JP2007243553A - 高周波信号受信装置 - Google Patents

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康夫 小寺
Ryutaro Ishiguro
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Abstract

【課題】チューナ回路となる個別の半導体チップ2、3を用いる際、個別の半導体チップの高周波アイソレーションを高める配置にした高周波信号受信装置を提供する。
【解決手段】複数接続端子5を形成した回路基板1にチューナ回路を構成する第1の半導体チップ2とチューナ回路を構成する第2の半導体チップ3を配置し、第1及び第2の半導体チップ2、3間にそれらに共用の共通回路4を配置し、第1及び第2の半導体チップ2、3は、受信RF信号入力導出端子を備えた一辺が回路基板1の外側方向を向き、共通回路4に接続される導出端子を備えた前記一辺に対向する他の一辺が共通回路4の方向を向くように配置し、回路基板1の複数接続端子5は、その両端側の接続端子5が接続回路パターンを通して第1及び第2の半導体チップ2、3の受信RF信号入力導出端子に接続される。
【選択図】図1

Description

本発明は、高周波信号受信装置に係り、特に、第1のチューナ回路を構成する第1の半導体チップと第2のチューナ回路を構成する第2の半導体チップとを用いる際に、第1及び第2のチューナ回路で処理する高周波信号間のアイソレーションを向上させるようにした高周波信号受信装置に関する。
一般に、ダイバーシティ受信機能を備えた高周波信号受信装置は、少なくとも、高周波増幅段と高周波信号選択フィルタと電圧制御発振回路からなる局部発振回路とPLL回路と周波数ミキサとを備えた同一機能を有する2つのチューナ回路が並列的に接続配置された構成になっている。そして、この高周波信号受信装置は、近年になって、それぞれのチューナ回路を実装したときの占有体積を小さくするために、それらの回路部分を集積化したダイバーシティ受信用半導体チップを用いることが行われている。
ところで、かかるダイバーシティ受信用半導体チップを用いた高周波信号受信装置は、同一機能を備えた2つのチューナ回路を使用する必要があることから、2つのチューナ回路を得るための製造コストが増大したり、集積化することによってもその占有体積が増えたりするという不具合が生じていた。
このような不具合の発生に対して、この種の高周波信号受信装置を構成する場合に、当該チューナ回路を構成するのに際して、比較的高価な回路部分となっているPLL回路と電圧制御発振回路を2つのチューナ回路に共用させ、2つのチューナ回路に対してPLL回路と電圧制御発振回路の組を一つだけ設けるようにし、前記不具合の発生を回避させる高周波信号受信装置が提案されており、その一例として、特開2005−130279号に開示された高周波信号受信装置がある。
ここで、図5は、特開2005−130279号に開示された高周波信号受信装置の回路構成であってその要部構成を示すブロック図である。
図5において、この高周波信号受信装置50は、第1のチューナ51と、第2のチューナ52とからなっている。この場合、第1のチューナ51は、前置バンドパスフィルタ53とRFアンプ54と後置バンドパスフィルタ55と周波数ミキサ56と局部発振回路を構成する電圧制御発振器(VCO)57とPLL回路(PLL)58とを備え、第2のチューナ52は、前置バンドパスフィルタ59とRFアンプ60と後置バンドパスフィルタ61と周波数ミキサ62とを備えている。そして、第1のチューナ51を構成する各構成要素53、54、55、56、57は、図5に図示されるように相互接続され、第2のチューナ52を構成する各構成要素59、60、61、62は、同じく図5に図示されるように相互接続されている。
さらに、第1のチューナ51は、RF信号入力端子51(1)に受信アンテナ(メイン受信アンテナ)63が、中間周波信号出力端子51(2)に第1の復調回路64が接続され、第2のチューナ52は、RF信号入力端子52(1)に受信アンテナ(サブ受信アンテナ)65が、中間周波信号出力端子52(2)に第2の復調回路66が接続される。第1の復調回路64及び第2の復調回路66の各出力側には、比較器67が接続される。この他に、第1のチューナ51のVCO端子51(3)は第2のチューナ52のVCO端子52(3)に接続され、第1のチューナ51のPLL端子51(4)は第2のチューナ52のPLL端子52(4)に接続される。
かかる構成を有する高周波信号受信装置50は、第1のチューナ51で受信されたRF信号が周波数ミキサ56において電圧制御発振器57から供給される局部発振信号と周波数混合され、第1中間周波信号が形成される。同じように、第2のチューナ52で受信されたRF信号が周波数ミキサ62において電圧制御発振器57から供給される局部発振信号と周波数混合され、第2中間周波信号が形成される。第1中間周波信号は第1の復調回路64で、第2中間周波信号は第2の復調回路66でそれぞれ復調され、それらの復調信号は比較器67で比較されて品質の良好な復調信号が選択出力される。
かかる構成の高周波信号受信装置50によれば、第1のチューナ51における局部発振信号と第2のチューナ52における局部発振信号とが同じ電圧制御発振器57から供給され、第1のチューナ51における選局用PLL電圧と第2のチューナ52における選局用PLL電圧とが同じPLL回路58から供給されるので、第1のチューナ51と第2のチューナ52とが同一の放送を選択受信することになり、ダイバーシティ受信を行うことができる。この場合、電圧制御発振器57とPLL回路58とを第1のチューナ51だけに設け、第2のチューナ52に設けていないので、第1及び第2のチューナ51、52の双方に電圧制御発振器とPLL回路とを設けたものに比べて製造コストが安価になる。
特開2005−130279号
前記特開2005−130279号に開示の高周波信号受信装置50は、第1及び第2のチューナ回路51、52にそれぞれ使用される電圧制御発振器とPLL回路を共用させるようにし、第1のチューナ回路51だけに電圧制御発振器とPLL回路を設けているものであるので、その分、製造コストが安価になり、占有体積を減少させることが可能になるものの、第1のチューナ回路51及び第2のチューナ回路52をそれぞれ個別に半導体チップ(集積回路)で構成した際に、それらの半導体チップを近接配置する必要があることから、それらの半導体チップ間の高周波アイソレーションを高めることはかなり難しいものである。
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、2つのチューナ回路をそれぞれ個別の半導体チップで構成する際に、個別の半導体チップの高周波アイソレーションを高めるような配置にした高周波信号受信装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明による高周波信号受信装置は、一辺に複数の外部接続端子が形成配置され、回路基板上に回路パターンが形成された単一の回路基板と、単一の回路基板上に載置された第1のチューナ回路を構成する第1の半導体チップ及び第1のチューナ回路と同一構成の第2のチューナ回路を構成する第2の半導体チップと、第1の半導体チップと第2の半導体チップに接続され、第1の半導体チップと第2の半導体チップとの間の単一の回路基板の中央部分に配置される共通回路とを備え、第1の半導体チップ及び第2の半導体チップは、受信RF信号が入力される導出端子を備えた第1の辺がそれぞれ回路基板の外側方向を向き、共通回路に接続される導出端子を備えた第1の辺と対向する第2の辺が回路基板の中央方向を向くように載置され、第1の半導体チップと第2の半導体チップは、いずれか一方の半導体チップと他方の半導体チップとの表裏が逆になるように回路基板上にそれぞれ載置されている構成手段を具備する。
この場合、前記構成手段において、第1の半導体チップと第2の半導体チップは、回路基板の同一面に載置されるとともに、いずれか一方の半導体チップの表面が前記回路基板側を向いた状態でフリップチップ接続され、他方の半導体チップの表面が前記回路基板と反対側を向いた状態でワイヤボンディング接続されているものである。
また、前記構成手段において、第1の半導体チップと第2の半導体チップは、それぞれ側面から金属ピンが導出された状態で樹脂モールドされ、回路基板の同一面に載置されるとともに、いずれか一方の半導体チップの金属ピンがその表面方向に屈曲されてその表面が回路基板側を向いた状態に、他方の半導体チップの金属ピンがその裏面方向に屈曲されてその裏面が回路基板側を向いた状態に載置されているものである。
さらに、前記構成手段において、第1の半導体チップと第2の半導体チップは、いずれか一方の半導体チップが回路基板の一面側に、他方の半導体チップが回路基板の裏面側にそれぞれ載置されているものである。
また、前記構成手段において、第1の半導体チップと第2の半導体チップは、それぞれPLL回路を内蔵するとともに、共通回路は、基準周波数信号を発生する基準信号発生器を含み、各PLL回路に共通回路から基準周波数信号が供給されるように回路接続されているものである。
さらに、前記構成手段において、共通回路は、ダイバーシティ合成回路を含み、第1の半導体チップと第2の半導体チップの各出力信号がダイバーシティ合成回路に供給されるように回路接続されているものである。
以上のように、本発明に係る高周波信号受信装置によれば、第1の半導体チップ及び第2の半導体チップを回路基板上に載置する際に、受信RF信号が入力される導出端子を備えた第1の辺がそれぞれ回路基板の外側方向を向き、共通回路に接続される導出端子を備えた第1の辺と対向する第2の辺が回路基板の中央方向を向くように載置し、第1の半導体チップと第2の半導体チップを、いずれか一方の半導体チップと他方の半導体チップとの表裏が逆になるように回路基板上にそれぞれ載置しているので、第1の半導体チップと第2の半導体チップは、受信信号処理回路部が回路基板上の最も離れた位置になるため、第1半導体チップと第2の半導体チップとの間の高周波アイソレーションが高くなるという効果があり、その上、第1半導体チップと第2の半導体チップにおける共通回路への接続回路パターンを最も近接した位置に配置することができるため、それらの接続回路パターンを最短状態で設定できるという効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明による高周波信号受信装置の構成の概要を示す上面図であって、回路基板上に配置された主要な構成要素の配置形態を示すものである。
図1に示されるように、この高周波信号受信装置は、誘電材料からなり略長方形状の回路基板1と、回路基板1上に配置される第1のチューナ回路を構成する第1の半導体チップ(集積回路)2と、同じく回路基板1上に配置され、第1のチューナ回路と同じ構成の第2のチューナ回路を構成する第2の半導体チップ(集積回路)3と、同じく回路基板1上に配置された水晶振動子や発振基準周波数信号を発生する基準信号発生回路等を含んだ共通回路4と、回路基板1の長手方向の側面から外方に突出される複数の接続端子5と、図1に図示されていないが回路基板1上に配置され、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3の選択された導出端子と回路基板1の接続端子5とをそれぞれ接続したり、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3の他の選択された導出端子と共通回路4とをそれぞれ接続したり回路パターンとからなっている。
この場合、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3は、略四辺形の板状のものであって、それぞれの辺から導出される複数本の導出端子(図番なし)を備えている。そして、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3は、回路基板1上に配置する際に、受信RF信号が入力される導出端子を有する一つの辺が回路基板1の長手方向の最外周方向を向き、共通回路4に接続される導出端子を有し、前記一つの辺と対向位置にある他の辺が共通回路4の配置方向を向くように配置される。
そして、回路基板1の側面に設けられた複数の接続端子5における一方の再外側の接続端子5が第1の半導体チップ2の受信RF信号が入力される導出端子に回路パターンによって接続されるとともに、第1の半導体チップ2に供給されるRF信号の受信アンテナ(図1に図示なし)に接続され、同複数の接続端子5における他方の再外側の接続端子5が第2の半導体チップ3の受信RF信号が入力される導出端子に回路パターンによって接続されるとともに、第2の半導体チップ3に供給されるRF信号の受信アンテナ(同じく図1に図示なし)に接続される。また、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3における共通回路4に接続される導出端子は、その近くに形成されている共通回路4の対応する回路部分に回路パターンによって接続される。このときの回路パターンの長さは、前記導出端子と対応する回路部分との距離が近いために最短の長さに設定できる。
前記構成による高周波信号受信装置は、既知のこの種の高周波信号受信装置と同様の動作が行われるもので、その詳細な動作経緯についての説明は省略するが、この高周波信号受信装置から出力された2つの信号の中の良好な状態で受信された方の信号がダイバーシティ合成回路(図1に図示なし)によって選択され、そこで選択された信号が出力信号として利用される。
次に、図2(a)、(b)は、本発明による高周波信号受信装置の第1の実施の形態を示す構成図であって、(a)はその横断面を示す側面図であり、(b)は回路基板上の部品配置状態を示す上面図である。なお、図2(a)、(b)において、図1に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
図2(a)、(b)に示されるように、この第1の実施の形態は、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3としてベアチップタイプのものを用い、第1の半導体チップ2は、半導体チップ2の表面側を下向きにした(回路基板1側を向いた)状態で、当該表面側に設けられている接続部分6を回路基板1上の対応する接続部分7にフリップチップ8によって接続し、当該半導体チップ2を回路基板1へ取り付けているものであり、第2の半導体チップ3は、半導体チップ3の表面側を上向きにした(回路基板1側と反対の方向を向いた)状態で、当該表面側に設けられている接続部分6をワイヤボンド9を通して回路基板1上の対応する接続部分7にボンディング接続し、当該半導体チップ3を回路基板1へ取り付けているものである。また、この第1の実施の形態は、共通回路4が水晶振動子を有する基準周波数信号発生回路10やダイバーシティ合成回路11を含んだ構成部分を具備しており、その他に、回路基板1上には第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3の導出部と接続端子5とを導電接続する接続回路パターン12や、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3の導出部と共通回路4とを導電接続する接続回路パターン12等が設けられている。なお、図2(b)に図示されている回路基板1の黒丸部分は、スルーホールであって、このスルーホールを通して基準周波数信号発生回路10の一端が遠い方の接続回路パターン12に導電接続されている。
このような構成配置にすれば、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3との配置が、回路基板1の中心位置に対して鏡像関係をもった配置になり、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3とは、それらの受信信号処理回路部を結ぶ接続回路パターン12が互いに回路基板1の長手方向における最も離れた回路基板1上の位置になるため、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3との間の高周波アイソレーションを高めることができ、その上に、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3を共通回路4に接続する接続回路パターン12をそれらの部分に最も近接した位置に配置することができ、その接続回路パターン12を最短の状態に設定することが可能になる。
次いで、図3(a)、(b)は、本発明による高周波信号受信装置の第2の実施の形態を示す構成図であって、(a)はその横断面を示す側面図であり、(b)は回路基板上の部品配置状態を示す上面図である。なお、図3(a)、(b)において、図2(a)、(b)に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
図3(a)、(b)に示されるように、この第2の実施の形態は、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3としてベアチップタイプの半導体チップを樹脂モールドしたものを用い、この際に樹脂モールドされた第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3は、それぞれ側面から複数の金属ピン13が導出されており、それらの金属ピン13のそれぞれは第1の半導体チップ2及び第2半導体チップ3の表面側に設けられている対応する接続部分6に樹脂モールド内でリード14によって導電接続されている。そして、樹脂モールドされた第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3は、いずれか一方の半導体チップ(図3に図示の例では第2半導体チップ3)の金属ピン13がその表面方向に階段状に屈曲され、当該半導体チップ3の表面が回路基板1側を向いた状態にして、屈曲した金属ピン13の端部を回路基板1上の対応する接続部分7に結合させて当該半導体チップ3を回路基板1へ取り付けているものであり、他方の半導体チップ(図3に図示の例では第1半導体チップ2)の金属ピン13がその裏面方向に階段状に屈曲され、当該半導体チップ2の裏面が回路基板1側を向いた状態にして、屈曲した金属ピン13の端部を回路基板1上の対応する接続部分7に結合させて当該半導体チップ2を回路基板1へ取り付けているものである。
また、この第2の実施の形態においても、共通回路4が水晶振動子を有する基準周波数信号発生回路10やダイバーシティ合成回路11を含む回路によって構成されており、回路基板1上には第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3の導出端と接続端子5とを導電接続する接続回路パターン12や第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3の導出端と共通回路4とを導電接続する接続回路パターン12が設けられている。なお、図3(b)に図示されている回路基板1の黒丸部分は、スルーホールであって、このスルーホールを通して基準周波数信号発生回路10の一端が遠い方の接続回路パターン12に導電接続されている。
このような構成配置にすれば、前述の第1の実施の形態と同様に、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3との配置が、回路基板1の中心位置に対して鏡像関係をもった配置になり、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3とは、それらの受信信号処理回路部を結ぶ接続回路パターン12が互いに回路基板1の長手方向における最も離れた回路基板1上の位置になるため、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3との間の高周波アイソレーションを高めることができ、その上、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3を共通回路4に接続する接続回路パターン12をそれらの部分に最も近接した位置に配置することができ、その接続回路パターン12を最短の状態に設定することができるものである。
この場合、前記第2の実施の形態においては、樹脂モールドされた第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3における各金属ピン13は、階段状に屈曲する際に、その端部が樹脂モールドされた第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3に対して外側方向を向くように屈曲した例を挙げているが、その端部が樹脂モールドされた第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3に対して内側方向を向き、樹脂モールドされた第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3の下側部分にあるように屈曲する、すなわち、各金属ピン13の屈曲部分が樹脂モールドされた第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3のモールド形状に沿うように屈曲するようにしても同じ機能を達成することができる。
続いて、図4(a)、(b)、(c)は、本発明による高周波信号受信装置の第3の実施の形態を示す構成図であって、(a)はその横断面を示す側面図であり、(b)は回路基板の一面(表面)側の部品配置状態を示す上面図であり、(c)は回路基板の他面(裏面)側の部品配置状態を示す上面図である。なお、図4(a)、(b)、(c)において、図2(a)、(b)に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
図4(a)、(b)、(c)に示されるように、この第3の実施の形態は、第1の半導体チップ2及び第2の半導体チップ3としてベアチップタイプのものを用い、第1の半導体チップ2は、半導体チップ2の表面側を下向きにした(回路基板1の一面側を向いた)状態で、当該半導体チップ2の表面側に設けられている接続部分6を回路基板1の一面上の対応する接続部分7にフリップチップ8によって接続し、当該半導体チップ2を回路基板1の一面側に取り付けているものであり、第2の半導体チップ3は、半導体チップ3の表面側を下向きにした(回路基板1の他面側を向いた)状態で、当該半導体チップ3の表面側に設けられている接続部分6を回路基板1の他面上の対応する接続部分7にフリップチップ8によって接続し、当該半導体チップ2を回路基板1の他面側に取り付けているものである。
また、この第3の実施の形態においても、共通回路4が水晶振動子を有する基準周波数信号発生回路10やダイバーシティ合成回路11を含んだ構成部分を具備しており、その他に、回路基板1の一面上には第1の半導体チップ2の導出部と接続端子5とを導電接続する接続回路パターン12及び第1の半導体チップ2の導出部と共通回路4とを導電接続する接続回路パターン12等が設けられており、回路基板1の他面上には第2半導体チップ3の導出部と接続端子5とを導電接続する接続回路パターン12及び第2半導体チップ3の導出部と共通回路4とを導電接続する接続回路パターン12等が設けられている。なお、図4(b)、(c)に図示されている回路基板1の黒丸部分は、スルーホールであって、このスルーホールを通して回路基板1の一面側と他面側の対応する部分が導電接続されている。
このような構成配置にすれば、前述の第1の実施の形態と同様に、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3との配置が、回路基板1の中心位置に対して鏡像関係をもった配置になり、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3とは、それらの受信信号処理回路部を結ぶ接続回路パターン12が互いに回路基板1の長手方向における最も離れた回路基板1上の位置になるため、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3との間の高周波アイソレーションを高めることができ、その上、第1の半導体チップ2と第2の半導体チップ3を共通回路4に接続する接続回路パターン12をそれらの部分に最も近接した位置に配置することができ、その接続回路パターン12を最短の状態に設定することができるものである。
本発明による高周波信号受信装置の構成の概要を示す上面図であって、回路基板上に配置された主要な構成要素の配置形態を示すものである。 本発明による高周波信号受信装置の第1の実施の形態を示す構成図である。 本発明による高周波信号受信装置の第2の実施の形態を示す構成図である。 本発明による高周波信号受信装置の第3の実施の形態を示す構成図である。 特開2005−130279号に開示された高周波信号受信装置の回路構成であってその要部構成を示すブロック図である。
符号の説明
1 回路基板
2 第1の半導体チップ(集積回路)
3 第2の半導体チップ(集積回路)
4 共通回路
5 接続端子
6 半導体チップの接続部分
7 回路基板の接続部分
8 フリップチップ
9 ワイヤボンド
10 基準周波数信号発生回路
11 ダイバーシティ合成回路
12 接続回路パターン
13 金属ピン
14 リード

Claims (6)

  1. 一辺に複数の外部接続端子が形成配置され、回路基板上に回路パターンが形成された単一の回路基板と、前記単一の回路基板上に載置された第1のチューナ回路を構成する第1の半導体チップ及び前記第1のチューナ回路と同一構成の第2のチューナ回路を構成する第2の半導体チップと、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップに接続され、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間の前記単一の回路基板の中央部分に配置される共通回路とを備え、前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップは、受信RF信号が入力される導出端子を備えた第1の辺がそれぞれ前記回路基板の外側方向を向き、前記共通回路に接続される導出端子を備えた前記第1の辺と対向する第2の辺が前記回路基板の中央方向を向くように載置され、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、いずれか一方の半導体チップと他方の半導体チップとの表裏が逆になるように前記回路基板上にそれぞれ載置されていることを特徴とする高周波信号受信装置。
  2. 前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、前記回路基板の同一面に載置されるとともに、いずれか一方の半導体チップの表面が前記回路基板側を向いた状態でフリップチップ接続され、他方の半導体チップの表面が前記回路基板と反対側を向いた状態でワイヤボンディング接続されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波信号受信装置。
  3. 前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、それぞれ側面から金属ピンが導出された状態で樹脂モールドされ、前記回路基板の同一面に載置されるとともに、いずれか一方の半導体チップの前記金属ピンがその表面方向に屈曲されてその表面が前記回路基板側を向いた状態に、他方の半導体チップの前記金属ピンがその裏面方向に屈曲されてその裏面が前記回路基板側を向いた状態に載置されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波信号受信装置。
  4. 前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、いずれか一方の半導体チップが前記回路基板の一面側に、他方の半導体チップが前記回路基板の裏面側にそれぞれ載置されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波信号受信装置。
  5. 前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、それぞれPLL回路を内蔵するとともに、前記共通回路は、基準周波数信号を発生する基準信号発生器を含み、前記各PLL回路に前記共通回路から前記基準周波数信号が供給されるように回路接続されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高周波信号受信装置。
  6. 前記共通回路は、ダイバーシティ合成回路を含み、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップの各出力信号が前記ダイバーシティ合成回路に供給されるように回路接続されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高周波信号受信装置。
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