(57)【要約】  少なくとも１つの半導体チップ（２０２，２０２’）が上に取り付けられた支持基板（１００）を備える電気コンポーネントが提供される。支持基板（１００）の下面には接続面（１４１）が配置されており、上面には、半導体チップ（２０２，２０２’）で実装するために設けられた接触面（１４２）が配置されている。支持基板（１００）はセクション（１１１−１１６）に区分された機能領域（１０２）を有しており、各々のセクションに少なくとも１つの機能をたとえばフィルタ、周波数分波器、バラン回路などとして割り当てられている。各々のセクション（１１１−１１６）に、支持基板（１００）の独自の領域が割り当てられている。セクションのうちの少なくとも１つについては、当該セクションと導電接続された接触面および／または接続面が当該セクションの底面の範囲外に位置している。それぞれのセクションの入力部ないし出力部を接触面および／または接続面と導電接続する接続回線は、アース面によってセクションから遮蔽されているのが好ましい。
2010517252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気コンポーネントにおいて、
少なくとも１つの半導体チップ（２０２，２０２’）が上に取り付けられた支持基板（１００）を備えており、
前記支持基板（１００）の下面には前記コンポーネントの接続面（１４１）が配置されており、前記支持基板（１００）の上面には接触面（１４２）が配置されており、前記接触面（１４２）のうち少なくとも２つは少なくとも１つの半導体チップ（２０２，２０２’）で実装されており、
前記支持基板（１００）はセクション（１１１−１１６）を有する機能領域（１０２）を有しており、バラン回路（８１）、周波数分波器（３００）、フィルタ（７１−７４）、少なくとも１つの前記半導体チップのための熱排出部（１３３）の機能のうち少なくとも１つが各々の前記セクションに割り当てられており、
前記セクション（１１１−１１６）のうち少なくとも１つに、他のセクションに割り当てられた領域と重なり合わない前記支持基板（１００）の独自の領域が割り当てられており、
前記セクションのうちの少なくとも１つについては、当該セクションと導電接続された接触面および／または接続面が当該セクションの底面の範囲外に位置しており、
前記支持基板（１００）は上側の配線領域（１０１）と下側の配線領域（１０３）を有しており、これらの間に前記機能領域（１０２）が配置されており、
前記上側の配線領域（１０３）は、前記セクションを前記接触面（１４２）と導電接続する第１の接続回線（１３２）を有しており、
前記下側の配線領域（１０１）は、前記セクションを前記接続面（１４１）と導電接続する第２の接続回線（１３１）を有しており、
前記支持基板の前記機能領域（１０２）は、前記セクション（１１１−１１６）のうち少なくとも２つを介して延びるアース面（１０４，１０５）によって前記上側および前記下側の配線領域（１０１，１０３）からそれぞれ遮蔽されている、コンポーネント。
【請求項２】
前記半導体チップ（２０２，２０２’）は、少なくとも１つの増幅器（５１，５２，６１，６２）と少なくとも１つの半導体スイッチ（４１，４２）とを含んでいる、請求項１に記載のコンポーネント。
【請求項３】
前記接触面（１４２）および／または前記接続面（１４１）は接続回線（１３１，１３２）によってそれぞれの前記セクションと導電接続されており、該接続回線はアース面（１０４，１０５）によって当該セクションから遮蔽されている、請求項１または２に記載のコンポーネント。
【請求項４】
前記第１および／または第２の接続回線（１３１，１３２）のうち少なくとも１つは、当該接続回線と接続された前記セクション（１１１−１１６）の底面を超えて延びている、請求項１から３のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項５】
それぞれの前記アース面（１０４，１０５）は、すべての前記セクション（１１１−１１６）を介して延びている、請求項３または４のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項６】
前記セクション（１１１−１１６）のうち少なくとも２つの間には、少なくとも１００マイクロメートルの幅を有する絶縁ゾーンが配置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項７】
前記絶縁ゾーンの幅は最大３００マイクロメートルである、請求項６に記載のコンポーネント。
【請求項８】
前記セクション（１１１−１１６）のうち少なくとも２つは、長さが最大５００マイクロメートルである接続回線によって互いに導電接続されている、請求項１から７のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項９】
少なくとも１つの前記半導体チップ（２０２，２０２’）は、検出器ダイオードおよび／または方向性結合器を含んでいる、請求項１から８のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項１０】
第１の伝送システムに割り当てられた第１の信号経路（３１）を有しており、該第１の信号経路は第１の送信経路（３１１）と第１の受信経路（３１２）を含んでおり、
第２の伝送システムに割り当てられた第２の信号経路（３２）を有しており、該第２の信号経路は第２の送信経路（３２１）と第２の受信経路（３２２）を含んでおり、
前記周波数分波器（３００）は、前記第１および前記第２の伝送システムの信号を分離するために設けられている、請求項１から９のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項１１】
前記増幅器（５１，５２，６１，６２）は、前記第１の受信経路（３１２）に配置された第１の低雑音増幅器（５１）と前記第２の受信経路（３２２）に配置された第２の低雑音増幅器（５２）とを有しており、
前記増幅器（５１，５２）は、前記第１の送信経路（３１１）に配置された第１の電力増幅器（６１）と前記第２の送信経路（３２１）に配置された第２の電力増幅器（６２）とを有している、請求項１０に記載のコンポーネント。
【請求項１２】
前記第１の信号経路（３１）には、前記第１の送信経路（３１１）と前記第１の受信経路（３１２）を共通の第１の送受信経路と交互に接続する第１のスイッチ（４１）が配置されており、
前記第２の信号経路（３２）には、前記第２の送信経路（３２１）と前記第２の受信経路（３２２）を共通の第２の送受信経路と交互に接続する第２のスイッチ（４２）が配置されている、請求項１０または１１に記載のコンポーネント。
【請求項１３】
前記第１の信号経路（３１）と前記第２の信号経路（３２）は、前記周波数分波器（３００）に接続されており、
前記周波数分波器（３００）は、アンテナ（３０９）と前記信号経路（３１，３２）の間に配置されている、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項１４】
前記周波数分波器（３００）は、前記アンテナ（３０９）と前記スイッチ（４１，４２）の間に配置されている、請求項１３に記載のコンポーネント。
【請求項１５】
前記第１のスイッチ（４１）は、前記周波数分波器（３００）と前記第１の低雑音増幅器（５１）の間につながれており、
前記第１のスイッチ（４１）は、前記周波数分波器（３００）と前記第１の電力増幅器（６１）の間につながれており、
前記第２のスイッチ（４２）は、前記周波数分波器（３００）と前記第２の低雑音増幅器（５２）の間に配置されており、
前記第２のスイッチ（４２）は、前記周波数分波器（３００）と前記第２の電力増幅器（６２）の間に配置されている、請求項１０から１４のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項１６】
前記周波数分波器（３００）は第１の帯域通過フィルタ（３０１）を含んでおり、該帯域通過フィルタの通過領域は前記第１の伝送システムの周波数帯域を含んでおり、前記第
２の伝送システムの周波数帯域は前記第１の帯域通過フィルタの阻止領域にあり、
前記周波数分波器（３００）は第２の帯域通過フィルタ（３０２）を含んでおり、該帯域通過フィルタの通過領域は前記第２の伝送システムの周波数帯域を含んでおり、前記第１の伝送システムの周波数帯域は前記第２の帯域通過フィルタの阻止領域にある、請求項１０から１５のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項１７】
それぞれの前記増幅器（５１，５２，６１，６２）は、それぞれの前記スイッチ（４１，４２）とフィルタ（７１−７４）の間につながれている、請求項２から１６のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項１８】
少なくとも１つの前記半導体チップ（２０２，２０２’）は、前記スイッチ（４１，４２）だけでなく前記増幅器（５１，５２，６１，６２）のうち少なくとも２つも含んでいる、請求項２から１７のいずれか１項に記載のコンポーネント。
【請求項１９】
前記両方の信号経路（３１，３２）の前記スイッチ（４１，４２）と前記低雑音増幅器（５１，５２）は、共通の第１のチップ（２０２）で具体化されている、請求項１８に記載のコンポーネント。
【請求項２０】
前記両方の信号経路（３１，３２）の前記電力増幅器（６１，６２）は、共通の第２のチップ（２０２’）で具体化されている、請求項１９に記載のコンポーネント。
【請求項２１】
前記両方の信号経路（３１，３２）の前記スイッチ（４１，４２）と前記電力増幅器（６１，６２）は、共通の第１のチップ（２０２）で具体化されている、請求項１８に記載のコンポーネント。
【請求項２２】
電気コンポーネントにおいて、
２つの信号経路を備えており、各々の前記信号経路には半導体スイッチ（４１，４２）およびこれと電気接続された低雑音増幅器（５１，５２）が配置されており、
前記増幅器と前記スイッチは共通の半導体チップ（２０２，２０２’）で具体化されている、コンポーネント。
【請求項２３】
アンテナと前記信号経路が接続された周波数分波器を備えている、請求項２２に記載のコンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
米国特許出願公開第２００６／０２２９０３５Ａ１号明細書より、送受信機器のフロントエンドモジュールを具体化する回路構造が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
解決されるべき課題は、少ない所要スペースを有し、設計にあたってのフレキシビリティをもたらす電気コンポーネントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
第１の好ましい実施形態では、少なくとも１つの半導体チップが上に取り付けられた支持基板を備える電気コンポーネントが提供される。支持基板の下面にはコンポーネントの接続面が配置されており、支持基板の上面には接触面が配置されている。接触面は、半導体チップおよび場合によりフィルタチップ、チップインダクタンス、チップキャパシタンスなどを含むその他のチップを実装するために設けられており、実装平面に配置されている。チップはＳＭＤ部品として製作されているのが好ましい。ＳＭＤはＳｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ（表面実装部品）の略である。
【０００４】
接続面はフットプリント平面に配置されている。接続面のレイアウトはフットプリントと呼ばれる。
【０００５】
機能領域は立体的な領域であり、すなわち三次元の領域である。各々のセクションが、機能領域の立体的な部分領域をなしている。
【０００６】
支持基板は少なくとも１つのセクションを有する機能領域を有しており、各々のセクションに、たとえばフィルタ、結合器、周波数分波器、バラン回路、半導体チップからの熱排出部等としての少なくとも１つの機能が割り当てられている。前掲のすべての機能が、支持基板の機能領域で具体化されていなくてはならないわけではなく、これらの機能のいくつかが、支持基板に取り付けられた少なくとも１つのチップで具体化されていればよい。
【０００７】
各セクションは、選択的に、相互に電気接続されるか、接触面と電気接続されるか、または接続面と電気接続されている。各セクションは任意の組み合わせで互いに電気接続されていてよい。各セクションは、好ましい電気的、機械的、および熱的なコンポーネントの特性を実現することができるように、基板の機能領域内に配置されている。たとえば熱排出セクションは基板の中央領域において、他のセクションの間で具体化するのが好ましいと考えられる。
【０００８】
各セクションの配置は、１つの好ましい態様では、支持基板の底面に関して相並ぶように選択されている。
【０００９】
それによって機能領域の特別にコンパクトなレイアウトが可能である。たとえば、レイアウトの最適化によって６４ｍｍ２のコンポーネントの底面を、同じ高さを維持したまま２４ｍｍ２まで削減することができる。
【００１０】
等価回路図において各々の機能（たとえば周波数分波器、フィルタ、バラン回路、熱排出部、チップ引込回線などの機能）は、好ましくはたとえばインダクタンス、キャパシタ
ンス、相互に結合された回線区域、相互に結合されていない結合区域といった受動的な回路素子を有する機能ブロックにより実行される。このような回路素子の少なくとも一部は支持基板に統合されているのが好ましい。
【００１１】
バラン回路すなわち平衡不平衡変成器（ｂａｌａｎｃｅｄ−ｔｏ−ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）とは、大地に対して不平衡なゲートと平衡なゲートとの間のインターフェースをなす変成器を意味している。このような中継器および／または平衡フィルタ（１つの態様では変成器とフィルタ）によって、トランシーバ回路の「平衡」出入力部に合わせて、増幅器の「シングルエンド」接続部が適合化される。トランシーバ回路は、１つの好ましい態様では、ＷＬＡＮトランシーバＩＣとして具体化される。ＷＬＡＮはＷｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ワイヤレスローカルエリアネットワーク）の略である。
【００１２】
等価回路図におけるそれぞれの機能ブロックは、当該機能ブロックに割り当てられたセクションで全体が具体化されているのが好ましい。あるいは、機能ブロックの少なくとも１つの回路素子がたとえばチップとして具体化されており、支持基板に取り付けられていることも可能である。
【００１３】
チップとして具体化される機能ブロックの回路素子は、たとえば少なくとも１つのチップキャパシタンス、少なくとも１つのチップインダクタンス、および／または少なくとも１つのダイオードを含むことができる。
【００１４】
機能領域は、上に挙げた各セクションのほか、半導体チップへの引込線の構造が格納されたセクションも有することができる。引込線の構造とは、引込線が相並んで延びており、それによってコンパクトな引込線ブロックが構成されることを意味している。引込線ブロックは、高周波信号を導通するために設けられた引込線を含むことができる。引込線ブロックは、半導体チップの電力供給および／または制御のために設けられる供給回線および制御回線を含むことができる。
【００１５】
前述した機能のうち少なくとも２つを同一のセクションで具体化することが可能である。前述した機能のうち少なくとも１つと、さらに別の１つの機能とを同一のセクションで具体化することも可能である。
【００１６】
各セクションのうちの少なくとも１つについて次の事項が当てはまる。すなわち、当該セクションと導電接続されている接触面および／または接続面は、当該セクションの底面の範囲外に位置している。それぞれのセクションの入力部ないし出力部を接触面および／または接続面と導電接続する接続回線は、アース面によって当該セクションから遮蔽されているのが好ましい。
【００１７】
アース面には、好ましくは開口部の形態の切欠きが設けられており、これを通って電気回線が挿通されている。このような回線は、アースに対して電気絶縁されている。上述した各セクションの間の接続回線と遮蔽部からなる構造は、迂回配線平面ないし迂回配線セクションもしくはリディストリビューションレイヤと呼ばれる。
【００１８】
外部に位置する各セクションの電気接続部に所定の空間的配置があるにもかわらず、迂回配線平面によって、各セクションの空間的配置に対しては制約がない。このことは、利用できるスペースを最善に活用することによる、コンポーネントのフレキシブルで省スペースなデザインを可能にする。
【００１９】
等価回路図における機能ブロックに準じて機能領域を別々のセクションへ空間的に分割
することは、それによって各機能ブロックの間のクロストークを小さく抑えることができるという利点がある。
【００２０】
各セクションのうち少なくとも２つは相並んで配置されていてよい。各セクションのうち少なくとも２つは相上下して配置されていてよい。１つの態様では、第１のセクションの第１の領域は第２のセクションと並んで配置されており、第１のセクションの第２の領域は第２のセクションの上または下に配置されている。
【００２１】
次に、コンポーネントの好ましい実施形態について説明する。
少なくとも１つの半導体チップは、増幅器と半導体スイッチとを含んでいるのが好ましい。増幅器は電力増幅器と低雑音増幅器とを含んでいる。少なくとも１つの半導体チップは、高周波検出器を備える方向性結合器を含むことができる。高周波検出器は少なくとも１つの検出器ダイオードを含んでいる。
【００２２】
コンポーネントは、移動無線機器で利用することができるフロントエンドモジュールであるのが好ましい。フロントエンドモジュールは、少なくとも２つの周波数帯域用として、すなわち複数の伝送システム用として設計されているのが好ましい。
【００２３】
支持基板は、内部に位置する金属被覆平面を有するセラミック本体を含んでいるのが好ましい。このとき、これらの各々の金属被覆平面は２つのセラミック層の間に配置されており、導電性の構造を含んでおり、すなわち条導体や導電面を含んでいる。それぞれの金属被覆平面は、セラミック層に配置されたスルーホールコンタクトによって相互に導電接続されている。
【００２４】
支持基板のセラミック材料としては、特にＬＴＣＣセラミックが適している。ＬＴＣＣはＬｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ（低温共焼成セラミック）の略である。
【００２５】
セラミック層の数は１つの態様では６から２０であり、セラミック層の典型的な層厚は３５から１５０マイクロメートルである。誘電率は５から２００の範囲内であるのが好ましい。
【００２６】
金属被覆平面で具体化されている、長く伸びていて場合により折り畳まれた条導体は、インダクタンス、位相器、または接続回線を構成するのに適している。相上下して配置された、ないし異なる金属被覆平面に配置された導電面は、キャパシタンスを構成するのに適している。スルーホールコンタクトも、好ましくはインダクタンスである回路素子を具体化するために利用することができる。このような回路素子を用いて、それぞれの機能ブロックを等価回路図に従って１つの統合された機能として具体化することができる。
【００２７】
周波数分波器は、機能領域の周波数分波器セクションとして具体化されているのが好ましい。別案として、支持基板に実装された少なくとも１つのチップで周波数分波器を具体化することが可能である。１つのセクションまたは少なくとも１つのチップでバラン回路を具体化することが可能である。
【００２８】
フィルタは、送信経路に配置された送信フィルタと、受信経路に配置された受信フィルタとを含んでいる。すべての送信フィルタおよび受信フィルタは機能領域の１つのフィルタセクションで具体化されているのが好ましい。別案として、すべての送信フィルタは１つの送信フィルタセクションで具体化されており、すべての受信フィルタは別の１つの受信フィルタセクションで具体化されていてよい。別案として、少なくともいくつかのフィルタを、特に帯域通過フィルタとして構成されているフィルタを、支持基板に実装された
少なくとも１つのチップで具体化することが可能である。
【００２９】
特定のセクションに割り当てられている支持基板の領域は、別のセクションに割り当てられている領域とは交差しない。各セクションはどこでも空間的に互いに分離されており、ないしは独立している。つまり各々のセクションは、支持基板の独自の領域に割り当てられている。
【００３０】
少なくとも２つのセクションの間には、少なくとも１００マイクロメートルの幅を有する絶縁ゾーンが設けられているのが好ましい。絶縁ゾーンは、絶縁ゾーンを通り抜ける接続回線を例外として、導電構造を有していない。
【００３１】
絶縁ゾーンの幅は最大３００マイクロメートルであるのが好ましい。このとき各セクションは、長さが最大５００マイクロメートルである接続回線によって互いに電機接続されているのが好ましい。このとき接続回線の長さは、両側でそれぞれ導電面に連通している個所と個所の間で測定したものである。
【００３２】
１つの好ましい態様では、支持基板は上側の配線領域と下側の配線領域とを有している。これら配線領域は両方とも機能領域から空間的に切り離されている。機能領域は、それぞれの配線領域の間に配置されているのが好ましい。
【００３３】
上側の配線領域は、各セクションを接触面と導電接続する第１の接続回線を有している。下側の配線領域は、各セクションを接続面と導電接続する第２の接続回線を有している。第１および／または第２の接続回線のうち少なくとも１つは、これと接続されたセクションの底面を越えて延びている。
【００３４】
配線領域の機能は、少なくとも１つの第１のパッドと少なくとも１つの第２のパッドとの間で、これらのパッドが横方向平面で互いに離れているために直接的な垂直方向の電気接続が不可能な場合に、導電接続を成立させることにある。第１のパッドはそれぞれのセクションの入力部または出力部を意味している。第２のパッドは接触面または接続面を意味している。
【００３５】
上側の配線領域は、機能領域と、支持基板への接触面の実装平面との間の一種のインターフェースをなしている。下側の配線領域は、機能領域と、支持基板のフットプリントとの間の一種のインターフェースをなしている。
【００３６】
特別な利点は、支持基板にたとえばフットプリントへと向かう１つの配線領域だけでなく、フットプリントに合わせた適合化および実装平面に合わせた適合化のための２つの配線領域が設けられているという点にある。これらの配線領域は、機能領域と、下面にも上面にも配置された外部に位置する支持基板の電気接触部との間で、任意のフレキシブルな配線を可能にする。
【００３７】
両方の配線領域と機能領域は、１つのテクノロジーないし１つの本体で製作されているのが好ましく、セラミック本体の場合には一緒に焼結されており、特に接着によってではなく、モノリシックに相互に結合されている。
【００３８】
支持基板の機能領域は、各セクションのうち少なくとも２つを通って延びるそれぞれ１つのアース面によって、上側および下側の配線領域から遮蔽されているのが好ましい。上側および／または下側のアース面は、すべてのセクションを通って延びているのが好ましい。
【００３９】
熱排出部は電力増幅器の冷却のために設けられているのが好ましいが、半導体スイッチの冷却のために設けられていてもよい。半導体チップへの引込線は増幅器の配線のために設けられているのが好ましいが、半導体スイッチの配線のために設けられていてもよい。
【００４０】
機能領域は、１つの好ましい態様では、周波数分波器セクションと、バラン回路セクションと、フィルタセクションと、増幅器の熱排出部および増幅器の電気配線が具体化された増幅器セクションとを含んでいる。熱排出部はスルーホールコンタクトの構造として具体化されているのが好ましく、このときスルーホールコンタクトは垂直方向の導電コラムとして構成されている。
【００４１】
増幅器セクションは、１つの態様では、増幅器の熱排出部と実質的に同じように構成されたスイッチの熱排出部も含んでいる。増幅器セクションは、スイッチの電気配線も含むことができる。別案として、スイッチの熱排出部と配線を別のセクションで具体化することも可能である。
【００４２】
増幅器および／またはスイッチの熱排出部を熱排出セクションで具体化し、それに対して増幅器および／またはスイッチの配線をそれぞれ別のセクションで具体化し、または１つの共通の配線セクションで具体化することが可能である。
【００４３】
電力増幅器、低雑音増幅器、およびスイッチの引込線と熱排出部は、１つの共通のセクションで具体化されていてよい。あるいは低雑音増幅器の引込線は、別のセクションで具体化されていてもよい。
【００４４】
バラン回路セクションは原則としてフィルタセクションの構成要素であってよく、それは、たとえばフィルタが平衡な電気ゲートと不平衡な電気ゲートをそれぞれ有している場合である。少なくとも増幅器セクションと周波数分波器セクション、および／または増幅器セクションとフィルタセクションは、空間的に互いに切り離されている。
【００４５】
１つの態様では、コンポーネントは、第１の送信経路と第１の受信経路とを含む、第１の伝送システムに割り当てられた第１の信号経路を有している。さらにコンポーネントは、第２の送信経路と第２の受信経路とを含む、第２の伝送システムに割り当てられた第２の信号経路を有している。伝送システムの周波数帯域は、少なくとも１オクターブだけ相違している。第１の周波数帯域はたとえば２．４ＧＨｚであり、第２の周波数帯域は５ＧＨｚである。
【００４６】
周波数分波器は、第１および第２の伝送システムの信号を分離するためのダイプレクサとして設けられているのが好ましい。
【００４７】
別の態様では周波数分波器は、同一の伝送システムの送信信号と受信信号を分離するために設けられた送受切換器として構成されていてよい。
【００４８】
周波数分波器は、たとえばローパスとハイパスの２つのフィルタを含んでいるのが好ましい。別の態様では周波数分波器は、互いに通過帯域の異なる２つの帯域通過フィルタを有している。
【００４９】
１つの好ましい態様では、周波数分波器は、通過領域が第１の伝送システムの周波数領域を含んでいる第１の帯域通過フィルタを含んでおり、第２の伝送システムの周波数帯域は第１の帯域通過フィルタの阻止領域に位置している。さらに周波数分波器は、通過領域が第２の伝送システムの周波数帯域を含んでいる第２の帯域通過フィルタを含んでおり、第１の伝送システムの周波数帯域は第２の帯域通過フィルタの阻止領域に位置している。
【００５０】
増幅器は、第１の受信経路に配置された第１の低雑音増幅器と、第２の受信経路に配置された第２の低雑音増幅器とを有している。さらに増幅器は、第１の信号経路に配置された第１の電力増幅器と、第２の信号経路に配置された第２の電力増幅器とを有している。
【００５１】
第１の信号経路には、共通の第１の送受信経路を備える第１の送信経路と第１の受信経路を交互に接続する第１のスイッチが配置されているのが好ましい。第２の信号経路には、共通の第２の送受信経路を備える第２の送信経路と第２の受信経路を交互に接続する第２のスイッチが配置されている。
【００５２】
原則として第１および第２のスイッチは、異なる周波数帯域で送信と受信がなされる場合には、伝送システムに応じて送受切換器で置き換えることができる。
【００５３】
第１および第２の信号経路は周波数分波器に接続されているのが好ましく、周波数分波器はコンポーネントのアンテナ接続部と信号経路との間に配置される。周波数分波器はアンテナとスイッチの間に配置されている。アンテナと周波数分波器の間には、信号の直流電圧割合を抑圧するための絶縁キャパシタンスが配置されていてよい。
【００５４】
第１のスイッチは、周波数分波器と第１の低雑音増幅器との間に配置されている。第１のスイッチは、周波数分波器と第１の電力増幅器との間に配置されている。第２のスイッチは、周波数分波器と第２の低雑音増幅器との間に配置されている。第２のスイッチは、周波数分波器と第２の電力増幅器との間に配置されている。
【００５５】
それぞれの増幅器は、それぞれのスイッチとフィルタとの間に配置されているのが好ましい。
【００５６】
送信経路に配置されているフィルタはローパスフィルタとして構成されていてよく、あるいは帯域通過フィルタとして構成されていてもよい。受信経路に配置されているフィルタは、帯域通過フィルタとして製作されているのが好ましい。
【００５７】
フィルタは支持基板のフィルタセクションで具体化されているのが好ましく、すなわち支持基板に統合されている。フィルタのうちの少なくとも１つを、支持基板に取り付けられたチップとして構成することが可能である。
【００５８】
増幅器のすぐ近傍にスイッチを配置することは、スイッチおよび少なくとも増幅器のうちのいくつかを単一のチップで具体化することを可能にする。１つの態様では、少なくとも１つの半導体チップは、スイッチだけでなく、増幅器のうちの少なくともいくつかを含むチップとして具体化されている。両方の信号経路のスイッチおよび低雑音増幅器は、１つの態様では、共通の第１のチップで具体化されている。両方の信号経路の電力増幅器は、共通の第２のチップで具体化されていてよい。別の態様では、両方の信号経路のスイッチおよび電力増幅器が共通のチップで具体化されている。１つの好ましい態様では、すべての電力増幅器、低雑音増幅器、およびスイッチが、共通の半導体チップで具体化されている。
【００５９】
半導体チップは、ハウジングを備えていてよい少なくとも１つのチップを有している。半導体チップは、少なくとも１つのベアダイすなわちハウジングを備えていないチップを有することもできる。チップはボンディングワイヤによって支持基板の接触面と電気接続されていてよい。チップは支持基板の上にフリップチップ方式で取り付けられていてもよい。この場合、チップと基板の接触面は互いに向き合っており、バンプによって相互に接続される。
【００６０】
コンポーネントは、コンパクトな構造上のユニットとして具体化されているのが好ましい。コンポーネントは表面実装に適しているのが好ましく、すなわち、その接続面はＳＭＤ接触部をなしている。
【００６１】
第２の好ましい実施形態では、２つの信号経路を備える電気コンポーネントが提供され、各々の信号経路に半導体スイッチおよびこれと電気接続された低雑音増幅器が配置されている。増幅器とスイッチは共通の半導体チップで具体化されている。
【００６２】
このコンポーネントは、アンテナおよび信号経路に接続された周波数分波器を有しているのが好ましい。ただしこの周波数分波器は、原則として、別のスイッチおよび／または場合によりフィルタで置き換えることもできる。
【００６３】
第２の好ましい実施形態に基づくコンポーネントは、上に説明した第１の好ましい実施形態に基づくコンポーネントの構成要件を、任意の組み合わせの形で有することができる。
【００６４】
上述したコンポーネントは、フロントエンドモジュールの上述したシステムアーキテクチャに限定されるものではない。
【００６５】
次に、上述したコンポーネントとその好ましい実施形態について、縮尺に忠実ではない模式的な図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】上述したコンポーネントを含むフロントエンドモジュールのブロック図である。
【図２】２つの配線領域とその間に配置された機能領域とを有する支持基板を備えるコンポーネントの断面図である。
【図３】支持基板の上に配置された半導体チップのための熱排出部を備える一例としてのコンポーネントを示す断面図である。
【図４】支持基板の内部構造を示す３Ｄ分解図である。
【図５】コンポーネントの下側の配線領域とフットプリント平面とを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１は等価回路図のフロントエンドモジュールを示している。このフロントエンドモジュールは、コンポーネントにおいて具体化され、図面を用いて詳しく説明する。
【００６８】
フロントエンドモジュールは、送信と受信の両方に利用されるアンテナが接続されたアンテナ接続部３０９を有している。
【００６９】
フロントエンドモジュールは、アンテナと、ＷＬＡＮシステムのトランシーバ回路との間のインターフェースを構成しているのが好ましい。
【００７０】
フロントエンドモジュールは、絶縁キャパシタンス３０８を介してアンテナ接続部３０９に接続された周波数分波器３００を含んでいる。周波数分波器３００は、第１のフィルタ３０１と第２のフィルタ３０２を有している。第１のフィルタには第１の信号経路３１が接続されており、第２のフィルタには第２の信号経路３２が接続されている。これらの経路は、周波数分波器によって、１つの共通のアンテナ経路に統合されている。
【００７１】
信号経路３１は、約２ＧＨｚの周波数帯域を有する第１の伝送システムに割り当てられている。信号経路３２は、約５ＧＨｚの周波数帯域を有する第２の伝送システムに割り当てられている。
【００７２】
信号経路３１，３２は、それぞれ送受信経路をなしている。第１の信号経路３１は、第１の送信経路３１１と第１の受信経路３１２を含んでいる。第２の信号経路３２は、第２の送信経路３２１と第２の受信経路３２２を含んでいる。
【００７３】
第１の信号経路３１には、部分経路３１１，３１２の間で切換をする第１のスイッチ４１が配置されている。第２の信号経路３２には、部分経路３２１，３２２の間で切換をする第２のスイッチ４２が配置されている。スイッチとしては、たとえばＳＰＤＴスイッチを利用することができる。ＳＰＤＴはＳｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｕａｌ  Ｔｈｒｏｗ（単極双投）の略である。
【００７４】
第１の送信経路３１１には、第１の電力増幅器６１と、第１の送信フィルタ７１と、バラン回路８１とが配置されている。第２の信号経路３２１には、第２の電力増幅器６２と、第２の送信フィルタ７２と、バラン回路とが配置されている。第１の受信経路３１２には、第１の低雑音増幅器５１と、第１の受信フィルタ７３と、バラン回路とが配置されている。第２の受信経路３２２には、第２の低雑音増幅器５２と、第２の受信フィルタ７４と、バラン回路とが配置されている。それぞれのバラン回路は、送信経路３１１，３２１の入力部と送信フィルタ７１，７２との間につながれており、または、受信経路３１２，３２２の出力部と受信フィルタ７３，７４との間につながれている。
【００７５】
受信フィルタ７３，７４は、受信経路３１２，３２２の阻止領域にあるＧＳＭ信号、ＤＣＳ信号、およびＰＣＳ信号の抑圧を可能にする。送信経路３１１，３２１では、そのつどの周波数帯域の送信周波数の第２高調波および第３高調波がダイプレクサ３００によって抑圧される。
【００７６】
信号経路に配置されたフィルタは、帯域通過フィルタとして構成されていてもよい。別案として、信号経路にはローパスフィルタのほかハイパスフィルタがつながれていてよく、これらのフィルタが共同で帯域通過フィルタを具体化する。このように、局部発振器の妨害的な信号を抑圧することができる。
【００７７】
フィルタと、これと直列につながれたバラン回路との組み合わせは、平衡フィルタによって置き換えることもできる。
【００７８】
それぞれの増幅器５１，５２，６１，６２は、スイッチ４１，４２とフィルタ７１，７２，７３，７４との間に配置されている。スイッチ４１，４２は、周波数分波器３００と増幅器５１，５２，６１，６２との間に配置されている。スイッチと増幅器が互いに直接的に接続されているこのシステムアーキテクチャは、半導体チップ２０２，２０２’にスイッチおよび少なくともいくつかの増幅器を統合できるという面から好ましいと考えられる。
【００７９】
デュアルバンド機器でただ１つのダイプレクサを用いることは、その場合、周波数分波器セクションを特別にコンパクトかつ省スペースに構成できるという利点がある。
【００８０】
低雑音増幅器５１，５２とスイッチ４１，４２が１つの構造的なユニットとして具体化されており、すなわち共通のチップ２０２で具体化されている様子が図示されている。すなわちチップ２０２はマルチバンドＬＮＡである。ＬＮＡはＬｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ（低雑音増幅器）の略である。電力増幅器６１，６２は別のチップ２０２’
で具体化されている。すなわちチップ２０２’はマルチバンドＰＡである。ＰＡはＰｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ（電力増幅器）の略である。
【００８１】
すべての増幅器とスイッチをただ１つのチップで具体化することが可能である。
チップ２０２，２０２’は支持基板１００の上に実装され、これと電気接続されている。図２を参照のこと。支持基板１００およびその上に取り付けられたチップは、トランシーバ回路９０と導電接続された電気コンポーネントを構成している。この回路は無線周波数集積回路とも呼ばれ、受信信号をさらに処理して、コンポーネントに供給されるべき送信信号を生成するために設けられている。トランシーバ回路９０は、典型的な場合、コンポーネントの平衡な（ｂａｌａｎｃｅｄ）電気ゲートに接続された平衡な電気ゲートを有している。トランシーバ回路９０は、別案として、少なくとも一方の側に不平衡の（ｓｉｎｇｌｅ−ｅｎｄｅｄ）電気ゲートを有することもできる。
【００８２】
フィルタ７１−７４は帯域通過フィルタとして構成されており、送信フィルタ７１，７２はローパスフィルタとして構成されていてもよい。少なくとも送信フィルタ７１，７２は、あるいは受信フィルタ７３，７４も、支持基板１００に統合されていてよく、あるいは支持基板１００の上に取り付けられた少なくとも１つのチップで具体化されていてもよい。バラン回路８１は支持基板１００に統合されているのが好ましい。
【００８３】
絶縁キャパシタンスは、支持基板の上に取り付けられたチップコンデンサとして構成されていてよい。絶縁キャパシタンスは、支持基板に統合されていてもよい。
【００８４】
支持基板１００は、下側の配線領域１０１と、上側の配線領域１０３と、これらの間に配置された機能領域１０２とを含んでおり、この機能領域は、アース面１０４によって配線領域１０１から、また別のアース面１０５によって配線領域１０２から、それぞれ隔絶されており、ないしは電磁的に遮蔽されている。
【００８５】
支持基板１００の下面には、コンポーネントの外部接触部として設けられた接続面１４１が設けられている。さらに、下面の中央領域には少なくとも１つのアース面１０９が配置されており、このアース面はスルーホールコンタクト１３３およびアース面１５２，１５２’とともに、半導体チップ２０２，２０２’からの熱排出のために設けられている。図３を参照のこと。このアース面は、外部の配線板に熱的に結合されているのが好ましい。図４に示す態様では、下側の２つのアース面１０９が設けられている。
【００８６】
支持基板１００の上面には、チップ２０１，２０２，２０２’，２０３を接触させるために設けられた接触面１４２が設けられている。
【００８７】
チップ２０１ではたとえばフィルタが具体化されている。チップ２０３では、たとえばキャパシタンスまたはダイオードが具体化されている。チップ２０１，２０３は表面実装に適しているのが好ましい。図２に示す態様では、チップ２０１はフリップチップ方式でバンプによって支持基板の接触面に取り付けられている。
【００８８】
チップ２０２，２０２’はボンディングワイヤによって接触面１４２に導電接続されている。チップ２０２，２０２’は、接着剤によって支持基板１００と固定的に結合されているのが好ましく、導電性接着剤によって、支持基板１００の上面に構成されたアース面と結合されていてよい。
【００８９】
すべての接続面１４１およびアース面１０９が、いわゆるフットプリント１０６を共同で形成している。フットプリントはＳＭＤ適合的なインターフェースである。接続面１４１はＨＦ接触部、ＤＣ接触部、およびアース接触部として設けられている。導電面１０９
は熱的な接触部として設けられている。
【００９０】
モジュールのＨＦ回線はＨＦ接触部に接続されており、半導体チップ２０２，２０２’の供給回線はＤＣ接触部に接続されている。供給回線は、モジュールのＨＦ回線に影響を及ぼさないように案内されるのが好ましい。ＤＣ回線とＨＦ回線の間の最低間隔は、もっとも近傍にあるアース面との間隔の２倍から３倍であるのが好ましい。配線領域において初めて、実装平面１０７およびフットプリント１０６のレイアウトに応じて配線変更が行われる。
【００９１】
すべての接触面１４２、および場合によりチップ２０２，２０２’の下に位置している上側のアース面１５２，１５２’が、実装平面１０７を共同で構成している。接触面１４２は、チップ２０１，２０２，２０２’，２０３のためのＨＦ接触部、ＤＣ接触部、およびアース接触部として設けられている。導電面１５２，１５２’は、チップ２０２，２０２’のための熱的な接触部として設けられている。
【００９２】
配線領域１０１は、各セクションの電気接続部の配置をフットプリント１０６に合わせて適合化する役目を果たす。配線領域１０３は、各セクションの電気接続部の配置を実装平面１０７に合わせて適合化する役目を果たす。コンポーネントの電気配線を適合化するために配線領域を利用できることによって、支持基板の外部のインターフェースのレイアウトを顧慮することなく、すなわちフットプリントや実装平面のレイアウトを顧慮することなく、機能領域のレイアウトを行うことができる。したがって、コンポーネントのフットプリントレイアウトを、コンポーネントが取り付けられるべきシステム配線板のレイアウトに合わせて問題なく適合化することができ、機能領域のレイアウトを維持することができる。
【００９３】
このことは実装平面１０７のレイアウトについても当てはまり、配線領域１０３を利用して、機能領域のレイアウトを変えないままでフレキシブルにレイアウトを構成することができる。
【００９４】
チップ２０１，２０２，２０２’，２０３は、チップの底面の外部で支持基板の上面とともに終わる封止コンパウンド２０４によってカプセル封じされている。封止コンパウンドは樹脂を含んでいるのが好ましい。
【００９５】
図４に破線で図示しているように、支持基板１００の機能領域１０２は別々のセクション１１１−１１６を構成するために区分けされている。
【００９６】
セクション１１３では周波数分波器３００が具体化されている。１つの態様では、指向性結合器、別の受信フィルタ、および／または別の送信フィルタがこのセクションで追加的に具体化されていてよい。このフィルタは、フィルタ７１−７４とは異なり、周波数分波器３００とそれぞれの増幅器５１，５２，６１，６２との間に配置されているのが好ましい。
【００９７】
セクション１１５，１１６では、第１の周波数帯域すなわち２ＧＨｚについての平衡フィルタがそれぞれ具体化されている。セクション１１１，１１４では、第１の周波数帯域すなわち５ＧＨｚについての平衡フィルタがそれぞれ具体化されている。
【００９８】
各々の平衡フィルタは、フィルタ７１，７３およびこれに接続されたバラン回路８１を含んでいる。
【００９９】
セクション１１２は、チップ２０２，２０２’のための熱排出部と遮蔽部とを含む増幅
器セクションである。配線領域１０１，１０３が導入されているおかげで、これ以外のセクションも省スペースな仕方でセクション１１２と並んで配置されていてよい。当該セクションの入力部と出力部が、支持基板１００の縁部領域に配置されるにもかかわらずである。
【０１００】
アース面１０５には、信号を伝える接続回線１３２を挿通するための切欠き１２５が形成されている。アース面１０４にもこれに相当する仕方で、信号を伝える接続回線１３１を挿通するための切欠き１２６が形成されている。半導体チップからの熱排出をするために設けられたスルーホールコンタクト１３３は、このアース面に接続されているのが好ましい。
【０１０１】
半導体チップからの熱排出をするために設けられたスルーホールコンタクト１３３が、アースと接続された他のスルーホールコンタクトと異なっているのは、密接して相並んで配置されていることによってであり、スルーホールコンタクト１３３の各中心の間隔は、その直径の３倍を上回っていない。
【０１０２】
図５には、モジュールの電気接続部の一例としての配線変更が示されている。接続回線１３１は、接触部１３６を接触部１３７と導電接続する。接触部１３６は、フィルタ入力部またはフィルタ出力部のすぐ下に配置されており、垂直方向の電気接続部によってこれと導電接続されている。接触部１３７は接続面１４１のすぐ上方に配置されており、垂直方向の接続部を介してこれと導電接続されている。
【０１０３】
それぞれの配線領域１０１，１０３は、接続回線が具体化された少なくとも１つの金属被覆平面を含んでいる。それぞれの接続回線１３１，１３２は、特定のセクションを接触面１４２または接続面１４１と導電接続している。
【０１０４】
フットプリント１０６は配線領域１０１に割り当てられている。実装平面１０７は配線領域１０３に割り当てられている。配線領域１０１は、フットプリント１０６と機能領域１０２の間の電気接続を成立させる。配線領域１０３は、実装平面１０７と機能領域１０２の間の電気接続を成立させる。配線領域１０１，１０３は、内部に位置する少なくとも１つの基板の金属被覆平面を含んでいるのが好ましい。配線領域は、たとえば異なる接続回線が部分的に相上下して延びている場合、ないし交差が必要である場合には、複数の金属被覆平面を有することもできる。
【０１０５】
できる限り短い電気接続が好ましいとはいえ、それぞれの配線領域にある接続回線の一区域が、これに接続されたセクションの底面を超えて、横方向平面で接続面または接触面の位置に相当する個所まで通じていると利点がある。
【０１０６】
紹介した実施例との関連で説明した、図面に示されているコンポーネントの構成要件は、当該実施形態だけに限定されるものではなく、任意に組み合わせることができる。
【０１０７】
アース面、特に下側のアース面１０９は、それぞれ複数の好ましくは連続して構成されたセグメントを有することができ、これらのセグメントは、ブリッジ状の接続部またはその他の方法で互いに導電接続されているのが好ましい。
【０１０８】
原則として、上述したコンポーネントおよびトランシーバ回路９０を１つの構造的なユニットとして、すなわちチップとして具体化することが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１００  支持基板
１０１  下側の配線領域
１０２  支持基板の機能領域
１０３  上側の配線領域
１０４，１０５，１０９  アース面
１０６  フットプリント
１０７  実装平面
１１１，１１２，１１３  機能領域のセクション
１１４，１１５，１１６  機能領域のセクション
１２５，１２６  アース面１０４，１０５にある切欠き
１３１，１３２  接続回線
１３３  熱排出のためのスルーホールコンタクトコラム
１３５  増幅器の引込線
１４１  コンポーネントの接続面
１４２  チップを実装するための接触面
１５２  チップ２０２の下に配置されたアース面
１５２’  チップ２０２’の下に配置されたアース面
２０１，２０２，２０２’  チップ
２０３  チップ
２０４  封止コンパウンド
３００  周波数分波器（ダイプレクサ）
３０１  周波数分波器の第１のフィルタ
３０２  周波数分波器の第２のフィルタ
３０８  キャパシタンス
３０９  アンテナ接続部
３１  第１の信号経路
３１１  第１の送信経路
３１２  第１の受信経路
３２  第２の信号経路
３２１  第２の送信経路
３２２  第２の受信経路
４１，４２  スイッチ
５１，５２  低雑音増幅器
６１，６２  電力増幅器
７１，７２，７３，７４  フィルタ
８１  バラン回路
９０  トランシーバＩＣ
【図１】
2010517252.tif 000003
【図２】
2010517252.tif 000004
【図３】
2010517252.tif 000005
【図４】
2010517252.tif 000006
【図５】
2010517252.tif 000007
【国際調査報告】
2010517252.tif 000008
2010517252.tif 000009
2010517252.tif 000010
2010517252.tif 000011
2010517252.tif 000012
2010517252.tif 000013
2010517252.tif 000014
2010517252.tif 000015