図において、図
１と同一構成要素には同一符号を付し、説明を省略す
る。従来のモジュールの外形寸法は８×５mm、高さ２mm
であり、本発明のモジュールが十分に、小型、低背化さ
れていることがわかる。

【００８１】また、このＳＡＷパッケージ１７の直下に
は、パッケージ１７と基板１のグランドとを接続するた
めのフットパターン１０を形成しなければならないた
め、基板表面にはブロッキングキャパシタパターン１０
ａを形成することはできなかった。このため、図９に示
すように、その直下の基板１内部にブロッキングキャパ
シタパターン１０ａを形成したが、フットパターンのグ
ランド部分との間に結合を生じ、特性が悪化することが
予測された。

【００８２】セラミック多層基板の形成に当たっては、
アルミナとガラスをベースとする粉体に有機バインダー
と有機溶液を混合し、これをドクターブレード法により
キャリアテープ上に塗布した。その後に乾燥し、おおむ
ね１０cm角になるようにシートを切り分けた。

【００８３】このシートにパンチング処理を施し、キヤ
ビティー部になる部分をキャリアフィルムごと切り抜い
た。次いで、レーザによって、スルーホールとなる部分
を穿孔した。

【００８４】これらのシートにスクリーン印刷によっ
て、銀粉体パターンを塗布した。このとき印刷に用いた
銀粉体は０．１〜１μm の粒径の粉体で、有機バインダ
ー、溶剤によってスクリーン印刷が可能なペースト状の
ものとした。

【００８５】このシートを、キャリアテープがら剥離し
て、プレスによって積層圧着した。圧力は、０．６８６
Pa(700kg/cm² )とした。

【００８６】この後、所定の個片に切り分けて、９００
℃で１５分間の焼成を行った。焼成時にセラミツク、内
部導体、表面層導体、キヤビティー内部導体は一括焼結
する。これにより、内部にＬ、Ｃ等の回路機能素子要素
と、表面に導体層を有する多層基板が形成された。

【００８７】この後、ニッケル無電解メッキを２μm 施
し、金無電解メッキを０．５μm 施した。

【００８８】このものに、ＳＡＷ素子を金−金接合によ
って搭載した。すなわち、ＳＡＷ素子を、多層基板１に
伏せた形で、Ａｌ−Ｃｕ合金層２２、Ｎｉ層２３、Ａｕ
めっき層２４からなる端子上にはんだボール２５を介し
てＳＡＷ素子のＡｕバンプ２６が位置するようにして配
置した。そして、ＳＡＷ側から超音波を、また同時に６
００g の荷重をかけながら印加して、金バンプと基板の
金表面との接合を行った。この状態を図１０に示す。

【００８９】特性評価は、特にこのパターンでの通過帯
域である１．８GHz付近の帯域内（１８０５〜１８８０
ＭHz）の通過特性での損失で評価した。この損失が大き
いほど特性が悪いことになる。結果を表１に示す。

【００９０】

【表１】

【００９１】表１より、本発明サンプル１，２は、パッ
ケージ品を用いて、ブロッキングキャパシタをＳＡＷ直
下に形成した比較サンプルよりも、極めて良好な特性が
得られることがわかる。

【００９２】以上のように、発明サンプルは、ＳＡＷ直
下にブロッキングキャパシタパターンを形成することが
でき、仮に表面に形成できない場合でも、その直下に形
成することで損失を極力低減することができる。また、
フットパターンが存在しないため、接地コンタクト部分
との結合を十分小さくすることができ、その影響は無視
できるほどに抑えることができる。このため、小型、低
背化と相俟って、損失の少ない、優れた特性が得られ
る。

【００９３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、セラミッ
ク多層基板とそれに直接搭載するフリップチップ実装型
表面弾性波素子（ＳＡＷ）を含む高周波電子回路部品に
おいて、特にＤＣ電圧がＳＡＷ素子に印加されるのを抑
制する機能を有し、個々の製造工程と矛盾することな
く、生産性の向上を可能とし、かつ使用時の性能と信頼
性を高め、さらに製品寸法のコンパクトかつ低背化を行
うことができる高周波モジュール部品を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高周波モジュール部品の構成例を示す
概略断面図である。

【図２】本発明の高周波モジュール部品の構成例を示す
回路図である。

【図３】本発明の高周波モジュール部品のパターン構成
例を示す概略平面図である。

【図４】本発明の高周波モジュール部品のパターン構成
例を示す概略断面図である。

【図５】本発明の高周波モジュール部品の他のパターン
構成例を示す概略断面図である。

【図６】従来の高周波モジュール部品の構成例を示す概
略断面図である。

【図７】従来の高周波モジュール部品のパターン構成例
を示す概略平面図である。

【図８】従来のＳＡＷパッケージと端子（フット）パタ
ーンの関係を示す概略平面図である。

【図９】従来の高周波モジュール部品のパターン構成例
を示す概略断面図である。

【図１０】従来の高周波モジュールの実装状態を示す概
略断面図である。

【図１１】GSMデュアルバンド型携帯電話のブロック図
構成図である。

【図１２】モジュール化されたアンテナスイッチ部の構
成例を示す断面図である。

【符号の簡単な説明】

１基板１０導体１０ａブロッキングキャパシタパターン１１ビアホール１２キャパシタ１３インダクタ１４表面実装素子１５封止部材１７ＳＡＷパッケージＳＡＷ表面弾性波素子

フロントページの続きＦターム(参考） 5E346 AA02 AA54 AA55 BB01 CC08 CC18 CC32 CC37 CC38 CC39 DD03 DD13 EE23 FF01 GG04 GG05 GG06 GG08 GG15 HH06 HH22 HH23 HH24 HH33 5J097 AA26 AA30 BB11 JJ06 KK10 LL01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多層基板上に、表面弾性波素子とその他
の表面実装素子とが搭載され、前記表面弾性波素子が多層基板の金属膜を施した電極上
に直接フリップチップ搭載され、かつ前記多層基板の表面弾性波素子実装領域の少なくと
も一部に、前記表面弾性波素子へのＤＣ電圧の印加を防
止する機能を有するキャパシタパターンの一部が形成さ
れている高周波モジュール部品。
【請求項２】前記表面弾性波素子は、金−金接合によ
りベアチップ搭載されている請求項１の高周波モジュー
ル部品。
【請求項３】８００〜９００ＭHz、あるいは１８００
〜１９００ＭHzの周波数帯域で使用される請求項１また
は２の高周波モジュール部品。
【請求項４】モジュール全体の高さが２mm未満である
請求項１〜３のいずれかの高周波モジュール部品。