特許 7666774 電力増幅器モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-14

(45)【発行日】2025-04-22

(54)【発明の名称】電力増幅器モジュール

(51)【国際特許分類】

   H03F 3/213 20060101AFI20250415BHJP

【ＦＩ】

H03F3/213

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2025504106

(86)(22)【出願日】2024-11-18

(86)【国際出願番号】 JP2024040809

【審査請求日】2025-01-23

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109612

【弁理士】

【氏名又は名称】倉谷 泰孝

(74)【代理人】

【識別番号】100116643

【弁理士】

【氏名又は名称】伊達 研郎

(74)【代理人】

【識別番号】100184022

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 美保

(72)【発明者】

【氏名】嘉藤 勝也

【審査官】柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－３７９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５８３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２３／０１３３０３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｆ ３／２１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高周波を増幅する電力増幅器モジュールであって、
高周波を増幅する能動素子が形成された半導体チップと、
前記電力増幅器モジュールの下面を構成する裏面と前記裏面に対向する表面とを有し、前記裏面に放熱端子が設けられ、前記半導体チップが接合され前記放熱端子と結合された熱散逸構造を有し、前記半導体チップと外部とをインピーダンス整合する入力整合回路及び出力整合回路が形成され、前記半導体チップの電流を制御する制御回路及び前記半導体チップに電力を供給する電力供給回路が形成された基板と、
少なくとも前記基板の前記表面を覆い、前記基板と反対側の表面が前記電力増幅器モジュールの前記下面と対向する上面を形成するモールドと、
を備え、
前記電力増幅器モジュールの前記上面に、前記入力整合回路に導通された第１の入力端子と、前記出力整合回路に導通された第１の出力端子と、前記制御回路に導通された第１の制御端子と、前記電力供給回路に導通された第１の電力供給端子とが設けられ、
前記電力増幅器モジュールの前記下面に、前記入力整合回路に導通された第２の入力端子と、前記出力整合回路に導通された第２の出力端子と、前記制御回路に導通された第２の制御端子と、前記電力供給回路に導通された第２の電力供給端子とが設けられたこと
を特徴とする電力増幅器モジュール。

【請求項2】

前記第２の入力端子と前記入力整合回路とを導通させる経路、前記第２の出力端子と前記出力整合回路とを導通させる経路、前記第２の電力供給端子と前記電力供給回路とを導通させる経路及びに前記第２の制御端子と前記制御回路とを導通させる経路のそれぞれには、その経路上に隣接しつつ離間した対をなす内部端子が設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の電力増幅器モジュール。

【請求項3】

前記対をなす内部端子はワイヤリングして導通されたことを特徴とする請求項２に記載の電力増幅器モジュール。

【請求項4】

前記対をなす内部端子は実装されたチップ部品により導通されたことを特徴とする請求項２に記載の電力増幅器モジュール。

【請求項5】

高周波を増幅する電力増幅器モジュールであって、
高周波を増幅する能動素子が形成された半導体チップと、
前記電力増幅器モジュールの下面を構成する裏面と前記裏面に対向する表面とを有し、前記裏面に放熱端子が設けられ、前記半導体チップが接合され前記放熱端子と結合された熱散逸構造を有し、前記半導体チップと外部とをインピーダンス整合する入力整合回路及び出力整合回路が形成され、前記半導体チップの電流を制御する制御回路及び前記半導体チップに電力を供給する電力供給回路が形成された基板と、
少なくとも前記基板の前記表面を覆い、前記基板と反対側の表面が前記電力増幅器モジュールの前記下面と対向する上面を形成するモールドと、
を備え、
前記電力増幅器モジュールの前記上面に、前記入力整合回路に導通された第１の入力端子と、前記出力整合回路に導通された第１の出力端子と、前記制御回路に導通された第１の制御端子と、前記電力供給回路に導通された第１の電力供給端子とが設けられ、
前記電力増幅器モジュールの前記下面に、第２の入力端子と、第２の出力端子と、第２の電力供給端子と、第２の制御端子とが設けられ、
前記第２の入力端子と前記入力整合回路を接続するための接続経路と、前記第２の出力端子と前記出力整合回路を接続するための接続経路と、前記第２の電力供給端子と前記電力供給回路を接続するための接続経路と、前記第２の制御端子と前記制御回路を接続するための接続経路とが設けられ、前記接続経路のそれぞれは、ワイヤリング又はチップ部品を実装することにより導通可能な隣接しつつ離間した対をなす内部端子を有すること
を特徴とする電力増幅器モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は高周波電力を増幅する電力増幅器モジュールに関するものであり、特に上面排熱と下面排熱の両形態で使用可能なものである。

【背景技術】

【0002】

図９に従来の電力増幅器モジュール９００の例を示す。多層の樹脂基板１０上の表面パターン５０にトランジスタが集積化された半導体チップ１がダイボンドされている。表面パターン５０は樹脂基板１０を貫通するスルーホール１２により樹脂基板１０の裏面に設けられた下面接地用端子３４に接続され導通している。半導体チップ１の裏面は接地端子となっており、下面接地用端子３４は半導体チップ１の接地端子として動作する。また半導体チップ１の動作時に発生した熱はスルーホール１２を介して下面接地用端子３４に伝えられるので下面接地用端子３４は電力増幅器モジュール９００の排熱端子、サーマルパッドとしても動作する。このような構造は例えば特許文献１に開示されている。

【0003】

電力増幅器モジュールは上位となる送受信機の基板に実装され、電源回路や受信回路などが接続されて用いられる。図１０は従来の電力増幅器モジュール９００を、例えば上位となる送受信機のプリント基板６０に実装する場合の断面図の例を示す。電力増幅器モジュール９００は表面実装部品としてプリント基板６０上にはんだ実装される。

【0004】

電力増幅器モジュール９００の入力端子３２、出力端子３２ａ、及び下面接地用端子３４は、それぞれ上位となる無線装置システムのプリント基板６０に設けられた端子６２、端子６２ａ、及び端子６４に接合されている。下面接地用端子３４に接合されたプリント基板６０の端子６４は、プリント基板６０を貫通するサーマルビア６５を介してプリント基板６０の裏面電極６６に熱的に結合されている。裏面電極６６はヒートシンク７０に接合または接触されており、半導体チップ１で発生した熱はヒートシンク７０より排熱される。この構成では、電力増幅器モジュール９００を電気的に接続する面と排熱面が同じ下面に配置される。

【0005】

一般的に電力増幅器モジュールは高温になるため放熱が重要となる。そのため、プリント基板６０には電力増幅器モジュール９００の放熱端子（サーマルパッド）と接触する部分に放熱用のサーマルビアが埋め込まれ、ヒートシンク７０に熱を伝える。
高い放熱性を実現するにはサーマルビアの密度を高くしプリント基板６０の熱抵抗を低下させること効果的であるが、プリント基板６０のデザインルールに制限され、十分な放熱性が得られない場合もある。また、回路の高集積化のためにプリント基板６０が多層化されプリント基板６０の厚さが厚くなる場合も、プリント基板６０の熱抵抗が高くなり十分な放熱性が得られない場合がある。

【0006】

一方、電気的に接続する面と排熱面が上下に分離した構造を持つ電力増幅器も開示されている。図１１は、電気的に接続する面と排熱面が上下に分かれた分離構造を持つ従来の電力増幅器モジュール９１０の例である。
半導体チップ１の裏面は接地端子となっており、樹脂基板１０を覆うモールド４の樹脂基板１０とは反対側の表面に設けられた接地用端子２４に、モールド４を貫通するスルーホールを介して接続されている。半導体チップ１の入力側は樹脂基板１０を覆うモールド４の樹脂基板１０とは反対側の表面に設けられた入力端子２２に接続されている。半導体チップ１の出力側は樹脂基板１０を覆うモールド４の樹脂基板１０とは反対側の表面に設けられた出力端子２２ａに接続されている。つまり電気的に接続する面はモールド４側であり、排熱面は電力増幅器モジュール９００と同様に樹脂基板１０の側である。このような構造は例えば特許文献２に開示されている。

【0007】

図１２は従来の電力増幅器モジュール９１０を、上位となる送受信機のプリント基板６０とヒートシンク７０に実装する場合の断面図の例を示す。電力増幅器モジュール９１０の入力端子２２、出力端子２２ａ、及び接地用端子２４は、それぞれ上位となる無線装置システムのプリント基板６０に設けられた端子６２、端子６２ａ、及び端子６４に接合されている。下面接地用端子３４はＴＩＭ７１を介してヒートシンク７０に熱的に結合されている。

【0008】

電力増幅器モジュール９１０では、電気的に接続する面と排熱面が分離されたことでプリント基板６０のサーマルビアを介さずに放熱が可能となることから高い放熱性を実現できる。この構造は電気的に接続する面を下側にすると、放熱面が上側になるため、上面排熱構造（Top Side Cooling : TSC）と呼ばれることがある。上面排熱構造に対して、電気的に接続する面と放熱面がともに下面となる図９のモジュールの構造を下面排熱構造（Bottom Side Cooling : BSC）と呼ぶことがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】米国特許出願第１７／５１６３６０号（米国特許出願公開第２０２３／０１３３０３４号）

【文献】特開２０２２－１０４７８９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上面排熱構造の電力増幅器モジュールと下面排熱構造の電力増幅器モジュールは裏面電極と表面電極のパターンが異なるため、電力増幅器モジュールのベンダーは上面排熱構造の電力増幅器モジュールと下面排熱構造の電力増幅器モジュールは個別に開発する必要があった。

【0011】

本開示は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、本開示の目的は上面排熱及び下面排熱の両方で使用可能な電力増幅器モジュールを提供する事であり、電力増幅器モジュールの開発費、製造コストを低減する事である。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本開示に係る電力増幅器モジュールは、高周波を増幅する電力増幅器モジュールであって高周波を増幅する能動素子が形成された半導体チップと、基板と、少なくとも基板の表面を覆い、基板と反対側の表面が電力増幅器モジュールの下面と対向する上面を形成するモールドとを備える。基板は、電力増幅器モジュールの下面を構成する裏面と裏面に対向する表面とを有し、裏面に放熱端子が設けられ、半導体チップが接合され放熱端子と結合された熱散逸構造を有し、半導体チップと外部とをインピーダンス整合する入力整合回路及び出力整合回路が形成され、半導体チップの電流を制御する制御回路及び半導体チップに電力を供給する電力供給回路が形成されている。
電力増幅器モジュールの上面には、入力整合回路に導通された第１の入力端子と、出力整合回路に導通された第１の出力端子と、制御回路に導通された第１の制御端子と、電力供給回路に導通された第１の電力供給端子とが設けられている。電力増幅器モジュールの下面には、入力整合回路に導通された第２の入力端子と、出力整合回路に導通された第２の出力端子と、制御回路に導通された第２の制御端子と、電力供給回路に導通された第２の電力供給端子とが設けられている。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、上面排熱及び下面排熱の両方で使用可能な電力増幅器モジュールが提供される。また電力増幅器モジュールの開発費、製造コストの低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施の形態１に係る電力増幅器モジュール１００の回路ブロック図である。

【図2】電力増幅器モジュール１００を示す断面図である。

【図3】電力増幅器モジュール１００を下面排熱構造として実装する場合の断面図である。

【図4】電力増幅器モジュール１００を上面排熱構造として実装する場合の断面図である。

【図5】電力増幅器モジュール１００の熱散逸構造の変形例を示す断面図である。

【図6】実施の形態１の変形例に係る電力増幅器モジュール１００を示す断面図である。

【図7】実施の形態２に係る電力増幅器モジュール２００の内部を示す上面図である。

【図8】実施の形態２の変形例に係る電力増幅器モジュール２１０の内部を示す上面図である。

【図9】従来の電力増幅器モジュール９００を示す断面図である。

【図10】電力増幅器モジュール９００を下面排熱構造として実装する場合の断面図である。

【図11】従来の電力増幅器モジュール９１０を示す断面図である。

【図12】電力増幅器モジュール９１０を上面排熱構造として実装する場合の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

実施の形態１．
本開示の実施の形態に係る電力増幅器について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

【0016】

図１は、本発明の実施の形態１にかかる電力増幅器モジュール１００の回路ブロック図である。電力増幅器モジュール１００は、半導体チップ１と半導体チップ１に導通された入力整合回路１６、出力整合回路１７、制御回路１８、及び電力供給回路１９を備える。入力端子２２及び入力端子３２は入力整合回路１６と導通されている。出力端子２２ａ及び出力端子３２ａは出力整合回路１７と導通されている。制御端子２３及び制御端子３３は制御回路１８と導通されている。電力供給端子２５及び電力供給端子３５は電力供給回路１９と導通されている。

【0017】

図２は、本発明の実施の形態１にかかる電力増幅器モジュール１００を示す断面図である。電力増幅器モジュール１００は樹脂基板１０を有する。実施の形態１において樹脂基板１０は上層１０ａと下層１０ｂからなる２層基板である。上層１０ａと下層１０ｂの間には中間の配線層を有する。樹脂基板１０は更に多層の基板であってよい。樹脂基板１０の裏面は電力増幅器モジュール１００の下面１０５を構成している。

【0018】

樹脂基板１０には入力整合回路１６、出力整合回路１７、制御回路１８（図示せず）、電力供給回路１９（図示せず）が形成されている。入力整合回路１６、出力整合回路１７、制御回路１８、電力供給回路１９、半導体チップ１を含め、樹脂基板１０の表面１３はモールド４に覆われている。つまり電力増幅器モジュール１００の上面側はモールド４に覆われている。樹脂基板１０と反対側のモールド４の表面は電力増幅器モジュール１００の上面１０３を構成している。

【0019】

トランジスタが集積化された半導体チップ１は、金属はんだ、導電性樹脂等により樹脂基板１０上の表面パターン５０にダイボンドされている。樹脂基板１０を貫通するスルーホール１２により、表面パターン５０は樹脂基板１０の裏面に設けられた下面接地用端子３４に接合され導通している。半導体チップ１の裏面は接地端子となっており、下面接地用端子３４は電力増幅器モジュール１００の接地端子として動作する。半導体チップ１の動作時に発生した熱はスルーホール１２を介して下面接地用端子３４に伝えられるので、下面接地用端子３４は電力増幅器モジュール１００の放熱端子、サーマルパッドとしても動作する。

【0020】

実施の形態１において、半導体チップ１は能動素子としてＧａＮ（Gallium Nitride）を主材料とするＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）が形成された半導体のダイ（die）である。半導体チップ１は他の材料、例えばガリウム砒素、シリコン等を主材料としてもよく、能動素子はＭＯＳＦＥＴであっても良い。実施の形態１において電力増幅器モジュール１００は１段の増幅器を形成しているが、多段の増幅器としても良く、ドハティアンプとして構成しても良い。複数個の半導体チップを用いた構成としてもよく、半導体チップ１に受動素子を形成した構成としても良い。

【0021】

表面パターン５１、表面パターン５２、チップ部品４２は入力整合回路１６の一部を構成している。表面パターン５１はワイヤ３を介して半導体チップ１の入力側に導通している。樹脂基板１０の裏面に設けられた入力端子３２は、スルーホール３６及び内部導体パターン層３８を介して表面パターン５２に導通している。モールド４の上面に設けられた入力端子２２は、モールド４を貫通する導体２６により表面パターン５２に導通されている。
つまり半導体チップ１の入力側は、樹脂基板１０に形成された入力整合回路１６を介して、樹脂基板１０の裏面すなわち電力増幅器モジュール１００の下面１０５に設けられた入力端子３２と、モールド４の上面すなわち電力増幅器モジュール１００の上面１０３に設けられた入力端子２２に接続されている。

【0022】

入力整合回路１６は入力端子３２から外部を見たインピーダンス（通常は５０Ω）と半導体チップ１の入力側のインピーダンスとを整合するインピーダンス整合回路である。また入力整合回路１６は入力端子２２から外部を見たインピーダンス（通常は５０Ω）と半導体チップ１の入力側のインピーダンスとを整合するインピーダンス整合回路でもある。

【0023】

表面パターン５３、表面パターン５４、チップ部品４４は出力整合回路１７の一部を構成している。表面パターン５３はワイヤ３ａを介して半導体チップ１の出力側に導通している。樹脂基板１０の裏面に設けられた出力端子３２ａは、スルーホール３７及び内部導体パターン層３９を介して表面パターン５４に導通している。モールド４の上面に設けられた出力端子２２ａは、モールド４を貫通する導体２７により表面パターン５４に導通されている。
つまり半導体チップ１の出力側は、樹脂基板１０に形成された出力整合回路１７を介して、樹脂基板１０の裏面すなわち電力増幅器モジュール１００の下面１０５に設けられた出力端子３２ａと、モールド４の上面すなわち電力増幅器モジュール１００の上面１０３に設けられた出力端子２２ａに接続されている。

【0024】

出力整合回路１７は、出力端子３２ａから外部を見たインピーダンス（通常は５０Ω）と半導体チップ１の出力側のインピーダンスとを整合するインピーダンス整合回路である。また出力整合回路１７は、出力端子２２ａから外部を見たインピーダンス（通常は５０Ω）と半導体チップ１の出力側のインピーダンスとを整合するインピーダンス整合回路でもある。

【0025】

入力端子２２又は入力端子３２に外部から入力された高周波信号は入力整合回路１６を介して半導体チップ１へ入力される。半導体チップ１で増幅された高周波信号は出力整合回路１７を介して出力端子２２ａ又は出力端子３２ａから外部へ出力される。

【0026】

樹脂基板１０には、半導体チップ１の電流を制御する制御回路１８（図示せず）と、半導体チップ１に電力を供給する電力供給回路１９（図示せず）が形成されている。
制御回路１８は半導体チップ１の入力側と導通している。また制御回路１８は、樹脂基板１０の裏面に設けられた制御端子３３（図示せず）と、モールド４の上面に設けられた制御端子２３（図示せず）と導通している。
電力供給回路１９は半導体チップ１の出力側と導通している。また電力供給回路１９は、樹脂基板１０の裏面に設けられた電力供給端子３５（図示せず）と、モールド４の上面に設けられた電力供給端子２５（図示せず）と導通している。

【0027】

制御回路１８は、半導体チップ１に形成されたＧａＮ－ＨＥＭＴのアイドル電流を設定するためにゲートに負バイアスを与えるための回路である。制御回路１８は、外部から制御端子２３又は制御端子３３に印加されたバイアス電圧を半導体チップ１のゲートに与える。制御回路１８は、表面パターン、チップ部品等で構成された受動回路として構成されていても良いし、外部から制御端子２３又は制御端子３３に印加されたデジタル信号や周囲温度に応じて半導体チップ１に与えるバイアス電圧を生成する制御ＩＣであっても良いし、これらの併用であっても良い。電力増幅器モジュール１００が増幅動作を行う周波数において、制御回路１８は半導体チップ１のゲートから開放に見えるようインピーダンスが設定されていることが望ましい。

【0028】

電力供給回路１９は、半導体チップ１に形成されたＧａＮ－ＨＥＭＴのドレインに電力を供給するための回路である。電力供給回路１９は、外部から電力供給端子２５又は電力供給端子３５に印加された電力を半導体チップ１のドレインに供給する。電力供給回路１９は、表面パターン、チップ部品等で構成された受動回路として構成されていても良いし、レギュレータ素子等の能動素子を併用した回路であっても良い。電力増幅器モジュール１００が増幅動作を行う周波数において、電力供給回路１９は半導体チップ１のドレインから開放に見えるようインピーダンスが設定されていることが望ましい。

【0029】

モールド４の上面には接地用端子２４が設けられている。接地用端子２４はモールド４を貫通する導体２８を介して表面パターン５０と導通している。接地用端子２４は、下面接地用端子３４と同じく電力増幅器モジュール１００のの接地端子として動作する。

【0030】

以上に示したように、実施の形態１に係る電力増幅器モジュール１００は、上面１０３と下面１０５の両方に同じ機能を有する電極端子を配置したことから、上位となる無線装置において、上面排熱構造としても下面排熱構造としても使用する事が出来る。よって開発コストを抑えることができる。
図３に電力増幅器モジュール１００を下面排熱構造として実装する場合の断面図の例を示す。また図４に電力増幅器モジュール１００を上面排熱構造として実装する場合の断面図の例を示す。

【0031】

図３に示すように、下面排熱構造として実装する場合、電力増幅器モジュール１００の入力端子３２、出力端子３２ａ、及び下面接地用端子３４は、それぞれ上位となる無線装置システムのプリント基板６０に設けられた端子６２、端子６２ａ及び端子６４に接合されている。また図示しないが制御端子３３、電力供給端子３５もそれぞれプリント基板６０に設けられた端子に接続されている。接合には金属はんだ、導電性樹脂等を用いる事が出来る。
下面接地用端子３４に接合されたプリント基板６０の端子６４は、プリント基板６０を貫通するサーマルビア６５を介してプリント基板６０の裏面電極６６に熱的に結合されている。裏面電極６６はヒートシンク７０に接合または接触されており、半導体チップ１で発生した熱はヒートシンク７０より排熱される。

【0032】

図４に示すように、上面排熱構造として実装する場合、電力増幅器モジュール１００の入力端子２２、出力端子２２ａ、及び接地用端子２４は、それぞれ上位となる無線装置システムのプリント基板６０に設けられた端子６２、端子６２ａ及び端子６４に接合されている。また図示しないが制御端子２３、電力供給端子２５もそれぞれプリント基板６０に設けられた端子に接続されている。接合には金属はんだ、導電性樹脂等を用いる事が出来る。

【0033】

下面接地用端子３４は絶縁性を有するＴＩＭ７１を介してヒートシンク７０に熱的に結合されている。ＴＩＭ（Thermal Interface Material）とは、電子機器の内部で発生した不要な熱を効率よく放熱するために部材間に挿入される熱伝導性材料である。例えば高放熱のグリース、シリコーンやエポキシなどの樹脂中に高熱伝導フィラーを高充填して熱伝導性を向上させたシート等が挙げられる。ＴＩＭは一般的に絶縁体である。一般にヒートシンク７０は導電性を有する金属からなるが、絶縁性を有するＴＩＭを用いることで、入力端子２２、出力端子２２ａ、接地用端子２４、制御端子２３、及び電力供給端子２５が短絡することは無い。

【0034】

以上で述べてきたように、実施の形態１に係る電力増幅器モジュール１００は、高周波を増幅する能動素子が形成された半導体チップ１を有する。
樹脂基板１０は、その裏面が電力増幅器モジュール１００の下面１０５を構成し、その裏面に電力増幅器モジュール１００の放熱端子として作用する下面接地用端子３４が設けられている。また樹脂基板１０には半導体チップ１と外部とをインピーダンス整合する入力整合回路１６及び出力整合回路１７が形成され、前記半導体チップ１の電流を制御する制御回路１８及び半導体チップに電力を供給する電力供給回路１９が形成されている。表面パターン５０、スルーホール１２、下面接地用端子３４は熱散逸構造を形成し、その表面側の露出部である表面パターン５０には半導体チップ１が接合されている。
入力整合回路１６、出力整合回路１７、制御回路１８、電力供給回路１９、半導体チップ１を含め、樹脂基板１０の表面１３はモールド４に覆われている。つまり電力増幅器モジュール１００の上面側はモールド４に覆われている。モールド４の表面は電力増幅器モジュール１００の上面１０３を構成している。
そして、電力増幅器モジュールの上面１０３には、入力整合回路１６に導通された第１の入力端子である入力端子２２と、出力整合回路１７に導通された第１の出力端子である出力端子２２ａと、制御回路１８に導通された第１の制御端子である制御端子２３と、電力供給回路１９に導通された第１の電力供給端子である電力供給端子２５と、が設けられている。
電力増幅器モジュールの下面１０５には、入力整合回路１６に導通された第２の入力端子である入力端子３２と、出力整合回路１７に導通された第２の出力端子である出力端子３２ａと、制御回路１８に導通された第２の制御端子である制御端子３３と、電力供給回路１９に導通された第２の電力供給端子である電力供給端子３５と、が設けられている。

【0035】

以上のように実施の形態１に係る電力増幅器モジュール１００は、外部と接続する端子を上面と下面の両方に配置した。よって無線装置において使用する際に上面排熱構造としても下面排熱構造としても使用する事が出来る。また電力増幅器モジュール自体の開発コストを抑えることができる。
上面排熱構造として使用する場合、絶縁体のＴＩＭをヒートシンクの間に挟むため上面側で端子間が短絡することはない。

【0036】

なお、実施の形態１において表面パターン５０、スルーホール１２、下面接地用端子３４が熱散逸構造を形成し、その表面側の露出部である表面パターン５０に半導体チップ１が接合された構成としたが、図５（Ａ）に示すように樹脂基板１０を貫通する金属体１４を埋め込んだいわゆる銅インレイ基板を熱散逸構造としてもよい。また図５（Ｂ）に示すように、樹脂基板１０を貫通する空洞１５を設け、上面からみて空洞１５から露出した下面接地用端子３４に半導体チップ１をダイボンドする構造を熱散逸構造としても良い。この場合、下面接地用端子３４を比較的厚い金属体で構成すると良い。

【0037】

実施の形態１の変形例．
なお、図６に示す電力増幅器モジュール１０１のように、上面の接地端子である接地用端子２４と下面の接地端子である下面接地用端子３４のサイズを同等としても良い。
図３に示すように電力増幅器モジュール１００を下面排熱として用いる場合、上面は開放状態であり、不要波抑圧のために別途シールドが必要であった。
これに対し、電力増幅器モジュール１０１のように、上面の接地端子である接地用端子２４を下面の接地端子である下面接地用端子３４のサイズを同等に広くすることで、電力増幅器モジュールの上面と下面がそれぞれ金属層でシールドされるため、不要波を抑圧できる。

【0038】

実施の形態２．
図７は実施の形態２に係る電力増幅器モジュール２００の内部を示す上面図である。ここではモールド４を透過して、樹脂基板１１を上面から示している。実施の形態２では、実施の形態１における樹脂基板１０に代えて樹脂基板１１を用いられている。チップ部品４８は入力整合回路１６の一部を構成している。チップ部品４９は出力整合回路１７の一部を構成している。

【0039】

樹脂基板１０における表面パターン５２は、樹脂基板１１において表面パターン５２ａと表面パターン５２ｂに分割されている。表面パターン５２ａの端は内部端子５６ａ、表面パターン５２ｂの端は内部端子５６ｂとなっている。内部端子５６ａと内部端子５６ｂは離間しつつ隣接して配置された対をなす内部端子である。表面パターン５２ｂはスルーホール３６及び内部導体パターン層３８を介して樹脂基板１１の裏面に設けられた入力端子３２に導通している。
樹脂基板１０における表面パターン５４は、樹脂基板１１において表面パターン５４ａと表面パターン５４ｂに分割されている。表面パターン５４ａの端は内部端子５７ａ、表面パターン５２ｂの端は内部端子５７ｂとなっている。内部端子５７ａと内部端子５７ｂは離間しつつ隣接して配置された対をなす内部端子である。表面パターン５４ｂはスルーホール３７及び内部導体パターン層３９を介して樹脂基板１１の裏面に設けられた出力端子３２ａに導通している。

【0040】

内部端子５６ａ、内部端子５６ｂ、内部端子５７ａ、及び内部端子５７ｂはボンディングワイヤが接合可能、あるいはチップ部品が実装可能に設けられている。
実施の形態２では、内部端子５６ａと内部端子５６ｂはワイヤ７４によりワイヤリングされて導通している。内部端子５７ａと内部端子５７ｂはワイヤ７５によりワイヤリングされて導通している。
また同様に、図示しないが、制御回路１８と第２の制御端子である制御端子３３とを導通させる配線には離間しつつ隣接して配置された対をなす内部端子が設けられ、ワイヤにより導通されている。そして、電力供給回路１９と第２の電力供給端子である電力供給端子３５とを導通させる配線には離間しつつ隣接して配置された対をなす内部端子が設けられ、ワイヤにより導通されている。
その他の部分は電力増幅器モジュール１００と同様である。

【0041】

実施の形態２に係る電力増幅器モジュール２００は、実施の形態１に係る電力増幅器モジュール１００と同様に、外部と接続する端子を上面と下面の両方に配置した。よって無線装置において使用する際に上面排熱構造としても下面排熱構造としても使用する事が出来る。
ところで、電力増幅器モジュール１００を上面排熱として使用する場合、実施の形態１において説明したように、電力増幅器モジュール１００の上面１０３を絶縁性を有するＴＩＭ７１を介してヒートシンク７０に熱的に結合すれば、ヒートシンク７０が導電性を有していても、入力端子２２、出力端子２２ａ、接地用端子２４、制御端子２３、及び電力供給端子２５が短絡することは無い。しかし市場には導電性を有するＴＩＭも流通しており、これを使用する場合には短絡が問題となる。

【0042】

実施の形態２に係る電力増幅器モジュール２００は、その製造時においてワイヤ７４、ワイヤ７５、制御回路１８と制御端子３３とを導通させるワイヤ、及び電力供給回路１９と制御端子３３とを導通させるワイヤによるワイヤリングを取りやめることで、導電性を有するＴＩＭを使用していても、導電性を有するヒートシンクを上面１０３に直接接触させても端子間が短絡する事は無い。
このように製造工程において所定のワイヤリングを取りやめるだけで、電力増幅器モジュール２００は、その他の設計を変更することなく端子間の短絡を防ぐことができる。また電力増幅器モジュール自体の開発コストを抑えることができる。

【0043】

実施の形態２の変形例．
なお、実施の形態２において、対をなす内部端子はワイヤリングにより導通されているが、ワイヤに代えてチップ部品により導通されても良い。
図８は、実施の形態２の変形例に係る電力増幅器モジュール２１０の内部を示す上面図である。ここではモールド４を透過して、樹脂基板１１を上面から示している。
実施の形態２の変形例において、内部端子５６ａと内部端子５６ｂは、ワイヤ７４に替えてチップ部品４０より導通している。内部端子５７ａと内部端子５７ｂは、ワイヤ７５に替えてチップ部品４６より導通している。

【0044】

また同様に、図示しないが、制御回路１８と第２の制御端子である制御端子３３とを導通させる配線には離間しつつ隣接して配置された対をなす内部端子が設けられ、チップ部品により導通されている。そして、電力供給回路１９と第２の電力供給端子である電力供給端子３５とを導通させる配線には離間しつつ隣接して配置された対をなす内部端子が設けられ、チップ部品により導通されている。
その他の部分は電力増幅器モジュール２００と同様である。なおワイヤリングによる導通とチップ部品による導通は混在しても良い。

【0045】

本開示は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
本発明の実施の形態に係る電力増幅器モジュールは、例えばサブ６ＧＨｚ帯（Ｓｕｂ６）の３．７ＧＨｚ帯を使用し、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯを導入した第５世代移動通信システム向け小型基地局に好適である。

【符号の説明】

【0046】

１ 半導体チップ、４ モールド、１０、１１ 樹脂基板、１２ スルーホール、１３ 表面、１６ 入力整合回路、１７ 出力整合回路、１８ 制御回路、１９ 電力供給回路、２２、３２ 入力端子、２２ａ、３２ａ 出力端子、２３、３３ 制御端子、２４ 接地用端子、２５、３５ 電力供給端子、２６、２７、２８ 導体、３４ 下面接地用端子、４８、４９ チップ部品、５０ 表面パターン、５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂ 内部端子、６０ プリント基板、６５ サーマルビア、６６ 裏面電極、７０ ヒートシンク、７４、７５ ワイヤ、１００、１０１、２００、２０１ 電力増幅器モジュール、１０３ 上面、１０５ 下面

【要約】

従来の電力増幅器モジュールは、放熱性を確保するためにプリント基板にサーマルビアを埋め込むが、プリント基板のデザインルールや厚さにより十分な放熱性が得られない場合がある。また、電気的に接続する面と排熱面が上下に分離した構造の電力増幅器も存在する。しかし、これらの構造はそれぞれ異なるパターンを必要とし、個別に開発する必要があった。本開示の電力増幅器モジュールは、上面と下面の両方に入力端子、出力端子を設けることで、上面排熱構造と下面排熱構造の両方で使用可能となる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】