JP2008028612A - 通信装置およびそれを用いた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は増幅器の異常発振を抑制することを目的とするものである。
【解決手段】基板12の上面又は下面又は内部に配置されたグランド板18は、半導体回路13の上に配置されると共に半導体回路13に接続された第1グランド領域20と、増幅器14の下に配置されると共に増幅器14に接続された第2グランド領域21とを有し、上方向から見て第1グランド領域20と第2グランド領域21とは重複する領域を有さない構成とする。
【選択図】図1
【解決手段】基板12の上面又は下面又は内部に配置されたグランド板18は、半導体回路13の上に配置されると共に半導体回路13に接続された第1グランド領域20と、増幅器14の下に配置されると共に増幅器14に接続された第2グランド領域21とを有し、上方向から見て第1グランド領域20と第2グランド領域21とは重複する領域を有さない構成とする。
【選択図】図1
Description
本発明はLAN通信等の無線通信に用いる通信装置とこれを用いた電子機器に関するものである。
従来の通信装置について、図7を用いて説明する。図7において、従来の通信装置1は、基板2と、この基板2の下面に配置され、信号を生成する半導体回路3と、基板2の上面に配置され、基板2に設けられたビア4を介して、この半導体回路3の出力側に接続された増幅器5と、この増幅器5に接続されたアンテナ端子6とを有していた。
さらに、従来の通信装置1は、基板2の下面に配置されると共に増幅器5に接続されたグランド板7と、基板2の内部に配置されると共に半導体回路3に接続されたグランド板8とを有していた。そして、これらグランド板7とグランド板8とはグランドビア9を介して接続され、増幅器5とグランド板7,8とは増幅器5を放熱させるためのサーマルビア10で接続されていた。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献として、例えば、特許文献1が知られている。
特開2006−121147号公報
上記従来の通信装置1の上方向から見て、増幅器5が配置された領域と半導体回路3が配置された領域とが重複していた為、半導体回路3が有する多数の信号ラインが邪魔になり、増幅器5に接続されたサーマルビア10を十分に設けることが困難であった。この為、増幅器5とグランド板7,8との間で浮遊インダクタンスが発生しやすくなり、増幅器5が異常発振し易くなるという問題があった。
そこで、本発明は増幅器の異常発振を抑制することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の通信装置は、基板と、この基板の上面又は下面又は内部に配置されたグランド板と、基板の下に配置され、送信信号を生成する半導体回路と、基板の上に配置され、半導体回路からの送信信号を増幅させる増幅器とを備える。また、グランド板は、半導体回路の上に配置されると共に半導体回路に接続された第1グランド領域と、増幅器の下に配置されると共に増幅器に接続された第2グランド領域とを有し、上方向から見て第1グランド領域と第2グランド領域とは非重複な構成である。
上記構成により、半導体回路に接続された第1グランド領域と、増幅器に接続された第2グランド領域とが分離されている為、半導体回路の信号ラインが邪魔にならずに、増幅器に接続されたサーマルビアを十分に設けることができる。この為、増幅器とグランド板との間で浮遊インダクタンスが発生しにくくなり、増幅器の異常発振を抑制することができる。
(実施の形態1)
以下、本発明における実施の形態1について図1を用いて説明する。
以下、本発明における実施の形態1について図1を用いて説明する。
図1は本発明の実施の形態1における通信装置の上面と下面を示す図である。図1において、通信装置11は、例えば、チップ型であり、パソコンや携帯電話等の電子機器(図示せず)に接続されて、LAN通信等の無線通信に用いられる。この通信装置11は、基板12と、この基板12の下面に配置された半導体回路13と、基板12の上面に配置され半導体回路13にビア15を介して接続された増幅器14と、基板12の上面に配置され増幅器14の出力側に接続されたアンテナ端子16とを有する。
基板12は、例えば、方形であり、ガラスエポキシなどの樹脂からなる厚さ0.5ミリメートル以下の多層基板である。また、基板12は、基板12の上面に配置され増幅器14に接続されたグランド板17と、基板12の内部に配置され半導体回路13に接続されたグランド板18とを有する。そして、これらグランド板17とグランド板18とは、基板12の内部に設けられたグランドビア22によって、電気的に接続されている。
半導体回路13は、送信信号を生成し、例えば、CMOSプロセスの大規模集積化回路で構成したICからなる。半導体回路13は、基板12の内部に設けられた200以上の信号ラインと接続されている。
増幅器14は、半導体回路13で生成された送信信号を増幅する。この増幅器14とグランド板17,18とは、増幅器14から発生する熱を拡散させるためのサーマルビア19によって接続されている。この増幅器14は、化合物半導体プロセスで集積化したICであり、Idssを制御する為のコントロール電圧端子が設けられた2ステージのデバイスである。
アンテナ端子16は、コネクタや基板12のスルーホールや半田などの導電体からなる。このアンテナ端子16は、このアンテナ端子16の出力側に設けられたアンテナ(図示せず)へ送信信号を供給する。
また、グランド板17,18は、半導体回路13に接続された第1グランド領域20を有し、グランド板18は、増幅器14の下に配置されると共に増幅器14に接続された第2グランド領域21を有する。また、基板12の上方向から見て、第1グランド領域20と第2グランド領域21とは重複する領域を有さない。
上記構成により、半導体回路13に接続された第1グランド領域20と、増幅器14に接続された第2グランド領域21とが分離されている為、半導体回路13の信号ラインが邪魔にならずに、増幅器14に接続されたサーマルビア19を十分に設けることができる。この為、増幅器14とグランド板17,18との間で浮遊インダクタンスが発生しにくくなり、増幅器14の異常発振を抑制することができる。また、サーマルビア19を十分に設けることにより、増幅器14を十分に放熱させることができ、増幅器14の自己発熱による利得低下を抑制することができる。この結果、増幅器14の送信特性を安定させることができる。
また、増幅器14と半導体回路13とが基板の対向する面に設けられている為、半導体回路13から発生する低周波ノイズが、増幅器14へ混入することを抑制することができる。
さらに、グランド板17,18は、第1グランド領域20と第2グランド領域21との間に、第1グランド領域20と第2グランド領域21よりも高いインピーダンス値を有する第1ハイインピーダンス領域23を有しても良い。この第1ハイインピーダンス領域23は、例えば図2のように、第1グランド領域20を含むグランド板24と、第2グランド領域21を含むグランド板25とを接続すると共に、第1グランド領域20を含むグランド板24及び第2グランド領域21を含むグランド板25より幅の狭い第1接続グランド板26として具現化することができる。この第1接続グランド板26は、第1グランド領域20を含むグランド板24と第2グランド領域21を含むグランド板25とを直流的にはショート、高周波的にはオープンにするという効果を有する。これにより、半導体回路13から発生する低周波ノイズが、増幅器14へ混入することを抑制することができる。
また、増幅器14とアンテナ端子16とを、基板12の同一面上に配置するのが望ましい。これにより、信号が伝送線路の途中において基板12の上面と下面とを電気的に接続するビアを経由しないので、伝送ロスを低減することができる。
なお、増幅器14とアンテナ端子16とを基板12の異なる面に配置しても構わない。これにより、増幅器14で増幅された送信信号がアンテナ端子16に対し結合するのを抑制することができる。
なお、上記は、通信装置11を送信装置として説明したが、通信装置11は受信装置であっても構わない。
(実施の形態2)
以下、本発明における実施の形態2について図3を用いて説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については、同一の符号をつけてその説明を省略し、相違点について詳述する。図3は、本発明の実施の形態2における通信装置の上面と下面を示す図である。
以下、本発明における実施の形態2について図3を用いて説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については、同一の符号をつけてその説明を省略し、相違点について詳述する。図3は、本発明の実施の形態2における通信装置の上面と下面を示す図である。
図3において、半導体回路13は、無線LANに使用するRF帯(2.4GHz帯、または5GHz帯)の送受信回路の他に、信号処理回路、無線LAN用MAC(Media Access Control)回路、SDIO、SPI、UART、I2C、GPIO、マイコン、及びJTAGからなるデジタル回路を有している。
そしてグランド板17,18は、半導体回路13のうちRF帯の送受信回路の下に配置された送受信回路グランド領域27と、デジタル回路の下に配置されたデジタルグランド領域28とを有している。
さらに、グランド板17,18は、送受信回路グランド領域27とデジタルグランド領域28との間に配置されると共に、送受信回路グランド領域27及びデジタルグランド領域28よりも高いインピーダンス値を有する第2ハイインピーダンスグランド領域29を有する。この第2ハイインピーダンスグランド領域29は、例えば図4のように、送受信回路グランド領域27を含むグランド板30と、デジタルグランド領域28を含むグランド板31とを接続すると共に、送受信回路グランド領域27を含むグランド板30及びデジタルグランド領域28を含むグランド板31より幅の狭い第2接続グランド板32として具現化することができる。この第2接続グランド板32は、送受信回路グランド領域27を含むグランド板30とデジタルグランド領域28を含むグランド板31とを直流的にはショート、高周波的にはオープンにするという効果を有する。これにより、デジタル回路から発生する低周波ノイズが、送受信回路に混入することを抑制することができる。
(実施の形態3)
以下、本発明における実施の形態3について図5を用いて説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については、同一の符号をつけてその説明を省略し、相違点について詳述する。
以下、本発明における実施の形態3について図5を用いて説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については、同一の符号をつけてその説明を省略し、相違点について詳述する。
図5は本発明の実施の形態3における通信装置の断面図である。
図5において、ガラスエポキシなどの樹脂からなるスペーサ基板33が基板12の下面の周縁部に沿って配置されている。
また、スペーサ基板33の高さ(L1)は、半導体回路13の部品高さ(L2)よりも大きい。これにより、半導体回路13を保護することができ、半導体回路13と基板12との接続信頼性を向上させることができる。
さらに、シールドケース34は、基板12の上に増幅器14を含む電子部品を覆うように配置され、基板12の端面とスペーサ基板33の端面とを固定している。これにより、基板12とスペーサ基板33との接続信頼性を向上させることができる。
また、通信装置11をマザー基板35に実装する際に、シールドケース34もマザー基板35に半田付けすることも可能である。
(実施の形態4)
図6は本発明の実施の形態4における通信装置およびそれを用いた電子機器の上面と下面を示す図である。
図6は本発明の実施の形態4における通信装置およびそれを用いた電子機器の上面と下面を示す図である。
通信装置11は、CPU36を持つマイコンから、SDIO,SPI等のインターフェースバス37に接続される。
また、アンテナ端子16には、アンテナ38が接続される。
これにより、通信装置11が電子機器に搭載されるCPU36により制御することができるため、実施の形態1から3で示した送信特性の向上した通信装置を有する電子機器を具現化することが可能となる。
本発明にかかる通信装置は、増幅器の異常発振を抑制することができるという効果を有し、携帯端末用や車に搭載される電子機器において有用である。
11 通信装置
12 基板
13 半導体回路
14 増幅器
15 ビア
16 アンテナ端子
17 グランド板
18 グランド板
19 サーマルビア
20 第1グランド領域
21 第2グランド領域
22 グランドビア
23 第1ハイインピーダンス領域
26 第1接続グランド板
27 送受信回路グランド領域
28 デジタルグランド領域
29 第2ハイインピーダンス領域
32 第2接続グランド板
33 スペーサ基板
34 シールドケース
35 マザー基板
36 CPU
37 インターフェースバス
38 アンテナ
12 基板
13 半導体回路
14 増幅器
15 ビア
16 アンテナ端子
17 グランド板
18 グランド板
19 サーマルビア
20 第1グランド領域
21 第2グランド領域
22 グランドビア
23 第1ハイインピーダンス領域
26 第1接続グランド板
27 送受信回路グランド領域
28 デジタルグランド領域
29 第2ハイインピーダンス領域
32 第2接続グランド板
33 スペーサ基板
34 シールドケース
35 マザー基板
36 CPU
37 インターフェースバス
38 アンテナ
Claims (8)
- 内部に単層又は複層のグランド板を有する基板と、
この基板の上に配置された増幅器と、
前記基板の下に配置されると共に前記増幅器に接続された半導体回路とを備え、
前記グランド板は、前記増幅器に接続された第1グランド領域と、前記半導体回路に接続された第2グランド領域とを有し、
上方向から見て前記第1グランド領域と前記第2グランド領域とは重ならない通信装置。 - 前記グランド板は、前記第1グランド領域と前記第2グランド領域との間に配置されると共に前記第1グランド領域及び前記第2グランド領域よりも高いインピーダンス値を有する第1ハイインピーダンスグランド領域を有する請求項1に記載の通信装置。
- 前記第1ハイインピーダンスグランド領域として、前記第1グランド領域及び前記第2グランド領域より幅の狭い第1接続グランド板を有する請求項2に記載の通信装置。
- 前記半導体回路は、デジタル信号を処理するデジタル回路を有し、
前記グランド板は、前記デジタル回路に接続されたデジタルグランド領域と、前記第1グランド領域と前記デジタルグランド領域との間に配置されると共に前記第1グランド領域及び前記デジタルグランド領域よりも高いインピーダンス値を有する第2ハイインピーダンスグランド領域とを有する請求項1に記載の通信装置。 - 前記第2ハイインピーダンスグランド領域として、前記第1グランド領域及び前記デジタルグランド領域より幅の狭い第2接続グランド板を有する請求項2に記載の通信装置。
- 前記基板の下面の周縁部に配置されると共に前記半導体回路よりも高さの高いスペーサ基板を有する請求項1に記載の通信装置。
- 前記基板の上に前記増幅器を含む電子部品を覆うように配置されたシールドケースを有し、
前記シールドケースは、前記基板及び前記スペーサ基板に接続された請求項6に記載の通信装置。 - 内部に単層又は複層のグランド板を有する基板と、
この基板の上に配置された増幅器と、
前記基板の下に配置されると共に前記増幅器に接続された半導体回路と、
この半導体回路の出力側にアンテナと、
前記半導体回路の入力側に信号処理回路とを備え、
前記グランド板は、前記増幅器に接続された第1グランド領域と、前記半導体回路に接続された第2グランド領域とを有し、
上方向から見て前記第1グランド領域と前記第2グランド領域とは重ならない電子機器。
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