CN201690503U

CN201690503U - 一种无线通信模块

Info

Publication number: CN201690503U
Application number: CN2010201544166U
Authority: CN
Inventors: 徐兴福; 王鹏; 宋玉喜; 李勇强; 徐振
Original assignee: Nationz Technologies Inc
Current assignee: Nationz Technologies Inc
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-04-09

Abstract

本实用新型属于移动通信领域，涉及一种无线通信模块，特别是一种高性能的CDMA EVDO移动终端的小型模块，应用于3G用户终端。本模块的特点是采用BGA封装进行板级连接，集成度高，体积小，并且具有很好的电气性能和外部接口功能，能很好地满足客户的需要。该通信模块，具备完整的射频前端、收发信通道、基带处理、存储器和电源管理功能，其中，基带处理部分和射频前端放置在电路板的顶层，顶层加屏蔽盖，保证了该模块良好的电磁兼容性能。存储器单元放置在电路板的底层，底层采用先进的BGA技术，保证了模块应用时的可靠连接。

Description

一种无线通信模块

技术领域

本实用新型属于移动通信领域，涉及一种无线通信模块，具体涉及一种基于CDMA2000移动通信系统终端模块。

背景技术

随着移动通信技术的发展，用户对个人通信的要求越来越高，移动通信也由2G、2.5G发展到3G，移动终端的应用也日益广泛。

CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000，码分多址)1x EV-DO标准最早起源于美国高通公司的HDR(high data rate，高速数据传输)技术，此后经过不断地完善和实验在2000年3月份以CDMA2000 1x EV-DO的名称向3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2，第三代合作伙伴计划2)提交了正式的技术方案。1xEV的意思是“Evolution”，也表示标准的发展，DO的意思为Data Only，后来有为了能够更好地表达此技术的含义，把Data Only改为Data Optimized，表示EV-DO技术是对CDMA2000 1X网络在提供数据业务方面的一个有效的增强手段。

目前，EVDO移动通信模块的设计，通常采用减小元器件间距、增加布局密度、增加堆叠高度等办法，减小元器件间距、增加布局密度往往使加工难度变高，并且降低了良品率，增加堆叠高度又使设计不满足要求。同时，现行的EVDO移动通信模块的其他问题还在于：体积较大，满足不了灵活应用的要求，厚度较厚，不能满足超薄手持移动产品的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新的用于移动终端的模块，以改善目前移动通信模块体积较大、厚度较厚，无法满足灵活应用，以及超薄手持移动产品的要求的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：包括射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元、存储器单元；所述基带单元分别与射频单元、存储器单元、滤波单元、晶振单元电连接；所述电源单元为射频单元、晶振单元、滤波单元、基带单元、存储器单元提供电力；所述射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元和存储器单元设置于同一块电路板的两个面上并采用BGA(Ball Grid Array Package，球栅阵列)封装。两个面上分别设置哪些单元，没有特别的限制，可以根据实际需要进行调整，只要能够以达到所用电路板面积较小的目的，各种电路单元可以采取各种组合形式，分别设置在电路板的两个面上。

本实用新型的有益效果是：对无线通信模块采用双面加工技术，以较低的加工精度要求实现小型化设计，将无线通信模块中的各个元件分别设置于电路板的两个面上并采用BGA封装，减小了引线长度，消除精细器件中由于引线引起的共面度和翘曲度的问题，并且可以在同等面积的其他封装条件下提供更多的I/O数量，同时也减小了电气性能中的耦合效应，可以使无线通信模块集成化更高、体积更小、厚度更薄，功耗更小，为移动终端的小型化和多功能提供了广阔的设计空间，应用灵活，并为二次开发用户提供了足够的空间，使其在有限的空间里设计出更多的电路功能。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元设置于电路板的同一面，存储器单元设置于电路板的另一面。

采用上述进一步方案的有益效果是，各元件在电路板上摆放合理，节省空间。

进一步，在设置有射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元的电路板一面的外侧，设有屏蔽盖，屏蔽盖上设有开口。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以有效的屏蔽电磁干扰，并具有良好的散热性能。

进一步，所述屏蔽盖为金属屏蔽盖。

进一步，所述屏蔽盖为马口铁屏蔽盖。

采用上述进一步方案的有益效果是，使得屏蔽盖耐腐蚀、无毒、强度高。

进一步，在电路板设置有射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元的一面的周缘处，设有阻焊层。

采用上述进一步方案的有益效果是，结构上，使得屏蔽盖的焊接更加可靠，在电气性能上，屏蔽盖与电路板的上铺铜充分焊接，保证屏蔽盖充分接地，有利增强频蔽效果。

进一步，在电路板设置有存储器单元的一面处，设有坑槽，存储器单元嵌入于坑槽中。

采用上述进一步方案的有益效果是，将存储器单元嵌入于坑槽中可以降低存储器单元的高度，从而使无线通信模块变得更薄。

进一步，在电路板设置有存储器单元的一面处，设置有管脚，管脚为外部元件链接提供接口。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用BGA封装，具有良好的物理和电气连接性能，所有管脚设置在电路板的同一面，可以使无线通信模块直接贴片应用。

进一步，所述管脚的位置高于存储器单元。

采用上述进一步方案的有益效果是，避免了管脚焊接时，存储器单元触及底部电路板而引起无线通信模块与其他电路板连接时的不平整和导电不良的发生。

进一步，所述接口包括主天线接口、分集天线接口、通用异步接收/发送接口、USB接口、用户识别模块接口、SD卡接口、音频接口、电源管理接口、通用型之输入输出接口、脉冲编码调制接口和JTAG测试与升级接口。

进一步，所述无线通信模块为EVDO移动通信模块。

本实用新型实用性强，能够满足各种无线终端的应用；功耗小，能很好的满足节能和环保要求；重量轻，能够很好满足手持设备的应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例EVDO移动通信模块顶层结构示意图；

图2为本实用新型实施例EVDO移动通信模块底层结构示意图；

图3为本实用新型实施例EVDO移动通信模块的侧面剖视示意图；

图4为本实用新型实施例EVDO移动通信模块电路逻辑框图；

图5为本实用新型实施例EVDO移动通信模块射频单元101中TQM613029芯片的内部电路逻辑框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

101、射频单元，102、滤波单元，103、晶振单元，104、电源单元，105、基带单元，106、阻焊层，107、屏蔽盖，201、管脚，202、存储器单元，203、滤波去耦单元，204、坑槽，301、主天线，302、分天线，303、接口，10101、双工器，10102、接收滤波器，10103、发射滤波器，10104、第一放大器，10105、第二放大器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实施例的无线通信模块为EVDO移动通信模块，该模块长宽比为5∶3，采用BGA封装的电路板，该电路板采用6层环氧玻璃纤维板电路板结构，双面摆放电子元件，并采用2+2+2层叠结构进行设计，元件全采用SMD(SurfaceMounted Device，表面贴装器件)形式，便于大规模生产，提高了生产效率，节约了生产成本，顶层采用独特的屏蔽盖设计，提高了产品的EMC(E1ectromagnetic Compatibility，电磁兼容性)性能，使得该模块可以在各种复杂的电磁环境环境下应用。外部接口全部位于电路板的底部，采用球栅阵列列封装，可以用于直接贴片应用。

本实用新型无线通信模块中，处于电路板顶层的芯片都采用底部封装引脚方式与电路板进行连接。屏蔽盖采用马口铁，耐腐蚀、无毒、强度高，焊接于电路板的顶层周围，保证了本实施例EVDO移动通信模块较好的电磁兼容性能，上方设有正方形的开口，具有良好的散热性能；设置于电路板底部的模块采用邦定方式通过键合线与电路板进行连接；对外接口部分位于电路板的底部，采用焊脚引出。

如图1所示，为本实施例EVDO移动通信模块顶层结构示意图，射频单元101、滤波单元102、晶振单元103、电源单元104、基带单元105设置于该层。其中基带单元105采用QSC6085芯片；晶振单元103为基带单元105提供时钟信号。电源单元104为整个EVDO移动通信模块供电和滤波。顶层电路板表面周围为设置阻焊层106，用于屏蔽盖的焊接。

如图2所示，为本实施例EVDO移动通信模块的底层结构示意图，底层主要分布管脚201和邦定的存储器单元202，存储器单元202周围分布有管脚201，管脚201共有101个，长度方向为19个，宽度方向为11个，为了保证存储器单元202的良好性能，滤波去耦单元203对存储器单元202进行滤波和去耦，该球栅格整列焊盘设计消除精细器件中由于引线引起的共面度和翘曲度的问题，并且可以在同等面积的其他封装条件下提供更多的I/O数量，同时也减小了电气性能中的耦合效应，也有利于模块连接的可靠性和散热，为EVDO移动通信模块在高温或在振动的环境下的应用提供了保证。

图3所示，为本实施例EVDO移动通信模块的侧面剖视示意图，本实施例EVDO移动通信模块的高度为2.5mm，此超薄尺寸可以满足用户在厚度有要求的场合的应用。屏蔽盖107焊接于电路板顶部周围，射频单元101、滤波单元102、晶振单元103、电源单元104、基带单元105都贴片焊接在电路板顶层；管脚201、存储器单元202设置于的电路板的底层。电路板底层设有坑槽203，制造时，将存储器单元202的裸芯片放置于坑槽203中，并采用点胶粘合，再用邦定技术用金线将存储器单元202的裸芯片与电路板部分相连，然后将存储器单元202的裸芯片周围覆盖一层黑胶固化，将裸芯片和金线埋在黑胶里面。管脚201可以采用BGA焊球或铜柱等形状，本实施例中采用BGA焊球形状，并且管脚201的高度高于存储器单元202，以避免管脚201焊接时，存储器单元202触及底部所焊接的电路板而引起无线通信模块与所焊接电路板连接时不平整，甚至导电不良的发生。

如图4所示，为本实施例EVDO移动通信模块的电路逻辑框图，本实施例EVDO移动通信模块电路分为接收部分、发射部分和供电部分。接收部分主要包括主天线接口和分集天线接口。如图4所示，主天线301经过主天线收/发电路与射频单元101电连接，射频单元101与基带单元105之间电连接，分天线302经过分天线接收与滤波单元102电连接，滤波单元102与基带单元105之间电连接，基带单元105与存储器单元202之间电连接，EVDO移动通信模块的接口303主要包括用户识别模块接口、音频接口、SD卡接口、通用异步接收/发送装置接口、USB接口、通用型之输入输出接口。其中，用户识别模块接口符合ISO 7816-3标准，可以通过无线空中接口方式对卡上的数据进行管理和更新，可以对用户识别及通信加密，还可以存储电话号码，信息等个人信息，本实施例中，对应管脚201中，为用户提供6个链接管脚，为应用时使用；音频接口单元提供3对音频的输入和输出，每对音频线路均采用差分走线的方式实现，以保证良好的音质和小的噪声；SD卡接口为用户进行数据存储提供方便，为了实现这种存储功能，本实施提供了9个管脚，方便用户对存储数据的扩展应用(同时本实施例中存储器单元202也为用户提供了少量的存储空间)，如果用户需要扩展这种功能，按要求链接这9个管脚即可；为特别用户实现串行数据和并行数据的转换传输，本实施例为用户提供了4个管脚以实现通用异步接收/发送数据通信，符合RS-232接口协议，支持4位串行总线接口或者2线串行接口，可以通过该接口与外界进行串行通信和指令输入等；USB采用4线接口，支持USB2.0传输协议，满足低速1.5Mbps和全速12Mbps的USB信号传输速率，USB接口数据传输线采用差分走线方式实现，克服干扰，以保证数据通信的可靠性；为了用户可能使用其他功能，本实施例提供了5个通用型之输入输出接口管脚，用户如果要实现其他控制功能，接上此接口管脚即可。

本实施例中，基带单元105由三部分组成，射频/模拟部分、基带部分、电源管理部分。其中，射频/模拟部分包含了可变增益放大器、带通滤波器、模拟数字转换电路、数字模拟转换电路、音频编码转换电路以及本振电路等；基带部分包含了处理器、界面接口电路、空中接口电路、内存支持电路等；电源管理部分包含了电源管理、电源监控和电源转换电路等。

本实施例的射频单元101中主要采用了TQM613029芯片，其电路逻辑框图如图5所示，主要包括双工器10101、接收滤波器10102、发射滤波器10103、第一放大器10104、第二放大器10105。接收滤波器10102和发射滤波器10103共用一个主天线301，射频单元101通过双工器10101对接收信号和发射信号进行分离，然后将接收信号放大后经过第一放大器10104输出到105基带单元；而发射信号则从105基带单元输出，经过第二放大器10105放大、双工器10101，发射滤波器10103滤波后后发射到空中。

如图4所示，本实施例中接收部分分为两路，一路是主天线301，另一路是分天线302，即用两个接收天线来接收信号，以保证信号传输链路的可靠性。具体实施时，主天线301和分天线302需要隔离二分之一波长。如图4所示，分天线302接收的信号经过分天线接收和滤波单元102后直接传送到基带单元105进行放大和处理；主天线301接收的信号经过主天线收/发电路传送到射频单元101进行放大，主天线301和分天线302两路信号最终由基带单元105进行合并处理以及信号解调。

该电路的发射部分，以音频接口为例，从接口303部分的音频接口输入音频信号到基带单元105，然后基带单元105对语音进行采集、压缩、编码，对语音及信号调制后由基带单元105输出到射频单元101，进行功率放大后经过经过主天线收/发电路输出到主天线301，发射到空中。

在供电部分，本实施例EVDO移动通信模块由电源单元104提供全部的供电及对电源进行管理。

本实施例EVDO移动通信模块的特性如表1所示。

表1

本实施例EVDO移动通信模块的工作频段如表2所示：

表2

上行下行
	CDMA 800 824MHz--849MHz 869MHz--894MHz

本实施例EVDO移动通信模块遵循以下标准：

[1]3GPP TS 34.121 User Equipment(UE)conformance specification；Radio transmission and reception(FDD)(通用移动通信系统终端一致性规则，无线发射与接收-时分双工模式)

[2]3GPP TS 05.05(数字蜂窝通信系统2，无线发射和接收)

[3]3GPP TS 34.124 Electromagnetic compatibility(EMC)requirements for Mobile terminals and ancillary equipment(移动终端和附属设备的电磁兼容性)

本实用新型采用双面加工和BGA封装技术，以较低的加工精度要求实现小型化设计，模块背面除了电阻电容电感等无源器件，还可以放置半导体芯片。采用半导体芯片直接封装到模块基板上，封装方式可以是邦定线或者倒装片技术。

本实施例采用多功能集成度高的基带芯片方案，集成了基带调制解调器、多媒体引擎、无线收发器和电源管理，在降低研发、制造和物料成本的同时，也缩短了生产时间。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种无线通信模块，其特征在于：包括射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元、存储器单元；所述基带单元分别与射频单元、存储器单元、滤波单元、晶振单元电连接；所述电源单元为射频单元、晶振单元、滤波单元、基带单元、存储器单元提供电力；所述射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元和存储器单元设置于同一块电路板的两个面上并采用BGA封装。

2.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于：所述射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元设置于电路板的同一面，所述存储器单元设置于电路板的另一面。

3.根据权利要求2所述的无线通信模块，其特征在于：在设置有射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元的电路板一面的外侧，设有屏蔽盖，屏蔽盖上设有开口。

4.根据权利要求3所述的无线通信模块，其特征在于：所述屏蔽盖为金属屏蔽盖。

5.根据权利要求4所述的无线通信模块，其特征在于：所述屏蔽盖为马口铁屏蔽盖。

6.根据权利要求2所述的无线通信模块，其特征在于：在所述电路板设置有射频单元、晶振单元、滤波单元、电源单元、基带单元的一面的周缘处，设有阻焊层。

7.根据权利要求2所述的无线通信模块，其特征在于：在所述电路板设置有存储器单元的一面处，设有坑槽，所述存储器单元嵌入于坑槽中。

8.根据权利要求2所述的无线通信模块，其特征在于：在所述电路板设置有存储器单元的一面处，设置有管脚，所述管脚为外部元件链接提供接口。

9.根据权利求8所述的无线通信模块，其特征在于：所述管脚的位置高于存储器单元。

10.根据权利要求8所述的无线通信模块，其特征在于：所述接口包括主天线接口、分集天线接口、通用异步接收/发送接口、USB接口、用户识别模块接口、SD卡接口、音频接口、电源管理接口、通用型之输入输出接口、脉冲编码调制接口和JTAG测试与升级接口。

11.根据权利要求1至10任一项所述的无线通信模块，其特征在于：所述无线通信模块为EVDO移动通信模块。