JP5505915B1 - 通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】高機能且つ小型化な携帯電話用の通信モジュールを提供する。
【解決手段】通信モジュール１００は、携帯電話通信に係る第１高周波処理部６１０と、ベースバンド処理部及びアプリケーション処理部を有するシステム部６３０と、電源回路部６４０とが実装された回路基板８００と、回路基板８００に実装された電子部品を被覆する封止部材９００と、封止部材９００の表面に形成された導電性のシールド層９０１と、前記システム部６３０及び電源回路部６４０の何れか一方又は双方の実装領域と前記第１高周波処理部６１０の実装領域とを区画するように封止部材９００に形成したシールド壁９０２とを備えた。前記回路基板８００は、他の導体層より厚みが大きく且つグランドとして機能する導体層であるコア層８１０を備えた。コア層８１０に形成された貫通孔８１１には電子部品が配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話で用いられる通信モジュールに関する。

近年、所謂スマートフォンと呼ばれる多機能携帯電話に代表されるように携帯電話の多機能化及び小型化が図られている。このような携帯電話としては、高周波信号の送受信に必要な各種フロントエンド部品を回路基板に集約実装した高周波回路モジュールを、マザーボードに搭載したものが知られている（例えば特許文献１参照）。ここでフロントエンド部品とは、高周波信号を処理する高周波ＩＣとアンテナとの間の経路上に配置される高周波信号処理用の受動部品や能動部品を意味する。特許文献１に記載の高周波回路モジュールでは、回路基板上に電力増幅用ＩＣ、送信フィルタ、受信フィルタ等のフロントエンド部品が搭載されている。また回路基板内には整合回路などを構成するキャパシタなどの受動部品が埋設されている。特許文献１に記載の高周波回路モジュールは、セルラー方式８００ＭＨｚ帯及びＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）方式１．９ＧＨｚ帯の周波数帯域を持った２つの送受信系と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）による測位機能を利用するためＧＰＳの受信バンド１．５ＧＨｚ帯を持った１つの受信系とを備えている。

特開２００５−２７７９３９号公報

特許文献１に記載の高周波回路モジュールではフロントエンド部品のみを集約しているが、近年では更なる高密度化・高機能化を実現すべく、フロントエンド部品だけでなく、高周波ＩＣ、更には電源回路やベースバンド信号の処理回路やメモリなど携帯電話のほぼ全ての機能を１つの回路基板に集約したいという要望がある。しかし、特許文献１に記載の高周波回路モジュールに、ベースバンド処理回路やメモリや電源回路を実装するとともに全体サイズを小型化しようとすると、（ａ）各機能部が接近しているので各機能部間でノイズが混入して特性劣化が生じやすい、（ｂ）各機能部が接近しているので放熱効率が低下する、（ｃ）小型化した場合であっても従前の高周波回路モジュールと比較すれば回路基板サイズが大きいため実装時などで反りが生じやすい、という問題があった。

なお、前記（ａ）の課題について、この種の製品では電源回路として高周波回路用の電源回路とその他の回路用の電源回路とを備えており、特に小型化のため各電源回路はスイッチングレギュレータ方式を採用している。このため、他の回路用の電源回路で生じたスイッチングノイズが高周波回路用の電源回路と電磁結合し、その結果、スイッチングノイズが高周波回路に伝搬して高周波特性の劣化を招く場合がある。または、電源回路で生じたスイッチングノイズが直接高周波回路に電磁結合することにより高周波特性の劣化を招く場合もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高機能且つ小型化な携帯電話用の通信モジュールを提供することにある。

上記目的を達成するために、本願発明に係る通信モジュールは、（ａ）携帯電話通信に係る高周波信号を処理する第１高周波処理部、（ｂ）携帯電話通信に係るベースバンド信号を処理するベースバンド処理部及び携帯電話の各種アプリケーション動作を処理するアプリケーション処理部を有するシステム部、（ｃ）電源回路部が実装された回路基板と、
回路基板の一方の主面の全面に亘って形成され該主面に実装された電子部品を被覆する封止部材と、封止部材の表面に形成された導電性のシールド層と、前記システム部及び電源回路部の何れか一方又は双方の実装領域と前記第１高周波処理部の実装領域とを区画するように封止部材の主面から回路基板の一方の主面側に向かって形成された溝部を充填し且つ前記シールド層と導通した第１シールド壁とを備え、前記電源回路部は第１高周波処理部用の第１電源回路部とシステム部用の第２電源回路部とを含み、第１電源回路部の実装領域と第２電源回路部の実装領域とを区画するように封止部材の主面から回路基板の一方の主面側に向かって形成された溝部を充填し且つ前記シールド層と導通した第２シールド壁とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、携帯電話の構成に必要な主要機能部の多くが１つのモジュールに集約されているので高機能且つ小型化が図られる。ここで本発明では、部品実装面である回路基板の一方の主面に形成された封止部材に、システム部及び電源回路部の何れか一方又は双方の実装領域と第１高周波処理部の実装領域とを区画するように溝部が形成されており、且つ、該溝部には第１シールド壁が充填されている。これによりシステム部及び電源回路部から第１高周波処理部へのノイズの侵入を防止できるので高周波特性に優れたものとなる。また本発明によれば、第２電源回路部で生じたノイズが第１電源回路部を介して第１高周波処理部に伝搬することを第２シールド壁により防止できるので、高周波回路の特性劣化をさらに効果的に防止できる。また本発明では、回路基板の一方の主面に全面に亘って電子部品を被覆する封止材料が形成されているので、該封止部材によっても高い放熱効率が得られるとともに、適切な封止部材を選択することにより回路基板の反りを抑えることができる。以上のように本発明に係る通信モジュールは、携帯電話の構成に必要な主要機能部の多くが集約されているにもかかわらず、高周波回路の特性劣化を防止でき、放熱効率が高く、反りが生じにくいものとなる。

また、本願発明に係る通信モジュールは、（ａ）携帯電話通信に係る高周波信号を処理する第１高周波処理部、（ｂ）携帯電話通信に係るベースバンド信号を処理するベースバンド処理部及び携帯電話の各種アプリケーション動作を処理するアプリケーション処理部を有するシステム部、（ｃ）電源回路部が実装された回路基板と、回路基板の一方の主面の全面に亘って形成され該主面に実装された電子部品を被覆する封止部材と、封止部材の表面に形成された導電性のシールド層と、前記システム部及び電源回路部の何れか一方又は双方の実装領域と前記第１高周波処理部の実装領域とを区画するように封止部材の主面から回路基板の一方の主面側に向かって形成された溝部を充填し且つ前記シールド層と導通した第１シールド壁と、前記回路基板に実装され非携帯電話通信に係る高周波信号を処理する第２高周波処理部と、前記システム部及び電源回路部の何れか一方又は双方の実装領域と前記第２高周波処理部の実装領域とを区画するように封止部材の主面から回路基板の一方の主面側に向かって形成された溝部を充填し且つ前記シールド層と導通した第３シールド壁とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、携帯電話の構成に必要な主要機能部の多くが１つのモジュールに集約されているので高機能且つ小型化が図られる。ここで本発明では、部品実装面である回路基板の一方の主面に形成された封止部材に、システム部及び電源回路部の何れか一方又は双方の実装領域と第１高周波処理部の実装領域とを区画するように溝部が形成されており、且つ、該溝部には第１シールド壁が充填されている。これによりシステム部及び電源回路部から第１高周波処理部へのノイズの侵入を防止できるので高周波特性に優れたものとなる。また本発明によれば、システム部及び電源回路部から第２高周波処理部へのノイズの侵入を第３シールド壁により防止できるので高周波特性に優れたものとなる。また本発明では、回路基板の一方の主面に全面に亘って電子部品を被覆する封止材料が形成されているので、該封止部材によっても高い放熱効率が得られるとともに、適切な封止部材を選択することにより回路基板の反りを抑えることができる。以上のように本発明に係る通信モジュールは、携帯電話の構成に必要な主要機能部の多くが集約されているにもかかわらず、高周波回路の特性劣化を防止でき、放熱効率が高く、反りが生じにくいものとなる。

また本発明の好適な態様の一例としては、前記第１高周波処理部の実装領域と第２高周波処理部の実装領域との間にシステム部の実装領域が配置されていることを特徴とするものが挙げられる。

一般的に携帯電話通信で用いられるアンテナと、例えば衛星測位システムなど非携帯電話通信で用いられるアンテナとは、両者間の干渉を防止するために携帯電話の筐体内においてできるだけ距離をおいて実装される。本発明では、携帯電話通信に係る第１高周波処理部の実装領域と非携帯電話通信に係る第２高周波処理部の実装領域との間にシステム部の実装領域が介在するので、必然的に、第１高周波処理部の実装領域と第２高周波処理部の実装領域との距離が大きくなる。これにより、前述したようなアンテナ実装を容易に実現できるのとともに、各アンテナと高周波回路部との配線長を短くできるので高周波特性にも優れたものとなる。

また本発明の好適な態様の一例としては、前記回路基板は、導体層と絶縁体層とを積層してなるとともに、他の導体層より厚みが大きく且つグランドとして機能する導体層であるコア層を備え、前記第１高周波処理部・システム部・電源回路部のうちの少なくとも何れか１つを構成する１つ以上の電子部品は前記回路基板のコア層に形成された貫通孔又は凹部内に配置されていることを特徴とするものが挙げられる。

本発明によれば、回路基板がグランドとして機能するコア層を備えており、該コア層に形成された貫通孔又は凹部に電子部品が配置されているので、高密度化が図られるとともに埋設された電子部品は高いシールド性を有するものとなる。また本発明では、回路基板がコア層を備えているので各機能部で発生した熱がコア層に伝導し、さらに該コア層において面方向に拡散する。これにより高い放熱効率が得られる。さらに本発明では、回路基板がコア層を備えているので回路基板は反りが生じにくく、さらに適切な封止部材を選択することにより回路基板の反りを抑えることができる。

以上説明したように本発明に係る通信モジュールは、携帯電話の構成に必要な主要機能部の多くが集約されているにもかかわらず、高周波回路の特性劣化を防止でき、放熱効率が高く、反りが生じにくいものとなる。

通信モジュールの概略回路図 通信モジュールの各機能ブロックの配置を説明する平面図 封止部材を取り除いた状態において通信モジュールを部品搭載面側からみた平面図 通信モジュールの断面図 変形例に係る通信モジュールの断面図

本発明の一実施の形態に係る通信モジュールについて図面を参照して説明する。図１は通信モジュールの概略ブロック図である。なお本実施の形態では、説明の簡単のため、主として本発明の要旨に係る構成について説明する。

本実施の形態に係る通信モジュール１００は、いわゆるスマートフォンと呼ばれる多機能携帯電話の主要機能を１つのモジュールとして集約したものである。具体的には、通信モジュール１００は、広域の無線通信網である携帯電話網の通信通話機能、近距離の無線通信であるＷｉＦｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の機能、衛星測位システムの１つであるＧＰＳ機能等を備えている。なお本実施の形態に係る本通信モジュール１００は、説明の簡単のため、２つの周波数帯域のＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）及びＬＴＥ（Long Term Evolution）並びに２つの周波数帯域のＧＳＭ（Global System for Mobile communications）に対応するものとする。

図１に示すように、通信モジュール１００は、携帯電話網用の送受信回路を備えている。具体的には、通信モジュール１００は、フロントエンド部品として、高周波スイッチ１０１と、第１及び第２デュプレクサ１１０，１２０と、高周波電力増幅器１３１，１３２と、第１バンドパスフィルタ１４０を備えている。また通信モジュール１００は、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）１９０を備えている。該ＲＦＩＣ１９０は、後述するように、携帯電話通信に係る高周波信号の処理だけでなく、ＧＰＳ受信信号の処理も行う。ＲＦＩＣ１９０は、携帯電話通信に係る高周波信号の受信回路及び送信回路を備えるとともに高周波信号の変復調処理などを行う。

また通信モジュール１００は、ＧＰＳ用のフロントエンド部品として、ダイプレクサ３１０、第２バンドパスフィルタ３２０、低雑音増幅器３３０、第３バンドパスフィルタ３４０を備えている。さらにＷｉＦｉ用のフロントエンド部品として、第４バンドパスフィルタ３５０を備えている。なお、図１からも明らかなように、前記ダイプレクサ３１０はＷｉＦｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ用のフロントエンド部品でもある。また、通信モジュール１００は、ＷｉＦｉ通信用のＲＦＩＣ３９０を備えている。

また通信モジュール１００は、各通信に係るデジタル信号の処理機能（所謂ベースバンド機能）や、その他各種携帯電話のアプリケーション機能（例えばカメラの制御や撮像データの処理など）を担う中央演算装置であるベースバンドＩＣ４００と、メモリ４１０とを備えている。

なお通信モジュール１００は、上述の回路部品の他、後述する電源回路、デジタル処理の基準となるクロック回路等を備えているが、図１では説明を省略する。また、通信モジュール１００は、他の高周波信号処理の主要部品としてダイバーシティ受信回路や２系統同時通信用の送受信回路を構成するためのフロントエンド部品やＲＦＩＣを備えていてもよい。

高周波スイッチ１０１は、２つの内蔵スイッチ１０２及び１０３と、２つの高周波電力増幅器１０５及び１０６を１つのパッケージに集約したものである。内蔵スイッチ１０２は、第１又は第２デュプレクサ１１０，１２０、第１バンドパスフィルタ１４０、高周波電力増幅器１０５，１０６と１つの外部アンテナ１１との接続を切り替える。内蔵スイッチ１０３は、２つの高周波電力増幅器１０５，１０６とＲＦＩＣ１９０との接続を切り替える。高周波電力増幅器１０５は、ＧＳＭの周波数区分のうち１ＧＨｚ以上の送信信号を増幅する。高周波電力増幅器１０６は、ＧＳＭの周波数区分のうち１ＧＨｚ未満の送信信号を増幅する。内蔵スイッチ１０３は、ＲＦＩＣ１９０のＧＳＭ用の送信ポートに接続している。該送信ポートは、ＧＳＭの９００ＭＨｚ帯及び１９００ＭＨｚ帯で共通となっている。

各デュプレクサ１１０，１２０は、それぞれ送信フィルタ１１２，１２２と受信フィルタ１１４，１２４とを備えている。送信フィルタ１１２，１２２及び受信フィルタ１１４，１２４としては、表面弾性波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）フィルタやバルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）フィルタなどの弾性波フィルタなど種々のものを用いることができる。本実施の形態では、各フィルタとしてＳＡＷフィルタを用いた。また本実施の形態では、各デュプレクサ１１０，１２０は、それぞれ送信フィルタ１１２，１２２と受信フィルタ１１４，１２４とを１つのパッケージに収容したものを用いた。

各送信フィルタ１１２，１２２は高周波電力増幅器１３１，１３２を介してＲＦＩＣ１９０のＷ−ＣＤＭＡ及びＬＴＥ用の送信ポートに接続している。各受信フィルタ１１４，１２４はＲＦＩＣ１９０の受信ポートに接続している。なお本実施の形態では、受信フィルタ１１４はＷ−ＣＤＭＡ及びＬＴＥ用の受信ポートに接続しており、受信フィルタ１２４はＷ−ＣＤＭＡ及びＬＴＥ並びにＧＳＭ用の受信ポートに接続している。本実施の形態では、高周波電力増幅器１３１，１３２は、パワーアンプＩＣ１３９として１つのパッケージに集積されている。また、第１バンドパスフィルタ１４０はＲＦＩＣ１９０のＧＳＭ用の受信ポートに接続している。第１バンドパスフィルタ１４０としては、ＳＡＷフィルタやＢＡＷフィルタなどの弾性波フィルタなど種々のものを用いることができる。本実施の形態では、当該フィルタとしてＳＡＷフィルタを用いた。

前述のように本実施の形態に係る通信モジュール１００は、２つのＷ−ＣＤＭＡ及びＬＴＥ並びに２つのＧＳＭに対応しており、デュプレクサ１１０，１２０及びバンドパスフィルタ１４０は各周波数帯域の高周波信号のみが通過するようフィルタリングする。

具体的には、第１デュプレクサ１１０は、２１００ＭＨｚ帯のＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）に対応している。したがって、第１送信フィルタ１１２は１９２０〜１９８０ＭＨｚのバンドパスフィルタであり、第１受信フィルタ１１４は２１１０〜２１７０ＭＨｚのバンドパスフィルタである。一方、第２デュプレクサ１２０は、９００ＭＨｚ帯のＷ−ＣＤＭＡ又はＬＴＥ並びにＧＳＭに対応している。したがって、第２送信フィルタ１２２は８８０〜９１５ＭＨｚのバンドパスフィルタであり、第２受信フィルタ１２４は９２５〜９６０ＭＨｚのバンドパスフィルタである。

また、第１バンドパスフィルタ１４０は、１９００ＭＨｚ帯のＧＳＭにおいて受信信号を濾過するためのフィルタであり、１９３０〜１９９０ＭＨｚ帯のバンドパスフィルタである。

前記ダイプレクサ３１０は、アンテナ２０で送受信する高周波信号を、ＧＰＳ受信信号とＷｉＦｉ通信に係る高周波信号とに分波するための素子であり、ＧＰＳ受信信号のみを通過させるバンドパスフィルタ３１２とＷｉＦｉ通信に係る高周波信号のみを通過させるバンドパスフィルタ３１１とを備えている。本実施の形態では、ダイプレクサ３１０は、各バンドパスフィルタ３１１，３１２を１つのパッケージに収容したものを用いた。なお、ダイプレクサ３１０は、ＧＰＳ受信信号を通過させるとともにＷｉＦｉ通信に係る高周波信号を通過させないローパスフィルタと、ＷｉＦｉ通信に係る高周波信号を通過させるとともにＧＰＳ受信信号を通過させないハイパスフィルタとにより構成するようにしてもよい。

第２バンドパスフィルタ３２０及び第３バンドパスフィルタ３４０は、それぞれＧＰＳ受信信号のみを通過させるフィルタである。各バンドパスフィルタ３２０，３４０としては、ＳＡＷフィルタやＢＡＷフィルタなどの弾性波フィルタなど種々のものを用いることができる。本実施の形態では、各フィルタとしてＳＡＷフィルタを用いた。第３バンドパスフィルタ３４０は、前記ＲＦＩＣ１９０の受信ポートに接続している。本実施の形態において、ＧＰＳ用のフロントエンド部品が前述したような構成となっている理由は、ＧＰＳ受信信号が微弱であること及び後述するようにアンテナ２０と接続するための端子とＲＦＩＣ１９０との距離が大きく離れていることから、低損失の第２バンドバスフィルタ３２０に合わせて低雑音増幅器３３０を導入し、これらをアンテナ２０用の端子に近いところに配置することで受信感度を確保している。ここで第２バンドパスフィルタ３２０は低損失であることを優先しているため十分な帯域外抑圧度を確保することが困難である。そこで本実施の形態では、帯域外抑圧度の高い第３バンドバスフィルタ３４０を追加しているものである。

第４バンドパスフィルタ３５０は、ＷｉＦｉおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈに係る高周波信号のみを通過させるフィルタである。第４バンドパスフィルタ３５０はＲＦＩＣ３９０の入出力ポートに接続している。

本実施の形態に係る通信モジュール１００は、回路基板８００の一方の主面に各種部品を表面実装するとともに、幾つかの部品を回路基板８００に埋設し、回路基板８００の部品実装面を樹脂などの封止部材で封止したものである。回路基板８００の他方の主面には端子電極及びグランド電極が形成されている。通信モジュール１００は、回路基板８００の他方の主面を実装先の親回路基板に対向させ、前記端子電極及びグランド電極を親回路基板に半田付け等の手段で接続して使用される。以下、図２及び図３を参照して通信モジュール１００の構造について説明する。図２は通信モジュールの各機能ブロックの配置を説明する平面図、図３は封止部材を取り除いた状態において通信モジュールを部品搭載面側からみた平面図である。

通信モジュール１００は、図２及び図３に示すように、横長矩形の回路基板８００の左下側に形成され携帯電話用の高周波回路が実装される第１高周波処理部６１０と、回路基板８００の右上部に形成され非携帯電話用の高周波回路が実装される第２高周波処理部６２０と、回路基板８００の中央部から上部及び右部に向かって形成されベースバンド処理機能及びアプリケーション処理機能が実装されるシステム部６３０と、回路基板８００の左上部に形成され各部に電源を供給する電源回路部６４０とに、機能的に区画されている。

第１高周波処理部６１０は、システム部６３０及び電源回路部６４０に隣接している。また、第１高周波処理部６１０には、図３に示すように、前述した高周波スイッチ１０１、デュプレクサ１１０，１２０、パワーアンプＩＣ１３９、第１バンドパスフィルタ１４０、ＲＦＩＣ１９０が実装されている。また、第１高周波処理部６１０には、非携帯電話用の高周波回路部品の１つである第３バンドパスフィルタ３４０が実装されている。ここで、高周波スイッチ１０１、第１デュプレクサ１１０、パワーアンプＩＣ１３９、ＲＦＩＣ１９０は回路基板８００上に表面実装されている。一方、第２デュプレクサ１２０及び第３バンドパスフィルタ３４０は回路基板８００内に埋設されている。また第１高周波処理部６１０における回路基板８００の底面には、アンテナ１１と接続するための端子（図示省略）が形成されている。なお、前述したように、ダイバーシティ受信回路や２系統同時通信用の送受信回路を構成するためのフロントエンド部品やＲＦＩＣを設ける場合には、当該送受信回路を第１高周波処理部６１０に設けてもよい。

第２高周波処理部６２０は、図２に示すように、システム部６３０にのみ隣接している。換言すれば、第２高周波処理部６２０は、第１高周波処理部６１０及び電源回路部６４０には隣接していない。第２高周波処理部６２０には、図３に示すように、前述したダイプレクサ３１０、第４バンドパスフィルタ３２０、低雑音増幅器３３０、第６バンドパスフィルタ３５０、ＲＦＩＣ３９０が表面実装されている。また第２高周波処理部６２０における回路基板８００の底面には、アンテナ２０と接続するための端子（図示省略）が形成されている。

システム部６３０は、図２に示すように、第１高周波処理部６１０、第２高周波処理部６２０、電源回路部６４０と隣接している。ここでシステム部６３０は、第１高周波処理部６１０と第２高周波処理部６２０との間に介在している点に留意されたい。またシステム部６３０には、図３に示すように、前述したベースバンドＩＣ４００とメモリ４１０が表面実装されている。ここでベースバンドＩＣ４００は、ベースバンド機能とアプリケーション機能が集積されている点に留意されたい。

電源回路部６４０は、図２に示すように、システム部６３０及び第２高周波処理部６２０への電源供給を行う第１電源回路部６４１と、第１高周波処理部６１０への電源供給を行う第２電源回路部６４２とに、機能的に区画されている。第１電源回路部６４１は、システム部６３０及び第２電源回路部６４２に隣接しており、第１高周波処理部６１０及び第２高周波処理部６２０とは隣接していない。一方、第２電源回路部６４２は、システム部６３０、第１電源回路部６４１及び第１高周波処理部６１０と隣接しており、第２高周波処理部６２０とは隣接していない。第１電源回路部６４１には、図３に示すように、従来周知の主電源用の電源管理ＩＣ５１０、システムクロック発振子５１１、スイッチング処理用のインダクタ（図示省略）などの各種電子部品が実装されている。また、第２電源回路部６４２には、従来周知のＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ５２０及びＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ５２０のスイッチング処理用のインダクタ（図示省略）などの各種電子部品が実装されている。

本実施の形態に係る通信モジュール１００は、図２で示したように、機能的に各部が区画されているが、さらに電気的及び物理的にも区画されている。本実施の形態では、第１高周波処理部６１０が形成された第１領域７１０、第２高周波処理部６２０が形成された第２領域７２０、電源回路部６４０の第１電源回路部６４１及びシステム部６３０が形成された第３領域７３０、電源回路部６４０の第２電源回路部６４２が形成された第４領域７４０に区画されている。各領域７１０〜７４０は、後述するように、回路基板８００上に表面実装された各種部品を樹脂などの封止部材で封止したのちに、各領域が区画形成されるように回路基板８００の表面まで封止部材に溝を形成し、封止部材表面全体を導電性材料で被覆してシールド層を形成するとともに前記溝にも導電性材料を充填してシールド壁９０２を形成することにより区画されている。なおシールド壁９０２の形成位置に対応する回路基板８００の表面には基準電位（グランド電位）に設定されたグランド電極を形成しておき、前記シールド壁９０２と導通接続させる。

次に図４を参照して回路基板の構造について説明する。図４は通信モジュールの断面図である。回路基板８００は、絶縁体層と導体層とを積層してなる多層基板である。回路基板８００は、図４に示すように、導電性が良好で且つ比較的厚い金属製の導体層であるコア層８１０と、該コア層８１０の一方の主面（上面）に形成された複数の絶縁体層８２１及び導体層８２２と、コア層８１０の他方の主面（下面）に形成された複数の絶縁体層８３１及び導体層８３２とを備えている。絶縁体層８２１，８３１及び導体層８２２，８３２はコア層８１０の両主面にビルドアップ工法にて形成されたものである。ここでコア層８１０と回路基板８００の一方の主面（上面）との間に位置する導体層８２２のうち２つの層、及び、コア層８１０と回路基板８００の他方の主面（下面）との間に位置する導体層８３２のうち１つの層は、基準電位（グランド）が与えられるグランド導体層８２５，８２６，８３５になっている。グランド導体層８２５，８３５は、コア層８１０に最も近い導体層８２２，８３２であり、それぞれビア導体８４１を介してコア層８１０に接続している。したがってコア層８１０もグランド導体として機能する。また、２つのグランド導体層８２５，８２６の間には導体層８２２が介在しており、該導体層８２２に形成された配線をストリップラインとして機能させることができる。回路基板８００の一方の主面（上面）には部品実装用の導電性のランド８０１や配線８０２が形成されている。また、回路基板８００の他方の主面（下面）には、マザーボードに接続するための端子電極８０５及びグランド電極８０６が形成されている。ランド８０１には、ＲＦＩＣ１９０やベースバンドＩＣ４００などの表面実装部品６９１が半田付けされている。

コア層８１０には部品収容用の貫通孔８１１が形成されている。該貫通孔８１１には、ＳＡＷフィルタ、キャパシタ、インダクタなどの受動部品又はパワーアンプＩＣなどの能動部品などの内蔵電子部品８９２が配置される。本実施の形態では、第２デュプレクサ１２０、第３バンドパスフィルタ３４０が貫通孔８１１内に配置される。したがって、コア層８１０は、内蔵電子部品８９２の高さよりも厚みが大きいことが好ましい。本実施の形態では、金属板、より詳しくは銅製又は銅合金製の金属板によりコア層８１０を形成している。貫通孔８１１内であって収容部品との隙間には樹脂などの絶縁体が充填されている。

回路基板８００の上面すなわち部品実装面には、表面実装部品８９１を封止する封止部材９００が形成されている。該封止部材９００の材料としては、シリカやアルミナが添加されたエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂が挙げられる。封止部材９００の表面には導電性のシールド層９０１が形成されている。また封止部材９００には、前述した各領域７１０〜７４０を区画するためのシールド壁９０２がシールド層９０１と一体となって形成されている。該シールド壁９０２の下端は回路基板８００上面のグランド電極と接続している。

以上詳述したように、本実施の形態に係る通信モジュール１００によれば、携帯電話の構成に必要な主要機能部の多くが１つの通信モジュールに集約されているので高機能且つ小型化が図られる。ここで本実施の形態では、部品実装面である回路基板８００の一方の主面に形成された封止部材９００に、第１高周波処理部６１０とシステム部６３０及び電源回路部６４０とを区画するようにシールド壁９０２が形成されている。これによりシステム部６３０及び電源回路部６４０から第１高周波処理部６１０へのノイズの侵入を防止できるので高周波特性に優れたものとなる。また同様に、本実施の形態では、第２高周波処理部６２０とシステム部６３０とを区画するようにシールド壁９０２が形成されているので、更に高周波特性に優れたものとなる。さらに同様に、本実施の形態では、第１電源回路部６４１と第２電源回路部６４２とを区画するようにシールド壁９０２が形成されているので、更に高周波特性に優れたものとなる。

また本実施の形態では、回路基板８００がグランドとして機能するコア層８１０を備えており、該コア層８１０に形成された貫通孔８１１に電子部品が配置されているので、高密度化が図られるとともに埋設された電子部品は高いシールド性を有するものとなる。また本実施の形態では、回路基板８１０がコア層８１０を備えているので各機能部で発生した熱がコア層８１０に伝導し、さらに該コア層８１０において面方向に拡散する。これにより高い放熱効率が得られる。また本実施の形態では、回路基板８００の一方の主面に全面に亘って電子部品を被覆する封止材料９００が形成されているので、該封止部材９００によっても高い放熱効率が得られる。

さらに本実施の形態では、回路基板８００がコア層８１０を備えているので回路基板８００は反りが生じにくく、さらに適切な封止部材９００を選択することにより回路基板の反りを抑えることができる。

以上のように本実施の形態に係る通信モジュール８００は、携帯電話の構成に必要な主要機能部の多くが集約されているにもかかわらず、高周波回路の特性劣化を防止でき、放熱効率が高く、反りが生じにくいものとなる。

以上本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記実施の形態では、コア層８１０の材質として銅又は銅合金を例示したが、他の金属又は合金や樹脂など材質は不問である。また上記実施の形態では、回路基板８００の上面には表面実装部品８９１を封止部材９００により封止していたが、回路基板８００の上面の全面又は一部を覆うように導電性のケースを装着するようにしてもよい。この場合、前記シールド壁９０２と対応するようにケース内にも導電性の仕切り壁を設けることが好ましい。

また上記実施の形態では、電気的及び物理的に領域を区画するために、封止部材９００の表面のシールド層９０１から回路基板８００上のグランド電極まで延びるシールド壁９０２を設けていたが、図５に示すように、封止部材９００の表面のシールド層９０１から封止部材９００の厚み方向の略中間部まで延びたシールド壁９０３としてもよい。該シールド壁９０３は電気的及び物理的なシールド特性はシールド壁９０２よりもやや劣るものの、該シールド壁９０３の下方に表面実装部品６９１を配置することができる。したがって、上記実施の形態に係る通信モジュール１００に対してシールド壁９０２や部品配置等を変更することなく、さらにシールド壁９０３を適宜追加することにより実装密度を維持しつつ電気的特性を向上させることができる。例えば上記実施の形態では電源回路部６４０の第１電源回路部６４１とシステム部６３０はシールド壁９０２により区画された同一の領域７３０内に実装されているが、電源回路部６４０の第１電源回路部６４１とシステム部６３０とを区画するようにシールド壁９０３を形成することが考えられる。

また上記実施の形態の回路は一例に過ぎず、他の回路構成であっても本発明を実施することができる。また、どの部品を埋設するかは、実装密度・シールド性・放熱性などを考慮して適宜選択すればよい。

また上記実施の形態における各機能部の配置は一例に過ぎず、他の配置構成であっても本発明を実施できる。例えば、上記実施の形態では、第１高周波処理部６１０と第２高周波処理部６２０の間にシステム部６３０を配置していたが、第１高周波処理部６１０と第２高周波処理部６２０は隣接するようにしてもよい。この場合、必要に応じて、各処理部６１０及び６２０を電気的・物理的に区画するようにシールド壁９０２を形成してもよい。

また上記実施の形態では、第１及び第２デュプレクサ１１０，１２０はそれぞれ送信フィルタ１１２，１２２及び受信フィルタ１１４，１２４を１つのパッケージに収容したものを用いたが、それぞれ個別のフィルタを用いてもよい。

また上記実施の形態では、コア層８１０に貫通孔８１１を形成し、該貫通孔８１１に第２デュプレクサ１２０などの電子部品を配置するようにしたが、貫通孔８１１ではなく凹部をコア層８１０に形成し、該凹部に各電子部品を配置するようにしてもよい。

また上記実施の形態では、各通信に係るデジタル信号の処理機能であるベースバンド機能と、その他各種携帯電話のアプリケーション機能とを１つのベースバンドＩＣ４００に集積していたが、各機能を個別のＩＣで実装するようにしてもよい。

また、上記実施の形態で説明した周波数帯域は一例に過ぎず、他の周波数帯域であっても本発明を実施できる。また、上記実施の形態で説明したＧＰＳは衛星測位システムの一例に過ぎず、例えばロシアのＧＬＯＮＡＳＳや中国のＣｏｍｐａｓｓなど他の衛星測位システムであっても本発明を実施できる。また、上記実施の形態では、分波器（アンテナ共用器）の例としてデュプレクサを挙げたが、トリプレクサなど３つ以上の通過周波数帯域を有する分波器であっても本発明を実施できる。

１１，２０…アンテナ、１１０，１２０…デュプレクサ、１１２，１２２…送信フィルタ、１１４，１２４…受信フィルタ、１３１，１３２…高周波電力増幅器、１３９…パワーアンプＩＣ、１４０，３２０，３４０，３５０…バンドパスフィルタ、１９０，３９０…ＲＦＩＣ、３３０…低雑音増幅器、３１０…ダイプレクサ、４００…ベースバンドＩＣ、６１０…第１高周波処理部、６２０…第２高周波処理部、６３０…システム部、６４０…電源回路部、８００…回路基板、８１０…コア層、８１１…貫通孔

Claims (5)

1. （ａ）携帯電話通信に係る高周波信号を処理する第１高周波処理部、（ｂ）携帯電話通信に係るベースバンド信号を処理するベースバンド処理部及び携帯電話の各種アプリケーション動作を処理するアプリケーション処理部を有するシステム部、（ｃ）電源回路部が実装された回路基板と、
   回路基板の一方の主面の全面に亘って形成され該主面に実装された電子部品を被覆する封止部材と、
   封止部材の表面に形成された導電性のシールド層と、
   前記システム部及び電源回路部の何れか一方又は双方の実装領域と前記第１高周波処理部の実装領域とを区画するように封止部材の主面から回路基板の一方の主面側に向かって形成された溝部を充填し且つ前記シールド層と導通した第１シールド壁とを備え、
   前記電源回路部は第１高周波処理部用の第１電源回路部とシステム部用の第２電源回路部とを含み、
   第１電源回路部の実装領域と第２電源回路部の実装領域とを区画するように封止部材の主面から回路基板の一方の主面側に向かって形成された溝部を充填し且つ前記シールド層と導通した第２シールド壁とを備えた
   ことを特徴とする通信モジュール。
2. ベースバンド処理部の主要処理部とアプリケーション処理部の主要処理部は１つのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）に集積されている
   ことを特徴とする請求項１記載の通信モジュール。
3. （ａ）携帯電話通信に係る高周波信号を処理する第１高周波処理部、（ｂ）携帯電話通信に係るベースバンド信号を処理するベースバンド処理部及び携帯電話の各種アプリケーション動作を処理するアプリケーション処理部を有するシステム部、（ｃ）電源回路部が実装された回路基板と、
   回路基板の一方の主面の全面に亘って形成され該主面に実装された電子部品を被覆する封止部材と、
   封止部材の表面に形成された導電性のシールド層と、
   前記システム部及び電源回路部の何れか一方又は双方の実装領域と前記第１高周波処理部の実装領域とを区画するように封止部材の主面から回路基板の一方の主面側に向かって形成された溝部を充填し且つ前記シールド層と導通した第１シールド壁と、
   前記回路基板に実装され非携帯電話通信に係る高周波信号を処理する第２高周波処理部と、
   前記システム部及び電源回路部の何れか一方又は双方の実装領域と前記第２高周波処理部の実装領域とを区画するように封止部材の主面から回路基板の一方の主面側に向かって形成された溝部を充填し且つ前記シールド層と導通した第３シールド壁とを備えた
   ことを特徴とする通信モジュール。
4. 前記第１高周波処理部の実装領域と第２高周波処理部の実装領域との間にシステム部の実装領域が配置されている
   ことを特徴とする請求項３記載の通信モジュール。
5. 前記回路基板は、導体層と絶縁体層とを積層してなるとともに、他の導体層より厚みが大きく且つグランドとして機能する導体層であるコア層を備え、
   前記第１高周波処理部・システム部・電源回路部のうちの少なくとも何れか１つを構成する１つ以上の電子部品は前記回路基板のコア層に形成された貫通孔又は凹部内に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項記載の通信モジュール。

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