CN102195112A - 传输线、阻抗变换器、集成电路安装设备及通信设备模块 - Google Patents

传输线、阻抗变换器、集成电路安装设备及通信设备模块 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种传输线、一种阻抗变换器、一种集成电路安装设备以及一种通信设备模块。该传输线具有多条支线，所述多条支线分别包括第一端部和第二端部并具有相同的线长，其中所述多条支线的至少部分包括弯曲形状，所述多条支线的所述第一端部连接到一公共端，以及所述多条支线的所述第二端部连接到一公共端。所述多条支线可包括两条微带线，所述微带线形成在具有相同介电常数的基板上，并具有相对于直线彼此对称的弯曲形状。利用本发明，构成高输出半导体电路的匹配电路的损耗以及电路面积降低，因此，实现了较高性能、高输出的半导体电路。

Description

传输线、阻抗变换器、集成电路安装设备及通信设备模块
技术领域
此处所讨论的实施例涉及一种传输线、一种包括传输线的阻抗变换器、一种包括阻抗变换器的集成电路安装设备、以及一种包括集成电路安装设备的通信设备模块。
背景技术
近来，移动电话基站或雷达需要这样一种高输出集成电路设备，该高输出集成电路设备安装了包括高输出晶体管的集成电路芯片。在这种集成电路安装设备(integrated circuit mounted device)中，通过在金属封装上并行布置形成在集成电路芯片上的多个功率晶体管，并通过由用于阻抗匹配的介电基板上的线形成阻抗变换器，来实现高输出特性。
为了形成宽带匹配电路，利用了阻抗变换器，其中多条1/4波长线串联连接以保持Q值较小。由于可通过增加1/4波长线的级数来获得宽带特性，从而在需要宽带特性的集成电路安装设备中广泛使用这种阻抗变换器。当配置1/4波长阻抗变换器时，是考虑到配线的基板厚度、基板的介电常数以及配线宽度，来形成具有期望特性阻抗的传输线。
图1A和图1B为说明阻抗变换的示意图，其中图1A示出单级匹配的情况，而图1B示出两级匹配的情况。假定晶体管的输出阻抗为R1、后级的输入阻抗为R0，并且，R0＞R1成立。当如图1A所示执行单级匹配时，使用具有特性阻抗Z的一条1/4波长线，并将其设定为Z＝(R0×R1)1/2。与之相对，当如图1B所示执行两级匹配时，具有特性阻抗Z1的1/4波长线与具有特性阻抗Z2的1/4波长线串联连接，并将其设定为Z1＝(R13×R0)1/4及Z2＝(R1×R03)1/4。存在三级或更多级的1/4波长线串联连接的情况。
在高输出集成电路安装设备中，增加晶体管的栅极宽度以增加输出。通过并行使用多个具有相同特性的晶体管并将所述多个晶体管的输出共同连接起来，可实现晶体管的栅极宽度的增加。如果以此方式增加晶体管的栅极宽度，则晶体管的输出阻抗降到1Ω或更低。为了最大程度地增加晶体管的输出，将几欧姆的输出阻抗转换成通常使用的50Ω，用于执行阻抗匹配。在这种情况下，为了确保频带，如图1B所示，多个阻抗变换器串联连接，并且将阻抗级进地(stepwise)变换为50Ω以用于匹配。基于基板的介电常数、阻抗等，来确定1/4波长线的形状(如其长度和宽度)。由于此原因，相对于使用具有高介电常数的基板的低阻抗线，使用具有低介电常数的基板的高阻抗线具有较长的长度和较大的宽度。结果是，存在匹配电路的尺寸增大的问题。由于此原因，在布线(wiring)中长线弯曲的图案布局用于减小匹配电路的尺寸。
图2为示出包括弯曲形状的线的高输出集成电路安装设备的匹配电路的传统实例的示意图。在图2中，集成电路芯片11包括多个晶体管。集成电路芯片11的左侧为输入匹配电路20且右侧为输出匹配电路30。输入匹配电路20包括形成在基板21上的弯曲形状的1/4波长线22、形成在基板23上的直线形状的1/4波长线24、用于连接1/4波长线22和1/4波长线24的多条接合配线(bonding wire)25、以及用于连接1/4波长线24和集成电路芯片11的输入端子的多条接合配线26。1/4波长线22的左侧的端部IN为输入部，且利用配线接合等连接到集成电路安装设备的封装的端子。输出匹配电路30包括形成在基板31上的楔形形状的电极32、形成在基板33上的直线形状的1/4波长线34、形成在基板35上的弯曲形状的1/4波长线36、用于连接集成电路芯片11的输出端子和电极32的多条接合配线37、用于连接电极32和1/4波长线34的多条接合配线38、以及用于连接1/4波长线34和1/4波长线36的多条接合配线39。1/4波长线36的右侧的端部OUT为输出部，且利用配线接合等连接到集成电路安装设备的封装的端子。
通常，通过多条接合配线来实现连接。例如，在图2中的传统实例中，分别通过八条接合配线26和37来连接集成电路芯片11和1/4波长线24、以及集成电路芯片11和电极32。此外，对于1/4波长线22和1/4波长线24的连接，使用了四条接合配线25，且对于电极32和1/4波长线34的连接以及1/4波长线34和1/4波长线36的连接，分别使用了五条接合配线38和39。
然而，存在如下问题：即使使用图2中所示的弯曲形状的线，也不会充分地减小匹配电路的尺寸。尤其涉及到匹配电路尺寸的问题为：从图2的左端到右端的距离，即从封装的输入端子到输出端子沿信号路径方向的长度。例如，在图2中的传统实例中，沿此方向的1/4波长线22的长度为6.6mm，沿此方向的1/4波长线36的长度为7mm，并且总长度为21.8mm。
对于集成电路，确定了通用封装尺寸的规格，并且期望在实际应用中符合这些规格。由于此原因，如图2所示，通过使用长线弯曲的图案布局来进行布局，然而产生了如下问题：线的长度没有充分地减小，并且其可能不能被容纳在封装中。
相关文件
[专利文件1]日本特开专利公开第H11-122009号
[专利文件2]日本特开专利公开第H10-284920号
[专利文件3]日本特开专利公开第S57-037903号
[非专利文件1]S.B.Cohn在1955年的IRE trans.MTT-3第16-21页所发表的“Optimum Design of Stepped Transmission-Line Transformers”(分级传输线变换器的优化设计)。
发明内容
因此，实施例的一个目的是提供一种具有低传输损耗的紧凑型传输线、阻抗变换器、集成电路安装设备、以及通信设备模块。
根据实施例的方案，传输线具有多条支线，所述多条支线分别包括第一端部和第二端部并具有基本相同的线长，其中所述多条支线的至少部分包括弯曲形状，所述多条支线的第一端部连接到一公共端，并且所述多条支线的第二端部连接到一公共端。
利用本发明，构成高输出半导体电路的匹配电路的损耗以及电路面积降低，因此，实现了较高性能、高输出的半导体电路。
附图说明
图1A和图1B为说明阻抗变换的示意图；
图2为示出包括弯曲形状的线的高输出集成电路安装设备的匹配电路的传统实例的示意图；
图3A和图3B为示出第一实施例中的集成电路安装设备的配置的示意图；
图4为示意性示出第一实施例中的1/4波长线和两条弯曲支线的一部分的阻抗变换电路的示意图；
图5A至图5C为示出第二实施例中的集成电路安装设备中的输出匹配电路的一部分的示意图；
图6为示意性示出第二实施例中的1/4波长线和两条弯曲支线的一部分的阻抗变换电路的示意图；
图7为示出1/4波长线以及流经该1/4波长线的高频电流的面内分布的电磁场模拟结果的示意图；
图8为通过使用电磁场分析的模拟所得到的图2的传统实例中以及第二实施例的输出匹配电路中的传输损耗计算的计算结果的图表；
图9A至图9C为示出第三实施例中的集成电路安装设备中的输出匹配电路的一部分的示意图；
图10为示出在第三实施例中当分别通过四条金属配线连接1/4波长线和弯曲支线的两个梢端(tip end)时，配线的布置的改型实例的示意图；
图11为通过模拟得到的第三实施例中的输出匹配电路中的传输损耗计算的计算结果的图表；
图12A至图12C为示出第四实施例中的集成电路安装设备中的输出匹配电路的一部分的示意图；
图13为通过模拟得到的第四实施例中的输出匹配电路中的传输损耗计算的计算结果的图表；
图14A至图14C为示出第五实施例中的集成电路安装设备中的输出匹配电路的一部分的示意图；
图15A至图15D为示出输出匹配电路的改型实例的示意图；
图16为示出在具有金属壁的密封金属封装中安装第二实施例中的集成电路安装设备的高输出放大器电路设备的示意图；以及
图17为示出使用高输出放大器电路设备的通信设备模块的配置的示意图。
具体实施方式
参照附图来在下文中说明实施例。
图3A和图3B为示出第一实施例中的集成电路安装设备的配置的示意图，其中图3A为俯视图并且图3B为沿输出匹配电路的一部分的中心线的剖视图。第一实施例中的集成电路安装设备放大2-4GHz的高频信号并将其输出，其中该2-4GHz的高频信号被输入到具有约50W输出功率的信号中。为了执行这种放大，并行使用具有相同特性的多个晶体管，将同一信号输入到所述多个晶体管中，并公共地连接所述多个晶体管的输出，从而实质上增加晶体管的栅极宽度并由此实现输出的增加。
如图3A所示，第一实施例中的集成电路安装设备包括：集成电路芯片11，包括多个晶体管；输入匹配电路20，布置在集成电路芯片11的一侧(此处为左侧)；以及输出匹配电路30，布置在集成电路芯片11的另一侧(此处为右侧)。
输入匹配电路20包括：弯曲形状的1/4波长线42，形成在基板41上；直线形状的1/4波长线，形成在基板23上；两组接合配线43A和43B，用于连接1/4波长线42和1/4波长线24；以及多条接合配线26，用于连接1/4波长线24和集成电路芯片11的输入端子。1/4波长线42的左线的中心部为输入部IN，且其利用配线接合等连接到集成电路安装设备的封装的端子。接合配线为具有25μm直径的金属配线。还能够使用带式(ribbon)接合取代配线接合来进行连接。
输出匹配电路30包括：楔形形状的电极32，形成在基板31上；直线形状的1/4波长线34，形成在基板33上；弯曲形状的1/4波长线52，形成在基板51上；多条接合配线37，用于连接集成电路芯片11的输出端子和电极32；多条接合配线38，用于连接电极32和1/4波长线34；以及两组接合配线53A和53B，用于连接1/4波长线34和1/4波长线52。1/4波长线52的右线的中心部为输出部OUT，且其利用配线接合等连接到集成电路安装设备的封装的端子。
如图3A所示，两组接合配线43A和43B分别包括四条配线，并且接合配线26包括八条配线。接合配线37包括八条配线，接合配线38包括五条配线，且两组接合配线53A和53B分别包括四条配线。
如图3A所示，第一实施例中的集成电路安装设备的弯曲形状的1/4波长线52包括两条弯曲支线。弯曲支线之一连接到直线形状的1/4波长线34并在图3A中向上弯曲，另一弯曲支线连接到直线形状的1/4波长线34并在图3A中向下弯曲。两条弯曲支线的另一侧彼此连接，并被集成为一个单元。类似地，弯曲形状的1/4波长线42也包括两条弯曲支线。
在与1/4波长线34相对的1/4波长线52的两条弯曲支线的部分处，两条弯曲支线的外缘基本上与1/4波长线34的外缘相对。在与1/4波长线24相对的1/4波长线42的两条弯曲支线的部分处，两条弯曲支线的外缘基本上与1/4波长线24的外缘相对。
如图3B所示，使用AuSn焊料62在300℃的氮气气氛中将基板33和51封装在所述封装的金属底座61上。金属底座61的材料为CuW、Cu/Mo/Cu、Cu等，并且其表面受到Ni/Au电镀处理。基板33由相对介电常数为140的材料所制成，其厚度为0.25mm，且其背侧受到电镀64。形成在基板33的表面上的1/4波长线34由NiCr(0.2μm)/Au(5μm)的镀金配线所形成，且其配线宽度为1.36mm。基板51由相对介电常数为9.8的氧化铝陶瓷所制成，其厚度为0.38mm，且其背侧受到电镀63。形成在基板51的表面上的1/4波长线52由Ti(0.2μm)/Pd(0.1μm)/Au(5μm)的镀金配线所形成，且其配线宽度为0.45mm。基板31也由相对介电常数为9.8的氧化铝陶瓷所制成。
如上文所述，在第一实施例中的输出匹配电路30中，如将2Ω变换为50Ω的阻抗变换器由具有期望特性阻抗的传输线所形成。
基板23和形成在其上的线24以与基板33和1/4波长线34相同的方式所制成。基板41、31和形成在其上的线42、32以与基板51和1/4波长线52相同的方式所制成。这些基板和集成电路芯片11通过与上述相同的方法封装在所述封装的金属底座61上。
图4为示意性示出第一实施例中的1/4波长线34和1/4波长线52的两条弯曲支线的部分的阻抗变换电路的示意图。1/4波长线Z1对应于1/4波长线34，且1/4波长线Z2A和Z2B对应于1/4波长线52的两条弯曲支线。在图4中的阻抗变换电路中，1/4波长线Z2由电路中的两条1/4波长线Z2A和Z2B所形成，在该电路中两条1/4波长线以图1B中的两级进行连接。由于此原因，能够使得1/4波长线Z2A和Z2B的特性阻抗为1/4波长线Z2的特性阻抗的两倍，与此相应的，能够使得1/4波长线Z2A和Z2B的线宽约为1/4波长线Z2的线宽的一半。两条1/4波长线Z2A和Z2B具有相同的长度，且1/4波长线Z2A和Z2B的形状相对于图3A中所示出的线彼此对称。
由于线宽可能接近减半，从而在图3A中的第一实施例中沿1/4波长线52(基板51)的横向方向的长度可被设定为1.7mm，而在图2中沿1/4波长线36(基板35)的横向方向(信号的传播方向)的长度为7mm。然而，在第一实施例中，1/4波长线52的两条支线在不同的方向上弯曲，因此，1/4波长线52沿纵向方向上的长度变得比图2中的传统实例中的长。然而，当在封装上安装第一实施例中的集成电路安装设备时，在纵向方向的长度上具有裕度(margin)，因此，当将其安装到封装上时不会出现问题。
在第一实施例中的集成电路安装设备中，如图3A所示，输入匹配电路20的弯曲形状的1/4波长线42也包括两条弯曲支线。由此，当在图2中的传统实例中从输入匹配电路20的输入部IN到输出匹配电路30的输出部OUT的距离为21.8mm时，在图3A的第一实施例中的集成电路安装设备中该距离为11.6mm。
此外，在第一实施例中的集成电路安装设备中，输入匹配电路20和输出匹配电路30是阻抗匹配的，从而具有低损耗。
图5A-图5C为示出第二实施例中的集成电路安装设备中的1/4波长线34和1/4波长线52的两条弯曲支线的部分的示意图，其中图5A为俯视图，图5B为A-A’剖视图，图5C为左侧视图。
第二实施例中的集成电路安装设备与第一实施例中的不同点在于：连接两条弯曲支线的电阻器54设置在1/4波长线52的两条弯曲支线的与1/4波长线34相对的部分附近，其它与图3A中所示的相同。
电阻器54为形成在基板51的与1/4波长线34相对的部分附近的TaN膜。如图5B和图5C所示，当在基板51上形成电阻器54之后，形成1/4波长线52的两条弯曲支线，使得它们的部分覆盖电阻器54。
图6为示意性示出第二实施例中的1/4波长线34和1/4波长线52的两条弯曲支线的部分的阻抗变换电路的示意图。电阻器54被设置为连接两条弯曲支线。
电阻器54作用为当两条弯曲支线的操作(信号)变得不平衡时用以解决不平衡。
图7示出流经1/4波长线34以及1/4波长线52的高频电流的面内分布的电磁场模拟的结果。使用在实际上进行使用的基板数据来执行模拟。即，基板33设置为具有0.25mm的基板厚度、140的相对介电常数、1.36mm的线宽以及5μm的Au配线厚度，并且基板51设置为具有0.38mm的基板厚度、9.8的相对介电常数、0.45mm的线宽以及5μm的Au配线厚度。
如图7所示，可看到流经基板33的传输线34的高频电流集中在基板侧表面(深色部分表示高电流区)。关于基板51，也可看到大电流流经传输线52的侧表面。尤其是，可看到电流集中在线34和线52的连接部附近的配线外侧的侧表面上。因此，为了有效地将流经基板33的传输线34的电流传输到基板51的传输线52，可看到将传输线34的线侧表面与相同位置的传输线52的外侧表面对齐并在该部分处利用配线将它们连接起来是有效的。由于此原因，如上文所述，在第一实施例中，进行布置从而使得1/4波长线52的两条弯曲支线的外缘基本上与1/4波长线34的外缘相对。此外，进行布置从而使得在1/4波长线42的两条弯曲支线的与1/4波长线24相对的部分处，两条弯曲支线的外缘基本上与1/4波长线24的外缘相对。
此外，在第一实施例中，两组接合配线53A和53B分别连接1/4波长线34和1/4波长线52的两条弯曲支线。两组接合配线53A和53B分别包括四条配线，然而，各组的多条配线之一布置为使得一端位于1/4波长线34的外缘附近，另一端位于两条弯曲支线的边缘附近。接合配线的这一布置与其它接合配线的布置相同，此外，在第二实施例中也相同。
如图7所示，在高频信号的传输中，流经配线的电流由于趋肤效应(skin effect)趋向于沿配线的表面流动。尤其是，在平面线的微带线(micro strip line)的情况下，电流集中流经配线的侧表面部。因此，在不同基板上的配线的连接部处产生电中断(electrical discontinuity)并且传输损耗增加。此外，在高频中，配线宽度显著变窄，导致损耗增加。由此，如在图2中所示的传统实例中，当配线接合布置在离线的边缘较远的位置或1/4波长线22和24的线宽变大时，导致出现阻碍输出功率增加的因素。
与此相反，在第一和第二实施例中，一条传输线的侧表面和两条传输线的外侧表面布置在彼此接近的位置，并且接合配线布置在边缘的附近。由于此原因，能够有效地将流经一个基板上的线的高频电流传输到另一基板上的线。
图8示出当通过使用电磁场分析的模拟来计算图2中的传统实例中以及第二实施例中的输出匹配电路30中的传输损耗时的计算结果，其中A示出传统实例的结果并且B示出第二实施例的结果。从结果之间的比较中，可看出在2-3.5GHz的频率范围内损耗降低了0.1dB-0.3dB。这将有助于增加输出功率和效率，并且可以定量地确定上述效果。
图9A-图9C为示出第三实施例中的集成电路安装设备中的1/4波长线34和1/4波长线52的两条弯曲支线的部分的示意图，其中图9A为俯视图，图9B为示出两条弯曲支线的梢端部的形状的示意图。图9C为示意性示出第三实施例中的1/4波长线34和1/4波长线52的两条弯曲支线的部分的阻抗变换电路的示意图。
第三实施例中的集成电路安装设备与第二实施例的不同在于：楔形电极部55A和55B分别设置在1/4波长线52的两条弯曲支线的与1/4波长线34相对的梢端处；其它部分相同。换言之，在第三实施例中，1/4波长线52的两条弯曲支线的梢端为楔形的。为了在两条弯曲支线的梢端处设置楔形电极，基板51的宽度从1.7mm增加到1.9mm。进行布置从而使得楔形梢端的中心与1/4波长线34的侧表面相符(agree with)。由于此原因，能够有效地传输较高频的电流。
如图9B所示，在两条弯曲支线的梢端的楔形形状中，梢端的宽度被设为0.6mm并且长度被设为0.2mm。接着，1/4波长线34和弯曲支线的两个梢端分别通过四条金属配线53A和53B进行连接。在配线的布置中，能够如图9A所示将配线布置为与布线的方向(横向方向)平行，或能够如图10所示将配线连接为放射形状，以与楔形线的宽度相符。
图11通过模拟来计算图9A中的配线接合的布置中第三实施例的输出匹配电路30中的传输损耗以示出计算结果C，还将第二实施例中的结果示出为B用作信息。从这一结果中，能够确定通过设置楔形线可将2.5-3.5GHz的频率范围中的损耗降低约0.03dB。
图12A-图12C为示出第四实施例中的集成电路安装设备中的1/4波长线34和1/4波长线52的两条弯曲支线的部分的示意图，其中图12A为俯视图且图12B为沿中心线的剖视图。图12C为示意性示出第四实施例中的1/4波长线34和1/4波长线52的两条弯曲支线的部分处的阻抗变换电路的示意图。
第四实施例中的集成电路安装设备与第二实施例的不同在于：1/4波长线52的两条弯曲支线的梢端设置有电极56；其它部分相同。电极56的宽度为1.36mm，与1/4波长线34的宽度相同，且长度为0.2mm。如图12B所示，能够以与形成1/4波长线52的两条弯曲支线的工艺相同的工艺来同时形成电极56。换言之，在第四实施例中，1/4波长线52的两条弯曲支线的梢端被连接且集成为一个单元，并且这两条弯曲支线从电极56分支出去。两组接合配线53A和53B分别将基板33上的1/4波长线34与电极56相连接。
在第四实施例中，1/4波长线34和电极56可平滑地(smoothly)连接，并且能够有效地将流经1/4波长线34的高频电流传输到电极56。此外，其在同一基板上分支为1/4波长线52的两条弯曲支线，因而能够更有效地传输高频电流。结果是，可配置具有低损耗的匹配电路并且可实现较高输出的半导体电路。
图13通过模拟来计算第四实施例中的输出匹配电路30中的传输损耗以示出计算结果D，还将第二实施例中的结果示出为B用作信息。从这一结果中，能够确定通过设置电极56可将2.5-3.5GHz的频率范围中的损耗降低约0.02-0.03dB。
图14A-图14C为示出第五实施例中的集成电路安装设备中的1/4波长线34和1/4波长线52的两条弯曲支线的部分的示意图，其中图14A为俯视图且图14B为沿中心线的剖视图。图14C为示意性示出第五实施例中的1/4波长线34和1/4波长线52的阻抗变换电路的示意图。
在第五实施例中的集成电路安装设备中，通过在三个基板上形成的传输线来形成第二级的1/4波长线。图3B中的第一实施例中的基板51被分为两个基板51A和51B，从而1/4波长线52的两条弯曲支线也被分为两瓣(two valves)，即分为支线52A和52B。直线形的1/4波长线72形成在基板71上，该基板71的材料的相对介电常数大于基板51的相对介电常数。期望基板71的厚度与基板51A和51B的厚度相同。在符合这些条件之后，确定基板的材料和形状，以使两条弯曲支线52A和52B以及1/4波长线72都变为1/4波长线。
如图14A所示，在基板71的两侧，布置了两个基板51A和51B，通过三组接合配线53A和53B和配线接合53C，分别连接1/4波长线34与两条弯曲支线52A和52B以及1/4波长线72。两条弯曲支线52A和52B以及1/4波长线72的另一端通过接合配线等公共地连接到集成电路安装设备的封装的端子。
例如，基板33设置为具有0.25mm的基板厚度和140的相对介电常数，并且1/4波长线34设置为具有1.5mm的配线宽度以及5μm的Au配线厚度。基板51A和51B设置为具有0.38mm的基板厚度和9.8的相对介电常数，并且1/4波长线52A和52B设置为具有0.18mm的配线宽度以及5μm的Au配线厚度。此外，基板71设置为具有0.5mm的基板厚度和30的相对介电常数，并且直线形1/4波长线72设置为具有0.04mm的配线宽度、5μm的Au配线厚度以及2.1mm的配线长度。由于此原因，能够形成具有低损耗的匹配电路而并未使用复杂的基板配线制造工艺。
如图14C所示，在第五实施例中，通过三条并行传输线形成阻抗变换电路的第二级，因此能够使得较大电流以低损耗流通。
当通过将三条或更多条线用作并行传输线来形成一级的1/4波长线时，外部的传输线和被其夹在中间的线形成在具有不同介电常数的不同介电基板上，并且使得上方形成有内部传输线的基板的介电常数大于上方形成有外部线的基板的介电常数。由于此原因，能够实现具有相同特性阻抗和相同电气长度的并行传输线，而并未使用复杂的制造工艺，例如配线交叉和多重布线。由于此原因，能够配置具有低损耗的匹配电路，结果是能够实现较高性能、较高输出的电路。
如上文所述描述了第一到第五实施例，并且本领域普通技术人员能够容易地理解对于1/4波长线52的两条弯曲支线的配置，可有各种改型实例。在下文中示出了多种改型实例，然而还可有更多的改型实例。
图15A示出形成为曲折(meander)形状的1/4波长线52的两条弯曲支线。在第一到第五实施例中，弯曲支线仅弯曲一次，然而还能够弯曲支线三次或更多次以形成曲折形状，如图15A所示。
图15B示出通过以与第一端部相同的方式来弯曲将被连接到1/4波长线34的1/4波长线52的两条弯曲支线的第一端部的相对侧上的第二端部所形成的形状。在第一到第五实施例中，第二端部具有如下形状，其中两个端部直线相交并被集成为一个单元，然而，图15B所示的第一端部的形状可被接受。在这种情况下，两条弯曲支线的第二端部公共地连接到集成电路安装设备的封装的端子。
图15C示出图15B中实例的改型实例，其中电极56和电极57如同第四实施例那样设置在第一端部和第二端部两者上，此外还设置有电阻器54和电阻器58。电阻器58作用为消除在两条弯曲支线中导致的不平衡。
图15D示出使用三级的1/4波长线来执行阻抗变换的阻抗变换器。在第一到第五实施例中，通过两级的1/4波长线来形成阻抗变换器，然而还能够通过三级或更多级的1/4波长线来形成阻抗变换器。在图15D中的改型实例中，第二级和第三级的1/4波长线用作弯曲形状的传输线52A和52B。上方形成有第二级1/4波长线52A的基板51A的相对介电常数低于上方形成有第一级1/4波长线33的基板32的相对介电常数，并高于上方形成有第三级1/4波长线52B的基板51B的相对介电常数。因此，1/4波长线52A的路径长度比1/4波长线52B的路径长度长。
如上文所述，在第二到第五实施例以及图15A-15D中所示的改型实例中，将输出匹配电路30作为实例进行说明，然而相同的配置也可应用于输入匹配电路20。
图16A和16B为示出在具有金属壁的密封金属封装中安装有第二实施例的集成电路安装设备的高输出放大器电路设备的示意图。
安装在内部的集成电路安装设备为第二实施例中的集成电路安装设备，然而，延伸图案45A和45B设置为用于经由电阻器44连接1/4波长线24的一侧上的输入匹配电路20的1/4波长线42的两条弯曲支线。
封装通过金属壁82和盖83被密封。对于与外部的电连接，设置有连接电极84和87。连接电极84和87通过馈通件(feed-through)86和89与金属壁82和盖83电绝缘。在连接电极84于封装外部的一部分处，设置有输入导线85，并且在连接电极87外部的一部分处，设置有输出导线88。连接电极84于封装内部的部分与输入匹配电路20的输入部IN通过配线接合等进行连接。连接电极88于封装内部的部分与输出匹配电路30的输出部OUT通过配线接合等进行连接。
集成电路芯片11安装具有0.8μm的栅极长度的多个GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)。如上文所述，输出匹配电路30使用厚度为0.38mm且相对介电常数为9.8的氧化铝陶瓷基板31上的线32、具有140的相对介电常数的高-k介电基板33上的一条1/4波长线34、以及很接近集成电路芯片11的厚度为0.38mm且相对介电常数为9.8的氧化铝陶瓷基板51上的两条并行1/4波长线52。由于此原因，能够降低图中的横向方向的长度，并能够在封装中存放入高输出电路。连接集成电路芯片11和基板31上的线32的金属配线以及基板31上的线32用作电感器，并起到消除晶体管的输出阻抗的电容性成分的作用，以在基板31上的线32的端表面上实现纯电阻的阻抗。由于此原因，能够使用1/4波长线匹配至50Ω。封装尺寸为17.4×24mm并且电路宽度可被设置为11.6mm，如图3A所示。如图2所示，传统实例中的阻抗变换器的电路宽度为21.8mm，因而电路宽度可降到1/2。由产业来规定封装尺寸，并且当阻抗变换器超过这一尺寸时，通过在封装外部的印刷基板等上制造阻抗变换器来执行匹配，然而，在这种情况下，电路变得较大。与之相反，在所述实施例中，可在封装中执行欧姆匹配并且使得能够减小设备的尺寸。此外，高频电流的传输损耗降低，并且可实现较高性能以及高输出的电路。
图17为示出使用图16A和16B中的高输出放大器电路设备的通信设备模块100的配置的示意图。
如图17所示，通信设备模块100包括将连接到天线的输入/输出端子、连接到输入/输出端子90的发射/接收切换设备91、低噪声放大器92、控制电路93、前级放大器94、高输出放大器95以及滤波器96。
图17中的右前侧的这行配置了发射系统，并且左后侧配置了接收系统。来自输入/输出端子90的输入信号通过发射/接收切换设备91被选择性地发送到低噪声放大器92，并执行接收处理。另一方面，前级放大器94中所放大的发射信号通过高输出放大器95被进一步放大，并经过滤波器96通过发射/接收切换设备91被选择性地发送到输入/输出端子90，并从天线发射。使用图16A以及16B中的高输出放大器电路设备来作为高输出放大器95。然而，图16A与16B中的高输出放大器电路设备也可用在发射通信设备模块中，而不是用在发射/接收通信设备模块中。
图17中的通信设备模块100被用作系统设备(如通信系统、雷达、传感器以及无线电干扰器)的一部分。当安装在各种系统设备中时，图16A与16B中的高性能、紧凑型高输出放大器电路设备可有助于性能改进并减小设备的尺寸。
在上文中说明了每个实施例，然而，本领域普通技术人员能够容易地理解还可具有各种改型实例和应用。
例如，在上述实施例中，阻抗变换器为1/4波长线，然而，实施例的构造还可应用于由串联电感器及并联电容器所构成的阻抗变换器，并可获得相同效果。电感器可由螺旋电感器或曲折线所构成。可通过用AuSn焊料来对封装底座上的芯片电容器进行封装，且通过由配线连接其上部电极与传输线，来配置电容器。可替代地，通过在传输线旁边形成图案且通过配线来连接其图案与传输线，能够使其具有作为电容器的功能。通过上述改变，能够将电路配置成集总参数元件，从而可减小电路尺寸。
还能配置传输线，通过由配线连接1/4波长线和线旁的虚置(dummy)图案来减小该传输线的特性阻抗，以增加接地电容。由于此原因，能够调节特性阻抗并能够吸收晶体管和封装中的变化，从而提高了电路产量。
此外，在上述实施例中，使用了微带线，然而，也可使用其它传输线(例如共面线和带状线)。此外，在上述实施例中，使用了GaN晶体管，然而，还能够使用包括使用Si、GaAs或InP的晶体管的集成电路。在上述实施例中，通过包括晶体管的集成电路和匹配电路基板来形成电路，然而，还能够形成使用芯片(即MMIC)的混合IC，其中电阻器、电容器以及匹配电路被部分集成在芯片中，并且其中匹配电路基板被配置在其外部。此外，还能够形成MMIC，其中集成了电阻器、电容器以及匹配电路。在上述实施例中，使用AuSn焊料来封装芯片和匹配电路基板，然而，还可使用导电胶来封装它们。在这种情况下，可在200℃或更低的温度下执行封装，因此能够抑制封装、芯片、匹配电路基板以及电容器之间的热膨胀系数的差别所导致的破裂，从而可提高产量。此外，能够执行封装而不会使耐热性相对较差的InP等的器件特性退化。还能够应用散热性极佳且在封装材料的热膨胀系数上具有较大差别的材料(铜)，因此可实现较高输出电路。在上述实施例中，使用了TaN薄膜电阻器，然而还能够使用NiCr。
如上文所述，根据实施例，配置高输出半导体电路的匹配电路的损耗以及电路面积降低，因此，实现了较高性能、高输出的半导体电路。
本文记载的所有实例和条件性语言旨在用作教导性目的，以帮助读者理解本发明和发明人对现有技术改进所贡献的概念，且应解释为不受限于这些具体记载的实例和条件，说明书中这些实例的组织也不涉及显示本发明的优势和不足。尽管已经详细描述了本发明的实施例，但应理解的是，可对其进行各种改变、替代和变化，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种传输线，包括多条支线，所述多条支线分别包括第一端部和第二端部并具有基本相同的线长，其中
所述多条支线的至少部分包括弯曲形状；
所述多条支线的所述第一端部连接到一公共端；以及
所述多条支线的所述第二端部连接到一公共端。
2.根据权利要求1所述的传输线，其中
所述多条支线包括两条微带线，所述微带线形成在具有相同介电常数的基板上，并具有相对于直线彼此对称的弯曲形状。
3.根据权利要求2所述的传输线，其中所述两条微带线的所述第一端部相分离。
4.根据权利要求3所述的传输线，其中所述两条微带线的所述第一端部为楔形形状。
5.根据权利要求2所述的传输线，其中所述两条微带线包括所述第一端部公共地连接的公共电极。
6.根据权利要求2所述的传输线，其中所述两条微带线的所述第二端部被集成为一个单元。
7.根据权利要求2所述的传输线，其中所述两条微带线包括电阻器，该电阻器在所述第一端部附近连接所述两条微带线。
8.根据权利要求1所述的传输线，其中
所述多条支线包括：
一条直线形微带线，形成在具有第一介电常数的第一基板上；以及
两条微带线，分别形成在具有小于所述第一介电常数的第二介电常数的两个基板上，并分别具有相对于直线对称的弯曲形状；并且
所述两条微带线布置在所述直线形微带线的两侧。
9.一种阻抗变换器，包括具有不同特性阻抗的第一传输线和第二传输线，其中
所述第二传输线包括多条支线，所述多条支线分别包括第一端部和第二端部并具有基本相同的线长；
所述多条支线的至少部分包括弯曲形状；
所述多条支线的所述第一端部公共地连接到所述第一传输线；以及
所述多条支线的所述第二端部连接到一公共端。
10.根据权利要求9所述的阻抗变换器，其中
所述第二传输线包括两条微带线，所述微带线形成在具有相同介电常数的基板上，并具有相对于直线彼此对称的弯曲形状。
11.根据权利要求10所述的阻抗变换器，其中所述两条微带线的所述第一端部相分离。
12.根据权利要求11所述的阻抗变换器，其中所述两条微带线的所述第一端部为楔形形状。
13.根据权利要求10所述的阻抗变换器，其中所述两条微带线包括所述第一端部公共地连接的公共电极。
14.根据权利要求10所述的阻抗变换器，其中所述两条微带线的所述第二端部被集成为一个单元。
15.根据权利要求10所述的阻抗变换器，其中所述两条微带线包括电阻器，该电阻器在所述第一端部附近连接所述两条微带线。
16.根据权利要求9所述的阻抗变换器，其中
所述第二传输线包括：
一条直线形微带线，形成在具有第一介电常数的第一基板上；以及
两条微带线，分别形成在具有小于所述第一介电常数的第二介电常数的两个基板上，并分别具有相对于直线对称的弯曲形状；并且
所述两条微带线布置在所述直线形微带线的两侧。
17.根据权利要求9所述的阻抗变换器，包括多条接合配线，所述接合配线连接所述多条支线的所述第一端部与所述第一传输线，其中
所述多条接合配线包括与所述第一传输线的端部附近相接触的接合配线。
18.一种集成电路安装设备，包括集成电路和匹配电路，其中
所述匹配电路包括阻抗变换器，该阻抗变换器包括具有不同特性阻抗的第一传输线和第二传输线；
所述第二传输线包括多条支线，所述多条支线分别包括第一端部和第二端部并具有基本相同的线长；
所述多条支线的至少部分包括弯曲形状；
所述多条支线的所述第一端部连接到所述第一传输线的一公共端；以及
所述多条支线的所述第二端部连接到一公共端。
19.根据权利要求18所述的集成电路安装设备，其中
所述第一传输线和所述第二传输线包括两条微带线，所述微带线形成在具有相同介电常数的基板上，并具有相对于直线彼此对称的弯曲形状。
20.一种通信设备模块，包括集成电路安装设备，该集成电路安装设备包括集成电路和匹配电路，其中
所述匹配电路包括阻抗变换器，该阻抗变换器包括具有不同特性阻抗的第一传输线和第二传输线；
所述第二传输线包括多条支线，所述多条支线分别包括第一端部和第二端部并具有相同的线长；
所述多条支线的至少部分包括弯曲形状；
所述多条支线的所述第一端部连接到所述第一传输线的一公共端；以及
所述多条支线的所述第二端部连接到一公共端。
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