CN116508147A - 高频模块和通信装置 - Google Patents

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Abstract

高频模块(1A)具备：模块基板(80)，其具有彼此相向的主面(80a及80b)；第一基材(10)，该第一基材的至少一部分由第一半导体材料构成，在该第一基材形成有电子电路；第二基材(20)，该第二基材的至少一部分由热导率比第一半导体材料的热导率低的第二半导体材料构成，在该第二基材形成有放大电路；以及外部连接端子(150)，其配置于主面(80b)，其中，第一基材(10)和第二基材(20)配置于主面(80a及80b)中的主面(80b)一侧，第二基材(20)配置于模块基板(80)与第一基材(10)之间，第二基材(20)与第一基材(10)接合，第二基材经由电极(23)来与主面(80b)连接。

Description

高频模块和通信装置
技术领域
本发明涉及一种高频模块和通信装置。
背景技术
在专利文献1中公开了具有如下结构的半导体模块：构成功率放大器(放大器)的半导体芯片配置于布线基板的下表面。由此，能够在布线基板的两面配置电子部件，因此能够小型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-40602号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所公开的半导体模块中，放大器由以GaAs为材料的晶体管构成。
然而，在用热导率低的材料、如GaAs形成放大器的晶体管的情况下，存在如下问题：放大器的散热性低，因此动作温度会上升而使放大特性劣化。另外，存在如下问题：为了抑制温度上升，必须确保散热面积大，从而无法使半导体模块充分地小型化。
本发明是为了解决上述课题而完成的，目的在于提供一种散热性优异的小型的高频模块和通信装置。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式所涉及的高频模块具备：模块基板，其具有彼此相向的第一主面和第二主面；第一基材，第一基材的至少一部分由第一半导体材料构成，在第一基材形成有电子电路；第二基材，第二基材的至少一部分由热导率比第一半导体材料的热导率低的第二半导体材料构成，在第二基材形成有放大电路；以及外部连接端子，其配置于第二主面，其中，第一基材和第二基材配置于第一主面和第二主面中的第二主面一侧，第二基材配置于模块基板与第一基材之间，第二基材与第一基材接合，第二基材经由第一电极来与第二主面连接。
另外，本发明的一个方式所涉及的高频模块具备：模块基板，其具有彼此相向的第一主面和第二主面；第一基材，第一基材的至少一部分由硅构成，在第一基材形成有电子电路；第二基材，第二基材的至少一部分由砷化镓构成，在第二基材形成有放大电路；以及外部连接端子，其配置于第二主面，其中，第一基材和第二基材配置于第一主面和第二主面中的第二主面一侧，第二基材配置于模块基板与第一基材之间，第二基材与第一基材接合，第二基材经由第一电极来与第二主面连接。
发明的效果
根据本发明，能够提供散热性优异的小型的高频模块和通信装置。
附图说明
图1是实施方式所涉及的高频模块和通信装置的电路结构图。
图2是实施例所涉及的高频模块的平面结构概要图。
图3是实施例所涉及的高频模块的截面结构概要图。
图4是实施例所涉及的第一基材的截面结构图。
图5是实施例所涉及的第二基材的截面结构图。
具体实施方式
下面，详细说明本发明的实施方式。此外，以下所说明的实施方式均表示总括性或具体性的例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置及连接方式等是一例，其主旨并不在于限定本发明。关于下面的实施例中的构成要素中的没有在独立权利要求中记载的构成要素，将其作为任意的构成要素来说明。另外，附图所示出的构成要素的大小或大小之比未必严格。在各图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记，有时省略重复的说明或者简化重复的说明。
另外，在下面，平行和垂直等表示要素间的关系性的用语、矩形状等表示要素的形状的用语以及数值范围不是仅表示严格的含义，还包括实质上同等的范围，例如百分之几左右的差异。
另外，在下面，关于安装于基板的A、B以及C，“在俯视基板(或基板的主面)时，在A与B之间配置有C”是指在俯视基板时，将A内的任意的点与B内的任意的点连接的多个线段中的至少一个线段通过C的区域。另外，俯视基板是指将基板及安装于基板的电路元件正投影到与基板的主面平行的平面来进行观察。
另外，在下面，“发送路径”是指由传播高频发送信号的布线、与该布线直接连接的电极、以及与该布线或该电极直接连接的端子等构成的传输线路。另外，“接收路径”是指由传播高频接收信号的布线、与该布线直接连接的电极、以及与该布线或该电极直接连接的端子等构成的传输线路。
(实施方式)
[1.高频模块1和通信装置5的电路结构]
图1是实施方式所涉及的高频模块1和通信装置5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2、RF信号处理电路(RFIC)3以及基带信号处理电路(BBIC)4。
RFIC 3是对利用天线2发送接收的高频信号进行处理的RF信号处理电路。具体地说，RFIC 3通过下变频等对经由高频模块1的接收路径输入的接收信号进行信号处理，将进行该信号处理后生成的接收信号输出到BBIC 4。另外，RFIC 3通过上变频等对从BBIC 4输入的发送信号进行信号处理，将进行该信号处理后生成的发送信号输出到高频模块1的发送路径。
BBIC 4是使用频率比高频模块1传输的高频信号低的中间频带来进行信号处理的电路。作为利用BBIC 4处理的信号，例如使用用于显示图像的图像信号或者用于经由扬声器进行通话的声音信号。
另外，RFIC 3还具有作为基于所使用的通信频段(频带)来对高频模块1所具有的开关52、53及54的连接进行控制的控制部的功能。具体地说，RFIC 3利用控制信号(未图示)来对高频模块1所具有的开关52～54的连接进行切换。具体地说，RFIC 3将用于控制开关52～54的数字控制信号输出到PA控制电路11。PA控制电路11根据从RFIC 3输入的数字控制信号向开关52～54输出数字控制信号，由此控制开关52～54的连接及不连接。
另外，RFIC 3还具有作为对高频模块1所具有的功率放大器21的增益以及向功率放大器21供给的电源电压Vcc及偏置电压Vbias进行控制的控制部的功能。具体地说，RFIC3将数字控制信号输出到高频模块1的控制信号端子110。PA控制电路11根据经由控制信号端子110输入的数字控制信号向功率放大器21输出控制信号、电源电压Vcc或偏置电压Vbias，由此对功率放大器21的增益进行调整。此外，从RFIC 3接收用于控制功率放大器21的增益的数字控制信号的控制信号端子与从RFIC 3接收用于控制向功率放大器21供给的电源电压Vcc及偏置电压Vbias的数字控制信号的控制信号端子也可以不同。此外，控制部也可以设置于RFIC 3的外部，例如也可以设置于BBIC 4。
天线2与高频模块1的天线连接端子100连接，用于辐射从高频模块1输出的高频信号或者接收来自外部的高频信号并输出到高频模块1。
此外，在本实施方式所涉及的通信装置5中，天线2和BBIC 4并不是必需的构成要素。
接着，说明高频模块1的详细结构。
如图1所示，高频模块1具备天线连接端子100、功率放大器21、PA控制电路11、低噪声放大器31、双工器(Duplexer)61及62、接收滤波器61R及62R、匹配电路42、43、44及45、开关52、53及54、双讯器(Diplexer)63、控制信号端子110、发送输入端子120以及接收输出端子130。
天线连接端子100是输入输出端子的一例，是与天线2连接的天线公共端子。
功率放大器21是对从发送输入端子120输入的第一通信频段和第二通信频段的高频信号进行放大的放大电路。功率放大器21包括于第二基材20。第二基材20例如至少一部分由GaAs构成。功率放大器21例如包括异质结双极晶体管(HBT：Heterojunction BipolarTransistor)。
低噪声放大器31是以低噪声对第一通信频段和第二通信频段的高频信号进行放大并将放大后的信号输出到接收输出端子130的放大电路。
PA控制电路11是根据经由控制信号端子110输入的数字控制信号等来调整功率放大器21的增益的控制电路的一例。PA控制电路11包括于第一基材10，例如由CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)构成。具体地说，PA控制电路11通过SOI(Silicon On Insulator：绝缘体上硅)工艺形成。由此，能够廉价地制造PA控制电路11。此外，第一基材10例如至少一部分由Si构成。
双工器61由发送滤波器61T和接收滤波器61R构成。双工器62由发送滤波器62T和接收滤波器62R构成。
发送滤波器61T经由开关52及匹配电路42来与功率放大器21的输出端子连接，使第一通信频段的发送信号通过。发送滤波器61T配置于将发送输入端子120与天线连接端子100连接的发送路径。另外，发送滤波器62T经由开关52及匹配电路42来与功率放大器21的输出端子连接，使第二通信频段的发送信号通过。发送滤波器62T连接于将发送输入端子120与天线连接端子100连接的发送路径。
接收滤波器61R连接于将接收输出端子130与天线连接端子100连接的接收路径，使第一通信频段的接收信号通过。另外，接收滤波器62R连接于将接收输出端子130与天线连接端子100连接的接收路径，使第二通信频段的接收信号通过。
此外，双工器61及62的各双工器也可以是以时分双工(TDD：Time DivisionDuplex)方式进行传输的一个滤波器。在该情况下，在上述一个滤波器的前级和后级中的至少一者配置用于对发送及接收进行切换的开关。
开关52具有公共端子和2个选择端子。开关52的公共端子经由匹配电路42来与功率放大器21的输出端子连接。开关52的一个选择端子与发送滤波器61T连接，开关52的另一个选择端子与发送滤波器62T连接。在该连接结构中，开关52对功率放大器21与发送滤波器61T的连接、以及功率放大器21与发送滤波器62T的连接进行切换。开关52例如由SPDT(Single Pole Double Throw：单刀双掷)型的开关电路构成。
开关53具有公共端子和2个选择端子。开关53的公共端子经由匹配电路43来与低噪声放大器31的输入端子连接。开关53的一个选择端子与接收滤波器61R连接，开关53的另一个选择端子与接收滤波器62R连接。在该连接结构中，开关53对低噪声放大器31与接收滤波器61R的连接及不连接进行切换，对低噪声放大器31与接收滤波器62R的连接及不连接进行切换。开关53例如由SPDT型的开关电路构成。
开关54是天线开关的一例，经由双讯器63来与天线连接端子100连接，对(1)天线连接端子100与双工器61的连接及不连接、以及(2)天线连接端子100与双工器62的连接及不连接进行切换。
匹配电路42连接于功率放大器21与发送滤波器61T及62T之间，用于取得功率放大器21与发送滤波器61T的阻抗匹配以及功率放大器21与发送滤波器62T的阻抗匹配。
匹配电路43连接于低噪声放大器31与接收滤波器61R及62R之间，用于取得低噪声放大器31与接收滤波器61R的阻抗匹配以及低噪声放大器31与接收滤波器62R的阻抗匹配。
匹配电路44配置于将开关54与双工器61连接的路径，用于取得天线2及开关54与双工器61的阻抗匹配。匹配电路45配置于将开关54与双工器62连接的路径，用于取得天线2及开关54与双工器62的阻抗匹配。
双讯器63是多工器的一例，由滤波器63L及63H构成。滤波器63L是以包含第一通信频段和第二通信频段的第一频带组的频率范围为通带的滤波器，滤波器63H是以频率与第一频带组的频率不同的其它频带组的频率范围为通带的滤波器。滤波器63L的一个端子及滤波器63H的一个端子共同与天线连接端子100连接。滤波器63L及63H的各滤波器例如是由片状的电感器和电容器中的至少一者构成的LC滤波器。
此外，在本实施方式所涉及的高频模块1中，至少具有图1所示的电路部件和电路元件中的功率放大器21及PA控制电路11即可。
另外，低噪声放大器31和开关52～54也可以形成于一个半导体IC(IntegratedCircuit：集成电路)。上述半导体IC例如由CMOS构成。具体地说，通过SOI工艺形成。由此，能够廉价地制造半导体IC。此外，半导体IC也可以由GaAs、SiGe以及GaN中的至少任一者构成。由此，能够输出具有高质量的放大性能和噪声性能的高频信号。
在此，在将具有上述的电路结构的高频模块安装于一个安装基板上的情况下，设想的是，高频模块会由于功率放大器的发热而温度上升，从而高频信号的传输特性劣化。对此，当为了抑制温度上升而使高频模块的散热面积大时，存在如下问题：无法使高频模块充分地小型化。
对此，在下面说明兼顾了散热性的提高和小型化的高频模块1的结构。
[2.实施例所涉及的高频模块1A的电路元件配置结构]
图2是实施例所涉及的高频模块1A的平面结构概要图。另外，图3是实施例所涉及的高频模块1A的截面结构概要图，具体地说，是在图2的III-III线处的截面图。此外，在图2的(a)中示出在从z轴正方向侧观察模块基板80的彼此相向的主面80a和80b中的主面80a的情况下的电路部件的配置图。另一方面，在图2的(b)中示出在从z轴正方向侧观察主面80b的情况下的透视电路部件的配置的图。另外，在图2中，为了容易理解各电路部件的配置关系，对各电路部件标注了表示其功能的标记，但在实际的高频模块1中没有标注该标记。
实施例所涉及的高频模块1A具体地示出了构成实施方式所涉及的高频模块1的各电路元件的配置结构。
如图2及图3所示，本实施例所涉及的高频模块1A除了具有图1所示的电路结构以外，还具有模块基板80、树脂构件81及82、外部连接端子150、金属屏蔽层85以及半导体IC70。
此外，图3所示的安装基板90是用于安装高频模块1A的母板，也可以是由通信装置5具备而不是由高频模块1A具备。
另外，半导体IC 70中包括图1所示的功率放大器21和PA控制电路11。
模块基板80具有彼此相向的主面80a(第一主面)和主面80b(第二主面)，是用于安装构成高频模块1A的电路部件的基板。作为模块基板80，例如能够使用具有多个电介质层的层叠构造的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics：LTCC)基板、高温共烧陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramics：HTCC)基板、部件内置基板、具有重新布线层(Redistribution Layer：RDL)的基板或者印刷电路板等。
此外，如图2的(b)所示，在主面80b上也可以形成有天线连接端子100、控制信号端子110、发送输入端子120以及接收输出端子130。
树脂构件81配置于主面80a，覆盖构成高频模块1A的电路部件的一部分和主面80a。树脂构件82配置于主面80b，覆盖构成高频模块1A的电路部件的一部分和主面80b。树脂构件81及82具有确保构成高频模块1A的电路部件的机械强度和耐湿性等可靠性的功能。此外，树脂构件81及82并不是本实施方式所涉及的高频模块1所必需的构成要素。
在本实施例中，匹配电路42包括电感器42L和电容器42C。另外，匹配电路43、44及45分别包括电感器。
如图2及图3所示，在本实施例所涉及的高频模块1A中，半导体IC 70、低噪声放大器31以及开关52～54配置于主面80b。另一方面，双工器61及62、电感器42L、电容器42C以及匹配电路43～45配置于主面80a。
此外，虽然在图2及图3中没有图示双讯器63，但双讯器63既可以安装于主面80a及80b中的任一者的表面，或者也可以内置于模块基板80。
另外，虽然在图2中没有图示，图1所示的将各电路部件连接的布线形成于模块基板80的内部、主面80a以及80b。另外，上述布线既可以是两端与主面80a、80b以及构成高频模块1A的电路部件中的任一者接合的接合线，或者也可以是在构成高频模块1A的电路部件的表面形成的端子、电极或布线。
另外，在本实施例所涉及的高频模块1A中，在主面80b配置有多个外部连接端子150。高频模块1A经由多个外部连接端子150来与配置于靠高频模块1A的z轴负方向侧的安装基板90进行电信号的交换。另外，多个外部连接端子150中的若干外部连接端子150被设定为安装基板90的地电位。在主面80a及80b中的与安装基板90相向的主面80b配置有容易降低高度的低噪声放大器31和开关52～54，而没有配置难以降低高度的双工器、片状的电感器及电容器，因此能够使高频模块1A整体的高度降低。
此外，如图2及图3所示，外部连接端子150可以是沿z轴方向贯通树脂构件82的柱状电极，或者外部连接端子150也可以是形成于主面80b上的凸块电极。在该情况下，也可以没有主面80b上的树脂构件82。
另外，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，半导体IC 70和外部连接端子150必须配置于主面80b，其它的电路部件配置于主面80a及80b中的任一者。
半导体IC 70包括第一基材10和第二基材20。
第一基材10至少一部分由第一半导体材料构成，在第一基材10形成有电子电路。PA控制电路11是上述电子电路的一例，作为第一半导体材料的一例，可以列举单质半导体，特别列举硅(Si)。也就是说，在本实施例中，第一基材10至少一部分由Si构成，在第一基材10形成有PA控制电路11。此外，第一半导体材料并不限定于硅。例如，作为第一半导体材料，能够使用包含砷化镓、砷化铝(AlAs)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、锑化铟(InSb)、氮化镓、氮化铟(InN)、氮化铝(AlN)、硅、锗(Ge)、碳化硅(SiC)以及氧化镓(III)(Ga2O3)中的任一者的材料或者由这些材料中的多个材料构成的多成分的混晶材料，但不限定于这些材料。
第二基材20至少一部分由热导率比第一半导体材料的热导率低的第二半导体材料构成，在第二基材20形成有放大电路。功率放大器21是上述放大电路的一例，作为第二半导体材料的一例，可以列举化合物半导体，特别列举砷化镓(GaAs)。也就是说，在本实施例中，第二基材20至少一部分由GaAs构成，在第二基材20形成有功率放大器21。此外，第二半导体材料并不限定于砷化镓。例如，作为第二半导体材料，能够使用包含砷化镓、砷化铝、砷化铟、磷化铟、磷化镓、锑化铟、氮化镓、氮化铟、氮化铝、硅锗、碳化硅、氧化镓(III)以及镓铋(GaBi)中的任一者的材料或者由这些材料中的多个材料构成的多成分的混晶材料，但不限定于这些材料。
如图3所示，第二基材20配置于模块基板80与第一基材10之间，第二基材20与第一基材10接合，第二基材20经由电极23来与主面80b连接。
根据上述结构，能够促进由功率放大器21产生的热向热导率比第二基材20的热导率高的第一基材10传热。由此，能够使由功率放大器21产生的热经由第一基材10进行散热，因此散热性提高。另外，第一基材10和第二基材20在与主面80b垂直的方向上层叠。另外，构成高频模块1A的电路部件分开配置于模块基板80的两面。由此，无需确保高频模块1A的散热面积大到必要以上从而能够使高频模块1A小型化。
下面，详细说明半导体IC 70。如上所述，半导体IC 70包括第一基材10和第二基材20。
图4是实施例所涉及的第一基材10的截面结构图。另外，图5是实施例所涉及的第二基材20的截面结构图。
如图4所示，第一基材10和第二基材20在z轴方向(与主面80b垂直的方向)上层叠。
第一基材10例如具备Si基板12、绝缘层13、Si层14、布线层15以及SiN层17，SiN层17、布线层15、Si层14、绝缘层13以及Si基板12从第二主面起依次层叠。
Si基板12例如由硅单晶构成。
Si层14例如是由硅构成的层，是形成有构成PA控制电路11的电路元件的层。
布线层15例如是在由氧化硅构成的层的内部形成有用于将来自PA控制电路11的控制信号向第二基材20及模块基板80传输的通孔布线16的层。
SiN层17例如是由氮化硅构成的保护层，是用于确保第一基材10的耐湿性等可靠性的层。
第一基材10经由从第一基材10朝向主面80b延伸的电极24(第二电极)来与主面80b连接。电极24例如由柱状导体24a和凸块电极24b构成，柱状导体24a的一端与形成于SiN层17的电极18接合，另一端与凸块电极24b接合。凸块电极24b与形成于主面80b的电极连接。
据此，第一基材10的电子电路能够与模块基板80直接交换高频信号和数字信号，因此能够减小信号的传输损耗。
此外，第一基材10只要具备Si基板12和PA控制电路11等电子电路即可，也可以没有其它各层。另外，开关52～54也可以包括于第一基材10。
另外，第一基材10也可以经由形成于Si基板12的内部及侧面的布线来与安装基板90交换信号。
另外，如图4所示，第一基材10具有彼此相向的主面10a(第三主面)及10b(第四主面)。在此，在主面10b形成有金属层72g。
据此，能够使由第二基材20的功率放大器21产生的热经由第一基材10及金属层72g向外部散热。由此，高频模块1A的散热性提高。
此外，期望金属层72g与功率放大器21的地及PA控制电路11的地连接。
据此，金属层72g能够具有散热功能和电磁场屏蔽功能这两个功能。
另外，在第一基材10的主面10a上配置有树脂构件71。另外，树脂构件71覆盖第二基材20。
如图5所示，第二基材20例如具备GaAs基材层20n和外延层20d。
GaAs基材层20n例如是由砷化镓构成的单晶基板。
外延层20d例如是GaAs在GaAs基材层20n上外延生长而成的层。
功率放大器21例如形成于外延层20d上。
GaAs基材层20n与第一基材10的SiN层17接合。也就是说，第二基材20与第一基材10接合。
功率放大器21包括放大晶体管，该放大晶体管具有集电极层21C、基极层21B以及发射极层21E。集电极层21C、基极层21B以及发射极层21E依次层叠在外延层20d上。也就是说，在放大晶体管中，集电极层21C、基极层21B以及发射极层21E从第一基材10侧起依次层叠。
另外，第二基材20经由从第二基材20朝向主面80b延伸的电极23(第一电极)来与主面80b连接。电极23例如由柱状导体23a和凸块电极23b构成，柱状导体23a的一端与形成于第二基材20的主面的电极22接合，另一端与凸块电极23b接合。凸块电极23b与形成于主面80b的电极连接。
据此，第二基材20的放大电路能够与模块基板80直接交换信号，因此能够减小信号的传输损耗。
另外，电极23也可以与功率放大器21的地连接。据此，能够使电极23具有散热和电磁场屏蔽的功能。
另外，第二基材20的放大电路也可以从第一基材10的电子电路经由通孔布线16来接收数字控制信号和直流信号等。
另外，也可以是，如图4所示，在俯视模块基板80的情况下，第一基材10及第二基材20的接合界面与金属层72g有至少一部分重叠。
据此，能够使由第二基材20、第一基材10以及金属层72g形成的散热路径最短，因此散热性提高。
另外，也可以是，如图4所示，第二基材20比第一基材10薄。换言之，也可以是，第二基材20的厚度方向(z轴方向)的厚度比第一基材10的厚度方向(z轴方向)的厚度小。
据此，热导率低的第二基材20相对薄，热导率高的第一基材10相对厚，因此能够促进从第二基材20向第一基材10的热传导，从而散热性提高。
另外，如图4所示，第一基材10具有将主面10a与主面10b相连的侧面10c。在此，主面10a的算术平均粗糙度也可以比侧面10c的算术平均粗糙度大。
此外，算术平均粗糙度是指，在以表面的凹凸的平均值为基准线的情况下、规定的区间的从该基准线起的高度(深度)距离的平均值。即，算术平均粗糙度的值越低，表面越平坦光滑。
据此，能够确保主面10b的表面积大，因此从第一基材10的主面10b向外部的散热性提高。
另外，如图3及图4所示，在俯视模块基板80的情况下，第二基材20没有相对于第一基材10的外缘而超出。换言之，在进行上述俯视时第二基材20的面积比第一基材10的面积小。
返回图2及图3，进一步说明实施例所涉及的高频模块1A的配置结构。
低噪声放大器31配置于主面80b。在此，在俯视模块基板80的情况下，在半导体IC70与低噪声放大器31之间配置有被配置于主面80b的地端子150g。
据此，在功率放大器21与低噪声放大器31之间配置有地端子150g，因此发送接收之间的隔离度提高。
另外，与功率放大器21的输出端子连接的电容器42C及电感器42L配置于主面80a。在此，在俯视模块基板80的情况下，电感器42L与第二基材20有至少一部分重叠。
据此，能够使将功率放大器21与匹配电路42连接的布线短，因此能够减小发送信号的传输损耗。
另外，低噪声放大器31和开关52～54也可以包括于半导体IC 75。据此，能够使高频模块1A小型化。
另外，本实施方式所涉及的通信装置5具备用于安装高频模块1A的安装基板90。另外，在安装基板90的主面90a形成有电极92g(第三电极)。在此，电极92g与金属层72g经由焊料95来连接。
根据上述结构，能够促进由功率放大器21产生的热向热导率比第二基材20的热导率高的第一基材10传热，进而向安装基板90散热。由此，无需确保通信装置5的散热面积大到必要以上从而能够使通信装置5小型化。
此外，金属层72g和电极92g优选是地电极。
另外，在通信装置5中，也可以不配置金属层72g、焊料95以及电极92g，主面10b与主面90a也可以直接接触。由此，也能够促进由功率放大器21产生的热向安装基板90散热。
[3.效果等]
以上，本实施例所涉及的高频模块1A具备：模块基板80，其具有彼此相向的主面80a及80b；第一基材10，该第一基材10的至少一部分由第一半导体材料构成，在该第一基材10形成有电子电路；第二基材20，该第二基材20的至少一部分由热导率比第一半导体材料的热导率低的第二半导体材料构成，在该第二基材20形成有放大电路；以及外部连接端子150，其配置于主面80b，其中，第一基材10和第二基材20配置于主面80a及80b中的80b一侧，第二基材20配置于模块基板80与第一基材10之间，第二基材20与第一基材10接合，第二基材20经由电极23来与主面80b连接。
另外，本实施例所涉及的高频模块1A具备：模块基板80，其具有彼此相向的主面80a及80b；第一基材10，该第一基材10的至少一部分由硅构成，在第一基材10形成有电子电路；第二基材20，该第二基材20的至少一部分由砷化镓构成，在该第二基材20形成有放大电路；以及外部连接端子150，其配置于主面80b，其中，第一基材10和第二基材20配置于主面80a及80b中的80b一侧，第二基材20配置于模块基板80与第一基材10之间，第二基材20与第一基材10接合，第二基材20经由电极23来与主面80b连接。
据此，能够促进由放大电路产生的热向热导率比第二基材20的热导率高的第一基材10传热。由此，能够使由放大电路产生的热经由第一基材10进行散热，因此散热性提高。并且，第一基材10和第二基材20配置于第一主面和第二主面中的靠近外部基板的第二主面，因此能够促进将由放大电路产生的热排出到高频模块1A的外部。另外，第一基材10和第二基材20在与主面80b垂直的方向上层叠。另外，构成高频模块1A的电路部件分开配置于模块基板80的两面。由此，无需确保高频模块1A的散热面积大到必要以上从而能够使高频模块1A小型化。
另外，也可以是，在高频模块1A中，第一基材10具有彼此相向的主面10a和10b，第二基材20在主面10a与第一基材10接合，高频模块1A还具备金属层72g，该金属层72g形成于主面10b。
据此，能够使由第二基材20的放大电路产生的热经由第一基材10及金属层72g向外部散热。由此，高频模块1A的散热性提高。
另外，也可以是，在高频模块1A中，金属层72g与上述放大电路的地及上述电子电路的地连接。
据此，金属层72g能够具有散热功能和电磁场屏蔽功能这两个功能。
另外，也可以是，在高频模块1A中，在俯视模块基板80的情况下，第一基材10及第二基材20的接合界面与金属层72g有至少一部分重叠。
据此，能够使由第二基材20、第一基材10以及金属层72g形成的散热路径最短，因此散热性提高。
另外，也可以是，第二基材20比第一基材10薄。
据此，热导率低的第二基材20相对薄，热导率高的第一基材10相对厚，因此能够促进从第二基材20向第一基材10的热传导，从而散热性提高。
另外，也可以是，在高频模块1A中，第一基材10还具有将主面10a与主面10b相连的侧面10c，第二基材20在主面10a与第一基材10接合，主面10b的算术平均粗糙度比侧面10c的算术平均粗糙度大。
据此，能够确保主面10b的表面积大，因此从第一基材10的主面10b向外部的散热性提高。
另外，也可以是，在高频模块1A中，第一基材10经由电极24来与主面80b连接。
据此，第一基材10的电子电路能够与模块基板80直接交换高频信号和数字信号，因此能够减小信号的传输损耗。
另外，也可以是，在高频模块1A中，上述放大电路包括功率放大器21。
功率放大器21是构成高频模块1A的电路部件中的发热量最多的电路部件。对此，根据高频模块1A的上述结构，能够有效地对功率放大器21的发热进行散热。
另外，也可以是，功率放大器21包括具有集电极层21C、基极层21B以及发射极层21E的放大晶体管，从第一基材10侧起按集电极层21C、基极层21B、发射极层21E的顺序层叠。
另外，也可以是，高频模块1A还具备低噪声放大器31，该低噪声放大器31配置于主面80b，其中，在俯视模块基板80的情况下，在第一基材10及第二基材20与低噪声放大器31之间配置有被配置于主面80b的地端子150g。
据此，在功率放大器21与低噪声放大器31之间配置有地端子150g，因此发送接收之间的隔离度提高。
另外，也可以是，在高频模块1A中，上述电子电路包括用于控制上述放大电路的控制电路。
据此，能够使将上述放大电路与上述控制电路连接的控制布线短。
另外，也可以是，在高频模块1A中，第一半导体材料是硅。
另外，也可以是，在高频模块1A中，第二半导体材料是砷化镓。
另外，也可以是，高频模块1A还具备阻抗匹配元件，该阻抗匹配元件与上述放大电路连接，其中，阻抗匹配元件配置于主面80a，在俯视模块基板80的情况下，阻抗匹配元件与第二基材20有至少一部分重叠。
据此，能够使将上述放大电路与上述阻抗匹配元件连接的布线短，因此能够减小高频信号的传输损耗。
另外，通信装置5具备：RFIC 3，其对利用天线2发送接收的高频信号进行处理；以及高频模块1，其在天线2与RFIC 3之间传输高频信号。
据此，能够提供散热性优异的小型的通信装置5。
另外，也可以是，通信装置5还具备安装基板90，该安装基板90用于安装高频模块1A，其中，安装基板90的主面90a与主面10b接触。
另外，也可以是，在通信装置5中，形成于安装基板90的主面90a上的电极92g与金属层72g经由焊料95来连接。
据此，能够促进由上述放大电路产生的热向热导率比第二基材20的热导率高的第一基材10传热，进而向安装基板90散热。由此，无需确保通信装置5的散热面积大到必要以上从而能够使通信装置5小型化。
(其它实施方式等)
以上，列举实施方式和实施例对本发明的实施方式所涉及的高频模块和通信装置进行了说明，但本发明所涉及的高频模块和通信装置并不限定于上述实施方式和实施例。将上述实施方式和实施例中的任意的构成要素组合从而实现的其它实施方式、在不脱离本发明的主旨的范围内对上述实施方式和实施例实施本领域技术人员所想到的各种变形而得到的变形例、内置有上述高频模块和通信装置的各种设备也包含在本发明中。
例如，也可以是，在上述实施方式及其实施例所涉及的高频模块和通信装置中，在将附图所公开的各电路元件与信号路径连接的路径之间插入另外的电路元件和布线等。
产业上的可利用性
本发明作为配置于支持多频段的前端部的高频模块，能够广泛利用于便携式电话等通信设备。
附图标记说明
1、1A：高频模块；2：天线；3：RF信号处理电路(RFIC)；4：基带信号处理电路(BBIC)；5：通信装置；10：第一基材；10a、10b、80a、80b、90a、90b：主面；10c：侧面；11：PA控制电路；12：Si基板；13：绝缘层；14：Si层；15：布线层；16：通孔布线；17：SiN层；18、22、23、24、72g、92g：电极；20：第二基材；20d：外延层；20n：GaAs基材层；21：功率放大器；21B：基极层；21C：集电极层；21E：发射极层；23a、24a：柱状导体；23b、24b：凸块电极；31：低噪声放大器；42、43、44、45：匹配电路；42C：电容器；42L：电感器；52、53、54：开关；61、62：双工器；61R、62R：接收滤波器；61T、62T：发送滤波器；63：双讯器；63H、63L：滤波器；70、75：半导体IC；71、81、82：树脂构件；80：模块基板；85：金属屏蔽层；90：安装基板；95：焊料；100：天线连接端子；110：控制信号端子；120：发送输入端子；130：接收输出端子；150：外部连接端子；150g：地端子。

Claims (16)

1.一种高频模块，具备：
模块基板，其具有彼此相向的第一主面和第二主面；
第一基材，所述第一基材的至少一部分由第一半导体材料构成，在所述第一基材形成有电子电路；
第二基材，所述第二基材的至少一部分由热导率比所述第一半导体材料的热导率低的第二半导体材料构成，在所述第二基材形成有放大电路；以及
外部连接端子，其配置于所述第二主面，
其中，所述第一基材和所述第二基材配置于所述第一主面和所述第二主面中的所述第二主面一侧，
所述第二基材配置于所述模块基板与所述第一基材之间，所述第二基材与所述第一基材接合，所述第二基材经由第一电极来与所述第二主面连接。
2.一种高频模块，具备：
模块基板，其具有彼此相向的第一主面和第二主面；
第一基材，所述第一基材的至少一部分由硅构成，在所述第一基材形成有电子电路；
第二基材，所述第二基材的至少一部分由砷化镓构成，在所述第二基材形成有放大电路；以及
外部连接端子，其配置于所述第二主面，
其中，所述第一基材和所述第二基材配置于所述第一主面和所述第二主面中的所述第二主面一侧，
所述第二基材配置于所述模块基板与所述第一基材之间，所述第二基材与所述第一基材接合，所述第二基材经由第一电极来与所述第二主面连接。
3.根据权利要求1或2所述的高频模块，其中，
所述第一基材具有彼此相向的第三主面和第四主面，
所述第二基材在所述第三主面与所述第一基材接合，
所述高频模块还具备金属层，所述金属层形成于所述第四主面。
4.根据权利要求3所述的高频模块，其中，
所述金属层与所述放大电路的地及所述电子电路的地连接。
5.根据权利要求3或4所述的高频模块，其中，
在俯视所述模块基板的情况下，所述第一基材及所述第二基材的接合界面与所述金属层有至少一部分重叠。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的高频模块，其中，
所述第二基材比所述第一基材薄。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的高频模块，其中，
所述第一基材具有彼此相向的第三主面和第四主面、以及将所述第三主面与所述第四主面相连的侧面，
所述第二基材在所述第三主面与所述第一基材接合，
所述第四主面的算术平均粗糙度比所述侧面的算术平均粗糙度大。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的高频模块，其中，
所述第一基材经由第二电极来与所述第二主面连接。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的高频模块，其中，
所述放大电路包括功率放大器。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的高频模块，其中，
所述放大电路包括具有集电极层、基极层以及发射极层的电路元件，
所述集电极层、所述基极层以及所述发射极层从所述第一基材侧起按所述集电极层、所述基极层、所述发射极层的顺序层叠。
11.根据权利要求10所述的高频模块，其中，
还具备低噪声放大器，所述低噪声放大器配置于所述第二主面，
在俯视所述模块基板的情况下，在所述第一基材及所述第二基材与所述低噪声放大器之间配置有被配置于所述第二主面的地端子。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的高频模块，其中，
所述电子电路包括用于控制所述放大电路的控制电路。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的高频模块，其中，
还具备阻抗匹配元件，所述阻抗匹配元件与所述放大电路连接，
所述阻抗匹配元件配置于所述第一主面，在俯视所述模块基板的情况下，所述阻抗匹配元件与所述第二基材有至少一部分重叠。
14.一种通信装置，具备：
射频信号处理电路即RF信号处理电路，其对利用天线发送的高频信号进行处理；以及
根据权利要求1～13中的任一项所述的高频模块，其在所述天线与所述RF信号处理电路之间传输所述高频信号。
15.根据权利要求14所述的通信装置，其中，
还具备安装基板，所述安装基板用于安装所述高频模块，
所述第一基材具有彼此相向的第三主面和第四主面，
所述第二基材在所述第三主面与所述第一基材接合，
所述安装基板的主面与所述第四主面接触。
16.一种通信装置，具备：
射频信号处理电路即RF信号处理电路，其对利用天线发送的高频信号进行处理；
根据权利要求3～5中的任一项所述的高频模块，其在所述天线与所述RF信号处理电路之间传输所述高频信号；以及
安装基板，其用于安装所述高频模块，
其中，形成于所述安装基板的主面上的第三电极与所述金属层经由焊料来连接。
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