包含电感元件的电路板和功率放大模块的制作方法

专利名称：包含电感元件的电路板和功率放大模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含电感元件的电路板和功率放大模块，尤其涉及一种具有包含在多层电路板中的电感元件的电路板结构。
背景技术：
近年来，以移动电话为代表的通讯终端装置的迅速推广提高了对用于微波段的发射器的功率放大模块的需求。这种功率放大模块放置在天线前端，例如，在移动电话中的天线的前端，用于实现将从驱动放大器输出的信号放大并且将被放大的信号传送给天线的功能，其通常包括一个三级放大电路，一个输出匹配电路，一个二次谐波补偿器等等。
所述放大器电路的每一级都包括一个半导体放大器件，例如FET，一个匹配电路，一个漏极偏压电路，一个门极偏压电路等，以形成一个完整的电路块。所述输出匹配单元依次地是一种用于匹配阻抗的电路，该阻抗为功率放大模块所用的频带(例如880-915MHz)中打算用于放大的频带(基波)内的阻抗。所述二次谐波补偿器用于防止二次谐波分量被传送至输出端，因为被传送至输出端的、除了基波之外的频率能引起相关通讯终端装置特性下降。
为了实现具有如上所述的电路配置的功率放大模块，例如，用一个片状介质电路板以在电路板的多个层中分布式地形成一个匹配电路、一个二次谐波补偿器、部分FET偏压电路(电阻，电容)、一个偏压电路的(λ/4)线路等。其它电阻和电容中的一些使用表面安装型元件安装在电路板上。电感元件在电路板的多个层上以导电线路(conductor pattern)形式形成。半导体放大器件如FET以裸芯片形式直接安装在电路板上，或者封装在树脂模制品(resin moldings)中安装在电路板上。
JP-A-8-172161和JP-A-2002-141757公开了这种包含功率放大模块或电感元件的电路板结构。

发明内容
近年来，通讯终端装置，尤其是移动电话，体积迅速地缩小，导致作为这样的一些装置中的一个元件的功率放大模块的尺寸也急需缩小。
然而，功率放大模块的尺寸的缩减必然引起电路板中包含的元件的导线的宽度缩小，从而在每个元件中引起损耗增加的相关问题。尤其是，电路板中电感元件中的损耗使功率放大模块的功效降低。并且在输出匹配电路中的损耗，其需要大的输出功率，这成为功率放大模块特性下降的主要原因。
为防止这种损耗，考虑的是仅提高形成在电路板内的每个元件的导电线路的厚度。然而，当用较厚的铜箔增加导体的厚度时，在用于形成导电线路的蚀刻步骤中，增加了线路宽度的变化。因而，每条线路的宽度变化使电感和电容在较大范围内变化。可选地，当采用电镀来形成较厚的导体时，最终的导体在厚度上变化范围很大，导致在粘结涂有树脂的铜箔以形成电解质层的步骤中电解质层的厚度变化较大。这导致电容的更大变化。从上面所述可以得知，不利的是整个电路板内的导体厚度的增加会导致各个元件的大小在较大范围内变化。另外，电路板更容易弯曲和变形，有可能降低产率。而且，由于导体厚度的增加使占据在电路板内导体的数量增加，使电路板变得很重。
前面所述发明JP-A-8-172161的目的是降低电感元件的损耗。然而，此篇专利文献尽管公开了用于减小寄生电容的装置，但没有给出任何用于降低电感元件阻抗的装置。另一方面，前面所述发明JP-A-2002-141757的目的是缩小功率放大模块的尺寸，但主要试图从电路板的元件材料的角度来达到其目的。
因此，本发明所要解决的问题是由于减小电路板或模块的尺寸引起的具有电感功能的导体的损耗增加，所以本发明的目的是减小这种损耗。
为了解决上述问题，根据本发明的包含电感元件的多层电路板包括多个导电层，和形成在所述多个导电层的至少一层上的具有电感功能的导体，其中具有电感功能的导体至少有一部分比形成在多层电路板内的绝缘层上的多个导体厚度大。
在本发明中，电路板内的导体没有制成统一厚度，而是为了降低损耗仅将具有电感功能的导体的一部分(此后称之为“电感导体段”)制造得较厚。用这种方法，能够减小电感导电段的损耗同时抑制电路板中元件的电感和电容的变化，防止在制造过程中电路板弯曲或变形，并且将电路板的重量的增加降低到最小。
用于提高电感导电段的厚度的专用部件包括至少部分电感导电段，该电感导体段贯通位于导电层之间的绝缘层。选择性地，至少部分电感导体段可以嵌入在设置于导电层之间的绝缘层中，并且其具有的厚度为所述绝缘层厚度的1/2或更多，但最大程度不贯穿所述绝缘层。另外，可选地，至少部分电感导电段可以嵌入位于导电层之间的绝缘层中，并且厚度是除了具有电感功能的导体之外的那些导体的厚度的1.5倍或更多。因此，通过增加电感导电段的厚度可以减小损耗。
依照本发明的第一功率放大模块包括一个半导体放大器、一个与半导体放大器的输出端耦连的阻抗匹配电路，和一个依照本发明的包含电感元件电路板，其中所述阻抗匹配电路部分包括具有电感功能的导体。
依照本发明的第二功率放大模块包括一个半导体放大器、一个与半导体放大器连接的偏压电路，和依照本发明的包含一个电感元件的电路板，其中所述偏压电路部分包括具有电感功能的导体。
依照本发明的第三功率放大模块包括一个半导体放大器、一个与半导体放大器的输出端耦连的阻抗匹配电路、一个与半导体放大器连接偏压电路，和一个依照本发明的包含电感元件的电路板，其中阻抗匹配电路和偏压电路部分包括具有电感功能的导体。
当功率放大模块尺寸减小时，设置于电路板内的电感元件的损耗将降低功率放大模块的效率，并且尤其是，输出匹配单元的损耗，其需要大输出功率，这成为功率放大模块特性下降的主要原因。在本发明的第一到第三功率放大模块中，阻抗匹配电路和偏压电路中的一个或两个都有由电感导电段形成的部分，即，厚度增加的导体，以降低电感导体段的损耗并防止功率放大模块特性下降。
依照本发明，一种制造包含电感元件的多层电路板的方法，包括在多层电路板的一层上形成导电线路的步骤，和通过电镀增加至少部分导电线路的厚度的步骤，以使具有电感功能的导体的那部分具有比电路板中其它导体厚度大。
依照本发明的上述方法可以抑制电路板内元件的电感和电容的变化，也可以防止在制造过程中电路板产生弯曲或变形，使电路板重量的增加降低到最小，并且降低具有电感功能的导体的损耗。


图1为图示说明移动电话内示范性的RF部分的框图。
图2为图示说明包含于图1的RF部分(高频部分)内的功率放大单元的示例性结构的框图。
图3为图示说明包含于图2的功率放大单元内的功率放大模块的示例性结构的电路图。
图4为图示说明依照本发明第一实施例的功率放大模块的横截面图。
图5为图示说明依照本发明第一实施例的功率放大模块的俯视平面图。
图6到图13分别为图示说明依照本发明第一实施例的功率放大模块中使用的多层电路板中第一层到第八层的平面图(图6到图12从电路板上表面看；图13从电路板下表面看)。
图14为依照本发明第二实施例的功率放大模块的横截面图。
图15到图22分别为图示说明依照本发明第二实施例的功率放大模块中使用的多层电路板的第一层到第八层的平面图(图15到图21从电路板上表面看/图22从电路板下表面看)。
图23为图示说明依照本发明第三实施例的功率放大模块的横截面图。
图24和图25分别为图示说明依照本发明第三实施例的功率放大模块中使用的多层电路板中第六层和第七层的平面图(从电路板上表面看)。
图26A到图26H为按照顺序显示本发明实施例中形成电感导体段(导孔)的工艺的电路板的横截面图。
图27A到图27D为按照顺序显示本发明实施例中形成电感导体段(导孔)的工艺的电路板的横截面图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的几个实施例。
图1图示说明了作为通信终端装置的一种的移动电话的高频部分的示例性结构；图2图示说明包括在高频部分中的功率放大单元；图3图示说明包括在功率放大单元中的功率放大模块。
如图1所示，高频部分RF(RF部分)沿着传输通路分别包括一个功率放大单元PWA和一个混频器M1，以及沿着接收通路的一个功率放大器LNA和一个混频器M2，并且进一步包括一个天线ANT，一个开关SW1，一个分配器DIS，和一个中频单元IF(IF单元)。
功率放大单元PWA设置于RF部分的传输通路上的天线ANT的前方，用于通过开关SW1向天线ANT传送一放大的信号。混频器M1设置于功率放大器PWA的前面，用于将由调制器(未示出)提供的信号与由分配器DIS提供的信号混频，以将混频器M1的输出提供给功率放大单元PWA。
另一方面，由天线ANT接收的、并通过变换开关SW1而被引入接收通路的信号被放大器LNA放大，其中放大器LNA提取已被去除噪声的特定频率分量。从放大器LNA输出的被接收到的信号在混频器M2中与由分配器DIS提供的信号混频。混频器M2的输出提供给IF单元，并且进一步被传送到基波部分BSB。
功率放大单元PWA使用的频带是，例如880到915MHz或者1710到1785MHz的范围。该功率放大单元PWA所需的输出是，例如35dBm或者32dBm。
如图2所示，功率放大单元PWA包括在功率放大模块100前面的带通滤波器(BPF)110，和在功率放大模块100后面的依次相连的功率检测器120、低通滤波器130(LPF)。功率控制器140基于功率检测器120提供的功率检测信号，控制从功率放大模块100输出的传输信号的功率。应该指出的是，虽然本实施例显示电路结构具有一功率放大单元PWA，但是，正如现有技术中所公知的，本发明也可应用在，例如，支持GSM/DCS双波段的功率放大器中。
如图3中所示，包含在功率放大单元PWA中的功率放大模块100包括一半导体电路Q1，其具有三个串联的半导体器件；一个连接在半导体电路Q1前面的输入匹配电路IM1；一个连接在半导体电路Q1之后的输出匹配电路OM1；和一个偏压电路BC1。在图3中，提供一个端子Vapc，用于控制功率放大模块100的输出，因此功率放大模块100的输出加在该端子Vapc上的电压电平控制。该端子Vapc被施加有一个电压并被反馈至功率控制器140，在端子Vapc上施加的电压是图2中所示的由功率检测器120所产生的信号，并且功率放大模块100响应从功率控制器140输出的Vapc信号而工作以产生一个不变的输出。
所述半导体电路Q1用于放大从输入端Pin所施加的信号。所述输入匹配电路IM1用于将输入端Pin处的一阻抗(50Ω)和所述半导体电路Q1的输入阻抗相匹配，使得从输入端Pin施加的信号被传送到所述半导体电路Q1的输入端而没有由于阻抗不匹配所引起的损耗。
所述输出匹配电路OM1依次地用于将半导体电路Q1的输出阻抗和输出端Pout处所看到的一阻抗(50Ω)相匹配，使得从半导体电路Q1输出的信号被传送到输出端Pout而没有由于阻抗不匹配所引起的损耗。偏压电路BC1运行那些作为放大器件包括在所述半导体电路Q1内的半导体器件。
具体地，所述输入匹配电路IM1可由以L型相连的电感元件L1和电容元件C1，以及另外一个电容元件C2组成。
另一方面，所述输出匹配电路OM1在第一级包括由电感元件L2和电容元件C3组成的L型电路，在第二级包括由电感元件L3和电容元件C4组成的L型电路，和在第三级包括由电感元件L4和电容元件C5组成的L型电路。所述输出匹配电路OM1有一个与电容元件C11相连的输入端，和一个与电容元件C6相连的输出端。
要求在偏压电路BC1中的电感元件L5-L8将阻抗理想地提高到无穷大，以防止由半导体电路Q1放大的信号泄露到Vdd端。因此，这些电感元件L5-L8中每个都通过(λ/4)长度线路(length pattern)或者具有与(λ/4)长度线路相对应的阻抗的电感元件来实现。可选地，电感元件L5-L8可通过以线圈形式形成在几条布线层上的导电线路来实现。电感元件L5、L7、L8分别与接地电容元件C7，C8，C9相连。
图4图示说明依照本发明第一实施例的功率放大模块的横截面图，该模块可以用作图3所示的功率放大模块100。需要指出的是，图4不包括诸如电路板内路由的和在电路板的上表面上的布线图、内层连接结构、装配部件等等之类的细节。图5到图13图示说明在图4中所示的功率放大模块的各布线层。
依照此实施例的功率放大模块包括一个多层电路板1，其有八个导电层和加在各个导电层之间的绝缘层11-17；一个安装在多层电路板1的表面上的MMIC(微波单片集成电路)2；和在电路板1的表面上或其内的多种元件，它们构成输入匹配电路IM1、输出匹配电路OM1、和偏压电路BC1。而且，接地线路3形成在电路板1的下表面，散热通孔(thermal via)4在MMIC 2下方贯通电路板1，用于与接地线路3相连。应该明白的是，电路板中层压的层数(导电层)、每个布线图的路由等等都不局限于给出的例子，而是可以以各种方式修改的。
当从上(从电路板1的上表面)向下看时，多层电路板1具有层状结构，该层状结构包括以以下顺序层压的第一绝缘层11，第二绝缘层12，第三绝缘层13，第四绝缘层14，第五绝缘层15，第六绝缘层16和第七绝缘层17，多层电路板1还具有在这些绝缘层的上表面或下表面上的导电线路。多层电路板1可以通过例如在核心基板14的两面依次层压绝缘片(例如，涂有树脂的铜箔)且同时对这些材料进行加压和加热来形成。
在以下的描述中，第一到第四绝缘层11-14的各上表面分别称为第一层，第二层，第三层和第四层，第四到第七绝缘层14-17的各个下表面分别称为第五层，第六层，第七层和第八层。具体地，多层电路板1的上表面(前面)是第一层，而多层电路板1的下表面(背面)是第八层。图5到图12中每图所示为从多层电路板1上表面向下看每一层上的结构，而图13所示为从多层电路板1的背面向上看第八层上的结构(图10到图12分别为经第四到第六绝缘层14-16所示的第五层到第七层15-17。与下文描述的第二实施例相关的图15到图22也是这样)。
绝缘层11-17中的每一层都只能由树脂材料或者一种复合材料制成，该复合材料包括添加在树脂材料中的一种额外的无机材料。例如，绝缘层11-17可由包括聚乙烯基苯甲基醚化合物和陶瓷绝缘粉体(ceramicdielectric powder)的复合材料制成。
除了聚乙烯基苯甲基醚化合物，绝缘层11-17可由热固性树脂制成，例如环氧树脂、酚醛树脂，不饱和聚酯树脂，乙烯基酯树脂，聚酰亚胺树脂，氰酸脂树脂，聚丁二烯等等。
另一方面，与树脂材料混合的添加材料可以是电介质材料，例如，BaO-TiO2-Nd2O3基、BaO-TiO2-SnO2基、BaO-TiO2-Sm2O3基、PbO-BaO-Nd2O3-TiO2基、BaTiO3基、PbTiO3基、SrTiO3基、CaTiO3基、(Ba、Sr)TiO3基、Ba(Ti、Zr)O3基、BaTiO3-SiO2基、SrZrO3基、BiTiO4基、(Bi2O3、PbO)-BaO-TiO2基、La2Ti2O7基、Nd2TiO7基、(Li、Sm)TiO3基、MgTiO3基、Mg2O4基、Al2O3基、TiO2基、BaO-SiO2基、PbO-CaO基、BaWO4基、CaWO4基、Ba(Mg、Nb)O3基、Ba(Mg、Ta)O3基、BA(Co、Mg、Nb)O3基、Ba(Co、Mg、Ta)O3基、Sr(Mg、Nb)O3基、Ba(Zn、Ta)O3基、Ba(Zn、Nb)O3基、Sr(Zn、Nb)O3基、Ba(Mg、W)O4基、Ba(Ga、Ta)O3基、ZnTiO3基、ZrTiO3基、(Zr、Sn)TiO4基等等。向树脂材料中添加这些材料中的任何一个都会提高形成在电路板中的电容的容量。
另外，氧化物例如Mn-Zn基铁酸盐、Ni-Zn基铁酸盐、Mn-Mg-Zn基铁酸盐、Ni-Cu-Zn基铁酸盐、Ba基铁酸盐等等，和磁性材料例如氧化铁，如Fe2O3、Fe3O4等等都可以添加进树脂材料中。
这些添加材料中的一种、或两种或者两种以上的混合物(前面所述的电介质材料和磁性材料)可以添加进树脂材料中。
所述MMIC2是一个包括图3所示电路图中的半导体电路Q1的半导体电路部件，其中所述半导体电路Q1包括三级结构的半导体器件。为确保可靠性，MMIC2用密封树脂密封。为了安装在多层电路板1的上表面上，MMIC2具有电极与形成在多层电路板1上的导电线路(未示出)通过引线接合法或其它方式连接。
多个散热通孔4以适当间隔形成在安装MMIC2的区域内，使得它们连续地贯通第一到第七绝缘层11-17。散热通孔4充满导电胶，例如，Ag胶或其它，但只要非导电性材料的热传导性比导电胶的好，也可充满非导电性材料。
第一到第七绝缘层11-17装有芯片部件，但不包括在包含于图3的电路框图内的电路部件中MMIC 2内的半导体器件，并且这些芯片部件被连接以形成必要的电路构造的一部分。之后将参考图6到图13描述一个可采用的例子，但对电路部件的布局没有特殊的限制。
如图4所示，在根据这个实施例的功率放大模块中，电感导体段21(具有电感功能的导线)包括形成在多层电路板1的第一层11上的导电线路22，形成在第二层12上的导电线路23，贯通第一绝缘层11从而使形成于第一层和第二层上的导体22、23彼此电连接的厚导体24(此后其将被称为“导孔(post via)”)。形成在第一层上的导电线路22和形成在第二层上的导电线路23，以及连接分别形成在第一层和第二层上的导体22、23的导孔24，都具有相同的平面形状，并且这些导体22-24可集成为图3所示的电感元件L2-L4。后面将详细说明形成该电感导体段21的特殊方法。
图5为功率放大模块的顶视平面图，图6到图13分别为第一层到第八层的平面图。参照这些图，第一层(第一绝缘层11的表面(上表面))安装有一些形成图3中的偏压电路BC1的电路元件，和形成阻抗匹配电路IM1、OM1的电路元件。具体地，形成在第一层上的部件是电容C1、C2、C5-C10，导电线路等等。
在这些电路部件中，电容C1、C2、C5-C10是通过芯片零件实现其功能，这些芯片零件通过诸如焊接之类的方式与之前形成在第一层上的导电线路相连。电感元件L1-L4、L6、L9可以通过形成在第一层上的带状线实现其功能(图6)。更进一步地，第一层上形成有用于形成电容C11的电极C11a、C11b，和用于形成电容元件C3、C4的电极C3a、C4a。
第二层(图7)上形成有电感元件L2-L4。组成这些电感元件L2-L4的导电线路通过导孔与形成于第一层上用于电感元件L2-L4的导电线路集成在一起，正如之前所描述的，从平面图中看，导孔与导电线路形状相同。
第三层(图8)上形成有电极C11c、电极C3b、C4b和接地线路GND1。电极C11c和电极C3b、C4b分别与第一层上的电极C11a、C11b和电极C3a、C4a相对，以形成电容元件C11和电容元件C3、C4。并且，电极C11c和电极C3b、C4b每一个都分别与接地端GND连接。
第四层(图9)上形成有电极C11d、和电极C3c、C4c。电极C11d、C3c、C4c分别与电极C11c和电极C3b、C4b相对。
第五层(图10)上形成有接地线路GND2。接地线路GND2包括分别与电极C11d和电极C3c、C4c相对的电极C11e、C3d、C4d。
正如所理解的，电极C11a、C11b与电极C11c相对，电极C11c与电极C11d相对，电极C11d与电极C11e相对，以形成电容C11(见图3)。同样地，电极C3a与电极C3b相对，电极C3b与电极C3c相对，电极C3c与电极C3d相对，以形成电容元件C3。更进一步地，电极C4a与电极C4b相对，电极C4b与电极C4c相对，电极C4c与电极C4d相对，以形成电容元件C4。
第六层(图11)没有形成部分功率放大模块的电路导电线路，而第七层(图12)形成有实现偏压电路BC1(见图3)内传感元件L5、L7、L8的带状线。接着，作为多层电路板1的下表面的第八层(图13)，形成有接地线路GND3，使得其覆盖第八层的大部分。多层电路板1还提供有具有以边缘电极形式形成的信号输入端Pin，信号输出端Pout，接地端GND，第一至第五电源供应端Vgg、Vdd等等。
图14图示说明依照本发明的第二实施例的功率放大模块，图15到图22图示说明多层电路板的结构，其中多层电路板如图6至图13的例子一样，包括依照本发明第二实施例的功率放大模块。在这些图中，与第一实施例中相同或对应的零件用相同的附图标记表示，并且省略了重复描述，这样下面的描述将仅集中在第二实施例的特定方面。
在第一实施例中，所述输出匹配电路OM1的电感元件L4被制成弯曲形状，而依照第二实施例的功率放大器具有以螺旋形状的导体形成的电感元件L4。
具体地，如图16到图18所示，为了形成跨越第二层到第四层的螺旋形导电线路，第二层到第四层中每一层上都形成有从平面图角度看时基本上是U型的导电线路，各个层上的导电线路通过通孔彼此相连以形成电感元件L4。
这里，在第二实施例中，当从平面图角度看时，在形成在第二层到第四层的每一层上的导电线路33上，通过形成与导电线路33具有相同形状的导孔34，将用于形成在第二层到第四层中的每一层中的电感元件L4的导电线路31制成比电路板中的其它导电线路具有较大厚度，并且导电线路31被设置嵌入相邻的(重叠的)绝缘层11-13，如图14所示。这是因为降低导体的阻抗以在电感元件L4中实现较小的损耗，就如同第一实施例中的一样。
这样的电感导体段(导电线路和导孔)，从降低损耗的角度看厚度最好是尽可能地厚，且理想的是其厚度至少是绝缘层厚度的1/2。并且，关于形成在多层基底上的其它导体，电感导体段(导电线路和导孔)的厚度最好是其它导体厚度的1.5倍。
具体地，电感导体段21、31，在第二实施例的模块中可具有例如42um的厚度，在第一实施例的模块中可具有例如64um的厚度。在电感导体段具有这种特定厚度的情况下，绝缘层的厚度(上层和下层导电线路之间的距离，即，下层的上表面的导电线路与上层的下表面的导电线路之间的距离)是40um，并且，在每个实施例中其余导电线路连同基底的厚度是12um。
当电感元件L2-L4被设计成具有上面所述的厚度时，第一输出匹配电路OM1的损耗可以被改良0.1dB，结果是功率放大模块的效率被提升1％。因此，依照第二实施例，最终的功率放大模块与现有技术相比可以提供高效率。

图23示出了依照本发明第三实施例的功率放大模块，并且图24和图25分别示出了多层电路板的第六层和第七层，该多层电路板包括依照第三实施例的功率放大模块，所示方式与之前提到的图11和图12相似。在这些图中，与第一实施例中相同或对应的零件用相同的附图标记表示，并且省略了重复描述，这样下面的描述仅集中在第三实施例的特定方面。
如图23所示，在依照第三实施例的功率放大模块中，包括在图3所示的偏压电路BC1中的电感元件L5和L7分别由电感导体段71、81形成，后者与第一实施例中的电感导体段21类似地贯通绝缘层。
具体地，依照第三实施例的功率放大模块包括电感导体段(具有电感功能的导线)71，电感导体段71由形成在多层电路板1的第六层上的导电线路72、形成在第七层上的导电线路73、以及厚导体74(导孔)构成，其中厚导体74贯通第六绝缘层16用于使形成于第六层和第七层上的导体72、73彼此电连接的。
相似地，依照第三实施例的功率放大模块包括电感导体段81，其由形成在多层电路板1的第六层上的导电线路82、形成在第七层上的导电线路83、以及厚导体84(导孔)构成，其中厚导体84贯通第六绝缘层16，用于使形成于第六层和第七层的导体82、83彼此电连接。
形成在第六层上的导电线路72、82，形成在第七层上的导电线路73、83，以及用于连接形成于第六层和第七层上的两导电线路的导孔74、84，当从平面图角度看，具有相同的形状，并且这些导体72-74和82-84被集成在一起以形成图3中的电感元件L5和L7。
图24示出第六层，图25示出第七层。这些图中显示了电感元件L5和L7的线型电路。形成电感导体段71、81的特定方法与第一实施例中形成电感导体段21的方法相似，这将在以后会描述。
依照第三实施例，可以减小电感导体段的电阻以在电感元件L5、L7中实现更小的损耗，就像第一实施例中的情况一样。尤其是，当给半导体电路Q1提供直流电流时，直流电流就流经电感元件L5、L7。电感元件L5、L7具有λ/4的长度以防止高频信号泄漏到Vdd端等，并且电感元件L5、L7将呈现为一个范围在几十到一百几十mΩ的DC电阻，使得当直流电流经过电感元件L5、L7时，电感元件L5、L7将产生很大损耗。因此，降低这些损耗的效果是非常显著的。
更具体地，DC电阻r由下式给出r＝ρ·l/w/t，其中l是形成电感元件的线长，w是线宽，t是线的厚度，ρ是特定电阻。
另一方面，电感导体段71、81(电感元件L5、L7)可具有64um的厚度，例如，与第一实施例中的电感导体段21相似。假定电感元件L5、L7具有基于第三实施例的那样的厚度值，那么电感的线厚度t可以提高大约5倍(通常是12um)，这样，导线的电阻可以降低大约5倍。
正如同第三实施例中的一样，通过降低偏压电路BC1的损耗，功率放大模块的效率可以提升2％，通过将电感导体段71、81与第一实施例中的电感导体段21结合，效率总共可以提升3％。
如上所述，依照第三实施例的功率放大模块与以前相比可提高效率。需要指出的是，在本发明中，只有偏压电路BC1中的电感元件L5、L7可以如同在第三实施例中被制造得比较厚(输出匹配电路OM1中的电感元件L2-L4与以前具有相似的厚度)，并且这种功率放大模块也包含在本发明的范围内。
进一步地，电感元件L5、L7可由具有与图14所示的电感导体段31(第二实施例)相似的厚度的导电线路形成(其被嵌入但不贯通绝缘层)。具体地，当从平面图角度看时，导孔(较厚导体)与形成在第六层上的导电线路72具有相同的形状，且导孔形成在导电线路72上以增加导电线路72的厚度。
依照前述的结构，由于不同的导电线路和元件可以形成在一层(本实施例中的第七层)上，该层被层压在已形成有电感元件的一层(本实施例中的第六层)上，所以使得提高设计的自由度以及有效地利用相邻的布线层以在其上更高密度地安装元件成为可能。需要指出的是，电感元件L5、L7可形成在除了前面所述的层以外的一层上(这也适用于其它元件)，并不限于在本实施例所示的层上形成。
本发明的特征部分的电感导体段(导孔)，可以使用例如以下方法形成。
首先，导电线路52、53形成在绝缘层51的表面上(见图26A)，并且薄导电层54通过无电镀形成在绝缘层51的整个表面上(见图26B)。接着，被覆盖物覆盖的电镀电阻55涂抹在或粘结在导电层54上，并且通过曝光或显影从导孔将要被形成的部分56去除电镀电阻(见图26C)。随后，导电金属通过电解电镀被沉积在用于形成电感元件的导电线路53上以向上生长一个导孔57(见图26D)。在形成导孔57到预定厚度之后，电镀电阻55被剥离(见图26E)，并且通过蚀刻除去导电层54(见图26F)。使用这种方法，可以形成具有很大厚度的导电线路58。
接着，涂敷树脂或者粘结涂有树脂的铜箔以层压绝缘层61(见图26G)，并且为了平坦，将绝缘层61的上表面磨光，接着形成重叠的导电线路62、63见图26H)。进一步地，可以重复前述步骤(图26B到图26H)以形成第二实施例中的电感导体段31(图14)。
另一方面，如图27A到图27D所示，关于第一和第三实施例中的电感导体段，在图26G中形成完另一个重叠的导电线路62(见图27A)后，涂抹或粘结电阻65，并且通过曝光或显影步骤从应该形成导孔的部分66除去电阻65(见图27B)。接着，通过例如利用喷沙等方法除去绝缘层61使导孔57显露(见图27C)。进一步地通过电镀从导孔57中生长金属直至其超过绝缘层61(见图27D)。使用这种方法，可以形成与第一和第三实施例(图4和图23)一致的、贯通绝缘层61的电感导体段21、71或81。
虽然参照附图描述了本发明的几个实施例，但明显地，对本领域技术人员，本发明不限于这几个实施例，在不脱离所附权利要求中阐明的本发明精神和范围的情况下，可以对本发明以各种方式修改。
例如，在第一实施例中形成贯通第一绝缘层(在第一层和第二层上)的电感导体段，并且在第二实施例中穿过第二层延伸至第四层。选择性地，电感导体段可形成在除前面所述层之外的其它层中。而且，电感导体段可以形成另外的形状，例如S型而不是弯曲型或螺旋型。除前面所述的图中那几个例子外，多层电路板中层压的层数、各个布线线路，和元件安装的位置都可以以各种方式变动。进一步地，尽管本发明的包含电感元件的电路板和功率放大模块都适用于移动电话的RF部分，但它们也不仅限于这种应用，而是也可以应用在具有各种通讯功能的电子装置上，如PHS、具有通讯功能的PDA和无线局域卡等等。
权利要求
1.一种包含电感元件的多层电路板，其包括多个导电层；以及一导体，其具有电感功能并形成在所述多个导电层的至少一个上；其中所述具有电感功能的导体至少其部分比形成在所述多层电路板中的绝缘层上的多个导体的厚度要厚。
2.根据权利要求1所述的包含电感元件的多层电路板，其特征在于，所述具有电感功能的导体至少一部分贯通设置于所述导电层之间的一绝缘层。
3.根据权利要求1所述的包含电感元件的多层电路板，其特征在于，所述具有电感功能的导体的至少一部分嵌入在设置于所述导电层之间的一绝缘层中，并且具有的厚度为所述绝缘层厚度的1/2或更多但在不贯穿所述绝缘层的范围内。
4.根据权利要求1所述的包含电感元件的多层电路板，其特征在于，所述具有电感功能的导体的至少一部分嵌入在设置于所述导电层之间的绝缘层中，并且其厚度比所述具有电感功能的导体之外的那些导体厚1.5倍或更多。
5.一种功率放大模块，包括一半导体放大器；一阻抗匹配电路，耦连于所述半导体放大器的一个输出端；以及依照权利要求1到4任意一个所述的电路板；所述阻抗匹配电路的一部分由所述具有电感功能的导体形成。
6.一种功率放大模块，包括一半导体放大器；一偏压电路，其与所述的半导体放大器相连；以及依照权利要求1到4任意一个所述的电路板；所述偏压电路的一部分由所述具有电感功能的导体形成。
7.一种功率放大模块，包括一半导体放大器；一阻抗匹配电路，耦连于所述半导体放大器的一个输出端；一偏压电路，其与所述半导体放大器相连；以及依照权利要求1到4任意一个所述的电路板；部分所述阻抗匹配电路和部分所述偏压电路由所述具有电感功能的导体形成。
8.一种制造包含具有电感功能的导体的多层电路板的方法，其包括以下步骤在所述多层电路板中的一层上形成导电线路；通过电镀增加至少部分所述导电线路的厚度，使得具有电感功能的所述导体的所述部分的厚度大于所述电路板中的其它导体的厚度。
全文摘要
本发明的包含电感元件的电路板包括多个导电层，和一位于一个或多个导电层中的具有电感功能的导体(电感导电段)，其中至少部分电感导体段的厚度制造成大于位于电路板中的其它导体的厚度。所述至少部分电感导体段贯通设置于导电层之间的绝缘层，或者嵌入绝缘层中，其中该部分电感导电段厚度是绝缘层厚度的1/2或者更多。本发明的功率放大模块包括所述多层电路板，一制造在多层电路板中的半导体放大器，和一与该半导体放大器的输出端相耦连的阻抗匹配电路。该阻抗匹配电路的一部分由电感导体段形成。
文档编号H05K3/46GK1638101SQ20041009709
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月24日 优先权日2003年12月26日
发明者阿部敏之, 铃木义弘, 胜俣正史 申请人:Tdk株式会社