WO2022102288A1 - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents

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WO2022102288A1
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high frequency
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孝紀 上嶋
宏通 北嶋
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a high frequency module and a communication device.
  • Patent Document 1 discloses a wiring board, a plurality of components mounted on the wiring board, a sealing resin layer on which the plurality of components are mounted, and a high-frequency module including a shield wall.
  • the shield wall is arranged between two adjacent parts of the plurality of parts. This configuration prevents noise from interfering with each other.
  • the above-mentioned conventional high-frequency module may not be able to sufficiently suppress noise interference.
  • an object of the present invention is to provide a high frequency module and a communication device capable of enhancing the effect of suppressing noise interference.
  • the high-frequency module includes a module substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and first and second components arranged on the first main surface. And, the third component arranged on the second main surface, the resin member covering the side surfaces of the first main surface, the first component and the second component, and the ground potential covering the upper surface of the resin member are set.
  • the first metal wall is arranged between the first component and the second component in the plan view of the first main surface, and the upper end of the first metal wall is in contact with the metal layer and the first via is provided.
  • the conductor electrically connects the first metal wall and the first metal member, and at least a part thereof overlaps each of the first metal wall and the first metal member in a plan view.
  • the communication device is a high frequency module according to the above aspect, which transmits a high frequency signal between an RF signal processing circuit that processes high frequency signals transmitted and received by an antenna and an antenna and an RF signal processing circuit. And.
  • the effect of suppressing noise interference can be enhanced.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a high frequency module and a communication device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the high frequency module according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of the high frequency module according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the high frequency module according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of the high frequency module according to the first modification.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the high frequency module according to the first modification.
  • FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view of the high frequency module according to the modified example 2.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the high frequency module according to the modified example 3.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numeral, and duplicate description will be omitted or simplified.
  • the terms “upper” and “lower” do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute spatial recognition, but are based on the stacking order in the laminated configuration. It is used as a term defined by the relative positional relationship. For this reason, for example, the “top surface” or “top surface” of a part or member can be a surface in various directions in an actual usage mode. The “top surface” of the part or member means the uppermost surface of the part or member.
  • the x-axis, y-axis, and z-axis indicate the three axes of the three-dimensional Cartesian coordinate system.
  • Each of the x-axis and the y-axis is a direction parallel to the first side of the rectangle and the second side orthogonal to the first side when the plan view shape of the module substrate is rectangular.
  • the z-axis is the thickness direction of the module substrate.
  • the "thickness direction" of the module substrate means the direction perpendicular to the main surface of the module substrate.
  • connection includes not only the case of being directly connected by a connection terminal and / or a wiring conductor, but also the case of being electrically connected via another circuit element.
  • connected between A and B means that both A and B are connected between A and B.
  • planar view of the module board is synonymous with “planar view of the main surface of the module board", and the object is directly projected onto the xy plane from the positive side of the z-axis. Means that.
  • plane view means “planar view of the main surface of the module substrate”.
  • the side where the first component is provided is referred to as “upper (or upper)” and the opposite direction is referred to as “lower (or lower)” with respect to the module board.
  • ordinal numbers such as “first” and “second” do not mean the number or order of components unless otherwise specified, and avoid confusion of the same kind of components and distinguish them. It is used for the purpose of
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a high frequency module 1 and a communication device 5 according to the present embodiment.
  • the communication device 5 is a device used in a communication system, and is a mobile terminal such as a smartphone or a tablet computer. As shown in FIG. 1, the communication device 5 according to the present embodiment includes a high frequency module 1, an antenna 2, an RF signal processing circuit (RFIC) 3, and a baseband signal processing circuit (BBIC) 4. Be prepared.
  • RFIC RF signal processing circuit
  • BBIC baseband signal processing circuit
  • the high frequency module 1 transmits a high frequency signal between the antenna 2 and the RFIC 3.
  • the internal configuration of the high frequency module 1 will be described later.
  • the antenna 2 is connected to the antenna connection terminal 100 of the high frequency module 1, transmits a high frequency signal (transmitted signal) output from the high frequency module 1, and receives a high frequency signal (received signal) from the outside to receive the high frequency signal (received signal). Output to.
  • RFIC 3 is an example of a signal processing circuit that processes high frequency signals transmitted and received by the antenna 2. Specifically, the RFIC 3 processes the high frequency reception signal input via the reception path of the high frequency module 1 by down-conversion or the like, and outputs the reception signal generated by the signal processing to the BBIC 4. Further, the RFIC 3 processes the transmission signal input from the BBIC 4 by up-conversion or the like, and outputs the high frequency transmission signal generated by the signal processing to the transmission path of the high frequency module 1. Further, the RFIC 3 has a control unit for controlling a switch, an amplifier and the like included in the high frequency module 1. A part or all of the function of the RFIC3 as a control unit may be mounted outside the RFIC3, or may be mounted on, for example, the BBIC4 or the high frequency module 1.
  • the BBIC 4 is a baseband signal processing circuit that processes signals using an intermediate frequency band having a lower frequency than the high frequency signal transmitted by the high frequency module 1.
  • the signal processed by the BBIC 4 for example, an image signal for displaying an image and / or an audio signal for a call via a speaker are used.
  • the antenna 2 and the BBIC 4 are not essential components.
  • the high frequency module 1 includes a power amplifier 10, a PA control circuit 11, a low noise amplifier 20, matching circuits 31, 32, 41 and 42, switches 51 to 53, a duplexer 61 and the like. It includes 62, an antenna connection terminal 100, a high frequency input terminal 110, a control input terminal 111, and a high frequency output terminal 120.
  • the antenna connection terminal 100 is connected to the antenna 2.
  • the high frequency input terminal 110 is a terminal for receiving a high frequency transmission signal from the outside of the high frequency module 1.
  • the high frequency input terminal 110 is a terminal for receiving transmission signals of communication bands A and B from RFIC3.
  • the control input terminal 111 is a terminal for receiving a digital signal for controlling the gain of the power amplifier 10 and the power supply voltage and the bias voltage supplied to the power amplifier 10.
  • the control input terminal 111 is a MIPI (Mobile Industry Processor Interface) terminal and receives a digital signal from the RFIC 3.
  • MIPI Mobile Industry Processor Interface
  • the high frequency output terminal 120 is a terminal for providing a high frequency reception signal to the outside of the high frequency module 1.
  • the high frequency output terminal 120 is a terminal for providing the received signals of the communication bands A and B to the RFIC 3.
  • the communication band means a frequency band defined in advance by a standardization body or the like (for example, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) and IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)) for a communication system.
  • the communication system means a communication system constructed by using wireless access technology (RAT: RadioAccess Technology).
  • RAT RadioAccess Technology
  • As the communication system for example, a 5GNR (5th Generation New Radio) system, an LTE (Long Term Evolution) system, a WLAN (Wireless Local Area Network) system, and the like can be used, but the communication system is not limited thereto.
  • Communication bands A and B are different communication bands from each other.
  • a communication band for frequency division duplex (FDD) is used as the communication bands A and B, respectively.
  • a communication band for Time Division Duplex (TDD) may be used as at least one of the communication bands A and B.
  • the high frequency module 1 is provided with a transmission path for transmitting a transmission signal and a reception path for transmitting a reception signal. Specifically, as shown in FIG. 1, transmission paths AT and BT, and reception paths AR and BR are provided.
  • the transmission path AT is a path for transmitting the transmission signal of the communication band A, and among the signal paths connecting the high frequency input terminal 110 and the antenna connection terminal 100, the power amplifier 10, the switch 52, the matching circuit 31, the transmission filter 61T, and the transmission path 61T. This is the route where the switch 51 is arranged.
  • the transmission path BT is a path for transmitting the transmission signal of the communication band B, and among the signal paths connecting the high frequency input terminal 110 and the antenna connection terminal 100, the power amplifier 10, the switch 52, the matching circuit 32, and the transmission filter. This is the route where the 62T and the switch 51 are arranged.
  • the transmission path AT and BT are shared between the high frequency input terminal 110 and the switch 52, and between the switch 51 and the antenna connection terminal 100.
  • the reception path AR is a path for transmitting the reception signal of the communication band A.
  • the reception path AR is a path in which the switch 51, the reception filter 61R, the matching circuit 41, the switch 53, and the low noise amplifier 20 are arranged among the signal paths connecting the antenna connection terminal 100 and the high frequency output terminal 120.
  • the reception path BR is a path for transmitting the reception signal of the communication band B, and among the signal paths connecting the antenna connection terminal 100 and the high frequency output terminal 120, the switch 51, the reception filter 62R, the matching circuit 42, and the switch 53. And the path where the low noise amplifier 20 is arranged.
  • the reception paths AR and BR are shared between the antenna connection terminal 100 and the switch 51, and between the switch 53 and the high frequency output terminal 120.
  • the antenna connection terminal 100 and the switch 51 are common paths in the transmission path and the reception path, and are also referred to as transmission / reception paths for transmitting both the transmission signal and the reception signal.
  • the power amplifier 10 can amplify the transmission signals of the communication bands A and B.
  • the input terminal of the power amplifier 10 is connected to the high frequency input terminal 110, and the output terminal of the power amplifier 10 is connected to the switch 52.
  • the configuration of the power amplifier 10 is not particularly limited.
  • the power amplifier 10 may have a single-stage configuration or a multi-stage configuration.
  • the power amplifier 10 may have a plurality of cascaded amplification elements.
  • the power amplifier 10 may convert a high frequency signal into a balanced signal and amplify it.
  • Such a power amplifier 10 may be referred to as a differential amplifier.
  • the balanced signal means a set of signals having opposite phases.
  • the balanced signal is sometimes referred to as a differential signal.
  • the PA control circuit 11 is an example of a control circuit that controls the power amplifier 10.
  • the PA control circuit 11 controls the gain of the power amplifier 10 based on the digital signal input via the control input terminal 111.
  • the PA control circuit 11 is, for example, one semiconductor integrated circuit.
  • the semiconductor integrated circuit is composed of, for example, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and specifically, is configured by an SOI (Silicon on Insulator) process. This makes it possible to manufacture semiconductor integrated circuits at low cost.
  • the semiconductor integrated circuit may be composed of at least one of GaAs, SiGe and GaN.
  • the low noise amplifier 20 can amplify the received signals of the communication bands A and B received by the antenna connection terminal 100.
  • the input terminal of the low noise amplifier 20 is connected to the switch 53, and the output terminal of the low noise amplifier 20 is connected to the high frequency output terminal 120.
  • the configuration of the low noise amplifier 20 is not particularly limited.
  • the low noise amplifier 20 may have a single-stage configuration or a multi-stage configuration.
  • the power amplifier 10 and the low noise amplifier 20 are composed of, for example, a Si-based CMOS or a field effect transistor (FET) or a heterobipolar transistor (HBT) made of GaAs as a material.
  • FET field effect transistor
  • HBT heterobipolar transistor
  • Duplexer 61 is an example of a filter having a pass band including a communication band A.
  • the duplexer 61 passes the high frequency signal of the communication band A.
  • the duplexer 61 transmits the transmission signal and the reception signal of the communication band A by the FDD method.
  • the duplexer 61 includes a transmit filter 61T and a receive filter 61R.
  • the transmission filter 61T is an example of the first transmission filter, and has a pass band including the uplink operating band of the communication band A.
  • One end of the transmission filter 61T is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
  • the other end of the transmission filter 61T is connected to the output terminal of the power amplifier 10 via the matching circuit 31 and the switch 52.
  • the uplink operation band means a part of the communication band specified for the uplink.
  • the uplink operation band means the transmission band.
  • the reception filter 61R has a pass band including the downlink operating band of the communication band A.
  • One end of the reception filter 61R is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
  • the other end of the receive filter 61R is connected to the input terminal of the low noise amplifier 20 via the matching circuit 41 and the switch 53.
  • the downlink operation band means a part of the communication band specified for the downlink.
  • the downlink operation band means the reception band.
  • Duplexer 62 is an example of a filter having a pass band including a communication band B.
  • the duplexer 62 passes the high frequency signal of the communication band B.
  • the duplexer 62 transmits the transmission signal and the reception signal of the communication band B by the FDD method.
  • the duplexer 62 includes a transmit filter 62T and a receive filter 62R.
  • the transmission filter 62T is an example of a second transmission filter having a pass band different from that of the first transmission filter, and has a pass band including the uplink operation band of the communication band B.
  • One end of the transmission filter 62T is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
  • the other end of the transmission filter 62T is connected to the output terminal of the power amplifier 10 via the matching circuit 32 and the switch 52.
  • the reception filter 62R has a pass band including the downlink operation band of the communication band B. One end of the reception filter 62R is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51. The other end of the receive filter 62R is connected to the input terminal of the low noise amplifier 20 via the matching circuit 42 and the switch 53.
  • the transmission filters 61T and 62T, and the reception filters 61R and 62R are, for example, a surface acoustic wave filter using SAW (Surface Acoustic Wave), a surface acoustic wave filter using BAW (Bulk Acoustic Wave), an LC resonance filter, and a dielectric filter. However, it is not limited to these.
  • the switch 51 is connected between the antenna connection terminal 100 and each of the duplexers 61 and 62.
  • the switch 51 is also referred to as an antenna switch.
  • the switch 51 has terminals 511 to 513.
  • the terminal 511 is a common terminal connected to the antenna connection terminal 100.
  • the terminal 512 is a selection terminal connected to the transmission filter 61T and the reception filter 61R.
  • the terminal 513 is a selection terminal connected to the transmission filter 62T and the reception filter 62R.
  • the switch 51 can connect either one of the terminals 512 and 513 to the terminal 511, for example, based on the control signal from the RFIC 3. As a result, the switch 51 switches between (a) the connection between the antenna connection terminal 100 and the transmission filter 61T and the reception filter 61R, and (b) the connection between the antenna connection terminal 100 and the transmission filter 62T and the reception filter 62R.
  • the switch 51 is, for example, a SPDT (Single Pole Double Throw) type switch circuit.
  • the switch 51 may be a multi-connection type switch circuit capable of simultaneously executing the above connections (a) and (b).
  • the switch 52 is connected between each of the duplexers 61 and 62 and the power amplifier 10. Specifically, the switch 52 has terminals 521 to 523.
  • the terminal 521 is a common terminal connected to the output terminal of the power amplifier 10.
  • the terminal 522 is a selection terminal connected to the transmission filter 61T via the matching circuit 31.
  • the terminal 523 is a selection terminal connected to the transmission filter 62T via the matching circuit 32.
  • the switch 52 can connect either one of the terminals 522 and 523 to the terminal 521 based on the control signal from the RFIC 3, for example. As a result, the switch 52 switches between the connection of the power amplifier 10 and the transmission filter 61T and the connection of the power amplifier 10 and the transmission filter 62T.
  • the switch 52 is, for example, a SPDT type switch circuit.
  • the switch 53 is connected between each of the duplexers 61 and 62 and the low noise amplifier 20. Specifically, the switch 53 has terminals 531 to 533. Terminal 531 is a common terminal connected to the input terminal of the low noise amplifier 20. The terminal 532 is a selection terminal connected to the reception filter 61R via the matching circuit 41. The terminal 533 is a selection terminal connected to the reception filter 62R via the matching circuit 42.
  • the switch 53 can connect either one of the terminals 532 and 533 to the terminal 531 based on, for example, a control signal from the RFIC 3. As a result, the switch 53 switches between the connection of the low noise amplifier 20 and the reception filter 61R and the connection of the low noise amplifier 20 and the reception filter 62R.
  • the switch 53 is, for example, a SPDT type switch circuit.
  • the matching circuit 31 is connected between the transmission filter 61T and the output terminal of the power amplifier 10. Specifically, the matching circuit 31 is connected between the transmission filter 61T and the terminal 522 of the switch 52. The matching circuit 31 performs impedance matching between the transmission filter 61T and the power amplifier 10.
  • the matching circuit 32 is connected between the transmission filter 62T and the output terminal of the power amplifier 10. Specifically, the matching circuit 32 is connected between the transmission filter 62T and the terminal 523 of the switch 52. The matching circuit 32 performs impedance matching between the transmission filter 62T and the power amplifier 10.
  • the matching circuit 41 is connected between the reception filter 61R and the input terminal of the low noise amplifier 20. Specifically, the matching circuit 41 is connected between the reception filter 61R and the terminal 532 of the switch 53. The matching circuit 41 performs impedance matching between the receiving filter 61R and the low noise amplifier 20.
  • the matching circuit 42 is connected between the reception filter 62R and the input terminal of the low noise amplifier 20. Specifically, the matching circuit 42 is connected between the reception filter 62R and the terminal 533 of the switch 53. The matching circuit 42 performs impedance matching between the receiving filter 62R and the low noise amplifier 20.
  • the matching circuits 31, 32, 41 and 42 are each formed by using at least one of an inductor, a capacitor and a resistor.
  • the matching circuits 31, 32, 41 and 42 each include a chip-shaped inductor.
  • a matching circuit may be provided between the terminal 521 of the switch 52 and the output terminal of the power amplifier 10.
  • a matching circuit may be provided between the terminal 531 of the switch 53 and the input terminal of the low noise amplifier 20.
  • a matching circuit may be provided between the terminal 512 of the switch 51 and the duplexer 61.
  • a matching circuit may be provided between the terminal 513 of the switch 51 and the duplexer 62.
  • the power amplifier 10, the switch 52, the matching circuit 31, and the transmission filter 61T constitute a first transmission circuit that outputs a transmission signal of the communication band A toward the antenna connection terminal 100. Further, the power amplifier 10, the switch 52, the matching circuit 32, and the transmission filter 62T form a second transmission circuit that outputs a transmission signal of the communication band B toward the antenna connection terminal 100.
  • the low noise amplifier 20, the switch 53, the matching circuit 41, and the reception filter 61R constitute a first reception circuit that inputs the reception signal of the communication band A from the antenna 2 via the antenna connection terminal 100. Further, the low noise amplifier 20, the switch 53, the matching circuit 42, and the reception filter 62R constitute a second reception circuit that inputs the reception signal of the communication band B from the antenna 2 via the antenna connection terminal 100.
  • the high frequency module 1 has (1) transmission / reception of high frequency signals of communication band A, (2) transmission / reception of high frequency signals of communication band B, and (3) transmission / reception of high frequency signals of communication band A. It is possible to execute at least one of simultaneous transmission, simultaneous reception, and simultaneous transmission / reception of the high frequency signal and the high frequency signal of the communication band B.
  • the transmission circuit and the reception circuit may not be connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51, and the transmission circuit and the reception circuit may be connected to the antenna connection terminal 100 via different terminals. It may be connected to the antenna 2.
  • the high frequency module 1 may include only a transmission circuit for transmitting a transmission signal, in which case the low noise amplifier 20, matching circuits 41 and 42, a switch 53, and reception filters 61R and 62R may not be provided. .. Further, the high frequency module 1 may include only a receiving circuit for transmitting a received signal, and in this case, the power amplifier 10, matching circuits 31 and 32, a switch 52, and transmission filters 61T and 62T may not be provided. Further, the high frequency module 1 may transmit a high frequency signal of only one communication band, and in this case, the switch 51, the matching circuits 32 and 42, and the duplexer 62 may not be provided.
  • FIG. 2 and 3 are plan views of the high frequency module 1 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 2 shows the arrangement of parts and members arranged on the main surface 91a when the main surface 91a of the module board 91 is viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 3 shows the arrangement of parts and members arranged on the main surface 91b when the main surface 91b of the module board 91 is viewed from the positive side of the z-axis. Since the main surface 91b faces the negative side of the z-axis, FIG. 3 is a plan view of the components and members located on the main surface 91a side of the module board 91 and the module board 91 as seen through. Is.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the high frequency module 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 shows a cross section (xz plane) in the IV-IV line of FIGS. 2 and 3.
  • the module substrate 91 is not shaded to represent the cross section in consideration of the legibility of the figure.
  • the high frequency module 1 includes a module substrate 91, resin members 92 and 93, and a metal shield layer 95 in addition to the circuit configuration shown in FIG. Further, the high frequency module 1 includes metal shield walls 81 to 84, via conductors 85 and 86, and metal conductors 87 and 88.
  • the module board 91 has a main surface 91a and a main surface 91b on the opposite side of the main surface 91a.
  • the module substrate 91 has a rectangular shape in a plan view, but the shape of the module substrate 91 is not limited to this.
  • Examples of the module substrate 91 include a low-temperature co-fired ceramics (LTCC: Low Temperature Co-fired Ceramics) substrate having a laminated structure of a plurality of dielectric layers, a high-temperature co-fired ceramics (HTCC: High Temperature Co-fired Ceramics) substrate, and the like.
  • LTCC Low Temperature Co-fired Ceramics
  • HTCC High Temperature Co-fired Ceramics
  • a board having a built-in component, a board having a redistribution layer (RDL: Redistribution Layer), a printed circuit board, or the like can be used, but is not limited thereto.
  • RDL Redistribution Layer
  • the main surface 91a is an example of the first main surface, and may be referred to as an upper surface or a surface.
  • a plurality of parts including elements constituting the circuit shown in FIG. 1 are arranged.
  • the main surface 91a includes a power amplifier 10, matching circuits 31, 32, 41 and 42, a switch 51, a transmission filter 61T, and reception filters 61R and 62R. , Are arranged.
  • metal shield walls 81 and 83 are arranged (specifically, erected) on the main surface 91a.
  • the main surface 91b is an example of the second main surface, and may be referred to as a lower surface or a back surface.
  • a plurality of parts including elements constituting the circuit shown in FIG. 1 and a plurality of external connection terminals are arranged.
  • the main surface 91b includes a PA control circuit 11, a low noise amplifier 20, switches 52 and 53, a transmission filter 62T, and a plurality of external connection terminals 150. Is placed.
  • metal shield walls 82 and 84 are arranged (specifically, erected) on the main surface 91b.
  • the low noise amplifier 20 and the switch 53 are included in one semiconductor integrated circuit 70.
  • the semiconductor integrated circuit 70 is an electronic component having an electronic circuit formed on the surface and inside of a semiconductor chip (also referred to as a die).
  • the semiconductor integrated circuit 70 is composed of, for example, CMOS, specifically, an SOI process. As a result, the semiconductor integrated circuit 70 can be manufactured at low cost.
  • the semiconductor integrated circuit 70 is composed of at least one of GaAs, SiGe, and GaN. This makes it possible to realize a high-quality semiconductor integrated circuit 70.
  • the low noise amplifier 20 and the switch 53 may be arranged on the main surface 91b as separate circuit components.
  • the plurality of external connection terminals 150 include a ground terminal in addition to the antenna connection terminal 100, the high frequency input terminal 110, the control input terminal 111, and the high frequency output terminal 120 shown in FIG. Each of the plurality of external connection terminals 150 is connected to an input / output terminal and / or a ground terminal on a mother board (not shown) arranged on the negative side of the z-axis of the high frequency module 1.
  • the plurality of external connection terminals 150 are post electrodes that penetrate the resin member 93 that covers the main surface 91b.
  • the resin member 92 is an example of a sealing member, is arranged on the main surface 91a of the module substrate 91, and covers the main surface 91a. Specifically, the resin member 92 is provided so as to cover the side surface and the upper surface of each component arranged on the main surface 91a, and the side surfaces of the metal shield walls 81 and 83. The resin member 92 does not have to cover the upper surface of the component arranged on the main surface 91a. For example, as shown in FIG. 4, the resin member 92 does not cover the upper surfaces of the transmission filter 61T and the reception filter 61R.
  • the resin member 93 is an example of a sealing member, is arranged on the main surface 91b of the module substrate 91, and covers the main surface 91b. Specifically, the resin member 93 is provided so as to cover the side surface of each component arranged on the main surface 91b and the side surface of each of the metal shield walls 82 and 84. The resin member 93 may cover the lower surface (the surface on the negative side of the z-axis) of the component arranged on the main surface 91b.
  • the metal shield layer 95 is an example of a metal layer and covers the upper surface 92a of the resin member 92.
  • the upper surface 92a is the surface of the resin member 92 opposite to the module substrate 91.
  • the metal shield layer 95 covers the upper surface 92a and the side surface of the resin member 92, the side surface of the module substrate 91, and the side surface of the resin member 93.
  • “covering a surface” means covering at least a part of the target surface. Therefore, for example, the metal shield layer 95 covers only a part of the upper surface 92a of the resin member 92, and may not cover the other part. The same applies when another member such as the resin member 92 "covers the surface".
  • the metal shield layer 95 covers the upper surface of the component whose upper surface is not covered with the resin member 92 among the components arranged on the main surface 91a of the module substrate 91.
  • the metal shield layer 95 is in contact with the upper surface of each of the transmission filter 61T and the reception filter 61R.
  • the upper surface of the power amplifier 10 does not have to be covered with the resin member 92.
  • the metal shield layer 95 may be in contact with the upper surface of the power amplifier 10.
  • the heat generated by the power amplifier 10, the transmission filter 61T and the reception filter 61R can be released to the metal shield layer 95. Further, the heat transferred to the metal shield layer 95 can be released to the mother substrate via the metal shield walls 81 to 84 described later and the via conductors 85 and 86.
  • the power amplifier 10, transmit filter 61T or receive filter 61R, or other component is in contact with the top surface portion of the metal shield layer 95, or instead of the top surface portion, on the side surface portion of the metal shield layer 95. May be good. The larger the contact area with the metal shield layer 95, the higher the heat dissipation.
  • the metal shield layer 95 is, for example, a metal thin film formed by a sputtering method.
  • the metal shield layer 95 is set to the ground potential. Specifically, the metal shield layer 95 is set to the ground potential by being connected to the ground terminal and the ground electrode provided on the module substrate 91. As a result, it is possible to prevent external noise from entering the circuit components included in the high frequency module 1.
  • the high frequency module 1 having the above circuit configuration, when at least two elements (for example, an inductor and / or a capacitor) arranged in the transmission path AT and BT, the reception path AR and BR are electromagnetically coupled, the power amplifier 10 is used.
  • the harmonic component of the high-output transmission signal amplified in 1 may be superimposed on the transmission signal, and the quality of the transmission signal may deteriorate.
  • the isolation between transmission and reception is reduced by the electromagnetic field coupling, and unnecessary waves such as the harmonic component or the intermodulation distortion between the transmission signal and another high frequency signal flow into the reception path to improve the reception sensitivity. May deteriorate.
  • the high frequency module 1 has a configuration that suppresses electromagnetic field coupling between parts.
  • the high frequency module 1 includes metal shield walls 81 and 82, a via conductor 85, and a metal conductor 87.
  • the metal shield walls 81 and 82 and the via conductor 85 form a first connecting structure connected in a row in the thickness direction of the module substrate 91.
  • the high frequency module 1 further includes metal shield walls 83 and 84, a via conductor 86, and a metal conductor 88.
  • the metal shield walls 83 and 84 and the via conductor 86 form a second connecting structure connected in a row in the thickness direction of the module substrate 91.
  • the component mounting regions (main surfaces 91a and 91b) in the high-frequency module 1 are divided into six regions R1 to R6 by the module substrate 91 (metal conductors 87 and 88), the metal shield walls 81 to 84, and the via conductors 85 and 86. can do.
  • regions R1, R5 and R2 are regions on the main surface 91a, respectively.
  • regions R6, R3 and R4 are regions on the main surface 91b, respectively.
  • the region R1 and the region R6 overlap each other.
  • the region R5 and the region R3 overlap each other.
  • the region R2 and the region R4 overlap each other.
  • the region R1 is a region on the negative side of the x-axis with respect to the metal shield wall 83, and the first component is arranged.
  • the first component is a matching circuit 31 or 32 or a power amplifier 10.
  • the region R2 is a region on the positive side of the x-axis with respect to the metal shield wall 81, and the second component is arranged.
  • the second component is a matching circuit 41 or 42 or a receiving filter 61R or 62R.
  • the region R5 is a region between the metal shield wall 83 and the metal shield wall 81, and the fifth component is arranged.
  • the fifth component is a switch 51 or a transmission filter 61T.
  • the region R6 is a region on the negative side of the x-axis with respect to the metal shield wall 84, and the sixth component is arranged. Specifically, the sixth component is a PA control circuit 11 or a switch 52.
  • the region R4 is a region on the positive side of the x-axis with respect to the metal shield wall 82, and the fourth component is arranged.
  • the fourth component is specifically a low noise amplifier 20 or a switch 53.
  • the region R3 is a region between the metal shield wall 84 and the metal shield wall 82, and a third component is arranged. Specifically, the third component is a transmission filter 62T.
  • the electromagnetic field coupling between the parts between any region among the six regions R1 to R6.
  • the region R1 and the region R2 are separated by two metal shield walls 81 and 83, electromagnetic field coupling can be suppressed more strongly.
  • the region R1 and the region R4 are separated by two connecting structures (each including two metal shield walls and a via conductor) and the module substrate 91, the electromagnetic field coupling is further strengthened. It can be suppressed.
  • the high frequency module 1 does not have to include the metal shield walls 83 and 84, the via conductor 86, and the metal conductor 88.
  • the fifth component is regarded as the first component.
  • the sixth component is regarded as the third component.
  • the high frequency module 1 does not have to include the metal shield walls 81 and 82, the via conductor 85, and the metal conductor 87.
  • the fifth component is regarded as the second component.
  • the fourth component is regarded as the third component.
  • the metal shield wall 81 is an example of the first metal wall, and is arranged on the main surface 91a of the module substrate 91.
  • the metal shield wall 81 is arranged between the first component and the second component in a plan view.
  • the main surface 91a is divided into regions R1 and R5 and regions R2 by the metal shield wall 81.
  • the upper end 81a of the metal shield wall 81 is in contact with the metal shield layer 95.
  • the metal shield wall 81 is electrically connected to the metal shield layer 95 by coming into contact with the metal shield layer 95 and is set to the ground potential.
  • the metal shield wall 81 can suppress the electromagnetic field coupling between the parts located on both sides thereof. That is, the metal shield wall 81 has a shield function (electromagnetic shield function).
  • the lower end 81b of the metal shield wall 81 is in contact with the via conductor 85.
  • the via conductor 85 is connected to a ground terminal (not shown) via a metal conductor 87 and is set to a ground potential.
  • the metal shield wall 82 is an example of the first metal member, and is arranged on the main surface 91b of the module substrate 91.
  • the metal shield wall 82 is arranged between the third component and the fourth component in a plan view.
  • the main surface 91b is divided into regions R3 and R6 and regions R4 by the metal shield wall 82.
  • the upper end 82a of the metal shield wall 82 is in contact with the via conductor 85.
  • the metal shield wall 82 is electrically connected to the via conductor 85 and is set to the ground potential. Thereby, the metal shield wall 82 can suppress the electromagnetic field coupling between the parts located on both sides thereof.
  • the lower end 82b of the metal shield wall 82 is exposed without being covered by the resin member 93.
  • the lower end 82b of the metal shield wall 82 may be connected to a ground terminal on a mother substrate (not shown) arranged on the negative side of the z-axis of the high frequency module 1. As a result, the ground of the metal shield wall 82 is strengthened, and the shield function can be enhanced.
  • the via conductor 85 is an example of the first via conductor and penetrates the module substrate 91.
  • the via conductor 85 is connected to a ground terminal (not shown) via a metal conductor 87.
  • the via conductor 85 and the metal conductor 87 are set to the ground potential.
  • the via conductor 85 electrically connects the metal shield wall 81 and the metal shield wall 82.
  • the via conductor 85 is at least partially overlapped with each of the metal shield walls 81 and 82 in a plan view.
  • the via conductor 85 is, for example, a columnar metal conductor, and its width (diameter) is longer than the width (length along the y-axis) of each of the metal shield walls 81 and 82.
  • a plurality of via conductors 85 are provided side by side along the y-axis.
  • the number, shape, size, and the like of the via conductors 85 are not particularly limited.
  • the metal shield wall 81 and the via conductor 85 overlap in a plan view overlaps with the metal shield wall 82 in a plan view. That is, the metal shield wall 81, the via conductor 85, and the metal shield wall 82 are connected in a row in the thickness direction of the module substrate 91. As a result, the electromagnetic field coupling between the parts can be suppressed more strongly.
  • the first component and the fifth component (power amplifier 10, matching circuit 31 or 32, switch 51 or transmission filter) arranged on the main surface 91a by the connecting structure of the metal shield wall 81, the via conductor 85 and the metal shield wall 82. 61T) and the fourth component (low noise amplifier 20 or switch 53) arranged on the main surface 91b can be suppressed from electromagnetic field coupling.
  • the second component matching circuit 41 or 42 or the reception filter 61R or 62R
  • the third component and the sixth component (PA control circuit) arranged on the main surface 91b. 11.
  • the electromagnetic field coupling with the switch 52 or the transmission filter 62T) can be suppressed.
  • the metal shield wall 83 is an example of the third metal wall, and is arranged on the main surface 91a of the module substrate 91.
  • the metal shield wall 83 is arranged between the first component and the fifth component in a plan view.
  • the main surface 91a is divided into regions R1 and regions R5 and R2 by the metal shield wall 83.
  • the upper end 83a of the metal shield wall 83 is in contact with the metal shield layer 95.
  • the metal shield wall 83 is electrically connected to the metal shield layer 95 by coming into contact with the metal shield layer 95 and is set to the ground potential. Thereby, the metal shield wall 83 can suppress the electromagnetic field coupling between the parts located on both sides thereof. That is, the metal shield wall 83 has a shielding function.
  • the lower end 83b of the metal shield wall 83 is in contact with the via conductor 86.
  • the via conductor 86 is connected to a ground terminal (not shown) via a metal conductor 88, and is set to a ground potential.
  • the metal shield wall 84 is an example of the second metal member, and is arranged on the main surface 91b of the module substrate 91.
  • the metal shield wall 84 is arranged between the sixth component and the third component in a plan view.
  • the main surface 91b is divided into a region R6 and regions R3 and R4 by the metal shield wall 84.
  • the upper end 84a of the metal shield wall 84 is in contact with the via conductor 86.
  • the metal shield wall 84 is electrically connected to the via conductor 86 and is set to the ground potential. Thereby, the metal shield wall 84 can suppress the electromagnetic field coupling between the parts located on both sides thereof.
  • the lower end 84b of the metal shield wall 84 is exposed without being covered by the resin member 93.
  • the lower end 84b of the metal shield wall 84 may be connected to a ground terminal on a mother substrate (not shown) arranged on the negative side of the z-axis of the high frequency module 1. As a result, the ground of the metal shield wall 84 is strengthened, and the shield function can be enhanced.
  • the via conductor 86 is an example of the second via conductor and penetrates the module substrate 91.
  • the via conductor 86 is connected to a ground terminal (not shown) via a metal conductor 88.
  • the via conductor 86 and the metal conductor 88 are set to the ground potential.
  • the via conductor 86 electrically connects the metal shield wall 83 and the metal shield wall 84.
  • the via conductor 86 overlaps each of the metal shield walls 83 and 84 at least in part in a plan view.
  • the via conductor 86 is, for example, a columnar metal conductor, and its width (diameter) is longer than the width (length along the y-axis) of each of the metal shield walls 83 and 84.
  • a plurality of via conductors 86 are provided side by side along the y-axis.
  • the number, shape, size, etc. of the via conductor 86 are not particularly limited.
  • the metal shield wall 83 and the via conductor 86 overlap in a plan view overlaps with the metal shield wall 84 in a plan view. That is, the metal shield wall 83, the via conductor 86, and the metal shield wall 84 are connected in a row in the thickness direction of the module substrate 91. As a result, the electromagnetic field coupling between the parts can be suppressed more strongly.
  • any one of these first component, second component, third component, fourth component, fifth component and sixth component has a ground terminal.
  • the transmission filter 61T has a ground terminal 61Tg.
  • the ground terminal 61Tg is connected to the via conductor 85 via the metal conductor 87.
  • the ground of the transmission filter 61T can be strengthened, and the passing characteristics of the filter can be improved.
  • the metal conductor 87 includes a via connected to the ground terminal 61Tg and a flat plate-shaped pattern wiring (ground pattern) formed inside the module substrate 91.
  • the metal conductor 87 may extend to the side surface of the module substrate 91 and be in contact with the metal shield layer 95.
  • the power amplifier 10 has a ground terminal 10g.
  • the ground terminal 10g is connected to the via conductor 86 via the metal conductor 88.
  • the ground of the power amplifier 10 can be strengthened, and the amplification characteristics can be improved.
  • the metal conductor 88 includes a via connected to the ground terminal 10g and a flat plate-shaped pattern wiring (ground pattern) formed inside the module substrate 91.
  • the metal conductor 88 may extend to the side surface of the module substrate 91 and be in contact with the metal shield layer 95.
  • the ground pattern is an electromagnetic field of each of the first component, the second component, and the fifth component arranged on the main surface 91a, and each of the third component, the fourth component, and the sixth component arranged on the main surface 91b. Binding can be suppressed.
  • the metal conductor 87 and the metal conductor 88 may be provided separately or integrally.
  • the transmission filter 61T and the transmission filter 62T are arranged on different main surfaces of the module substrate 91.
  • the electromagnetic field coupling between the transmission filter 61T and the transmission filter 62T can be suppressed more strongly.
  • One passband of the transmission filters 61T and 62T includes, for example, an integral multiple of the frequency contained in the other passband.
  • the transmission signal or its harmonics passing through the other of the transmission filters 61T and 62T may pass through one of the transmission filters 61T and 62T.
  • the metal shield wall 81 and the metal shield wall 83 extend along the y-axis and are in contact with the metal shield layer 95 at both ends thereof, but the present invention is not limited to this.
  • a gap may be provided between each end of the metal shield walls 81 and 83 and the metal shield layer 95. The same applies to the metal shield walls 82 and 84.
  • Each of the metal shield walls 81 to 84 is a flat metal member.
  • the lower ends 81b and 83b of the metal shield walls 81 and 83 are fixed to the main surface 91a of the module substrate 91.
  • the upper ends 82a and 84a of the metal shield walls 82 and 84 are fixed to the main surface 91b of the module substrate 91. This fixing is performed using a conductive adhesive such as solder.
  • At least one of the metal shield walls 81 to 84 may be a metal wall that has been plated and grown.
  • the resin member 92 can be formed by filling and curing the resin material that is the basis of the resin member 92. By polishing the formed resin member 92, the upper ends 81a and 83a of the metal shield walls 81 and 83 are exposed. At this time, the metal shield walls 81 and 83 and the parts arranged on the main surface 91a may also be polished together. As a result, the upper surface 92a of the resin member 92, the upper ends 81a and 83a of the metal shield walls 81 and 83, respectively, and the upper surface of the circuit component (for example, the transmission filter 61T) become flush with each other.
  • the circuit component for example, the transmission filter 61T
  • a metal shield layer 95 is formed on the flush upper surfaces 92a and the upper ends 81a and 83a by a sputtering method. As a result, each of the metal shield walls 81 and 83 and the metal shield layer 95 come into contact with each other and are electrically connected.
  • the upper ends 81a and 83a are the tip portions of the metal shield walls 81 and 83 in the vertical direction (direction away from the main surface 91a along the normal line of the main surface 91a, that is, upward), respectively. Further, the lower ends 81b and 83b are the ends of the metal shield walls 81 and 83 on the opposite sides of the upper ends 81a and 83a, respectively.
  • the upper ends 82a and 84a of the metal shield walls 82 and 84 provided on the main surface 91b are the ends on the module substrate 91 side.
  • the lower ends 82b and 84b are the ends in the direction away from the module board 91.
  • the upper ends 81a and 83a are the upper end faces of the metal shield walls 81 and 83, respectively, but the present invention is not limited to this.
  • the metal shield walls 81 and 83 may be sideways triangular prisms or vertebral bodies, and the upper ends 81a and 83a may be linear portions or points. The same applies to the lower ends 82b and 84b of the metal shield walls 82 and 84.
  • FIG. 5 is a plan view of the high frequency module 1A according to the first modification of the embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the high frequency module 1A according to the first modification of the embodiment.
  • FIG. 6 shows a cross section in the VI-VI line of FIG.
  • the high frequency module 1A shown in FIGS. 5 and 6 includes electrode terminals 82A and 84A instead of the metal shield walls 82 and 84.
  • the electrode terminal 82A is an example of the first metal member, and is arranged on the main surface 91b of the module substrate 91.
  • the upper end 82Aa of the electrode terminal 82A is in contact with the via conductor 85.
  • the electrode terminal 82A is electrically connected to the via conductor 85 by coming into contact with the via conductor 85 and is set to the ground potential. As a result, the electrode terminal 82A can suppress the electromagnetic field coupling between the components located on both sides thereof.
  • the lower end 82Ab of the electrode terminal 82A is exposed without being covered by the resin member 93.
  • the lower end 82Ab of the electrode terminal 82A is connected to a ground terminal on a mother substrate (not shown) arranged on the negative side of the z-axis of the high frequency module 1A. As a result, the ground of the electrode terminal 82A is strengthened, and the shielding function can be enhanced.
  • the electrode terminal 82A is, for example, a columnar post electrode penetrating the resin member 93.
  • the maximum width (for example, diameter) of the electrode terminal 82A in a plan view is larger than the width (length in the x-axis direction) of the metal shield wall 81.
  • the electrode terminal 82A is arranged between the third component and the fourth component in a plan view, similarly to the metal shield wall 82 of the embodiment. As a result, the electrode terminal 82A can suppress the electromagnetic field coupling between the third component (transmission filter 62T) and the fourth component (semiconductor integrated circuit 70).
  • the electrode terminal 84A is an example of the second metal member, and is arranged on the main surface 91b of the module substrate 91.
  • the upper end 84Aa of the electrode terminal 84A is in contact with the via conductor 86.
  • the electrode terminal 84A is electrically connected to the via conductor 86 by physically contacting the via conductor 86 and is set to the ground potential. As a result, the electrode terminal 84A can suppress the electromagnetic field coupling between the components located on both sides thereof.
  • the lower end 84Ab of the electrode terminal 84A is exposed without being covered with the resin member 93.
  • the lower end 84Ab of the electrode terminal 84A is connected to a ground terminal on a mother substrate (not shown) arranged on the negative side of the z-axis of the high frequency module 1A. As a result, the ground of the electrode terminal 84A is strengthened, and the shielding function can be enhanced.
  • the electrode terminal 84A is, for example, a columnar post electrode penetrating the resin member 93.
  • the maximum width (for example, diameter) of the electrode terminal 84A in a plan view is larger than the width (length in the x-axis direction) of the metal shield wall 83.
  • the electrode terminal 84A is arranged between the third component and the sixth component in a plan view, similarly to the metal shield wall 84 of the embodiment. As a result, the electrode terminal 84A can suppress the electromagnetic field coupling between the third component (transmission filter 62T) and the sixth component (PA control circuit 11 or switch 52).
  • a plurality of electrode terminals 82A and 84A are provided, respectively, and are arranged along the y-axis direction.
  • the alignment direction of each of the electrode terminals 82A and 84A is the same as the extending direction of each of the metal shield walls 81 and 83.
  • Each of the plurality of electrode terminals 82A is electrically connected to the metal shield wall 81 via the via conductor 85, and is connected in a row in the thickness direction of the module substrate 91. The same applies to the plurality of electrode terminals 84A.
  • the high frequency module 1A may be provided with only one electrode terminal 82A or 84A.
  • FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view of the high frequency module according to the modified example 2. Specifically, FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the via conductor 85.
  • the via conductor 85 overlaps with each of the metal shield walls 81 and 82 in a plan view.
  • the metal shield wall 81 and the metal shield wall 82 do not overlap. That is, the metal shield wall 81, the via conductor 85, and the metal shield wall 82 are not arranged in a row in the thickness direction of the module substrate 91.
  • the metal shield wall 81 and the metal shield wall 82 are arranged so as to be offset in the x-axis direction.
  • the portion where the metal shield wall 81 and the via conductor 85 overlap in a plan view does not overlap with the portion where the metal shield wall 82 and the via conductor 85 overlap in a plan view.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the high frequency module 1B according to the modified example 3.
  • the high frequency module 1B shown in FIG. 8 further includes a metal shield wall 89 as compared with the high frequency module 1A according to the first modification.
  • the metal shield wall 89 is an example of the second metal wall, and is arranged on the main surface 91b of the module substrate 91. As shown in FIG. 8, the upper end 89a of the metal shield wall 89 is in contact with the metal conductor 87 provided on the module substrate 91.
  • the metal shield wall 89 is electrically connected to the metal conductor 87 by physical contact with the metal conductor 87 and is set to the ground potential. Thereby, the metal shield wall 89 can suppress the electromagnetic field coupling between the parts located on both sides thereof.
  • the metal shield wall 89 is arranged between the third component and the fourth component in a plan view. As a result, the metal shield wall 89 can suppress the electromagnetic field coupling between the third component (transmission filter 62T) and the fourth component (semiconductor integrated circuit 70).
  • the lower end 89b of the metal shield wall 89 is exposed without being covered by the resin member 93.
  • the lower end 89b of the metal shield wall 89 may be connected to a ground terminal on a mother substrate (not shown) arranged on the negative side of the z-axis of the high frequency module 1B.
  • the ground of the metal shield wall 89 is strengthened, and the shield function can be enhanced.
  • an electrode terminal 82A and a metal shield wall 89, each of which is set to a ground potential, are arranged between the third component and the fourth component.
  • the electromagnetic field coupling between the third component and the fourth component can be suppressed more strongly.
  • the metal shield wall 89 is arranged on the positive side of the x-axis of the electrode terminal 82A in FIG. 8, it may be arranged on the negative side of the x-axis. Further, a metal shield wall may be arranged in place of the metal shield wall 89, or in addition to the metal shield wall 89, between the third component and the sixth component. That is, a metal shield wall may be arranged next to the electrode terminal 84A. The metal shield wall 89 and the electrode terminal 82A may be in contact with each other.
  • the high-frequency module includes the module substrate 91 having the main surface 91a and the main surface 91b on the opposite side of the main surface 91a, and the first component and the second component arranged on the main surface 91a.
  • To the ground potential which covers the third component arranged on the main surface 91b, the main surface 91a, the resin member 92 covering the side surfaces of each of the first component and the second component, and the upper surface 92a of the resin member 92. It includes a set metal shield layer 95, a metal shield wall 81 arranged on the main surface 91a, a first metal member arranged on the main surface 91b, and a via conductor 85 penetrating the module substrate 91.
  • the metal shield wall 81 is arranged between the first component and the second component in the plan view of the main surface 91a.
  • the upper end 81a of the metal shield wall 81 is in contact with the metal shield layer 95.
  • the via conductor 85 electrically connects the metal shield wall 81 and the first metal member, and at least a part thereof overlaps each of the metal shield wall 81 and the first metal member in a plan view.
  • the high frequency module further includes a fourth component arranged on the main surface 91b.
  • the first metal member is arranged between the third component and the fourth component in a plan view.
  • the first metal member is a metal shield wall 82.
  • the parts arranged on the main surface 91b can be shielded in a wide range by the metal shield wall 82, and the electromagnetic field coupling between the parts can be suppressed.
  • the metal shield wall 82 can be arranged without being restricted by the layout of the electrode terminals connected to the mother substrate, the degree of freedom in layout is increased. Therefore, the metal shield wall 82 can be arranged and shaped so as to further enhance the effect of suppressing noise interference.
  • the first metal member may be the electrode terminal 82A.
  • the ground terminal of the mother board and the electrode terminal can be stably connected, so that the ground of the electrode terminal can be strengthened.
  • the shielding effect of the electrode terminals is enhanced, and the noise interference suppressing effect can be further enhanced.
  • the high frequency module according to the present embodiment may further include a metal shield wall 89 arranged on the main surface 91b.
  • the metal shield wall 89 is arranged between the third component and the fourth component in a plan view.
  • the shielding effect can be further enhanced.
  • the metal shield wall 81, the via conductor 85, and the first metal member can be connected in a row along the thickness direction of the module substrate 91, so that each can be connected in the shortest time. Therefore, it is possible to suppress the generation of unnecessary components such as the parasitic inductor and the parasitic capacitor, and it is possible to suppress the deterioration of the characteristics of each component.
  • any one of the first component, the second component, the third component, and the fourth component has a ground terminal.
  • the high frequency module 1 further includes a metal conductor 87 that connects the ground terminal and the via conductor 85.
  • the ground of the component can be strengthened, so that the electrical characteristics of the component can be enhanced.
  • a component having a ground terminal includes a power amplifier 10 or a filter.
  • the ground of the power amplifier 10 or the filter can be strengthened, so that the amplification characteristic or the filter characteristic can be enhanced.
  • the first component includes the power amplifier 10 or the transmission filter 61T, and a part of the first component is in contact with the metal shield layer 95.
  • the heat generated in the first component is transferred to the metal shield layer 95, so that the heat dissipation can be improved. Further, since heat can be released to the mother substrate via the metal shield layer 95, the metal shield walls 81 to 84, and the via conductors 85 and 86, the heat dissipation can be further improved.
  • the first component includes a power amplifier 10.
  • the second component includes a receiving filter 61R.
  • the third component includes a transmission filter 62T.
  • the fourth component includes a low noise amplifier 20.
  • the first component is arranged on the same side as the third component (negative side of the x-axis) with respect to the metal shield wall 81 (metal shield wall 82) in a plan view.
  • the second component is arranged on the same side as the fourth component (on the positive side of the x-axis) with respect to the metal shield wall 81 (metal shield wall 82) in a plan view.
  • the high frequency module 1 further includes a fifth component arranged on the main surface 91a, a sixth component arranged on the main surface 91b, a metal shield wall 83 arranged on the main surface 91a, and a main surface.
  • a second metal member arranged in 91b and a via conductor 86 penetrating the module substrate 91 are provided.
  • the metal shield wall 83 is arranged between the first component and the fifth component in a plan view.
  • the upper end 83a of the metal shield wall 83 is in contact with the metal shield layer 95.
  • the second metal member is arranged between the sixth component and the third component in a plan view.
  • the via conductor 86 electrically connects the metal shield wall 83 and the second metal member, and at least a part thereof overlaps each of the metal shield wall 83 and the second metal member in a plan view.
  • the fifth component includes a transmission filter 61T having a pass band different from that of the transmission filter 62T.
  • the sixth component includes a PA control circuit 11 that controls the power amplifier 10.
  • the fifth component is arranged on the same side as the second component (on the positive side of the x-axis) with respect to the metal shield wall 83 (metal shield wall 84) in a plan view.
  • the third component is arranged on the same side as the fourth component (on the positive side of the x-axis) with respect to the metal shield wall 83 (metal shield wall 84) in a plan view.
  • one pass band of the transmission filter 61T and the transmission filter 62T includes an integral multiple of the frequency included in the other pass band.
  • the thickness of the first metal member may be thicker than the thickness of the metal shield wall 81.
  • the thickness of the metal shield wall 81 is a length in a direction (specifically, the x-axis direction) orthogonal to the direction in which the metal shield wall 81 extends parallel to the main surface 91a of the module substrate 91. The same applies to the thickness of other metal shield walls.
  • the thickness of the first metal member is a length in the same direction as the thickness of the metal shield wall 81.
  • a thick first metal member (for example, the metal shield wall 82 or the electrode terminal 82A) is provided on the main surface 91b. ) Can be provided to strengthen the ground and enhance the shield function.
  • the high frequency module 1 may further include a metal conductor connected to the via conductor 85 provided in parallel with the main surface 91a inside the module substrate 91.
  • the metal conductor is, for example, a part of the metal conductor 87, and is a flat plate-shaped pattern wiring (ground pattern).
  • the communication device 5 includes an RFIC 3 that processes a high frequency signal transmitted / received by the antenna 2, and a high frequency module 1 that transmits a high frequency signal between the antenna 2 and the RFIC 3.
  • the distribution of the plurality of components included in the high frequency module 1 to each of the regions R1 to R6 is not particularly limited.
  • the regions R1 to R6 may include regions in which parts are not arranged.
  • the high frequency module 1 does not have to include the resin member 93. That is, the parts and the metal shield wall arranged on the main surface 91b of the module substrate 91 may be exposed without being covered with the resin member.
  • the width of the metal shield wall may be longer than the maximum width of the via conductor.
  • the maximum width of the electrode terminal may be longer than the maximum width of the via conductor.
  • the present invention can be widely used in communication devices such as mobile phones as a high-frequency module arranged in a multi-band compatible front end portion.

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Abstract

高周波モジュール(1)は、主面(91a)及び主面(91b)を有するモジュール基板(91)と、主面(91a)、並びに、主面(91a)に配置された第1部品及び第2部品の各々の側面を覆う樹脂部材(92)と、樹脂部材(92)の上面(92a)を覆う金属シールド層(95)と、主面(91a)に配置された金属シールド壁(81)と、主面(91b)に配置された金属部材(82)と、モジュール基板(91)を貫通するビア導体(85)と、を備える。金属シールド壁(81)は、主面(91a)の平面視において、第1部品と第2部品との間に配置されている。金属シールド壁(81)の上端(81a)は、金属シールド層(95)に接続されている。ビア導体(85)は、金属シールド壁(81)と金属部材とを電気的に接続し、かつ、平面視において、少なくとも一部が金属シールド壁(81)及び金属部材(82)の各々に重なっている。

Description

高周波モジュール及び通信装置
 本発明は、高周波モジュール及び通信装置に関する。
 特許文献1には、配線基板と、配線基板上に実装された複数の部品と、当該複数の部品を実装する封止樹脂層と、シールド壁とを備える高周波モジュールが開示されている。シールド壁は、複数の部品のうちの隣接する2つの部品の間に配置されている。この構成により、部品間のノイズの相互干渉を防止する。
国際公開第2016/181954号
 しかしながら、上記従来の高周波モジュールでは、ノイズ干渉を十分に抑制することができない場合がある。
 そこで、本発明は、ノイズ干渉の抑制効果を高めることができる高周波モジュール及び通信装置を提供することを目的とする。
 本発明の一態様に係る高周波モジュールは、第1主面及び当該第1主面の反対側の第2主面を有するモジュール基板と、第1主面に配置された第1部品及び第2部品と、第2主面に配置された第3部品と、第1主面、並びに、第1部品及び第2部品の各々の側面を覆う樹脂部材と、樹脂部材の上面を覆う、グランド電位に設定された金属層と、第1主面に配置され、グランド電位に設定された第1金属壁と、第2主面に配置された第1金属部材と、モジュール基板を貫通する第1ビア導体と、を備え、第1金属壁は、第1主面の平面視において、第1部品と第2部品との間に配置され、第1金属壁の上端は、金属層に接触し、第1ビア導体は、第1金属壁と第1金属部材とを電気的に接続し、かつ、平面視において、少なくとも一部が第1金属壁及び第1金属部材の各々に重なっている。
 本発明の一態様に係る通信装置は、アンテナで送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、アンテナとRF信号処理回路との間で高周波信号を伝送する、上記一態様に係る高周波モジュールと、を備える。
 本発明によれば、ノイズ干渉の抑制効果を高めることができる。
図1は、実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置の回路構成図である。 図2は、実施の形態に係る高周波モジュールの平面図である。 図3は、実施の形態に係る高周波モジュールの平面図である。 図4は、実施の形態に係る高周波モジュールの断面図である。 図5は、変形例1に係る高周波モジュールの平面図である。 図6は、変形例1に係る高周波モジュールの断面図である。 図7は、変形例2に係る高周波モジュールの一部拡大断面図である。 図8は、変形例3に係る高周波モジュールの断面図である。
 以下では、本発明の実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
 また、本明細書において、平行又は垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形又は直線などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
 また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)及び下方向(鉛直下方)を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。このため、例えば、部品又は部材の「上面」又は「天面」は、実際の使用態様において、様々な方向の面になりうる。なお、部品又は部材の「天面」とは、当該部品又は当該部材の最上面を意味する。
 また、本明細書及び図面において、x軸、y軸及びz軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。x軸及びy軸はそれぞれ、モジュール基板の平面視形状が矩形である場合に、当該矩形の第1辺、及び、当該第1辺に直交する第2辺に平行な方向である。z軸は、モジュール基板の厚み方向である。なお、本明細書において、モジュール基板の「厚み方向」とは、モジュール基板の主面に垂直な方向のことをいう。
 また、本明細書において、「接続される」とは、接続端子及び/又は配線導体で直接接続される場合だけでなく、他の回路素子を介して電気的に接続される場合も含む。また、「AとBとの間に接続される」とは、AとBとの間でA及びBの両方に接続されることを意味する。
 また、本発明の部品配置において、「モジュール基板の平面視」とは、「モジュール基板の主面の平面視」と同義であり、z軸の正側からxy平面に物体を正投影して見ることを意味する。本明細書では、特に断りの無い限り、「平面視」とは「モジュール基板の主面の平面視」を意味する。本明細書では、モジュール基板に対して、第1部品が設けられた側を「上方(又は上側)」とし、その反対方向を「下方(又は下側)」としている。
 また、「部品が基板の主面に配置される」とは、部品が基板の主面と接触した状態で主面上に配置されることに加えて、部品が主面と接触せずに主面の上方に配置されること、及び、部品の一部が主面側から基板内に埋め込まれて配置されることを含む。また、「AがBとCとの間に配置される」とは、B内の任意の点とC内の任意の点とを結ぶ複数の線分のうちの少なくとも1つがAを通ることを意味する。
 また、本明細書において、「第1」、「第2」などの序数詞は、特に断りの無い限り、構成要素の数又は順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、区別する目的で用いられている。
 (実施の形態)
 [1.高周波モジュール及び通信装置の回路構成]
 実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置の回路構成について、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る高周波モジュール1及び通信装置5の回路構成図である。
 [1-1.通信装置の回路構成]
 まず、通信装置5の回路構成について説明する。通信装置5は、通信システムで用いられる装置であり、例えばスマートフォン及びタブレットコンピュータなどの携帯端末である。図1に示されるように、本実施の形態に係る通信装置5は、高周波モジュール1と、アンテナ2と、RF信号処理回路(RFIC)3と、ベースバンド信号処理回路(BBIC)4と、を備える。
 高周波モジュール1は、アンテナ2とRFIC3との間で高周波信号を伝送する。高周波モジュール1の内部構成については後述する。
 アンテナ2は、高周波モジュール1のアンテナ接続端子100に接続され、高周波モジュール1から出力された高周波信号(送信信号)を送信し、また、外部から高周波信号(受信信号)を受信して高周波モジュール1へ出力する。
 RFIC3は、アンテナ2で送受信される高周波信号を処理する信号処理回路の一例である。具体的には、RFIC3は、高周波モジュール1の受信経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をBBIC4へ出力する。また、RFIC3は、BBIC4から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号を、高周波モジュール1の送信経路に出力する。また、RFIC3は、高周波モジュール1が有するスイッチ及び増幅器などを制御する制御部を有する。なお、RFIC3の制御部としての機能の一部又は全部は、RFIC3の外部に実装されてもよく、例えば、BBIC4又は高周波モジュール1に実装されてもよい。
 BBIC4は、高周波モジュール1が伝送する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理するベースバンド信号処理回路である。BBIC4で処理される信号としては、例えば、画像表示のための画像信号、及び/又は、スピーカを介した通話のために音声信号が用いられる。
 なお、本実施の形態に係る通信装置5において、アンテナ2及びBBIC4は、必須の構成要素ではない。
 [1-2.高周波モジュールの回路構成]
 次に、高周波モジュール1の回路構成について説明する。図1に示されるように、高周波モジュール1は、電力増幅器10と、PA制御回路11と、低雑音増幅器20と、整合回路31、32、41及び42と、スイッチ51~53と、デュプレクサ61及び62と、アンテナ接続端子100と、高周波入力端子110と、制御入力端子111と、高周波出力端子120と、を備える。
 アンテナ接続端子100は、アンテナ2に接続される。
 高周波入力端子110は、高周波モジュール1の外部から高周波送信信号を受けるための端子である。本実施の形態では、高周波入力端子110は、RFIC3から、通信バンドA及びBの送信信号を受けるための端子である。
 制御入力端子111は、電力増幅器10の利得、並びに、電力増幅器10に供給される電源電圧及びバイアス電圧を制御するためのデジタル信号を受けるための端子である。例えば、制御入力端子111は、MIPI(Mobile Industry Processor Interface)端子であり、RFIC3からデジタル信号を受ける。
 高周波出力端子120は、高周波モジュール1の外部に高周波受信信号を提供するための端子である。本実施の形態では、高周波出力端子120は、RFIC3に通信バンドA及びBの受信信号を提供するための端子である。
 なお、通信バンドとは、通信システムのために標準化団体など(例えば3GPP(3rd Generation Partnership Project)及びIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)など)によって予め定義された周波数バンドを意味する。ここでは、通信システムとは、無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)を用いて構築される通信システムを意味する。通信システムとしては、例えば5GNR(5th Generation New Radio)システム、LTE(Long Term Evolution)システム及びWLAN(Wireless Local Area Network)システムなどを用いることができるが、これに限定されない。
 通信バンドA及びBは、互いに異なる通信バンドである。本実施の形態では、通信バンドA及びBとしてそれぞれ、周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)用の通信バンドが用いられている。なお、通信バンドA及びBの少なくとも一方として、時分割複信(TDD:Time Division Duplex)用の通信バンドが用いられてもよい。
 高周波モジュール1には、送信信号を伝送する送信経路、及び、受信信号を伝送する受信経路が設けられている。具体的には、図1に示されるように、送信経路AT及びBT、並びに、受信経路AR及びBRが設けられている。
 送信経路ATは、通信バンドAの送信信号を伝送する経路であり、高周波入力端子110とアンテナ接続端子100とを結ぶ信号経路のうち、電力増幅器10、スイッチ52、整合回路31、送信フィルタ61T及びスイッチ51が配置された経路である。また、送信経路BTは、通信バンドBの送信信号を伝送する経路であり、高周波入力端子110とアンテナ接続端子100とを結ぶ信号経路のうち、電力増幅器10、スイッチ52、整合回路32、送信フィルタ62T及びスイッチ51が配置された経路である。送信経路AT及びBTは、高周波入力端子110とスイッチ52との間、及び、スイッチ51とアンテナ接続端子100との間で共通化されている。
 受信経路ARは、通信バンドAの受信信号を伝送する経路である。受信経路ARは、アンテナ接続端子100と高周波出力端子120とを結ぶ信号経路のうち、スイッチ51、受信フィルタ61R、整合回路41、スイッチ53及び低雑音増幅器20が配置された経路である。また、受信経路BRは、通信バンドBの受信信号を伝送する経路であり、アンテナ接続端子100と高周波出力端子120とを結ぶ信号経路のうち、スイッチ51、受信フィルタ62R、整合回路42、スイッチ53及び低雑音増幅器20が配置された経路である。受信経路AR及びBRは、アンテナ接続端子100とスイッチ51との間、及び、スイッチ53と高周波出力端子120との間で共通化されている。なお、アンテナ接続端子100とスイッチ51との間は、送信経路及び受信経路で共通する経路であり、送信信号及び受信信号の両方を伝送する送受信経路とも称される。
 電力増幅器10は、通信バンドA及びBの送信信号を増幅することができる。ここでは、電力増幅器10の入力端子は、高周波入力端子110に接続され、電力増幅器10の出力端子は、スイッチ52に接続される。
 電力増幅器10の構成は特に限定されない。例えば、電力増幅器10は、単段構成であってもよく、多段構成であってもよい。例えば、電力増幅器10は、カスケード接続された複数の増幅素子を有してもよい。また、電力増幅器10は、高周波信号を平衡信号に変換して増幅してもよい。このような電力増幅器10は、差動増幅器と呼ばれる場合がある。なお、平衡信号とは、互いに逆の位相を有する信号の組を意味する。平衡信号は、差動信号と呼ばれる場合もある。
 PA制御回路11は、電力増幅器10を制御する制御回路の一例である。PA制御回路11は、制御入力端子111を介して入力されたデジタル信号に基づいて、電力増幅器10の利得を制御する。
 PA制御回路11は、例えば、1つの半導体集積回路である。半導体集積回路は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成され、具体的には、SOI(Silicon on Insulator)プロセスにより構成されている。これにより、半導体集積回路を安価に製造することが可能になる。なお、半導体集積回路は、GaAs、SiGe及びGaNのうち少なくとも1つで構成されてもよい。
 低雑音増幅器20は、アンテナ接続端子100で受けた通信バンドA及びBの受信信号を増幅することができる。ここでは、低雑音増幅器20の入力端子は、スイッチ53に接続され、低雑音増幅器20の出力端子は、高周波出力端子120に接続されている。
 低雑音増幅器20の構成は特に限定されない。例えば、低雑音増幅器20は、単段構成であってもよく、多段構成であってもよい。
 なお、電力増幅器10及び低雑音増幅器20は、例えば、Si系のCMOS、又は、GaAsを材料とした、電界効果トランジスタ(FET)若しくはヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)などで構成されている。
 デュプレクサ61は、通信バンドAを含む通過帯域を有するフィルタの一例である。デュプレクサ61は、通信バンドAの高周波信号を通過させる。デュプレクサ61は、通信バンドAの送信信号と受信信号とをFDD方式で伝送する。デュプレクサ61は、送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rを含む。
 送信フィルタ61Tは、第1送信フィルタの一例であり、通信バンドAのアップリンク動作バンド(uplink operating band)を含む通過帯域を有する。送信フィルタ61Tの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。送信フィルタ61Tの他端は、整合回路31及びスイッチ52を介して電力増幅器10の出力端子に接続される。
 アップリンク動作バンドとは、アップリンク用に指定された、通信バンドの一部を意味する。高周波モジュール1では、アップリンク動作バンドは送信帯域を意味する。
 受信フィルタ61Rは、通信バンドAのダウンリンク動作バンド(downlink operating band)を含む通過帯域を有する。受信フィルタ61Rの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。受信フィルタ61Rの他端は、整合回路41及びスイッチ53を介して低雑音増幅器20の入力端子に接続される。
 ダウンリンク動作バンドとは、ダウンリンク用に指定された、通信バンドの一部を意味する。高周波モジュール1では、ダウンリンク動作バンドは受信帯域を意味する。
 デュプレクサ62は、通信バンドBを含む通過帯域を有するフィルタの一例である。デュプレクサ62は、通信バンドBの高周波信号を通過させる。デュプレクサ62は、通信バンドBの送信信号と受信信号とをFDD方式で伝送する。デュプレクサ62は、送信フィルタ62T及び受信フィルタ62Rを含む。
 送信フィルタ62Tは、第1送信フィルタとは通過帯域が異なる第2送信フィルタの一例であり、通信バンドBのアップリンク動作バンドを含む通過帯域を有する。送信フィルタ62Tの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。送信フィルタ62Tの他端は、整合回路32及びスイッチ52を介して電力増幅器10の出力端子に接続される。
 受信フィルタ62Rは、通信バンドBのダウンリンク動作バンドを含む通過帯域を有する。受信フィルタ62Rの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。受信フィルタ62Rの他端は、整合回路42及びスイッチ53を介して低雑音増幅器20の入力端子に接続される。
 送信フィルタ61T及び62T、並びに、受信フィルタ61R及び62Rは、例えば、SAW(Surface Acoustic Wave)を用いた弾性波フィルタ、BAW(Bulk Acoustic Wave)を用いた弾性波フィルタ、LC共振フィルタ及び誘電体フィルタのいずれかであるが、これらに限定されない。
 スイッチ51は、アンテナ接続端子100とデュプレクサ61及び62の各々との間に接続されている。スイッチ51は、アンテナスイッチとも称される。具体的には、スイッチ51は、端子511~513を有する。端子511は、アンテナ接続端子100に接続された共通端子である。端子512は、送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rに接続された選択端子である。端子513は、送信フィルタ62T及び受信フィルタ62Rに接続された選択端子である。
 スイッチ51は、例えばRFIC3からの制御信号に基づいて、端子512及び513のいずれか一方を端子511に接続することができる。これにより、スイッチ51は、(a)アンテナ接続端子100と送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rとの接続、並びに、(b)アンテナ接続端子100と送信フィルタ62T及び受信フィルタ62Rとの接続、を切り替える。スイッチ51は、例えば、SPDT(Single Pole Double Throw)型のスイッチ回路である。なお、スイッチ51は、上記(a)及び(b)の接続を同時に実行可能なマルチ接続型のスイッチ回路であってもよい。
 スイッチ52は、デュプレクサ61及び62の各々と電力増幅器10との間に接続されている。具体的には、スイッチ52は、端子521~523を有する。端子521は、電力増幅器10の出力端子に接続された共通端子である。端子522は、整合回路31を介して送信フィルタ61Tに接続された選択端子である。端子523は、整合回路32を介して送信フィルタ62Tに接続された選択端子である。
 スイッチ52は、例えばRFIC3からの制御信号に基づいて、端子522及び523のいずれか一方を端子521に接続することができる。これにより、スイッチ52は、電力増幅器10及び送信フィルタ61Tの接続と、電力増幅器10及び送信フィルタ62Tの接続と、を切り替える。スイッチ52は、例えば、SPDT型のスイッチ回路である。
 スイッチ53は、デュプレクサ61及び62の各々と低雑音増幅器20との間に接続されている。具体的には、スイッチ53は、端子531~533を有する。端子531は、低雑音増幅器20の入力端子に接続された共通端子である。端子532は、整合回路41を介して受信フィルタ61Rに接続された選択端子である。端子533は、整合回路42を介して受信フィルタ62Rに接続された選択端子である。
 スイッチ53は、例えばRFIC3からの制御信号に基づいて、端子532及び533のいずれか一方を端子531に接続することができる。これにより、スイッチ53は、低雑音増幅器20及び受信フィルタ61Rの接続と、低雑音増幅器20及び受信フィルタ62Rの接続と、を切り替える。スイッチ53は、例えば、SPDT型のスイッチ回路である。
 整合回路31は、送信フィルタ61Tと電力増幅器10の出力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路31は、送信フィルタ61Tとスイッチ52の端子522との間に接続されている。整合回路31は、送信フィルタ61Tと電力増幅器10とのインピーダンス整合をとる。
 整合回路32は、送信フィルタ62Tと電力増幅器10の出力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路32は、送信フィルタ62Tとスイッチ52の端子523との間に接続されている。整合回路32は、送信フィルタ62Tと電力増幅器10とのインピーダンス整合をとる。
 整合回路41は、受信フィルタ61Rと低雑音増幅器20の入力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路41は、受信フィルタ61Rとスイッチ53の端子532との間に接続されている。整合回路41は、受信フィルタ61Rと低雑音増幅器20とのインピーダンス整合をとる。
 整合回路42は、受信フィルタ62Rと低雑音増幅器20の入力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路42は、受信フィルタ62Rとスイッチ53の端子533との間に接続されている。整合回路42は、受信フィルタ62Rと低雑音増幅器20とのインピーダンス整合をとる。
 また、整合回路31、32、41及び42はそれぞれ、インダクタ、キャパシタ及び抵抗の少なくとも1つを用いて形成されている。例えば、整合回路31、32、41及び42はそれぞれ、チップ状のインダクタを含んでいる。
 なお、整合回路31及び32の代わりに、又は、整合回路31及び32に加えて、スイッチ52の端子521と電力増幅器10の出力端子との間に整合回路が設けられていてもよい。また、整合回路41及び42の代わりに、又は、整合回路41及び42に加えて、スイッチ53の端子531と低雑音増幅器20の入力端子との間に整合回路が設けられていてもよい。また、スイッチ51の端子512とデュプレクサ61との間に整合回路が設けられていてもよい。スイッチ51の端子513とデュプレクサ62との間に整合回路が設けられていてもよい。
 上記回路構成を有する高周波モジュール1において、電力増幅器10、スイッチ52、整合回路31及び送信フィルタ61Tは、アンテナ接続端子100に向けて通信バンドAの送信信号を出力する第1送信回路を構成する。また、電力増幅器10、スイッチ52、整合回路32及び送信フィルタ62Tは、アンテナ接続端子100に向けて通信バンドBの送信信号を出力する第2送信回路を構成する。
 また、低雑音増幅器20、スイッチ53、整合回路41及び受信フィルタ61Rは、アンテナ2からアンテナ接続端子100を介して通信バンドAの受信信号を入力する第1受信回路を構成する。また、低雑音増幅器20、スイッチ53、整合回路42及び受信フィルタ62Rは、アンテナ2からアンテナ接続端子100を介して通信バンドBの受信信号を入力する第2受信回路を構成する。
 上記回路構成によれば、本実施の形態に係る高周波モジュール1は、(1)通信バンドAの高周波信号の送受信、(2)通信バンドBの高周波信号の送受信、及び(3)通信バンドAの高周波信号と通信バンドBの高周波信号との同時送信、同時受信、又は同時送受信、の少なくともいずれかを実行することが可能である。
 なお、本実施の形態に係る高周波モジュール1では、送信回路及び受信回路がスイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続されていなくてもよく、上記送信回路及び上記受信回路が、異なる端子を介してアンテナ2に接続されていてもよい。
 また、図1に示される回路素子のいくつかは、高周波モジュール1に含まれなくてもよい。例えば、高周波モジュール1は、送信信号を伝送する送信回路のみを含んでもよく、この場合、低雑音増幅器20、整合回路41及び42、スイッチ53、並びに、受信フィルタ61R及び62Rを備えなくてもよい。また、高周波モジュール1は、受信信号を伝送する受信回路のみを含んでもよく、この場合、電力増幅器10、整合回路31及び32、スイッチ52、並びに、送信フィルタ61T及び62Tを備えなくてもよい。また、高周波モジュール1は、1つのみの通信バンドの高周波信号を伝送してもよく、この場合、スイッチ51、整合回路32及び42、並びに、デュプレクサ62を備えなくてもよい。
 [2.高周波モジュールの部品配置]
 次に、高周波モジュール1の部品配置の例について、図2~図4を用いて説明する。
 図2及び図3はそれぞれ、本実施の形態に係る高周波モジュール1の平面図である。図2は、モジュール基板91の主面91aをz軸の正側から見たときの主面91aに配置された部品及び部材の配置を表している。図3は、モジュール基板91の主面91bをz軸の正側から見たときの主面91bに配置された部品及び部材の配置を表している。なお、主面91bはz軸の負側に面しているので、図3は、モジュール基板91の主面91a側に位置する部品及び部材、並びに、モジュール基板91を透視して見た平面図である。
 図4は、本実施の形態に係る高周波モジュール1の断面図である。図4は、図2及び図3のIV-IV線における断面(xz面)を表している。なお、図4では、図の見やすさを考慮して、モジュール基板91には断面を表す網掛けを付していない。
 図2~図4に示されるように、高周波モジュール1は、図1に示される回路構成に加えて、モジュール基板91と、樹脂部材92及び93と、金属シールド層95と、を備える。また、高周波モジュール1は、金属シールド壁81~84と、ビア導体85及び86と、金属導体87及び88と、を備える。
 モジュール基板91は、主面91aと、主面91aの反対側の主面91bと、を有する。モジュール基板91は、平面視において矩形状を有するが、モジュール基板91の形状はこれに限定されない。モジュール基板91としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics)基板、高温同時焼成セラミックス(HTCC:High Temperature Co-fired Ceramics)基板、部品内蔵基板、再配線層(RDL:Redistribution Layer)を有する基板、又は、プリント基板などを用いることができるが、これらに限定されない。
 主面91aは、第1主面の一例であり、上面又は表面と呼ばれる場合がある。主面91aには、図1に示される回路を構成する素子をそれぞれが含む複数の部品が配置されている。具体的には、図2に示されるように、主面91aには、電力増幅器10と、整合回路31、32、41及び42と、スイッチ51と、送信フィルタ61Tと、受信フィルタ61R及び62Rと、が配置されている。また、主面91aには、金属シールド壁81及び83が配置(具体的には立設)されている。
 主面91bは、第2主面の一例であり、下面又は裏面と呼ばれる場合がある。主面91bには、図1に示される回路を構成する素子をそれぞれが含む複数の部品と、複数の外部接続端子と、が配置されている。具体的には、図3に示されるように、主面91bには、PA制御回路11と、低雑音増幅器20と、スイッチ52及び53と、送信フィルタ62Tと、複数の外部接続端子150と、が配置されている。また、主面91bには、金属シールド壁82及び84が配置(具体的には立設)されている。
 なお、低雑音増幅器20とスイッチ53とは、1つの半導体集積回路70に含まれている。半導体集積回路70は、半導体チップ(ダイとも呼ばれる)の表面及び内部に形成された電子回路を有する電子部品である。半導体集積回路70は、例えば、CMOSで構成され、具体的にはSOIプロセスにより構成されている。これにより、半導体集積回路70を安価に製造することができる。なお、半導体集積回路70は、GaAs、SiGe及びGaNのうちの少なくとも1つで構成されている。これにより、高品質な半導体集積回路70を実現することができる。なお、低雑音増幅器20とスイッチ53とはそれぞれ、別体の回路部品として主面91bに配置されていてもよい。
 複数の外部接続端子150は、図1に示されるアンテナ接続端子100、高周波入力端子110、制御入力端子111及び高周波出力端子120に加えて、グランド端子を含む。複数の外部接続端子150の各々は、高周波モジュール1のz軸の負側に配置されたマザー基板(図示せず)上の入出力端子及び/又はグランド端子などに接続される。複数の外部接続端子150は、主面91bを覆う樹脂部材93を貫通するポスト電極である。
 樹脂部材92は、封止部材の一例であり、モジュール基板91の主面91a上に配置され、主面91aを覆っている。具体的には、樹脂部材92は、主面91aに配置された各部品の側面及び上面、並びに、金属シールド壁81及び83の各々の側面を覆うように設けられている。なお、樹脂部材92は、主面91aに配置された部品の上面を覆っていなくてもよい。例えば、図4に示されるように、樹脂部材92は、送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rの各々の上面を覆っていない。
 樹脂部材93は、封止部材の一例であり、モジュール基板91の主面91b上に配置され、主面91bを覆っている。具体的には、樹脂部材93は、主面91bに配置された各部品の側面、並びに、金属シールド壁82及び84の各々の側面を覆うように設けられている。なお、樹脂部材93は、主面91bに配置された部品の下面(z軸の負側の面)を覆っていてもよい。
 金属シールド層95は、金属層の一例であり、樹脂部材92の上面92aを覆っている。上面92aは、樹脂部材92の、モジュール基板91とは反対側の面である。具体的には、金属シールド層95は、樹脂部材92の上面92a及び側面、モジュール基板91の側面、並びに、樹脂部材93の側面を覆っている。なお、「面を覆う」とは、対象となる面の少なくとも一部を覆うことを意味する。したがって、例えば、金属シールド層95は、樹脂部材92の上面92aの一部のみを覆っており、他の一部を覆っていなくてもよい。なお、樹脂部材92などの他の部材が「面を覆う」場合も同様である。
 また、金属シールド層95は、モジュール基板91の主面91aに配置された部品のうち、上面が樹脂部材92に覆われていない部品の上面を覆っている。例えば、図4に示されるように、金属シールド層95は、送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rの各々の上面に接触している。また、電力増幅器10の上面が樹脂部材92に覆われていなくてもよい。金属シールド層95は、電力増幅器10の上面に接触していてもよい。
 これにより、電力増幅器10、送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rで発生する熱を金属シールド層95に逃がすことができる。また、金属シールド層95に伝わった熱は、後述する金属シールド壁81~84、並びに、ビア導体85及び86を介して、マザー基板に逃がすことができる。電力増幅器10、送信フィルタ61T若しくは受信フィルタ61R、又は、その他の部品は、金属シールド層95の上面部分に加えて、又は、上面部分の代わりに、金属シールド層95の側面部分で接触していてもよい。金属シールド層95に対する接触面積が大きくなる程、放熱性を高めることができる。
 金属シールド層95は、例えば、スパッタ法により形成された金属薄膜である。金属シールド層95は、グランド電位に設定されている。具体的には、金属シールド層95は、グランド端子、及び、モジュール基板91に設けられたグランド電極に接続されることによって、グランド電位に設定される。これにより、外来ノイズが高周波モジュール1に含まれる回路部品に侵入することを抑制する。
 [3.電磁界結合を抑制する構造]
 ここで、上記回路構成を有する高周波モジュール1において、送信経路AT及びBT、受信経路AR及びBRに配置された素子(例えば、インダクタ及び/又はキャパシタ)の少なくとも2つが電磁界結合すると、電力増幅器10で増幅された高出力の送信信号の高調波成分が送信信号に重畳され、送信信号の品質が低下する場合がある。また、上記電磁界結合により送受信間のアイソレーションが低下し、上記高調波成分、又は、送信信号と他の高周波信号との相互変調歪などの不要波が、受信経路に流入して受信感度が劣化する場合がある。
 これに対して、本実施の形態に係る高周波モジュール1では、部品間の電磁界結合を抑制する構成を有している。具体的には、高周波モジュール1は、金属シールド壁81及び82、ビア導体85、並びに、金属導体87を備える。金属シールド壁81及び82並びにビア導体85は、モジュール基板91の厚み方向に一列に連結された第1連結構造を構成している。高周波モジュール1は、さらに、金属シールド壁83及び84と、ビア導体86と、金属導体88と、を備える。金属シールド壁83及び84並びにビア導体86は、モジュール基板91の厚み方向に一列に連結された第2連結構造を構成している。
 高周波モジュール1における部品の実装領域(主面91a及び91b)は、モジュール基板91(金属導体87及び88)、金属シールド壁81~84並びにビア導体85及び86によって、6つの領域R1~R6に区分することができる。図2に示されるように、領域R1、R5及びR2はそれぞれ、主面91a上の領域である。図3に示されるように、領域R6、R3及びR4はそれぞれ、主面91b上の領域である。平面視において、領域R1と領域R6とが重なっている。平面視において、領域R5と領域R3とが重なっている。平面視において、領域R2と領域R4とが重なっている。
 具体的には、領域R1は、金属シールド壁83よりもx軸の負側の領域であり、第1部品が配置されている。第1部品は、具体的には、整合回路31若しくは32又は電力増幅器10である。領域R2は、金属シールド壁81よりもx軸の正側の領域であり、第2部品が配置されている。第2部品は、具体的には、整合回路41若しくは42又は受信フィルタ61R若しくは62Rである。領域R5は、金属シールド壁83と金属シールド壁81との間の領域であり、第5部品が配置されている。第5部品は、具体的には、スイッチ51又は送信フィルタ61Tである。
 領域R6は、金属シールド壁84よりもx軸の負側の領域であり、第6部品が配置されている。第6部品は、具体的には、PA制御回路11又はスイッチ52である。領域R4は、金属シールド壁82よりもx軸の正側の領域であり、第4部品が配置されている。第4部品は、具体的には、低雑音増幅器20又はスイッチ53である。領域R3は、金属シールド壁84と金属シールド壁82との間の領域であり、第3部品が配置されている。第3部品は、具体的には、送信フィルタ62Tである。
 これにより、6つの領域R1~R6のうち任意の領域間で、部品間の電磁界結合を抑制することができる。例えば、領域R1と領域R2とは、2つの金属シールド壁81及び83によって隔てられているので、電磁界結合をより強く抑制することができる。また、領域R1と領域R4とは、2つの連結構造(各々が、2つの金属シールド壁とビア導体とを含む)と、モジュール基板91とによって隔てられているので、電磁界結合をより一層強く抑制することができる。
 なお、高周波モジュール1は、金属シールド壁83及び84、ビア導体86並びに金属導体88を備えなくてもよい。この場合、領域R1と領域R5との区分がなくなるので、第5部品は、第1部品とみなされる。また、領域R3と領域R6との区分がなくなるので、第6部品は、第3部品とみなされる。
 同様に、高周波モジュール1は、金属シールド壁81及び82、ビア導体85並びに金属導体87を備えなくてもよい。この場合、領域R5と領域R2との区分がなくなるので、第5部品は、第2部品とみなされる。また、領域R3と領域R4との区分がなくなるので、第4部品は、第3部品とみなされる。
 以下では、金属シールド壁81~84、ビア導体85及び86、並びに、金属導体87及び88の詳細について説明する。
 金属シールド壁81は、第1金属壁の一例であり、モジュール基板91の主面91aに配置されている。金属シールド壁81は、平面視において、第1部品と第2部品との間に配置されている。本実施の形態では、金属シールド壁81によって、主面91aが領域R1及びR5と領域R2とに区分されている。
 図4に示されるように、金属シールド壁81の上端81aは、金属シールド層95に接触している。金属シールド壁81は、金属シールド層95に接触することにより、金属シールド層95に電気的に接続され、グランド電位に設定される。これにより、金属シールド壁81は、その両側に位置する部品間の電磁界結合を抑制することができる。つまり、金属シールド壁81は、シールド機能(電磁遮蔽機能)を有する。
 本実施の形態では、金属シールド壁81の下端81bは、ビア導体85に接触している。ビア導体85は、金属導体87を介してグランド端子(図示せず)に接続されており、グランド電位に設定されている。これにより、金属シールド壁81は、上端81a及び下端81bの両方からグランド電位が供給されるので、金属シールド壁81のグランドが強化され、シールド機能が高められる。
 金属シールド壁82は、第1金属部材の一例であり、モジュール基板91の主面91bに配置されている。金属シールド壁82は、平面視において、第3部品と第4部品との間に配置されている。本実施の形態では、金属シールド壁82によって、主面91bが領域R3及びR6と領域R4とに区分されている。
 金属シールド壁82の上端82aは、ビア導体85に接触している。金属シールド壁82は、ビア導体85に接触することにより、ビア導体85に電気的に接続され、グランド電位に設定される。これにより、金属シールド壁82は、その両側に位置する部品間の電磁界結合を抑制することができる。
 本実施の形態では、金属シールド壁82の下端82bは、樹脂部材93に覆われずに露出している。金属シールド壁82の下端82bは、高周波モジュール1のz軸の負側に配置されたマザー基板(図示せず)上のグランド端子に接続されてもよい。これにより、金属シールド壁82のグランドが強化され、シールド機能を高めることができる。
 ビア導体85は、第1ビア導体の一例であり、モジュール基板91を貫通している。ビア導体85は、金属導体87を介してグランド端子(図示せず)に接続されている。これにより、ビア導体85及び金属導体87は、グランド電位に設定されている。
 ビア導体85は、金属シールド壁81と金属シールド壁82とを電気的に接続している。ビア導体85は、平面視において、少なくとも一部が金属シールド壁81及び82の各々に重なっている。
 ビア導体85は、例えば、円柱状の金属導体であり、その幅(直径)は、金属シールド壁81及び82の各々の幅(y軸に沿った長さ)より長い。高周波モジュール1では、複数のビア導体85がy軸に沿って並んで設けられている。なお、ビア導体85の個数、形状及び大きさなどは、特に限定されない。
 本実施の形態では、図4に示されるように、金属シールド壁81とビア導体85とが平面視において重なる部分の少なくとも一部は、平面視において金属シールド壁82に重なっている。つまり、金属シールド壁81、ビア導体85及び金属シールド壁82が、モジュール基板91の厚み方向に一列に連結されている。これにより、部品間の電磁界結合をより強く抑制することができる。
 例えば、金属シールド壁81、ビア導体85及び金属シールド壁82の連結構造によって、主面91aに配置された第1部品及び第5部品(電力増幅器10、整合回路31若しくは32、スイッチ51又は送信フィルタ61T)と、主面91bに配置された第4部品(低雑音増幅器20又はスイッチ53)との電磁界結合を抑制することができる。また、上記連結構造によって、主面91aに配置された第2部品(整合回路41若しくは42又は受信フィルタ61R若しくは62R)と、主面91bに配置された第3部品及び第6部品(PA制御回路11、スイッチ52若しくは送信フィルタ62T)との電磁界結合を抑制することができる。
 金属シールド壁83は、第3金属壁の一例であり、モジュール基板91の主面91aに配置されている。金属シールド壁83は、平面視において、第1部品と第5部品との間に配置されている。本実施の形態では、金属シールド壁83によって、主面91aが領域R1と領域R5及びR2とに区分されている。
 図4に示されるように、金属シールド壁83の上端83aは、金属シールド層95に接触している。金属シールド壁83は、金属シールド層95に接触することにより、金属シールド層95に電気的に接続され、グランド電位に設定される。これにより、金属シールド壁83は、その両側に位置する部品間の電磁界結合を抑制することができる。つまり、金属シールド壁83は、シールド機能を有する。
 本実施の形態では、金属シールド壁83の下端83bは、ビア導体86に接触している。ビア導体86は、金属導体88を介してグランド端子(図示せず)に接続されており、グランド電位に設定されている。これにより、金属シールド壁83は、上端83a及び下端83bの両方からグランド電位が供給されるので、金属シールド壁83のグランドが強化され、シールド機能が高められる。
 金属シールド壁84は、第2金属部材の一例であり、モジュール基板91の主面91bに配置されている。金属シールド壁84は、平面視において、第6部品と第3部品との間に配置されている。本実施の形態では、金属シールド壁84によって、主面91bが領域R6と領域R3及びR4とに区分されている。
 金属シールド壁84の上端84aは、ビア導体86に接触している。金属シールド壁84は、ビア導体86に接触することにより、ビア導体86に電気的に接続され、グランド電位に設定される。これにより、金属シールド壁84は、その両側に位置する部品間の電磁界結合を抑制することができる。
 本実施の形態では、金属シールド壁84の下端84bは、樹脂部材93に覆われずに露出している。金属シールド壁84の下端84bは、高周波モジュール1のz軸の負側に配置されたマザー基板(図示せず)上のグランド端子に接続されてもよい。これにより、金属シールド壁84のグランドが強化され、シールド機能を高めることができる。
 ビア導体86は、第2ビア導体の一例であり、モジュール基板91を貫通している。ビア導体86は、金属導体88を介してグランド端子(図示せず)に接続されている。これにより、ビア導体86及び金属導体88は、グランド電位に設定されている。
 ビア導体86は、金属シールド壁83と金属シールド壁84とを電気的に接続している。ビア導体86は、平面視において、少なくとも一部が金属シールド壁83及び84の各々に重なっている。
 ビア導体86は、例えば、円柱状の金属導体であり、その幅(直径)は、金属シールド壁83及び84の各々の幅(y軸に沿った長さ)より長い。高周波モジュール1では、複数のビア導体86がy軸に沿って並んで設けられている。なお、ビア導体86の個数、形状及び大きさなどは、特に限定されない。
 本実施の形態では、図4に示されるように、金属シールド壁83とビア導体86とが平面視において重なる部分の少なくとも一部は、平面視において金属シールド壁84に重なっている。つまり、金属シールド壁83、ビア導体86及び金属シールド壁84が、モジュール基板91の厚み方向に一列に連結されている。これにより、部品間の電磁界結合をより強く抑制することができる。
 また、これらの第1部品、第2部品、第3部品、第4部品、第5部品及び第6部品のいずれか1つは、グランド端子を有する。例えば、図4に示されるように、送信フィルタ61Tは、グランド端子61Tgを有する。グランド端子61Tgは、金属導体87を介してビア導体85に接続されている。これにより、送信フィルタ61Tのグランドを強化することができ、フィルタの通過特性を向上させることができる。
 金属導体87は、グランド端子61Tgに接続されたビアと、モジュール基板91の内部に形成された平板状のパターン配線(グランドパターン)と、を含む。金属導体87は、モジュール基板91の側面にまで延び、金属シールド層95に接触していてもよい。
 また、例えば、図4に示されるように、電力増幅器10は、グランド端子10gを有する。グランド端子10gは、金属導体88を介してビア導体86に接続されている。これにより、電力増幅器10のグランドを強化することができ、増幅特性を向上させることができる。
 金属導体88は、グランド端子10gに接続されたビアと、モジュール基板91の内部に形成された平板状のパターン配線(グランドパターン)と、を含む。金属導体88は、モジュール基板91の側面にまで延び、金属シールド層95に接触していてもよい。グランドパターンは、主面91aに配置された第1部品、第2部品及び第5部品の各々と、主面91bに配置された第3部品、第4部品及び第6部品の各々との電磁界結合を抑制することができる。
 なお、金属導体87と金属導体88とは、分離して設けられていてもよく、一体的に設けられていてもよい。
 また、本実施の形態に係る高周波モジュール1では、送信フィルタ61Tと送信フィルタ62Tとが、モジュール基板91の異なる主面に配置されている。これにより、送信フィルタ61Tと送信フィルタ62Tとの電磁界結合をより強く抑制することができる。送信フィルタ61T及び62Tの一方の通過帯域は、例えば、他方の通過帯域に含まれる周波数の整数倍を含む。この場合、送信フィルタ61T及び62Tの他方を通過する送信信号又はその高調波が、送信フィルタ61T及び62Tの一方を通過しうる。フィルタ間の電磁界結合を抑制することにより、ノイズ干渉を十分に抑制することができる。
 また、金属シールド壁81と金属シールド壁83とは、y軸に沿って延び、その両端部で金属シールド層95に接触しているが、これに限らない。金属シールド壁81及び83の各々の端部と金属シールド層95との間には隙間が設けられていてもよい。金属シールド壁82及び84についても同様である。
 金属シールド壁81~84はそれぞれ、金属製の平板状の部材である。金属シールド壁81及び83は、下端81b及び83bがモジュール基板91の主面91aに固定されている。金属シールド壁82及び84は、上端82a及び84aがモジュール基板91の主面91bに固定されている。この固定は、例えば半田などの導電性接着剤を用いて行われる。なお、金属シールド壁81~84の少なくとも1つは、メッキ成長させた金属壁であってもよい。
 金属シールド壁81及び83を固定した後、樹脂部材92の元になる樹脂材料を充填し、硬化させることによって樹脂部材92を形成することができる。形成した樹脂部材92を研磨することにより、金属シールド壁81及び83の上端81a及び83aを露出させる。このとき、金属シールド壁81及び83、並びに、主面91aに配置された部品も合わせて研磨してもよい。これにより、樹脂部材92の上面92aと、金属シールド壁81及び83の各々の上端81a及び83aと、回路部品(例えば、送信フィルタ61T)の上面とが面一になる。面一となった上面92a並びに上端81a及び83aに対して、スパッタ法で金属シールド層95を形成する。これにより、金属シールド壁81及び83の各々と金属シールド層95とが接触し、かつ、電気的に接続される。
 なお、上端81a及び83aはそれぞれ、金属シールド壁81及び83の立設方向(主面91aの法線に沿って主面91aから離れる方向、すなわち、上方)における先端部である。また、下端81b及び83bはそれぞれ、金属シールド壁81及び83の各々の、上端81a及び83aとは反対側の端部である。なお、主面91bに設けられた金属シールド壁82及び84の上端82a及び84aは、モジュール基板91側の端部である。下端82b及び84bは、モジュール基板91から離れる方向の端部である。
 本実施の形態では、上端81a及び83aはそれぞれ、金属シールド壁81及び83の上方の端面であるが、これに限定されない。例えば、金属シールド壁81及び83は、横倒しの三角柱又は椎体であってもよく、上端81a及び83aは、直線状の部分又は一点であってもよい。金属シールド壁82及び84の下端82b及び84bについても同様である。
 [4.変形例]
 続いて、実施の形態に係る高周波モジュール1の変形例について説明する。
 [4-1.変形例1]
 図5は、実施の形態の変形例1に係る高周波モジュール1Aの平面図である。図6は、実施の形態の変形例1に係る高周波モジュール1Aの断面図である。図6は、図5のVI-VI線における断面を表している。
 図5及び図6に示される高周波モジュール1Aは、金属シールド壁82及び84の代わりに、電極端子82A及び84Aを備える。
 電極端子82Aは、第1金属部材の一例であり、モジュール基板91の主面91bに配置されている。電極端子82Aの上端82Aaは、ビア導体85に接触している。電極端子82Aは、ビア導体85に接触することにより、ビア導体85に電気的に接続され、グランド電位に設定される。これにより、電極端子82Aは、その両側に位置する部品間の電磁界結合を抑制することができる。
 また、電極端子82Aの下端82Abは、樹脂部材93に覆われずに露出している。電極端子82Aの下端82Abは、高周波モジュール1Aのz軸の負側に配置されるマザー基板(図示せず)上のグランド端子に接続される。これにより、電極端子82Aのグランドが強化され、シールド機能を高めることができる。
 電極端子82Aは、例えば、樹脂部材93を貫通する円柱状のポスト電極である。平面視における電極端子82Aの最大幅(例えば、直径)は、金属シールド壁81の幅(x軸方向の長さ)よりも大きい。これにより、電極端子82Aの下端82Abとマザー基板上のグランド端子との接続を低抵抗で、かつ、安定して行うことができる。
 電極端子82Aは、実施の形態の金属シールド壁82と同様に、平面視において、第3部品と第4部品との間に配置されている。これにより、電極端子82Aは、第3部品(送信フィルタ62T)と、第4部品(半導体集積回路70)との電磁界結合を抑制することができる。
 電極端子84Aは、第2金属部材の一例であり、モジュール基板91の主面91bに配置されている。電極端子84Aの上端84Aaは、ビア導体86に接触している。電極端子84Aは、ビア導体86に物理的に接触することにより、ビア導体86に電気的に接続され、グランド電位に設定される。これにより、電極端子84Aは、その両側に位置する部品間の電磁界結合を抑制することができる。
 また、電極端子84Aの下端84Abは、樹脂部材93に覆われずに露出している。電極端子84Aの下端84Abは、高周波モジュール1Aのz軸の負側に配置されるマザー基板(図示せず)上のグランド端子に接続される。これにより、電極端子84Aのグランドが強化され、シールド機能を高めることができる。
 電極端子84Aは、例えば、樹脂部材93を貫通する円柱状のポスト電極である。平面視における電極端子84Aの最大幅(例えば、直径)は、金属シールド壁83の幅(x軸方向の長さ)よりも大きい。これにより、電極端子84Aの下端84Abとマザー基板上のグランド端子との接続を低抵抗で、かつ、安定して行うことができる。
 電極端子84Aは、実施の形態の金属シールド壁84と同様に、平面視において、第3部品と第6部品との間に配置されている。これにより、電極端子84Aは、第3部品(送信フィルタ62T)と、第6部品(PA制御回路11又はスイッチ52)との電磁界結合を抑制することができる。
 図5に示されるように、高周波モジュール1Aでは、電極端子82A及び84Aがそれぞれ、複数設けられており、y軸方向に沿って並んでいる。電極端子82A及び84Aの各々の並び方向は、金属シールド壁81及び83の各々の延びる方向と同じである。複数の電極端子82Aはそれぞれ、ビア導体85を介して金属シールド壁81と電気的に接続されており、モジュール基板91の厚み方向に一列に連結されている。複数の電極端子84Aについても同様である。なお、高周波モジュール1Aには、1つのみの電極端子82A又は84Aが設けられていてもよい。
 [4-2.変形例2]
 図7は、変形例2に係る高周波モジュールの一部拡大断面図である。具体的には、図7は、ビア導体85の近傍を拡大して示す断面図である。
 変形例2に係る高周波モジュールでは、ビア導体85は、平面視において、金属シールド壁81及び82の各々と重なっている。一方で、平面視において、金属シールド壁81と金属シールド壁82とは、重なっていない。つまり、金属シールド壁81、ビア導体85及び金属シールド壁82は、モジュール基板91の厚み方向に一列に並んでいない。金属シールド壁81と金属シールド壁82とは、x軸方向にずれて配置されている。金属シールド壁81とビア導体85とが平面視において重なる部分は、金属シールド壁82とビア導体85とが平面視において重なる部分と、平面視で重なっていない。
 この場合であっても、実施の形態に係る高周波モジュール1と同様に、領域R2~R5に配置された部品間の電磁界結合を抑制することができる。
 [4-3.変形例3]
 図8は、変形例3に係る高周波モジュール1Bの断面図である。図8に示される高周波モジュール1Bは、変形例1に係る高周波モジュール1Aに比べて、さらに、金属シールド壁89を備える。
 金属シールド壁89は、第2金属壁の一例であり、モジュール基板91の主面91bに配置されている。図8に示されるように、金属シールド壁89の上端89aは、モジュール基板91に設けられた金属導体87に接触している。金属シールド壁89は、金属導体87に物理的に接触することにより、金属導体87に電気的に接続され、グランド電位に設定される。これにより、金属シールド壁89は、その両側に位置する部品間の電磁界結合を抑制することができる。
 金属シールド壁89は、平面視において、第3部品と第4部品との間に配置されている。これにより、金属シールド壁89は、第3部品(送信フィルタ62T)と、第4部品(半導体集積回路70)との電磁界結合を抑制することができる。
 本変形例では、金属シールド壁89の下端89bは、樹脂部材93に覆われずに露出している。金属シールド壁89の下端89bは、高周波モジュール1Bのz軸の負側に配置されたマザー基板(図示せず)上のグランド端子に接続されてもよい。これにより、金属シールド壁89のグランドが強化され、シールド機能を高めることができる。
 本変形例では、第3部品と第4部品との間に、各々がグランド電位に設定された電極端子82A及び金属シールド壁89が配置されている。これにより、第3部品と第4部品との電磁界結合をより強く抑制することができる。
 なお、図8では、金属シールド壁89は、電極端子82Aのx軸の正側に配置されているが、x軸の負側に配置されていてもよい。また、金属シールド壁89の代わりに、又は、金属シールド壁89に加えて、第3部品と第6部品との間に、金属シールド壁が配置されていてもよい。つまり、電極端子84Aの隣に金属シールド壁が配置されていてもよい。金属シールド壁89と電極端子82Aとは、接触していてもよい。
 [5.効果など]
 以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュールは、主面91a及び主面91aの反対側の主面91bを有するモジュール基板91と、主面91aに配置された第1部品及び第2部品と、主面91bに配置された第3部品と、主面91a、並びに、第1部品及び第2部品の各々の側面を覆う樹脂部材92と、樹脂部材92の上面92aを覆う、グランド電位に設定された金属シールド層95と、主面91aに配置された金属シールド壁81と、主面91bに配置された第1金属部材と、モジュール基板91を貫通するビア導体85と、を備える。金属シールド壁81は、主面91aの平面視において、第1部品と第2部品との間に配置されている。金属シールド壁81の上端81aは、金属シールド層95に接触している。ビア導体85は、金属シールド壁81と第1金属部材とを電気的に接続し、かつ、平面視において、少なくとも一部が金属シールド壁81及び第1金属部材の各々に重なっている。
 これにより、主面91aに配置された部品間の電磁界結合、及び、主面91bに配置された部品間の電磁界結合だけでなく、主面91aに配置された部品と主面91bに配置された部品との電磁界結合も抑制することができる。よって、部品間でのノイズ干渉の抑制効果を高めることができる。
 また、例えば、高周波モジュールは、さらに、主面91bに配置された第4部品を備える。第1金属部材は、平面視において、第3部品と第4部品との間に配置されている。
 これにより、主面91b側の第3部品と第4部品との電磁界結合を抑制することができる。
 また、例えば、第1金属部材は、金属シールド壁82である。
 これにより、主面91bに配置された部品間を金属シールド壁82によって広範囲に遮ることができ、部品間の電磁界結合を抑制することができる。また、金属シールド壁82は、マザー基板に接続される電極端子のレイアウトに制限されずに配置することができるので、レイアウトの自由度が高まる。このため、ノイズ干渉の抑制効果をより高めるような配置及び形状で金属シールド壁82を配置することができる。
 また、例えば、第1金属部材は、電極端子82Aであってもよい。
 これにより、マザー基板のグランド端子と電極端子とを安定して接続することができるので、電極端子のグランドを強化することができる。グランドが強化されることによって、電極端子のシールド効果が高まり、ノイズ干渉の抑制効果をより高めることができる。
 また、例えば、本実施の形態に係る高周波モジュールは、さらに、主面91bに配置された金属シールド壁89を備えてもよい。金属シールド壁89は、平面視において、第3部品と第4部品との間に配置されている。
 これにより、部品間に電極端子82Aと金属シールド壁89とを配置することで、シールド効果をより高めることができる。
 また、例えば、金属シールド壁81とビア導体85とが平面視において重なる部分の少なくとも一部は、平面視において第1金属部材に重なっている。
 これにより、金属シールド壁81、ビア導体85及び第1金属部材をモジュール基板91の厚み方向に沿って一列に連結させることができるので、各々を最短で接続することができる。よって、寄生インダクタ及び寄生キャパシタなどの不要な成分の発生を抑制することができ、各部品の特性劣化を抑制することができる。
 また、例えば、第1部品、第2部品、第3部品及び第4部品のいずれか1つは、グランド端子を有する。高周波モジュール1は、さらに、グランド端子とビア導体85とを接続する金属導体87を備える。
 これにより、部品のグランドを強化することができるので、当該部品の電気特性を高めることができる。
 また、例えば、グランド端子を有する部品は、電力増幅器10又はフィルタを含む。
 これにより、電力増幅器10又はフィルタのグランドを強化することができるので、増幅特性又はフィルタ特性を高めることができる。
 また、例えば、第1部品は、電力増幅器10又は送信フィルタ61Tを含み、第1部品の一部は、金属シールド層95に接触している。
 これにより、第1部品で発生した熱を金属シールド層95に伝えることで、放熱性を高めることができる。また、金属シールド層95、金属シールド壁81~84、並びに、ビア導体85及び86を介して、マザー基板に熱を逃がすことができるので、放熱性をさらに高めることができる。
 また、例えば、第1部品は、電力増幅器10を含む。第2部品は、受信フィルタ61Rを含む。第3部品は、送信フィルタ62Tを含む。第4部品は、低雑音増幅器20を含む。第1部品は、平面視において、金属シールド壁81(金属シールド壁82)に対して第3部品と同じ側(x軸の負側)に配置されている。第2部品は、平面視において、金属シールド壁81(金属シールド壁82)に対して第4部品と同じ側(x軸の正側)に配置されている。
 これにより、送受信間のアイソレーションを高めることができる。例えば、電力増幅器10で発生した高調波成分が低雑音増幅器20に流入するのを抑制することができ、受信感度の劣化を抑制することができる。
 また、例えば、高周波モジュール1は、さらに、主面91aに配置された第5部品と、主面91bに配置された第6部品と、主面91aに配置された金属シールド壁83と、主面91bに配置された第2金属部材と、モジュール基板91を貫通するビア導体86と、を備える。金属シールド壁83は、平面視において、第1部品と第5部品との間に配置されている。金属シールド壁83の上端83aは、金属シールド層95に接触している。第2金属部材は、平面視において、第6部品と第3部品との間に配置されている。ビア導体86は、金属シールド壁83と第2金属部材とを電気的に接続し、かつ、平面視において、少なくとも一部が金属シールド壁83及び第2金属部材の各々に重なっている。
 これにより、金属シールド壁、ビア導体及び金属部材の連結構造が2つ設けられているので、部品間の電磁界結合をより強く抑制することができる。
 また、例えば、第5部品は、送信フィルタ62Tとは通過帯域が異なる送信フィルタ61Tを含む。第6部品は、電力増幅器10を制御するPA制御回路11を含む。第5部品は、平面視において、金属シールド壁83(金属シールド壁84)に対して第2部品と同じ側(x軸の正側)に配置されている。第3部品は、平面視において、金属シールド壁83(金属シールド壁84)に対して第4部品と同じ側(x軸の正側)に配置されている。また、例えば、送信フィルタ61T及び送信フィルタ62Tの一方の通過帯域は、他方の通過帯域に含まれる周波数の整数倍を含む。
 これにより、送信フィルタ間の電磁界結合を抑制することで、送信信号の品質の低下を抑制することができる。
 また、例えば、第1金属部材の厚さは、金属シールド壁81の厚さより厚くてもよい。なお、金属シールド壁81の厚さとは、金属シールド壁81がモジュール基板91の主面91aに平行に延びる方向に対して直交する方向(具体的には、x軸方向)の長さである。他の金属シールド壁の厚さについても同様である。また、第1金属部材の厚さとは、金属シールド壁81の厚さと同じ方向における長さである。
 これにより、部品間の電磁界結合をより強く抑制することができる。例えば、主面91aにおいて部品の実装点数が多く、金属シールド壁81を厚く確保することができない場合であっても、主面91bに厚い第1金属部材(例えば、金属シールド壁82又は電極端子82A)を設けることで、グランドを強化し、シールド機能を高めることができる。
 また、例えば、高周波モジュール1は、さらに、モジュール基板91の内部において、主面91aに平行に設けられた、ビア導体85に接続された金属導体を備えてもよい。当該金属導体は、例えば、金属導体87の一部であり、平板状のパターン配線(グランドパターン)である。
 これにより、モジュール基板91の主面91a側(領域R1、R5及びR2)に配置された部品と、主面91b側(領域R6、R3及びR4)に配置された部品との電磁界結合を抑制することができる。
 また、本実施の形態に係る通信装置5は、アンテナ2で送受信される高周波信号を処理するRFIC3と、アンテナ2とRFIC3との間で高周波信号を伝送する高周波モジュール1と、を備える。
 これにより、上述した高周波モジュール1と同様に、部品間でのノイズ干渉の抑制効果を高めることができる。
 (その他)
 以上、本発明に係る高周波モジュール及び通信装置について、上記の実施の形態などに基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
 また、高周波モジュール1に含まれる複数の部品の、領域R1~R6の各々への振り分けは特に限定されない。領域R1~R6には、部品が配置されない領域が含まれてもよい。
 また、高周波モジュール1は、樹脂部材93を備えなくてもよい。つまり、モジュール基板91の主面91bに配置された部品及び金属シールド壁は、樹脂部材に覆われずに露出していてもよい。
 また、例えば、金属シールド壁の幅は、ビア導体の最大幅より長くてもよい。また、電極端子の最大幅は、ビア導体の最大幅より長くてもよい。
 その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
 本発明は、マルチバンド対応のフロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用することができる。
1、1A、1B 高周波モジュール
2 アンテナ
3 RFIC
4 BBIC
5 通信装置
10 電力増幅器
10g、61Tg グランド端子
11 PA制御回路
20 低雑音増幅器
31、32、41、42 整合回路
51、52、53 スイッチ
61、62 デュプレクサ
61R、62R 受信フィルタ
61T、62T 送信フィルタ
70 半導体集積回路
81、82、83、84、89 金属シールド壁
81a、82a、82Aa、83a、84a、84Aa、89a 上端
81b、82b、82Ab、83b、84b、84Ab、89b 下端
82A、84A 電極端子
85、86 ビア導体
87、88 金属導体
91 モジュール基板
91a、91b 主面
92、93 樹脂部材
92a 上面
95 金属シールド層
100 アンテナ接続端子
110 高周波入力端子
111 制御入力端子
120 高周波出力端子
150 外部接続端子
511、512、513、521、522、523、531、532、533 端子
AR、BR 受信経路
AT、BT 送信経路
R1、R2、R3、R4、R5、R6 領域

Claims (16)

  1.  第1主面及び当該第1主面の反対側の第2主面を有するモジュール基板と、
     前記第1主面に配置された第1部品及び第2部品と、
     前記第2主面に配置された第3部品と、
     前記第1主面、並びに、前記第1部品及び前記第2部品の各々の側面を覆う樹脂部材と、
     前記樹脂部材の上面を覆う、グランド電位に設定された金属層と、
     前記第1主面に配置され、グランド電位に設定された第1金属壁と、
     前記第2主面に配置された第1金属部材と、
     前記モジュール基板を貫通する第1ビア導体と、を備え、
     前記第1金属壁は、前記第1主面の平面視において、前記第1部品と前記第2部品との間に配置され、
     前記第1金属壁の上端は、前記金属層に接触し、
     前記第1ビア導体は、前記第1金属壁と前記第1金属部材とを電気的に接続し、かつ、前記平面視において、少なくとも一部が前記第1金属壁及び前記第1金属部材の各々に重なっている、
     高周波モジュール。
  2.  さらに、前記第2主面に配置された第4部品を備え、
     前記第1金属部材は、前記平面視において、前記第3部品と前記第4部品との間に配置されている、
     請求項1に記載の高周波モジュール。
  3.  さらに、前記第2主面に配置され、グランド電位に設定された第2金属壁を備え、
     前記第2金属壁は、前記平面視において、前記第3部品と前記第4部品との間に配置されている、
     請求項2に記載の高周波モジュール。
  4.  前記第1部品は、電力増幅器を含み、
     前記第2部品は、受信フィルタを含み、
     前記第3部品は、第1送信フィルタを含み、
     前記第4部品は、低雑音増幅器を含み、
     前記第1部品は、前記平面視において、前記第1金属壁に対して前記第3部品と同じ側に配置されており、
     前記第2部品は、前記平面視において、前記第1金属壁に対して前記第4部品と同じ側に配置されている、
     請求項2又は3に記載の高周波モジュール。
  5.  さらに、
     前記第1主面に配置された第5部品と、
     前記第2主面に配置された第6部品と、
     前記第1主面に配置され、グランド電位に設定された第3金属壁と、
     前記第2主面に配置された第2金属部材と、
     前記モジュール基板を貫通する第2ビア導体と、を備え、
     前記第3金属壁は、前記平面視において、前記第1部品と前記第5部品との間に配置され、
     前記第3金属壁の上端は、前記金属層に接触し、
     前記第2金属部材は、前記平面視において、前記第6部品と前記第3部品との間に配置され、
     前記第2ビア導体は、前記第3金属壁と前記第2金属部材とを電気的に接続し、かつ、前記平面視において、少なくとも一部が前記第3金属壁及び前記第2金属部材の各々に重なっている、
     請求項4に記載の高周波モジュール。
  6.  前記第5部品は、前記第1送信フィルタとは通過帯域が異なる第2送信フィルタを含み、
     前記第6部品は、前記電力増幅器を制御する制御回路を含み、
     前記第5部品は、前記平面視において、前記第3金属壁に対して前記第2部品と同じ側に配置されており、
     前記第3部品は、前記平面視において、前記第3金属壁に対して前記第4部品と同じ側に配置されている、
     請求項5に記載の高周波モジュール。
  7.  前記第1送信フィルタ及び前記第2送信フィルタの一方の通過帯域は、他方の通過帯域に含まれる周波数の整数倍を含む、
     請求項6に記載の高周波モジュール。
  8.  前記第1金属部材は、金属壁である、
     請求項1~7のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  9.  前記第1金属部材は、電極端子である、
     請求項1~7のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  10.  前記第1金属壁と前記第1ビア導体とが前記平面視において重なる部分の少なくとも一部は、前記平面視において前記第1金属部材に重なっている、
     請求項1~9のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  11.  前記第1部品、前記第2部品及び前記第3部品のいずれか1つは、グランド端子を有し、
     前記高周波モジュールは、さらに、前記グランド端子と前記第1ビア導体とを接続する金属導体を備える、
     請求項1~10のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  12.  前記グランド端子を有する部品は、電力増幅器又はフィルタを含む、
     請求項11に記載の高周波モジュール。
  13.  前記第1部品は、電力増幅器又は第1送信フィルタを含み、
     前記第1部品の一部は、前記金属層に接触している、
     請求項1~12のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  14.  前記第1金属部材の厚さは、前記第1金属壁の厚さより厚い、
     請求項1~13のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  15.  前記高周波モジュールは、さらに、前記モジュール基板の内部において、前記第1主面に平行に設けられた、前記第1ビア導体に接続された金属導体を備える、
     請求項1~14のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  16.  アンテナで送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、
     前記アンテナと前記RF信号処理回路との間で前記高周波信号を伝送する、請求項1~15のいずれか1項に記載の高周波モジュールと、を備える、
     通信装置。
PCT/JP2021/036902 2020-11-16 2021-10-06 高周波モジュール及び通信装置 WO2022102288A1 (ja)

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