KR101445543B1 - 고주파 회로 모듈 - Google Patents

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KR101445543B1
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히로시 나카무라
토모히로 이가라시
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다이요 유덴 가부시키가이샤
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Abstract

실장 밀도가 높은 고주파 회로 모듈을 제공한다. 고주파 회로 모듈(100)은 고주파 신호의 송신 처리 및 수신 처리를 수행하는 RFIC(160)와 상기 RFIC(160)로부터의 송신 신호를 증폭하는 파워 앰프 IC(155)와 파워 앰프 IC(155)로부터 안테나로 출력되는 송신 신호와 안테나로부터 RFIC(160)에 입력되는 수신 신호를 분리하는 듀플렉서(110, 120)를 구비하고, RFIC(160) 및 파워 앰프 IC(155) 중 어느 일방 또는 쌍방은 회로 기판(200) 내에 매설되고, 또한 듀플렉서(110, 120)는 RFIC(160)와 파워 앰프 IC(155)와의 사이에 배치된다.

Description

고주파 회로 모듈{HIGH-FREQUENCY CIRCUIT MODULE}
본 발명은 고주파 IC·파워 앰프 IC·듀플렉서가 회로 기판에 실장된 고주파 회로 모듈에 관한 것이며, 특히 각 부품의 배치 구조에 관한 것이다.
최근 소위 스마트 폰이라 불리는 다기능 휴대 전화로 대표되는 바와 같이 휴대 전화의 다기능화 및 소형화가 도모되고 있다. 이러한 휴대 전화에는 고주파 신호의 송수신에 필요한 각종 부품을 회로 기판에 실장한 고주파 회로 모듈이 머더 보드에 탑재된다(예컨대 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 고주파 회로 모듈은, 회로 기판 상에 고주파 신호의 송신 처리 및 수신 처리를 수행하는 고주파 IC, 송신 신호를 전력하는 파워 앰프 IC, 송신 필터, 수신 필터, 고주파 스위치 등이 탑재된다. 파워 앰프 IC의 출력 신호는 순서대로 송신용 매칭 회로·송신 필터·고주파 스위치를 개재하여 안테나로부터 송신된다. 한편 안테나로부터의 수신 신호는 순서대로 고주파 스위치·수신 필터·수신용 매칭 회로를 개재하여 고주파 IC에 입력된다. 여기서 고주파 IC로부터 고주파 스위치까지의 송신 신호가 통과하는 신호선과 고주파 스위치로부터 고주파 IC까지의 수신 신호가 통과하는 신호선은, 서로 교차하지 않고 근접하지 않도록 회로 기판 상에 형성된다. 또한 특허문헌 2에는 W-CDMA의 RF 송신 신호를 다루는 회로계와 W-CDMA의 RF 수신 신호를 다루는 수신 회로와의 최단 거리간에 W-CDMA의 동작과는 무관한 회로인 GSM 방식의 회로계를 배치하는 것에 의해, W-CDMA의 송신 회로와 수신 회로의 신호 간섭의 저감이 가능한 멀티 모드 고주파 회로가 기재된다.
1. 일본 특개 2005-198051호 공보 2. 일본 특개 2006-340257호 공보
하지만 종래의 기술로는 최근의 거듭되는 소형화·고밀도화의 요구에 대응하기에는 한계가 있었다. 특허문헌 1에 기재된 구성에서는, 파워 앰프 IC는 고주파 IC의 직근(直近)에 배치되기 때문에 소형화·고밀도화에 따른 수신 신호용의 신호선이 파워 앰프 IC의 근방을 통과하게 된다. 이에 의해 파워 앰프 IC에서 발생하는 노이즈나 누설 신호가 고주파 IC의 수신 회로에 혼입되는 문제가 있었다. 특허문헌 2에 기재된 구성에서는, 제1 통신 방식인 W-CDMA의 블록을 확인해 보면 파워 앰프 IC에 해당하는 W-PA-IC(121)는 고주파 IC(310)로부터 떨어져 있지만, 듀플렉서(100)가 고주파 IC(310)로부터 떨어져 있다. 따라서, 듀플렉서(100)를 통과한 수신 신호에 파워 앰프 IC에서 발생하는 노이즈나 누설 신호 등이 고주파 IC의 수신 회로에서 혼입된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 사정에 비추어 보아 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 실장 밀도가 높은 고주파 회로 모듈을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본원 발명에 따른 고주파 회로 모듈은, 절연체층과 도체층을 교호적으로 적층하여 이루어지는 회로 기판; 상기 회로 기판에 실장되어 고주파 신호의 송신 처리 및 수신 처리를 수행하는 고주파 IC; 상기 회로 기판에 실장되어 상기 고주파 IC로부터의 송신 신호를 증폭하는 파워 앰프 IC; 및 상기 파워 앰프 IC로부터 안테나로 출력되는 상기 송신 신호와 상기 안테나로부터 상기 고주파 IC에 입력되는 수신 신호를 분리하는 듀플렉서;를 구비하고, 상기 고주파 IC 및 상기 파워 앰프 IC 중 어느 일방 또는 쌍방은 상기 회로 기판 내에 매설되고, 상기 회로 기판을 상면으로부터 투과해 보면 상기 듀플렉서는 상기 고주파 IC와 상기 파워 앰프 IC와의 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 듀플렉서로부터 고주파 IC로 수신 신호를 입력하기 위한 신호선이 파워 앰프 IC의 근방에 위치하지 않는다. 또한 듀플렉서로부터 고주파 IC로 수신 신호를 입력하기 위한 신호선의 길이를 짧게 할 수 있다. 이에 의해 고주파 IC의 수신 회로로의 노이즈의 혼입을 방지하면서 소형화·고밀도화를 도모하는 것이 용이해진다. 또한 고주파 IC로부터 출력되는 송신 신호는 듀플렉서 근방을 통과하여 파워 앰프 IC에 입력된다. 하지만 상기 송신 신호는 전력 증폭 전이기 때문에 듀플렉서나 다른 회로 등으로의 영향은 지극히 작다. 한편 파워 앰프 IC와 듀플렉서는 근접하므로 전력 증폭 후의 송신 신호를 전송하는 신호선의 길이를 짧게 할 수 있다. 즉 파워 앰프 IC에 의해 증폭된 신호를 듀플렉서에 전송하는 신호선은 고주파 IC로부터 출력된 증폭 전의 신호를 전송하는 신호선보다 짧게 할 수 있다. 이에 의해 전력 손실이나 방사 노이즈를 작게 할 수 있다. 또한 듀플렉서는 회로 기판 상에 실장하여도, 회로 기판 내에 매설하도록 하여도 좋다.
본 발명의 바람직한 형태의 일 예에 의하면, 상기 회로 기판의 저면에는 그라운드 전극이 형성되고, 상기 파워 앰프 IC는 상기 회로 기판 내에 매설되고, 상기 파워 앰프 IC의 방열용 전극은 비아 도체를 개재하여 상기 회로 기판의 저면의 상기 그라운드 전극에 접속되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 파워 앰프 IC의 방열용 전극과 회로 기판 저면에 형성한 그라운드 전극 간의 거리를 작게 할 수 있으므로 방열 효율이 향상된다.
또한 본 발명의 바람직한 형태의 일 예에 의하면, 상기 회로 기판은 다른 도체층보다 두께가 크고 그라운드로서 기능하는 도체층인 코어층을 포함하고, 상기 고주파 IC 및 상기 파워 앰프 IC 중 어느 일방 또는 쌍방은 상기 코어층에 형성된 관통공(孔) 또는 요부(凹部) 내에 배치되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 코어층에 의해 고주파 IC 및 파워 앰프 IC의 쉴드성 및 방열성이 향상된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 듀플렉서로부터 고주파 IC로 수신 신호를 입력하기 위한 신호선이 파워 앰프 IC의 근방에 위치하지 않는다. 또한 듀플렉서로부터 고주파IC로 수신 신호를 입력하기 위한 신호선의 길이를 짧게 할 수 있다. 이에 의해 고주파 IC의 수신 회로로의 노이즈의 혼입을 방지하면서 소형화·고밀도화를 도모하는 것이 용이해진다.
도 1은 고주파 회로 모듈의 개략 회로도.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈의 상면도.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈의 저면도.
도 4는 제1 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈의 단면도.
도 5는 제1 실시 형태에 따른 다른 예에 따른 고주파 회로 모듈의 상면도.
도 6은 제2 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈의 상면도.
도 7은 제2 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈의 저면도.
도 8은 제2 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈의 단면도.
(제1 실시 형태)
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1에 고주파 회로 모듈의 개략 회로도를 도시한다. 또한 본 실시 형태에서는 설명을 간략화하기 위해 주로 본 발명의 요지에 따른 구성에 대해서만 설명한다.
본 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈(100)은 2개의 주파수 대역에 대응하는 휴대 전화에 이용되는 것이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 고주파 회로 모듈(100)은 고주파 스위치(101)와 제1 및 제2 듀플렉서(110, 120)와 송신용의 고주파 전력 증폭기(151, 152)와 RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)(160)를 구비한다. 또한 실제 회로 구성에서는 매칭 회로나 송신 신호용의 밴드패스 필터 등을 주파수 대역마다 구비하지만, 설명을 간략화하기 위해 본 실시 형태에서는 생략하였다.
고주파 스위치(101)는 제1 및 제2 듀플렉서(110∼120)와 1개의 외부 안테나(10) 간의 접속을 스위칭한다.
각 듀플렉서(110, 120)는 각각 송신 필터(112, 122)와 수신 필터(114, 124)를 구비한다. 송신 필터(112, 122) 및 수신 필터(114, 124)로서는 표면 탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave) 필터나 벌크 탄성파(BAW: Bulk Acoustic Wave) 필터 등 다양한 것들을 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는 SAW 필터를 이용하였다. 송신 필터(112, 122)는 고주파 전력 증폭기(151, 152)를 개재하여 RFIC(160)의 송신 포트에 접속된다. 수신 필터(114, 124)는 RFIC(160)의 수신 포트에 접속된다.
고주파 전력 증폭기(151, 152)는 1개의 파워 앰프 IC(155)에 패키징된다. RFIC(160)는 고주파 신호의 변복조 처리나 다중화 처리 등의 송신 처리 및 수신 처리를 수행한다.
다음으로 도 2 내지 도 4를 참조하여 고주파 회로 모듈(100)의 구조에 대해서 설명한다. 도 2는 고주파 회로 모듈의 상면도, 도 3은 고주파 회로 모듈의 저면도, 도 4는 도 2에 있어서의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 고주파 회로 모듈(100)에서는 회로 기판(200)의 상면에 RFIC(160)와 제1 듀플렉서(110)와 파워 앰프 IC(155)와 고주파 스위치(101)가 표면 실장된다. 제1 듀플렉서(110)는 제1 송신 필터(112)와 제1 수신 필터(114)가 표면 실장용의 1개의 패키지에 수용됨으로써 구성된다. 한편 제2 듀플렉서(120)는 회로 기판(200) 내에 매설된다. 여기서 제2 듀플렉서(120)는 그 구성 요소(송신 필터·수신 필터 등)가 각각 개별적으로 회로 기판(200) 내에 매설된 구조를 갖는다. 즉 제2 듀플렉서(120)는 제1 듀플렉서(110)와는 달리 패키지에 수용된 구조는 아니다.
회로 기판(200)은 절연체층과 도체층을 교호적으로 적층하여 이루어지는 다층 기판이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 회로 기판(200)은 전도성이 양호하고 비교적 두꺼운 금속제의 도체층인 코어층(210)과 상기 코어층(210) 중 일방의 주면(主面), 즉 상면에 형성된 복수의 절연체층(221) 및 도체층(222)과 코어층(210)의 타방의 주면, 즉 하면에 형성된 복수의 절연체층(231) 및 도체층(232)을 구비한다. 절연체층(221, 231) 및 도체층(222, 232)은 빌드업 공법에 의하여 코어층(210)의 양 주면에 형성된 것이다. 여기서 코어층(210)과 회로 기판(200)의 일방의 주면(상면)과의 사이에 위치하는 도체층(222) 가운데 2개의 층 및 코어층(210)과 회로 기판(200)의 타방의 주면(하면)과의 사이에 위치하는 도체층(232) 가운데 1개의 층은 기준 전위(그라운드)가 주어지는 그라운드 도체층(225, 226, 235)이 된다. 그라운드 도체층(225, 235)은 코어층(210)에 가장 가까운 도체층(222, 232)이며, 각각 비아 도체(241)를 개재하여 코어층(210)에 접속된다. 따라서 코어층(210)도 그라운드 도체로서 기능한다. 또한 2개의 그라운드 도체층(225, 226)의 사이에는 도체층(222)이 개재되고, 상기 도체층(222)에 형성된 배선을 스트립 라인으로서 기능하게 할 수 있다. 회로 기판(200)의 일방의 주면(상면)에는 부품 실장용의 전도성의 랜드(201)나 배선(202)이 형성된다. 또한 회로 기판(200)의 타방의 주면(하면)의 주연부(周部)에는 다수의 단자 전극(205)이 형성된다. 또한 회로 기판(200)의 주면(하면)에 있어서 상기 단자 전극(205)이 형성된 영역보다 내측의 영역에는, 상기 단자 전극(205)보다도 면적이 큰 다수의 그라운드 전극(206)이 형성된다. 랜드(201)에는 RFIC(160), 제1 듀플렉서(110), 파워 앰프 IC(155)가 납땜된다.
코어층(210)에는 부품 수용용의 관통공(211)이 형성된다. 상기 관통공(211)에는 제2 듀플렉서(120)를 구성하는 제2 송신 필터(122) 및 제2 수신 필터(124)가 배치된다. 따라서 코어층(210)의 두께는 내장된 부품의 두께보다도 큰 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는 금속판, 보다 상세하게는 동제(銅製) 또는 동(銅)합금제의 금속판에 의해 코어층(210)이 형성된다. 관통공(211) 내부와 수용 부품과의 극간(隙間)에는 수지 등의 절연체가 절연체층(221 또는 231)과 일체가 되도록 충전된다. 제2 송신 필터(122) 및 제2 수신 필터(124)의 상면에는 단자 전극(122a, 124a)이 형성된다. 단자 전극(122a, 124a)은 비아 도체(242)를 개재하여 도체층(222)에 접속된다.
본 발명에 따른 고주파 모듈(100)의 특징은, 도 2에 도시하는 바와 같이 제1 듀플렉서(110) 및 제2 듀플렉서(120)[즉, 제2 송신 필터(122) 및 제2 수신 필터(124)]가 RFIC(160)와 파워 앰프 IC(155)와의 사이에 배치되는 점이다. 이에 의해 제1 듀플렉서(110) 및 제2 듀플렉서(120)로부터 RFIC(160)로 입력되는 수신 신호를 전송하는 신호선(170)의 길이를 짧게 할 수 있으면서 상기 신호선(170)으로의 노이즈의 혼입을 지극히 작게 억제할 수 있다. 도 2의 예에서는 제1 듀플렉서(110)로부터 출력되는 수신 신호는 회로 기판(200)의 상면에 형성된 신호선(170)을 개재하여 RFIC(160)에 입력된다. 한편 RFIC(160)로부터 출력되는 송신 신호는 회로 기판(200)의 내층, 보다 상세하게는 2개의 그라운드 도체층(225, 226)의 사이에 개재하는 도체층(222)에 형성된 신호선(180)을 개재하여 파워 앰프 IC(155)에 입력된다. 파워 앰프 IC로부터 출력되는 증폭된 송신 신호는 회로 기판(200)의 상면에 형성된 신호선(185)을 개재하여 제1 듀플렉서(110)에 입력된다. 여기서, 파워 앰프 IC에 의해 증폭된 신호를 전송하는 신호선(185)은 RFIC(160)로부터 출력된 증폭 전의 신호를 전송하는 신호선(180)보다 짧은 점에 유의해야 한다. 또한 도 2에서는 제2 듀플렉서(120)에 대하여 입출력되는 신호선에 대해서는 설명을 간략화하기 위해 생략되었다.
또한 본 발명에 따른 고주파 모듈(100)의 다른 특징은, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 파워 앰프 IC(155)가 회로 기판(200)의 주연부에 실장되는 점이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 파워 앰프 IC(155)를 회로 기판(200)의 두께 방향으로 투영한 투영 영역은 상기 단자 전극(205)이 형성된 영역과 중첩되는 위치에 있다. 또한 도 4에 도시하는 바와 같이, 파워 앰프 IC(155)의 그라운드 단자(155a)는 회로 기판(200)의 랜드(201) 상에 실장되고, 상기 랜드(201)는 복수의 방열용의 비아 도체(243)를 개재하여 코어층(210)에 접속된다. 또한 코어층(210)은 복수의 방열용의 비아 도체(244)를 개재하여 하면의 그라운드 전극(206)에 접속된다. 이러한 구조에 의해, 파워 앰프 IC(155)에서 발생된 열은 비아 도체(243)에 의해 회로 기판(200)의 두께 방향으로 전도되고 코어층(210)을 따라 좌우 방향으로 전도된다. 코어층(210)의 열은 비아 도체(244)에 의해 그라운드 전극(206)로 전도되고 실장처인 모(母) 회로 기판으로 방열된다.
이러한 고주파 회로 모듈(100)에 의하면, 듀플렉서(110, 120)가 RFIC(160)와 파워 앰프 IC(155)와의 사이에 배치되므로 듀플렉서(110, 120)로부터 RFIC(160)로 수신 신호를 입력하기 위한 신호선이 파워 앰프 IC(155)의 근방에 위치하지 않는다. 또한 듀플렉서(110, 120)로부터 RFIC(160)로 수신 신호를 입력하기 위한 신호선의 길이를 짧게 할 수 있다. 이에 의해, RFIC(160)의 수신 회로로 노이즈가 혼입되는 것을 방지하면서 소형화·고밀도화하는 것이 용이해진다. 또한 RFIC(160)로부터 출력되는 송신 신호는 듀플렉서(110, 120) 근방을 통과하여 파워 앰프 IC(155)에 입력된다. 그러나, 상기 송신 신호는 전력 증폭 전이기 때문에 듀플렉서(110, 120)나 다른 회로 등에 대한 영향은 지극히 작다. 한편, 파워 앰프 IC(155)와 듀플렉서(110, 120)는 인접하므로 전력 증폭 후의 송신 신호를 전송하는 신호선의 길이를 짧게 할 수 있다. 이에 의해 전력 손실이나 방사 노이즈를 작게 할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈(100)에서는, 파워 앰프 IC(155)를 회로 기판(200)의 주연부에 배치하더라도 상기 파워 앰프 IC에서 발생하는 열을 방열용의 비아 도체(243, 244) 및 코어층(210)을 개재하여 모 회로 기판으로 방열할 수 있다. 따라서 RFIC(160)를 회로 기판의 주연부보다도 내측에 배치하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 특히 RFIC(160)의 근방에 있어서의 부품 배치나 회로 패턴의 설계가 용이해지고, 또한 배선길이를 짧게 할 수 있으므로 고주파 특성도 향상된다.
또한 상기 제1 실시 형태에서는 RFIC(160)로부터 출력되는 송신 신호는 회로 기판(200)의 내층에 형성한 신호선(180)을 개재하여 파워 앰프 IC(155)에 입력하고 있었지만, 도 5에 도시하는 바와 같이 회로 기판(200) 상에 형성한 신호선(181)을 개재하여 파워 앰프 IC(155)에 입력하도록 하여도 좋다.
(제2 실시 형태)
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈이 제1 실시 형태와 상이한 점은 RFIC 및 파워 앰프 IC의 실장 형태에 있다. 그 외의 점, 예컨대 고주파 회로 모듈의 개략 회로도는 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 이하에서는 주로 상이점에 대하여 상술한다.
도 6 내지 도 8을 참조하여 제2 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈(300)의 구조에 대하여 설명한다. 도 6은 고주파 회로 모듈의 상면도, 도 7은 고주파 회로 모듈의 저면도, 도 8은 도 6에 있어서의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 고주파 회로 모듈(300)에서는 회로 기판(400)의 상면에 고주파 스위치(101)와 제1 듀플렉서(110)가 표면 실장된다. 제1 듀플렉서(110)는 제1 송신 필터(112)와 제1 수신 필터(114)가 1개의 패키지에 수용된 개별 부품이다. 한편 제2 듀플렉서(120)와 RFIC(160)와 파워 앰프 IC(155)는 회로 기판(400) 내에 매설된다. 여기서 제2 듀플렉서(120)는 제2 송신 필터(122)와 제2 수신 필터(124)가 표면 실장용의 1개의 패키지에 수용된 개별 부품이다.
회로 기판(400)은 절연체층과 도체층을 교호적으로 적층하여 이루어지는 다층 기판이다. 회로 기판(400)은 도 8에 도시하는 바와 같이 전도성이 양호하고 또한 비교적 두꺼운 금속제의 도체층인 코어층(410), 상기 코어층(410)의 일방의 주면(상면)에 형성된 복수의 절연체층(421) 및 도체층(422), 그리고 코어층(410)의 타방의 주면(하면)에 형성된 복수의 절연체층(431) 및 도체층(432)을 구비한다. 절연체층(421, 431) 및 도체층(422, 432)은 코어층(410)의 양 주면에 빌드업 공법으로 형성된 것이다. 여기서 코어층(410)은 기준 전위(그라운드)가 주어지는 그라운드 도체로서 기능한다. 회로 기판(400)의 일방의 주면(상면)에는 부품 실장용의 전도성의 랜드(401)나 배선(402)이 형성된다. 또한 회로 기판(400)의 타방의 주면(하면)의 주연부에는 다수의 단자 전극(405)이 형성된다. 또한 회로 기판(400)의 주면(하면)에 있어서 상기 단자 전극(405)이 형성된 영역보다 내측의 영역에는, 상기 단자 전극(405)보다도 면적이 큰 다수의 그라운드 전극(406)이 형성된다. 랜드(401)에는 고주파 스위치(101), 제1 듀플렉서(110)가 납땜된다.
코어층(410)에는 부품 수용용의 관통공(411)이 형성된다. 상기 관통공(411)에는 RFIC(160), 제2 듀플렉서(120), 파워 앰프 IC(155)가 배치된다. 따라서 코어층(410)은 내장한 전자 부품의 높이보다도 두께가 크고 또한 굴절 강도가 큰 것이 바람직하다. 또한 코어층(410)은 전도성 재료로 이루어지고, 전기적으로는 기준 전위(그라운드)가 주어진다. 따라서 넓은 의미에서는 코어층(410)을 다층 회로 기판(400)의 도체층이라고 해석할 수 있다. 본 실시 형태에서는 금속판, 보다 상세하게는 동제 또는 동합금제의 금속판에 의해 코어층(410)이 형성된다. 관통공(411) 내부에 있어서 수용 부품과의 극간에는 수지 등의 절연체가 절연체층(421 또는 431)과 일체가 되도록 충전된다. RFIC(160), 제2 듀플렉서(120), 파워 앰프 IC(155)의 하면에는 단자 전극(160a, 120a, 155a)이 형성된다. 단자 전극(160a, 120a, 155a)은 비아 도체(442)를 개재하여 도체층(432)에 접속된다.
본 발명에 따른 고주파 모듈(300)의 특징은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이 제1 듀플렉서(110) 및 제2 듀플렉서(120)가 RFIC(160)와 파워 앰프 IC(155)와의 사이에 배치되는 점에 있다. 이에 의해, 제1 듀플렉서(110) 및 제2 듀플렉서(120)로부터 RFIC(160)로 입력되는 수신 신호를 전송하는 신호선(170)의 길이를 짧게 할 수 있으면서 상기 신호선(170)으로의 노이즈의 혼입을 지극히 작게 억제할 수 있다. 도 6의 예에서는 제1 듀플렉서(110)로부터 출력되는 수신 신호는 회로 기판(400)의 내층에 형성된 신호선(170)을 개재하여 RFIC(160)에 입력된다. 한편 RFIC(160)로부터 출력되는 송신 신호는 회로 기판(400)의 내층에 형성된 신호선(180)을 개재하여 파워 앰프 IC(155)에 입력된다. 파워 앰프 IC(155)로부터 출력되는 증폭된 송신 신호는 회로 기판(400)의 내층에 형성된 신호선(185)을 개재하여 제1 듀플렉서(110)에 입력된다. 여기서, 파워 앰프 IC에 의해 증폭된 신호를 전송하는 신호선(185)은 RFIC(160)로부터 출력된 증폭 전의 신호를 전송하는 신호선(180)보다 짧은 점에 유의해야 한다. 또한 도 6에서는 제2 듀플렉서(120)에 입출력되는 신호선은 설명을 간략화하기 위해 생략하였다.
또한 본 실시 형태에서는, 도 6 및 도 7에 도시되는 바와 같이, RFIC(160)는 고주파 스위치(101)를 회로 기판(400)의 두께 방향으로 투영한 영역과 적어도 일부가 중첩되는 위치에 배치된다. 또한 제1 듀플렉서(110)는 제2 듀플렉서(20)를 회로 기판(400)의 두께 방향으로 투영한 영역과 적어도 일부가 중첩되는 위치에 배치된다. 이와 같이 부품끼리 중첩되도록 배치되므로, 기판 두께 방향의 투영 영역에 있어서 실장 밀도가 향상되고 이에 의해 소형화가 가능하게 된다. 또한 고주파 스위치(101), 각 듀플렉서(110, 120), 파워 앰프 IC(155), RFIC(160) 사이를 접속하는 각종 신호선의 거리를 짧게 하는 것이 가능하므로 신호의 손실이나 노이즈의 침입 등이 억제된다.
도 7에 도시되는 바와 같이, 파워 앰프 IC(155)에서는 회로 기판(400)을 두께 방향으로 투영한 투영 영역이 상기 그라운드 전극(406)이 형성된 영역과 중첩되는 위치에 있다. 또한 도 8에 도시하는 바와 같이 파워 앰프 IC(155)의 방열용 전극으로서 겸용되는 그라운드 단자(155b)는 복수의 방열용의 비아 도체(443)를 개재하여 회로 기판(400) 하면의 그라운드 전극(406)에 접속된다. 이러한 구조에 의해 파워 앰프 IC(155)에서 발생한 열은 비아 도체(443)에 의해 그라운드 전극(406)에 전도되고 실장처인 모(母) 회로 기판에 방열된다.
이러한 고주파 회로 모듈(300)에 의하면, 듀플렉서(110, 120)가 RFIC(160)와 파워 앰프 IC(155)와의 사이에 배치되므로, 듀플렉서(110, 120)로부터 RFIC(160)로 수신 신호를 입력하기 위한 신호선이 파워 앰프 IC(155)의 근방에 위치하지 않는다. 또한 듀플렉서(110, 120)로부터 RFIC(160)로 수신 신호를 입력하기 위한 신호선의 길이를 짧게 할 수 있다. 이에 의해 RFIC(160)의 수신 회로로 노이즈가 혼입되는 것을 방지하면서 소형화·고밀도화하는 것이 용이해진다. 또한 RFIC(160)로부터의 출력되는 송신 신호는 듀플렉서(110, 120) 근방을 통과하여 파워 앰프 IC(155)에 입력된다. 하지만 상기 송신 신호는 전력 증폭 전이기 때문에 듀플렉서(110, 120)나 다른 회로 등에 대한 영향은 지극히 작다. 한편 파워 앰프 IC(155)와 듀플렉서(110, 120)는 인접하므로 전력 증폭 후의 송신 신호를 전송하는 신호선의 길이를 짧게 할 수 있다. 이에 의해 전력 손실이나 방사 노이즈를 작게 할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 따른 고주파 회로 모듈(300)에서는 파워 앰프 IC(155)가 회로 기판(400) 내에 매설되므로 파워 앰프 IC(155)의 방열용 전극(155b)과 회로 기판(400)의 그라운드 전극(406) 사이의 거리를 작게 할 수 있다. 이에 의해 파워 앰프 IC(155)의 방열 효율이 향상된다.
이상 본 발명의 실시 형태에 대하여 상술하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 제1 실시 형태에서는 RFIC(160) 및 파워 앰프 IC(155)의 쌍방을 회로 기판(200) 상에 실장하고, 제2 실시 형태에서는 RFIC(160) 및 파워 앰프 IC(155)의 쌍방을 회로 기판(400) 내에 매설하였지만, RFIC(160)는 회로 기판 상에 실장하고 파워 앰프 IC(155)는 회로 기판 내에 매설하는 형태이어도 좋고, RFIC(160)는 회로 기판 내에 매설하고 파워 앰프 IC(155)는 회로 기판 상에 실장하는 형태이어도 좋다. 또한 각 형태에 있어서 듀플렉서(110, 120)나 고주파 스위치(101)를 회로 기판 상에 실장할 것인지 회로 기판 내에 매설할 것인지는 임의로 선택할 수 있다.
또한 상기 각 실시 형태에 있어서의 RFIC(160), 파워 앰프 IC(155), 듀플렉서(110, 120) 사이의 배선의 실장 구조는 본원 발명의 일 예에 지나지 않으며, 고주파 회로 모듈의 사양 등에 따라 회로 기판 상에 배선을 형성할지 내층에 형성할지를 임의로 선택할 수 있다.
또한 상기 제1 실시 형태에서는 제2 듀플렉서(120)를 회로 기판(200)에 매설하는 형태로서 각각 개별 부품인 필터(122, 124)를 매설하고, 한편 제2 실시 형태에서는 필터(122, 124)가 패키징된 개별 부품으로서 제2 듀플렉서(120)를 회로 기판(400)에 매설한 것과 같이, 듀플렉서(110, 120)의 실장 형태는 불문이다.
또한 상기 각 실시 형태에서는 2개의 고주파 전력 증폭기(151, 152)를 내장한 파워 앰프 IC(155)를 1개 이용하였지만, 파워 앰프 IC(155)에 내장되는 증폭기의 회로수나 파워 앰프 IC(155)의 개수는 불문이다. 도 1의 회로를 실장하는 다른 예로서는, 고주파 전력 증폭기(151, 152)에 각각 대응하여 2개의 파워 앰프 IC를 회로 기판(200)에 실장하는 것을 들 수 있다. 이와 같은 경우 쌍방의 파워 앰프 IC를 회로 기판(200)의 상면에 실장하여도 좋고, 쌍방의 파워 앰프 IC를 회로 기판(200) 내에 매설하여도 좋다. 또한 일방의 파워 앰프 IC를 회로 기판(200)의 상면에 실장하고, 타방의 파워 앰프 IC를 회로 기판(200) 내에 매설하도록 하여도 좋다.
또한 상기 각 실시 형태에서는 코어층(210, 410)에 관통공(211, 411)을 형성하고 상기 관통공(211, 411)에 필터, RFIC, 파워 앰프 IC 등의 전자 부품을 배치하도록 하였지만, 관통공(211, 411)이 아닌 요부(凹部)를 코어층(210, 410)에 형성하고 상기 요부에 각 전자 부품을 배치하도록 하여도 좋다.
또한 상기 각 실시 형태에서는 코어층(210, 410)의 재질로서 구리 또는 동합금을 예시하였지만, 다른 금속 또는 합금이나 수지 등 재질은 불문이다. 또한 코어층(210, 410)의 전도성의 유무에 대해서도 불문이다. 또한 상기 실시 형태에서는 회로 기판(200, 400)으로서 비교적 두께가 있는 코어층(210, 410)을 구비한 것을 예시하였지만, 코어층(210, 410)이 없는 다층 회로 기판이어도 좋다.
또한 상기 각 실시 형태에서는 회로 기판(200, 400)의 상면에는 각종 부품이 실장된 상태로 노출하고 있지만, 회로 기판(200, 400)의 상면의 전면 또는 일부를 피복하도록 케이스를 장착하거나 수지 등으로 밀봉하도록 하여도 좋다.
10: 안테나 100, 300: 고주파 회로 모듈
101: 고주파 스위치 110, 120: 듀플렉서
112, 122: 송신 필터 114, 124: 수신 필터
155: 파워 앰프 IC 160: RFIC
200, 400: 회로 기판 201, 401: 랜드
205, 405: 단자 전극 206, 406: 그라운드 전극
210, 410: 코어층 211, 411: 관통공
225, 226, 235: 그라운드 도체층 243, 244, 442, 443: 비아 도체

Claims (6)

  1. 절연체층과 도체층을 교호적으로 적층하여 이루어지는 회로 기판;
    상기 회로 기판에 실장되어 고주파 신호의 송신 처리 및 수신 처리를 수행하는 고주파 IC;
    상기 회로 기판에 실장되어 상기 고주파 IC로부터의 송신 신호를 증폭하는 파워 앰프 IC; 및
    상기 파워 앰프 IC로부터 안테나로 출력되는 상기 송신 신호와 상기 안테나로부터 상기 고주파 IC에 입력되는 수신 신호를 분리하는 듀플렉서;
    를 구비하고,
    상기 고주파 IC 및 상기 파워 앰프 IC 중 어느 일방 또는 쌍방은 상기 회로 기판 내에 매설되고, 상기 회로 기판을 상면으로부터 투과해 보면 상기 듀플렉서는 상기 고주파 IC와 상기 파워 앰프 IC와의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파워 앰프 IC에 의해 증폭된 상기 송신 신호를 상기 듀플렉서에 전송하는 신호선은, 상기 고주파 IC로부터 출력된 증폭 전의 상기 송신 신호를 상기 파워 앰프 IC에 전송하는 신호선보다 배선길이가 짧은 것을 특징으로 하는 고주파 회로 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 듀플렉서는 상기 회로 기판 상에 실장되는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 모듈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 듀플렉서는 상기 회로 기판 내에 매설되는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 모듈.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회로 기판의 저면에는 그라운드 전극이 형성되고, 상기 파워 앰프 IC는 상기 회로 기판 내에 매설되고, 상기 파워 앰프 IC의 방열용 전극은 비아 도체를 개재하여 상기 회로 기판의 저면의 상기 그라운드 전극에 접속되는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 모듈.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회로 기판은 다른 도체층보다 두께가 크고 그라운드로서 기능하는 도체층인 코어층을 포함하고, 상기 고주파 IC 및 상기 파워 앰프 IC 중 어느 일방 또는 쌍방은 상기 코어층에 형성된 관통공(孔) 또는 요부(凹部) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 고주파 회로 모듈.
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