高頻電路模塊的製作方法

2023-08-12 23:02:01

高頻電路模塊的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種安裝密度高的高頻電路模塊。高頻電路模塊(100)在電路基板(200)的上表面具有：進行高頻信號的發送處理及接收處理的RFIC(160)；放大來自RFIC的發送信號的功率放大器IC(155)；和將從功率放大器IC(155)向天線輸出的發送信號與從天線向RFIC(160)輸入的接收信號分離的雙工器(110)，雙工器(110)配置在RFIC(160)與功率放大器IC(155)之間。
【專利說明】高頻電路模塊
【技術領域】
[0001]本發明涉及在電路基板上安裝有高頻1C、功率放大器1C、雙工器(duplexer)的高頻電路模塊，尤其涉及各部件的配置構造。
【背景技術】
[0002]近年來，以所謂的稱作智慧型手機的多功能行動電話為代表，實現了行動電話的多功能化及小型化。在這樣的行動電話中，高頻電路模塊搭載在母板(mother board)上,其中，高頻電路模塊在電路基板上安裝有收發高頻信號所需要的各種部件(例如參照專利文獻I)。專利文獻I所記載的高頻電路模塊在電路基板上搭載有:進行高頻信號的發送處理及接收處理的高頻1C、將發送信號功率放大的功率放大器1C、發送濾波器、接收濾波器、高頻開關等。功率放大器IC的輸出信號按順序經由發送用匹配(matching)電路、發送濾波器、高頻開關而從天線發送。另一方面，來自天線的接收信號按順序經由高頻開關、接收濾波器、接收用匹配電路而輸入到高頻1C。在此，從高頻IC至高頻開關為止發送信號所通過的信號線和從高頻開關至高頻IC為止接收信號所通過的信號線以相互不交叉且不接近的方式形成在電路基板上。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2005-198051號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2006-340257號公報

【發明內容】

[0007]但是，在現有技術中，應對於近年來的更小型化、更高密度化的要求而存在極限。在專利文獻I所記載的結構中，由於功率放大器IC緊鄰高頻IC配置，所以伴隨著小型化、高密度化而導致接收信號用的信號線通過功率放大器IC附近。由此，存在功率放大器IC所產生的噪聲或洩漏信號混入高頻IC的接收電路的問題。在專利文獻2所記載的結構中，當確認作為第I通信方式的W-CDMA的信息塊時，雖然與功率放大器IC相當的W-PA-1C121遠離高頻IC310，但由於雙工器100遠離高頻IC310，所以存在如下問題:在通過了雙工器100的接收信號中，功率放大器IC所產生的噪聲或洩漏信號等混入高頻IC的接收電路。
[0008]本發明是鑑於上述情況而研發的，其目的在於提供一種安裝密度高的高頻電路模塊。
[0009]為了實現上述目的，本申請發明的高頻電路模塊的特徵在於，具有:具有交替層疊的絕緣體層和導體層的電路基板；進行高頻信號的發送處理及接收處理的高頻IC;放大來自高頻IC的發送信號的功率放大器IC ;和將從功率放大器IC向天線輸出的發送信號與從天線向高頻IC輸入的接收信號分離的雙工器，高頻IC和功率放大器IC安裝在電路基板的上表面，並且，雙工器配置在高頻IC與功率放大器IC之間。
[0010]根據本發明，用於從雙工器向高頻IC輸入接收信號的信號線不位於功率放大器1C附近。另外，能夠縮短用於從雙工器向高頻IC輸入接收信號的信號線的長度。由此，容易防止噪聲向高頻1C的接收電路的混入並容易實現小型化、高密度化。此外，從高頻1C輸出的發送信號通過雙工器附近而輸入到功率放大器1C。但是，由於該發送信號為功率放大前的信號，所以對雙工器和其他電路等的影響極小。另一方面，由於功率放大器1C和雙工器接近，所以能夠縮短對功率放大後的發送信號進行傳輸的信號線的長度。也就是說，將通過功率放大器1C而放大的信號傳輸到雙工器的信號線能夠比對從高頻1C輸出的放大前的信號進行傳輸的信號線短。由此，能夠減小功率損失和輻射噪聲。此外，雙工器可以安裝在電路基板上也可以埋設在電路基板內。
[0011]作為本發明的優選方式的一例，能夠列舉將功率放大器1C安裝在電路基板的周緣部的例子。由此，能夠將高頻1C配置在比電路基板的周緣部靠內側的位置。近年來，由於高頻1C多功能化、多頻帶化而端子數量增多。因此，從電路圖案的設計便利性以及儘可能縮短布線長度的要求出發，期望將高頻1C配置在比電路基板的周緣部靠內側的位置。從該觀點出發，本發明具有實用性。
[0012]此外，高頻電路模塊通常呈如下形態:在電路基板的下表面周緣部設有多個端子電極，並且在端子電極的內側區域設有接地電極。因此，如上所述，在將功率放大器1C安裝於電路基板的周緣部的情況下，作為電路基板，從散熱的觀點出發，優選使用如下電路基板:包含與其他導體層相比厚度大且發揮接地功能的作為導體層的芯層，並且具有連接功率放大器1C的下表面和芯層的散熱用的第1過孔導體、以及連接形成在電路基板的下表面的接地電極和芯層的散熱用的第2過孔導體。
[0013]發明效果
[0014]如上所述，根據本發明，用於從雙工器向高頻1C輸入接收信號的信號線不位於功率放大器1C附近。另外，能夠縮短用於從雙工器向高頻1C輸入接收信號的信號線的長度。由此，容易防止噪聲向聞頻1C的接收電路的混入並容易實現小型化、聞密度化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是高頻電路模塊的概略電路圖。
[0016]圖2是高頻電路模塊的俯視圖。
[0017]圖3是高頻電路模塊的仰視圖。
[0018]圖4是高頻電路模塊的剖視圖。
[0019]圖5是其他例子的高頻電路模塊的俯視圖。
[0020]附圖標記說明
[0021]10...天線，100...高頻電路模塊，101...高頻開關，110、120...雙工器，112、
122...發送濾波器，114、124...接收濾波器、155...功率放大器1C、160...RFIC，200...電路基板，201...接合區，205...端子電極，206...接地電極，210...芯層，211...貫穿孔，
225.226.235...接地導體層，243、244...過孔導體
【具體實施方式】
[0022]參照【專利附圖】

【附圖說明】本發明的第1實施方式的高頻電路模塊。圖1示出高頻電路模塊的概略電路圖。此外，在本實施方式中，為了簡化說明，僅主要說明與本發明的要旨相關的結構。
[0023]本實施方式的高頻電路模塊100使用於與兩個頻帶對應的行動電話。如圖1所示，高頻電路模塊100具有:高頻開關101、第I?第2雙工器110、120、發送用的高頻功率放大器 151、152、和 RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit:射頻集成電路)160。此夕卜，在實際的電路結構中，按頻帶具有匹配電路和發送信號用的帶通濾波器等，但為了簡化說明，在本實施方式中將其省略。
[0024]高頻開關101用於切換第I?第2雙工器110、120與一個外部天線10的連接。
[0025]各雙工器110、120分別具有發送濾波器112、122和接收濾波器114、124。作為發送濾波器112、122及接收濾波器114、124，能夠使用表面彈性波(SAW =Surface AcousticWave)濾波器和體彈性波(BAW:Bulk Acoustic Wave)濾波器等各種濾波器。在本實施方式中，使用SAW濾波器。發送濾波器112、122經由高頻功率放大器151、152與RFIC160的發送埠連接。接收濾波器114、124與RFIC160的接收埠連接。高頻功率放大器151和152封裝在一個功率放大器IC155中。RFIC160進行高頻信號的調製解調處理和多路復用處理等發送處理及接收處理。
[0026]接下來，參照圖2至圖4說明高頻電路模塊100的構造。圖2是高頻電路模塊的俯視圖，圖3是高頻電路模塊的仰視圖，圖4是圖2中的A線箭頭方向剖視圖。
[0027]如圖2所示，高頻電路模塊100在電路基板200的上表面安裝有RFIC160、第I雙工器110、功率放大器IC155、和高頻開關101。第I雙工器110的第I發送濾波器112和第I接收濾波器114收納在表面安裝用的一個封裝中。另一方面，第2雙工器120埋設在電路基板200內。在此，第2雙工器120的構成要素(發送濾波器、接收濾波器等)分別呈單獨埋設在電路基板200內的形態。S卩，第2雙工器120與第I雙工器110不同，不為收納於封裝的形態。
[0028]電路基板200為將絕緣體層和導體層交替層疊而成的多層基板。如圖4所示，電路基板200具有:導電性良好且比較厚的金屬制的作為導體層的芯層210 ;在該芯層210的一個主面(上表面)上形成的多個絕緣體層221及導體層222 ;和在芯層210的另一主面(下表面)上形成的多個絕緣體層231及導體層232。絕緣體層221、231及導體層222、232通過積層法而形成在芯層210的兩個主面上。在此，位於芯層210與電路基板200的一個主面(上表面)之間的導體層222中的兩層、以及位於芯層210與電路基板200的另一主面(下表面)之間的導體層232中的一層，為被賦予基準電位(接地)的接地導體層225、226、235。接地導體層225、235為最接近芯層210的導體層222、232，分別經由過孔導體241與芯層210連接。因此，芯層210也作為接地導體而發揮功能。另外，在兩個接地導體層225、226之間夾設有導體層222，能夠使形成在該導體層222上的布線作為帶狀線(stripline)而發揮功能。在電路基板200的一個主面(上表面)上形成有安裝部件用的導電性的接合區201和布線202。另外，在電路基板200的另一主面(下表面)的周緣部形成有多個端子電極205。另外，在電路基板200的主面(下表面)且在比上述端子電極205的形成區域靠內側的區域，形成有面積比上述端子電極205大的多個接地電極206。在接合區201上錫焊有RFIC160、第I雙工器110、功率放大器IC155。
[0029]在芯層210上形成有收納部件用的貫穿孔211。在該貫穿孔211中配置有構成第2雙工器120的第2發送濾波器122及第2接收濾波器124。因此，芯層210優選厚度大於所內置的部件的高度。在本實施方式中，通過金屬板、更具體而言通過銅製或銅合金制的金屬板來形成芯層210。在貫穿孔211內且在貫穿孔211與收納部件的間隙中，與絕緣體層221或231 —體地充填有樹脂等絕緣體。在第2發送濾波器122及第2接收濾波器124的上表面形成有端子電極122a、124a。端子電極122a、124a經由過孔導體242與導體層222連接。
[0030]本發明的高頻電路模塊100的特徵在於，如圖2所示，第I雙工器110及第2雙工器120配置在RFIC160與功率放大器IC155之間。由此，能夠縮短對從第I雙工器110及第2雙工器120向RFIC160輸入的接收信號進行傳輸的信號線170的長度，並且能夠將噪聲向該信號線170的混入抑制得極小。在圖2的例子中，從第I雙工器110輸出的接收信號經由形成在電路基板200的上表面上的信號線170而輸入到RFIC160。另一方面，從RFIC160輸出的發送信號經由電路基板200的內層、更具體而言經由形成在夾設於兩個接地導體層225,226之間的導體層222上的信號線180而輸入到功率放大器IC155。從功率放大器IC輸出的放大後的發送信號經由形成在電路基板200的上表面上的信號線185而輸入到第I雙工器110。在此，要注意以下方面:對通過功率放大器IC而放大的信號進行傳輸的信號線185比對從RFIC160輸出的放大前的信號進行傳輸的信號線180短。此外，為了簡化說明，在圖2中省略了相對於第2雙工器120進行輸入輸出的信號線。
[0031]另外，本發明的高頻電路模塊100的其他特徵在於，如圖2及圖3所示，功率放大器IC155安裝在電路基板200的周緣部。如圖3所示，功率放大器IC155安裝在功率放大器IC155沿電路基板200的厚度方向投影而成的投影區域與上述端子電極205的形成區域重合的位置。另外，如圖4所示，功率放大器IC155的接地端子155a安裝在電路基板200的接合區201上，該接合區201經由多個散熱用的過孔導體243與芯層210連接。另外，芯層210經由多個散熱用的過孔導體244與下表面的接地電極206連接。通過這樣的構造，功率放大器IC155所產生的熱通過過孔導體243向電路基板200的厚度方向傳導，並沿芯層210向左右方向傳導。芯層210的熱通過過孔導體244向接地電極206傳導，從而向安裝部位的母電路基板散熱。
[0032]根據這樣的高頻電路模塊100，由於雙工器110、120配置在1^1(:160與功率放大器IC155之間，所以用於從雙工器110、120向RFIC160輸入接收信號的信號線不位於功率放大器IC155附近。另外，能夠縮短用於從雙工器110、120向RFIC160輸入接收信號的信號線的長度。由此，容易防止噪聲向RFIC160的接收電路的混入並容易實現小型化、高密度化。此外，從RFIC160輸出的發送信號通過雙工器110、120附近而輸入到功率放大器1(:155。但是，由於該發送信號為功率放大前的信號，所以對雙工器110、120和其他電路等的影響極小。另一方面，由於功率放大器IC155和雙工器110、120相鄰，所以能夠縮短對功率放大後的發送信號進行傳輸的信號線的長度。由此，能夠減小功率損失和輻射噪聲。
[0033]另外，在本實施方式的高頻電路模塊100中，即使將功率放大器IC155配置在電路基板200的周緣部，也能夠將該功率放大器IC所產生的熱經由散熱用的過孔導體243、244及芯層210向母電路基板散熱。因此，能夠將RFIC160配置在比電路基板的周緣部靠內側的位置。由此，尤其容易進行RFIC160附近的部件配置和電路圖案的設計，而且能夠縮短布線長度，因此在高頻特性方面也很優異。
[0034]以上說明了本發明的一個實施方式，但本發明不限定於此。例如，在上述實施方式中，從RFIC160輸出的發送信號經由形成在電路基板200的內層中的信號線180而輸入到功率放大器IC155，但如圖5所示，也可以經由形成在電路基板200上的信號線181而輸入到功率放大器IC155。
[0035]另外，在上述實施方式中，作為芯層210的材質例示了銅或銅合金，但也可以是其他金屬或合金、樹脂等材質。另外，芯層210有無導電性均可。而且，在上述實施方式中，作為電路基板200例示了具有比較厚的芯層210的電路基板，但也可以是不具有芯層210的多層電路基板。另外，在上述實施方式中，各種部件在安裝狀態下在電路基板200的上表面露出，但也可以以覆蓋電路基板200的上表面的整面或一部分的方式安裝殼體或通過樹脂等進行封固。
【權利要求】
1.一種聞頻電路|旲塊，其特徵在於，具有:絕緣體層和導體層層疊而成的電路基板；進行高頻信號的發送處理及接收處理的高頻1C ；放大來自高頻1C的發送信號的功率放大器1C ;和將從功率放大器1C向天線輸出的發送信號與從天線向高頻1C輸入的接收信號分離的雙工器，高頻1C和功率放大器1C安裝在電路基板的上表面，將通過功率放大器1C放大的發送信號傳輸到雙工器的信號線的布線長度，短於將從高頻1C輸出的放大前的發送信號傳輸到功率放大器1C的信號線的布線長度。
2.如權利要求1所述的高頻電路模塊，其特徵在於，雙工器安裝在電路基板上。
3.如權利要求1所述的高頻電路模塊，其特徵在於，雙工器埋設在電路基板內。
4.如權利要求1或2所述的高頻電路模塊，其特徵在於，功率放大器1C安裝在電路基板的周緣部。
5.如權利要求4所述的高頻電路模塊，其特徵在於，電路基板包含與其他導體層相比厚度大且發揮接地功能的作為導體層的芯層；並且具有:形成在電路基板的下表面周緣部的端子電極；連接功率放大器1C的下表面和芯層的散熱用的第1過孔導體；形成在下表面的端子電極的內側區域的接地電極；以及連接接地電極和芯層的散熱用的第2過孔導體。
【文檔編號】H05K1/18GK103635020SQ201310376773
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2012年8月21日
【發明者】中村浩, 五十嵐智宏 申請人:太陽誘電株式會社