CN107769740B - 高频放大器模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的高频放大器模块中，即使所需要的输出信号电平较高，也能抑制特性劣化并实现优异的散热性。高频放大器模块(10)包括半导体基板(200)与绝缘性基板(80)。半导体基板(200)具备分别与多个高频放大用晶体管(21、22、23、24)的发射极相连接的多个发射极用电极(Pe21、Pe22、Pe23、Pe24)。绝缘性基板(80)包括共用接地电极(810)、接地用端子电极(820)以及厚度方向连接电极(701、702、703)。共用接地电极(810)形成在表面或该表面附近，与多个发射极用电极(Pe21、Pe22、Pe23、Pe24)相接合。接地用端子电极(820)形成在绝缘性基板(80)的背面。厚度方向连接电极(701、702、703)连接共用接地电极(810)与接地用端子电极(820)。

Description

高频放大器模块
技术领域
本发明涉及由设置有放大高频信号的高频放大器的半导体基板以及安装有该半导体基板的绝缘性基板构成的高频放大器模块。
背景技术
以往，各种高频放大器已实用化。高频放大器中，存在对发送信号进行放大的功率放大器中使用的高频放大器，例如，专利文献1所记载的高频功率放大器就是在这样的功率放大器中使用的高频放大器。
专利文献1中记载的高频功率放大器具备高频信号放大用HBT(异质结双极型晶体管)。高频信号放大用HBT的基极经由输入匹配电路与高频信号输入端子相连接。高频信号放大用HBT的集电极经由输出匹配电路与高频信号输出端子相连接。高频信号放大用HBT的发射极经由电感器接地。高频信号放大用HBT的基极上施加有基极偏压，集电极上施加有驱动电压。经由电感器对发射极进行接地，从而改善了高频信号放大用HBT的线性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2001－57511号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，为了输出所希望的较高信号电平，若使高频信号放大用HBT以较高放大率进行动作，则会超过利用电感器得到的线性的可改善范围，从而会导致产生以下问题：即，产生高次谐波失真等。
此外，由于放大至较高信号电平，因此高频信号放大用HBT会发热。
由此，高频信号放大用HBT的放大特性变差，从而会导致产生以下问题：即，产生高次谐波失真等。
因此，本发明的目的在于提供一种即使所需要的输出信号电平较高也不易产生特性劣化且散热性能优异的高频放大器模块。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的高频放大器模块包括半导体基板与绝缘性基板，该半导体基板形成有对1个高频信号进行放大的多个高频放大用晶体管，该绝缘性基板具有彼此相对的表面与背面。半导体基板具备分别与多个高频放大用晶体管的发射极相连接的多个发射极用电极。绝缘性基板具备共用接地电极、接地用端子电极以及厚度方向连接电极。共用接地电极形成在表面或该表面附近，与多个发射极用电极相接合。接地用端子电极形成在绝缘性基板的背面。厚度方向连接电极连接共用接地电极与接地用端子电极。
该结构中，利用多个高频放大用晶体管对1个高频信号进行放大，因此抑制了各个高频放大用晶体管的放大率，且作为高频放大器模块实现了较高的放大率。此外，多个高频放大用晶体管的发射极与绝缘性基板的表面或表面附近的共用接地电极相连接，因此多个高频放大用晶体管中所产生的热量能容易地通过共用接地电极散发。此外，利用厚度方向连接电极实现接地用的电感器，因此改善了高频放大用晶体管的线性，并改善了作为高频放大器模块的放大特性。
此外，优选在本发明的高频放大器模块中，厚度方向连接电极为多个。
该结构中，通过使厚度方向连接电极为多个，从而改善对绝缘性基板的背面的接地用端子电极的导热效率。
此外，优选在本发明的高频放大器模块中，发射极用电极的面积比形成高频放大用晶体管的区域的面积要大。
该结构中，改善了对共用接地电极的导热效率。
发明效果
根据本发明，能实现不易产生特性劣化且散热性能优异的高频放大器模块。
附图说明
图1(A)是简要示出本发明实施方式1所涉及的高频放大器模块的电路框图，图1(B)是示出本发明实施方式1所涉及的高频放大器模块的简要结构的图。
图2是示出本发明实施方式1所涉及的高频放大器模块的简要结构的局部外观立体图。
图3是示出本发明实施方式2所涉及的高频放大器模块的简要结构的图。
图4是示出本发明实施方式3所涉及的高频放大器模块的简要结构的图。
具体实施方式
参照附图对本发明实施方式1所涉及的高频放大器模块进行说明。图1(A)是简要示出本发明实施方式1所涉及的高频放大器模块的电路框图。图1(B)是示出本发明实施方式1所涉及的高频放大器模块的简要结构的图。图2是示出本发明实施方式1所涉及的高频放大器模块的简要结构的局部外观立体图。
如图1(A)所示，高频放大器模块10包括高频放大元件20、输入匹配电路30、输出匹配电路40、偏置电路50、扼流线圈60以及特性调整用电感器70。此外，高频放大器模块10具备高频信号输入端子Pin、高频信号输出端子Pout以及驱动电压施加端子Pvd。
高频放大元件20具备基极端子Pb、集电极端子Pc以及发射极端子Pe。基极端子Pb经由输入匹配电路30与高频信号输入端子Pin相连接。此外，基极端子Pb与偏置电路50相连接。集电极端子Pc经由扼流线圈60与驱动电压施加端子Pvd相连接。此外，集电极端子Pc经由输出匹配电路40与高频信号输出端子Pout相连接。发射极端子Pe经由特性调整用电感器70与接地相连接。
从偏置电路50施加偏置电压Vb，并从驱动电压施加端子Pvd施加驱动电压Vd，从而高频放大元件20以与偏置电压Vb相对应的放大率对高频信号进行放大。此时，特性调整用电感器70与发射极端子Pe相连接，从而改善高频放大元件20的线性。由此，高频放大元件20能以与偏置电压Vb相对应的所希望的放大率对高频信号进行放大，并抑制了非线性失真的产生等特性劣化。
如图1(B)、图2所示，高频放大元件20具备高频放大用晶体管21、22、23、24。另外，本实施方式中，示出利用4个高频放大用晶体管来形成高频放大元件20的方式，然而高频放大用晶体管的个数并不限于此，也可以是多个。
高频放大用晶体管21、22、23、24的基极与基极端子Pb相连接。即，基极端子Pb对于高频放大用晶体管21、22、23、24是共用的端子。高频放大用晶体管21、22、23、24的集电极与集电极端子Pc相连接。即，集电极端子Pc对于高频放大用晶体管21、22、23、24是共用的端子。
高频放大用晶体管21的发射极与发射极用电极Pe21相连接，高频放大用晶体管22的发射极与发射极用电极Pe22相连接。高频放大用晶体管23的发射极与发射极用电极Pe23相连接，高频放大用晶体管24的发射极与发射极用电极Pe24相连接。
如图2所示，高频放大用晶体管21、22、23、24形成于半导体基板200。高频放大用晶体管21、22、23、24例如具备HBT的结构。
发射极用电极Pe21、Pe22、Pe23、Pe24形成在半导体基板200的背面。优选发射极用电极Pe21、Pe22、Pe23、Pe24的平面面积比高频放大用晶体管21、22、23、24的形成区域的面积要大。由此，可提高高频放大用晶体管21、22、23、24的散热效果。
另外，虽然在图2中未附加标号，但高频放大用晶体管21、22、23、24的基极通过形成在半导体基板200的背面的基极用的电极图案来进行连接。该基极用的电极图案与形成基极端子Pb的电极焊盘(未图示)相连接。高频放大用晶体管21、22、23、24的集电极通过形成在半导体基板200的背面的集电极用的电极图案来进行连接。该集电极用的电极图案与形成集电极端子Pc的电极焊盘(未图示)相连接。
虽未图示，但绝缘性基板80上形成或安装有图1(A)所示的高频放大器模块10中的高频放大元件20以外的电路结构要素。
绝缘型基板80具有彼此相对的表面和背面。在绝缘性基板80的表面形成有共用接地电极810。在绝缘性基板80的背面形成有多个接地用端子电极820。多个接地用端子电极820经由其他电路基板等与接地相连接。
绝缘性基板80中形成有厚度方向连接电极701、702、703。厚度方向连接电极701、702、703连接共用接地电极810与接地用端子电极820。利用这些厚度方向连接电极701、702、703来形成特性调整用电感器70。
如图2所示，在共用接地电极810的表面配置有绝缘性抗蚀剂800。绝缘性抗蚀剂800上设置有开口AP81、AP82、AP83、AP84。利用这些开口AP81、AP82、AP83、AP84使共用接地电极810露出的各区域成为对发射极用电极Pe21、Pe22、Pe23、Pe24进行接合的连接盘电极。
通过共用接地电极810中的开口AP81露出的区域利用导电性接合材料AD与发射极用电极Pe21相接合。通过共用接地电极810中的开口AP82露出的区域利用导电性接合材料与发射极用电极Pe22相接合。通过共用接地电极810中的开口AP83露出的区域利用导电性接合材料AD与发射极用电极Pe23相接合。通过共用接地电极810中的开口AP84露出的区域利用导电性接合材料AD与发射极用电极Pe24相接合。导电性接合材料AD例如是焊料，也可以是形成在发射极用电极Pe21、Pe22、Pe23、Pe24的外表面的焊料凸点。优选导电性接合材料AD是导热率较高的材料。
通过采用上述结构，高频放大元件20的输出成为多个高频放大用晶体管21、22、23、24的合成输出。由此，即使作为高频放大元件20的输出电平变高，也能抑制各个高频放大用晶体管21、22、23、24的放大率。由此，能抑制高频放大用晶体管21、22、23、24的发热，并能抑制因热量导致的高频放大用晶体管21、22、23、24的特性劣化。此外，易于维持高频放大用晶体管21、22、23、24的线性。
此外，本实施方式的结构中，高频放大用晶体管21、22、23、24的发射极用电极Pe21、Pe22、Pe23、Pe24仅经由导电性接合材料与共用接地电极810相接合。此外，共用接地电极810的面积比发射极用电极Pe21、Pe22、Pe23、Pe24及接地用端子电极820的面积要大，且配置于绝缘型基板80的表面。由此，高频放大用晶体管21、22、23、24中所产生的热量经由发射极用电极Pe21、Pe22、Pe23、Pe24，并通过共用接地电极810有效地散热至外部。由此，能进一步抑制因热量导致的高频放大用晶体管21、22、23、24的特性劣化。
此外，本实施方式的结构中，共用接地电极810通过多个厚度方向连接电极701、702、703与接地用端子电极820相连接。由此，与厚度方向连接电极为1个的情况相比，能提高散热效果。
此外，可以根据要用特性调整用电感器70来实现的电感适当决定厚度方向连接电极的个数及粗细。由此，能实现所希望的电感以作为特性调整用电感器70，从而能改善高频放大元件20的线性。
另外，在上述结构中，也可以省略绝缘性抗蚀剂800。该情况下，与共用接地电极810中的开口AP81、AP82、AP83、AP84相对应的区域成为连接盘电极。
接着，参照附图对本发明实施方式2所涉及的高频放大器模块进行说明。图3是示出本发明实施方式2所涉及的高频放大器模块的简要结构的图。
本实施方式所涉及的高频放大器模块10A相对于实施方式1所涉及的高频放大器模块10，在共用接地电极810与接地用端子电极820的连接结构上不同。高频放大器模块10A的其他结构与高频放大器模块10相同，省略相同部分的说明。
绝缘性基板80包括共用接地电极810、多个接地用端子电极820以及厚度方向连接电极701A、702、703。特性调整用电感器70A由厚度方向连接电极701A、702、703构成。共用接地电极810、多个接地用端子电极820以及厚度方向连接电极702、703具有与实施方式1相同的结构。
厚度方向连接电极701A具备厚度方向连接电极7011、7012、7012以及走线电极7013。走线电极7013配置在绝缘性基板80的厚度方向的中途位置。走线电极7013呈沿与绝缘性基板80的厚度方向正交的方向扩展的形状。
厚度方向连接电极7011、7012连接共用接地电极810与走线电极7013。厚度方向连接电极7014连接走线电极7013与接地用端子电极820。
上述结构中，能调整共用接地电极810与接地用端子电极820的连接方式。即，能调整特性调整用电感器70A的电感。由此，线性的改善变得容易。
接着，参照附图对本发明实施方式3所涉及的高频放大器模块进行说明。图4是示出本发明实施方式3所涉及的高频放大器模块的简要结构的图。
本实施方式所涉及的高频放大器模块10B相对于实施方式1所涉及的高频放大器模块10，在绝缘性基板80中的共用接地电极810的位置上不同。高频放大器模块10B的其他结构与高频放大器模块10相同，省略相同部分的说明。
共用接地电极810配置于绝缘性基板80的表面附近的层。此处，表面附近意味着在绝缘性基板80的厚度方向上发射极用电极Pe21、Pe22、Pe23、Pe24能仅经由导电性接合材料与共用接地电极810相连接的区域。
上述结构也能得到与实施方式1所涉及的高频放大器模块10相同的作用效果。
标号说明
10、10A、10B：高频放大器模块
20：高频放大元件
21、22、23、24：高频放大用晶体管
30：输入匹配电路
40：输出匹配电路
50：偏置电路
60：扼流线圈
70、70A：特性调整用电感器
80：绝缘性基板
200：半导体基板
701、701A、702、7011、7014：厚度方向连接电极
800：绝缘性抗蚀剂
810：共用接地电极
820：接地用端子电极
7013：走线电极
AD：导电性接合材料
AP81、AP82、AP83、AP84：开口
Pb：基极端子
Pc：集电极端子
Pe：发射极端子
Pe21、Pe22、Pe23、Pe24：发射极用电极
Pin：高频信号输入端子
Pout：高频信号输出端子
Pvd：驱动电压施加端子
Vb：偏置电压
Vd：驱动电压

Claims (3)

1.一种高频放大器模块，其特征在于，包括：
半导体基板，该半导体基板形成有对1个高频信号进行放大的多个高频放大用晶体管；以及
绝缘性基板，该绝缘性基板具有彼此相对的表面及背面，该绝缘性基板上形成有输入匹配电路、输出匹配电路、偏置电路、扼流线圈，
所述半导体基板具备多个发射极用电极，该多个发射极用电极分别与所述多个高频放大用晶体管的发射极相连接，且该多个发射极用电极形成在所述半导体基板的背面，
所述绝缘性基板包括：
共用接地电极，该共用接地电极形成在所述表面或该表面附近，与所述多个发射极用电极相接合；
接地用端子电极，该接地用端子电极形成在所述绝缘性基板的背面；以及
厚度方向连接电极，该厚度方向连接电极将所述共用接地电极连接至所述接地用端子电极，
所述多个高频放大用晶体管具有共用的基极和共用的集电极，所述基极经由所述输入匹配电路与高频信号输入端子相连接并且所述基极与所述偏置电路相连接，所述集电极经由所述扼流线圈与驱动电压施加端子相连接并且所述集电极经由所述输出匹配电路与高频信号输出端子相连接。
2.如权利要求1所述的高频放大器模块，其特征在于，
所述厚度方向连接电极为多个。
3.如权利要求1或2所述的高频放大器模块，其特征在于，
所述发射极用电极的面积比形成所述高频放大用晶体管的区域的面积要大。
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