CN110830053B - 高频模块以及通信装置 - Google Patents

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松本直也
祐森义明
佐俣充则
佐佐木丰
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Abstract

本发明提供抑制了功率放大器的放大特性的劣化的高频模块。高频模块(1)具备：发送功率放大器(11)，由级联连接的放大晶体管(110P)以及(110D)构成；以及安装基板(90)，具有相互背向的主面(90a)以及(90b)，并在主面(90a)安装有发送功率放大器(11)，放大晶体管(110P)配置于最后一级，并具有发射极端子(112P)，放大晶体管(110D)配置于比放大晶体管(110P)靠前一级，并具有发射极端子(112D)，安装基板(90)按距离主面(90a)从近到远的顺序具有地线电极层(93g)～(96g)，发射极端子(112P)与发射极端子(112D)不经由主面(90a)上的电极电连接，并且不经由地线电极层(93g)电连接。

Description

高频模块以及通信装置
技术领域
本发明涉及高频模块以及通信装置。
背景技术
在移动电话等移动体通信设备中，特别是，随着多频带化的发展，需要高密度地安装构成高频前端电路的电路元件。在高密度地安装电路元件时，放大电路以及使从该放大电路输出的高频信号通过的无源元件的散热措施很重要。
在专利文献1中，公开了一种功率放大模块，具有包含功率放大电路的半导体芯片、以及安装有该半导体芯片的布线基板。与半导体芯片的源极连接的凸块电极为多个球状凸块连接成长条状的所谓的条纹形状。根据该结构，功率放大模块能够将从功率放大电路产生的热量从源极连接的凸块电极经由设置于布线基板的多个源极用导通孔(VH1S～VH3S)散热至布线基板的背面端子。
专利文献1：日本特开2010－267944号公报
一般地，为了功率放大电路的地线强化以及散热性强化，将功率放大电路的地线端子与布线基板内的地线电极层连接有效。
然而，假定由级联连接的多级放大元件构成功率放大器的情况，特别是，从最后一级(功率级)的放大元件输出的大功率的高频信号经由布线基板内的地线电极层绕到前一级(驱动级)的放大元件的情况。在该情况下，由于绕到前一级(驱动级)的放大元件的高频信号成为噪声信号，所以功率放大器的放大特性劣化。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，目的在于提供一种抑制了功率放大器的放大特性的劣化的高频模块以及通信装置。
为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的高频模块具备：功率放大器，由级联连接的多个放大元件构成；以及安装基板，具有相互背向的第一主面和第二主面，并在上述第一主面安装有上述功率放大器，上述多个放大元件具有：第一放大元件，配置于上述多个放大元件的最后一级，具有第一地线端子；以及第二放大元件，配置于比上述第一放大元件靠前一级，并具有第二地线端子，上述安装基板在内部具有与上述第一主面大致平行的多个地线电极层，按距离上述第一主面从近到远的顺序为第一地线电极层至第n地线电极层(n是2以上的整数)，上述第一地线端子与上述第二地线端子在上述安装基板不经由上述第一主面上的电极电连接，并且不经由上述第一地线电极层电连接。
根据本发明，能够提供抑制了功率放大器的放大特性的劣化的高频模块以及通信装置。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的高频模块的电路结构的一个例子的图。
图2A是实施方式所涉及的高频模块所具备的功率放大器的电路结构图。
图2B是表示实施方式所涉及的高频模块的电路配置的平面示意图。
图3A是实施方式所涉及的高频模块的剖面示意图。
图3B是表示实施方式所涉及的高频模块所具有的功率放大器的安装配置的剖面示意图以及平面示意图。
图4是实施方式的变形例所涉及的高频模块的剖面示意图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式及其变形例进行详细说明。此外，以下说明的实施方式及其变形例均表示概括性的或者具体的例子。在以下的实施方式及其变形例中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式等是一个例子，并不意在限制本发明。对于以下的实施方式及其变形例中的构成要素中的未记载于独立权利要求的构成要素，被描述为任意的构成要素。另外，附图所示的构成要素的大小或者大小之比未必是严格的。
此外，在以下的实施方式及其变形例中，所谓的“A与B连接”被定义为是指(1)A与B直接接触、或者(2)经由导体膜(A与B分别与导体膜的表面以及背面)接触。另外，所谓的“A与B电连接”被定义为包含A与B可以不直接接触而A与B经由导电布线间接地连接的情况。
另外，在以下的实施方式及其变形例中，在安装在基板上的A、B以及C中，“在俯视该基板(或者该基板的主面)的情况下，C配置于A与B之间”被定义为是指在连结俯视该基板的情况下投影的A区域内的任意的点与俯视该基板的情况下投影的B区域内的任意的点的线上重叠有俯视该基板的情况下投影的C区域的至少一部分。
(实施方式)
[1高频模块以及通信装置的电路结构]
图1是实施方式所涉及的高频模块1的电路结构图。如该图所示，通信装置5具备高频模块1、天线元件2、RF信号处理电路(RFIC)3以及基带信号处理电路(BBIC)4。
RFIC3是对由天线元件2收发的高频信号进行处理的RF信号处理电路。具体而言，RFIC3通过降频转换等对经由高频模块1的接收信号路径输入的高频接收信号进行信号处理，并将通过该信号处理生成的接收信号输出至BBIC4。另外，RFIC3通过升频转换等对从BBIC4输入的发送信号进行信号处理，并将通过该信号处理生成的高频发送信号输出至高频模块1的发送信号路径。
BBIC4是使用比在高频模块1中传播的高频信号低频的中间频带进行信号处理的电路。被BBIC4处理后的信号例如被用作用于图像显示的图像信号、或者被用作声音信号以进行经由扬声器的通话。
另外，RFIC3也具有作为控制部的功能，该控制部基于所使用的通信频带(band)，来控制高频模块1所具有的开关51、52、53、54、55以及56的连接。具体而言，RFIC3通过控制信号(未图示)切换高频模块1所具有的开关51～56的连接。此外，控制部可以设置于RFIC3的外部，例如，也可以设置于高频模块1或者BBIC4。
天线元件2与高频模块1的共用端子100连接并放射从高频模块1输出的高频信号，另外，接收来自外部的高频信号并输出至高频模块1。
此外，在本实施方式所涉及的通信装置5中，天线元件2以及BBIC4不是必需的构成要素。
接下来，对高频模块1的详细结构进行说明。
如图1所示，高频模块1具备共用端子100、发送功率放大器11和12、接收低噪声放大器21和22、发送滤波器61T、62T、63T及64T、接收滤波器61R、62R、63R及64R、发送输出匹配电路30、接收输入匹配电路40、匹配电路71、72、73及74、开关51、52、53、54、55及56、耦合器80、以及耦合器输出端子180。
共用端子100与天线元件2连接。
发送功率放大器11是对属于第一频带组的通信频带A以及通信频带B的高频信号进行放大的功率放大器。另外，发送功率放大器12是对属于比第一频带组靠高频侧的第二频带组的通信频带C以及通信频带D的高频信号进行放大的功率放大器。
发送功率放大器11具有输入端子114和输出端子111、以及第一放大器11P和第二放大器11D。第一放大器11P以及第二放大器11D连接在输入端子114与输出端子111之间，且相互级联连接(串联连接)。第一放大器11P配置于最后一级，第二放大器11D配置于比第一放大器11P靠前一级。
发送功率放大器12具有输入端子124和输出端子121、以及第一放大器12P和第二放大器12D。第一放大器12P以及第二放大器12D连接在输入端子124与输出端子121之间，且相互级联连接(串联连接)。第一放大器12P配置于最后一级，第二放大器12D配置于比第一放大器12P靠前一级。
图2A是实施方式所涉及的发送功率放大器11的电路结构图。发送功率放大器11为包含相互级联连接的2级放大晶体管的结构。如图2A所示，发送功率放大器11具有第一放大器11P和第二放大器11D。
第一放大器11P具备放大晶体管110P、电容器115P和116P、偏置电路117P、集电极端子113P、发射极端子112P、输入端子114P、以及输出端子111。
放大晶体管110P是配置于多个放大晶体管的最后一级(功率级)的第一放大元件，例如，是具有集电极、发射极以及基极且发射极接地型的双极晶体管，对被输入至基极的高频电流进行放大并从集电极输出。此外，放大晶体管110P也可以是具有漏极(对应于集电极)、源极(对应于发射极)以及栅极(对应于基极)的场效应型的晶体管。
第二放大器11D具备放大晶体管110D、电容器115D和116D、偏置电路117D、集电极端子113D、发射极端子112D、输入端子114以及输出端子111D。
放大晶体管110D是配置于比配置于最后一级的放大晶体管110P靠前一级(驱动级)的第二放大元件，例如，是具有集电极、发射极以及基极且发射极接地型的双极晶体管，对被输入至基极的高频电流进行放大并从集电极输出。此外，放大晶体管110D也可以是具有漏极(对应于集电极)、源极(对应于发射极)以及栅极(对应于基极)的场效应型的晶体管。
电容器115P是DC截止用的电容元件，具有通过从偏置电路117P施加到基极的直流偏置电压，防止直流电流泄漏到输入端子114P的功能。电容器115D是DC截止用的电容元件，具有通过从偏置电路117D施加到基极的直流偏置电压，防止直流电流泄漏到输入端子114的功能。
电容器116P是DC截止用的电容元件，具有除去重叠有直流偏置电压的高频放大信号的直流成分的功能，且除去该直流成分后的高频放大信号从输出端子111输出。电容器116D是DC截止用的电容元件，具有除去重叠有直流偏置电压的高频放大信号的直流成分的功能，且除去该直流成分后的高频放大信号从输出端子111D输出。
偏置电路117P与放大晶体管110P的基极连接，具有通过对该基极施加偏置电压，而使放大晶体管110P的动作点最佳化的功能。偏置电路117D与放大晶体管110D的基极连接，具有通过对该基极施加偏置电压，而使放大晶体管110D的动作点最佳化的功能。
在这里，发射极端子112P是用于将第一放大器11P与地线电连接的第一地线端子。发射极端子112D是用于将第二放大器11D与地线电连接的第二地线端子。
换句话说，放大晶体管110P是配置于多个放大晶体管的最后一级，具有第一地线端子的第一放大元件，放大晶体管110D是配置于比放大晶体管110P靠前一级，并具有第二地线端子的第二放大元件。
根据本实施方式所涉及的发送功率放大器11的上述电路结构，从输入端子114输入的高频信号RFin成为从放大晶体管110D的基极流入发射极的基极电流Ib1。基极电流Ib1被放大晶体管110D放大成为集电极电流Icc1，与该集电极电流Icc1对应的高频信号从输出端子111D(输入端子114P)输出。进一步，通过放大晶体管110D放大后的高频信号成为经由输入端子114P从放大晶体管110P的基极流入发射极的基极电流Ib2。基极电流Ib2被放大晶体管110P放大成为集电极电流Icc2，与该集电极电流Icc2对应的高频信号从输出端子111输出。此时，基极电流Ib1与集电极电流Icc1合计后的电流从发射极端子112D流入地线。另外，基极电流Ib2与集电极电流Icc2合计后的大电流从发射极端子112P流入地线。
放大晶体管110P以及110D分别例如由包含Si的CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)的场效应型晶体管、或者以GaAs为材料的场效应型晶体管或者如上述那样的双极晶体管构成。此外，通过由包含Si的CMOS构成无需功率处理的放大晶体管110D，能够廉价地制造高频模块1。另一方面，高频发送信号的功率电平较高的放大晶体管110P由GaAs系材料构成，从而能够输出具有高品质的放大特性以及噪声特性的高频发送信号。
进一步，也可以与开关51～55、以及控制开关51～55的连接及发送功率放大器11和接收低噪声放大器21的放大率的控制部一起，以包含Si的CMOS将无需功率处理的放大晶体管110D集成为一个芯片。由此，能够实现高频模块1的小型化。
此外，在本实施方式中，发送功率放大器11以及12分别由2级放大元件构成，但也可以由3级以上的放大元件构成。在该情况下，上述多个放大晶体管中的配置于最后一级的放大晶体管是第一放大元件，配置于比第一放大元件靠前一级的放大晶体管是第二放大元件。
此外，对于发送功率放大器12，也具有与发送功率放大器11相同的电路结构，并具有与发送功率放大器11相同的功能。
接收低噪声放大器21是以低噪声放大通信频带A以及通信频带B的高频信号的低噪声放大器。另外，接收低噪声放大器22是以低噪声放大通信频带C以及通信频带D的高频信号的低噪声放大器。
接收低噪声放大器21以及22例如由CMOS、或者以GaAs为材料的场效应型晶体管、双极晶体管等构成。
发送滤波器61T经由发送输出匹配电路30以及开关51与发送功率放大器11的输出端电连接，使被发送功率放大器11放大后的高频发送信号中的通信频带A的发送频带的高频发送信号通过。另外，发送滤波器62T经由发送输出匹配电路30以及开关51与发送功率放大器11的输出端电连接，使被发送功率放大器11放大后的高频发送信号中的通信频带B的发送频带的高频发送信号通过。另外，发送滤波器63T经由发送输出匹配电路30以及开关52与发送功率放大器12的输出端电连接，使被发送功率放大器12放大后的高频发送信号中的通信频带C的发送频带的高频发送信号通过。另外，发送滤波器64T经由发送输出匹配电路30以及开关52与发送功率放大器12的输出端电连接，使被发送功率放大器12放大后的高频发送信号中的通信频带D的发送频带的高频发送信号通过。
接收滤波器61R经由接收输入匹配电路40以及开关53与接收低噪声放大器21的输入端电连接，使从共用端子100输入的高频接收信号中的通信频带A的接收频带的高频接收信号通过。另外，接收滤波器62R经由接收输入匹配电路40以及开关53与接收低噪声放大器21的输入端电连接，使从共用端子100输入的高频接收信号中的通信频带B的接收频带的高频接收信号通过。另外，接收滤波器63R经由接收输入匹配电路40以及开关54与接收低噪声放大器22的输入端电连接，使从共用端子100输入的高频接收信号中的通信频带C的接收频带的高频接收信号通过。另外，接收滤波器64R经由接收输入匹配电路40以及开关54与接收低噪声放大器22的输入端电连接，使从共用端子100输入的高频接收信号中的通信频带D的接收频带的高频接收信号通过。
此外，上述的发送滤波器61T～64T以及接收滤波器61R～64R例如也可以是弹性表面波滤波器、使用BAW(Bulk Acoustic Wave：体声波)的弹性波滤波器、LC共振滤波器以及电介质滤波器中的任意一个，进一步，并不限于这些。
发送滤波器61T以及接收滤波器61R构成将通信频带A作为通带的双工器61。另外，发送滤波器62T以及接收滤波器62R构成将通信频带B作为通带的双工器62。另外，发送滤波器63T以及接收滤波器63R构成将通信频带C作为通带的双工器63。另外，发送滤波器64T以及接收滤波器64R构成将通信频带D作为通带的双工器64。
发送输出匹配电路30具有匹配电路31以及32。匹配电路31配置于连结发送功率放大器11与发送滤波器61T以及62T的发送路径上，进行发送功率放大器11与发送滤波器61T以及62T的阻抗匹配。匹配电路32配置于连结发送功率放大器12与发送滤波器63T以及64T的发送路径上，进行发送功率放大器12与发送滤波器63T以及64T的阻抗匹配。
接收输入匹配电路40具有匹配电路41以及42。匹配电路41配置在连结接收低噪声放大器21与接收滤波器61R以及62R的接收路径上，进行接收低噪声放大器21与接收滤波器61R以及62R的阻抗匹配。匹配电路42配置于连结接收低噪声放大器22与接收滤波器63R以及64R的接收路径上，进行接收低噪声放大器22与接收滤波器63R以及64R的阻抗匹配。
开关51配置于连结匹配电路31与发送滤波器61T以及62T的发送路径上，切换发送功率放大器11与发送滤波器61T的电连接、以及发送功率放大器11与发送滤波器62T的电连接。开关52配置于连结匹配电路32与发送滤波器63T以及64T的发送路径上，切换发送功率放大器12与发送滤波器63T的电连接、以及发送功率放大器12与发送滤波器64T的电连接。开关53配置于连结匹配电路41与接收滤波器61R以及62R的接收路径上，切换接收低噪声放大器21与接收滤波器61R的电连接、以及接收低噪声放大器21与接收滤波器62R的电连接。开关54配置于连结匹配电路42与接收滤波器63R以及64R的接收路径上，切换接收低噪声放大器22与接收滤波器63R的电连接、以及接收低噪声放大器22与接收滤波器64R的电连接。
开关55配置于连结共用端子100与发送滤波器61T～64T以及接收滤波器61R～64R的信号路径上，切换(1)共用端子100与发送滤波器61T以及接收滤波器61R的电连接、(2)共用端子100与发送滤波器62T以及接收滤波器62R的电连接、(3)共用端子100与发送滤波器63T以及接收滤波器63R的电连接、以及(4)共用端子100与发送滤波器64T以及接收滤波器64R的电连接。此外，开关55由能够同时进行上述(1)～(4)中的2个以上的连接的多连接型的开关电路构成。
匹配电路71配置于连结开关55与发送滤波器61T以及接收滤波器61R的路径。匹配电路72配置于连结开关55与发送滤波器62T以及接收滤波器62R的路径上。匹配电路73配置于连结开关55与发送滤波器63T以及接收滤波器63R的路径上。匹配电路74配置于连结开关55与发送滤波器64T以及接收滤波器64R的路径上。
耦合器80以及开关56是监视在共用端子100与开关55之间传输的高频信号的电力强度的电路，将监视到的电力强度经由耦合器输出端子180输出至RFIC3等。
根据上述电路结构，高频模块1能够执行同时发送、同时接收以及同时收发通信频带A以及通信频带B的任意一个通信频带的高频信号、以及通信频带C以及通信频带D的任意一个通信频带的高频信号中的至少任意一个。
此外，发送滤波器61T～64T、接收滤波器61R～64R、发送功率放大器12、接收低噪声放大器21和22、匹配电路31、32、41、42、71～74、耦合器80、开关51～56、以及耦合器输出端子180不是本发明的高频模块中必需的构成要素。换句话说，本实施方式所涉及的高频模块1是发送通信频带A的高频信号的电路即可，在发送功率放大器11与安装发送功率放大器11的安装基板(在图3A以及图3B中图示)的连接结构上具有特征。
[2高频模块1的电路元件配置结构]
图2B是表示实施方式所涉及的高频模块1的电路配置的平面结构示意图。另外，图3A是实施方式所涉及的高频模块1的剖面示意图。另外，图3B是表示实施方式所涉及的高频模块1所具有的发送功率放大器11的安装配置的剖面示意图以及平面示意图。更具体而言，图3A是图2B的IIIA－IIIA线上的剖视图，图3B的(b)是安装有图2B中的发送功率放大器11的区域Ap的主面90a上的俯视图，图3B的(a)是图3B的(b)的IIIB－IIIB线上的剖视图。
如图2B以及图3A所示，本实施方式所涉及的高频模块1除了图1所示的电路结构以外，还具有安装基板90和树脂部件70。
安装基板90是具有相互背向的主面90a(第一主面)以及主面90b(第二主面)，并安装图1所示的电路元件的基板。作为安装基板90，例如，使用由树脂构成的多层基板、或者由多个电介质层构成的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co－fired Ceramics：LTCC)多层基板等。
树脂部件70配置于安装基板90的主面90a，覆盖安装于主面90a的电路元件以及安装基板90的主面90a，具有确保上述电路元件的机械强度以及耐湿性等可靠性的功能。此外，树脂部件70不是本发明所涉及的高频模块中必需的构成要素。
如图2B以及图3A所示，在本实施方式所涉及的高频模块1中，在安装基板90的主面90a表面安装有发送功率放大器11和12、接收低噪声放大器21和22、双工器61～64、匹配电路31、32、41及42、以及开关51、52及55。此外，也可以在安装基板90的主面90b安装有发送功率放大器12、接收低噪声放大器21和22、双工器61～64、匹配电路31、32、41及42、以及开关51、52及55。另外，虽然在图2B中未图示开关56、匹配电路71～74、以及耦合器80，但也可以表面安装于安装基板90的主面90a以及90b的任意一个，另外也可以内置于安装基板90。
匹配电路31包含电感器31L以及电容器31C。匹配电路32包含电感器32L以及电容器32C。匹配电路41包含电感器41L以及电容器41C。匹配电路42包含电感器42L以及电容器42C。
如图2B所示，在俯视安装基板90的情况下，发送功率放大器11(第一放大器11P和第二放大器11D)和发送功率放大器12(第一放大器12P和第二放大器12D)、匹配电路31和32、以及开关51和52的发送电路元件配置于安装基板90的左侧区域。另一方面，接收低噪声放大器21和22、以及匹配电路41和42的接收电路元件配置于安装基板90的右侧区域。而且，在俯视安装基板90的主面90a的情况下，双工器61～64配置于发送电路元件与接收电路元件之间(的中央区域)。由此，由于高频模块1的发送系统电路和接收系统电路隔着双工器分离配置，所以能够提高发送系统电路与接收系统电路的隔离。
如图3A和图3B所示，高频模块1还具备与发送功率放大器11连接，且在俯视该表面的情况下为细长形状的凸块电极13P(第一凸块电极)以及凸块电极13D。发送功率放大器11(第一放大器11P以及第二放大器11D)安装于安装基板90的主面90a。如图2A所示，第一放大器11P以及第二放大器11D分别具有发射极端子112P(第一地线端子)以及112D(第二地线端子)。另外，如图3B的(b)所示，第一放大器11P的发射极端子112P与凸块电极13P连接，第二放大器11D的发射极端子112D与凸块电极13D连接。
安装基板90具有在俯视安装基板90的情况下为细长形状的导通孔导体91P以及91D。凸块电极13P与导通孔导体91P连接，凸块电极13D与导通孔导体91D连接。
进一步，如图3A所示，安装基板90在内部具有与主面90a大致平行的多个地线电极层，且按距离主面90a从近到远的顺序为地线电极层93g(第一地线电极层)、地线电极层94g(第二地线电极层)、地线电极层95g(第三地线电极层)、以及地线电极层96g(第四地线电极层)。进一步，安装基板90具有形成于主面90b的地线电极层93。此外，安装基板90在其内部具有2层以上的地线电极层即可。
在这里，如图3B的(a)所示，导通孔导体91D与地线电极层93g以及94g连接，相对于此，导通孔导体91P不与第一层的地线电极层93g连接，而与第二层的地线电极层94g连接。
换句话说，本实施方式所涉及的高频模块1具备：发送功率放大器11，由级联连接的多个放大晶体管110P(第一放大元件)和110D(第二放大元件)构成；以及安装基板90，具有主面90a(第一主面)和90b(第二主面)，并在主面90a安装有发送功率放大器11。放大晶体管110P配置于最后一级，并具有发射极端子112P(第一地线端子)。放大晶体管110D配置于放大晶体管110P的前一级，并具有发射极端子112D(第二地线端子)。安装基板90在其内部，按距离主面90a从近到远的顺序具有地线电极层93g(第一地线电极层)、地线电极层94g(第二地线电极层)、地线电极层95g(第三地线电极层)、以及地线电极层96g(第四地线电极层)。在这里，发射极端子112P与发射极端子112D不经由主面90a上的电极电连接，并且不经由第一层的地线电极层93g电连接。
一般地，为了发送功率放大电路的地线强化以及散热性强化，将发送功率放大电路的地线端子与安装基板内的地线电极层连接有效。然而，为了实现大功率输出，而假定由级联连接的多级放大晶体管构成发送功率放大器的情况，特别是，由最后一级(功率级)的放大晶体管生成的大功率的高频信号经由安装基板内的地线电极层绕到前一级(驱动级)的放大晶体管。在该情况下，由于绕到前一级(驱动级)的放大晶体管的高频信号成为前一级(驱动级)的放大晶体管中的噪声，所以发送功率放大器的放大特性劣化。
与此相对，根据本实施方式所涉及的高频模块1的上述结构，放大晶体管110P的地线端子亦即发射极端子112P与放大晶体管110D的地线端子亦即发射极端子112D在安装基板90不经由主面90a上的电极电连接，并且不经由第一层的地线电极层93g电连接。因此，由于放大晶体管110P的地线端子与放大晶体管110D的地线端子不以经由安装基板90的路径中的形成于安装基板90的主面90a的表层附近的最短路径电连接，所以能够延长双方的地线端子间的电气路径。因此，从最后一级(功率级)的放大晶体管110P输出的大功率的高频信号即使在地线布线中传播的情况下也被充分衰减并流入驱动级的放大晶体管110D。因此，由于能够抑制从功率级的第一放大器11P朝向驱动级的第二放大器11D的噪声信号的侵入，所以能够抑制发送功率放大器11以及高频模块1的放大特性的劣化。
此外，在本实施方式中，如图3B的(a)所示，第一放大器11P的发射极端子112P与第二放大器11D的发射极端子112D在安装基板90不经由主面90a上的电极电连接，并且不经由第一层的地线电极层93g电连接，但经由第二层的地线电极层94g电连接。与此相对，发射极端子112P与发射极端子112D也可以不经由安装基板90的任意一个地线电极层电连接。在该情况下，发射极端子112P与发射极端子112D例如在与安装基板90的主面90b对置地配置的外部基板上电连接。由此，由于能够在高频模块1内最大地抑制从功率级的第一放大器11P朝向驱动级的第二放大器11D的噪声信号的侵入，所以能够最大程度地抑制发送功率放大器11以及高频模块1的放大特性的劣化。
此外，凸块电极13P和13D、以及导通孔导体91P和91D也可以不是细长形状，例如，也可以是大致圆形。另外，凸块电极13P以及13D也可以不是凸块，也可以是配置于发送功率放大器11的表面的连接电极。
另外，也可以没有凸块电极13P和13D，发射极端子112P与导通孔导体91P也可以直接连接，另外，发射极端子112D与导通孔导体91D也可以直接连接。换句话说，发射极端子112P与导通孔导体91P也可以在主面90a连接，另外，发射极端子112D与导通孔导体91D也可以在主面90a连接。
另外，在本实施方式中，如图3B的(b)所示，在上述俯视时，凸块电极13P与导通孔导体91P的长度方向彼此对齐，并且，在上述俯视时至少在上述长度方向较长的凸块电极13P与导通孔导体91P的重叠区域连接。在这里，所谓的长度方向彼此对齐并不限定于导通孔导体91P的长度方向与凸块电极13P的长度方向平行的状态，也包括导通孔导体91P的长度方向与凸块电极13P的长度方向所成的角度为45度以下的状态。另外，所谓的上述长度方向较长的重叠区域是上述俯视时的凸块电极13P的区域中的上述长度方向较长的区域与上述俯视时的导通孔导体91P的区域中的上述长度方向较长的区域重叠的区域。另外，凸块电极13D与导通孔导体91D在上述俯视时长度方向彼此对齐，并且，在上述俯视时至少在上述长度方向较长的凸块电极13D与导通孔导体91D的重叠区域连接。
此外，所谓的细长形状是在一个方向上较长的形状，所谓的长度方向是指这一个方向。
由此，由于细长形状的凸块电极13P与细长形状的导通孔导体91P在上述俯视时在整个长度方向上重叠地连接，所以与以往相比，凸块电极13P与导通孔导体91P的接触面积增大，另外，凸块电极13P以及导通孔导体91P的体积也增大。另外，由于细长形状的凸块电极13D与细长形状的导通孔导体91D在上述俯视时在整个长度方向上重叠地连接，所以与以往相比，凸块电极13D与导通孔导体91D的接触面积增大，另外，由于凸块电极13D以及导通孔导体91D具有细长形状，所以凸块电极13D以及导通孔导体91D的体积也增大。因此，能够提高高频模块1的散热性。
此外，凸块电极13P以及13D分别例如是以铜(Cu)为主要成分的柱状电极。由此，能够通过电解或者无电解电镀法等容易地将凸块电极13P以及13D形成为上述细长形状，另外，与其它金属材料相比较能够降低热阻。因此，能够实现制造工序的简单化以及进一步的散热性的提高。
另外，如图2A所示，第一放大器11P具备放大晶体管110P、电容器115P和116P、偏置电路117P、集电极端子113P、发射极端子112P、输入端子114P、以及输出端子111。此外，放大晶体管110P是具有集电极、发射极以及基极且发射极接地型的双极晶体管，但也可以是具有漏极(对应于集电极)、源极(对应于发射极)以及栅极(对应于基极)的场效应型的晶体管。
第二放大器11D具备放大晶体管110D、电容器115D和116D、偏置电路117D、集电极端子113D、发射极端子112D、输入端子114、以及输出端子111D。此外，放大晶体管110D是具有集电极、发射极以及基极且发射极接地型的双极晶体管，但也可以是具有漏极(对应于集电极)、源极(对应于发射极)以及栅极(对应于基极)的场效应型的晶体管。
此外，在本实施方式中，与发射极端子112P连接的凸块电极13P、导通孔导体91P、与发射极端子112D连接的凸块电极13D、以及导通孔导体91D全部在上述俯视时具有细长形状。优选其中的凸块电极13P以及导通孔导体91P比凸块电极13D以及导通孔导体91D优先为细长形状。由此，能够优先提高输出大功率的第一放大器11P的散热性，从而使高频模块1有效地散热。
另外，如图3A和图3B所示，本实施方式所涉及的高频模块1还具备与第一放大器11P连接的凸块电极14P(第二凸块电极)、以及与第二放大器11D连接的凸块电极14D。凸块电极14P与第一放大器11P的输出端子111或者集电极端子113P中的至少一方连接，凸块电极14D与第二放大器11D的输出端子111D或者集电极端子113D中的至少一方连接。另外，凸块电极14P与设置于安装基板90的大致圆形的导通孔导体92P连接，凸块电极14D与设置于安装基板90的大致圆形的导通孔导体92D连接。在这里，在上述俯视时，凸块电极13P(第一凸块电极)的面积比凸块电极14P(第二凸块电极)的面积大。由此，由于流动有大电流的凸块电极13P的上述俯视时的面积比施加有高频信号或者电源电压Vcc的凸块电极14P的上述俯视时的面积大，所以能够使第一放大器11P的散热性最佳化。
在这里，在上述俯视时，凸块电极13D的面积比凸块电极14D的面积大。由此，由于凸块电极13D的上述俯视时的面积比施加有高频信号或者电源电压Vcc的凸块电极14D的上述俯视时的面积大，所以能够使第二放大器11D的散热性最佳化。
此外，在本实施方式所涉及的高频模块1中，凸块电极13P与导通孔导体91P在上述俯视时完全重叠(在上述俯视时导通孔导体91P包含凸块电极13P)，凸块电极13D与导通孔导体91D在上述俯视时完全重叠(在上述俯视时导通孔导体91D包含凸块电极13D)。与此相对，也可以凸块电极13P与导通孔导体91P在上述俯视时长度方向对齐，并且，凸块电极13P的部分区域与导通孔导体91P重叠，并且，凸块电极13P的其它区域与安装基板90的非导体部重叠。另外，也可以凸块电极13D与导通孔导体91D在上述俯视时长度方向对齐，并且，凸块电极13D的部分区域与导通孔导体91D重叠，并且，凸块电极13D的其它区域与安装基板90的非导体部重叠。
此外，所谓的安装基板90的非导体部是在上述俯视时与导通孔导体的外周接触的安装基板90的主体。例如在安装基板90为由树脂构成的多层基板的情况下，安装基板90的非导体部为构成该多层基板的主体的树脂部件。另外，在安装基板90为LTCC基板的情况下，所谓的非导体部为构成该LTCC基板的主体的陶瓷部件。
换句话说，凸块电极13P也可以包含在上述俯视时，不与导通孔导体91P重叠而与非导体部重叠的区域。另外，凸块电极13D也可以包含在上述俯视时，不与导通孔导体91D重叠而与非导体部重叠的区域。
细长形状的导通孔导体91P以及91D例如通过首先利用激光等在安装基板90开孔之后，填充银(Ag)或者铜(Cu)等导体部件(例如导电性浆料)等而形成。由于细长形状的导通孔导体91P以及91D在上述俯视时不是正圆形状，所以存在在形成导通孔导体91P以及91D时填充导体部件的情况下，与导通孔外周区域相比导通孔内周区域的导体填充量较少的情况。因此，假定与导通孔外周区域相比，导通孔内周区域在安装基板90的主面90a容易产生凹部，而在安装基板90的主面90a很难确保导通孔导体91P以及91D的平坦性。另一方面，在上述俯视时包围导通孔导体91P以及91D的非导体部在安装基板90的主面90a确保了平坦性。
由此，能够通过凸块电极13P与导通孔导体91P的连接提高高频模块的散热性，并且通过凸块电极13P以及凸块电极13D与非导体部的连接确保安装基板90上的发送功率放大器11的平坦性。
进一步，由于无需使凸块电极与导通孔导体完全重叠，所以能够以某个程度自由地选择安装基板90上的导通孔导体91P以及91D的配置位置，并能够改变安装基板90内的散热区域。特别是，也能够远离由热量引起的特性变化较大的部件等地配置导通孔导体91P以及91D，而能够使高频模块的电气特性稳定。
此外，也可以使主面90a上的导通孔导体91P以及91D的面积比凸块电极13P以及13D的面积小。由此，由于能够使导通孔导体91P以及91D小型化，所以能够提高安装基板90内部的布线设计的自由度。
图4是实施方式的变形例所涉及的高频模块1A的剖面示意图。本变形例所涉及的高频模块1A与实施方式的高频模块1相比较，只有与第一放大器11P连接的凸块电极以及与该凸块电极连接的导通孔导体的结构不同。以下，对于本变形例所涉及的高频模块1A，对与实施方式所涉及的高频模块1相同的点省略说明，以不同点为中心进行说明。
如图4所示，第一放大器11P安装于安装基板90的主面90a。第一放大器11P分别具有发射极端子112P，发射极端子112P与凸块电极13a、13b、13c以及13d连接。凸块电极13a～13d分别在上述俯视时，具有大致圆形，并沿着x轴方向离散地配置。
安装基板90具有导通孔导体91a、91b、91c以及91d。导通孔导体91a～91d分别贯通安装基板90，在上述俯视时，具有大致圆形，并沿着x轴方向离散地配置。
在这里，凸块电极13a与导通孔导体91a连接，凸块电极13b与导通孔导体91b连接，凸块电极13c与导通孔导体91c连接，凸块电极13d与导通孔导体91d连接。
在这里，在本变形例所涉及的高频模块1A中，发射极端子112P与发射极端子112D在安装基板90上，不经由主面90a上的电极电连接，并且不经由第一层的地线电极层93g电连接。由此，由于能够抑制从功率级的第一放大器11P向驱动级的第二放大器11D的噪声信号的侵入，所以能够抑制发送功率放大器11以及高频模块1A的放大特性的劣化。
此外，导通孔导体91a～91d也可以为在安装基板90的内部，在上述俯视时具有细长形状的一个导通孔导体。换句话说，也可以根据高频模块1A所需的散热性以及地线强化性，在安装基板90的各层，分别独立地设定离散地配置的导通孔导体91a～91d、以及细长形状的导通孔导体。
此外，在上述实施方式及其变形例所涉及的高频模块中，细长形状的凸块电极13P以及13D为与发送功率放大器11连接的凸块电极，但细长形状的凸块电极13P以及13D也可以为与发送功率放大器12连接的凸块电极。
(其它实施方式等)
以上，对本实施方式所涉及的高频模块以及通信装置，举出实施方式及其变形例进行了说明，但本发明的高频模块以及通信装置并不限于上述实施方式及其变形例。将上述实施方式及其变形例中的任意的构成要素组合而实现的其它实施方式、对上述实施方式及其变形例施加在不脱离本发明的主旨的范围内本领域技术人员想到的各种变形而获得的变形例、内置有上述高频模块以及通信装置的各种设备也包含于本发明。
例如，在上述实施方式及其变形例所涉及的高频模块以及通信装置中，在附图所公开的连接各电路元件以及信号路径的路径之间，也可以插入其它电路元件以及布线等。
本发明作为配置于多频带对应的前端部的高频模块，能够广泛利用于移动电话等通信设备。
附图标记说明
1、1A…高频模块；2…天线元件；3…RF信号处理电路(RFIC)；4…基带信号处理电路(BBIC)；5…通信装置；11、11A、12…发送功率放大器；11D、12D…第二放大器；11P、12P…第一放大器；13a、13b、13c、13d、13D、13P、14D、14P…凸块电极；21、22…接收低噪声放大器；30…发送输出匹配电路；31、32、41、42、71、72、73、74…匹配电路；31C、32C、41C、42C…电容器；31L、32L、41L、42L…电感器；40…接收输入匹配电路；51、52、53、54、55、56…开关；61、62、63、64…双工器；61R、62R、63R、64R…接收滤波器；61T、62T、63T、64T…发送滤波器；70…树脂部件；80…耦合器；90…安装基板；90a、90b…主面；91a、91b、91c、91d、91D、91P、92、92D、92P…导通孔导体；93…背面地线电极层；93g、94g、95g、96g…地线电极层；100…共用端子；110D、110P…放大晶体管；111、111D、121…输出端子；112D、112P…发射极端子；113D、113P…集电极端子；114、114P、124…输入端子；115D、115P、116、116D、116P…电容器；117D、117P…偏置电路；180…耦合器输出端子。

Claims (13)

1.一种高频模块，具备：
功率放大器，由级联连接的多个放大元件构成；以及
安装基板，具有相互背向的第一主面和第二主面，并在上述第一主面安装有上述功率放大器，
上述多个放大元件具有：
第一放大元件，配置于上述多个放大元件的最后一级，具有第一地线端子；以及
第二放大元件，配置于比上述第一放大元件靠前一级，具有第二地线端子，
上述安装基板在内部具有与上述第一主面大致平行的多个地线电极层，按距离上述第一主面从近到远的顺序为第一地线电极层至第n地线电极层，其中，n是2以上的整数，
上述第一地线端子与上述第二地线端子在上述安装基板不经由上述第一主面上的电极电连接，并且不经由上述第一地线电极层电连接。
2.根据权利要求1所述的高频模块，其中，
上述第一地线端子与上述第二地线端子不经由上述安装基板所具有的上述多个地线电极层的任意一个连接。
3.根据权利要求1或2所述的高频模块，其中，
上述安装基板具有导通孔导体，该导通孔导体在俯视上述安装基板的情况下为细长形状，
上述第一地线端子与上述导通孔导体在上述第一主面连接。
4.根据权利要求1或2所述的高频模块，其中，
上述高频模块还具备连接电极，该连接电极与上述功率放大器的表面连接，
上述安装基板具有导通孔导体，该导通孔导体在俯视上述安装基板的情况下为细长形状，
上述连接电极与上述导通孔导体在上述第一主面连接。
5.根据权利要求4所述的高频模块，其中，
上述连接电极为在上述俯视时具有细长形状的第一凸块电极，
上述第一凸块电极与上述导通孔导体在上述俯视时长度方向彼此对齐，并且在上述第一凸块电极与上述导通孔导体的重叠区域连接，该重叠区域在上述俯视时至少在上述长度方向上较长。
6.根据权利要求5所述的高频模块，其中，
上述第一放大元件具有双极晶体管，该双极晶体管具有基极端子、集电极端子以及发射极端子，并使驱动电流从上述集电极端子朝向上述发射极端子流动，
上述发射极端子为上述第一地线端子。
7.根据权利要求6所述的高频模块，其中，
还具备第二凸块电极，该第二凸块电极与上述功率放大器的上述表面连接，
上述第二凸块电极与上述基极端子以及上述集电极端子中的至少一方连接，
在上述俯视时，上述第一凸块电极的面积比上述第二凸块电极的面积大。
8.根据权利要求5所述的高频模块，其中，
上述第一放大元件具有场效应型晶体管，该场效应型晶体管具有栅极端子、漏极端子以及源极端子，并使驱动电流从上述漏极端子朝向上述源极端子流动，
上述源极端子为上述第一地线端子。
9.根据权利要求8所述的高频模块，其中，
还具备第二凸块电极，该第二凸块电极与上述功率放大器的上述表面连接，
上述第二凸块电极与上述栅极端子以及上述漏极端子中的至少一方连接，
在上述俯视时，上述第一凸块电极的面积比上述第二凸块电极的面积大。
10.根据权利要求5～9中任一项所述的高频模块，其中，
上述第一凸块电极为以铜为主要成分的柱状电极。
11.根据权利要求5～9中任一项所述的高频模块，其中，
上述安装基板还具有非导体部，该非导体部为上述安装基板的主体，并与上述导通孔导体的外周接触，
上述第一凸块电极包含在上述俯视时不与上述导通孔导体重叠而与上述非导体部重叠的区域。
12.根据权利要求10所述的高频模块，其中，
上述安装基板还具有非导体部，该非导体部为上述安装基板的主体，并与上述导通孔导体的外周接触，
上述第一凸块电极包含在上述俯视时不与上述导通孔导体重叠而与上述非导体部重叠的区域。
13.一种通信装置，具备：
RF信号处理电路，对由天线元件收发的高频信号进行处理；以及
权利要求1～12中任一项所述的高频模块，在上述天线元件与上述RF信号处理电路之间传递上述高频信号。
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