TWI493893B - 高頻電路模組 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種將高頻IC.功率放大器IC.雙工器安裝於電路基板之高頻電路模組,特別關於各零件之配置構造。
近年,如被稱作所謂智慧型手機之多功能攜帶型電話所代表,追求攜帶型電話的多功能化及小型化。此等攜帶型電話,將在電路基板安裝有高頻訊號的收發所必須之各種零件的高頻電路模組搭載於母板(參考例如專利文獻1)。專利文獻1所記載之高頻電路模組,於電路基板上搭載:施行高頻訊號的發送處理及接收處理之高頻IC、將發送訊號放大之功率放大器IC、發送濾波器、接收濾波器、高頻開關等。功率放大器IC之輸出訊號依序經由發送用匹配電路.發送濾波器.高頻開關自天線發送。另一方面,來次天線之接收訊號則依序經由高頻開關.接收濾波器.接收用匹配電路輸入至高頻IC。此處,自高頻IC至高頻開關的發送訊號通過之訊號線、與自高頻開關至高頻IC的接收訊號通過之訊號線,以互
不交叉且不接近的方式形成於電路基板上。此外,專利文獻2記載一種記載多模高頻電路:藉由在處理W-CDMA之RF發送訊號的電路系統、與處理W-CDMA之RF接收訊號的接收電路之最短距離間,配置係與W-CDMA之動作無關的電路之GSM方式的電路系統,而可降低W-CDMA之發送電路與接收電路的訊號干涉。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2005-198051號公報
專利文獻2:日本特開2006-340257號公報
然則,要以習知技術對應近年關於進一步小型化.高密度化的要求有限度。專利文獻1所記載之構成中,因功率放大器IC配置於高頻IC的最近處,故伴隨小型化.高密度化而接收訊號用之訊號線通過功率放大器IC附近。因此,有於功率放大器IC所產生的雜訊或漏洩訊號混入高頻IC之接收電路的問題。專利文獻2所記載之構成中,雖一確認屬於第1通信方式之W-CDMA的區塊,則相當於功率放大器IC的W-PA-IC(121)遠離高頻IC(310),但因雙工器(100)遠離高頻IC(310),故通過雙工器(100)的接收訊號有在功率放
大器IC所產生的雜訊或漏洩訊號等混入高頻IC之接收電路的問題。
本發明係鑒於上述情況而開發,其目的在於提供一種安裝密度高之高頻電路模組。
為達成上述目的,本發明之高頻電路模組,具備:電路基板,將絶緣體層與導體層交互疊層而構成;高頻IC,安裝於電路基板而施行高頻訊號之發送處理及接收處理;功率放大器IC,安裝於電路基板而將來自高頻IC的發送訊號放大;以及雙工器,將自功率放大器IC往天線輸出的發送訊號、與自天線往高頻IC輸入的接收訊號加以分離;其特徵為:高頻IC及功率放大器IC之任一方或雙方埋設於電路基板內,且雙工器自頂面透視電路基板時係配置於高頻IC與功率放大器IC之間。
依本發明,供將接收訊號自雙工器往高頻IC輸入所用之訊號線不位於功率放大器IC附近。此外可將供將接收訊號自雙工器往高頻IC輸入所用之訊號線的長度縮短。藉此,在防止雜訊混入高頻IC之接收電路並追求小型化.高密度化上變得簡單。另,自高頻IC輸出的發送訊號通過雙工器附近而輸入至功率放大器IC。然則因該發送訊號係電力放大前,故對雙工器或其他電路等造成的影響極小。另一方面,因功率放大器IC接近雙工器,
故可將傳送電力放大後的發送訊號之訊號線的長度縮短。亦即,可使將以功率放大器IC放大的訊號傳送往雙工器之訊號線,較傳送自高頻IC輸出之放大前的訊號之訊號線更為縮短。藉此可減小電力損失與放射雜訊。另,雙工器可安裝於電路基板上亦可埋設於電路基板內。
作為本發明之最佳態樣的一例,列舉如下特徵:於電路基板底面形成接地電極;將功率放大器IC埋設於電路基板內,功率放大器IC之散熱用電極藉由通路導體與電路基板底面之接地電極相連接。依本發明,可縮短功率放大器IC之散熱用電極與形成於電路基板底面之接地電極間的距離,故散熱效率提高。
此外作為本發明之最佳態樣的一例,列舉如下特徵:該電路基板包含厚度較其他導體層更厚且係作為接地作用之導體層的核心層,該高頻IC及功率放大器IC之任一方或雙方配置於形成在該核心層的貫通孔或凹部內。依本發明,藉由核心層提高高頻IC及功率放大器IC的屏蔽性及散熱性。
如同以上說明,依照本發明,供將接收訊號自雙工器往高頻IC輸入所用之訊號線不位於功率放大器IC附近。此外可使供將接收訊號自雙工器往高頻IC輸入所用
之訊號線的長度縮短。藉此,在防止雜訊混入高頻IC之接收電路並追求小型化.高密度化上變得簡單。
10‧‧‧天線
100、300‧‧‧高頻電路模組
101‧‧‧高頻開關
110、120‧‧‧雙工器
112、122‧‧‧發送濾波器
114、124‧‧‧接收濾波器
155‧‧‧功率放大器IC
160‧‧‧RFIC
200、400‧‧‧電路基板
201、401‧‧‧連接盤
205、405‧‧‧端子電極
206、406‧‧‧接地電極
210、410‧‧‧核心層
211、411‧‧‧貫通孔
225、226、235‧‧‧接地導體層
243、244、442、443‧‧‧通路導體
圖1係高頻電路模組之概略電路圖。
圖2係第1實施形態之高頻電路模組的俯視圖。
圖3係第1實施形態之高頻電路模組的底視圖。
圖4係第1實施形態之高頻電路模組的剖面圖。
圖5係第1實施形態之其他例的高頻電路模組之俯視圖。
圖6係第2實施形態之高頻電路模組的俯視圖。
圖7係第2實施形態之高頻電路模組的底視圖。
圖8係第2實施形態之高頻電路模組的剖面圖。
(第1實施形態)
參考附圖對本發明的第1實施形態之高頻電路模組加以說明。圖1顯示高頻電路模組之概略電路圖。另本實施形態,為了方便說明,僅主要對本發明之要旨的構成加以說明。
本實施形態之高頻電路模組100,為對應於2個頻率帶域之攜帶型電話所使用。如圖1所示,高頻電路模組100,具備高頻開關101、第1~第2雙工器110與120、發送用之高頻電力放大器151與152、及RFIC(Radio
Frequency Integrated Circuit)160。另實際之電路構成中,雖於各個頻率帶域具備匹配電路與發送訊號用之帶通濾波器等,但為了簡單說明,在本實施形態中省略。
高頻開關101,切換第1~第2雙工器110~120與1個外部天線10的連接。
各雙工器110、120,分別具備發送濾波器112與接收濾波器114、及發送濾波器122與接收濾波器124。作為發送濾波器112、122及接收濾波器114、124,可使用表面聲波(SAW:Surface Acoustic Wave)濾波器或體聲波(BAW:Bulk Acoustic Wave)濾波器等各種濾波器。本實施形態使用SAW濾波器。發送濾波器112、122藉由高頻電力放大器151、152與RFIC160之傳送埠相連接。接收濾波器114、124與RFIC160之接收埠相連接。高頻電力放大器151與152,封裝於1個功率放大器IC155。RFIC160施行高頻訊號之調變解調變處理、多重化處理等之發送處理及接收處理。
其次參考圖2至圖4對高頻電路模組100的構造加以說明。圖2為高頻電路模組的俯視圖,圖3為高頻電路模組的底視圖,圖4為圖2中的A線箭視方向剖面圖。
高頻電路模組100,如圖2所示,將RFIC160、第1雙工器110、功率放大器IC155、及高頻開關101表面安
裝於電路基板200之頂面。第1雙工器110,在表面安裝用之1個封裝體收納第1發送濾波器112與第1接收濾波器114。另一方面,第2雙工器120,埋設於電路基板200內。此處第2雙工器120的形態為其構成要素(發送濾波器‧接收濾波器等)個別埋設於電路基板200內。亦即第2雙工器120,與第1雙工器110相異而非收納於封裝體之形態。
電路基板200為,將絶緣體層與導體層交互疊層而構成之多層基板。電路基板200如圖4所示,具備:核心層210,導電性良好且係較厚之金屬製的導體層;複數層絶緣體層221及導體層222,形成於該核心層210之一方的主面(頂面);以及複數層絶緣體層231及導體層232,形成於核心層210之另一方的主面(底面)。絶緣體層221、231及導體層222、232係以增層工法在核心層210之兩主面形成。此處位於核心層210與電路基板200之一方的主面(頂面)間的導體層222中之2層、及位於核心層210與電路基板200之另一方的主面(底面)間的導體層232中之1層,成為被給予基準電位(接地)之接地導體層225、226、235。接地導體層225、235為,最接近核心層210之導體層222、232,分別藉由通路導體241與核心層210連接。因此核心層210亦發揮接地導體的功能。此外,可使導體層222存在於2層接地導體層225、226之間,使形成於該導體層222的配線發揮帶線的功能。在電路基板200之一方的主面
(頂面)形成零件安裝用之導電性的連接盤201與配線202。此外,於電路基板200之另一方的主面(底面)之邊緣部,形成多個端子電極205。此外,在電路基板200的主面(底面)之較該端子電極205的形成區域更內側之區域,形成面積較該端子電極205更大之多個接地電極206。於連接盤201,焊接RFIC160、第1雙工器110、及功率放大器IC155。
於核心層210形成零件收納用之貫通孔211。於該貫通孔211,配置構成第2雙工器120之第2發送濾波器122及第2接收濾波器124。因此核心層210,其厚度宜較內建之零件的高度更大。本實施形態中,以金屬板,更詳細而言係以銅製或銅合金製之金屬板形成核心層210。樹脂等絶緣體係與絶緣體層221或231成為一體並充填於貫通孔211內之與收納零件之間的間隙。於第2發送濾波器122及第2接收濾波器124之頂面形成端子電極122a、124a。端子電極122a、124a藉由通路導體242與導體層222相連接。
本發明之高頻電路模組100的特徵點,如圖2所示,在於將第1雙工器110及第2雙工器120(即第2發送濾波器122與第2接收濾波器124),配置於RFIC160與功率放大器IC155之間。藉此,可將傳送自第1雙工器110及第2雙工器120往RFIC160輸入之接收訊號的訊號線170的長度縮短,並可將雜訊混入該訊號線170
的情形壓至極低。圖2之例子,將自第1雙工器110輸出之接收訊號,經由形成在電路基板200之頂面的訊號線170輸入至RFIC160。另一方面,將自RFIC160輸出之發送訊號,經由電路基板200之內層,更詳細而言係經由訊號線180輸入至功率放大器IC155,該訊號線180係形成在2層接地導體層225、226之間的導體層222。自功率放大器IC輸出之經放大的發送訊號,經由形成在電路基板200之頂面的訊號線185輸入至第1雙工器110。此處應加以留意,傳送以功率放大器IC放大的訊號之訊號線185,較傳送自RFIC160輸出之放大前的訊號之訊號線180更短。另,圖2中關於輸出入至第2雙工器120之訊號線,為了簡單說明而省略。
此外,本發明之高頻電路模組100的其他特徵點,如圖2及圖3所示,在於將功率放大器IC155安裝於電路基板200之邊緣部的點。如圖3所示,將功率放大器IC155,安裝在投影於電路基板200之厚度方向的投影區域會與該端子電極205的形成區域重疊之位置。此外如圖4所示,將功率放大器IC155之接地端子155a安裝於電路基板200的連接盤201,該連接盤201藉由複數個散熱用之通路導體243而與核心層210連接。此外,核心層210藉由複數個散熱用之通路導體244而與底面之接地電極206連接。藉由此種構造,將在功率放大器IC155產生的熱,藉由通路導體243往電路基板200之厚度方向傳導,接著沿著核心層210往左右方向傳導。
核心層210的熱藉由通路導體244往接地電極206傳導,往安裝對象之主電路基板散熱。
依此種高頻電路模組100,則因將雙工器110、120配置於RFIC160與功率放大器IC155之間,故供將接收訊號自雙工器110、120往RFIC160輸入所用之訊號線不位於功率放大器IC155附近。此外可縮短供將接收訊號自雙工器110、120往RFIC160輸入所用之訊號線的長度。藉此,在防止雜訊混入RFIC160之接收電路並追求小型化.高密度化上變得容易。另,自RFIC160輸出的發送訊號通過雙工器110、120附近而輸入至功率放大器IC155。然則因該發送訊號係電力放大前,故對雙工器110、120或其他電路等造成的影響極小。另一方面,因功率放大器IC155與雙工器110、120相鄰,故可將傳送電力放大後的發送訊號之訊號線的長度縮短。藉此可降低電力損失與放射雜訊。
此外本實施形態之高頻電路模組100,即便將功率放大器IC155配置於電路基板200的邊緣部,該功率放大器IC所產生的熱仍可經由散熱用之通路導體243、244及核心層210往主電路基板散熱。因此,可將RFIC160配置於較電路基板的邊緣部更為內側。因此特別是在RFIC160附近的零件配置與電路型態的設計變得簡單,且可將配線長度縮短故高頻特性亦良好。
另上述第1實施形態中,自RFIC160輸出之發送訊號,雖經由形成在電路基板200之內層的訊號線180輸入至功率放大器IC155,但亦可如圖5所示,經由形成在電路基板200上的訊號線181輸入至功率放大器IC155。
(第2實施形態)
參考附圖對本發明的第2實施形態之高頻電路模組加以說明。本實施形態之高頻電路模組與第1實施形態的相異點,在於RFIC及功率放大器IC之安裝形態。其他點,例如關於高頻電路模組之概略電路圖與第1實施形態相同,故此處主要針對相異點加以詳述。
參考圖6至圖8對第2實施形態之高頻電路模組300的構造加以說明。圖6為高頻電路模組的俯視圖,圖7為高頻電路模組的底視圖,圖8為圖6中的A線箭視方向剖面圖。
高頻電路模組300,如圖6所示,將高頻開關101、及第1雙工器110表面安裝於電路基板400之頂面。第1雙工器110為,將第1發送濾波器112與第1接收濾波器114收納於1個封裝體之個別零件。另一方面,第2雙工器120、RFIC160、及功率放大器IC155係埋設於電路基板400內。此處第2雙工器120為,將第2發送
濾波器122與第2接收濾波器124收納於表面安裝用之1個封裝體的個別零件。
電路基板400為,將絶緣體層與導體層交互疊層而構成之多層基板。電路基板400如圖8所示,具備:核心層410,導電性良好且係較厚之金屬製的導體層;複數層絶緣體層421及導體層422,形成於該核心層410之一方的主面(頂面);以及複數層絶緣體層431及導體層432,形成於核心層410之另一方的主面(底面)。
絶緣體層421、431及導體層422、432係以增層工法形成在核心層410之兩主面。此處核心層410發揮被給予基準電位(接地)之接地導體的作用。在電路基板400之一方的主面(頂面)形成零件安裝用之導電性的連接盤401與配線402。此外,於電路基板400之另一方的主面(底面)之邊緣部,形成多個端子電極405。此外,在電路基板400的主面(底面)之較該端子電極405的形成區域更內側之區域,形成面積較該端子電極405更大之多個接地電極406。高頻開關101、及第1雙工器110焊接於連接盤401。
於核心層410形成零件收納用之貫通孔411。於該貫通孔411,配置RFIC160、第2雙工器120、及功率放大器IC155。因此核心層410,宜使其厚度較內建之電子零件的高度更大且彎曲強度更大。此外核心層410由導電性材料構成,在電性上被給予基準電位(接地)。因
此廣義而言,可將核心層410解釋為多層電路基板400之導體層。本實施形態中,以金屬板,更詳細而言係以銅製或銅合金製之金屬板形成核心層410。樹脂等絶緣體係與絶緣體層421或431成為一體並充填於貫通孔411內之與收納零件之間的間隙。於RFIC160、第2雙工器120、及功率放大器IC155之底面形成端子電極160a、120a、155a。端子電極160a、120a、155a藉由通路導體442與導體層432相連接。
本發明之高頻電路模組300的特徵點與第1實施形態相同,如圖6及圖7所示,在於將第1雙工器110及第2雙工器120,配置於RFIC160與功率放大器IC155之間。藉此,可將傳送自第1雙工器110及第2雙工器120往RFIC160輸入之接收訊號的訊號線170其長度縮短,並可將雜訊混入該訊號線170的情形壓至極低。於圖6之例子中,將自第1雙工器110輸出之接收訊號,經由形成在電路基板400之內層的訊號線170輸入至RFIC160。另一方面,將自RFIC160輸出之發送訊號,經由形成在電路基板400之內層的訊號線180輸入至功率放大器IC155。將自功率放大器IC155輸出之經放大的發送訊號,經由形成在電路基板400之內層的訊號線185輸入至第1雙工器110。此處應加以留意,傳送以功率放大器IC放大的訊號之訊號線185,較傳送自RFIC160輸出之放大前的訊號之訊號線180更短。另,圖6中關
於輸出入至第2雙工器120之訊號線,為了簡單說明而省略。
此外本實施形態,如圖6及圖7所示,將RFIC160配置在至少一部分與將高頻開關101投影於電路基板400之厚度方向的區域重疊之位置。此外,將第1雙工器110配置在至少一部分與將第2雙工器120投影於電路基板400之厚度方向的區域重疊之位置。如此一來,將零件彼此重疊地配置,故在基板厚度方向之投影區域中安裝密度提高,藉此可小型化。此外,可將連接高頻開關101、各雙工器110、120、功率放大器IC155、以及RFIC160間之各種訊號線的距離縮短,故訊號的損失與雜訊的侵入等受到抑制。
功率放大器IC155,如圖7所示,安裝在投影於電路基板400之厚度方向的投影區域,與該接地電極406的形成區域重疊之位置。此外如圖8所示,兼作功率放大器IC155之散熱用電極使用的接地端子155b,藉由複數個散熱用之通路導體443與電路基板400底面之接地電極406相連接。藉由此種構造,將在功率放大器IC155產生的熱,藉由通路導體443往接地電極406傳導,往安裝對象之主電路基板散熱。
依據此等高頻電路模組300,則因雙工器110、120,配置於RFIC160與功率放大器IC155之間,故供將接收
訊號自雙工器110、120往RFIC160輸入所用之訊號線不位於功率放大器IC155附近。此外可縮短供將接收訊號自雙工器110、120往RFIC160輸入所用之訊號線的長度。藉此,在防止雜訊混入RFIC160之接收電路並追求小型化.高密度化上變得容易。另外,自RFIC160輸出的發送訊號通過雙工器110、120附近而輸入至功率放大器IC155。然則因該發送訊號係電力放大前,故對雙工器110、120或其他電路等造成的影響極小。另一方面,因功率放大器IC155與雙工器110、120相鄰,故可將傳送電力放大後的發送訊號之訊號線的長度縮短。藉此可降低電力損失與放射雜訊。
此外本實施形態之高頻電路模組300,因將功率放大器IC155埋設於電路基板400,故可縮短功率放大器IC155之散熱用電極155b與電路基板400之接地電極406的距離。藉此提高功率放大器IC155之散熱效率。
以上雖對本發明之實施形態進行詳述,但本發明並不限於其等內容。例如,上述第1實施形態將RFIC160及功率放大器IC155雙方安裝於電路基板200上,第2實施形態將RFIC160及功率放大器IC155雙方埋設於電路基板400內,但可為將RFIC160安裝於電路基板上並將功率放大器IC155埋設於電路基板內之形態,亦可為將RFIC160埋設於電路基板內並將功率放大器IC155安裝於電路基板上之形態。另,各形態中,不限將雙工器
110、120與高頻開關101安裝於電路基板上或將該等埋設於電路基板內。
此外關於上述各實施形態的RFIC160、功率放大器IC155、與雙工器110、120之間的配線之安裝構造僅顯示本發明之一例,可因應高頻電路模組之規格等,將電路基板任意形成在電路基板上或形成在內層。
另外如同上述第1實施形態中,分別埋設屬於個別零件之濾波器122、124作為將第2雙工器120埋設於電路基板200之形態;另一方面第2實施形態中,將第2雙工器120作為封裝有濾波器122、124之個別零件埋設於電路基板400;雙工器110、120之安裝形態不受限制。
此外上述各實施形態中,雖使用1個內建有2個高頻電力放大器151、152之功率放大器IC155,但內建於功率放大器IC155之放大器的電路數目、或功率放大器IC155本身的個數不受限制。作為安裝圖1之電路的其他例,列舉分別與高頻電力放大器151、152對應而將2個功率放大器IC安裝於電路基板200的例子。此一情況,可將兩個的功率放大器IC皆安裝於電路基板200之頂面,亦可將兩個的功率放大器IC皆埋設於電路基板200內。進一步,將一方的功率放大器IC安裝於電路基板200之頂面,將另一方的功率放大器IC埋設於電路基板200內亦可。
另外上述各實施形態中,雖於核心層210、410形成貫通孔211、411,且在該貫通孔211、411配置濾波器、RFIC、功率放大器IC等電子零件,但亦可在核心層210、410形成凹部而非形成貫通孔211、411,並在該凹部配置各電子零件。
此外上述各實施形態中,核心層210、410之材質雖例示為銅或銅合金,但不限為其他金屬或合金、樹脂等材質。此外核心層210、410是否具有導電性亦不受限制。此外,上述實施形態中,作為電路基板200、400雖例示具備較有厚度之核心層210、410的例子,但亦可為不具核心層210、410之多層電路基板。
另外上述各實施形態中,電路基板200、400之頂面雖以安裝有各種零件的狀態露出,但亦可以覆蓋電路基板200、400之頂面的全面或一部分之方式裝設殼體、或以樹脂等密封。
101‧‧‧高頻開關
110‧‧‧雙工器
120‧‧‧雙工器
155‧‧‧功率放大器IC
160‧‧‧RFIC
170‧‧‧訊號線
180‧‧‧訊號線
300‧‧‧高頻電路模組
400‧‧‧電路基板
Claims (6)
- 一種高頻電路模組,具備:電路基板,將絶緣體層與導體層交互疊層而構成;高頻IC,安裝於電路基板而施行高頻訊號之發送處理及接收處理;功率放大器IC,安裝於電路基板而將來自高頻IC的發送訊號放大;以及雙工器,將自功率放大器IC往天線輸出的發送訊號、與自天線往高頻IC輸入的接收訊號加以分離;其特徵為:高頻IC及功率放大器IC之任一方或雙方埋設於電路基板內,且雙工器自頂面透視電路基板時係配置於高頻IC與功率放大器IC之間。
- 如申請專利範圍第1項之高頻電路模組,其中,將以功率放大器IC放大的發送訊號傳送往雙工器之訊號線,其配線的長度較將自高頻IC輸出之放大前的發送訊號傳送往功率放大器IC之訊號線更短。
- 如申請專利範圍第1或2項之高頻電路模組,其中,雙工器安裝於電路基板上。
- 如申請專利範圍第1或2項之高頻電路模組,其中,雙工器埋設於電路基板內。
- 如申請專利範圍第1或2項之高頻電路模組,其中,於電路基板底面形成接地電極;將功率放大器IC埋設於電路基板內,功率放大器IC之散熱用電極藉由通路導體與電路基板底面之接地 電極相連接。
- 如申請專利範圍第1或2項之高頻電路模組,其中,該電路基板包含厚度較其他導體層更厚且係作為接地作用之導體層的核心層,該高頻IC及功率放大器IC之任一方或雙方配置於形成在該核心層的貫通孔或凹部內。
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