模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】模塊。一種模塊包括：雙工器，該雙工器包括天線端子；第一配線，該第一配線將天線端子連接到天線；第二配線，該第二配線不經(jīng)由第一配線地與天線端子耦接；以及電感器，該電感器與第二配線耦接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明的特定方面涉及一種模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]安裝在諸如移動(dòng)電話的通信設(shè)備中的電子部件需要尺寸變小并且具有良好的頻率特性。為了在高頻處獲得良好的頻率特性，雙工器形成有聲波濾波器。例如，在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公布N0.2012-89996中，使用薄膜體聲波諧振器(FBAR)的梯型濾波器用于雙工器?？梢允褂帽砻媛暡?SAW)濾波器或者邊界聲波濾波器作為聲波濾波器。為了提高頻率特性，使雙工器與天線之間的阻抗匹配很重要。使用諸如電感器的無(wú)源元件作為匹配元件。為了使電子部件小型化，可以將雙工器和匹配元件安裝在單個(gè)基板上。
[0003]然而，在傳統(tǒng)技術(shù)中，由于基板中的配線，阻抗匹配可能很難。當(dāng)為了阻抗匹配而連接很大的匹配元件時(shí)，尺寸減少很難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種模塊，該模塊包括:雙工器，所述雙工器包括天線端子；第一配線，所述第一配線將所述天線端子連接到天線；第二配線，所述第二配線不經(jīng)由所述第一配線地與所述天線端子耦接；以及電感器，所述電感器與所述第二配線耦接。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1是例示模塊的電路圖；
[0006]圖2A是例示模塊的頂視圖，并且圖2B是沿著圖2A中的線A-A的截面圖；
[0007]圖3A是例示雙工器的電路圖，并且圖3B是例示SAW諧振器的平面圖；
[0008]圖4A是例示雙工器的等效電路的圖，并且圖4B是例示從天線端子觀察到的雙工器的阻抗的史密斯圓圖；
[0009]圖5A是例示雙工器的框圖，并且圖5B是例示從天線端子觀察到的雙工器的阻抗的史密斯圓圖；
[0010]圖6A是例示與分路電感器耦接的雙工器的框圖，并且圖6B是例示從天線端子觀察到的雙工器的阻抗的史密斯圓圖；
[0011]圖7A是例示在不經(jīng)由阻抗部分的情況下將電感器連接到雙工器的示例的框圖，并且圖7B是例示從天線端子觀察到的雙工器的阻抗的史密斯圓圖；
[0012]圖8是例示根據(jù)第一實(shí)施方式的模塊的截面圖；
[0013]圖9A和圖9B是例示多層基板的絕緣層的平面圖；
[0014]圖1OA是例示絕緣層的平面圖，并且圖1OB是透明地例示絕緣層的平面圖；
[0015]圖1lA和圖1lB是例示比較例中的絕緣層的平面圖；并且
[0016]圖12A和圖12B是例示絕緣層的平面圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]首先將描述使用雙工器的模塊。圖1是例示模塊1000的電路圖。如圖1所示，模塊1000包括天線10與20、開(kāi)關(guān)12與22、四個(gè)濾波器16、四個(gè)雙工器26、四個(gè)功率放大器(PA) 30和IC (集成電路)32。雙工器26包括接收濾波器26a和發(fā)送濾波器26b。IC32包括低噪聲放大器(LNA) 32a與32b。
[0018]濾波器16是接收濾波器。濾波器16的第一端通過(guò)輸入端子14與開(kāi)關(guān)12耦接，并且濾波器16的第二端通過(guò)輸出端子18與LNA32a耦接。接收濾波器26a和發(fā)送濾波器26b的第一端與天線端子24共同連接，并且通過(guò)天線端子24與開(kāi)關(guān)22耦接。接收濾波器26a的第二端通過(guò)接收端子28a與LNA32b耦接。發(fā)送濾波器26b的第二端通過(guò)發(fā)送端子28b與PA30耦接。
[0019]天線10與20接收并發(fā)送RF (射頻)信號(hào)。開(kāi)關(guān)12從四個(gè)濾波器16中選擇一個(gè)濾波器，并且將該濾波器連接到天線10。濾波器16對(duì)天線10所接收到的接收信號(hào)進(jìn)行濾波，并且LNA32a對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行放大。IC32將接收信號(hào)下變頻為基帶信號(hào)。開(kāi)關(guān)22從四個(gè)雙工器26中選擇一個(gè)雙工器，并且將該雙工器連接到天線20。接收濾波器26a對(duì)天線20所接收到的接收信號(hào)進(jìn)行濾波。LNA32a對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行放大。IC32將基帶信號(hào)上變頻為發(fā)送信號(hào)。PA30對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行放大，并且發(fā)送濾波器26b對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行濾波。天線20對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。
[0020]雙工器26的通帶的頻率與濾波器16的通帶的頻率不同。接收濾波器26a通帶的頻率與發(fā)送濾波器26b的通帶的頻率不同。
[0021]圖2A是例示模塊的100頂視圖。圖2B是沿著圖2A中的線A-A的截面圖。圖2A透明地例示了蓋42。
[0022]如圖2A和圖2B所示，雙工器形成為封裝(package)，并且被安裝在單個(gè)基板40上。蓋42與雙工器26的上表面接觸。濾波器16可以與雙工器26 —起被夾在基板40與蓋42之間?；?0可以是多層基板,稍后描述。蓋42由諸如可伐(kovar)的金屬或者諸如樹(shù)脂的絕緣材料或者它們的復(fù)合材料形成。在下文中，將針對(duì)雙工器26中的一個(gè)的結(jié)構(gòu)和頻率特性進(jìn)行描述。
[0023]圖3A是例示雙工器26的電路圖。如圖3A所示，發(fā)送濾波器26b是包括串聯(lián)諧振器SI?S3和并聯(lián)諧振器Pl與P2的梯型濾波器。串聯(lián)諧振器SI?S3在天線端子24與發(fā)送端子28b之間串行連接。并聯(lián)諧振器Pl的第一端連接到SI與S2之間的節(jié)點(diǎn)，并且第二端接地。并聯(lián)諧振器P2的第一端連接到S2與S3之間的節(jié)點(diǎn)，并且第二端接地。接收濾波器26a是包括的串聯(lián)諧振器S4?S6和并聯(lián)諧振器P3與P4的梯型濾波器。接收濾波器26a中的諧振器按照與發(fā)送濾波器26b相同的方式布置。
[0024]諧振器SI?S6和Pl?P4 (下文中稱(chēng)為諧振器)例如是表面聲波(SAW)諧振器。圖3B是例示SAW諧振器的平面圖。如圖3B所示，IDT (叉指換能器)46和反射器47位于壓電基板45的上表面上。IDT46包括彼此面對(duì)的梳狀電極46a與46b，并且激發(fā)表面聲波。反射器47向著IDT46反射表面聲波。壓電基板45由諸如鉭酸鋰(LiTaO3)或鈮酸鋰(LiNbO3)的壓電物質(zhì)制成。IDT46和反射器47由諸如鋁(Al)的金屬形成。
[0025]圖4A是例示雙工器26的等效電路的圖。每個(gè)諧振器包括電感器LI和電容器Cl與C2。電感器LI和電容器Cl串聯(lián)連接。電容器C2與電感器LI和電容器Cl并聯(lián)連接。
[0026]為了獲得良好的頻率特性，需要阻抗匹配。例如，接收濾波器26a在發(fā)送濾波器26b的通帶中優(yōu)選地具有諸如無(wú)窮大的高阻抗，并且發(fā)送濾波器26b在接收濾波器26a的通帶中優(yōu)選地具有高阻抗。雙工器26的阻抗從天線20觀察優(yōu)選地例如是50 Ω。
[0027]對(duì)雙工器26的阻抗進(jìn)行仿真。接收濾波器26a的通帶包括1960MHz，并且發(fā)送濾波器26b的通帶包括1880MHz。圖4B是例示從天線端子24觀察到的雙工器26的阻抗的史密斯圓圖。50Ω的期望阻抗近似位于圖4B中的史密斯圓圖的中心。點(diǎn)劃線所表示的圓圈Al代表通帶中的阻抗。如圓圈Al所示，雙工器26的阻抗背離50Ω。這是因?yàn)橹C振器充當(dāng)了電容并且從天線20觀察到的雙工器26的阻抗變成電容性的。
[0028]為了匹配電阻，可以在天線端子24與雙工器26之間連接諸如電感器這樣的匹配元件。然而，存在即使使用了匹配元件也沒(méi)有恰當(dāng)?shù)仄ヅ渥杩沟那闆r。在下文中，將針對(duì)這種情況進(jìn)行描述。
[0029]圖5A是例示雙工器26的框圖。如圖5A所示，阻抗部分21連接在天線端子24與雙工器26之間。阻抗部分21由將雙工器26連接到天線20的配線形成。例如，在假設(shè)長(zhǎng)度為2mm的配線具有50 Ω的阻抗的情況下進(jìn)行仿真。圖5B是例示從天線端子24觀察到的雙工器26的阻抗的史密斯圓圖。如圖5B的箭頭所示，雙工器26的阻抗從圖4B中的圓圈Al的位置旋轉(zhuǎn)到圓圈A2。這是由于阻抗部分21的連接引起的。
[0030]圖6A是例示與分路電感器(shunt inductor) f禹接的雙工器26的框圖。電感器L2的第一端連接在阻抗部分21a與阻抗部分21b之間。這種配置與電感器L2連接在在圖5A中形成阻抗部分21的配線的中間的配置相對(duì)應(yīng)。例如，阻抗部分21a與21b中的每一個(gè)均對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)度為Imm的配線，并且具有50 Ω的阻抗。電感器L2的第二端接地。電感器L2用作匹配天線端子24與雙工26之間的阻抗的分路電感器。電感器L3的第一端連接到發(fā)送濾波器26b與發(fā)送端子28b之間的節(jié)點(diǎn)，并且該電感器L3的第二端接地。電感器L3匹配發(fā)送端28b處的阻抗。在假設(shè)電感器L2的電感值是3.5nH且電感器L3的電感值是26nH的情況下對(duì)阻抗進(jìn)行仿真。
[0031]圖6B是例示從天線端子24觀察到的雙工器26的阻抗的史密斯圓圖。如圖6B的圓圈A3所示，阻抗小于50 Ω。即，5B的圓圈A2中的阻抗由于電感器L2而在箭頭所示的方向上旋轉(zhuǎn)，并且到達(dá)圓圈A3。如上所述，通過(guò)電感器L2難以將阻抗從位于圓圈A2中的阻抗改變?yōu)?0 Ω，并且所述阻抗背離圓圈A3所示的50 Ω。
[0032]圖7A是例示在不經(jīng)由阻抗部分21的情況下將電感器L2連接到雙工器26的示例的框圖。如圖7A所示，阻抗部分23的第一端連接到雙工器26與阻抗部分21之間的節(jié)點(diǎn)。電感器L2的第一端與阻抗部分23的第二端耦接，并且電感器L2的第二端接地。阻抗部分23由將雙工器26連接到電感器L2并且長(zhǎng)度為2mm的配線形成，并且具有50 Ω的阻抗。在假設(shè)電感器L2的電感值是2.6nH的情況下進(jìn)行仿真。
[0033]圖7B是例示從天線端子24觀察到的雙工器26的阻抗的史密斯圓圖。如圖7B的圓圈A4所示，阻抗近似位于史密斯圓圖的中心，即，阻抗是50 Ω。雙工器26在不經(jīng)由阻抗部分21的情況下與電感器L2連接。因此，圖5B所示的阻抗的變化被抑制。即，位于4B的圓圈Al中的阻抗由于電感器L2而在箭頭所示的方向上旋轉(zhuǎn)。這使得能夠匹配阻抗，如圖7B所示。將基于前述知識(shí)給出實(shí)施方式的描述。[0034]第一實(shí)施方式
[0035]第一實(shí)施方式使用基板50。圖8是例示根據(jù)第一實(shí)施方式的模塊100的截面圖。圖9A是例示基板50的絕緣層51的平面圖。圖9B是例示絕緣層52的平面圖。圖1OA是例示絕緣層53的平面圖。圖1OB是透明地例示絕緣層53的平面圖。圖1所示的雙工器和濾波器被安裝在基板50上。將針對(duì)雙工器中的一個(gè)進(jìn)行描述。
[0036]如圖8所示，模塊100包括基板50、雙工器60和芯片部件62及64?；?0通過(guò)將多層基板50a與印刷基板50b接合在一起而形成。如圖8至圖1OB所示，多層基板50a包括絕緣層51、52和53以及導(dǎo)電層54、55、56和57。絕緣層51?53按照51?53的順序從頂部開(kāi)始層疊。導(dǎo)電層54位于絕緣層51的上表面上，并且導(dǎo)電層55位于絕緣層51與52之間。導(dǎo)電層56位于絕緣層52與53之間，并且導(dǎo)電層57位于絕緣層53的下表面上。印刷基板50b接合至絕緣層53的下表面。如圖8所示，導(dǎo)電層58位于印刷基板50b的下表面上。
[0037]如圖8所示，導(dǎo)電層54包括天線焊盤(pán)54a、焊盤(pán)54b和54c以及接地焊盤(pán)54d,并且還包括沒(méi)有例示的接收焊盤(pán)和發(fā)送焊盤(pán)。如圖8和圖9B所示，導(dǎo)電層55包括天線配線55a (第一配線)、發(fā)送配線55b和接收配線55c。如圖8和圖1OA所示，導(dǎo)電層56包括配線56a (第二配線)。如圖1OB所示,導(dǎo)電層57是整體模(solid pattern),并且用作接地端子(grounding terminal)。
[0038]導(dǎo)電層通過(guò)貫通配線(via wiring) 59電互連,該貫通配線59在厚度方向上穿透絕緣層。導(dǎo)電層54的天線焊盤(pán)54a通過(guò)貫通配線59與導(dǎo)電層55的天線配線55a和導(dǎo)電層56的配線56a耦接。天線配線55a通過(guò)開(kāi)關(guān)與天線耦接。在圖8至圖1OB中省略了對(duì)開(kāi)關(guān)和天線的例示。配線56a通過(guò)貫通配線59與導(dǎo)電層54的焊盤(pán)54b耦接。焊盤(pán)54c通過(guò)發(fā)送配線55b與未例示的IC耦接。接收配線55c與IC耦接。接地焊盤(pán)54d與導(dǎo)電層57耦接。
[0039]如圖8和圖9A所示，雙工器60形成為封裝，并且以倒裝法安裝在基板50上。雙工器60的接收濾波器和發(fā)送濾波器例如是SAW濾波器。在雙工器60的下表面上，設(shè)置了天線焊盤(pán)60a、發(fā)送焊盤(pán)60b、接收焊盤(pán)60c以及六個(gè)接地焊盤(pán)60d。這些端子通過(guò)焊料塊(solder bump)與導(dǎo)電層54電連接。天線焊盤(pán)60a與導(dǎo)電層54的天線焊盤(pán)54a f禹接,并且發(fā)送焊盤(pán)60b與導(dǎo)電層54的發(fā)送焊盤(pán)耦接。接收焊盤(pán)60c與導(dǎo)電層54的接收焊盤(pán)耦接。接地焊盤(pán)60d與導(dǎo)電層54的接地焊盤(pán)54d f禹接。天線焊盤(pán)60a對(duì)應(yīng)于圖1的天線端子24,并且發(fā)送焊盤(pán)60b對(duì)應(yīng)于發(fā)送端子28b，并且接收焊盤(pán)60c對(duì)應(yīng)于接收端子28a。
[0040]芯片部件62包括圖7A所示的電感器L2，并且芯片部件64包括電感器L3。芯片部件62及64通過(guò)焊料63與導(dǎo)電層54連接。芯片部件62的第一端與焊盤(pán)54b耦接，并且第二端與接地焊盤(pán)54d耦接。芯片部件64的第一端與焊盤(pán)54c耦接，并且第二端與接地焊盤(pán)54d耦接。
[0041]兩條配線(天線配線55a和配線56a)與天線焊盤(pán)54a耦接。配線56a通過(guò)貫通配線59與天線配線55a耦接，并且并不是從天線配線55a的中間叉開(kāi)的配線。因此，雙工器60不經(jīng)由天線配線55a而與芯片部件62耦接。天線配線55a對(duì)應(yīng)于圖7A中的阻抗部分21，并且配線56a對(duì)應(yīng)于阻抗部分23。即，模塊100具有與圖7A所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。因此，圖7B中所示的阻抗匹配在第一實(shí)施方式中是可行的。[0042]接下來(lái)將針對(duì)比較例進(jìn)行描述。與圖6A所示的模塊相對(duì)應(yīng)的模塊形成有多層結(jié)構(gòu)。圖1lA是例示比較例中的絕緣層52R的平面圖。圖1lB是例示絕緣層53R的平面圖。
[0043]如圖1lA所示，導(dǎo)電層55R包括天線配線55d和配線55e。配線55e與天線配線55d耦接，并且從天線配線55d叉開(kāi)。如圖1lB所示，導(dǎo)電層56R不包括配線56a。雙工器60的天線焊盤(pán)60a通過(guò)天線焊盤(pán)54a和貫通配線59與天線配線55d稱(chēng)接。芯片部件62的第一端通過(guò)焊盤(pán)54b和貫通配線59與配線55e f禹接。
[0044]天線配線55d對(duì)應(yīng)于圖6A中的阻抗部分21。從天線配線55d叉開(kāi)的配線55e與芯片部件62耦接。即，雙工器60通過(guò)天線配線55d的一部分與芯片部件62耦接。這種配置與通過(guò)圖6A所示的阻抗部分21b連接電感器L2的配置相對(duì)應(yīng)。因此，在模塊100R中，阻抗匹配難以如圖6B所述的那樣。
[0045]模塊100的天線配線55a和配線56a位于基板50的不同導(dǎo)電層中。天線配線55a和配線56a沿著基板50的厚度方向彼此交疊。因此，布置配線的區(qū)域可以減小，并且因此模塊100的大小可減小。雙工器60是被倒裝安裝，并且電感器L2和L3是芯片部件。因此，可以有效地減小模塊100的大小。
[0046]絕緣層51?53由諸如低溫共燒陶瓷(LTCC)的絕緣材料形成。導(dǎo)電層54?57和貫通配線59由諸如銅(Cu)的金屬形成。例如，絕緣層51?53可以由諸如環(huán)氧玻璃樹(shù)脂的樹(shù)脂形成。蓋可以位于如圖2B所示的位置。
[0047]第二實(shí)施方式
[0048]第二實(shí)施方式將配線放置在同一導(dǎo)電層中。圖12A是例示絕緣層52的平面圖。圖12B是例示絕緣層53的平面圖。
[0049]如圖12A所示，導(dǎo)電層55包括天線配線55a和配線55f。天線配線55a和配線55f通過(guò)貫通配線59的貫通配線59a與導(dǎo)電層54的天線焊盤(pán)54a耦接。即，天線配線55a和配線55f從貫通配線59a延伸。然而，配線55f不與天線配線55a相交。配線55f通過(guò)貫通配線59和焊盤(pán)54b與芯片部件62的第一端耦接。因此，雙工器60在不經(jīng)由天線配線55a的情況下與芯片部件62耦接。配線55f對(duì)應(yīng)于圖7A中的阻抗部分23。即，第二實(shí)施方式使得能夠匹配阻抗。如圖12B所示，導(dǎo)電層56不包括配線56a。
[0050]替代SAW濾波器，雙工器60可以包括諸如邊界聲波濾波器、洛夫(Love)波濾波器、膜體聲波(FBAR)濾波器的聲波濾波器。如圖4A所示，包括IDT的聲波濾波器用作電容。因此，通過(guò)連接電感器L2來(lái)匹配阻抗是很重要的。
[0051]除了電感器，芯片部件62和64還可以包括諸如電容器或電阻器的其它無(wú)源元件。使用能夠獲得期望的阻抗的芯片部件?；?0中包括的絕緣層和導(dǎo)電層的數(shù)量可以改變?；蛘?，可以使用單層基板。例如，天線配線55a和配線55f可以形成在單層基板的上表面上，如在第二實(shí)施方式中描述的那樣。這簡(jiǎn)化了模塊的結(jié)構(gòu)，并且因此可以減少成本。雙工器60可以嵌入在基板50內(nèi)。
[0052]盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊，該模塊包括:雙工器，所述雙工器包括天線端子；第一配線，所述第一配線將所述天線端子連接到天線；第二配線，所述第二配線不經(jīng)由所述第一配線地與所述天線端子耦接；以及電感器，所述電感器與所述第二配線耦接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其中:所述雙工器被安裝在基板上，并且所述第一配線和所述第二配線位于所述基板中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊，其中:所述基板是包括層疊的多個(gè)導(dǎo)電層的多層基板，并且所述第一配線和所述第二配線位于所述多個(gè)導(dǎo)電層中的不同導(dǎo)電層中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的模塊，其中:所述雙工器包括聲波濾波器，并且所述聲波濾波器包括IDT。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的模塊，其中:所述雙工器被以倒裝法安裝在所述基板的上表面上，所述天線端子與位于所述基板的所述上表面上的天線焊盤(pán)耦接，所述第一配線與所述天線焊盤(pán)耦接，并且所述第二配線不經(jīng)由所述第一配線地與所述天線焊盤(pán)耦接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的模塊，其中:所述電感器的第一端與所述第二配線耦接，并且所述電感器的第二端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的模塊，其中:所述電感器被包括在安裝在所述基板上的芯片部件中。
【文檔編號(hào)】H03H7/38GK103973256SQ201410039620
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月29日
【發(fā)明者】原浩史 申請(qǐng)人:太陽(yáng)誘電株式會(huì)社