專利名稱：發(fā)射機(jī)前端模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無線通訊硬件領(lǐng)域，尤其是指一種發(fā)射機(jī)前端模塊。
背景技術(shù)：
近二十多年來，無線通訊的發(fā)展極大地滿足了人類對(duì)通信的需求，同時(shí)這種需求進(jìn)一步帶動(dòng)了無線移動(dòng)終端在全世界范圍內(nèi)的迅速增長(zhǎng)。在功能型移動(dòng)終端向智能型移動(dòng)終端的發(fā)展過程中，移動(dòng)終端對(duì)射頻功率放大器的需求出現(xiàn)了成倍的增長(zhǎng)，這種需求進(jìn)一步推動(dòng)了對(duì)具有高性價(jià)比的特別是發(fā) 射機(jī)前端模塊的開發(fā)。如圖1，現(xiàn)有的發(fā)射機(jī)前端模塊包含兩顆芯片，含控制器的CMOS射頻功放芯片(PAChip)和天線開關(guān)芯片(Antenna Switch)。天線開關(guān)芯片負(fù)責(zé)射頻信號(hào)的控制與信道切換，控制器芯片負(fù)責(zé)整個(gè)模塊的控制和協(xié)調(diào)任務(wù)。射頻功放芯片擔(dān)負(fù)著將微弱的射頻信號(hào)進(jìn)行放大的功能，其主要由有源功放芯片(PA Chip)和無源匹配電路(Matching Network)構(gòu)成。有源功放芯片負(fù)責(zé)信號(hào)流的增益供給，無源匹配電路則負(fù)責(zé)信號(hào)的濾波和阻抗匹配。而現(xiàn)有技術(shù)中，上述無源匹配電路(Matching Network)通常由表面貼裝(SMD)電容器和電感器組成。如圖2就是含控制器的CMOS射頻功放芯片(PAChip)的典型匹配電路圖。SMD形式的無源匹配電路優(yōu)點(diǎn)是具有很大的可調(diào)性，但占據(jù)空間很大，不利于前端模塊的小型化，同時(shí)不具備成本優(yōu)化空間。圖3是一款利用SMD做匹配電路的發(fā)射模塊的X光透視圖，可以看出SMD占據(jù)了發(fā)射模塊相當(dāng)大的空間。為了將無源匹配電路小型化，一個(gè)可行的方案是將圖2中的電容器和電感器用集成電路來實(shí)現(xiàn)。如圖4所示即為一種集成電路的實(shí)現(xiàn)方案，在這個(gè)方案中阻抗匹配的電容器(Cl，C2, C3)和電感器(LI，L2)用集成方法來實(shí)現(xiàn)，也就是將整個(gè)匹配電路用一顆芯片來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)方案達(dá)到了去掉SMD的目的，但是將前端模塊中的芯片數(shù)量增加了一顆因而增加了封裝成本。由于電感器(LI，L2)由片上走線和綁線來組成也使得整個(gè)匹配電路芯片面積龐大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服了上述缺陷，提供一種無需SMD器件，成本更低且性能好的發(fā)射機(jī)前端模塊。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種發(fā)射機(jī)前端模塊，它包括相連的帶控制器的射頻功放芯片及集成電容器的天線開關(guān)芯片；所述集成電容器的天線開關(guān)芯片包括集成在一顆砷化鎵或氮化鎵或硅SOI芯片上的用于阻抗匹配的集成電容器與天線開關(guān)模塊；上述結(jié)構(gòu)中，所述集成電容器的天線開關(guān)芯片的集成電容器包括有頻段阻抗匹配電容與隔直電容；上述結(jié)構(gòu)中，所述頻段阻抗匹配電容包括主電容與微調(diào)電容；上述結(jié)構(gòu)中，所述微調(diào)電容包括3個(gè)，3個(gè)微調(diào)電容的容值比為1:2 :4;上述結(jié)構(gòu)中，所述砷化鎵或氮化鎵或硅SOI芯片設(shè)置于基板上，基板的金屬銅皮布線或QFN封裝中的金屬弓丨線架形成所述集成電容器。[0012]相較于傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)前端模塊的片上電容和片上電感，本實(shí)用新型的有益效果在于采用了集成電容器(ICM)來實(shí)現(xiàn)匹配和隔直電容器的作用，并將ICM包含在天線開關(guān)芯片中。電容器和電感器的品質(zhì)因素都得到了顯著改善，從而提高了功放的射頻性能。帶有ICM 的天線開關(guān)芯片雖然總體面積有少許增加，因?yàn)檎麄€(gè)發(fā)射模塊去掉了 SMD并仍保持兩顆芯片總數(shù)，因此發(fā)射模塊的總體成本仍然獲得了大的改善。


[0013]
以下結(jié)合附圖詳述本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中雙芯片的發(fā)射機(jī)前端模塊框圖；[0015]圖2為現(xiàn)有射頻功放芯片的典型匹配電路圖；[0016]圖3為使用SMD器件的雙芯片發(fā)射機(jī)前端模塊電路圖；[0017]圖4為無源匹配器件集成電路實(shí)現(xiàn)示意圖；[0018]圖5為本實(shí)用新型電路原理框圖；、[0019]圖6為帶有ICM的四頻發(fā)射模塊應(yīng)用實(shí)例圖；[0020]圖7為圖6中四頻發(fā)射模塊的電路圖；圖8為應(yīng)用實(shí)例中ICM實(shí)施方案圖。
具體實(shí)施方式
[0022]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。[0023]本實(shí)用新型提供了一種方案，將傳統(tǒng)圖1中匹配電路所用的SMD器件去掉，在降低模塊總體成本的同時(shí)保證發(fā)射模塊的射頻性能。[0024]如圖5，一種發(fā)射機(jī)前端模塊，它包括帶控制器的射頻功放芯片及集成電容器的天線開關(guān)芯片，兩芯片之間連接完成數(shù)據(jù)交互。其中，集成電容器的天線開關(guān)芯片包括集成在一顆砷化鎵或氮化鎵或硅SOI芯片上的用于阻抗匹配的集成電容器(ICM)與天線開關(guān)芯片 (Antenna Switch)。[0025]圖6所示為本發(fā)明應(yīng)用于四頻發(fā)射模塊的具體實(shí)施方法之一。用于阻抗匹配的集成電容器102和105同天線開關(guān)芯片106集成在同一顆用砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)或硅SOI制作的芯片107上。而其余的包括，含控制器的CMOS或SOI射頻功放芯片101、支持功放芯片的載板100及第一頻段(，比如800MHz，900MHz)的匹配用繞線電感104，另一個(gè)頻段(比如1800MHzl，900MHz)的匹配用繞線電感103是。集成電容器102和105同繞線電感 103和104 —起完成圖2所示的阻抗匹配功能。[0026]而圖7是上述四頻功放ICM的電路圖，其中電容401，402和403為第一頻段如 800MHz/900MHz的匹配電容，電容404，405和406為第二頻段如1800MHz/1900MHz的匹配電容。403和404均為隔直電容，401，402，405和406是阻抗匹配電容。[0027]圖8所示為該ICM的具體實(shí)施方法之一。為了保證準(zhǔn)確性和可調(diào)性，其中電容501， 502,503和504 —起構(gòu)成圖7的電容401，電容505和506 —起組成圖7的電容402，電容 507實(shí)現(xiàn)圖7的電容403，電容510，511，512和513 —起構(gòu)成圖7的電容406，電容509和516 一起組成圖7的電容405，電容508實(shí)現(xiàn)圖7的電容404。電容501，502，503和504中 503是主電容，其余三個(gè)是微調(diào)電容。三個(gè)微調(diào)電容的容值比是1:2 :4，這樣三個(gè)電容可以產(chǎn)生7個(gè)不同的電容值同503 —起完成對(duì)401電容的微調(diào)。同樣的原理，電容510，511，512 和513中513是主電容，其余三個(gè)是微調(diào)電容。上述的微調(diào)電容根據(jù)需要還可采用1-4個(gè)， 當(dāng)2個(gè)微調(diào)電容時(shí)，其容值比為1:2，3個(gè)微調(diào)電容時(shí)的容值比為1:2 :4，4個(gè)微調(diào)電容的容值比為1:2 4 :8。[0028]綜上所述，本專利通過將圖2中用于匹配和隔直流的電容器用集成電容器(ICM) 來實(shí)現(xiàn)并將ICM包含在天線開關(guān)芯片中。而用于匹配的電感器則用基板上的金屬銅皮布線或QFN封裝中的金屬引線架實(shí)現(xiàn)。本專利通過集成電容器與模塊載板或QFN引線架的最佳組合實(shí)現(xiàn)了功率放大器的阻抗匹配功能，有效地提高了功率放大器模塊的射頻性能和集成度，同時(shí)大大地降低了前端發(fā)射模塊的成本和尺寸。[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因 此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種發(fā)射機(jī)前端模塊，其特征在于它包括相連的帶控制器的射頻功放芯片及集成電容器的天線開關(guān)芯片；所述集成電容器的天線開關(guān)芯片包括集成在一顆砷化鎵或氮化鎵或硅SOI芯片上的用于阻抗匹配的集成電容器與天線開關(guān)模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)前端模塊，其特征在于所述集成電容器的天線開關(guān)芯片的集成電容器包括有頻段阻抗匹配電容與隔直電容。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)射機(jī)前端模塊，其特征在于所述頻段阻抗匹配電容包括主電容與微調(diào)電容。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)射機(jī)前端模塊，其特征在于所述微調(diào)電容包括3個(gè)，3個(gè)微調(diào)電容的容值比為1:2 :4。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的發(fā)射機(jī)前端模塊，其特征在于所述砷化鎵或氮化鎵或硅SOI芯片設(shè)置于基板上，基板的金屬銅皮布線或QFN封裝中的金屬引線架形成所述集成電容器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種發(fā)射機(jī)前端模塊，它包括相連的帶控制器的射頻功放芯片及集成電容器的天線開關(guān)芯片；所述集成電容器的天線開關(guān)芯片包括集成在一顆砷化鎵或氮化鎵或硅SOI芯片上的用于阻抗匹配的集成電容器與天線開關(guān)模塊。相較于傳統(tǒng)的片上電容和片上電感，電容器和電感器的品質(zhì)因素都得到了顯著改善，從而提高了功放的射頻性能。帶有ICM的天線開關(guān)芯片雖然總體面積有少許增加，因?yàn)檎麄€(gè)發(fā)射模塊去掉了SMD并仍保持兩顆芯片總數(shù)，因此發(fā)射模塊的總體成本仍然獲得了大的改善。
文檔編號(hào)H04B1/04GK202856719SQ20122035379
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者徐杰 申請(qǐng)人:蘇州廣帝科微電子有限公司