CN214756335U - 高频模块以及通信装置 - Google Patents

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CN214756335U CN202120620020.4U CN202120620020U CN214756335U CN 214756335 U CN214756335 U CN 214756335U CN 202120620020 U CN202120620020 U CN 202120620020U CN 214756335 U CN214756335 U CN 214756335U
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松本直也
篠崎崇行
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

提供一种高频模块以及通信装置。高频模块(1)具备：模块基板(91)；半导体部件(10)，其内置有功率放大器(11)和功率放大器(12)；以及半导体部件(50)，其内置有开关(51)，该开关(51)具有与功率放大器(11)连接的端子(511)以及与功率放大器(12)连接的端子(512)，其中，半导体部件(10)和半导体部件(50)以相互堆叠的方式配置于模块基板(91)。

Description

高频模块以及通信装置
技术领域
本实用新型涉及一种高频模块以及通信装置。
背景技术
在便携式电话等移动通信装置中，特别是随着多频段化的进展，构成高频前端模块的电路部件的配置结构变得复杂化。
在专利文献1中公开了功率放大器、开关以及滤波器等被封装而得到的前端模块。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2015/0133067号说明书
实用新型内容
实用新型要解决的问题
关于这样以往的前端模块，期望进一步小型化。
因此，本实用新型提供一种能够实现小型化的高频模块以及通信装置。
用于解决问题的方案
本实用新型的一个方式所涉及的高频模块具备：模块基板；第一半导体部件，其内置有第一功率放大器和第二功率放大器；以及第二半导体部件，其内置有第一开关，该第一开关具有与所述第一功率放大器连接的第一端子以及与所述第二功率放大器连接的第二端子，其中，所述第一半导体部件和所述第二半导体部件以相互堆叠的方式配置于所述模块基板。
优选地，在俯视所述模块基板时，所述第二半导体部件与所述第一半导体部件内的所述第一功率放大器及所述第二功率放大器这两方重叠。
优选地，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器中的各功率放大器是多级放大器，在俯视所述模块基板时，所述第二半导体部件与所述第一功率放大器的输入级及所述第二功率放大器的输入级这两方重叠。
优选地，在俯视所述模块基板时，所述第二半导体部件不与所述第一功率放大器的输出级及所述第二功率放大器的输出级中的任一方重叠。
优选地，所述第一半导体部件配置在所述模块基板上，所述第二半导体部件堆叠在所述第一半导体部件上。
优选地，所述第一端子与所述第一功率放大器的输出连接，所述第二端子与所述第二功率放大器的输出连接。
优选地，所述第一端子与所述第一功率放大器的输入连接，所述第二端子与所述第二功率放大器的输入连接。
优选地，所述第二半导体部件还内置有第二开关，该第二开关具有与所述第一功率放大器的输出连接的第三端子以及与所述第二功率放大器的输出连接的第四端子。
优选地，还具备第二开关，该第二开关具有与所述第一功率放大器的输入连接的第三端子以及与所述第二功率放大器的输入连接的第四端子，所述第一半导体部件和所述第二开关配置于所述模块基板的彼此相反的面。
优选地，还具备多个外部连接端子，所述模块基板具有彼此相向的第一主面和第二主面，所述第一半导体部件和所述第二半导体部件配置于所述第一主面，所述多个外部连接端子和所述第二开关配置于所述第二主面。
优选地，在俯视所述模块基板时，所述第二开关与所述第一半导体部件重叠。
优选地，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器中的各功率放大器是多级放大器，在俯视所述模块基板时，所述第二开关不与所述第一功率放大器的输出级及所述第二功率放大器的输出级重叠。
优选地，还具备低噪声放大器，所述第一半导体部件和所述低噪声放大器配置于所述模块基板的彼此相反的面。
优选地，还具备多个外部连接端子，所述模块基板具有彼此相向的第一主面和第二主面，所述第一半导体部件和所述第二半导体部件配置于所述第一主面，所述多个外部连接端子和所述低噪声放大器配置于所述第二主面。
本实用新型的一个方式所涉及的通信装置，具备：信号处理电路，其对高频信号进行处理；以及上述的高频模块，其在所述信号处理电路与天线之间传输高频信号。
实用新型的效果
根据本实用新型的一个方式所涉及的高频模块，能够实现小型化。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的高频模块以及通信装置的电路结构图。
图2是实施方式1所涉及的高频模块的俯视图。
图3是实施方式1所涉及的高频模块的截面图。
图4是实施方式2所涉及的高频模块的俯视图。
图5是实施方式2所涉及的高频模块的截面图。
附图标记说明
1、1A：高频模块；2：天线；3：RFIC；4：BBIC；5：通信装置；10、20、50、50A：半导体部件；11、12：功率放大器；11a、11b、12a、12b：放大元件；21：低噪声放大器；51、52、53、54：开关；55：控制电路；61、62、63：双工器；61R、62R、63R：接收滤波器；61T、62T、63T：发送滤波器；91：模块基板；91a、91b：主面；92：地电极图案；94、95：树脂构件；96：屏蔽电极层；100：天线连接端子；110、111、112、113、114：高频输入端子；121：高频输出端子；150：凸块电极；150A：柱电极；161：接合线。
具体实施方式
下面，使用附图来详细说明本实用新型的实施方式。此外，下面说明的实施方式均表示总括性或具体的例子。下面的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置以及连接方式等是一例，其主旨并不是限定本实用新型。
此外，各图是为了表示本实用新型而适当进行了强调、省略、或比率的调整的示意图，未必严格地进行了图示，有时与实际的形状、位置关系以及比率不同。在各图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记，有时省略或简化重复的说明。
在下面的各图中，x轴和y轴是在与模块基板的主面平行的平面上彼此正交的轴。另外，z轴是与模块基板的主面垂直的轴，z轴的正方向表示上方向，z轴的负方向表示下方向。
另外，在本实用新型的电路结构中，“连接”不仅包含通过连接端子和/或布线导体来直接连接的情况，还包含经由其它电路元件来电连接的情况。另外，“连接于A与B之间”是指在A与B之间与A和B双方连接。
另外，在本实用新型的部件配置中，“俯视模块基板”是指将物体从z轴正侧正投影到xy平面来观察。另外，“在俯视模块基板时A与B重叠”是指被正投影到xy平面的A的区域的至少一部分与被正投影到xy平面的B的区域的至少一部分重叠。另外，“在俯视模块基板时A与B不重叠”是指被正投影到xy平面的A的区域与被正投影到xy平面的B的区域的任意区域都不重叠。另外，“A配置于B与C之间”是指将B内的任意的点与C内的任意的点连结的多条线段中的至少一条线段通过A。另外，“平行”和“垂直”等表示要素之间的关系性的用语不是指仅表示严格的语义，而是指也包含实质上等效的范围、例如数％左右的误差。
另外，“部件配置于基板”除了包含部件以与基板接触的状态配置于基板上的情况之外，还包含部件不与基板接触地配置于基板的上方的情况(例如，部件层叠到配置于基板上的其它部件上)、以及部件的一部分或全部嵌入基板内来配置的情况。另外，“部件配置于基板的主面”除了包含部件以与基板的主面接触的状态配置于主面上的情况之外，还包含部件不与主面接触地配置于主面的上方的情况、以及部件的一部分从主面侧嵌入基板内来配置的情况。
(实施方式1)
[1.1高频模块1以及通信装置5的电路结构]
参照图1来说明本实施方式所涉及的高频模块1以及通信装置5的电路结构。图1是实施方式1所涉及的高频模块1以及通信装置5的电路结构图。
[1.1.1通信装置5的电路结构]
首先，说明通信装置5的电路结构。如图1所示，本实施方式所涉及的通信装置5具备高频模块1、天线2、RFIC 3以及BBIC 4。
高频模块1在天线2与RFIC 3之间传输高频信号。在后面描述高频模块1的内部结构。
天线2与高频模块1的天线连接端子100连接，来发送从高频模块1输出的高频信号，另外从外部接收高频信号后将该高频信号向高频模块1输出。
RFIC 3是对高频信号进行处理的信号处理电路的一例。具体地说，RFIC 3通过下变频等对经由高频模块1的接收路径输入的高频接收信号进行信号处理，将该信号处理后生成的接收信号向BBIC 4输出。另外，RFIC 3通过上变频等对从BBIC 4输入的发送信号进行信号处理，将该信号处理后生成的高频发送信号输出到高频模块1的发送路径。另外，RFIC 3具有控制部，该控制部对高频模块1所具有的开关和放大器等进行控制。此外，作为RFIC 3的控制部的功能的一部分或全部也可以安装于RFIC 3的外部，例如也可以安装于BBIC 4或高频模块1。
BBIC 4是使用与高频模块1所传输的高频信号相比低频的中间频带来进行信号处理的基带信号处理电路。作为由BBIC 4处理的信号，例如使用用于图像显示的图像信号和/或用于经由扬声器的通话的声音信号。
此外，在本实施方式所涉及的通信装置5中，天线2和BBIC 4不是必需的结构要素。
[1.1.2高频模块1的电路结构]
接着，说明高频模块1的电路结构。如图1所示，高频模块1具备：功率放大器11及12、低噪声放大器21、开关51～54、控制电路55、双工器61～63、变压器(TR)71及72、匹配电路(MN)73、天线连接端子100、多个高频输入端子110、高频输出端子121以及控制端子131。
天线连接端子100是外部连接端子的一例，与天线2连接。
多个高频输入端子110是外部连接端子的一例，是用于从高频模块1的外部接受多个高频发送信号的端子。在本实施方式中，多个高频输入端子110包括四个高频输入端子111～114。
作为多个高频输入端子110从外部接受的多个高频信号，例如能够使用彼此不同的通信***的高频信号和/或彼此不同的通信频段的高频信号。
通信***是指使用无线接入技术(RAT：Radio Access Technology)来构建的通信***。在本实施方式中，作为通信***，例如能够使用5GNR(5th Generation New Radio：第五代新空口)***、LTE(Long Term Evolution：长期演进)***以及WLAN(Wireless LocalArea Network：无线局域网络)***等，但是不限定于它们。
通信频段是指为了通信***而由标准化团体等(例如3GPP(3rd GenerationPartnership Project：第三代合作伙伴项目)、IEEE(Institute of Electrical andElectronics Engineers：电气与电子工程师协会)等)预先定义的频率带。
此外，多个高频输入端子110的数量不限定于四个。例如，多个高频输入端子110的数量可以少于四个，也可以多于四个。
高频输出端子121是外部连接端子的一例，是用于向高频模块1的外部提供多个高频接收信号的端子。此外，高频模块1也可以具备多个高频输出端子。
控制端子131是外部连接端子的一例，是用于从高频模块1的外部接受控制信号的端子。作为控制信号，例如使用用于控制功率放大器11及12的信号。
功率放大器11是第一功率放大器的一例，能够放大由多个高频输入端子110接受到的多个高频信号。在此，功率放大器11能够放大从高频输入端子111和/或112经由开关54输入的通信频段A的高频信号。
功率放大器12是第二功率放大器的一例，能够放大由多个高频输入端子110接受到的多个高频信号。在此，功率放大器12能够放大从高频输入端子113和/或114经由开关54输入的通信频段B及C的高频信号。
功率放大器11及12的各功率放大器是多级放大器。也就是说，功率放大器11及12的各功率放大器具有以级联的方式连接的多个放大元件。具体地说，功率放大器11具备相当于输入级的放大元件11a以及相当于输出级的放大元件11b。另外，功率放大器12具备相当于输入级的放大元件12a以及相当于输出级的放大元件12b。此外，功率放大器11及12的各功率放大器的级数不限定于2级，也可以为3级以上。另外，功率放大器11和/或12也可以是单级结构。
另外，功率放大器11和/或12也可以将高频信号转换为差分信号(即互补信号)来进行放大。这样的功率放大器11和/或12有时被称为差分放大器。在该情况下，功率放大器11和/或12的输出也可以是差分信号。
变压器71连接于功率放大器11与发送滤波器61T之间。具体地说，变压器71连接于功率放大器11的输出与开关51的端子511之间。变压器71能够取得功率放大器11与发送滤波器61T之间的阻抗匹配。此外，在功率放大器11的输出为差分信号的情况下，变压器71作为平衡转换器(平衡-不平衡转换元件)发挥功能。
变压器72连接于功率放大器12与发送滤波器62T及63T之间。具体地说，变压器72连接于功率放大器12的输出与开关51的端子512之间。变压器72能够取得功率放大器12与发送滤波器62T及63T之间的阻抗匹配。此外，在功率放大器12的输出为差分信号的情况下，变压器72作为平衡转换器(平衡-不平衡转换元件)发挥功能。
匹配电路73连接于低噪声放大器21与接收滤波器61R～63R之间。具体地说，匹配电路73连接于低噪声放大器21的输入与开关52的端子521之间。匹配电路73取得低噪声放大器21与接收滤波器61R～63R之间的阻抗匹配。
低噪声放大器21能够放大由天线连接端子100接受到的多个高频信号。在此，低噪声放大器21能够放大从天线连接端子100经由开关53、双工器61～63以及开关52输入的通信频段A～C的高频信号。由低噪声放大器21放大后的高频信号被输出到高频输出端子121。低噪声放大器21的结构没有特别限定。
双工器61使通信频段A的高频信号通过。双工器61将通信频段A的发送信号和接收信号以频分双工(FDD：Frequency Division Duplex)方式进行传输。双工器61包括发送滤波器61T和接收滤波器61R。
发送滤波器61T连接于开关51与天线连接端子100之间。发送滤波器61T使由功率放大器11放大后的高频发送信号中的、通信频段A的发送带的信号通过。
接收滤波器61R连接于开关52与天线连接端子100之间。接收滤波器61R使从天线连接端子100输入的高频接收信号中的、通信频段A的接收带的信号通过。
双工器62使通信频段B的高频信号通过。双工器62将通信频段B的发送信号和接收信号以FDD方式进行传输。双工器62包括发送滤波器62T和接收滤波器62R。
发送滤波器62T连接于开关51与天线连接端子100之间。发送滤波器62T使由功率放大器12放大后的高频发送信号中的、通信频段B的发送带的信号通过。
接收滤波器62R连接于开关52与天线连接端子100之间。接收滤波器62R使从天线连接端子100输入的高频接收信号中的、通信频段B的接收带的信号通过。
双工器63使通信频段C的高频信号通过。双工器63将通信频段C的发送信号和接收信号以FDD方式进行传输。双工器63包括发送滤波器63T和接收滤波器63R。
发送滤波器63T连接于开关51与天线连接端子100之间。发送滤波器63T使由功率放大器12放大后的高频发送信号中的、通信频段C的发送带的信号通过。
接收滤波器63R连接于开关52与天线连接端子100之间。接收滤波器63R使从天线连接端子100输入的高频接收信号中的、通信频段C的接收带的信号通过。
作为通信频段A，例如能够使用属于高频段组的通信频段。高频段组是由多个通信频段构成的频率带组，与中频段组相比位于高频侧，例如具有2.4-2.8GHz的频率范围。高频段组例如由用于LTE的频段B7(上行链路：2500-2570MHz、下行链路：2620-2690MHz)等通信频段构成。
作为通信频段B及C，例如能够使用属于中频段组的通信频段。中频段组是由多个通信频段构成的频率带组，与高频段组相比位于低频侧，例如具有1.5-2.2GHz的频率范围。中频段组例如由用于LTE的频段B1(上行链路：1920-1980MHz、下行链路：2110-2170MHz)、频段B39(1880-1920MHz)以及频段B66(上行链路：1710-1780MHz、下行链路：2110-2200MHz)等通信频段构成。
开关51在本实施方式中是第一开关的一例，连接于发送滤波器61T～63T与功率放大器11及12之间。具体地说，开关51具有端子511～515。开关51的端子511在本实施方式中是第一端子的一例，与功率放大器11的输出连接。开关51的端子512在本实施方式中是第二端子的一例，与功率放大器12的输出连接。开关51的端子513～515分别与发送滤波器61T～63T连接。在该连接结构中，开关51能够基于例如来自RFIC 3的控制信号，来在端子511与513的连接与非连接之间进行切换，并且将端子514及515中的任一个与端子512连接。也就是说，开关51能够在功率放大器11与发送滤波器61T的连接与非连接之间进行切换，并且在功率放大器12与发送滤波器62T的连接同功率放大器12与发送滤波器63T的连接之间进行切换。开关51例如由多连接型的开关电路构成，被称为频段选择开关。
开关52连接于接收滤波器61R～63R与低噪声放大器21之间。具体地说，开关52具有端子521～524。开关52的端子521与低噪声放大器21的输入连接。开关52的端子522～524分别与接收滤波器61R～63R连接。在该连接结构中，开关52能够基于例如来自RFIC 3的控制信号，来将端子522～524中的任一个与端子521连接。也就是说，开关52能够在低噪声放大器21与接收滤波器61R的连接、低噪声放大器21与接收滤波器62R的连接、以及低噪声放大器21与接收滤波器63R的连接之间进行切换。开关52例如由SP3T(Single-Pole Triple-Throw：单刀三掷)型的开关电路构成，被称为LNA输入开关。
开关53连接于天线连接端子100与双工器61～63之间。具体地说，开关53具有端子531～534。开关53的端子531与天线连接端子100连接。开关53的端子532～534分别与双工器61～63连接。在该连接结构中，开关53能够基于例如来自RFIC 3的控制信号，来将端子532～534中的至少一个与端子531连接。也就是说，开关53能够在天线2与双工器61的连接与非连接之间进行切换，并且在天线2与双工器62的连接与非连接之间进行切换，在天线2与双工器63的连接与非连接之间进行切换。开关53例如由多连接型的开关电路构成，被称为天线开关。
开关54在本实施方式中是第二开关的一例，连接于多个高频输入端子110与功率放大器11及12之间。具体地说，开关54具有端子541～546。开关54的端子541在本实施方式中是第三端子的一例，与功率放大器11的输入连接。开关54的端子542及543分别与高频输入端子111及112连接。开关54的端子544在本实施方式中是第四端子的一例，与功率放大器12的输入连接。开关54的端子545及546分别与高频输入端子113及114连接。在该连接结构中，开关54能够基于例如来自RFIC 3的控制信号，来将端子542及543中的任一个与端子541连接，将端子545及546中的任一个与端子544连接。也就是说，开关54能够在高频输入端子111与功率放大器11的连接同高频输入端子112与功率放大器11的连接之间进行切换，并且在高频输入端子113与功率放大器12的连接同高频输入端子114与功率放大器12的连接之间进行切换。开关54例如由多连接型的开关电路构成，被称为发送输入开关。
控制电路55与控制端子131连接。控制电路55经由控制端子131从RFIC 3接受控制信号后将控制信号输出到功率放大器11及12。此外，控制电路55也可以向其它电路部件输出控制信号。
此外，图1所表示的电路元件中的若干个电路元件也可以不包含于高频模块1。例如，高频模块1只要至少具备功率放大器11及12以及开关51或控制电路55即可，也可以不具备其它电路元件。
另外，在高频模块1的电路结构中，能够将发送信号和接收信号以FDD方式进行通信，但是本实用新型所涉及的高频模块的电路结构不限定于此。例如，本实用新型所涉及的高频模块也可以具有能够将发送信号和接收信号以时分双工(TDD：Time DivisionDuplex)方式进行通信的电路结构，也可以具有能够以FDD方式和TDD方式这两方进行通信的电路结构。
[1.2高频模块1的部件配置]
接着，参照图2和图3来具体地说明如上述那样构成的高频模块1的部件配置。
图2是实施方式1所涉及的高频模块1的俯视图。在图2中，(a)示出从z轴正侧观察模块基板91的主面91a而得到的图，(b)示出从z轴正侧透视模块基板91的主面91b而得到的图。图3是实施方式1所涉及的高频模块1的截面图。图3中的高频模块1的截面是图2的iii-iii线处的截面。
如图2和图3所示，高频模块1除了具备内置图1所示的电路元件的电路部件之外，还具备模块基板91以及地电极图案92。另外，高频模块1具备多个凸块电极150来作为多个外部连接端子。
模块基板91具有彼此相向的主面91a及主面91b。作为模块基板91，例如能够使用具有多个电介质层的层叠构造的低温共烧陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-firedCeramics)基板、高温共烧陶瓷(HTCC：High Temperature Co-fired Ceramics)基板、部件内置基板、具有再布线层(RDL：Redistribution Layer)的基板、或者印刷电路板等，但是，不限定于它们。
主面91a是第一主面的一例，有时称为上表面或表面。如图2的(a)所示，在主面91a配置有内置功率放大器11及12的半导体部件10、内置开关51和控制电路55的半导体部件50、双工器61～63以及匹配电路73。
半导体部件10配置于主面91a上，半导体部件50堆叠在半导体部件10上。此时，在俯视模块基板91时，半导体部件50与半导体部件10内的功率放大器11及12这两方重叠。更具体地说，半导体部件50与分别相当于功率放大器11及12的输入级的放大元件11a及12a这两方重叠，但是不与分别相当于功率放大器11及12的输出级的放大元件11b及12b重叠。
半导体部件是具有形成在半导体芯片(也称为管芯)的表面和内部的电子电路的电子部件，也称为半导体集成电路。半导体部件例如由CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)构成，具体地说也可以由SOI(Silicon onInsulator：绝缘体上硅)工艺构成。由此，能够便宜地制造半导体部件。此外，半导体部件可以由GaAs、SiGe以及GaN中的至少一个构成。由此，能够实现高质量的半导体部件。
双工器61～63的各双工器例如可以是表面声波滤波器、使用BAW(Bulk AcousticWave：体声波)的弹性波滤波器、LC谐振滤波器以及介质滤波器中的任一个，并且不限定于它们。
匹配电路73例如包括电感器和/或电容器，由表面安装器件(SMD：Surface MountDevice)构成。此外，匹配电路73可以形成于模块基板91内，也可以由集成型无源器件(IPD：Integrated Passive Device)构成。
主面91b是第二主面的一例，有时称为下表面或背面。如图2的(b)所示，在主面91b配置有内置低噪声放大器21及开关52的半导体部件20、开关53及54以及变压器71及72。
开关53配置于多个凸块电极150中的、作为天线连接端子100发挥功能的凸块电极150的附近。
开关54配置于多个凸块电极150中的、作为多个高频输入端子发挥功能的凸块电极150的附近。另外，在俯视模块基板91时，开关54与半导体部件10重叠。具体地说，在俯视模块基板91时，开关54与分别相当于功率放大器11及12的输入级的放大元件11a及12a中的至少一方重叠，但是不与分别相当于功率放大器11及12的输出级的放大元件11b及12b重叠。
此外，在本实施方式中，开关53及54不内置于半导体部件20，而是独立地配置于主面91b，但是开关53和/或54也可以内置于半导体部件20。
变压器71及72的各变压器内置于模块基板91。具体地说，变压器71及72的各变压器形成在模块基板91内的主面91b侧。此外，变压器71和/或72也可以作为芯片状的电路部件而表面安装于主面91a或91b。
地电极图案92形成在模块基板91内，与例如设定为地电位的凸块电极150物理连接。地电极图案92配置于半导体部件10与20之间。
多个凸块电极150构成包括天线连接端子100、多个高频输入端子110、高频输出端子121以及控制端子131在内的多个外部连接端子。多个凸块电极150的各凸块电极配置于模块基板91的主面91b，各凸块电极从主面91b向z轴负方向突出。多个凸块电极150的端部与高频模块1的z轴负方向上配置的主板上的输入输出端子和/或地电极等连接。
此外，模块基板91上的各部件例如经由接合线161来与模块基板91和/或其它部件上的焊盘电极(未图示)等连接。在图2中，例示了与半导体部件50接合的接合线161中的若干条，省略了其它接合线161的图示。
[1.3效果等]
如上所述，本实施方式所涉及的高频模块1具备：模块基板91；半导体部件10，其内置有功率放大器11和功率放大器12；以及半导体部件50，其内置有开关51，该开关51具有与功率放大器11连接的端子511以及与功率放大器12连接的端子512，其中，半导体部件10和半导体部件50以相互堆叠的方式配置于模块基板91。
据此，能够使半导体部件10与半导体部件50相互堆叠，因此能够缩小模块基板91的面积来实现高频模块1的小型化。另外，内置有与功率放大器11及12这两方连接的开关51的半导体部件50同内置有功率放大器11及12的半导体部件10堆叠，因此能够使功率放大器11及12与开关51之间的布线长度变短。其结果，能够减少布线损耗和布线偏差引起的不匹配损耗，从而能够改善高频模块1的电气特性(例如噪声指数(NF)、增益特性等)。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，在俯视模块基板91时，半导体部件50与半导体部件10内的功率放大器11及12这两方重叠。
据此，能够使功率放大器11及12与开关51之间的布线长度进一步变短。因而，能够进一步减少布线损耗和布线偏差引起的不匹配损耗，从而能够进一步改善高频模块1的电气特性。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，功率放大器11及12的各功率放大器是多级放大器，在俯视模块基板91时，半导体部件50与相当于功率放大器11的输入级的放大元件11a及相当于功率放大器12的输入级的放大元件12a这两方重叠。
据此，能够使半导体部件50与功率放大器11及12的输入级重叠，也能够使半导体部件50与输出级分离。一般地说，在功率放大器中输出级的发热量大于输入级的发热量。因而，能够减小由于从功率放大器11及12的输出级排出的热而导致半导体部件50发生故障的危险性。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，在俯视模块基板91时，半导体部件50不与相当于功率放大器11的输出级的放大元件11b及相当于功率放大器12的输出级的放大元件12b中的任一个重叠。
据此，能够使半导体部件50与功率放大器11及12的输出级分离，从而能够减小由于从功率放大器11及12的输出级排出的热而导致半导体部件50发生故障的危险性。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，半导体部件10配置于模块基板91上，半导体部件50堆叠在半导体部件10上。
据此，能够使内置功率放大器11及12的半导体部件10配置于模块基板91上，易于使由功率放大器11及12产生的热经由模块基板91散热。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，端子511与功率放大器11的输出连接，端子512与功率放大器12的输出连接。
据此，能够使与功率放大器11及12的输出连接的开关51堆叠在功率放大器11及12上。
另外例如，本实施方式所涉及的高频模块1也可以还具备开关54，该开关54具有与功率放大器11的输入连接的端子541以及与功率放大器12的输入连接的端子544，半导体部件10和开关54也可以配置于模块基板91的彼此相反的面。
据此，能够在模块基板91的两个面配置半导体部件10和开关54，从而能够促进高频模块1的小型化。
另外例如，也可以是，本实施方式所涉及的高频模块1还具备多个凸块电极150来作为多个外部连接端子，模块基板91具有彼此相向的主面91a和91b，半导体部件10及50配置于主面91a，多个凸块电极150和开关54配置于主面91b。
据此，能够使与功率放大器11及12的输入连接的开关54配置于主面91b，该主面91b配置有多个凸块电极150。因而，能够将开关54配置于从RFIC 3接受高频发送信号的凸块电极150的附近，从而能够使凸块电极150与开关54之间的布线长度变短。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，在俯视模块基板91时，开关54与半导体部件10重叠。
据此，能够使开关54与功率放大器11及12的各功率放大器之间的布线长度变短。因而，能够进一步减少布线损耗和布线偏差引起的不匹配损耗，从而能够进一步改善高频模块1的电气特性。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，功率放大器11及12的各功率放大器是多级放大器，在俯视模块基板91时，开关54不与相当于功率放大器11的输出级的放大元件11b及相当于功率放大器12的输出级的放大元件12b重叠。
据此，能够使开关54与功率放大器11及12的输出级分离，从而能够减小由于从功率放大器11及12的输出级排出的热而导致开关54发生故障的危险性。另外，在从功率放大器11及12的输出级向主板形成有传热路径的情况下，能够防止传热路径被开关54遮蔽。
另外例如，也可以是，本实施方式所涉及的高频模块1还具备低噪声放大器21，半导体部件10和低噪声放大器21配置于模块基板91的彼此相反的面。
据此，能够在模块基板91的两个面配置半导体部件10和低噪声放大器21，从而能够促进高频模块1的小型化。并且，由于在功率放大器11及12与低噪声放大器21之间存在模块基板91，因此能够提高功率放大器11及12与低噪声放大器21之间的隔离特性。
另外例如，也可以是，本实施方式所涉及的高频模块1还具备多个凸块电极150来作为多个外部连接端子，模块基板91具有彼此相向的主面91a和91b，半导体部件10及50配置于主面91a，多个凸块电极150和低噪声放大器21配置于主面91b。
据此，能够将功率放大器11及12配置于主面91a，将低噪声放大器21配置于主面91b。因而，易于确保从功率放大器11及12向主板的传热路径，能够提高功率放大器11及12的散热性。
另外，本实施方式所涉及的通信装置5具备：RFIC 3，其对高频信号进行处理；以及高频模块1，其在RFIC 3与天线2之间传输高频信号。
据此，在通信装置5中，能够实现与高频模块1同样的效果。
(实施方式2)
接着，说明实施方式2。在本实施方式中，与上述实施方式1不同之处主要在于，在层叠的半导体部件中还内置发送输入开关。下面参照附图以与上述实施方式1不同之处为中心说明本实施方式。
此外，由于本实施方式所涉及的半导体模块的电路结构与上述实施方式1相同，因此省略图示和说明。此外，在本实施方式中，开关54相当于第一开关，开关54的端子541及544分别相当于第一端子及第二端子。并且，在本实施方式中，开关51相当于第二开关，开关51的端子511及512分别相当于第三端子及第四端子。
[2.1高频模块1A的部件配置]
接着，参照图4和图5来具体说明高频模块1A的部件配置。
图4是实施方式2所涉及的高频模块1A的俯视图。在图4中，(a)示出从z轴正侧观察模块基板91的主面91a而得到的图，(b)示出从z轴正侧透视模块基板91的主面91b而得到的图。图5是实施方式2所涉及的高频模块1A的截面图。图5中的高频模块1A的截面是图4的v-v线处的截面。
如图4和图5所示，高频模块1A除了具备内置图1所示的电路元件的电路部件之外还具备模块基板91、地电极图案92、树脂构件94及95、屏蔽电极层96以及多个柱电极150A。此外，在图4中，省略了树脂构件94及95和屏蔽电极层96的记载。
如图4的(a)所示，在主面91a配置有内置功率放大器11及12的半导体部件10、内置开关51及54以及控制电路55的半导体部件50A、以及双工器61～63。
半导体部件50A与实施方式1的半导体部件50同样地堆叠在半导体部件10上。
如图4的(b)所示，在主面91b配置有内置低噪声放大器21和开关52的半导体部件20、以及开关53。
树脂构件94配置于模块基板91的主面91a上，覆盖主面91a上的电路部件。另外，树脂构件95配置于模块基板91的主面91b上，覆盖主面91b上的电路部件。树脂构件94及95具有确保主面91a及91b上的部件的机械强度和耐湿性等可靠性的功能。
屏蔽电极层96是例如通过溅射法形成的金属薄膜，形成为覆盖树脂构件94的上表面及侧表面、以及模块基板91及树脂构件95的侧表面。屏蔽电极层96被设定为地电位，来抑制干扰噪声侵入到构成高频模块1A的电路部件。
多个柱电极150A构成包括天线连接端子100、多个高频输入端子110、高频输出端子121以及控制端子131在内的多个外部连接端子。多个柱电极150A的各柱电极配置于模块基板91的主面91b，从主面91b起垂直地延伸。另外，多个柱电极150A的各柱电极贯通树脂构件95，各柱电极的一端从树脂构件95露出。多个柱电极150A的从树脂构件95露出的一端与高频模块1A的z轴负方向上配置的主板上的输入输出端子和/或地电极等连接。
此外，模块基板91上的各部件例如经由凸块电极等来与模块基板91和/或其它部件上的焊盘电极(未图示)等连接。
[2.2效果等]
如上所示，本实施方式所涉及的高频模块1A具备：模块基板91；半导体部件10，其内置有功率放大器11和功率放大器12；以及半导体部件50A，其内置有开关54，该开关54具有与功率放大器11连接的端子541以及与功率放大器12连接的端子544，其中，半导体部件10和半导体部件50A以相互堆叠的方式配置于模块基板91。
据此，能够使半导体部件10与半导体部件50A相互堆叠，因此能够缩小模块基板91的面积来实现高频模块1A的小型化。另外，内置有与功率放大器11及12这两方连接的开关54的半导体部件50A同内置有功率放大器11及12的半导体部件10堆叠，因此能够使功率放大器11及12与开关54之间的布线长度变短。其结果，能够减少布线损耗和布线偏差引起的不匹配损耗，从而能够改善高频模块1A的电气特性(例如噪声指数(NF)、增益特性等)。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1A中，也可以是，端子541与功率放大器11的输入连接，端子544与功率放大器12的输入连接。
据此，能够使与功率放大器11及12的输入连接的开关54堆叠在功率放大器11及12上。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1A中，也可以是，半导体部件50A还内置有开关51，该开关51具有与功率放大器11的输出连接的端子511以及与功率放大器12的输出连接的端子512。
据此，能够使开关51及54这两方内置于一个半导体部件50A，并能够将该半导体部件50A堆叠在半导体部件10上。因而，能够实现高频模块1A的进一步小型化。
(其它实施方式)
以上，基于实施方式来说明了本实用新型所涉及的高频模块以及通信装置，但是本实用新型所涉及的高频模块以及通信装置不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的结构要素进行组合来实现的其它实施方式、在不脱离本实用新型的宗旨的范围内对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形来得到的变形例、内置有上述高频模块和通信装置的各种设备也包括在本实用新型中。
例如，在上述各实施方式所涉及的高频模块以及通信装置的电路结构中，也可以在将附图中公开的各电路元件和信号路径连接的路径之间***其它的电路元件和布线等。例如，也可以是，在开关53与双工器61～63的各双工器之间***阻抗匹配电路。阻抗匹配电路例如能够通过电感器和/或电容器构成。
此外，在上述各实施方式中，在半导体部件10上堆叠半导体部件50或50A，但是不限定于此。也就是说，不限定两个半导体部件的上下关系，只要半导体部件10和半导体部件50或50A以相互堆叠的方式配置于模块基板91即可。因而，也可以在半导体部件50或50A上堆叠半导体部件10。在该情况下，也能够实现高频模块1或1A的小型化。
此外，在上述各实施方式中，在半导体部件10上堆叠的半导体部件50或50A中至少内置有开关51和控制电路55，但是不限定于此。例如，在上述各实施方式中，也可以是，在半导体部件50或50A中仅内置开关54而不内置开关51和控制电路55。即，只要在半导体部件50或50A中内置开关51及54以及控制电路55中的至少一个即可。也就是说，也可以是，半导体部件50及50A的各半导体部件中内置开关51及54以及控制电路55中的、仅任意一个、任意两个或者全部。在任一个情况下，都能够实现高频模块的小型化。
此外，在上述各实施方式中，在模块基板91的两个面配置有电路部件，但是不限定于此。例如在实施方式1中，也可以是，内置有低噪声放大器21和开关52的半导体部件20以及开关53及54也配置于模块基板91的主面91a。另外例如在实施方式2中，也可以是，半导体部件20和开关53也配置于模块基板91的主面91a。
此外，上述各实施方式中的部件的配置是一例，不限定于此。例如，在实施方式1中，也可以是，半导体部件10及50配置于主面91b，半导体部件20配置于主面91a。
产业上的可利用性
本实用新型作为配置于前端部的高频模块，能够广泛利用于便携式电话等通信设备。

Claims (15)

1.一种高频模块，其特征在于，具备：
模块基板；
第一半导体部件，其内置有第一功率放大器和第二功率放大器；以及
第二半导体部件，其内置有第一开关，该第一开关具有与所述第一功率放大器连接的第一端子以及与所述第二功率放大器连接的第二端子，
其中，所述第一半导体部件和所述第二半导体部件以相互堆叠的方式配置于所述模块基板。
2.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
在俯视所述模块基板时，所述第二半导体部件与所述第一半导体部件内的所述第一功率放大器及所述第二功率放大器这两方重叠。
3.根据权利要求2所述的高频模块，其特征在于，
所述第一功率放大器和所述第二功率放大器中的各功率放大器是多级放大器，
在俯视所述模块基板时，所述第二半导体部件与所述第一功率放大器的输入级及所述第二功率放大器的输入级这两方重叠。
4.根据权利要求3所述的高频模块，其特征在于，
在俯视所述模块基板时，所述第二半导体部件不与所述第一功率放大器的输出级及所述第二功率放大器的输出级中的任一方重叠。
5.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
所述第一半导体部件配置在所述模块基板上，
所述第二半导体部件堆叠在所述第一半导体部件上。
6.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
所述第一端子与所述第一功率放大器的输出连接，
所述第二端子与所述第二功率放大器的输出连接。
7.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
所述第一端子与所述第一功率放大器的输入连接，
所述第二端子与所述第二功率放大器的输入连接。
8.根据权利要求7所述的高频模块，其特征在于，
所述第二半导体部件还内置有第二开关，该第二开关具有与所述第一功率放大器的输出连接的第三端子以及与所述第二功率放大器的输出连接的第四端子。
9.根据权利要求6所述的高频模块，其特征在于，
还具备第二开关，该第二开关具有与所述第一功率放大器的输入连接的第三端子以及与所述第二功率放大器的输入连接的第四端子，
所述第一半导体部件和所述第二开关配置于所述模块基板的彼此相反的面。
10.根据权利要求9所述的高频模块，其特征在于，
还具备多个外部连接端子，
所述模块基板具有彼此相向的第一主面和第二主面，
所述第一半导体部件和所述第二半导体部件配置于所述第一主面，
所述多个外部连接端子和所述第二开关配置于所述第二主面。
11.根据权利要求9所述的高频模块，其特征在于，
在俯视所述模块基板时，所述第二开关与所述第一半导体部件重叠。
12.根据权利要求11所述的高频模块，其特征在于，
所述第一功率放大器和所述第二功率放大器中的各功率放大器是多级放大器，
在俯视所述模块基板时，所述第二开关不与所述第一功率放大器的输出级及所述第二功率放大器的输出级重叠。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的高频模块，其特征在于，
还具备低噪声放大器，
所述第一半导体部件和所述低噪声放大器配置于所述模块基板的彼此相反的面。
14.根据权利要求13所述的高频模块，其特征在于，
还具备多个外部连接端子，
所述模块基板具有彼此相向的第一主面和第二主面，
所述第一半导体部件和所述第二半导体部件配置于所述第一主面，
所述多个外部连接端子和所述低噪声放大器配置于所述第二主面。
15.一种通信装置，其特征在于，具备：
信号处理电路，其对高频信号进行处理；以及
根据权利要求1至14中的任一项所述的高频模块，其在所述信号处理电路与天线之间传输高频信号。
CN202120620020.4U 2020-03-31 2021-03-26 高频模块以及通信装置 Active CN214756335U (zh)

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