CN115398739A - 高频电路模块 - Google Patents
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Abstract
安装于作为印制电路板的第一基板的高频电路模块具备：第二基板；高频电路，配置于所述第二基板的第一面；高频信号线，配置于所述第二基板的所述第一面，并从所述高频电路起延伸；以及匹配构件，以覆盖所述高频信号线的至少一部分的方式配置于所述第一面，该匹配构件用于调整所述高频信号线的阻抗，所述匹配构件包括：基准电位导体，向从作为所述第一面的相对面的所述第二基板的第二面朝向所述第一面的方向与所述高频信号线分隔，并被设定为基准电位；以及电介质，配置于所述基准电位导体与所述高频信号线之间。
Description
技术领域
本公开涉及高频电路模块。本申请主张基于2020年5月14日提出申请的日本申请第2020－085423号的优先权，并援引记载于所述日本申请的全部内容。
背景技术
在将高频电路模块这样的器件安装于印制电路板的情况下，需要在器件的端子与印制电路板的布线的连接部处使阻抗匹配。在专利文献1中记载了在微带线结构的印制电路板中，通过去除连接于器件的端子的表面层的焊盘的正下方的迹线(trace)层(接地)的一部分来调整阻抗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－140993号公报
发明内容
本公开的一个方案的高频电路模块是安装于作为印制电路板的第一基板的高频电路模块，该高频电路模块具备：第二基板；高频电路，配置于所述第二基板的第一面；高频信号线，配置于所述第二基板的所述第一面，并从所述高频电路起延伸；以及匹配构件，以覆盖所述高频信号线的至少一部分的方式配置于所述第一面，该匹配构件用于调整所述高频信号线的阻抗，所述匹配构件包括：基准电位导体，向从作为所述第一面的相对面的所述第二基板的第二面朝向所述第一面的方向与所述高频信号线分隔，并被设定为基准电位；以及电介质，配置于所述基准电位导体与所述高频信号线之间。
本公开不仅能实现为具备如上所述的特征性构成的高频电路模块，还能实现为包括高频电路模块的通信装置。
附图说明
图1是表示实施方式的高频电路模块的构成的一个例子的图。
图2是图1中的A－A线的剖视向视图。
图3是表示将匹配构件装接于实施方式的基板的情形的侧视剖视图。
图4是表示实施方式的高频电路的构成的一个例子的框图。
图5是表示实施方式的高频电路模块安装于印制电路板的状态的一个例子的俯视图。
图6是表示实施方式的高频电路模块安装于印制电路板的状态的一个例子的侧视剖视图。
图7是表示实施方式的高频电路模块的构成的一个变形例的侧视剖视图。
具体实施方式
＜本公开所要解决的问题＞
例如，变更印制电路板的设计的结果是有时在器件的端子与印制电路板的布线的连接部处阻抗会发生不匹配。要求一种能与这样的印制电路板的设计变更相应地容易地调整阻抗的器件。
＜本公开的效果＞
根据本公开，能与印制电路板的设计变更相应地使高频电路模块的端子与印制电路板的布线的接合部处的阻抗匹配。
＜本公开的实施方式的概要＞
以下，列举本公开的实施方式的概要来进行说明。
(1)本实施方式的高频电路模块是安装于作为印制电路板的第一基板的高频电路模块，具备：第二基板；高频电路，配置于所述第二基板的第一面；高频信号线，配置于所述第二基板的所述第一面，并从所述高频电路起延伸；以及匹配构件，以覆盖所述高频信号线的至少一部分的方式配置于所述第一面，该匹配构件用于调整所述高频信号线的阻抗，所述匹配构件包括：基准电位导体，向从作为所述第一面的相对面的所述第二基板的第二面朝向所述第一面的方向与所述高频信号线分隔，并被设定为基准电位；以及电介质，配置于所述基准电位导体与所述高频信号线之间。由此，通过与第一基板的构成相应地构成匹配构件，能使高频电路模块的端子与第一基板的布线的接合部处的阻抗匹配。
(2)也可以是，本实施方式的高频电路模块还具备：接地端子，配置于所述第二基板的第二面；以及过孔，在所述接地端子处贯通所述第二基板，所述基准电位导体通过所述第二过孔与所述接地端子导通。由此，能将基准电位导体的电位设定为第一基板的接地电位。
(3)在本实施方式的高频电路模块中，也可以是，一对所述接地端子配置于所述第二面，一对所述过孔分别在所述一对接地端子处贯通所述第二基板，所述基准电位导体的两端分别连接于所述一对所述过孔。由此，匹配构件成为像桥一样跨越高频信号线的构成，因此能将匹配构件稳定地装配于第二基板。
(4)在本实施方式的高频电路模块中，也可以是，所述匹配构件由包括导体箔和绝缘体基体材料的第三基板构成，所述基准电位导体由所述导体箔构成，所述电介质由所述绝缘体基体材料构成。由此，能通过作为印制电路板的第三基板容易地构成匹配构件。
(5)在本实施方式的高频电路模块中，也可以是，所述基准电位导体经由贯通所述第三基板的第二过孔与设于所述第二基板的接地端子导通。由此，能通过简单的构成将基准电位导体连接于接地端子。
(6)在本实施方式的高频电路模块中，也可以是，所述高频信号线的阻抗是通过所述导体箔的宽度和所述绝缘体基体材料的厚度中的至少一个来调整的。由此，能容易地调整高频信号线的阻抗。
＜本公开的实施方式的详情＞
以下，参照附图对本发明的实施方式的详情进行说明。需要说明的是，也可以将以下记载的实施方式的至少一部分任意地组合。
[1.高频电路模块]
图1是表示本实施方式的高频电路模块的构成的一个例子的图。
高频电路模块10具备基板(第二基板)50、RF(Radio Frequency：射频)电路100、RF信号线200、GND(ground：接地)导体300A、300B以及匹配构件400。
基板50例如是双面印制电路板，在表面(第一面)和背面(第二面)分别施加由导体箔构成的印制电路布线。
RF电路100配置于基板50的表面。RF电路100是高频电路的一个例子，输出RF信号(高频信号)。
RF信号线200配置于基板50的表面。RF信号线200从RF电路100起延伸，传输RF电路100所输出的RF信号。RF信号线200由导体箔构成。
GND导体300A、300B以隔着RF信号线200的方式配置于基板50的表面。GND导体300A、300B由导体箔构成。
图2是图1中的A－A线的剖视向视图。基板50包括绝缘体基体材料51和例如作为微带线的导体箔。需要说明的是，在图2中，导体箔的厚度被表现得比实际的厚度大。
如图2所示，在RF信号线200的终端部设有贯通基板50的通孔210。而且，在GND导体300A、300B处设有贯通基板50的一对通孔(过孔)310A、310B。在通孔210、310A、310B的内周施加了镀铜等。
在基板50的背面(第二面)配置有输出端子220。输出端子220由导体箔构成。输出端子220位于RF信号线200的终端部的正下方，RF信号线200和输出端子220通过通孔210导通。
在基板50的背面，以隔着输出端子220的方式配置有一对GND端子320A、320B。GND端子320A、320B分别由导体箔构成。GND端子320A位于GND导体300A的正下方，GND端子320B位于GND导体300B的正下方。GND端子320A和GND导体300A通过通孔310A导通，GND端子320B和GND导体300B通过通孔310B导通。
匹配构件400配置于基板50的表面。匹配构件400包括基准电位导体410和电介质420。基准电位导体410向基板50的高度方向，例如向从基板50的背面朝向表面的方向与RF信号线200分隔。基准电位导体410为板状或箔状。基准电位导体410与RF信号线200在高度方向上平行地被配置为位于RF信号线200的正上方。在具体的一个例子中，基准电位导体410位于RF信号线200的终端部的正上方。
电介质420配置于基准电位导体410与RF信号线200之间。在具体的一个例子中，基准电位导体410装配于电介质420的表面。就是说，基准电位导体410和电介质420被配置为层状。电介质420在俯视观察下具有与基准电位导体410相同的形状。在具体的一个例子中，基准电位导体410和电介质420分别在俯视观察下成为全等的长方形。
在电介质420的背面设有一对连接导体440A、440B。连接导体440A、440B设于电介质420的两端。连接导体440A、440B分别由导体箔构成。
例如，匹配构件400由印制电路板(第三基板)构成。基准电位导体410例如由印制电路板的导体箔构成。电介质420例如由印制电路板的绝缘体基体材料构成。匹配构件400在基准电位导体410的两端部分具有一对通孔(第二过孔)430A、430B。在通孔430A、430B的内周施加了镀铜等。连接导体440A、440B分别位于基准电位导体410的两端的正下方。基准电位导体410的一端和连接导体440A通过通孔430A导通，基准电位导体410的另一端和连接导体440B通过通孔430B导通。
图3是表示将匹配构件400装接于本实施方式的基板50的情形的侧视剖视图。匹配构件400装接于构成为单独部件的基板50。连接导体440A和连接导体440B的间隔与GND导体300A和GND导体300B的间隔大致相等。连接导体440A、440B分别被定位于GND导体300A、300B。即，连接导体440A与GND导体300A连接，连接导体440B与GND导体300B连接。由此，基准电位导体410与GND端子320A、320B导通。
再次参照图2。在匹配构件400装接于基板50的状态下，流体的合成树脂层叠在基板50的表面之后被固化，从而形成模制树脂500。通过模制树脂500将RF电路100、RF信号线200、GND导体300A、300B以及匹配构件400密封。
[2.高频电路的例子]
图4是表示本实施方式的高频电路的构成的一个例子的框图。图4所示的放大电路100A是放大无线通信信号用的电路，是高频电路100的一个例子。放大电路100A包括驱动放大器110和多赫蒂放大电路120。多赫蒂放大电路120包括分配器130、输入匹配电路140A、140B、相位延迟电路150、载波放大器160A、输出匹配电路170、峰值放大器160B以及阻抗变换电路180。
驱动放大器110、载波放大器160A以及峰值放大器160B分别由MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、Gan HEMT(GalliumNitride High-Electron-Mobility Transistor：氮化镓高电子迁移率晶体管)等晶体管芯片构成。驱动放大器110、载波放大器160A以及峰值放大器160B既可以由构造、材料或特性相同的晶体管芯片构成，也可以由构造、材料以及特性中的至少一个不同的晶体管芯片构成。
在放大电路100A中，驱动放大器110是前置放大器，多赫蒂放大电路120的输入侧连接于驱动放大器110的输出端子(漏极端子)。更具体而言，从驱动放大器110的输出端子起延伸的信号线111连接于多赫蒂放大电路120的输入侧。
多赫蒂放大电路120中包括分配器130。上述的信号线111连接于分配器130的输入端子。信号线112、113分别从分配器130的两个输出端子延伸。驱动放大器110将输入的高频信号放大，并输出放大后的信号。分配器130将从驱动放大器110输出的高频信号分配给信号线112、113。
信号线112经由输入匹配电路140A连接于载波放大器160A的输入端子(栅极端子)。载波放大器160A被偏置为A类或AB类，无论输入信号的功率电平如何都将信号放大，并输出放大后的信号(第一放大信号)。
信号线113经由相位延迟电路150和输入匹配电路140B连接于峰值放大器160B的输入端子(栅极端子)。相位延迟电路150对输入信号赋予90°的相位延迟。峰值放大器160B被偏置C类，在输入信号的功率电平为规定值以上的情况下将信号放大，并输出放大后的信号(第二放大信号)。
载波放大器160A的输出端子(漏极端子)连接于输出匹配电路170。输出信号线114从输出匹配电路170延伸。输出匹配电路170对输入信号赋予90°的相位延迟。输出匹配电路170是阻抗变换电路，对载波放大器160A的负载阻抗进行调整。输出信号线114传输从载波放大器160A输出的第一放大信号。
输出信号线115从峰值放大器160B的输出端子(漏极端子)延伸。输出信号线115传输从峰值放大器160B输出的第二放大信号。输出信号线114与输出信号线115耦合，连接于阻抗变换电路180。
从载波放大器160A输出的放大信号(第一放大信号)和从峰值放大器160B输出的放大信号(第二放大信号)的合成信号被输入至阻抗变换电路180。阻抗变换电路180对多赫蒂放大电路120整体的阻抗进行调整。
上述那样的构成的多赫蒂放大电路120在来自驱动放大器110的输入信号的功率电平低的情况下，通过载波放大器160A将信号放大，并输出放大后的信号。多赫蒂放大电路120在来自驱动放大器110的输入信号的功率电平高的情况下，分别通过载波放大器160A和峰值放大器160B将信号放大，对放大后的两个信号进行合成，并输出合成信号。阻抗变换电路180的输出侧连接于上述的RF信号线200。RF信号线200传输作为高频信号的放大电路100A的输出信号。
[3.高频电路模块的安装例]
高频电路模块10安装于主基板(第一基板)。图5是表示本实施方式的高频电路模块安装于印制电路板的状态的一个例子的俯视图，图6是其侧视剖视图。主基板600除了安装有高频电路模块10之外，例如还安装有无线通信用的发送电路、信号处理电路等。主基板(第一基板)600例如是微带结构的双面印制电路板，在表面和背面分别施加由导体箔构成的印制电路布线。
主基板600包括绝缘体基体材料630和例如作为微带线的导体箔。需要说明的是，在图6中，导体箔的厚度被表现得比实际的厚度大。
在主基板600的表面设有信号线610以及GND导体620A、620B。信号线610以及GND导体620A、620B分别由导体箔构成。
信号线610的端部是端子，高频电路模块10的输出端子220连接于该端子。
GND导体620A、620B分别被设定为接地电位。GND导体620A连接于高频电路模块10的GND端子320A，GND导体620B连接于GND端子320B。由此，基准电位导体410与GND导体620A、620B导通，基准电位导体410被设定为接地电位。而且，在主基板600的背面设有由导体箔构成的接地面640。
[4.通过匹配构件实现的阻抗调整]
微带线的特性阻抗由以下的算式表示。
[数式1]
在此，w表示线宽，h表示绝缘体基体材料630的高度，t表示导体箔的厚度(高度)。因此，信号线610的特性阻抗可以根据以上算式来求出。
要求输出端子220的阻抗与信号线610的阻抗匹配。在本实施方式的高频电路模块10中，通过匹配构件400来容易地调整输出端子220的阻抗。
如图2所示，电介质420配置于RF信号线200与基准电位导体410之间。因此，通过RF信号线200、基准电位导体410以及电介质420构成了电容器。需要说明的是，在图2中，铜箔的厚度被表现得比实际的厚度大，因此在电介质420与RF信号线200之间产生了间隙。但是，实际的导体箔的厚度至多为几十μm，电介质420与RF信号线200接触，或者即使分隔，其间隔也为几十μm。而且，在电介质420与RF信号线200之间存在空气层或别的绝缘体(合成树脂等)的情况下，也保持了RF信号线200与基准电位导体410的绝缘性，同样产生作为电容器的功能。
RF信号线200的阻抗、即输出端子220的阻抗由这样的电容器的电容来决定。
平板电容器的电容与对置电极间的距离即电介质的厚度和对置电极的面积成比例。因此，在本实施方式的高频电路模块10中，电容根据基准电位导体410的宽度W(参照图1)和电介质420的厚度(高度)T(参照图2)而确定，其结果是，输出端子220的阻抗确定。由此，能通过调整基准电位导体410的宽度W和电介质420的厚度T来容易地调整输出端子220的阻抗。
[5.变形例]
在上述的实施方式中，对在基准电位导体410的两端分别设有通孔430A、430B，且设于通孔430A、430B各自的下端的连接导体440A、440B分别连接于一对GND导体300A、300B的构成进行了叙述，但不限定于此。图7是表示本实施方式的高频电路模块的构成的一个变形例的侧视剖视图。在图7中，在基准电位导体410的一端设有通孔430A，设于通孔430A的下端的连接导体440A连接于一个GND导体300A。在该变形例中，基准电位导体410也被配置为覆盖RF信号线200，电介质420配置于基准电位导体410与RF信号线200之间。因此，也能通过这样的构成来调整输出端子220的阻抗。
在上述的实施方式中，对基准电位导体410与设于基板50的GND端子320A、320B导通，从而基准电位导体410的电位被设定为主基板600的接地电位的构成进行了叙述。基准电位导体410的电位只要是恒定的电位即可，可以设为任意的电位。例如，基准电位也可以是RF电路100所输出的RF信号的接地电位，即RF电路100的直流电源电位。
在上述的实施方式中，对基板50是双面印制电路板的构成进行了叙述，但不限定于此。例如，基板50也可以是多层印制电路板。在该情况下，也可以是，输出端子220设于内层而不是设于基板50的背面。也可以是，RF信号线200和输出端子220通过内过孔导通而不是通过通孔210导通。而且，也可以是，GND端子320A、320B设于内层而不是设于基板50的背面。也可以是，GND导体300A、300B和GND端子320A、320B通过内过孔导通而不是通过通孔310A、310B导通。
[6.效果]
如以上那样，高频电路模块10安装于作为印制电路板的主基板600。高频电路模块10具备基板50、RF电路100、RF信号线200以及匹配构件400。RF电路100配置于基板50的表面。RF信号线200配置于基板50的表面，从RF电路100延伸。匹配构件400以覆盖RF信号线200的至少一部分的方式配置于基板50的表面。匹配构件400对RF信号线200的阻抗进行调整。匹配构件400包括基准电位导体410和电介质420。基准电位导体410向从基板50的背面朝向表面的方向与RF信号线分隔，并被设定为基准电位。电介质420配置于基准电位导体410与RF信号线200之间。由此，通过与第一基板的构成相应地构成匹配构件，能使高频电路模块的端子与第一基板的布线的接合部处的阻抗匹配。
也可以是，高频电路模块10还具备GND端子320A、320B和通孔310A、310B。GND端子320A、320B配置于基板50的背面。通孔310A、310B在GND端子320A、320B处贯通基板50。也可以是，基准电位导体410通过通孔310A、310B与GND端子320A、320B导通。由此，能将基准电位导体410的电位设定为主基板600的GND电位。
一对GND端子320A、320B也可以配置于基板50的背面。也可以是，一对通孔310A、310B分别在一对GND端子320A、320B处贯通基板50。基准电位导体410的两端分别连接于一对通孔310A、310B。由此，匹配构件400成为像桥一样跨越RF信号线200的构成，因此能将匹配构件400稳定地装配于基板50。
匹配构件400也可以由包括导体箔和绝缘体基体材料的印制电路板构成。基准电位导体410也可以由导体箔构成。电介质420也可以由绝缘体基体材料构成。由此，能通过印制电路板容易地构成匹配构件400。
也可以是，基准电位导体410经由贯通印制电路板的通孔430A、430B与设于基板50的GND端子320A、320B导通。由此，能通过简单的构成将基准电位导体410连接于GND端子320A、320B。
也可以是，通过构成基准电位导体410的导体箔的宽度和构成电介质420的绝缘体基体材料的厚度中的至少一个来对RF信号线200的阻抗进行调整。由此，能容易地调整RF信号线200的阻抗。
[7.补充]
本次公开的实施方式在所有的点上均为示例，而不是限制性的。本发明的权利范围由权利要求书示出，而不是由上述的实施方式示出，包括与权利要求书等同的含义及其范围内的所有变更。
附图标记说明：
10：高频电路模块
50：基板(第二基板)
51：绝缘体基体材料
100：RF电路(高频电路)
100A：放大电路
110：驱动放大器
111～115：信号线
120：多赫蒂放大电路
130：分配器
140A、140B：输入匹配电路
150：相位延迟电路
160A：载波放大器
160B：峰值放大器
170：输出匹配电路
180：阻抗变换电路
200：RF信号线(高频信号线)
210：通孔
430A、430B：通孔
220：输出端子
300A、300B：GND导体
310A、310B：通孔(过孔)
320A、320B：GND端子(接地端子)
400：匹配构件
410：基准电位导体
420：电介质
440A、440B：连接导体
430A、430B：通孔(第二过孔)
500：模制树脂
600：主基板(第一基板)
610：信号线
630：绝缘体基体材料
620A、620B：GND导体
640：接地面。
Claims (6)
1.一种高频电路模块，安装于作为印制电路板的第一基板，
所述高频电路模块具备：
第二基板；
高频电路，配置于所述第二基板的第一面；
高频信号线，配置于所述第二基板的所述第一面，并从所述高频电路起延伸；以及
匹配构件，以覆盖所述高频信号线的至少一部分的方式配置于所述第一面，该匹配构件用于调整所述高频信号线的阻抗，
所述匹配构件包括：
基准电位导体，向从作为所述第一面的相对面的所述第二基板的第二面朝向所述第一面的方向与所述高频信号线分隔，并被设定为基准电位；以及
电介质，配置于所述基准电位导体与所述高频信号线之间。
2.根据权利要求1所述的高频电路模块，还具备：
接地端子，配置于所述第二基板的第二面；以及
过孔，在所述接地端子处贯通所述第二基板，
所述基准电位导体通过所述第二过孔与所述接地端子导通。
3.根据权利要求2所述的高频电路模块，其中，
一对所述接地端子配置于所述第二面，
一对所述过孔分别在所述一对接地端子处贯通所述第二基板，
所述基准电位导体的两端分别连接于所述一对所述过孔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高频电路模块，其中，
所述匹配构件由包括导体箔和绝缘体基体材料的第三基板构成，
所述基准电位导体由所述导体箔构成，
所述电介质由所述绝缘体基体材料构成。
5.根据权利要求4所述的高频电路模块，其中，
所述基准电位导体经由贯通所述第三基板的第二过孔与设于所述第二基板的接地端子导通。
6.根据权利要求4或5所述的高频电路模块，其中，
所述高频信号线的阻抗是通过所述导体箔的宽度和所述绝缘体基体材料的厚度中的至少一个来调整的。
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