JP6716715B2 - パッケージ状無線周波数モジュール、システムボードアセンブリ、無線通信デバイス、フロントエンドモジュール、及び無線周波数モジュールを選択的に遮蔽する方法 - Google Patents
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Description
本願は、2016年4月19日に出願された「無線周波数モジュールの選択遮蔽」との名称の米国仮特許出願第62/324,768号に係る米国特許法第119条(e)の優先権の利益を主張する。その開示は、その全体がここに参照として組み入れられる。本願は、2016年4月19日に出願された「無線周波数モジュールを選択的に遮蔽する方法」との名称の米国仮特許出願第62/324,750号に係る米国特許法第119条(e)の優先権の利益を主張する。その開示は、その全体がここに参照として組み入れられる。
Claims (81)
- パッケージ状無線周波数モジュールであって、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板上の無線周波数コンポーネントと、
第1部分及び第2部分を含む多層アンテナと、
前記多層アンテナと前記無線周波数コンポーネントとの間の遮蔽を与えるべく構成された無線周波数遮蔽構造物と
を含み、
前記第1部分は前記第2部分とは異なる層であり、
前記第1部分は前記第2部分に電気的に接続され、
前記無線周波数遮蔽構造物は、前記無線周波数コンポーネントを覆う遮蔽層であって、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する遮蔽層を含む、パッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記多層アンテナの第1部分は、前記パッケージ基板の第1側部上の第1伝導性トレースを含み、
前記多層アンテナの第2部分は、前記パッケージ基板の第2側部上の第2伝導性トレースを含み、
前記第1側部は前記第2側部に対向する、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記パッケージ基板の中のビアをさらに含み、
前記第1伝導性トレースは前記ビアを経由して前記第2伝導性トレースに接続される、請求項2のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記第2伝導性トレース上のパッドをさらに含み、
前記パッドはシステムボードに接続されるように構成される、請求項2のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記多層アンテナの第1部分は、前記パッケージ基板の第1側部上に存在し、
前記多層アンテナの第2部分は、前記パッケージ基板の第2側部上に存在し、
前記第1側部は前記第2側部に対向する、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記多層アンテナの第1部分及び前記多層アンテナの第2部分は、前記パッケージ基板の同じ側部上に実装される、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記多層アンテナの第1部分は前記パッケージ基板上のトレースを含み、
前記多層アンテナの第2部分は、成形材料を覆うパターン状伝導性材料を含む、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記トレースは、ワイヤボンドを介して前記パターン状伝導性材料に電気的に接続される、請求項7のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記遮蔽層は、前記パッケージ基板から、前記多層アンテナの前記パターン状伝導性材料と実質的に同じ距離に存在する、請求項7のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記多層アンテナに結合された整合回路をさらに含み、
前記整合回路は、前記無線周波数遮蔽構造物の外部に存在する受動インピーダンス素子を含む、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記多層アンテナは、折りたたまれたモノポールアンテナである、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記無線周波数コンポーネントは、フロントエンド集積回路、結晶及びシステムオンチップを含む、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記無線周波数遮蔽構造物は、前記多層アンテナと前記無線周波数コンポーネントとの間に配置されたワイヤボンドを含む、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記無線周波数遮蔽構造物は、前記多層アンテナと前記無線周波数コンポーネントとの間に配置された伝導性等角構造物を含む、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 傾斜側壁を有するスルーモールドビアをさらに含み、
前記伝導性等角構造物は前記傾斜側壁を覆う、請求項14のパッケージ状無線周波数モジュール。 - システムボードアセンブリであって、
パッケージ状コンポーネントと、
前記パッケージ状コンポーネントが配置されたシステムボードと
を含み、
前記パッケージ状コンポーネントは、
パッケージ基板上の無線周波数コンポーネントと、
多層アンテナと、
前記無線周波数コンポーネントまわりに存在して前記無線周波数コンポーネントと前記多層アンテナとの間の遮蔽を与えるように構成された無線周波数遮蔽構造物と
を含み、
前記無線周波数遮蔽構造物は、前記無線周波数コンポーネントを覆う遮蔽層であって、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する遮蔽層を含み、
前記システムボードは、前記無線周波数遮蔽構造物に電気的に接続されたグランドパッドを含む、システムボードアセンブリ。 - 前記多層アンテナは、
前記パッケージ基板の第1側部上の第1トレースと、
前記パッケージ基板の第2側部上の第2トレースと
を含み、
前記第1側部は前記第2側部に対向する、請求項16のシステムボードアセンブリ。 - 前記システムボード上の他のパッドにはんだ付けされた前記第2トレース上の一のパッドをさらに含む、請求項17のシステムボードアセンブリ。
- 無線通信デバイスであって、
パッケージ状無線周波数モジュールと、
送受信器と
を含み、
前記パッケージ状無線周波数モジュールは、
パッケージ基板上の無線周波数コンポーネントと、
異なる層において互いに電気的に接続された2つの部分を含む多層アンテナと、
前記無線周波数コンポーネントと前記多層アンテナとの間に配置された伝導性特徴部を含む無線周波数遮蔽構造物と
を含み、
前記無線周波数遮蔽構造物は、前記無線周波数コンポーネントを覆う遮蔽層であって、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する遮蔽層を含み、
前記送受信器は、前記無線周波数コンポーネントと通信する、無線通信デバイス。 - 前記無線周波数コンポーネントは、無線パーソナルエリアネットワーク信号又は無線ローカルエリアネットワーク信号の少なくとも一方を前記多層アンテナに与えるように構成される、請求項19の無線通信デバイス。
- パッケージ状無線周波数モジュールであって、
第1側部及び第2側部を有するパッケージ基板であって、前記第1側部は前記第2側部に対向するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の第1側部にある無線周波数コンポーネントと、
前記パッケージ基板の第1側部にある第1部分と、前記パッケージ基板の第2側部にある第2部分とを含む多層アンテナであって、前記第1部分は前記第2部分に電気的に接続される多層アンテナと、
遮蔽層と
を含み、
前記遮蔽層は、前記無線周波数コンポーネントが前記遮蔽層によって遮蔽されるが前記多層アンテナは前記遮蔽層によって未遮蔽となるように配置され、
前記無線周波数コンポーネントは、前記遮蔽層と前記パッケージ基板との間に位置決めされ、
前記遮蔽層は、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する、パッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記パッケージ基板の中のビアをさらに含み、
前記多層アンテナの第1部分は、前記ビアを経由して前記第2部分に電気的に接続される、請求項21のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記パッケージ基板の第1側部におけるワイヤボンドをさらに含み、
前記ワイヤボンドは、前記無線周波数コンポーネントと前記多層アンテナの第1部分との間に配置され、
前記ワイヤボンドは前記遮蔽層と物理的に接触する、請求項21のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記無線周波数コンポーネントと前記多層アンテナの第1部分との間に配置された伝導性等角構造物をさらに含み、
前記伝導性等角構造物は、前記遮蔽層と物理的に接触する、請求項21のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記多層アンテナの第1部分は第1伝導性トレースを含み、
前記多層アンテナの第2部分は第2伝導性トレースを含む、請求項1のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記多層アンテナの第2部分における複数のパッドをさらに含み、
前記パッドはシステムボードに接続されるように構成される、請求項21のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記無線周波数コンポーネントは、フロントエンド集積回路、結晶及びシステムオンチップを含む、請求項21のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記多層アンテナは、折りたたまれたモノポールアンテナである、請求項21のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記パッケージ基板の第1側部における整合回路をさらに含み、
前記整合回路は、前記遮蔽層により未遮蔽の受動インピーダンス素子を含む、請求項21のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記無線周波数コンポーネントは、前記多層アンテナに無線周波数信号を与えるべく構成され、
前記無線周波数信号は、約2.4ギガヘルツから2.5ギガヘルツの範囲にある周波数を有する、請求項21のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記無線周波数コンポーネントは、前記多層アンテナにブルートゥース(登録商標)に関連付けられた無線周波数信号を与えるべく構成される、請求項21のパッケージ状無線周波数モジュール。
- システムボードアセンブリであって、
無線周波数コンポーネントと、多層アンテナと、遮蔽層と、前記多層アンテナに物理的に接触するパッドとを含むパッケージ状無線周波数モジュールと、
システムボードパッドを上に含むシステムボードと
を含み、
前記遮蔽層は、前記無線周波数コンポーネントが前記遮蔽層によって遮蔽されるが前記多層アンテナは前記遮蔽層によって未遮蔽となるように配列され、
前記パッケージ状無線周波数モジュールは、第1側部と前記第1側部に対向する第2側部とを有するパッケージ基板を含み、
前記遮蔽層は、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有して前記無線周波数コンポーネントを覆い、
前記システムボードパッドは、前記パッドに電気的に接続され、
前記パッケージ状無線周波数モジュールは、前記システムボード上に配置される、システムボードアセンブリ。 - 前記多層アンテナは、
前記パッケージ基板の第1側部上の第1部分と、
前記パッケージ基板の第2側部上の第2部分と
を含み、
前記第2部分は前記パッドに物理的に接触する、請求項32のシステムボードアセンブリ。 - 前記システムボードパッドは、前記多層アンテナに物理的に接触するパッドにはんだ付けされる、請求項32のシステムボードアセンブリ。
- パッケージ状無線周波数モジュールであって、
パッケージ基板の第1側部にある無線周波数コンポーネントと、
前記パッケージ基板の第1側部にある多層アンテナであって、第1部分及び第2部分を含み、前記第1部分は前記第2部分に電気的に接続される多層アンテナと、
前記無線周波数コンポーネントと前記多層アンテナの第1部分とを覆う成形材料であって、前記多層アンテナの第2部分は前記成形材料を覆うように配置される成形材料と、
遮蔽層と
を含み、
前記遮蔽層は、前記無線周波数コンポーネントが前記遮蔽層によって遮蔽されるが前記多層アンテナは前記遮蔽層によって未遮蔽となるように配置され、
前記無線周波数コンポーネントは、前記遮蔽層と前記パッケージ基板との間に位置決めされ、
前記遮蔽層は、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する、パッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記無線周波数コンポーネントは、フロントエンド集積回路、結晶及びシステムオンチップを含む、請求項35のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記パッケージ基板の第1側部におけるワイヤボンドをさらに含み、
前記ワイヤボンドは、前記無線周波数コンポーネントと前記多層アンテナの第1部分と間に配置され、
前記ワイヤボンドは前記遮蔽層と物理的に接触する、請求項35のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記多層アンテナの前記第1部分は、一つ以上のワイヤボンドを介して前記多層アンテナの第2部分に電気的に接続される、請求項35のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記多層アンテナの第2部分と前記遮蔽層とは同じ材料を含む、請求項35のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記多層アンテナの第2部分は前記パッケージ基板から、前記遮蔽層と近似的に同じ距離に存在する、請求項35のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 無線周波数モジュールを選択的に遮蔽する方法であって、
無線周波数コンポーネント、アンテナ、及び前記無線周波数コンポーネントと前記アンテナとの間に配置されたワイヤボンドを含む無線周波数モジュールを与えることと、
前記アンテナの上の前記無線周波数モジュールの第1部分を、マスキング材料によって、前記無線周波数コンポーネントの上の前記無線周波数モジュールが前記マスキング材料によって覆われないようにマスキングすることと、
前記マスキングの後に、前記無線周波数モジュールの上に遮蔽層を形成することと
を含み、
(i)前記無線周波数コンポーネントは前記遮蔽層により遮蔽されるが前記アンテナは前記遮蔽層によっては未遮蔽であり、
(ii)前記遮蔽層は、前記無線周波数コンポーネントと前記アンテナとの間の遮蔽を与えるように前記ワイヤボンドに接触し、
前記形成することは、前記マスキング材料を前記アンテナから除去することを含む、方法。 - 前記マスキングすることは、
前記無線周波数モジュールを前記マスキング材料によってマスキングすることと、
前記マスキング材料の一選択領域をレーザー切除することと
を含む、請求項41の方法。 - 前記形成することは、伝導性材料をスパッタリングすることを含み、
前記遮蔽層は前記伝導性材料を含む、請求項41の方法。 - 前記伝導性材料は銅を含む、請求項43の方法。
- 前記遮蔽層を覆うように保護層を形成することをさらに含み、
前記遮蔽層は、前記保護層と前記無線周波数コンポーネントとの間に配置される、請求項43の方法。 - 前記保護層はチタンを含む、請求項45の方法。
- 前記形成することに先立って前記無線周波数モジュールを単体化することをさらに含む、請求項41の方法。
- 前記形成することの後に前記無線周波数モジュールを単体化することをさらに含む、請求項41の方法。
- 前記無線周波数モジュールは、前記無線周波数コンポーネント及び前記アンテナが配置されたパッケージ基板を含み、
前記遮蔽層は前記パッケージ基板に実質的に平行に形成される、請求項41の方法。 - 無線周波数モジュールを選択的に遮蔽する方法であって、
無線周波数コンポーネント及びアンテナを含む無線周波数モジュールを与えることと、
前記アンテナの上の前記無線周波数モジュールの一部分を、成形材料を覆うマスキング材料によって、前記無線周波数コンポーネントの上の前記無線周波数モジュールの他部分が前記マスキング材料によって覆われないようにマスキングすることと、
前記無線周波数モジュールの前記一部分と前記無線周波数モジュールの他部分とを覆うように伝導層を形成することと、
前記マスキング材料を除去することと
を含み、
遮蔽層が前記無線周波数コンポーネントを覆うが前記アンテナは前記遮蔽層によっては未遮蔽であり、
前記遮蔽層は前記伝導層の伝導性材料を含み、
前記マスキングすることは、前記マスキング材料の一選択領域をレーザー切除することを含む、方法。 - 前記遮蔽層は、前記除去することの後に、前記無線周波数コンポーネントと前記アンテナとの間に配置されたワイヤボンドに接触する、請求項50の方法。
- 前記成形材料は、前記除去することの後に、前記アンテナの上に前記無線周波数コンポーネントの上と実質的に同じ厚さを有する、請求項50の方法。
- 前記マスキング材料はテープを含む、請求項50の方法。
- 前記与えることは、前記無線周波数モジュールのエッジに沿って配置された付加ワイヤボンドを前記無線周波数モジュールに与えることを含む、請求項50の方法。
- 前記与えることは、前記無線周波数モジュールのエッジに沿って配置されたワイヤボンドを前記無線周波数モジュールに与えることを含む、請求項50の方法。
- 前記遮蔽層は、前記除去することの後に、前記無線周波数コンポーネントと前記アンテナとの間に配置されたワイヤボンドに接触する、請求項50の方法。
- 前記形成することに先立って前記無線周波数モジュールを単体化することをさらに含む、請求項50の方法。
- 前記形成することの後に前記無線周波数モジュールを単体化することをさらに含む、請求項50の方法。
- 前記遮蔽層を覆うように保護層を形成することをさらに含み、
前記遮蔽層は前記保護層と前記無線周波数コンポーネントとの間に配置される、請求項50の方法。 - 前記保護層はチタンを含む、請求項59の方法。
- パッケージ状無線周波数モジュールであって、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板の上方に延びる無線周波数遮蔽構造物であって、前記パッケージ基板と実質的に平行な遮蔽層を含む無線周波数遮蔽構造物と、
前記パッケージ基板を覆い前記無線周波数遮蔽構造物の内部に存在する無線周波数コンポーネントであって、前記遮蔽層と前記パッケージ基板との間に配置された無線周波数コンポーネントと、
前記遮蔽層を覆う保護層であって、前記保護層と前記無線周波数コンポーネントとの間に配置される遮蔽層と、
前記無線周波数遮蔽構造物の外部に存在する前記パッケージ基板上のアンテナと
を含み、
前記無線周波数遮蔽構造物は、前記アンテナと前記無線周波数コンポーネントとの間の遮蔽を与えるように構成され、
前記遮蔽層は、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する、パッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記無線周波数遮蔽構造物は、前記アンテナと前記無線周波数コンポーネントとの間に配置されたワイヤボンドを含む、請求項61のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記無線周波数遮蔽構造物は、前記無線周波数コンポーネントの少なくとも2つの側部まわりに配置されたワイヤボンド壁を含む、請求項61のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記遮蔽層は銅を含む、請求項61のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記保護層はチタンを含む、請求項61のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記無線周波数コンポーネントはフロントエンド集積回路を含む、請求項61のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記無線周波数コンポーネントはさらに結晶を含む、請求項66のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記フロントエンド集積回路は、低雑音増幅器又は電力増幅器の少なくとも一方を含む半導体・オン・インシュレータダイを含む、請求項66のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記無線周波数コンポーネントは前記パッケージ基板に取り付けられ、
前記アンテナは前記パッケージ基板にプリントされる、請求項61のパッケージ状無線周波数モジュール。 - パッケージ状無線周波数モジュールであって、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板の上方に延びる無線周波数遮蔽構造物であって、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する無線周波数遮蔽構造物と、
前記パッケージ基板上において前記無線周波数遮蔽構造物の内部に存在する無線周波数コンポーネントと、
前記無線周波数遮蔽構造物の外部に存在する前記パッケージ基板上のアンテナと
を含み、
前記無線周波数遮蔽構造物は、
前記無線周波数コンポーネントの第1側部まわりに配置されたワイヤボンド壁と、
前記無線周波数コンポーネントの第2側部まわりに配置された等角構造物と
を含み、
前記無線周波数遮蔽構造物は、前記アンテナと前記無線周波数コンポーネントとの間の遮蔽を与えるように構成され、
前記ワイヤボンド壁は、前記パッケージ基板の上方に前記アンテナよりも遠くに延びる、パッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記無線周波数遮蔽構造物は、前記パッケージ基板に実質的に平行な遮蔽層を含み、
前記無線周波数コンポーネントは前記遮蔽層と前記パッケージ基板との間に配置される、請求項70のパッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記遮蔽層を覆う保護層をさらに含み、
前記遮蔽層は、前記保護層と前記無線周波数コンポーネントとの間に配置される、請求項71のパッケージ状無線周波数モジュール。 - パッケージ状無線周波数モジュールであって、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板の上方に延びる無線周波数遮蔽構造物であって、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する無線周波数遮蔽構造物と、
前記パッケージ基板上で前記無線周波数遮蔽構造物の内部に存在する無線周波数コンポーネントと、
前記無線周波数遮蔽構造物の外部に存在する前記パッケージ基板上のアンテナと
を含み、
前記無線周波数遮蔽構造物は、前記アンテナと前記無線周波数コンポーネントとの間の遮蔽を与えるように構成され、
前記無線周波数コンポーネントは、
低雑音増幅器と、
前記低雑音増幅器を前記アンテナに選択的に電気接続するように構成されたスイッチと
を含む、パッケージ状無線周波数モジュール。 - 前記無線周波数遮蔽構造物は、前記無線周波数コンポーネントに対する遮蔽を与えるとともに前記パッケージ状無線周波数モジュールを前記アンテナ上では未遮蔽のままとする遮蔽層を含む、請求項73のパッケージ状無線周波数モジュール。
- 前記無線周波数遮蔽構造物は、前記遮蔽層に接触するワイヤボンドを含む、請求項74のパッケージ状無線周波数モジュール。
- システムボードアセンブリであって、
パッケージ基板上の無線周波数コンポーネント、前記無線周波数コンポーネントまわりの無線周波数遮蔽構造物、及び前記パッケージ基板上において前記無線周波数遮蔽構造物の外側に存在するアンテナを含むパッケージ状コンポーネントと、
前記パッケージ状コンポーネントが配置されたシステムボードであって、前記パッケージ状コンポーネントの前記無線周波数遮蔽構造物に電気接続されたグランドパッドを含むシステムボードと、
前記システムボード上の電子コンポーネントと
を含み、
前記無線周波数遮蔽構造物は、前記無線周波数コンポーネントと前記電子コンポーネントとの間の無線周波数アイソレーションを与え、
前記無線周波数遮蔽構造物は、前記無線周波数コンポーネントを覆う遮蔽層であって、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する遮蔽層を含む、システムボードアセンブリ。 - 前記無線周波数遮蔽構造物は、前記アンテナと前記無線周波数コンポーネントとの間に配置されたワイヤボンドを含む、請求項76のシステムボードアセンブリ。
- フロントエンドモジュールであって、
パッケージ基板上の無線周波数コンポーネントであって、低雑音増幅器及びスイッチを含む無線周波数コンポーネントと、
前記無線周波数コンポーネントまわりに配置された無線周波数遮蔽構造物と、
前記パッケージ基板上のアンテナと
を含み、
前記無線周波数遮蔽構造物は、前記無線周波数コンポーネントを覆う遮蔽層であって、前記パッケージ基板上に段部を形成する厚さを有する遮蔽層を含み、
前記アンテナは前記無線周波数遮蔽構造物の外部に存在し、
前記スイッチは、前記低雑音増幅器と前記アンテナとを選択的に電気接続するように構成される、フロントエンドモジュール。 - バイパス経路をさらに含み、
前記スイッチは、第1状態において前記低雑音増幅器と前記アンテナとを電気的に接続し、第2状態において前記バイパス経路と前記アンテナとを電気的に接続するように構成される、請求項78のフロントエンドモジュール。 - 電力増幅器をさらに含み、
前記スイッチは、第3状態において前記電力増幅器と前記アンテナとを電気接続するように構成される、請求項79のフロントエンドモジュール。 - 前記低雑音増幅器及び前記電力増幅器は単数の半導体・オン・インシュレータダイに実装される、請求項80のフロントエンドモジュール。
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