JP2005197843A - Multilayer substrate and power amplifier module - Google Patents

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Kunio Gosho
邦仁男 五所
Toshiyuki Abe
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer substrate capable of obtaining a high impedance value with a small occupied area, and to provide a power amplifier module. <P>SOLUTION: Strip lines are each formed into a spiral shape, and have the same shape or a shape laterally inverted. The directions of strip lines whose shape are the same or laterally inverted are changed and a core substrate and fifth-seventh RCCs are successively stacked, and the strip lines are connected to each other through a via hole. A choke coil formed in this way can obtain a high impedance value with a small occupied area, compared with a helical, meander line or conventional spiral choke coil. Since a dielectric substrate in which a plurality of such choke coils are formed in an inner layer and a power amplifier module comprising the dielectric substrates can ensure sufficient isolation among the choke coils, the miniaturization thereof can be realized. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、多層基板及びパワーアンプモジュールに関する。   The present invention relates to a multilayer substrate and a power amplifier module.

積層部品にインダクタパターンを形成する手法としては、同一平面上にメアンダライン状のインダクタ電極を形成し、それを挟むように上下層に接地電極パターンを設ける方法(例えば特許文献1参照)や、ヘリカル状のインダクタ電極を多層に渡って形成し、インダクタンス素子のターン数を増やすことによって、各層間の結合量を増大させ、大きなインダクタンス値を取得する手法(例えば特許文献2参照)等が知られている。
特開2002−280218号公報(第1図)。 特開2003−133882号公報(第22図)。
As a method of forming an inductor pattern in a multilayer component, a meander line-shaped inductor electrode is formed on the same plane, and ground electrode patterns are provided on upper and lower layers so as to sandwich the inductor electrode (for example, refer to Patent Document 1). There is known a technique (see, for example, Patent Document 2) in which a large inductor value is obtained by increasing the number of turns of an inductance element by increasing the number of turns of an inductance element by forming a plurality of inductor electrodes in a multilayer shape. Yes.
JP 2002-280218 A (FIG. 1). Japanese Patent Laying-Open No. 2003-133882 (FIG. 22).

パワーアンプモジュールやアンテナスイッチモジュール等を構成する多層基板の内層には、トランジスタ等の増幅素子にバイアス電圧を印可すると共に、バイアス回路への高周波信号の流入を防止するチョークコイルが形成されている。このようなチョークコイルは、目的周波数においてRF(Radio Frequency)ラインに対するインピーダンスが十分高くなるように、並列に接続されたλ/4のストリップ線路によって構成されるのが理想的である。   A choke coil for applying a bias voltage to an amplifying element such as a transistor and preventing a high-frequency signal from flowing into the bias circuit is formed in an inner layer of a multilayer substrate constituting a power amplifier module, an antenna switch module, or the like. Ideally, such a choke coil is composed of λ / 4 strip lines connected in parallel so that the impedance to the RF (Radio Frequency) line is sufficiently high at the target frequency.

しかし、現実にはモジュールの体積等の制約があるため、チョークコイルは、一般的に、一平面上に形成されたメアンダライン状のストリップ線路によって構成されている。この場合、隣接する線路同士には互い逆方向の電流が流れるため、磁束の結合が弱められる。そして、このことは、インダクタンス値の低下の原因となっていた。インダクタンス値の低下を防止するためには、線路長を長くすることによって解消されるが、線路長が長くなれば、その分導体抵抗による電圧降下が増大してしまい、この結果、パワーアンプモジュールやスイッチモジュール等の消費電力が増加してしまう。   However, in reality, since there is a restriction such as the volume of the module, the choke coil is generally constituted by a meander-line strip line formed on one plane. In this case, since currents in opposite directions flow between adjacent lines, the coupling of magnetic flux is weakened. This has caused a decrease in inductance value. In order to prevent the inductance value from decreasing, it can be resolved by increasing the line length. However, if the line length is increased, the voltage drop due to the conductor resistance increases accordingly. The power consumption of the switch module etc. will increase.

また、多層に渡って形成されたヘリカル状のストリップ線路によって構成されるチョークコイルでは、メアンダライン状のストリップ線路によって構成されるチョークコイルよりも、小さい占有面積で高いインピーダンス値を得ることができるが、デットスペースが大きくなるため、パワーアンプモジュールやアンテナスイッチモジュールの小型化が困難である。   In addition, a choke coil constituted by helical strip lines formed in multiple layers can obtain a higher impedance value with a smaller occupied area than a choke coil constituted by meander line strip lines. Since the dead space becomes large, it is difficult to reduce the size of the power amplifier module and the antenna switch module.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、小さい占有面積で高いインピーダンス値を得ることができる多層基板及びパワーアンプモジュールを提供することを目的とする。また、本発明は、構成するマルチバンドモジュールの省電力化及び小型化を実現可能な多層基板及びパワーアンプモジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a multilayer substrate and a power amplifier module that can obtain a high impedance value with a small occupied area. It is another object of the present invention to provide a multilayer substrate and a power amplifier module that can realize power saving and downsizing of the multiband module to be configured.

上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る多層基板は、表面にスパイラル状のストリップ線路が形成された複数の誘電体を積層し、該ストリップ線路同士をビアホールを介して接続することによって、内層にインダクタンス素子を形成した、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a multilayer substrate according to a first aspect of the present invention is formed by laminating a plurality of dielectrics each having a spiral strip line formed on a surface thereof, and connecting the strip lines via via holes. Thus, an inductance element is formed in the inner layer.

また、上記多層基板において、前記ストリップ線路は、1/2巻き毎にその径を順次大きく又は小さくすることによって、スパイラル状に形成されていてもよい。   In the multilayer substrate, the strip line may be formed in a spiral shape by sequentially increasing or decreasing the diameter every half turn.

さらに、上記多層基板において、前記複数の誘電体に形成されたストリップ線路は、それぞれ同一又は左右反転した形状を備えており、前記インダクタンス素子は、前記複数の誘電体を、前記同一又は左右反転したストリップ線路の方向を順次変えて積層し、該ストリップ線路同士をビアホールを介して接続することによって形成されていてもよい。   Further, in the multilayer substrate, the strip lines formed on the plurality of dielectrics have the same or left-right inverted shape, and the inductance element is the same or left-right inverted of the plurality of dielectrics. The strip lines may be stacked by sequentially changing the direction of the strip lines, and the strip lines are connected to each other via via holes.

上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係るパワーアンプモジュールは、通信端末装置の送信部に用いられるパワーアンプモジュールであって、表面に増幅素子として機能するトランジスタを搭載し、該トランジスタの出力端子に前記インダクタンス素子を接続することによって、該インダクタンス素子をチョークコイルとして機能させた請求項1,2又は3に記載の多層基板を備える、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power amplifier module according to a second aspect of the present invention is a power amplifier module used in a transmission unit of a communication terminal device, and includes a transistor functioning as an amplifying element on the surface, The multi-layer substrate according to claim 1, wherein the inductance element is connected to an output terminal of a transistor so that the inductance element functions as a choke coil.

本発明により、小さい占有面積で高いインピーダンス値を得ることができる多層基板を提供することができる。また、本発明により、構成するマルチバンドモジュールの省電力化及び小型化を実現可能な多層基板を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a multilayer substrate capable of obtaining a high impedance value with a small occupied area. Further, according to the present invention, it is possible to provide a multilayer substrate capable of realizing power saving and downsizing of the multiband module to be configured.

以下、本発明の実施の形態に係る通信端末装置を図面を参照して説明する。   Hereinafter, a communication terminal apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る通信端末装置の構成を示すブロック図である。通信端末装置は、例えば携帯電話等であって、図1に示すように、RF(Radio Frequency)部10と、信号処理回路20と、を備え、RF部10は、アンテナ11と、分波器12と、送信部13と、局部発振器14と、受信部15と、から構成されている。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication terminal apparatus according to an embodiment of the present invention. The communication terminal device is, for example, a mobile phone, and includes an RF (Radio Frequency) unit 10 and a signal processing circuit 20 as shown in FIG. 1, and the RF unit 10 includes an antenna 11, a duplexer. 12, a transmission unit 13, a local oscillator 14, and a reception unit 15.

送信部13は、ミキサ131と、パワーアンプモジュール132と、を備え、パワーアンプ132の前段と後段とには、それぞれフィルタ133及び134が接続されている。ミキサ131は、信号処理回路20から供給される信号と、局部発振器14から供給される信号と、をミキシングし、ミキシングして得られた信号をパワーアンプモジュール132に供給する。パワーアンプモジュール132は、ミキサ131から供給される信号を増幅し、増幅した信号を分波器12を介してアンテナ11に伝送する。 The transmission unit 13 includes a mixer 131 and a power amplifier module 132, and filters 133 and 134 are connected to a front stage and a rear stage of the power amplifier 132, respectively. The mixer 131 mixes the signal supplied from the signal processing circuit 20 and the signal supplied from the local oscillator 14 and supplies the signal obtained by mixing to the power amplifier module 132. The power amplifier module 132 amplifies the signal supplied from the mixer 131 and transmits the amplified signal to the antenna 11 via the duplexer 12 .

受信部15は、増幅器151と、ミキサ152と、を備え、増幅器151の前段と後段とには、それぞれフィルタ153及び154が接続されている。増幅器151は、アンテナ11から分波器12を介して入力された信号を増幅し、フィルタ154は、増幅した信号からノイズ成分が除去された所定の周波数成分の信号を抽出する。ミキサ152は、フィルタ154から出力された受信信号と、局部発振器14から供給される信号と、をミキシングし、ミキシングして得られた中間周波数の信号を信号処理回路20に供給する。   The receiving unit 15 includes an amplifier 151 and a mixer 152, and filters 153 and 154 are connected to a front stage and a rear stage of the amplifier 151, respectively. The amplifier 151 amplifies the signal input from the antenna 11 via the duplexer 12, and the filter 154 extracts a signal having a predetermined frequency component from which the noise component is removed from the amplified signal. The mixer 152 mixes the reception signal output from the filter 154 and the signal supplied from the local oscillator 14 and supplies the signal processing circuit 20 with an intermediate frequency signal obtained by mixing.

図2は、図1に示すパワーアンプモジュール100の具体的な構成を示す回路図である。パワーアンプモジュール100は、図2に示すように、入力整合回路部101と、半導体回路部102と、段間整合回路部103と、バイアス回路部104と、出力整合回路部105と、から構成されている。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of power amplifier module 100 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the power amplifier module 100 includes an input matching circuit unit 101, a semiconductor circuit unit 102, an interstage matching circuit unit 103, a bias circuit unit 104, and an output matching circuit unit 105. ing.

入力整合回路部101は、リアクタンス素子R1と、インダクタンス素子L1及びL2と、キャパシタンス素子C1と、を備えており、インダクタンス素子L1とキャパシタンス素子C1とは、L字型に接続されている。入力整合回路部101は、Pin端子でのインピーダンス(50[Ω])を半導体回路部102の入力インピーダンスに整合させる機能を有し、Pin端子から入力された信号をインピーダンス未整合による損失なく半導体回路部102の入力へ伝送する。   The input matching circuit unit 101 includes a reactance element R1, inductance elements L1 and L2, and a capacitance element C1, and the inductance element L1 and the capacitance element C1 are connected in an L shape. The input matching circuit unit 101 has a function of matching the impedance (50 [Ω]) at the Pin terminal with the input impedance of the semiconductor circuit unit 102, and the semiconductor circuit without loss due to impedance mismatching of the signal input from the Pin terminal To the input of the unit 102.

半導体回路部102は、2段構成のトランジスタTr1及びTr2を備え、入力整合回路部101から入力される信号を増幅して出力する。トランジスタTr1及びTr2のベース端子は、入力整合回路部101の出力端に接続されており、エミッタ端子は、接地されている。   The semiconductor circuit unit 102 includes two-stage transistors Tr1 and Tr2, and amplifies and outputs a signal input from the input matching circuit unit 101. The base terminals of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the output terminal of the input matching circuit unit 101, and the emitter terminal is grounded.

段間整合回路部103は、キャパシタンス素子C2,C3及びC4と、インダクタンス素子L3及びL4と、を備えており、キャパシタンス素子C2及びインダクタンス素子L3と、インダクタンス素子L4及びキャパシタンス素子C4と、は、それぞれL字型に接続されている。段間整合回路部103は、トランジスタTr1の出力インピーダンスをトランジスタTr2の入力インピーダンスに整合させ、トランジスタTr1から出力された信号をインピーダンス未整合による損失なく、トランジスタTr2の入力へ伝送する。   The interstage matching circuit unit 103 includes capacitance elements C2, C3, and C4, and inductance elements L3 and L4. The capacitance element C2, the inductance element L3, the inductance element L4, and the capacitance element C4 are respectively It is connected in an L shape. The interstage matching circuit unit 103 matches the output impedance of the transistor Tr1 with the input impedance of the transistor Tr2, and transmits the signal output from the transistor Tr1 to the input of the transistor Tr2 without loss due to impedance mismatching.

バイアス回路部104は、リアクタンス素子R2及びR3と、インダクタンス素子L8及びL9と、接地キャパシタンス素子C9及びC10と、バイアス回路104a及び104bと、を備えている。リアクタンス素子R2及びR3は、それぞれトランジスタTr1及びTr2のベース端子への電力供給ラインを形成するものであり、バイアス回路104a及び104bは、それぞれトランジスタTr1及びTr2にバイアス電圧をかけるものである。このバイアス電圧によって、半導体回路部102のトランジスタTr1及びTr2は、増幅素子として動作する。インダクタンス素子L8及びL9は、トランジスタTr1及びトランジスタTr2の出力端子、本実施の形態においてはコレクタ端子Cに接続されており、トランジスタTr1及びTr2で増幅された信号をVcc1やVcc2等の電源端子へ漏洩させないようにするチョークコイルとして機能するものである。   The bias circuit unit 104 includes reactance elements R2 and R3, inductance elements L8 and L9, ground capacitance elements C9 and C10, and bias circuits 104a and 104b. The reactance elements R2 and R3 form power supply lines to the base terminals of the transistors Tr1 and Tr2, respectively, and the bias circuits 104a and 104b apply bias voltages to the transistors Tr1 and Tr2, respectively. Due to this bias voltage, the transistors Tr1 and Tr2 of the semiconductor circuit unit 102 operate as amplification elements. The inductance elements L8 and L9 are connected to the output terminals of the transistors Tr1 and Tr2, in this embodiment, the collector terminal C, and the signals amplified by the transistors Tr1 and Tr2 are leaked to the power supply terminals such as Vcc1 and Vcc2. It functions as a choke coil that prevents this from occurring.

また、Vref端子は、出力制御用に設けられた端子であり、パワーアンプモジュール100の出力は、Vref端子に印加される電圧レベルにより制御される、   The Vref terminal is a terminal provided for output control, and the output of the power amplifier module 100 is controlled by the voltage level applied to the Vref terminal.

出力整合回路部105は、インダクタンス素子L5,L6及びL7と、キャパシタンス素子C5,C6,C7及びC8と、を備えており、インダクタンス素子L6及びキャパシタンス素子C6と、インダクタンス素子L7及びキャパシタンス素子C8と、は、L字型に接続されている。出力整合回路部105は、半導体回路部102の出力インピーダンスをPout端子で見たインピーダンス(50[Ω])に整合させ、半導体回路部102から出力された信号をインピーダンス未整合による損失なく、Pout端子へ伝送する。   The output matching circuit unit 105 includes inductance elements L5, L6 and L7, and capacitance elements C5, C6, C7 and C8. The inductance element L6 and the capacitance element C6, the inductance element L7 and the capacitance element C8, Are connected in an L shape. The output matching circuit unit 105 matches the output impedance of the semiconductor circuit unit 102 with the impedance (50 [Ω]) seen at the Pout terminal, and the signal output from the semiconductor circuit unit 102 is output to the Pout terminal without loss due to impedance mismatching. Transmit to.

図3は、図2に示すパワーアンプモジュールの正面図である。パワーアンプモジュール132は、図3に示すように、誘電体基板1と、MMIC(Microwave Monolithic IC)2と、から概略構成されており、その面内には、サーマルビア3と、長孔スルーホール4と、が設けられている。   FIG. 3 is a front view of the power amplifier module shown in FIG. As shown in FIG. 3, the power amplifier module 132 is roughly composed of a dielectric substrate 1 and an MMIC (Microwave Monolithic IC) 2, and a thermal via 3, a long hole through hole is formed in the surface thereof. 4 are provided.

誘電体基板1は、コア基板5と、第1〜第8の樹脂付き銅箔(RCC:Resin Coated Copper)21〜28と、から構成されている。誘電体基板1は、コア基板5の表面に第1〜第4の樹脂付き銅箔(RCC:Resin Coated Copper)21〜24を、また、裏面に第5〜第8のRCC25〜28を、順次積層し、加圧及び加熱することによって形成されたものである。   The dielectric substrate 1 includes a core substrate 5 and first to eighth resin-attached copper foils (RCC: Resin Coated Copper) 21 to 28. The dielectric substrate 1 has first to fourth resin-coated copper foils (RCC) 21 to 24 on the surface of the core substrate 5, and fifth to eighth RCCs 25 to 28 on the back surface in order. It is formed by laminating, pressing and heating.

コア基板5及び第1〜第8のRCC21〜28は、ポリビニルベンジルエーテル化合物等からなる樹脂層、或いはポリビニルベンジルエーテル化合物とチタンバリウム等のセラミック誘電体粉末とを含むハイブリット層によって構成されており、コア基板5は、その内層に、ガラスクロスを含んでいる。   The core substrate 5 and the first to eighth RCCs 21 to 28 are composed of a resin layer made of a polyvinyl benzyl ether compound or the like, or a hybrid layer containing a polyvinyl benzyl ether compound and a ceramic dielectric powder such as titanium barium, The core substrate 5 includes glass cloth in its inner layer.

第1〜第8のRCC21〜28は、図3に示された回路図に含まれる回路部品のうち、MMIC2に含まれるトランジスタTr1及びTr2を除いたチップ部品を搭載し、かつ、チップ部品を必要な回路構成となるように接続する。回路部品の配置については、特に限定はないが、採用し得る一例を、図4を参照して説明する。   The first to eighth RCCs 21 to 28 are mounted with chip components excluding the transistors Tr1 and Tr2 included in the MMIC 2 among the circuit components included in the circuit diagram shown in FIG. So that the circuit configuration is correct. The arrangement of the circuit components is not particularly limited, but an example that can be adopted will be described with reference to FIG.

図4は、第1〜第8のRCC21〜28を表面側から見た平面図と、第8のRCC28を裏面側から見た平面図と、を示すものである。   FIG. 4 shows a plan view of the first to eighth RCCs 21 to 28 viewed from the front surface side and a plan view of the eighth RCC 28 viewed from the rear surface side.

図4に示すように、第1のRCC21の表面(上面)31には、図2において、バイアス回路部104を構成する回路素子の一部と、入力整合回路部101、段間整合回路部102及び出力整合回路部105を構成する回路素子を搭載する。具体的には、図5に示すように、リアクタンス素子R1〜R3、インダクタンス素子L1〜L7及びキャパシタンス素子C1〜C10等を搭載している。これらのチップ部品のうち、キャパシタンス素子C1〜C10は、チップ部品で構成し、第1のRCC21の表面31に予め形成された導体パターンに対して、半田付け等の手法によって取り付けることができる。また、インダクタンス素子L1〜L7は、第1のRCC21の表面(上面)31に形成されたストリップ線路によって構成することができる。   As shown in FIG. 4, on the surface (upper surface) 31 of the first RCC 21, a part of the circuit elements constituting the bias circuit unit 104, the input matching circuit unit 101, and the interstage matching circuit unit 102 in FIG. And the circuit element which comprises the output matching circuit part 105 is mounted. Specifically, as shown in FIG. 5, reactance elements R1 to R3, inductance elements L1 to L7, capacitance elements C1 to C10, and the like are mounted. Among these chip parts, the capacitance elements C1 to C10 are constituted by chip parts, and can be attached to a conductor pattern formed in advance on the surface 31 of the first RCC 21 by a technique such as soldering. The inductance elements L1 to L7 can be configured by strip lines formed on the surface (upper surface) 31 of the first RCC 21.

図4に示すコア基板5及び第2〜第8のRCC22〜28の表面(上面)31〜39及び第8のRCC28の裏面40には、それぞれ導体パターンが形成されており、このうち、第4のRCC24の表面34と、第5のRCC25の表面36と、第8のRCC28の裏面40と、に形成されている導体パターンは、グランド端子GNDに接続された接地導体パターンである。   Conductor patterns are respectively formed on the core substrate 5 and the front surfaces (upper surfaces) 31 to 39 of the second to eighth RCCs 22 to 28 and the rear surface 40 of the eighth RCC 28 shown in FIG. The conductor pattern formed on the surface 34 of the RCC 24, the surface 36 of the fifth RCC 25, and the back surface 40 of the eighth RCC 28 is a ground conductor pattern connected to the ground terminal GND.

また、コア基板5及び第5〜第7のRCC25〜27の表面35〜38には、図2に示すバイアス回路部104におけるインダクタンス素子L8及びL9の一部を構成するスパイラス状のストリップ線路L8a〜L8d及びL9a〜L9dが形成されており、また、第8のRCC28の表面39には、インダクタンス素子L8の一部を構成するストリップ線路L8eが形成されている。これらのストリップ線路L8a〜L8e及びL9a〜L9dを図示しないビアホールを介して接続することによって、インダクタンス素子L8及びL9が取得される。   Further, on the surfaces 35 to 38 of the core substrate 5 and the fifth to seventh RCCs 25 to 27, the spiral strip lines L8a to L8a constituting part of the inductance elements L8 and L9 in the bias circuit unit 104 shown in FIG. L8d and L9a to L9d are formed, and a strip line L8e constituting a part of the inductance element L8 is formed on the surface 39 of the eighth RCC 28. The inductance elements L8 and L9 are obtained by connecting these strip lines L8a to L8e and L9a to L9d through via holes (not shown).

このように、入力整合回路部101、段間整合回路部102及び出力整合回路部105は、第1のRCC21の表面31に形成され、チョークコイルとして機能するインダクタンス素子L8及びL9は、コア基板5の表面35から第9のRCCの表面39にかけて形成されており、第4のRCC24の表面34に形成された接地導体パターンによって物理的に分離されている。このため、パワーアンプモジュール132は、入力整合回路部101、段間整合回路部102及び出力整合回路部105とインダクタンス素子L8及びL9との間でのアイソレーションを十分に取ることができ、この結果、Pin端子から入力された高周波信号を低損失でPout端子に伝送することができる。   As described above, the input matching circuit unit 101, the interstage matching circuit unit 102, and the output matching circuit unit 105 are formed on the surface 31 of the first RCC 21, and the inductance elements L8 and L9 functioning as choke coils are formed on the core substrate 5. Of the fourth RCC 24 and is physically separated by a ground conductor pattern formed on the surface 34 of the fourth RCC 24. For this reason, the power amplifier module 132 can sufficiently isolate the input matching circuit unit 101, the interstage matching circuit unit 102 and the output matching circuit unit 105, and the inductance elements L8 and L9. The high-frequency signal input from the Pin terminal can be transmitted to the Pout terminal with low loss.

また、誘電体基板1には、信号入力用端子Pin、信号出力用端子Pout、接地端子GND及び電源端子Vdd1,Vdd2等が側面電極又は裏面電極の形態で付与される。   The dielectric substrate 1 is provided with a signal input terminal Pin, a signal output terminal Pout, a ground terminal GND, power supply terminals Vdd1, Vdd2, and the like in the form of side electrodes or back electrodes.

MMIC2は、図2に示す回路図に含まれる回路部品のうち、トランジスタTr1及びTr2から構成される半導体回路部102の回路部品を搭載するものであり、その電極は、ワイヤーボンディング等により、誘電体基板1上に形成された導体パターンに接続される。また、MMIC2は、その信頼性確保のため、封止用樹脂により、封止された状態で実装される。   The MMIC 2 mounts the circuit components of the semiconductor circuit unit 102 composed of the transistors Tr1 and Tr2 among the circuit components included in the circuit diagram shown in FIG. 2, and the electrode thereof is a dielectric by wire bonding or the like. It is connected to a conductor pattern formed on the substrate 1. The MMIC 2 is mounted in a sealed state with a sealing resin in order to ensure its reliability.

サーマルビア3は、MMIC2の搭載領域内において、コア基板5及び第1〜第8のRCC21〜28の層間を連続して貫通するように、適当な間隔をあけて複数設けられている。サーマルビア3の内部には、Agペースト等の導電性ペーストによる充填材が充填されている。なお、サーマルビア3の内部に充填される充填材は、熱伝導性に優れているものであれば、非導電性材料であってもよい。   A plurality of thermal vias 3 are provided at appropriate intervals so as to continuously penetrate between the core substrate 5 and the first to eighth RCCs 21 to 28 in the mounting area of the MMIC 2. The thermal via 3 is filled with a filler made of a conductive paste such as an Ag paste. The filler filled in the thermal via 3 may be a non-conductive material as long as it has excellent thermal conductivity.

長孔スルーホール4は、誘電体基板1の側面付近において、コア基板5及び第1〜第8のRCC21〜28の層間を連続して貫通するように設けられている。このサーマルビア3とスルーホール4とによって、パワーアンプモジュール132の放熱性を高めることができる。   The long hole through hole 4 is provided in the vicinity of the side surface of the dielectric substrate 1 so as to continuously penetrate between the core substrate 5 and the first to eighth RCCs 21 to 28. The thermal via 3 and the through hole 4 can improve the heat dissipation of the power amplifier module 132.

次に、上記構成を備えるパワーアンプモジュール132の誘電体基板1の内層に、外形が同じ大きさの、ヘリカル状のチョークコイルと、本発明のチョークコイルと、を形成し、それぞれでの周波数特性及びインピーダンス特性を測定してみた。   Next, the helical choke coil having the same outer shape and the choke coil of the present invention are formed in the inner layer of the dielectric substrate 1 of the power amplifier module 132 having the above-described configuration, and the frequency characteristics of each are formed. And I measured impedance characteristics.

図6は、内層にヘリカル状のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層での平面図であり、図7は、内層に本発明のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層での平面図である。   FIG. 6 is a plan view of each layer of the dielectric substrate in which the helical choke coil is formed in the inner layer, and FIG. 7 is a plan view in each layer of the dielectric substrate in which the choke coil of the present invention is formed in the inner layer. FIG.

誘電体基板1は、図6及び図7に示すように、一辺の長さが4.0[mm]の正方形状のコア基板5及び第1〜第8のRCC21〜28を積層して構成され、各層の表面には、一辺の長さが1.0[mm]の正方形を最外径としたストリップ線路が形成されている。なお、図6に示すヘリカル状のチョークコイルの長さは13.0[mm]であり、その幅は0.15[mm]である。   As shown in FIGS. 6 and 7, the dielectric substrate 1 is configured by laminating a square core substrate 5 having a side length of 4.0 [mm] and first to eighth RCCs 21 to 28. On the surface of each layer, a strip line having the outermost diameter of a square having a side length of 1.0 [mm] is formed. The length of the helical choke coil shown in FIG. 6 is 13.0 [mm], and the width is 0.15 [mm].

図7に示すストリップ線路は、スパイラル状に形成され、それぞれ同一又は左右反転した形状を備えている。このような同一又は左右反転したストリップ線路の方向を変えて、コア基板5及び第5〜第7のRCC25〜27を順次積層し、ストリップ線路同士をビアホールを介して接続することにより、本発明のチョークコイルが得られる。   The strip lines shown in FIG. 7 are formed in a spiral shape, and have the same or left-right inverted shape. By changing the direction of the strip lines that are the same or horizontally reversed, the core substrate 5 and the fifth to seventh RCCs 25 to 27 are sequentially stacked, and the strip lines are connected to each other through via holes. A choke coil is obtained.

図8は、インピーダンスを50[Ω]としたときのチョークコイルの周波数特性を示すグラフ図である。FIG. 8 is a graph showing the frequency characteristics of the choke coil when the impedance is 50 [Ω].

図8に示すように、本発明のチョークコイルは、同一周波数において、ヘリカル状のチョークコイルに比べ、大きいインダクタンス値を得ることができる。特に、携帯電話等に使用されるパワーアンプモジュールにおいては、図8に示すように、1〜2[GHz]の周波数帯において、ヘリカル状のチョークコイルに比べ、約1.5倍ものインダクタンス値を得ることができる。 As shown in FIG. 8, the choke coil of the present invention can obtain a larger inductance value than the helical choke coil at the same frequency. In particular, in a power amplifier module used for a mobile phone or the like, as shown in FIG. 8, an inductance value about 1.5 times that of a helical choke coil is obtained in a frequency band of 1 to 2 [GHz]. Can be obtained.

図9は、ヘリカル状のチョークコイルにおけるインピーダンスチャートであり、図10は、本発明のチョークコイルにおけるインピーダンスチャートである。チョークコイルは、基本周波数f0において、Vcc1端子及びVcc2端子へ高周波信号が流入しないように、Vcc1端子及びVcc2端子側から見て、十分にオープン(開放状態)であることが望ましい。 FIG. 9 is an impedance chart of the helical choke coil, and FIG. 10 is an impedance chart of the choke coil of the present invention. It is desirable that the choke coil is sufficiently open (open state) when viewed from the Vcc1 terminal and the Vcc2 terminal side so that a high frequency signal does not flow into the Vcc1 terminal and the Vcc2 terminal at the fundamental frequency f0.

図9及び図10に示すように、本発明のチョークコイルは、基本周波数f0において、ヘリカル状のチョークコイルに比べ、十分にオープンであるため、Vcc1端子及びVcc2端子への高周波信号の流入をより効果的に防止することができる。このことは、動作状態によって出力インピーダンスの負荷変動の激しいパワーアンプモジュールのチョークコイルとして、ヘリカル状のチョークコイルよりも本発明のチョークコイルの方が適していることを示している。 As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the choke coil of the present invention is sufficiently open at the fundamental frequency f0 as compared with the helical choke coil, so that the inflow of high-frequency signals to the Vcc1 terminal and the Vcc2 terminal is further improved. It can be effectively prevented. This indicates that the choke coil of the present invention is more suitable than the helical choke coil as the choke coil of the power amplifier module in which the load variation of the output impedance is severe depending on the operation state.

続いて、上記構成を備えるパワーアンプモジュール132の誘電体基板1の内層に、従来のスパイラル状のチョークコイルと、メアンダライン状のチョークコイルと、本発明のチョークコイルと、を形成し、それぞれでの周波数特性を測定してみた。   Subsequently, a conventional spiral choke coil, meander line choke coil, and choke coil of the present invention are formed on the inner layer of the dielectric substrate 1 of the power amplifier module 132 having the above-described configuration. I tried to measure the frequency characteristics.

図11は、内層にメアンダライン状のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層での平面図であり、図12は、内層に従来のスパイラル状のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層での平面図である。図13は、内層に本発明のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層での平面図である。 FIG. 11 is a plan view of each layer of a dielectric substrate in which a meanderline choke coil is formed in the inner layer, and FIG. 12 is a diagram of each layer of the dielectric substrate in which a conventional spiral choke coil is formed in the inner layer. FIG. FIG. 13 is a plan view of each layer of the dielectric substrate having the choke coil of the present invention formed in the inner layer.

図11,図12及び図13に示すチョークコイルの長さ及び幅は、図6に示すヘリカル状のチョークコイルと等しく形成されており、それぞれ、13.0[mm]及び0.15[mm]である。 The length and width of the choke coil shown in FIGS. 11, 12 and 13 are formed to be equal to the helical choke coil shown in FIG. 6, and are 13.0 [mm] and 0.15 [mm], respectively. It is.

図14は、インピーダンスを50[Ω]としたときのチョークコイルの周波数特性を示すグラフ図である。FIG. 14 is a graph showing the frequency characteristics of the choke coil when the impedance is 50 [Ω].

図14に示すように、本発明のチョークコイルは、同一周波数において、ヘリカル状のチョークコイル、メアンダライン状のチョークコイル及び従来のスパイラル状のチョークコイルに比べ、大きいインダクタンス値を得ることができる。 As shown in FIG. 14, the choke coil of the present invention can obtain a larger inductance value than the helical choke coil, the meander line choke coil, and the conventional spiral choke coil at the same frequency.

このため、本発明のチョークコイルは、ヘリカル状のチョークコイル、メアンダライン状のチョークコイル及び従来のスパイラル状のチョークコイルと同じインダクタンス値を得るのであれば、その長さをこれらのものに比べて短くすることができる。このようなチョークコイルを用いることによって、パワーアンプモジュール132は、導体抵抗による電圧降下を減らし、省電力化を図ることができる。   For this reason, if the choke coil of the present invention obtains the same inductance value as that of the helical choke coil, the meander line choke coil, and the conventional spiral choke coil, the length thereof is compared with these. Can be shortened. By using such a choke coil, the power amplifier module 132 can reduce the voltage drop due to the conductor resistance and save power.

一方、図6,図11,図12及び図13に示すように、本発明のチョークコイルは、ヘリカル状のチョークコイル、メアンダライン状のチョークコイル及び従来のスパイラル状のチョークコイルと長さ及び幅を同じにすれば、各層内での占有面積をこれらのものに比べて小さくすることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 6, FIG. 11, FIG. 12 and FIG. 13, the choke coil of the present invention includes a helical choke coil, a meander line choke coil and a conventional spiral choke coil. Is the same, the occupied area in each layer can be reduced compared to these.

このため、誘電体基板1は、同一層内に本発明のチョークコイルを複数形成しても、チョークコイル間に接地導体パターンを形成すること等が容易になり、チョークコイル間のアイソレーションを十分に確保することができる。   For this reason, even if a plurality of choke coils of the present invention are formed in the same layer on the dielectric substrate 1, it becomes easy to form a ground conductor pattern between the choke coils, and the isolation between the choke coils is sufficient. Can be secured.

上述したような、大きいインダクタンス値と十分なアイソレーションとを得ることができるチョークコイルを用いることによって、複数のチョークコイルを形成する必要があるパワーアンプモジュール132の小型化を実現することができる。   By using the choke coil capable of obtaining a large inductance value and sufficient isolation as described above, it is possible to reduce the size of the power amplifier module 132 that needs to form a plurality of choke coils.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記実施の形態の変形態様について、説明する。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation and application are possible. Hereinafter, modifications of the above-described embodiment applicable to the present invention will be described.

上記実施の形態において、各層におけるチョークコイルの巻き数は、略一巻きであったが、本発明は、これに限定されず、巻き数は任意であり、例えば、図15(a)に示すように、略二巻きしてもよい。また、上記実施の形態において、チョークコイルを構成するストリップ線路の形状は、略方形状であったが、本発明は、これに限定されず、図15(b)に示すように、ストリップ線路の形状は、略円形状であってもよい。この場合、ストリップ線路は、図15(b)に示すように、1/2巻き毎にその径を順次大きくし、又は小さくすることによって、スパイラル状に形成される。 In the above embodiment, the number of turns of the choke coil in each layer is approximately one, but the present invention is not limited to this, and the number of turns is arbitrary, for example, as shown in FIG. Alternatively , approximately two turns may be used. In the above embodiment, the shape of the strip line constituting the choke coil is a substantially square shape. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. The shape may be a substantially circular shape. In this case, as shown in FIG. 15B , the strip line is formed in a spiral shape by sequentially increasing or decreasing the diameter every 1/2 turn.

また、上記実施の形態において、本発明のチョークコイルを、パワーアンプモジュール132を構成する誘電体基板1の内層に形成したが、本発明は、これに限定されず、本発明のチョークコイルは、アンテナスイッチモジュールなど他のマルチバンドモジュールを構成する誘電体基板1にも適用可能である。   In the above embodiment, the choke coil of the present invention is formed in the inner layer of the dielectric substrate 1 constituting the power amplifier module 132. However, the present invention is not limited to this, and the choke coil of the present invention is The present invention can also be applied to the dielectric substrate 1 constituting another multiband module such as an antenna switch module.

本実施の形態における通信端末装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication terminal device in this Embodiment. 図1に示すパワーアンプモジュールの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the power amplifier module shown in FIG. 図2に示すパワーアンプモジュールの正面図である。FIG. 3 is a front view of the power amplifier module shown in FIG. 2. 図3に示す誘電体基板の各層における表面及び最下層における裏面の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the back surface in the surface in each layer of the dielectric substrate shown in FIG. 3, and a lowermost layer. 第1のRCCの表面の詳細を示す平面図である。It is a top view which shows the detail of the surface of 1st RCC. ヘリカル状のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of each layer of the dielectric substrate in which the helical choke coil was formed. 本発明のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of each layer of the dielectric substrate in which the choke coil of this invention was formed. 各チョークコイルの周波数特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the frequency characteristic of each choke coil. ヘリカルのインピーダンス特性を示すインピーダンスチャートである。It is an impedance chart which shows the impedance characteristic of a helical. 本発明のインピーダンス特性を示すインピーダンスチャートである。It is an impedance chart which shows the impedance characteristic of this invention. メアンダライン状のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of each layer of the dielectric substrate in which the meander line-shaped choke coil was formed. スパイラル状のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of each layer of the dielectric substrate in which the spiral choke coil was formed. 本発明のチョークコイルが形成された誘電体基板の各層の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of each layer of the dielectric substrate in which the choke coil of this invention was formed. 各チョークコイルの周波数特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the frequency characteristic of each choke coil. 図7及び図13に示すチョークコイルの変形態様を示す図である。It is a diagram showing a modified embodiment of the choke coil shown in FIGS. 7 and 13.

符号の説明Explanation of symbols

1 誘電体基板
2 MMIC
3 サーマルビア
4 長孔スルーホール
5 コア基板
21 第1のRCC
22 第2のRCC
23 第3のRCC
24 第4のRCC
25 第5のRCC
26 第6のRCC
27 第7のRCC
28 第8のRCC
100 パワーアンプモジュール
101 入力整合回路部
102 半導体回路部
103 段間整合回路部
104 バイアス回路部
105 出力整合回路部
L8 インダクタンス素子
L9 インダクタンス素子
Tr1 トランジスタ
Tr2 トランジスタ
1 Dielectric substrate 2 MMIC
3 Thermal Via 4 Long Hole Through Hole 5 Core Substrate 21 First RCC
22 Second RCC
23 Third RCC
24 Fourth RCC
25 5th RCC
26 6th RCC
27 Seventh RCC
28 8th RCC
100 power amplifier module 101 input matching circuit unit 102 semiconductor circuit unit 103 interstage matching circuit unit 104 bias circuit unit 105 output matching circuit unit L8 inductance element L9 inductance element Tr1 transistor Tr2 transistor

Claims (4)

表面にスパイラル状のストリップ線路が形成された複数の誘電体を積層し、該ストリップ線路同士をビアホールを介して接続することによって、内層にインダクタンス素子を形成した、
ことを特徴とする多層基板。
By laminating a plurality of dielectrics having spiral striplines formed on the surface, and connecting the striplines with each other through via holes, an inductance element was formed on the inner layer.
A multilayer substrate characterized by that.
前記ストリップ線路は、1/2巻き毎にその径を順次大きく又は小さくすることによって、スパイラル状に形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の多層基板。
The strip line is formed in a spiral shape by sequentially increasing or decreasing its diameter every 1/2 turn.
The multilayer substrate according to claim 1.
前記複数の誘電体に形成されたストリップ線路は、それぞれ同一又は左右反転した形状を備えており、
前記インダクタンス素子は、前記複数の誘電体を、前記同一又は左右反転したストリップ線路の方向を順次変えて積層し、該ストリップ線路同士をビアホールを介して接続することによって形成される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の多層基板。
The strip lines formed in the plurality of dielectrics have the same or left-right inverted shape, respectively.
The inductance element is formed by sequentially stacking the plurality of dielectrics by changing the direction of the strip lines that are the same or horizontally reversed, and connecting the strip lines via via holes.
The multilayer substrate according to claim 1 or 2, characterized in that
通信端末装置の送信部に用いられるパワーアンプモジュールであって、
表面に増幅素子として機能するトランジスタを搭載し、該トランジスタの出力端子に前記インダクタンス素子を接続することによって、該インダクタンス素子をチョークコイルとして機能させた請求項1,2又は3に記載の多層基板を備える、
ことを特徴とするパワーアンプモジュール。
A power amplifier module used in a transmission unit of a communication terminal device,
A multilayer substrate according to claim 1, 2 or 3, wherein a transistor that functions as an amplifying element is mounted on the surface, and the inductance element is connected to an output terminal of the transistor so that the inductance element functions as a choke coil. Prepare
A power amplifier module characterized by that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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