電子装置
【課題】 電力増幅モジュールの性能を向上させる。
【解決手段】 配線基板３上に半導体チップ、受動部品および空芯コイル６を実装し、封止樹脂で封止して、ＲＦパワーモジュール１が形成されている。ＲＦパワーモジュール１は、２系統の電力増幅回路を有し、各電力増幅回路は、複数の周波数帯の信号を増幅可能に構成されている。空芯コイル６は、出力整合回路に用いられている。面実装型の空芯コイル６は、導体線３１を複数回巻いたコイル部６ａと、コイル部６ａの両端にそれぞれ接続された導体線３１からなる２つの端子部６ｂで構成されている。コイル部６ａを構成する導体線３１は絶縁被膜で被覆され、各端子部６ｂを構成する導体線３１は、絶縁被膜が除去され、コイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在し、コイル部６ａから離れた位置の基板側端子１２ａと半田３２を介して電気的に接続されている。
【解決手段】 配線基板３上に半導体チップ、受動部品および空芯コイル６を実装し、封止樹脂で封止して、ＲＦパワーモジュール１が形成されている。ＲＦパワーモジュール１は、２系統の電力増幅回路を有し、各電力増幅回路は、複数の周波数帯の信号を増幅可能に構成されている。空芯コイル６は、出力整合回路に用いられている。面実装型の空芯コイル６は、導体線３１を複数回巻いたコイル部６ａと、コイル部６ａの両端にそれぞれ接続された導体線３１からなる２つの端子部６ｂで構成されている。コイル部６ａを構成する導体線３１は絶縁被膜で被覆され、各端子部６ｂを構成する導体線３１は、絶縁被膜が除去され、コイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在し、コイル部６ａから離れた位置の基板側端子１２ａと半田３２を介して電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置に関し、特に、移動体通信装置に搭載される高周波電力増幅モジュールに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式、ＰＣＳ（Personal Communication Systems）方式、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式といった通信方式に代表される移動体通信装置（いわゆる携帯電話）が世界的に普及している。
【０００３】
一般に、この種の移動体通信装置は、電波の放射と受信をするアンテナ、電力変調された高周波信号を増幅してアンテナへ供給する高周波電力増幅器（電力増幅モジュール）、アンテナで受信した高周波信号を信号処理する受信部、これらの制御を行う制御部、そしてこれらに電源電圧を供給する電池（バッテリー）で構成される。
【０００４】
特開平１０−６４７３１号公報（特許文献１）には、絶縁保護被膜を設けた銅線を所定寸法に切断し、この銅線の両端部で形成する端子部の絶縁保護被膜を剥離した後、この銅線の中央部を所定回数巻回してコイル部を形成し、前記端子部を表面実装に適した形状に曲げ加工を施し、前記コイル部に樹脂を適宜塗布した汎用表面実装タイプ高周波用空芯コイルに関する技術が記載されている。
【０００５】
特開平６−２３６８１６号公報（特許文献２）には、複数の巻線によって形成されるコイル本体の両端のリード端部を、該コイル本体の外径より長くなるように下方に垂下し、それぞれの端部を互いに内側方向に折曲して半田付け端部を形成する技術が記載されている。
【０００６】
特開平６−５３０４２号公報（特許文献３）には、芯線を巻き回して形成されるコイル部と該コイル部の両終端の取付端部で構成され、コイル部の下端にはプリント基板に載置するための略かまぼこ型の平坦面部が形成され、上記取付端部はそれぞれコイル部の芯線の巻き線方向と逆方向に折り曲げられて、上記コイル部の平坦面部と面一状態を構成している空芯コイルに関する技術が記載されている。
【０００７】
国際公開第０２／０５２５８９号パンフレット（特許文献４）には、２つの増幅系を有し、増幅系は、複数の増幅段を従属接続した構成になり、各増幅系の最終増幅段と電源電圧端子との間に、空芯コイルが直列に接続された高周波電力増幅装置に関する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−６４７３１号公報
【特許文献２】特開平６−２３６８１６号公報
【特許文献３】特開平６−５３０４２号公報
【特許文献４】国際公開第０２／０５２５８９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者の検討によれば、次のことが分かった。
【０００９】
従来、米国内では携帯電話の通信方式にＧＳＭ方式を採用していなかったため、携帯電話に搭載して使用する電力増幅モジュールのような電子装置は、ＧＳＭ帯としては、主に欧州で使用されているＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）に対応すればよかった。
【００１０】
しかしながら、近年、米国内でもＧＳＭ方式を採用し始めたため、電力増幅モジュールは、ＧＳＭ帯として、主に北米で使用されるＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）と主に欧州で使用されるＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）の両方に対応することが求められ、電力増幅モジュールの広帯域化が要求されるようになった。
【００１１】
そこで、電力増幅モジュールの広帯域化について、本発明者が検討したところ、電力増幅モジュールの電力増幅回路の出力整合回路の構成を調整し、一方の端子がグランド（ＧＮＤ）に接続されたインダクタ素子（後述するインダクタ素子１１３ａに対応）を追加することにより、電力増幅モジュールの周波数特性の広帯域化が可能になることが分かった。
【００１２】
広帯域化に加えて、更に、携帯電話の高性能化を図るために、電力増幅モジュールの電力付加効率をより高めて、電力増幅モジュールの性能を向上させることが求められている。しかしながら、出力整合回路に単にインダクタ素子を追加しただけでは、周波数特性を広帯域化することはできても、電力付加効率のような電力増幅モジュールの性能を十分に向上させることはできず、広帯域化のために出力整合回路に追加したインダクタンス素子のＱ値をより高めることが必要であることが、本発明者の検討により分かった。
【００１３】
本発明の目的は、電子装置の性能を向上させることができる技術を提供することにある。
【００１４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１６】
本発明は、異なる複数の周波数帯の信号を出力可能な電力増幅回路を有する電子装置であって、複数の電極を有する配線基板と、前記配線基板の主面上に搭載された前記電力増幅回路を含む半導体チップと、前記配線基板の前記主面上に搭載された面実装型の空芯コイルとを有し、前記空芯コイルは導体線を複数回巻いたコイル部と前記コイル部の両端にそれぞれ接続された前記導体線からなる２つの端子部で構成され、前記コイル部の前記導体線は絶縁膜で被覆され、前記空芯コイルの前記各端子部は、前記コイル部から離れる方向に向かう方向に延在し、前記配線基板の前記電極と電気的に接続されているものである。
【００１７】
また、本発明は、第１の電力増幅回路を含む複数の電力増幅回路を有する電子装置であって、複数の電極を有する配線基板と、前記配線基板の主面上に搭載された前記複数の電力増幅回路を含む半導体チップと、前記配線基板の前記主面上に搭載された面実装型の空芯コイルとを有し、前記第１の電力増幅回路は異なる複数の周波数帯の信号を増幅可能であり、前記空芯コイルは前記第１の電力増幅回路の出力整合回路に使用され、前記空芯コイルは導体線を複数回巻いたコイル部と前記コイル部の両端にそれぞれ接続された前記導体線からなる２つの端子部で構成され、前記コイル部の前記導体線は絶縁膜で被覆され、前記空芯コイルの前記各端子部は、前記コイル部から離れる方向に向かう方向に延在し、前記配線基板の前記電極と電気的に接続されているものである。
【００１８】
また、本発明は、電力増幅回路を有する電子装置であって、複数の電極を有する配線基板と、前記配線基板の主面上に搭載された前記電力増幅回路を含む半導体チップと、前記配線基板の前記主面上に搭載された面実装型の空芯コイルとを有し、前記空芯コイルは導体線を複数回巻くことにより形成されており、前記空芯コイルのうち、両端部近傍領が前記配線基板の前記主面に接触し、前記両端部近傍領域に比べて中央部が前記配線基板の前記主面から遠ざけられて前記配線基板と接触していないものである。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２０】
電子装置の性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２３】
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図や斜視図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態は、例えばＧＳＭ方式などのネットワークを利用して情報を伝送するデジタル携帯電話（移動体通信装置）に使用（搭載）されるＲＦ（Radio Frequency）パワーモジュールなどの電力増幅モジュール（電子装置）である。
【００２５】
ここで、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）は、デジタル携帯電話に使用されている無線通信方式の１つまたは規格をいう。
【００２６】
ＧＳＭ方式携帯電話に使用されるＲＦパワーモジュール（高周波電力増幅器）は、ＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）、ＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）、ＤＣＳ（Digital Cellular System）帯（１７１０〜１７８５ＭＨｚ）およびＰＣＳ（Personal Communication Services）帯（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）の４つの周波数帯のＲＦ信号（信号、高周波信号）を送信できるＲＦパワーモジュールが主流となっている。なお、ＵＳＧＳＭ帯は主に北米で使用され、ＥＵＧＳＭ帯は主に欧州で使用されている。
【００２７】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール（電子装置）１は、例えばこれらの周波数帯（高周波帯）で使用されるＲＦパワーモジュールである。
【００２８】
図１は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール（高周波電力増幅器、高周波電力増幅装置、高周波電力増幅モジュール、電力増幅モジュール、電力増幅器モジュール、ＲＦモジュール、半導体装置、電子装置、ＨＰＡ（High Power Amplifier））１を構成する増幅回路の回路ブロック図を示している。
【００２９】
図１に示されるように、ＲＦパワーモジュール１の回路構成は、３つの増幅段１０２Ａ１，１０２Ａ２，１０２Ａ３からなるＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の電力増幅回路１０２Ａと、３つの増幅段１０２Ｂ１，１０２Ｂ２，１０２Ｂ３からなるＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の電力増幅回路１０２Ｂと、それら電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂの増幅動作の制御や補佐などを行う周辺回路１０３とを有している。ＲＦパワーモジュール１の回路構成は、更に、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の入力端子１０４ａと電力増幅回路１０２Ａ（１段目の増幅段１０２Ａ１）との間の整合回路（入力整合回路）１０５Ａと、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の入力端子１０４ｂと電力増幅回路１０２Ｂ（１段目の増幅段１０２Ｂ１）との間の整合回路（入力整合回路）１０５Ｂとを有している。ＲＦパワーモジュール１の回路構成は、更に、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の出力端子１０６ａと電力増幅回路１０２Ａ（３段目の増幅段１０２Ａ３）との間の整合回路（出力整合回路）１０７Ａと、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の出力端子１０６ｂと電力増幅回路１０２Ｂ（３段目の増幅段１０２Ｂ３）との間の整合回路（出力整合回路）１０７Ｂとを有している。従って、電力増幅回路１０２Ａの出力が整合回路１０７Ａを経て出力端子１０６ａから出力され、電力増幅回路１０２Ｂの出力が整合回路１０７Ｂを経て出力端子１０６ｂから出力されるようになっている。
【００３０】
ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の電力増幅回路１０２Ａの増幅段１０２Ａ１と増幅段１０２Ａ２の間には段間用の整合回路（段間整合回路）１０２ＡＭ１が設けられ、増幅段１０２Ａ２と増幅段１０２Ａ３の間には段間用の整合回路（段間整合回路）１０２ＡＭ２が設けられている。また、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の電力増幅回路１０２Ｂの増幅段１０２Ｂ１と増幅段１０２Ｂ２の間には段間用の整合回路（段間整合回路）１０２ＢＭ１が設けられ、増幅段１０２Ｂ２と増幅段１０２Ｂ３の間には段間用の整合回路（段間整合回路）１０２ＢＭ２が設けられている。
【００３１】
このうち、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の電力増幅回路１０２Ａ（増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３）と、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の電力増幅回路１０２Ｂ（１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）と、周辺回路１０３とは、１つの半導体チップ（半導体増幅素子チップ、高周波用電力増幅素子チップ）２内に形成されている。他の形態として、電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂおよび周辺回路１０３を、複数の半導体チップにより形成することもでき、例えば、増幅段１０２Ａ１，１０２Ｂ１が形成された半導体チップと、増幅段１０２Ａ２，１０２Ｂ２が形成された半導体チップと、増幅段１０２Ａ３，１０２Ｂ３が形成された半導体チップとを個別に形成することもできる。
【００３２】
周辺回路１０３は、制御回路１０３Ａと、上記増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３にバイアス電圧を印加するバイアス回路１０３Ｂなどを有している。制御回路１０３Ａは、上記電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂに印加する所望の電圧を発生する回路であり、電源制御回路１０３Ａ１およびバイアス電圧生成回路１０３Ａ２を有している。電源制御回路１０３Ａ１は、上記増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３の各々の出力用の増幅素子（例えばＭＩＳＦＥＴ）のドレイン端子に印加される第１電源電圧を生成する回路である。また、上記バイアス電圧生成回路１０３Ａ２は、上記バイアス回路１０３Ｂを制御するための第１制御電圧を生成する回路である。ここでは、電源制御回路１０３Ａ１が外部のベースバンド回路から供給される出力レベル指定信号に基づいて上記第１電源電圧を生成すると、バイアス電圧生成回路１０３Ａ２が電源制御回路１０３Ａ１で生成された上記第１電源電圧に基づいて、上記第１制御電圧を生成するようになっている。上記ベースバンド回路は、上記出力レベル指定信号を生成する回路である。この出力レベル指定信号は、電力増幅回路１０２Ａ、１０２Ｂの出力レベルを指定する信号で、携帯電話と基地局との間の距離、すなわち、電波の強弱に応じた出力レベルに基づいて生成されているようになっている。
【００３３】
ＲＦパワーモジュール１のＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の入力端子１０４ａに入力されたＲＦ入力信号は、整合回路１０５Ａを経て半導体チップ２に入力され、半導体チップ２内の電力増幅回路１０２Ａ、すなわち３つの増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３で増幅されて半導体チップ２から出力され、整合回路１０７Ａを経てＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の出力端子１０６ａからＲＦ出力信号として出力される。また、ＲＦパワーモジュール１のＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の入力端子１０４ｂに入力されたＲＦ入力信号は、整合回路１０５Ｂを経て半導体チップ２に入力され、半導体チップ２内の電力増幅回路１０２Ｂ、すなわち３つの増幅段１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３で増幅されて半導体チップ２から出力され、整合回路１０７Ｂを経てＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の出力端子１０６ｂからＲＦ出力信号として出力される。各整合回路１０２ＡＭ１，１０２ＡＭ２，１０５Ａ，１０７Ａ，１０２ＢＭ１，１０２ＢＭ２，１０５Ｂ，１０７Ｂは、インピーダンスの整合を行う回路である。
【００３４】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、ＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）、ＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）、ＤＣＳ帯（１７１０〜１７８５ＭＨｚ）およびＰＣＳ帯（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）の４つの周波数帯のＲＦ信号（高周波信号）を送信できるように構成されている。そして、これら４つの周波数帯のうち、周波数が近いＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯とを同じ電力増幅回路１０２Ａにより増幅し、周波数が近いＤＣＳ帯とＰＣＳ帯とを同じ電力増幅回路１０２Ｂにより増幅する回路構成をとっている。このように、ＲＦパワーモジュール１は、異なる複数の周波数帯の信号を出力可能な、電力増幅回路を有する電子装置である。
【００３５】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、複数系統の電力増幅回路、ここでは２系統の電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂを有し、各電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂに整合回路が接続されている。そして、電力増幅回路１０２Ａは、異なる複数の周波数帯、ここではＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯の信号を増幅可能に構成され、電力増幅回路１０２Ｂは、異なる複数の周波数帯、ここではＤＣＳ帯とＰＣＳ帯の信号を増幅可能に構成されている。従って、電力増幅回路１０２Ａの送信周波数帯は、ＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯を含む周波数帯である８２４〜９１５ＭＨｚ帯となり、電力増幅回路１０２Ａは、８２４〜９１５ＭＨｚの信号を増幅可能に構成され、また、電力増幅回路１０２Ｂの送信周波数帯は、ＤＣＳ帯とＰＣＳ帯を含む周波数帯である１７１０〜１９１０ＭＨｚ帯となり、電力増幅回路１０２Ｂは、１７１０〜１９１０ＭＨｚの信号を増幅可能に構成される。
【００３６】
図２は、整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂの回路構成例を示す回路図（等価回路図）である。
【００３７】
図２に示されるように、伝送線路１１１、容量素子１１２（ここでは容量素子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ）およびインダクタ素子１１３（ここではインダクタ素子１１３ａ，１１３ｂ）によって、各整合回路１０７Ａ，１０７Ｂが構成されている。
【００３８】
整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの入力端子１１４は、電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂの出力に接続（電気的に接続）されており、整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの出力端子１１５は、ＲＦパワーモジュール１の出力端子１０６ａ，１０６ｂに接続（電気的に接続）されている。また、図２の端子１１６は、他の回路に接続される。従って、電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂで増幅されたＲＦ信号（高周波信号）は、整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの入力端子１１４に入力されて整合回路１０７Ａ，１０７Ｂでインピーダンスの整合が行われ、整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの出力端子１１５から出力されて、ＲＦパワーモジュール１の出力端子１０６ａ，１０６ｂから出力される。なお、整合回路１０７Ａと整合回路１０７Ｂとは同様の回路構成を有しているが、容量素子１１２ａ〜１１２ｄの容量値と伝送線路１１１およびインダクタ素子１１３ａ，１１３ｂのインダクタンス値は、整合回路１０７Ａと整合回路１０７Ｂとでは異なっており、各整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの周波数帯などを考慮して、独立に設計することができる。本実施の形態では、詳細は後述するが、整合回路１０７Ａ，１０７Ｂのインダクタ素子１１３ａを、空芯コイル（後述する空芯コイル６に対応）により構成している。整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの各容量素子１１２は、例えばチップコンデンサ（後述する受動部品４に対応する）により構成している。また、インダクタ素子１１３ｂは、チップインダクタにより構成することもできるが、インダクタ素子１１３ａと同様に空芯コイル（後述する空芯コイル６に対応）により構成すれば、より好ましい。
【００３９】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１では、１系統の電力増幅回路１０２Ａにより、ＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）とＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）の高周波信号を増幅し、他の１系統の電力増幅回路１０２Ｂにより、ＤＣＳ帯（１７１０〜１７８５ＭＨｚ）とＰＣＳ帯（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）の高周波信号を増幅しているので、各電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂで増幅すべき周波数帯が広くなっている。このため、ＲＦパワーモジュール１の電力付加効率の周波数特性を広帯域化する必要があり、各電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂで行う高周波信号の増幅の電力付加効率を、広い周波数帯で高める必要がある。すなわち、ＲＦパワーモジュール１の電力増幅回路１０２Ａで行う高周波信号の増幅の電力付加効率は、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯を含む周波数帯、すなわち８２４〜９１５ＭＨｚで高くする必要があり、ＲＦパワーモジュール１の電力増幅回路１０２Ｂで行う高周波信号の増幅の電力付加効率は、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯を含む周波数帯、すなわち１７１０〜１９１０ＭＨｚで高くする必要がある。
【００４０】
本発明者の検討によれば、出力整合回路である整合回路１０７Ａ，１０７Ｂにおいて、図２に示されるように、一方の端子がグランド（ＧＮＤ）に接続されたインダクタ素子１１３ａを導入（追加）することで、インダクタ素子１１３ａがない場合に比べて、電力付加効率の周波数特性を広帯域化でき、各電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂにより行う増幅の電力付加効率を、より広い周波数帯で高めることができることが分かった。このため、本実施の形態では、出力整合回路である整合回路１０７Ａにインダクタ素子１１３ａを導入することで、ＲＦパワーモジュール１の電力増幅回路１０２Ａで行う高周波信号の増幅の電力付加効率を、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯を含む周波数帯（８２４〜９１５ＭＨｚ）全体で高くすることが可能になる。また、出力整合回路である整合回路１０７Ｂにインダクタ素子１１３ａを導入することで、ＲＦパワーモジュール１の電力増幅回路１０２Ｂで行う高周波信号の増幅の電力付加効率を、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯を含む周波数帯（１７１０〜１９１０ＭＨｚ）全体で高くすることが可能になる。
【００４１】
次に、図３は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１を用いたデジタル携帯電話機システムＤＰＳの一例を示している。図３の符号ＡＮＴは信号電波の送受信用のアンテナ、符号１５１はフロントエンド・モジュール、符号１５２は音声信号をベースバンド信号に変換したり、受信信号を音声信号に変換したり、変調方式切換信号やバンド切換信号を生成したりするベースバンド回路である。図３の符号１５３は受信信号をダウンコンバートして復調し、ベースバンド信号を生成したり送信信号を変調したりする変復調用回路、符号ＦＬＴ１，ＦＬＴ２は受信信号からノイズや妨害波を除去するフィルタである。フィルタＦＬＴ１はＵＳＧＳＭおよびＥＵＧＳＭ用、フィルタＦＬＴ２はＤＣＳおよびＰＣＳ用である。ベースバンド回路１５２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やマイクロプロセッサ、半導体メモリ等の複数の半導体集積回路で構成されている。フロントエンド・モジュール１５１は、スイッチ回路１５４ａ，１５４ｂ、コンデンサＣ５，Ｃ６および分波器１５６を有している。スイッチ回路１５４ａ，１５４ｂは送受信切り換え用のスイッチ回路、コンデンサＣ５，Ｃ６は受信信号から直流成分をカットする素子、分波器１５６は、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯の信号と、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯の信号とを分波する回路であり、これら回路および素子は１つの配線基板上に搭載されてモジュールとされている。なお、スイッチ回路１５４ａ，１５４ｂの切換信号ＣＮＴ１，ＣＮＴ２は上記ベースバンド回路１５２から供給される。
【００４２】
図４は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の構造を示す概念的な上面図（平面図）であり、図５は本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の概念的な断面図であり、図６は本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の概念的な斜視図である。図４および図６は、封止樹脂７を透視した状態が示されている。また、図５は断面図（側面断面図）に対応するが、ＲＦパワーモジュール１の概念的な構造が示されており、図４や図６の構造を所定の位置で切断した断面とは完全には一致していない。また、図４および図６はＲＦパワーモジュール１の概念的な構造が示されたものであり、図４の上面図と図６の斜視図とでは、配線基板３の上面３ａでの各部品の配置位置は完全には一致していない。
【００４３】
図４〜図６に示される本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、配線基板３と、配線基板３上に搭載（実装）された半導体チップ（半導体素子、能動素子）２と、配線基板３上に搭載（実装）された受動部品（受動素子、チップ部品）４と、配線基板３上に搭載（実装）された空芯コイル６と、半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６を含む配線基板３の上面３ａを覆う封止樹脂（封止樹脂部、封止部、封止体）７とを有している。半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６は、配線基板３の導体層（電極、端子、配線）に電気的に接続されている。また、ＲＦパワーモジュール１は、例えば図示しない外部回路基板またはマザーボードなどに実装することもできる。
【００４４】
配線基板（多層基板、多層配線基板、モジュール基板）３は、例えば、複数の絶縁体層（誘電体層）１１と、複数の導体層または配線層（図示せず）とを積層して一体化した多層基板（多層配線基板）である。図５では、４つの絶縁体層１１が積層されて配線基板３が形成されているが、積層される絶縁体層１１の数はこれに限定されるものではなく種々変更可能である。配線基板３の絶縁体層１１を形成する材料としては、例えばアルミナ（酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３）などのようなセラミック材料を用いることができる。この場合、配線基板３はセラミック多層基板である。配線基板３の絶縁体層１１の材料は、セラミック材料に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばガラスエポキシ樹脂などを用いても良い。
【００４５】
配線基板３の上面（表面、主面）３ａ上と下面（裏面、主面）３ｂ上と絶縁体層１１間とには、配線形成用の導体層（配線層、配線パターン、導体パターン）が形成されている。配線基板３の最上層の導体層によって、配線基板３の上面３ａに導電体からなる基板側端子（電極、端子、配線パターン）１２ａが複数形成され、配線基板３の最下層の導体層によって、配線基板３の下面３ｂに導電体からなる外部接続端子（端子、電極、モジュール電極）１２ｂが複数形成されている。外部接続端子１２ｂは、例えば、図１における入力端子１０４ａ，１０４ｂ、出力端子１０６ａ，１０６ｂなどに対応するものである。配線基板３の内部、すなわち絶縁体層１１の間にも導体層（配線層、配線パターン、導体パターン）が形成されているが、図５では簡略化のために図示を省略している。また、配線基板３の導体層により形成される配線パターンのうち、基準電位供給用の配線パターン（例えば配線基板３の下面３ｂの基準電位供給用端子１２ｃなど）は、絶縁体層１１の配線形成面の大半の領域を覆うような矩形パターンで形成し、伝送線路用の配線パターンは帯状のパターンで形成することができる。
【００４６】
配線基板３を構成する各導体層（配線層）は、必要に応じて絶縁体層１１に形成されたビアホール（スルーホール）１３内の導体または導体膜を通じて電気的に接続されている。従って、配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａは、必要に応じて配線基板３の上面３ａおよび／または内部の配線層やビアホール１３内の導体膜などを介して結線され、配線基板３の下面３ｂの外部接続端子１２ｂまたは基準電位供給用端子１２ｃに電気的に接続されている。なお、ビアホール１３のうち、半導体チップ２の下方に設けられたビアホール１３ａは、半導体チップ２で生じた熱を配線基板３の下面３ｂ側に伝導させるためのサーマルビアとして機能することもできる。
【００４７】
半導体チップ２は、図１の回路ブロック図において半導体チップ２を示す点線で囲まれた回路構成に対応する半導体集積回路が形成された半導体チップ２である。従って、半導体チップ２は増幅回路（電力増幅回路）を含んでおり、半導体チップ２内（または表層部分）には、電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂ（の増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）を構成する半導体増幅素子、周辺回路１０３を構成する半導体素子および整合回路（段間整合回路）１０２ＡＭ１，１０２ＡＭ２，１０２ＢＭ１，１０２ＢＭ１を構成する受動素子などが形成されている。上記電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂ（の増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）を構成する半導体増幅素子は、例えば、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタまたはＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）などにより構成することができる。このように、ＲＦパワーモジュール１は電力増幅回路（１０２Ａ，１０２Ｂ）を有し、半導体チップ２はその電力増幅回路（１０２Ａ，１０２Ｂ）を含む（構成する）能動素子である。半導体チップ２は、例えば、単結晶シリコンなどからなる半導体基板（半導体ウエハ）に半導体集積回路を形成した後、必要に応じて半導体基板の裏面研削を行ってから、ダイシングなどにより半導体基板を各半導体チップ２に分離したものである。
【００４８】
図７は、一例として、上記電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂ（の増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）を構成する半導体増幅素子をＬＤＭＯＳＦＥＴ(Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor、横方向拡散ＭＯＳＦＥＴ)により形成した場合の半導体チップ２の要部断面図である。
【００４９】
図７に示されるように、ｐ＋型単結晶シリコンからなる半導体基板２０１の主面には、ｐ−型単結晶シリコンからなるエピタキシャル層２０２が形成され、エピタキシャル層２０２の主面の一部には、ＬＤＭＯＳＦＥＴのドレインからソースへの空乏層の延びを抑えるパンチスルーストッパとして機能するｐ型ウエル２０６が形成されている。ｐ型ウエル２０６の表面には、酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜２０７を介してＬＤＭＯＳＦＥＴのゲート電極２０８が形成されている。ゲート電極２０８は、例えばｎ型の多結晶シリコン膜あるいはｎ型の多結晶シリコン膜と金属シリサイド膜の積層膜などからなり、ゲート電極２０８の側壁には、酸化シリコンなどからなるサイドウォールスペーサ２１１が形成されている。
【００５０】
エピタキシャル層２０２の内部のチャネル形成領域を挟んで互いに離間する領域には、ＬＤＭＯＳＦＥＴのソース、ドレインが形成されている。ドレインは、チャネル形成領域に接するｎ−型オフセットドレイン領域２０９と、ｎ−型オフセットドレイン領域２０９に接し、チャネル形成領域から離間して形成されたｎ型オフセットドレイン領域２１２と、ｎ型オフセットドレイン領域２１２に接し、チャネル形成領域からさらに離間して形成されたｎ＋型ドレイン領域２１３とからなる。これらｎ−型オフセットドレイン領域２０９、ｎ型オフセットドレイン領域２１２およびｎ＋型ドレイン領域２１３のうち、ゲート電極２０８に最も近いｎ−型オフセットドレイン領域２０９は不純物濃度が最も低く、ゲート電極２０８から最も離間したｎ＋型ドレイン領域２１３は不純物濃度が最も高い。
【００５１】
ＬＤＭＯＳＦＥＴのソースは、チャネル形成領域に接するｎ−型ソース領域２１０と、ｎ−型ソース領域２１０に接し、チャネル形成領域から離間して形成され、ｎ−型ソース領域２１０よりも不純物濃度が高いｎ＋型ソース領域２１４とからなる。ｎ−型ソース領域２１０の下部には、ｐ型ハロー領域（図示せず）を形成することもできる。
【００５２】
ｎ＋型ソース領域２１４の端部（ｎ−型ソース領域２１０と接する側と反対側の端部）には、ｎ＋型ソース領域２１４と接するｐ型打抜き層２０４が形成されている。ｐ型打抜き層２０４の表面近傍には、ｐ＋型半導体領域２１５が形成されている。ｐ型打抜き層２０４は、ＬＤＭＯＳＦＥＴのソースと半導体基板２０１とを電気的に接続するための導電層であり、例えばエピタキシャル層２０２に形成した溝２０３の内部に埋め込んだｐ型多結晶シリコン膜によって形成される。
【００５３】
ＬＤＭＯＳＦＥＴのｐ型打抜き層２０４（ｐ＋型半導体領域２１５）、ソース（ｎ＋型ソース領域２１４）およびドレイン（ｎ＋型ドレイン領域２１３）のそれぞれの上部には、絶縁膜（層間絶縁膜）２２１に形成されたコンタクトホール２２２内のプラグ２２３が接続されている。ｐ型打抜き層２０４（ｐ＋型半導体領域２１５）およびソース（ｎ＋型ソース領域２１４）には、プラグ２２３を介してソース電極２２４ａ（配線２２４）が接続され、ドレイン（ｎ＋型ドレイン領域２１３）には、プラグ２２３を介してドレイン電極２２４ｂ（配線２２４）が接続されている。
【００５４】
ソース電極２２４ａおよびドレイン電極２２４ｂのそれぞれには、ソース電極２２４ａおよびドレイン電極２２４ｂを覆う絶縁膜（層間絶縁膜）２２５に形成されたスルーホール２２６内のプラグ２２７を介して配線２２８が接続されている。配線２２８の上部には、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層膜からなる表面保護膜（絶縁膜）２２９が形成されている。また、半導体基板２０１の裏面には裏面電極（ソース裏面電極）２３０が形成されている。
【００５５】
図８は、他の一例として、上記電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂ（の増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）を構成する半導体増幅素子をヘテロ接合型バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Heterojunction Bipolar Transistor）により形成した場合の半導体チップ２の要部断面図である。
【００５６】
図８に示されるように、半絶縁性のＧａＡｓ基板（半導体基板）２５１上にｎ＋型ＧａＡｓ層よりなるサブコレクタ層２５２が形成され、サブコレクタ層２５２上にＨＢＴ２５３が形成されている。
【００５７】
各ＨＢＴ２５３は、サブコレクタ層２５２上に形成された金などからなるコレクタ電極２５４と、このコレクタ電極２５４とは所定間隔だけ離間して形成されたコレクタメサ２５５を有している。コレクタメサ２５５は、例えばｎ型ＧａＡｓ層より形成され、コレクタメサ２５５とコレクタ電極２５４はサブコレクタ層２５２を介して電気的に接続されている。
【００５８】
コレクタメサ２５５上には、例えばｐ型ＧａＡｓ層よりなるベースメサ２５６が形成されている。ベースメサ２５６上の周辺領域には金等よりなるベース電極２５７が形成されている。ベースメサ２５６の略中央部上にエミッタ層２５８が形成され、エミッタ層２５８上にエミッタ電極２５９が形成されている。エミッタ層２５８は、例えばｎ型ＩｎＧａＰ層、ＧａＡｓ層およびＩｎＧａＡｓ層を積層した層より形成され、エミッタ電極２５９は、例えばタングステンシリサイドから形成されている。このように、ベースメサ(ｐ型ＧａＡｓ層)２５６とエミッタ層（ｎ型ＩｎＧａＰ層）２５８との間には異種半導体接合（ヘテロ接合）が形成されている。
【００５９】
コレクタ電極２５４には、絶縁膜２６１に形成されたコンタクトホール２６２を介してコレクタ配線２６３が接続されている。エミッタ電極２５９には、絶縁膜２６４，２６１に形成されたスルーホール２６５を介してエミッタ配線２６６が接続されている。エミッタ配線２６６よりも上層の構造については、ここでは図示およびその説明を省略する。
【００６０】
図４〜図６に示されるように、半導体チップ２は配線基板３の上面３ａの導体層１４に、例えば半田１５などの接合材によりフェイスアップでダイボンディングされている。半導体チップ２のダイボンディングには、半田１５の代わりに銀ペーストなどを用いることもできる。半導体チップ２の表面（上面）に形成された複数の電極（ボンディングパッド）２ａは、それぞれ、ボンディングワイヤ（導電性ワイヤ）８を介して配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａに電気的に接続されている。また、半導体チップ２の裏面には裏面電極２ｂが形成されており、この半導体チップ２の裏面電極２ｂは、配線基板３の上面３ａの導体層１４に半田１５などの接合材により接続（接合）され、更にビアホール１３内の導体膜などを介して、配線基板３の下面３ｂの基準電位供給用端子１２ｃに電気的に接続されている。また、他の形態として、配線基板３の上面３ａにキャビティ（窪み）を設け、配線基板３のキャビティ内に半導体チップ２を搭載することもでき、これにより、ＲＦパワーモジュールの薄型化に有利となる。
【００６１】
受動部品４は、抵抗素子（例えばチップ抵抗）、容量素子（例えばチップコンデンサ）またはインダクタ素子（例えばチップインダクタ）などの受動素子からなり、例えばチップ部品からなる。受動部品４は、例えば整合回路（入力整合回路）１０５Ａ，１０５Ｂや整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂなどを構成する受動部品（受動素子）である。また、整合回路（段間整合回路）１０２ＡＭ１，１０２ＡＭ２，１０２ＢＭ１，１０２ＢＭ２を構成する受動素子は、半導体チップ２内に形成しても、あるいは半導体チップ２内に形成せずに、受動部品４により形成してもよい。受動部品４は、配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａに半田１７などの導電性の良い接合材により実装されている。
【００６２】
空芯コイル６は、整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂに使用されるインダクタ素子、すなわち、整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂの一部を構成するインダクタ素子であり、上記インダクタ素子１１３ａに対応するインダクタ素子である。空芯コイル６は、絶縁被膜で覆われた導体線（例えば銅線、後述する導体線３１に対応）を螺旋状に複数回巻くことにより形成されており、その導体線の両端部は絶縁被膜が除去されて、半田などの導電性の良い接合材（後述する半田３２に対応）により配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａに接合され、電気的に接続されている。
【００６３】
本実施の形態では、配線基板３上に実装（搭載）された受動部品４（容量素子１１２ａ〜１１２ｄやインダクタンス素子１１３ｂを構成する受動部品４）および空芯コイル６（インダクタ素子１１３ａを構成する空芯コイル６）と配線基板３の導体パターンにより形成された伝送線路（伝送線路１１１）により、上記各整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂが形成されている。
【００６４】
半導体チップ２、受動部品４または空芯コイル６が電気的に接続された配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａ間は、必要に応じて配線基板３の上面または内部の配線層やビアホール１３内の導体膜などを介して結線され、配線基板３の下面３ｂの外部接続端子１２ｂまたは基準電位供給用端子１２ｃに電気的に接続されている。
【００６５】
封止樹脂７は、半導体チップ２、受動部品４、空芯コイル６およびボンディングワイヤ８を覆うように配線基板３の上面３ａ上に形成されている。封止樹脂７は、例えばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などの樹脂材料からなり、フィラーなどを含有することもできる。
【００６６】
次に、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１における空芯コイル６について、より詳細に説明する。
【００６７】
図９および図１０は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の要部斜視図、図１１および図１２はＲＦパワーモジュール１の要部上面図（要部平面図）、図１３はＲＦパワーモジュール１の要部側面図であり、いずれも、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル６が示されている。図１１の矢印３０の方向から見たものが、図１３にほぼ対応する。また、図１０は、図９において半田３２の図示を省略したものに対応し、図１２は、図１１において半田３２の図示を省略したものに対応する。また、図１０および図１２は、それぞれ斜視図および平面図であるが、理解を簡単にするために、空芯コイル６を構成する導体線３１のうち、絶縁被膜が除去されている部分（すなわち導体部が露出している部分）にハッチングを付してある（但し、図面を見易くするために、図１０と図１２とでハッチングの種類が異なっている）。また、図９には、空芯コイル６で生じる磁束（磁界）３３を点線で模式的に示してある。
【００６８】
本実施の形態の空芯コイル６は、面実装型の空芯コイルであり、配線基板３の上面３ａに実装（面実装、搭載）されている。
【００６９】
図９〜図１３に示されるように、空芯コイル６は、絶縁被膜（絶縁皮膜、絶縁膜）で覆われた導体線（例えば銅線）３１を螺旋状に複数回巻く（巻回する、巻き回す）ことにより形成されたコイル部（コイル本体）６ａと、コイル部６ａの両端にそれぞれ接続された導体線３１からなる２つの端子部６ｂとにより構成されている。空芯コイル６は１本の導体線３１により形成されており、同じ導体線３１により空芯コイル６のコイル部６ａと２つの端子部６ｂとが一体的に形成されている。この空芯コイル６を構成する導体線３１のうち、コイル部６ａの導体線３１（すなわちコイル部６ａを構成する導体線３１）は、表面が絶縁被膜で被覆され（覆われ）ているが、端子部６ｂの導体線３１（すなわち端子部６ｂを構成する導体線３１）は、絶縁被膜が除去されており、導体部（導体の芯部）が露出された状態となっている。
【００７０】
空芯コイル６の各端子部６ｂ（を構成する導体線３１）は、空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在し、半田３２のような導電性の接合材を介して、配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａ（電極）に接合され、電気的に接続されている。半田３２は、鉛（Ｐｂ）を含有しない鉛（Ｐｂ）フリー半田であれば、より好ましい。空芯コイル６のコイル部６ａ（の下部）は、配線基板３の上面（主面）３ａに接触しており、空芯コイル６は配線基板３の上面３ａに面実装されている。
【００７１】
空芯コイル６の端子部６ｂ（を構成する導体線３１）の延在方向は、空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向であるが、空芯コイル６のコイル部６ａのターン円の接線方向に、空芯コイル６の端子部６ｂ（を構成する導体線３１）を延在させることが、より好ましい。従って、空芯コイル６の端子部６ｂ（を構成する導体線３１）の延在方向は、配線基板３の上面３ａ（主面）に略平行な方向であればより好ましく、また、コイル部６ａを構成する導体線３１の螺旋の進行方向と略垂直な方向であれば、より好ましい。また、空芯コイル６の端子部６ｂに半田３２を介して電気的に接続された基板側端子１２ａは、空芯コイル６のコイル部６ａから離れた位置にあり、コイル部６ａの下には、その基板側端子１２ａが延在していないことが好ましい。
【００７２】
本実施の形態とは異なり、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）のインダクタ素子１１３ａとして、空芯コイル６の代わりにチップインダクタを用いることも考えられるが、この場合、チップインダクタはＱ値が低いことから、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）での損失が大きくなり、ＲＦパワーモジュールの電力付加効率が低下する可能性がある。出力整合回路には電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂで増幅されたＲＦ信号が入力されるので、出力整合回路のインダクタ素子、特に上記インダクタ素子１１３ａのＱ値が低いと、そのインダクタ素子１１３ａでの損失は大きく、ＲＦパワーモジュールの電力付加効率を低下するように作用してしまう。このため、本実施の形態のように、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）のインダクタ素子、特に上記インダクタ素子１１３ａとして、チップインダクタよりもＱ値を高くすることが容易な空芯コイルを用いることで、ＲＦパワーモジュール１の電力付加効率などを向上することが可能になる。
【００７３】
しかしながら、本発明者の検討によれば、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）のインダクタ素子、特に上記インダクタ素子１１３ａを単純に空芯コイルに置き換えただけでは、空芯コイルの実装信頼性の向上と実効的なＱ値の向上の両立は実現できないことが分かった。
【００７４】
図１４および図１５は第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の要部斜視図、図１６は第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の要部側面図であり、それぞれ本実施の形態の図９，図１０，図１３に対応するものであり、いずれも、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル３０６が示されている。図１５は、図１４において半田３３２の図示を省略したものに対応し、理解を簡単にするために、空芯コイル３０６を構成する導体線３３１のうち、絶縁被膜が除去されている部分（すなわち導体部が露出している部分）にハッチングを付してある。また、図１４には、空芯コイル３０６で生じる磁束（磁界）３３３を点線で模式的に示してある。
【００７５】
第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１は、空芯コイル３０６（本実施の形態の空芯コイル６に対応するもの）およびそれを接続する基板側端子３１２ａ（本実施の形態の基板側端子１２ａに対応するもの）以外は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１とほぼ同様の構成を有しているので、ここではその説明は省略する。
【００７６】
図１４〜図１６に示される第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、空芯コイル３０６は、絶縁被膜で覆われた導体線３３１（本実施の形態の導体線３１に対応するもの）を螺旋状に複数回巻くことにより形成されており、空芯コイル３０６の両端部で導体線３３１の絶縁被膜が剥がされて端子部３０６ｂとされている。そして、空芯コイル３０６の両端の下にそれぞれ延在する基板側端子３１２ａに、空芯コイル３０６の端子部３０６ｂを半田３３２で接合している。
【００７７】
第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、巻き線（導体線３３１）の両外側２ターン（２巻き）分だけ絶縁被膜を剥がして端子部３０６ｂとし、その絶縁被膜が除去された２巻きの導体線３３１からなる端子部３０６ｂを端子部３０６ｂの下に延在する基板側端子３１２ａに半田３３２で接合している。第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１において、導体線３３１の絶縁被膜を剥がした部分を空芯コイル３０６の巻き線の両外側２ターン（２巻き）よりも少なくした場合、基板側端子３１２ａと空芯コイル３０６の端子部３０６ｂとの接合面積が少なくなり、空芯コイル３０６の実装信頼性が低下する可能性がある。それに対して、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、巻き線の両外側２ターン（２巻き）分だけ絶縁被膜を剥がして端子部３０６ｂとしているので、基板側端子３１２ａと空芯コイル３０６の端子部３０６ｂとの接合面積を大きくすることができ、空芯コイル３０６の実装信頼性を向上することができる。
【００７８】
しかしながら、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、配線基板への実装信頼性を向上するために両外側２ターン分だけ導体線３３１の絶縁被膜を剥がしているので、配線基板３に空芯コイル３０６を半田３３２で実装した際に、絶縁被膜を剥がした部分の導体線３３１に半田３３２が吸い上がり、図１４および図１６にも示されるように、空芯コイル３０６の外側面（外側壁）に半田３３２が吸い上がって付着してしまう。
【００７９】
本発明者の検討によれば、空芯コイル３０６の外側面に半田３３２が吸い上がって付着すると、空芯コイル３０６により発生する磁束（磁界）３３３の一部が空芯コイル３０６の外側面に付着した半田３３２の影響で遮蔽されて磁束密度が低下し、空芯コイル３０６の実効的なＱ値が低下し、空芯コイル３０６における渦電流損失が大きくなる可能性があることが分かった。これは、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）での損失を大きくし、ＲＦパワーモジュールの電力付加効率などを低下させるように作用する。このように、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、空芯コイルの実装信頼性の向上と実効的なＱ値の向上を両立することは困難である。
【００８０】
図１７は、第２の比較例のＲＦパワーモジュール４０１の要部側面図であり、本実施の形態の図１３に対応するものであり、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル４０６が示されている。
【００８１】
図１７に示されるように、第２の比較例のＲＦパワーモジュール４０１では、空芯コイル４０６（本実施の形態の空芯コイル６に対応するもの）は、導体線４３１（本実施の形態の導体線３１に対応するもの）を螺旋状に複数回巻くことにより形成されるコイル本体４０６ａの両端で、導体線４３１をコイル本体４０６ａの外径より長くなるように下方に垂下し、両端部を互いに内側方向に折曲して半田付け端部（端子部）４０６ｂを形成している。コイル本体４０６ａでは、導体線４３１の表面は絶縁被膜で覆われているが、半田付け端部４０６ｂでは、導体線４３１の絶縁被膜は剥がされている。そして、この半田付け端部４０６ｂを配線基板３の基板側端子４１２ａ（本実施の形態の基板側端子１２ａに対応するもの）に半田４３２で接合している。
【００８２】
第２の比較例のＲＦパワーモジュール４０１では、空芯コイル４０６の半田実装の信頼性を向上できるが、空芯コイル４０６のコイル本体４０６ａが配線基板３の上面３ａから高く浮いた状態になるので、空芯コイル４０６の最上部の高さ位置が高くなり、ＲＦパワーモジュール４０１の厚みが厚くなってしまう。これは、近年のＲＦパワーモジュールの小型化・薄型化の要求とは逆行してしまう。
【００８３】
図１８は、第３の比較例のＲＦパワーモジュール５０１の要部断面図（側面断面図）であり、封止樹脂７の図示を省略し、配線基板５０３上に実装された空芯コイル５０６が示されている。
【００８４】
図１８に示されるように、第３の比較例のＲＦパワーモジュール５０１では、空芯コイル５０６（本実施の形態の空芯コイル６に対応するもの）は、絶縁被膜で覆われた導体線５３１（本実施の形態の導体線３１に対応するもの）を螺旋状に複数回巻くことにより形成されている。そして、空芯コイル５０６の両端の絶縁被膜を剥いだ導体線５３１からなる端子部５０６ｂを、配線基板５０３（本実施の形態の配線基板３に対応するもの）の上面５０３ａに設けられた孔部５３４に挿入して孔部５３４の内壁に形成された導体膜からなる基板側端子５１２ａに半田５３２で接合している。
【００８５】
第３の比較例のＲＦパワーモジュール５０１では、空芯コイル５０６の端子部５０６ｂを配線基板５０３の孔部５３４に挿入して半田実装しているので、空芯コイル５０６の半田実装の信頼性を向上できる。しかしながら、第３の比較例のＲＦパワーモジュール５０１では、配線基板５０３に孔部５３４および孔部５３４の側壁の基板側端子５１２ａを形成する必要があるので、配線基板５０３の加工が難しく、配線基板５０３の製造工程が複雑化し、配線基板５０３およびそれを用いたＲＦパワーモジュール５０１の製造コストが増大してしまう。また、配線基板５０３への空芯コイル５０６の実装工程も複雑化してしまう。
【００８６】
それに対して、本実施の形態では、図９〜図１３にも示されるように、空芯コイル６の端子部６ｂは、空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在し、コイル部６ａから離れた位置にある基板側端子１２ａに、半田３２により接合されて電気的に接続されている。空芯コイル６の端子部６ｂを空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在させているので、絶縁被膜を剥がした（除去した）状態の導体線３１からなる端子部６ｂの長さを長くすることができ、基板側端子１２ａ上に位置する端子部６ｂの長さを長くすることができる。このため、基板側端子１２ａと空芯コイル６の端子部６ｂとの接合面積を大きくすることができ、配線基板３への空芯コイル６の実装（半田実装）の信頼性を向上することができる。
【００８７】
また、本実施の形態では、空芯コイル６の端子部６ｂを空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在させているので、空芯コイル６のコイル部６ａを基板側端子１２ａから離れた位置に配置することができる。このため、空芯コイル６の端子部６ｂでは、導体線３１の絶縁被膜が除去された（剥がされた）状態であるが、空芯コイル６のコイル部６ａでは、導体線３１が絶縁被膜で覆われた状態とすることができる。半田実装時には、空芯コイル６を構成する導体線３１の絶縁被膜を除去した（剥いだ）部分でだけ半田が吸い上がることができ、導体線３１の絶縁被膜で覆われた部分では半田は吸い上がらない。従って、配線基板３に空芯コイル６を半田３２で実装した際に（すなわち空芯コイル６の端子部６ｂを基板側端子１２ａに半田３２で接合した際に）、空芯コイル６を構成する導体線３１のうち、端子部６ｂ以外の部分（すなわちコイル部６ａ）に半田３２が吸い上がるのを防止することができ、空芯コイル６の外側面に半田３２が吸い上がって付着するのを防止できる。また、空芯コイル６の端子部６ｂを接続した基板側端子１２ａが、空芯コイル６のコイル部６ａの下に延在していないことも、空芯コイル６の外側面への半田３２の吸い上がり防止に有利に作用する。
【００８８】
このため、本実施の形態では、上記第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１を参照して説明した空芯コイルにより発生する磁束（磁界）の一部が空芯コイルの外側面に付着した半田の影響で遮蔽される現象を防止でき、空芯コイル６における磁束密度の低下を防止できるので、空芯コイル６の実効的なＱ値を向上でき、空芯コイル６における渦電流損失を低減することができる。従って、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）での損失を小さくでき、ＲＦパワーモジュール１の電力付加効率などを向上させることができる。このように、本実施の形態では、空芯コイル６の実装信頼性の向上と実効的なＱ値の向上を両立することができ、ＲＦパワーモジュール１の信頼性と性能（電力付加効率など）を向上して、両立することができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、配線基板３の上面３ａに形成した基板側端子１２ａに空芯コイル６の端子部６ｂを半田３２を介して接合するので、配線基板３の加工が容易で、配線基板３およびそれを用いたＲＦパワーモジュール１の製造コストを低減でき、また、配線基板３への空芯コイル６の実装も容易になる。
【００９０】
また、本実施の形態では、空芯コイル６を配線基板３の上面３ａに面実装しており、空芯コイル６のコイル部６ａが配線基板３の上面３ａに接触（近接）しているので、上記第２の比較例のＲＦパワーモジュール４０１などに比べて、空芯コイル６の最上部の高さ位置を低くすることができ、ＲＦパワーモジュール１の厚みを薄くすることができる。これにより、ＲＦパワーモジュールの小型化・薄型化が可能になる。
【００９１】
図１９は、空芯コイルのＬ値（インダクタンス値）の一例を示すグラフであり、図２０は、空芯コイルのＱ値の一例を示すグラフである。図１９および図２０のグラフの横軸は、周波数（ＲＦパワーモジュールの送信周波数）に対応する。また、図１９のグラフの縦軸は、空芯コイルのＬ値（インダクタンス値）に対応する。また、図２０のグラフの縦軸は、空芯コイルのＱ値に対応する。図１９および図２０のグラフには、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の空芯コイル６（図１９および図２０では実線で示されている）と、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の空芯コイル３０６（図１９および図２０では、点線で示されている）について、インダクタンス値およびＱ値の周波数依存性を調べて、その一例をグラフ化してある。
【００９２】
ＲＦパワーモジュールの送信周波数帯近傍（例えば１ＧＨｚ近傍）で比較すると、図１９および図２０に示されるように、インダクタンス値（Ｌ値）はそれほど変わらなくとも（例えば図１９の場合はインダクタンス値の差は十数％程度である）、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の空芯コイル６のＱ値は、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の空芯コイル３０６のＱ値の約２倍とすることができる。このように、本実施の形態では、ＲＦパワーモジュール１の空芯コイル６の実効的なＱ値を高めることができ、空芯コイル６の低損失化が実現できる。
【００９３】
図２１は、ＲＦパワーモジュールの電力付加効率を示すグラフである。図２１のグラフの横軸は周波数（ＲＦパワーモジュールの送信周波数）に対応し、図２１のグラフの縦軸はＲＦパワーモジュールの電力付加効率に対応する。図２１のグラフには、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１（図２１のグラフでは実線で示されている）と、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１（図２１のグラフでは点線で示されている）と、出力整合回路においてインダクタ素子１１３ａ（空芯コイル６）を省略した第４の比較例のＲＦパワーモジュール（図２１のグラフでは一点鎖線で示されている）とについて、電力付加効率の周波数依存性を調べてグラフ化してある。すなわち、図２１において、「本実施の形態」は、出力整合回路の上記インダクタ素子１１３ａを上記空芯コイル６により構成したＲＦパワーモジュール１に対応し、「第１の比較例」は、出力整合回路の上記インダクタ素子１１３ａを上記空芯コイル３０６により構成したＲＦパワーモジュール３０１に対応し、「第４の比較例」は、上記インダクタ素子１１３ａをなくして出力整合回路を構成したＲＦパワーモジュールに対応する。
【００９４】
図２１に示されるように、出力整合回路にインダクタ素子１１３ａを導入した本実施の形態および第１の比較例のＲＦパワーモジュールは、出力整合回路にインダクタ素子１１３ａを導入していない第４の比較例のＲＦパワーモジュールに比べて、電力付加効率の周波数特性を広帯域化できる、すなわち、より広い周波数帯に渡って電力付加効率を高めることができる。このため、出力整合回路にインダクタ素子１１３ａを導入することにより、ＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）とＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）との両方で、電力付加効率を高めることができる。従って、１つの電力増幅回路１０２Ａで複数（ここでは２つ）の周波数帯、すなわちＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯の高周波信号を的確かつ効率よく増幅することができる。
【００９５】
更に、図２１に示されるように、ＧＳＭ帯の送信周波数（８２４〜９１５ＭＨｚ）、すなわちＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯との両方の送信周波数帯において、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、上記のように空芯コイル６の実効的なＱ値を高めることができたことから、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１よりも、数％程度、電力付加効率を向上することができる。
【００９６】
なお、図２１には、ＲＦパワーモジュールにおいて、電力増幅回路１０２Ａにより高周波信号を増幅した場合について電力付加効率をグラフ化しているが、ＤＣＳ帯（１７１０〜１７８５ＭＨｚ）およびＰＣＳ帯（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）の高周波信号について電力増幅回路１０２Ｂにより高周波信号を増幅した場合についても、ほぼ同様の結果が得られるので、ここではその説明は省略する。
【００９７】
このように、本実施の形態では、ＲＦパワーモジュール１の出力整合回路（の特にインダクタ素子１１３ａ）に面実装型の低損失の空芯コイル６を使用することで、電力付加効率などの性能（モジュール特性）を向上することができる。
【００９８】
次に、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の製造工程の一例を図面を参照して説明する。
【００９９】
図２２〜図２４は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の製造工程中の断面図である。本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、例えば次のようにして製造することができる。
【０１００】
まず、図２２に示されるように、配線基板３を準備する。配線基板３は、例えば印刷法、シート積層法またはビルドアップ法などを用いて製造することができる。
【０１０１】
次に、図２３に示されるように、配線基板３の半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６などを搭載予定の基板側端子１２ａに半田などの接合材を必要に応じて印刷または塗布する。そして、配線基板３の上面３ａ上に半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６を搭載する。この際、半導体チップ２は、裏面側（裏面電極２ｂ側）が下方（配線基板３側）を向き、表面側が上方を向くように（フェイスアップボンディング）、配線基板３の上面３ａの導体層１４上に搭載される。
【０１０２】
それから、半田リフロー処理などを行って、半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６を配線基板３に半田などの接合材を介して固着（接続）する。
【０１０３】
次に、ワイヤボンディング工程を行って、半導体チップ３の表面の電極（ボンディングパッド）２ａと配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａとをボンディングワイヤ８を介して電気的に接続する。
【０１０４】
次に、図２４に示されるように、配線基板３の上面３ａ上に、半導体チップ２、受動部品４、空芯コイル６およびボンディングワイヤ８を覆うように、封止樹脂７を形成する。封止樹脂７は、例えば印刷法またはモールド用金型（例えばトランスファモールド）などを用いて形成することができる。このようにして、ＲＦパワーモジュール１が製造される。１枚の配線基板３から複数のＲＦパワーモジュール１を製造する場合は、封止樹脂７の形成後、配線基板３および封止樹脂７を所定の位置で分割（切断）し、各個片としてのＲＦパワーモジュール１を得ることができる。
【０１０５】
次に、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の製造工程のうち、空芯コイル６の製造工程および配線基板３上への空芯コイル６の実装（搭載）工程の一例について説明する。
【０１０６】
図２５〜図２９は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１に用いられる空芯コイル６の製造工程および実装工程の説明図である。本実施の形態で用いられる空芯コイル６は、例えば次のようにして製造し、配線基板３に実装することができる。
【０１０７】
まず、図２５に示されるように、製造装置（空芯コイルの自動巻き装置、空芯コイルの製造装置）のスリーブ２８１から突出する巻芯（巻き付け芯）２８２に銅線（絶縁被膜付きの銅線）などからなる導体線３１を所定の回数巻きつけてから、導体線３１を所定の位置で切断する。これにより、導体線３１からなる空芯コイル６が巻芯２８２に巻きつけられた状態が得られる。この際、空芯コイル６のコイル本体（コイル部６ａ）の導体線３１は絶縁被膜で覆われているが、空芯コイル６の両端の導体線３１（すなわち端子部６ｂ）は、絶縁被膜が除去されて、巻芯２８２から離れる方向に(巻芯２８２の外周円の接線方向に)所定の長さだけ延在した状態とされている。
【０１０８】
次に、図２６に示されるように、下方からバックアップステージ２８４が上昇し、上方から実装用ノズル２８５が下降し、巻芯２８２に巻きつけられた空芯コイル６を実装用ノズル２８５とバックアップステージ２８４とで挟む。なお、図２７は図２６の矢印２８６の方向から実装用ノズル２８５と空芯コイル６を見た図であり、図２７に示されるように、実装用ノズル２８５は吸着用の開口部（孔）を有した半円形状の先端部を備えており、その先端部に空芯コイル６を吸着可能に構成されている。
【０１０９】
次に、図２８に示されるように、スリーブ２８１に対して巻芯２８２を引っ込め、導体線３１からなる空芯コイル６から巻芯２８２を引き抜く（抜き取る）。これにより、螺旋状に巻かれた導体線３１からなる空芯コイル６が得られるが、この空芯コイル６は、空芯コイル６から巻芯２８２が抜き取られても、実装用ノズル２８５に吸着（ピックアップ）されている。
【０１１０】
それから、図２９に示されるように、実装用ノズル２８５を上昇させ、バックアップステージ２８４を下降させ、実装用ノズル２８５に吸着（ピックアップ）された空芯コイル６を実装用ノズル２８５とともに移動させ、この空芯コイル６を配線基板３（図２９では図示省略）上に実装する。すなわち、実装用ノズル２８５に吸着された空芯コイル６を実装用ノズル２８５とともに配線基板３上に移動させ、配線基板３の上面３ａの空芯コイル６の搭載予定位置上に空芯コイル６を配置する。この際、配線基板３の基板側端子１２ａ（空芯コイル６を接続すべき基板側端子１２ａ）上に、空芯コイル６の端子部６ｂが位置するようにする。このように、実装用ノズル２８５に吸着された空芯コイル６を、部品フィーダなどに備蓄することなく、速やかに配線基板３の上面３ａに実装する。
【０１１１】
それから、図２５〜図２９の工程を繰り返す。
【０１１２】
本実施の形態とは異なり、部品フィーダ（バルクフィーダ）の収納ケースなどに大量の空芯コイルを備蓄しておき、備蓄された大量の空芯コイルから１個の空芯コイル６を取り出して配線基板３上に実装する場合、空芯コイル同士が絡み合い、空芯コイルのピックアップ不良が発生する可能性がある。
【０１１３】
それに対して、本実施の形態では、上記のように、空芯コイルの自動巻き装置の巻芯２８２に導体線３１を巻きつけてから導体線３１を切断し、巻芯２８２を引き抜くことで１個の空芯コイル６を形成し、この空芯コイル６を部品フィーダなどに備蓄することなく、自動ピックアップ機構（実装用ノズル２８５）により配線基板３上に実装（マウント）する。すなわち、本実施の形態では、１個の空芯コイル６を形成した後、この空芯コイル６を配線基板３に実装するが、１個の空芯コイル６を形成した後で、この空芯コイル６を配線基板３に実装する前に、個片化した複数の空芯コイルが絡み合う状態で空芯コイル６を備蓄しない。このため、空芯コイルのピックアップ不良が発生するのを防止でき、配線基板３上に的確に空芯コイル６を実装することができる。したがって、空芯コイル６を実装したＲＦパワーモジュールの製造歩留りを向上することができる。
【０１１４】
（実施の形態２）
図３０は、上記第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の要部側面図であり、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル３０６が示されている。図３０は、上記図１５の矢印３３０の方向から見たものに、ほぼ対応する。また、図３０には、空芯コイル３０６で生じる磁束（磁界）３３３を矢印で模式的に示してある。また、図３０は側面図であるが、理解を簡単にするために、半田３３２の図示を省略し、更に、空芯コイル３０６を構成する導体線３３１のうち、絶縁被膜が除去されている部分（すなわち導体部が露出している部分）にハッチングを付してある。
【０１１５】
図３０に示されるように、空芯コイル３０６を配線基板３の上面３ａに面実装した場合、空芯コイル３０６の下部全体が配線基板３の上面３ａに近接しており、空芯コイル３０６で発生した磁束（磁界）３３３が配線基板３の表面または内部の配線に影響を与える可能性がある。これは、ＲＦパワーモジュール３０１の周波数特性のずれや、電力付加効率の低下を招く可能性がある。
【０１１６】
図３１は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａの要部側面図であり、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル６ｃが示されている。図３２および図３３は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａの要部断面図であり、封止樹脂７の図示を省略し、配線基板３上に実装された空芯コイル６ｃが示されている。図３１は、上記図３０と同様の向きで配線基板３上の空芯コイル６ｃを見たものに対応する。また、図３１には、空芯コイル６ｃで生じる磁束（磁界）３３ａを矢印で模式的に示してある。また、図３１は側面図であるが、理解を簡単にするために、半田３２の図示を省略し、更に、空芯コイル６ｃを構成する導体線３１のうち、絶縁被膜が除去されている部分（すなわち導体部が露出している部分）にハッチングを付してある。また、図３２は、図３１のＡ−Ａ線の断面にほぼ対応し、図３３は、図３１のＢ−Ｂ線の断面にほぼ対応する。
【０１１７】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａは、空芯コイル６の代わりに空芯コイル６ｃを用いたこと以外は、上記実施の形態１のＲＦパワーモジュール１とほぼ同様の構成を有しているので、ここではその説明は省略する。
【０１１８】
図３１〜図３３に示されるように、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａでは、絶縁被膜で覆われた導体線３１を螺旋状に複数回巻く（巻回する、巻き回す）ことにより形成された面実装型の空芯コイル６ｃが配線基板３上に実装されており、この空芯コイル６ｃのうち、両方の端部近傍領域６ｅは配線基板３の上面（主面）３ａに接触しているが、両端部近傍領域６ｅに比べて中央部６ｄが、配線基板３の上面（主面）３ａから遠ざけられて配線基板３の上面３ａと接触しないようにされている。
【０１１９】
空芯コイル６ｃは、配線基板３に対向する側において中央部６ｄが端部近傍領域６ｅよりも窪むように導体線３１を巻く（巻き回す）ことで、形成されている。すなわち、中央部６ｄにおけるコイル径（コイルの直径、導体線３１を巻き回す直径）が、端部近傍領域６ｅにおけるコイル径（コイルの直径、導体線３１を巻き回す直径）よりも小さくなるように、導体線３１が巻かれて空芯コイル６ｃが形成されている。
【０１２０】
空芯コイル６ｃの中央部６ｄでは、導体線３１の表面が絶縁被膜で覆われているが、中央部６ｄよりもコイル径が大きな両端部近傍領域６ｅでは、導体線３１の絶縁被膜が除去されている。空芯コイル６ｃの端部近傍領域６ｅは、それぞれ、半田３２のような導電性の接合材により、端部近傍領域６ｅの下に配置された基板側端子１２ａ（電極）に接合され、電気的に接続されている。
【０１２１】
中央部６ｄよりもコイル径が大きな両端部近傍領域６ｅは、それぞれ、導体線３１が１巻き（１ターン）以上、より好ましくは２巻き（２ターン）巻かれて（巻き回されて）形成されている。これにより、配線基板３上に空芯コイル６ｃを容易かつ安定して実装することができる。
【０１２２】
本実施の形態では、ＲＦパワーモジュール１ａの配線基板３の上面３ａに面実装した空芯コイル６ｃにおいて、空芯コイル６ｃの両方の端部近傍領域６ｅの下部は配線基板３の上面３ａに接触しているが、中央部６ｄは配線基板３の上面３ａから浮いた状態にされており、中央部６ｄは配線基板３の上面３ａから所定の距離だけ間隔を空けて離れている。このため、空芯コイル６ｃで発生した磁束（磁界）３３ａが配線基板３の表面または内部の配線に与える影響を減少させることができ、ＲＦパワーモジュール１ａの周波数特性のずれや、電力付加効率の低下を防止することができ、ＲＦパワーモジュール１ａの性能を向上させることができる。また、空芯コイル６ｃの高さが高くなるのを防止できるので、ＲＦパワーモジュール１ａの厚みが厚くなるのを防止できる。
【０１２３】
また、本実施の形態は、空芯コイル６ｃで発生した磁束（磁界）３３ａが配線基板３の配線に与える影響を減少できることから、空芯コイル６ｃの直下の位置の配線基板３に配線が存在している場合に適用すれば、より効果が大きい。
【０１２４】
次に、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａの製造工程のうち、空芯コイル６ｃの製造工程および配線基板３上への空芯コイル６ｃの実装（搭載）工程の一例について説明する。
【０１２５】
図３４〜図３７は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａに用いられる空芯コイル６ｃの製造工程および実装工程の説明図である。このうち、図３４は要部斜視図、図３５〜図３７は要部側面図に対応する。
【０１２６】
本実施の形態で用いられる空芯コイル６ｃは、例えば次のようにして製造し、配線基板３に実装することができる。
【０１２７】
空芯コイル６ｃの製造装置（空芯コイルの自動巻き装置）は、図３４および図３５に示されるように、それぞれスリーブ（図示せず）などから突出する一対の巻芯（巻き付け芯、巻き線用棒）２８２ａ，２８２ｂを有している。各巻芯２８２ａ，２８２ｂは、断面が略円形のベース部２８２ｄと、ベース部２８２ｄに一体的に連結され、断面が略半円形の先端部２８２ｃとを有している。巻芯２８２ａと巻芯２８２ｂとは、鏡面対称の関係にあり、互いに対向する先端部２８２ｃの先端面同士が合わされることによって、一体的化されている。また、各巻芯２８２ａ，２８２ｂのベース部２８２ｄの下部に平坦面（平端部）を設けて、空芯コイル６ｃの実装時の安定性を高めることもできる。
【０１２８】
このような製造装置の一体化された一対の巻芯２８２ａ，２８２ｂに、図３６に示されるように、銅線（絶縁被膜付きの銅線）などからなる導体線３１を所定の回数巻きつけてから、導体線３１を所定の位置で切断する。これにより、導体線３１からなる空芯コイル６ｃが巻芯２８２ａ，２８２ｂに巻きつけられた状態が得られる。この際、巻芯２８２ａ，２８２ｂの先端部２８２ｃに巻きつけられた導体線３１により空芯コイル６ｃの中央部６ｄが形成され、巻芯２８２ａ，２８２ｂのベース部２８２ｄに巻きつけられた導体線３１により空芯コイル６ｃの端部近傍領域６ｅが形成される。巻芯２８２ａ，２８２ｂの先端部２８２ｃに巻きつけられて中央部６ｄとなる部分の導体線３１は絶縁被膜で覆われているが、巻芯２８２ａ，２８２ｂのベース部２８２ｄに巻きつけられて端部近傍領域６ｅとなる部分の導体線３１は、絶縁被膜が除去されている。
【０１２９】
次に、図３７に示されるように、下方からバックアップステージ（図示せず）が上昇し、上方から実装用ノズル２８５が下降し、巻芯２８２ａ，２８２ｂに巻きつけられた空芯コイル６ｃを実装用ノズル２８５とバックアップステージとで挟む。それから、巻芯２８２ａ，２８２ｂを互いに逆方向に移動し、導体線３１からなる空芯コイル６から巻芯２８２ａ，２８２ｂを引き抜く（抜き取る）。これにより、空芯コイル６ｃが得られるが、この空芯コイル６ｃは、空芯コイル６ｃから巻芯２８２ａ，２８２ｂが抜き取られても、実装用ノズル２８５に吸着（ピックアップ）されている。
【０１３０】
その後、実装用ノズル２８５を上昇させ、実装用ノズル２８５に吸着（ピックアップ）された空芯コイル６ｃを実装用ノズル２８５とともに移動させ、この空芯コイル６ｃを配線基板３（図示省略）上に実装する。すなわち、実装用ノズル２８５に吸着された空芯コイル６ｃを実装用ノズル２８５とともに配線基板３上に移動させ、配線基板３の上面３ａの空芯コイル６ｃの搭載予定位置上に空芯コイル６ｃを配置する。この際、配線基板３の基板側端子１２ａ（空芯コイル６を接続すべき基板側端子１２ａ）上に、空芯コイル６ｃの端部近傍領域６ｅが位置するようにする。このように、実装用ノズル２８５に吸着された空芯コイル６ｃを、部品フィーダなどに備蓄することなく、速やかに配線基板３の上面３ａに実装する。
【０１３１】
それから、図３４〜図３７の工程を繰り返す。
【０１３２】
このように、径が小さな先端部２８２ｃと、それよりも径が大きなベース部２８２ｄとを有する巻芯２８２ａ，２８２ｂを一対用意し、それらを合わせて一体化した巻芯に導体線３１を巻きつけることで、端部近傍領域６ｅよりも中央部６ｄの方がコイル径が小さな空芯コイル６ｃを形成することができる。そして、各巻芯２８２ａ，２８２ｂを互いに逆方向に引き抜くことにより、空芯コイル６ｃを巻芯２８２ａ，２８２ｂから分離することができる。
【０１３３】
（実施の形態３）
図３８および図３９は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ｂの要部側面図であり、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル６ｆが示されている。図３８は、上記実施の形態２の図３１に対応するものであり、図３９は、上記実施の形態１の図１３に対応するものである。
【０１３４】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ｂは、空芯コイル６，６ｃの代わりに空芯コイル６ｆを用いたこと以外は、上記実施の形態１，２のＲＦパワーモジュール１，１ａとほぼ同様の構成を有しているので、ここではその説明は省略する。
【０１３５】
本実施の形態は、上記実施の形態１と上記実施の形態２とを組み合わせたものである。すなわち、図３８および図３９に示されるように、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ｂでは、面実装型の空芯コイル６ｆが配線基板３の上面３ａ上に実装されている。この空芯コイル６ｆは、上記実施の形態１の空芯コイル６と同様に、絶縁被膜で覆われた導体線３１を螺旋状に複数回巻くことにより形成されたコイル部（コイル本体）６ａと、コイル部６ａの両端に接続されてコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在する導体線３１からなる端子部６ｂとにより構成されている。空芯コイル６ｆを構成する導体線３１のうち、コイル部６ａの導体線３１は、表面が絶縁被膜で覆われているが、端子部６ｂの導体線３１は、絶縁被膜が除去されて導体部が露出された状態となっている。空芯コイル６ｆのコイル部６ａから離れた位置にあり、コイル部６ａの両端の下には延在していない基板側端子１２ａに、半田３２のような導電性の接合材を介して、空芯コイル６ｆの端子部６ｂが接合され、電気的に接続されている。
【０１３６】
そして、上記実施の形態２の空芯コイル６ｃと同様に、配線基板３に対向する側において、空芯コイル６ｆのコイル部６ａの中央部６ｄがコイル部６ａの端部近傍領域６ｅよりも窪むように導体線３１を巻くことで空芯コイル６ｆが形成されている。すなわち、空芯コイル６ｆのコイル部６ａの中央部６ｄにおけるコイル径が、空芯コイル６ｆのコイル部６ａの端部近傍領域６ｅにおけるコイル径よりも小さくなるように導体線３１を巻くことで、空芯コイル６ｆが形成されている。これにより、空芯コイル６ｆのコイル部６ａのうち、両方の端部近傍領域６ｅは配線基板３の上面３ａに接触しているが、両端部近傍領域６ｅに比べて中央部６ｄは、配線基板３の上面（主面）３ａから遠ざけられて配線基板３の上面３ａと接触しないようにされている。
【０１３７】
また、空芯コイル６ｆのコイル部６ａの中央部６ｄおよび両端部近傍領域６ｅでは、導体線３１の表面が絶縁被膜で覆われており、端子部６ｂでは、導体線３１の絶縁被膜が除去されている。
【０１３８】
空芯コイル６ｆのコイル部６ａでは、中央部６ｄよりもコイル径が大きな両端部近傍領域６ｅは、それぞれ、導体線３１が１巻き（１ターン）以上、より好ましくは２巻き（２ターン）巻かれて形成されており、これにより、配線基板３上に空芯コイル６ｆを容易かつ安定して実装することができる。
【０１３９】
本実施では、上記実施の形態１と上記実施の形態２の両方の効果を得ることができる。すなわち、上記実施の形態１と同様に、空芯コイルにより発生する磁束（磁界）の一部が空芯コイルの外側面に付着した半田の影響で遮蔽される現象を防止でき、また、上記実施の形態２と同様に、空芯コイルで発生した磁束（磁界）が配線基板３の表面または内部の配線に与える影響を減少させることができ、これにより、ＲＦパワーモジュールの性能や信頼性をより向上させることができる。
【０１４０】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明は、例えば、移動体通信装置に搭載される高周波電力増幅モジュールのような電子装置に適用して好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールを構成する増幅回路の回路ブロック図である。
【図２】出力整合回路の回路構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールを用いたデジタル携帯電話機システムの一例の説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの構造を示す上面図である。
【図５】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの概念的な斜視図である。
【図７】半導体増幅素子をＬＤＭＯＳＦＥＴにより形成した場合の半導体チップの要部断面図である。
【図８】半導体増幅素子をヘテロ接合型バイポーラトランジスタにより形成した場合の半導体チップの要部断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部斜視図である。
【図１０】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部斜視図である。
【図１１】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部上面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部上面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図１４】第１の比較例のＲＦパワーモジュールの要部斜視図である。
【図１５】第１の比較例のＲＦパワーモジュールの要部斜視図である。
【図１６】第１の比較例のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図１７】第２の比較例のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図１８】第３の比較例のＲＦパワーモジュールの要部断面図である。
【図１９】空芯コイルのＬ値を示すグラフである。
【図２０】空芯コイルのＱ値を示すグラフである。
【図２１】ＲＦパワーモジュールの電力付加効率を示すグラフである。
【図２２】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの製造工程中の断面図である。
【図２３】図２２に続くＲＦパワーモジュールの製造工程中における断面図である。
【図２４】図２３に続くＲＦパワーモジュールの製造工程中における断面図である。
【図２５】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図２６】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図２７】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図２８】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図２９】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３０】第１の比較例のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図３１】本発明の他の実施の形態のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図３２】図３１のＲＦパワーモジュールの要部断面図である。
【図３３】図３１のＲＦパワーモジュールの要部断面図である。
【図３４】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３５】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３６】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３７】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３８】本発明の更に他の実施の形態のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図３９】図３８のＲＦパワーモジュールの他の要部側面図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１，１ａ，１ｂ ＲＦパワーモジュール
２ 半導体チップ
２ａ 電極
２ｂ 裏面電極
３ 配線基板
３ａ 上面
３ｂ 下面
４ 受動部品
６ 空芯コイル
６ａ コイル部
６ｂ 端子部
６ｃ 空芯コイル
６ｄ 中央部
６ｅ 端部近傍領域
６ｆ 空芯コイル
７ 封止樹脂
８ ボンディングワイヤ
１１ 絶縁体層
１２ａ 基板側端子
１２ｂ 外部接続端子
１２ｃ 基準電位供給用端子
１３ ビアホール
１４ 導体層
１５ 半田
１７ 半田
３０ 矢印
３１ 導体線
３２，３２ａ 半田
３３，３３ａ 磁束
１０２Ａ，１０２Ｂ 電力増幅回路
１０２Ａ１，１０２Ａ２，１０２Ａ３，１０２Ｂ１，１０２Ｂ２，１０２Ｂ３ 増幅段
１０２ＡＭ１，１０２ＡＭ２，１０２ＢＭ１，１０２ＢＭ２ 整合回路
１０３ 周辺回路
１０３Ａ 制御回路
１０３Ａ１ 電源制御回路
１０３Ａ２ バイアス電圧生成回路
１０３Ｂ バイアス回路
１０４ａ，１０４ｂ 入力端子
１０５Ａ，１０５Ｂ 整合回路
１０６ａ，１０６ｂ 出力端子
１０７Ａ，１０７Ｂ 整合回路
１１１ 伝送線路
１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ 容量素子
１１３，１１３ａ，１１３ｂ インダクタ素子
１１４ 入力端子
１１５ 出力端子
１５１ フロントエンド・モジュール
１５２ ベースバンド回路
１５３ 変復調用回路
ＦＬＴ１，ＦＬＴ２ フィルタ
１５４ａ，１５４ｂ スイッチ回路
１５６ 分波器
Ｃ５，Ｃ６ コンデンサ
ＣＮＴ１，ＣＮＴ２ 切換信号
２０１ 半導体基板
２０２ エピタキシャル層
２０３ 溝
２０４ ｐ型打抜き層
２０５ 素子分離領域
２０６ ｐ型ウエル
２０７ ゲート絶縁膜
２０８ ゲート電極
２０９ ｎ−型オフセットドレイン領域
２１０ ｎ−型ソース領域
２１１ サイドウォールスペーサ
２１２ ｎ型オフセットドレイン領域
２１３ ｎ＋型ドレイン領域
２１４ ｎ＋型ソース領域
２１５ ｐ＋型半導体領域
２２１ 絶縁膜
２２２ コンタクトホール
２２３ プラグ
２２４ 配線
２２４ａ ソース電極
２２４ｂ ドレイン電極
２２５ 絶縁膜
２２６ スルーホール
２２７ プラグ
２２８ 配線
２２９ 表面保護膜
２３０ 裏面電極
２５１ ＧａＡｓ基板
２５２ サブコレクタ層
２５３ ＨＢＴ
２５４ コレクタ電極
２５５ コレクタメサ
２５６ ベースメサ
２５７ ベース電極
２５８ エミッタ層
２５９ エミッタ電極
２６１ 絶縁膜
２６２ コンタクトホール
２６３ コレクタ配線
２６４ 絶縁膜
２６５ スルーホール
２６６ エミッタ配線
２８１ スリーブ
２８２ 巻芯
２８２ａ，２８２ｂ 巻芯
２８２ｃ 先端部
２８２ｄ ベース部
２８４ バックアップステージ
２８５ 実装用ノズル
２８６ 矢印
３０１ ＲＦパワーモジュール
３０６ 空芯コイル
３０６ｂ 端子部
３１２ａ 基板側端子
３３０ 矢印
３３１ 導体線
３３２ 半田
３３３ 磁束
４０１ ＲＦパワーモジュール
４０６ 空芯コイル
４０６ａ コイル部
４０６ｂ 半田付け端部
４１２ａ 基板側端子
４３１ 導体線
４３２ 半田
５０１ ＲＦパワーモジュール
５０３ 配線基板
５０３ａ 上面
５０６ 空芯コイル
５０６ｂ 端子部
５１２ａ 基板側端子
５３１ 導体線
５３２ 半田
５３４ 孔部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置に関し、特に、移動体通信装置に搭載される高周波電力増幅モジュールに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式、ＰＣＳ（Personal Communication Systems）方式、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式といった通信方式に代表される移動体通信装置（いわゆる携帯電話）が世界的に普及している。
【０００３】
一般に、この種の移動体通信装置は、電波の放射と受信をするアンテナ、電力変調された高周波信号を増幅してアンテナへ供給する高周波電力増幅器（電力増幅モジュール）、アンテナで受信した高周波信号を信号処理する受信部、これらの制御を行う制御部、そしてこれらに電源電圧を供給する電池（バッテリー）で構成される。
【０００４】
特開平１０−６４７３１号公報（特許文献１）には、絶縁保護被膜を設けた銅線を所定寸法に切断し、この銅線の両端部で形成する端子部の絶縁保護被膜を剥離した後、この銅線の中央部を所定回数巻回してコイル部を形成し、前記端子部を表面実装に適した形状に曲げ加工を施し、前記コイル部に樹脂を適宜塗布した汎用表面実装タイプ高周波用空芯コイルに関する技術が記載されている。
【０００５】
特開平６−２３６８１６号公報（特許文献２）には、複数の巻線によって形成されるコイル本体の両端のリード端部を、該コイル本体の外径より長くなるように下方に垂下し、それぞれの端部を互いに内側方向に折曲して半田付け端部を形成する技術が記載されている。
【０００６】
特開平６−５３０４２号公報（特許文献３）には、芯線を巻き回して形成されるコイル部と該コイル部の両終端の取付端部で構成され、コイル部の下端にはプリント基板に載置するための略かまぼこ型の平坦面部が形成され、上記取付端部はそれぞれコイル部の芯線の巻き線方向と逆方向に折り曲げられて、上記コイル部の平坦面部と面一状態を構成している空芯コイルに関する技術が記載されている。
【０００７】
国際公開第０２／０５２５８９号パンフレット（特許文献４）には、２つの増幅系を有し、増幅系は、複数の増幅段を従属接続した構成になり、各増幅系の最終増幅段と電源電圧端子との間に、空芯コイルが直列に接続された高周波電力増幅装置に関する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−６４７３１号公報
【特許文献２】特開平６−２３６８１６号公報
【特許文献３】特開平６−５３０４２号公報
【特許文献４】国際公開第０２／０５２５８９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者の検討によれば、次のことが分かった。
【０００９】
従来、米国内では携帯電話の通信方式にＧＳＭ方式を採用していなかったため、携帯電話に搭載して使用する電力増幅モジュールのような電子装置は、ＧＳＭ帯としては、主に欧州で使用されているＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）に対応すればよかった。
【００１０】
しかしながら、近年、米国内でもＧＳＭ方式を採用し始めたため、電力増幅モジュールは、ＧＳＭ帯として、主に北米で使用されるＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）と主に欧州で使用されるＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）の両方に対応することが求められ、電力増幅モジュールの広帯域化が要求されるようになった。
【００１１】
そこで、電力増幅モジュールの広帯域化について、本発明者が検討したところ、電力増幅モジュールの電力増幅回路の出力整合回路の構成を調整し、一方の端子がグランド（ＧＮＤ）に接続されたインダクタ素子（後述するインダクタ素子１１３ａに対応）を追加することにより、電力増幅モジュールの周波数特性の広帯域化が可能になることが分かった。
【００１２】
広帯域化に加えて、更に、携帯電話の高性能化を図るために、電力増幅モジュールの電力付加効率をより高めて、電力増幅モジュールの性能を向上させることが求められている。しかしながら、出力整合回路に単にインダクタ素子を追加しただけでは、周波数特性を広帯域化することはできても、電力付加効率のような電力増幅モジュールの性能を十分に向上させることはできず、広帯域化のために出力整合回路に追加したインダクタンス素子のＱ値をより高めることが必要であることが、本発明者の検討により分かった。
【００１３】
本発明の目的は、電子装置の性能を向上させることができる技術を提供することにある。
【００１４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１６】
本発明は、異なる複数の周波数帯の信号を出力可能な電力増幅回路を有する電子装置であって、複数の電極を有する配線基板と、前記配線基板の主面上に搭載された前記電力増幅回路を含む半導体チップと、前記配線基板の前記主面上に搭載された面実装型の空芯コイルとを有し、前記空芯コイルは導体線を複数回巻いたコイル部と前記コイル部の両端にそれぞれ接続された前記導体線からなる２つの端子部で構成され、前記コイル部の前記導体線は絶縁膜で被覆され、前記空芯コイルの前記各端子部は、前記コイル部から離れる方向に向かう方向に延在し、前記配線基板の前記電極と電気的に接続されているものである。
【００１７】
また、本発明は、第１の電力増幅回路を含む複数の電力増幅回路を有する電子装置であって、複数の電極を有する配線基板と、前記配線基板の主面上に搭載された前記複数の電力増幅回路を含む半導体チップと、前記配線基板の前記主面上に搭載された面実装型の空芯コイルとを有し、前記第１の電力増幅回路は異なる複数の周波数帯の信号を増幅可能であり、前記空芯コイルは前記第１の電力増幅回路の出力整合回路に使用され、前記空芯コイルは導体線を複数回巻いたコイル部と前記コイル部の両端にそれぞれ接続された前記導体線からなる２つの端子部で構成され、前記コイル部の前記導体線は絶縁膜で被覆され、前記空芯コイルの前記各端子部は、前記コイル部から離れる方向に向かう方向に延在し、前記配線基板の前記電極と電気的に接続されているものである。
【００１８】
また、本発明は、電力増幅回路を有する電子装置であって、複数の電極を有する配線基板と、前記配線基板の主面上に搭載された前記電力増幅回路を含む半導体チップと、前記配線基板の前記主面上に搭載された面実装型の空芯コイルとを有し、前記空芯コイルは導体線を複数回巻くことにより形成されており、前記空芯コイルのうち、両端部近傍領が前記配線基板の前記主面に接触し、前記両端部近傍領域に比べて中央部が前記配線基板の前記主面から遠ざけられて前記配線基板と接触していないものである。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２０】
電子装置の性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２３】
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図や斜視図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態は、例えばＧＳＭ方式などのネットワークを利用して情報を伝送するデジタル携帯電話（移動体通信装置）に使用（搭載）されるＲＦ（Radio Frequency）パワーモジュールなどの電力増幅モジュール（電子装置）である。
【００２５】
ここで、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）は、デジタル携帯電話に使用されている無線通信方式の１つまたは規格をいう。
【００２６】
ＧＳＭ方式携帯電話に使用されるＲＦパワーモジュール（高周波電力増幅器）は、ＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）、ＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）、ＤＣＳ（Digital Cellular System）帯（１７１０〜１７８５ＭＨｚ）およびＰＣＳ（Personal Communication Services）帯（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）の４つの周波数帯のＲＦ信号（信号、高周波信号）を送信できるＲＦパワーモジュールが主流となっている。なお、ＵＳＧＳＭ帯は主に北米で使用され、ＥＵＧＳＭ帯は主に欧州で使用されている。
【００２７】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール（電子装置）１は、例えばこれらの周波数帯（高周波帯）で使用されるＲＦパワーモジュールである。
【００２８】
図１は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール（高周波電力増幅器、高周波電力増幅装置、高周波電力増幅モジュール、電力増幅モジュール、電力増幅器モジュール、ＲＦモジュール、半導体装置、電子装置、ＨＰＡ（High Power Amplifier））１を構成する増幅回路の回路ブロック図を示している。
【００２９】
図１に示されるように、ＲＦパワーモジュール１の回路構成は、３つの増幅段１０２Ａ１，１０２Ａ２，１０２Ａ３からなるＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の電力増幅回路１０２Ａと、３つの増幅段１０２Ｂ１，１０２Ｂ２，１０２Ｂ３からなるＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の電力増幅回路１０２Ｂと、それら電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂの増幅動作の制御や補佐などを行う周辺回路１０３とを有している。ＲＦパワーモジュール１の回路構成は、更に、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の入力端子１０４ａと電力増幅回路１０２Ａ（１段目の増幅段１０２Ａ１）との間の整合回路（入力整合回路）１０５Ａと、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の入力端子１０４ｂと電力増幅回路１０２Ｂ（１段目の増幅段１０２Ｂ１）との間の整合回路（入力整合回路）１０５Ｂとを有している。ＲＦパワーモジュール１の回路構成は、更に、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の出力端子１０６ａと電力増幅回路１０２Ａ（３段目の増幅段１０２Ａ３）との間の整合回路（出力整合回路）１０７Ａと、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の出力端子１０６ｂと電力増幅回路１０２Ｂ（３段目の増幅段１０２Ｂ３）との間の整合回路（出力整合回路）１０７Ｂとを有している。従って、電力増幅回路１０２Ａの出力が整合回路１０７Ａを経て出力端子１０６ａから出力され、電力増幅回路１０２Ｂの出力が整合回路１０７Ｂを経て出力端子１０６ｂから出力されるようになっている。
【００３０】
ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の電力増幅回路１０２Ａの増幅段１０２Ａ１と増幅段１０２Ａ２の間には段間用の整合回路（段間整合回路）１０２ＡＭ１が設けられ、増幅段１０２Ａ２と増幅段１０２Ａ３の間には段間用の整合回路（段間整合回路）１０２ＡＭ２が設けられている。また、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の電力増幅回路１０２Ｂの増幅段１０２Ｂ１と増幅段１０２Ｂ２の間には段間用の整合回路（段間整合回路）１０２ＢＭ１が設けられ、増幅段１０２Ｂ２と増幅段１０２Ｂ３の間には段間用の整合回路（段間整合回路）１０２ＢＭ２が設けられている。
【００３１】
このうち、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の電力増幅回路１０２Ａ（増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３）と、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の電力増幅回路１０２Ｂ（１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）と、周辺回路１０３とは、１つの半導体チップ（半導体増幅素子チップ、高周波用電力増幅素子チップ）２内に形成されている。他の形態として、電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂおよび周辺回路１０３を、複数の半導体チップにより形成することもでき、例えば、増幅段１０２Ａ１，１０２Ｂ１が形成された半導体チップと、増幅段１０２Ａ２，１０２Ｂ２が形成された半導体チップと、増幅段１０２Ａ３，１０２Ｂ３が形成された半導体チップとを個別に形成することもできる。
【００３２】
周辺回路１０３は、制御回路１０３Ａと、上記増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３にバイアス電圧を印加するバイアス回路１０３Ｂなどを有している。制御回路１０３Ａは、上記電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂに印加する所望の電圧を発生する回路であり、電源制御回路１０３Ａ１およびバイアス電圧生成回路１０３Ａ２を有している。電源制御回路１０３Ａ１は、上記増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３の各々の出力用の増幅素子（例えばＭＩＳＦＥＴ）のドレイン端子に印加される第１電源電圧を生成する回路である。また、上記バイアス電圧生成回路１０３Ａ２は、上記バイアス回路１０３Ｂを制御するための第１制御電圧を生成する回路である。ここでは、電源制御回路１０３Ａ１が外部のベースバンド回路から供給される出力レベル指定信号に基づいて上記第１電源電圧を生成すると、バイアス電圧生成回路１０３Ａ２が電源制御回路１０３Ａ１で生成された上記第１電源電圧に基づいて、上記第１制御電圧を生成するようになっている。上記ベースバンド回路は、上記出力レベル指定信号を生成する回路である。この出力レベル指定信号は、電力増幅回路１０２Ａ、１０２Ｂの出力レベルを指定する信号で、携帯電話と基地局との間の距離、すなわち、電波の強弱に応じた出力レベルに基づいて生成されているようになっている。
【００３３】
ＲＦパワーモジュール１のＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の入力端子１０４ａに入力されたＲＦ入力信号は、整合回路１０５Ａを経て半導体チップ２に入力され、半導体チップ２内の電力増幅回路１０２Ａ、すなわち３つの増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３で増幅されて半導体チップ２から出力され、整合回路１０７Ａを経てＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯用の出力端子１０６ａからＲＦ出力信号として出力される。また、ＲＦパワーモジュール１のＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の入力端子１０４ｂに入力されたＲＦ入力信号は、整合回路１０５Ｂを経て半導体チップ２に入力され、半導体チップ２内の電力増幅回路１０２Ｂ、すなわち３つの増幅段１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３で増幅されて半導体チップ２から出力され、整合回路１０７Ｂを経てＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯用の出力端子１０６ｂからＲＦ出力信号として出力される。各整合回路１０２ＡＭ１，１０２ＡＭ２，１０５Ａ，１０７Ａ，１０２ＢＭ１，１０２ＢＭ２，１０５Ｂ，１０７Ｂは、インピーダンスの整合を行う回路である。
【００３４】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、ＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）、ＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）、ＤＣＳ帯（１７１０〜１７８５ＭＨｚ）およびＰＣＳ帯（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）の４つの周波数帯のＲＦ信号（高周波信号）を送信できるように構成されている。そして、これら４つの周波数帯のうち、周波数が近いＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯とを同じ電力増幅回路１０２Ａにより増幅し、周波数が近いＤＣＳ帯とＰＣＳ帯とを同じ電力増幅回路１０２Ｂにより増幅する回路構成をとっている。このように、ＲＦパワーモジュール１は、異なる複数の周波数帯の信号を出力可能な、電力増幅回路を有する電子装置である。
【００３５】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、複数系統の電力増幅回路、ここでは２系統の電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂを有し、各電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂに整合回路が接続されている。そして、電力増幅回路１０２Ａは、異なる複数の周波数帯、ここではＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯の信号を増幅可能に構成され、電力増幅回路１０２Ｂは、異なる複数の周波数帯、ここではＤＣＳ帯とＰＣＳ帯の信号を増幅可能に構成されている。従って、電力増幅回路１０２Ａの送信周波数帯は、ＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯を含む周波数帯である８２４〜９１５ＭＨｚ帯となり、電力増幅回路１０２Ａは、８２４〜９１５ＭＨｚの信号を増幅可能に構成され、また、電力増幅回路１０２Ｂの送信周波数帯は、ＤＣＳ帯とＰＣＳ帯を含む周波数帯である１７１０〜１９１０ＭＨｚ帯となり、電力増幅回路１０２Ｂは、１７１０〜１９１０ＭＨｚの信号を増幅可能に構成される。
【００３６】
図２は、整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂの回路構成例を示す回路図（等価回路図）である。
【００３７】
図２に示されるように、伝送線路１１１、容量素子１１２（ここでは容量素子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ）およびインダクタ素子１１３（ここではインダクタ素子１１３ａ，１１３ｂ）によって、各整合回路１０７Ａ，１０７Ｂが構成されている。
【００３８】
整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの入力端子１１４は、電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂの出力に接続（電気的に接続）されており、整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの出力端子１１５は、ＲＦパワーモジュール１の出力端子１０６ａ，１０６ｂに接続（電気的に接続）されている。また、図２の端子１１６は、他の回路に接続される。従って、電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂで増幅されたＲＦ信号（高周波信号）は、整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの入力端子１１４に入力されて整合回路１０７Ａ，１０７Ｂでインピーダンスの整合が行われ、整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの出力端子１１５から出力されて、ＲＦパワーモジュール１の出力端子１０６ａ，１０６ｂから出力される。なお、整合回路１０７Ａと整合回路１０７Ｂとは同様の回路構成を有しているが、容量素子１１２ａ〜１１２ｄの容量値と伝送線路１１１およびインダクタ素子１１３ａ，１１３ｂのインダクタンス値は、整合回路１０７Ａと整合回路１０７Ｂとでは異なっており、各整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの周波数帯などを考慮して、独立に設計することができる。本実施の形態では、詳細は後述するが、整合回路１０７Ａ，１０７Ｂのインダクタ素子１１３ａを、空芯コイル（後述する空芯コイル６に対応）により構成している。整合回路１０７Ａ，１０７Ｂの各容量素子１１２は、例えばチップコンデンサ（後述する受動部品４に対応する）により構成している。また、インダクタ素子１１３ｂは、チップインダクタにより構成することもできるが、インダクタ素子１１３ａと同様に空芯コイル（後述する空芯コイル６に対応）により構成すれば、より好ましい。
【００３９】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１では、１系統の電力増幅回路１０２Ａにより、ＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）とＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）の高周波信号を増幅し、他の１系統の電力増幅回路１０２Ｂにより、ＤＣＳ帯（１７１０〜１７８５ＭＨｚ）とＰＣＳ帯（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）の高周波信号を増幅しているので、各電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂで増幅すべき周波数帯が広くなっている。このため、ＲＦパワーモジュール１の電力付加効率の周波数特性を広帯域化する必要があり、各電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂで行う高周波信号の増幅の電力付加効率を、広い周波数帯で高める必要がある。すなわち、ＲＦパワーモジュール１の電力増幅回路１０２Ａで行う高周波信号の増幅の電力付加効率は、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯を含む周波数帯、すなわち８２４〜９１５ＭＨｚで高くする必要があり、ＲＦパワーモジュール１の電力増幅回路１０２Ｂで行う高周波信号の増幅の電力付加効率は、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯を含む周波数帯、すなわち１７１０〜１９１０ＭＨｚで高くする必要がある。
【００４０】
本発明者の検討によれば、出力整合回路である整合回路１０７Ａ，１０７Ｂにおいて、図２に示されるように、一方の端子がグランド（ＧＮＤ）に接続されたインダクタ素子１１３ａを導入（追加）することで、インダクタ素子１１３ａがない場合に比べて、電力付加効率の周波数特性を広帯域化でき、各電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂにより行う増幅の電力付加効率を、より広い周波数帯で高めることができることが分かった。このため、本実施の形態では、出力整合回路である整合回路１０７Ａにインダクタ素子１１３ａを導入することで、ＲＦパワーモジュール１の電力増幅回路１０２Ａで行う高周波信号の増幅の電力付加効率を、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯を含む周波数帯（８２４〜９１５ＭＨｚ）全体で高くすることが可能になる。また、出力整合回路である整合回路１０７Ｂにインダクタ素子１１３ａを導入することで、ＲＦパワーモジュール１の電力増幅回路１０２Ｂで行う高周波信号の増幅の電力付加効率を、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯を含む周波数帯（１７１０〜１９１０ＭＨｚ）全体で高くすることが可能になる。
【００４１】
次に、図３は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１を用いたデジタル携帯電話機システムＤＰＳの一例を示している。図３の符号ＡＮＴは信号電波の送受信用のアンテナ、符号１５１はフロントエンド・モジュール、符号１５２は音声信号をベースバンド信号に変換したり、受信信号を音声信号に変換したり、変調方式切換信号やバンド切換信号を生成したりするベースバンド回路である。図３の符号１５３は受信信号をダウンコンバートして復調し、ベースバンド信号を生成したり送信信号を変調したりする変復調用回路、符号ＦＬＴ１，ＦＬＴ２は受信信号からノイズや妨害波を除去するフィルタである。フィルタＦＬＴ１はＵＳＧＳＭおよびＥＵＧＳＭ用、フィルタＦＬＴ２はＤＣＳおよびＰＣＳ用である。ベースバンド回路１５２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やマイクロプロセッサ、半導体メモリ等の複数の半導体集積回路で構成されている。フロントエンド・モジュール１５１は、スイッチ回路１５４ａ，１５４ｂ、コンデンサＣ５，Ｃ６および分波器１５６を有している。スイッチ回路１５４ａ，１５４ｂは送受信切り換え用のスイッチ回路、コンデンサＣ５，Ｃ６は受信信号から直流成分をカットする素子、分波器１５６は、ＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯の信号と、ＤＣＳ帯およびＰＣＳ帯の信号とを分波する回路であり、これら回路および素子は１つの配線基板上に搭載されてモジュールとされている。なお、スイッチ回路１５４ａ，１５４ｂの切換信号ＣＮＴ１，ＣＮＴ２は上記ベースバンド回路１５２から供給される。
【００４２】
図４は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の構造を示す概念的な上面図（平面図）であり、図５は本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の概念的な断面図であり、図６は本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の概念的な斜視図である。図４および図６は、封止樹脂７を透視した状態が示されている。また、図５は断面図（側面断面図）に対応するが、ＲＦパワーモジュール１の概念的な構造が示されており、図４や図６の構造を所定の位置で切断した断面とは完全には一致していない。また、図４および図６はＲＦパワーモジュール１の概念的な構造が示されたものであり、図４の上面図と図６の斜視図とでは、配線基板３の上面３ａでの各部品の配置位置は完全には一致していない。
【００４３】
図４〜図６に示される本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、配線基板３と、配線基板３上に搭載（実装）された半導体チップ（半導体素子、能動素子）２と、配線基板３上に搭載（実装）された受動部品（受動素子、チップ部品）４と、配線基板３上に搭載（実装）された空芯コイル６と、半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６を含む配線基板３の上面３ａを覆う封止樹脂（封止樹脂部、封止部、封止体）７とを有している。半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６は、配線基板３の導体層（電極、端子、配線）に電気的に接続されている。また、ＲＦパワーモジュール１は、例えば図示しない外部回路基板またはマザーボードなどに実装することもできる。
【００４４】
配線基板（多層基板、多層配線基板、モジュール基板）３は、例えば、複数の絶縁体層（誘電体層）１１と、複数の導体層または配線層（図示せず）とを積層して一体化した多層基板（多層配線基板）である。図５では、４つの絶縁体層１１が積層されて配線基板３が形成されているが、積層される絶縁体層１１の数はこれに限定されるものではなく種々変更可能である。配線基板３の絶縁体層１１を形成する材料としては、例えばアルミナ（酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３）などのようなセラミック材料を用いることができる。この場合、配線基板３はセラミック多層基板である。配線基板３の絶縁体層１１の材料は、セラミック材料に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばガラスエポキシ樹脂などを用いても良い。
【００４５】
配線基板３の上面（表面、主面）３ａ上と下面（裏面、主面）３ｂ上と絶縁体層１１間とには、配線形成用の導体層（配線層、配線パターン、導体パターン）が形成されている。配線基板３の最上層の導体層によって、配線基板３の上面３ａに導電体からなる基板側端子（電極、端子、配線パターン）１２ａが複数形成され、配線基板３の最下層の導体層によって、配線基板３の下面３ｂに導電体からなる外部接続端子（端子、電極、モジュール電極）１２ｂが複数形成されている。外部接続端子１２ｂは、例えば、図１における入力端子１０４ａ，１０４ｂ、出力端子１０６ａ，１０６ｂなどに対応するものである。配線基板３の内部、すなわち絶縁体層１１の間にも導体層（配線層、配線パターン、導体パターン）が形成されているが、図５では簡略化のために図示を省略している。また、配線基板３の導体層により形成される配線パターンのうち、基準電位供給用の配線パターン（例えば配線基板３の下面３ｂの基準電位供給用端子１２ｃなど）は、絶縁体層１１の配線形成面の大半の領域を覆うような矩形パターンで形成し、伝送線路用の配線パターンは帯状のパターンで形成することができる。
【００４６】
配線基板３を構成する各導体層（配線層）は、必要に応じて絶縁体層１１に形成されたビアホール（スルーホール）１３内の導体または導体膜を通じて電気的に接続されている。従って、配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａは、必要に応じて配線基板３の上面３ａおよび／または内部の配線層やビアホール１３内の導体膜などを介して結線され、配線基板３の下面３ｂの外部接続端子１２ｂまたは基準電位供給用端子１２ｃに電気的に接続されている。なお、ビアホール１３のうち、半導体チップ２の下方に設けられたビアホール１３ａは、半導体チップ２で生じた熱を配線基板３の下面３ｂ側に伝導させるためのサーマルビアとして機能することもできる。
【００４７】
半導体チップ２は、図１の回路ブロック図において半導体チップ２を示す点線で囲まれた回路構成に対応する半導体集積回路が形成された半導体チップ２である。従って、半導体チップ２は増幅回路（電力増幅回路）を含んでおり、半導体チップ２内（または表層部分）には、電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂ（の増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）を構成する半導体増幅素子、周辺回路１０３を構成する半導体素子および整合回路（段間整合回路）１０２ＡＭ１，１０２ＡＭ２，１０２ＢＭ１，１０２ＢＭ１を構成する受動素子などが形成されている。上記電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂ（の増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）を構成する半導体増幅素子は、例えば、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタまたはＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）などにより構成することができる。このように、ＲＦパワーモジュール１は電力増幅回路（１０２Ａ，１０２Ｂ）を有し、半導体チップ２はその電力増幅回路（１０２Ａ，１０２Ｂ）を含む（構成する）能動素子である。半導体チップ２は、例えば、単結晶シリコンなどからなる半導体基板（半導体ウエハ）に半導体集積回路を形成した後、必要に応じて半導体基板の裏面研削を行ってから、ダイシングなどにより半導体基板を各半導体チップ２に分離したものである。
【００４８】
図７は、一例として、上記電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂ（の増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）を構成する半導体増幅素子をＬＤＭＯＳＦＥＴ(Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor、横方向拡散ＭＯＳＦＥＴ)により形成した場合の半導体チップ２の要部断面図である。
【００４９】
図７に示されるように、ｐ＋型単結晶シリコンからなる半導体基板２０１の主面には、ｐ−型単結晶シリコンからなるエピタキシャル層２０２が形成され、エピタキシャル層２０２の主面の一部には、ＬＤＭＯＳＦＥＴのドレインからソースへの空乏層の延びを抑えるパンチスルーストッパとして機能するｐ型ウエル２０６が形成されている。ｐ型ウエル２０６の表面には、酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜２０７を介してＬＤＭＯＳＦＥＴのゲート電極２０８が形成されている。ゲート電極２０８は、例えばｎ型の多結晶シリコン膜あるいはｎ型の多結晶シリコン膜と金属シリサイド膜の積層膜などからなり、ゲート電極２０８の側壁には、酸化シリコンなどからなるサイドウォールスペーサ２１１が形成されている。
【００５０】
エピタキシャル層２０２の内部のチャネル形成領域を挟んで互いに離間する領域には、ＬＤＭＯＳＦＥＴのソース、ドレインが形成されている。ドレインは、チャネル形成領域に接するｎ−型オフセットドレイン領域２０９と、ｎ−型オフセットドレイン領域２０９に接し、チャネル形成領域から離間して形成されたｎ型オフセットドレイン領域２１２と、ｎ型オフセットドレイン領域２１２に接し、チャネル形成領域からさらに離間して形成されたｎ＋型ドレイン領域２１３とからなる。これらｎ−型オフセットドレイン領域２０９、ｎ型オフセットドレイン領域２１２およびｎ＋型ドレイン領域２１３のうち、ゲート電極２０８に最も近いｎ−型オフセットドレイン領域２０９は不純物濃度が最も低く、ゲート電極２０８から最も離間したｎ＋型ドレイン領域２１３は不純物濃度が最も高い。
【００５１】
ＬＤＭＯＳＦＥＴのソースは、チャネル形成領域に接するｎ−型ソース領域２１０と、ｎ−型ソース領域２１０に接し、チャネル形成領域から離間して形成され、ｎ−型ソース領域２１０よりも不純物濃度が高いｎ＋型ソース領域２１４とからなる。ｎ−型ソース領域２１０の下部には、ｐ型ハロー領域（図示せず）を形成することもできる。
【００５２】
ｎ＋型ソース領域２１４の端部（ｎ−型ソース領域２１０と接する側と反対側の端部）には、ｎ＋型ソース領域２１４と接するｐ型打抜き層２０４が形成されている。ｐ型打抜き層２０４の表面近傍には、ｐ＋型半導体領域２１５が形成されている。ｐ型打抜き層２０４は、ＬＤＭＯＳＦＥＴのソースと半導体基板２０１とを電気的に接続するための導電層であり、例えばエピタキシャル層２０２に形成した溝２０３の内部に埋め込んだｐ型多結晶シリコン膜によって形成される。
【００５３】
ＬＤＭＯＳＦＥＴのｐ型打抜き層２０４（ｐ＋型半導体領域２１５）、ソース（ｎ＋型ソース領域２１４）およびドレイン（ｎ＋型ドレイン領域２１３）のそれぞれの上部には、絶縁膜（層間絶縁膜）２２１に形成されたコンタクトホール２２２内のプラグ２２３が接続されている。ｐ型打抜き層２０４（ｐ＋型半導体領域２１５）およびソース（ｎ＋型ソース領域２１４）には、プラグ２２３を介してソース電極２２４ａ（配線２２４）が接続され、ドレイン（ｎ＋型ドレイン領域２１３）には、プラグ２２３を介してドレイン電極２２４ｂ（配線２２４）が接続されている。
【００５４】
ソース電極２２４ａおよびドレイン電極２２４ｂのそれぞれには、ソース電極２２４ａおよびドレイン電極２２４ｂを覆う絶縁膜（層間絶縁膜）２２５に形成されたスルーホール２２６内のプラグ２２７を介して配線２２８が接続されている。配線２２８の上部には、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層膜からなる表面保護膜（絶縁膜）２２９が形成されている。また、半導体基板２０１の裏面には裏面電極（ソース裏面電極）２３０が形成されている。
【００５５】
図８は、他の一例として、上記電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂ（の増幅段１０２Ａ１〜１０２Ａ３，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ３）を構成する半導体増幅素子をヘテロ接合型バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Heterojunction Bipolar Transistor）により形成した場合の半導体チップ２の要部断面図である。
【００５６】
図８に示されるように、半絶縁性のＧａＡｓ基板（半導体基板）２５１上にｎ＋型ＧａＡｓ層よりなるサブコレクタ層２５２が形成され、サブコレクタ層２５２上にＨＢＴ２５３が形成されている。
【００５７】
各ＨＢＴ２５３は、サブコレクタ層２５２上に形成された金などからなるコレクタ電極２５４と、このコレクタ電極２５４とは所定間隔だけ離間して形成されたコレクタメサ２５５を有している。コレクタメサ２５５は、例えばｎ型ＧａＡｓ層より形成され、コレクタメサ２５５とコレクタ電極２５４はサブコレクタ層２５２を介して電気的に接続されている。
【００５８】
コレクタメサ２５５上には、例えばｐ型ＧａＡｓ層よりなるベースメサ２５６が形成されている。ベースメサ２５６上の周辺領域には金等よりなるベース電極２５７が形成されている。ベースメサ２５６の略中央部上にエミッタ層２５８が形成され、エミッタ層２５８上にエミッタ電極２５９が形成されている。エミッタ層２５８は、例えばｎ型ＩｎＧａＰ層、ＧａＡｓ層およびＩｎＧａＡｓ層を積層した層より形成され、エミッタ電極２５９は、例えばタングステンシリサイドから形成されている。このように、ベースメサ(ｐ型ＧａＡｓ層)２５６とエミッタ層（ｎ型ＩｎＧａＰ層）２５８との間には異種半導体接合（ヘテロ接合）が形成されている。
【００５９】
コレクタ電極２５４には、絶縁膜２６１に形成されたコンタクトホール２６２を介してコレクタ配線２６３が接続されている。エミッタ電極２５９には、絶縁膜２６４，２６１に形成されたスルーホール２６５を介してエミッタ配線２６６が接続されている。エミッタ配線２６６よりも上層の構造については、ここでは図示およびその説明を省略する。
【００６０】
図４〜図６に示されるように、半導体チップ２は配線基板３の上面３ａの導体層１４に、例えば半田１５などの接合材によりフェイスアップでダイボンディングされている。半導体チップ２のダイボンディングには、半田１５の代わりに銀ペーストなどを用いることもできる。半導体チップ２の表面（上面）に形成された複数の電極（ボンディングパッド）２ａは、それぞれ、ボンディングワイヤ（導電性ワイヤ）８を介して配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａに電気的に接続されている。また、半導体チップ２の裏面には裏面電極２ｂが形成されており、この半導体チップ２の裏面電極２ｂは、配線基板３の上面３ａの導体層１４に半田１５などの接合材により接続（接合）され、更にビアホール１３内の導体膜などを介して、配線基板３の下面３ｂの基準電位供給用端子１２ｃに電気的に接続されている。また、他の形態として、配線基板３の上面３ａにキャビティ（窪み）を設け、配線基板３のキャビティ内に半導体チップ２を搭載することもでき、これにより、ＲＦパワーモジュールの薄型化に有利となる。
【００６１】
受動部品４は、抵抗素子（例えばチップ抵抗）、容量素子（例えばチップコンデンサ）またはインダクタ素子（例えばチップインダクタ）などの受動素子からなり、例えばチップ部品からなる。受動部品４は、例えば整合回路（入力整合回路）１０５Ａ，１０５Ｂや整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂなどを構成する受動部品（受動素子）である。また、整合回路（段間整合回路）１０２ＡＭ１，１０２ＡＭ２，１０２ＢＭ１，１０２ＢＭ２を構成する受動素子は、半導体チップ２内に形成しても、あるいは半導体チップ２内に形成せずに、受動部品４により形成してもよい。受動部品４は、配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａに半田１７などの導電性の良い接合材により実装されている。
【００６２】
空芯コイル６は、整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂに使用されるインダクタ素子、すなわち、整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂの一部を構成するインダクタ素子であり、上記インダクタ素子１１３ａに対応するインダクタ素子である。空芯コイル６は、絶縁被膜で覆われた導体線（例えば銅線、後述する導体線３１に対応）を螺旋状に複数回巻くことにより形成されており、その導体線の両端部は絶縁被膜が除去されて、半田などの導電性の良い接合材（後述する半田３２に対応）により配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａに接合され、電気的に接続されている。
【００６３】
本実施の形態では、配線基板３上に実装（搭載）された受動部品４（容量素子１１２ａ〜１１２ｄやインダクタンス素子１１３ｂを構成する受動部品４）および空芯コイル６（インダクタ素子１１３ａを構成する空芯コイル６）と配線基板３の導体パターンにより形成された伝送線路（伝送線路１１１）により、上記各整合回路（出力整合回路）１０７Ａ，１０７Ｂが形成されている。
【００６４】
半導体チップ２、受動部品４または空芯コイル６が電気的に接続された配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａ間は、必要に応じて配線基板３の上面または内部の配線層やビアホール１３内の導体膜などを介して結線され、配線基板３の下面３ｂの外部接続端子１２ｂまたは基準電位供給用端子１２ｃに電気的に接続されている。
【００６５】
封止樹脂７は、半導体チップ２、受動部品４、空芯コイル６およびボンディングワイヤ８を覆うように配線基板３の上面３ａ上に形成されている。封止樹脂７は、例えばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などの樹脂材料からなり、フィラーなどを含有することもできる。
【００６６】
次に、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１における空芯コイル６について、より詳細に説明する。
【００６７】
図９および図１０は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の要部斜視図、図１１および図１２はＲＦパワーモジュール１の要部上面図（要部平面図）、図１３はＲＦパワーモジュール１の要部側面図であり、いずれも、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル６が示されている。図１１の矢印３０の方向から見たものが、図１３にほぼ対応する。また、図１０は、図９において半田３２の図示を省略したものに対応し、図１２は、図１１において半田３２の図示を省略したものに対応する。また、図１０および図１２は、それぞれ斜視図および平面図であるが、理解を簡単にするために、空芯コイル６を構成する導体線３１のうち、絶縁被膜が除去されている部分（すなわち導体部が露出している部分）にハッチングを付してある（但し、図面を見易くするために、図１０と図１２とでハッチングの種類が異なっている）。また、図９には、空芯コイル６で生じる磁束（磁界）３３を点線で模式的に示してある。
【００６８】
本実施の形態の空芯コイル６は、面実装型の空芯コイルであり、配線基板３の上面３ａに実装（面実装、搭載）されている。
【００６９】
図９〜図１３に示されるように、空芯コイル６は、絶縁被膜（絶縁皮膜、絶縁膜）で覆われた導体線（例えば銅線）３１を螺旋状に複数回巻く（巻回する、巻き回す）ことにより形成されたコイル部（コイル本体）６ａと、コイル部６ａの両端にそれぞれ接続された導体線３１からなる２つの端子部６ｂとにより構成されている。空芯コイル６は１本の導体線３１により形成されており、同じ導体線３１により空芯コイル６のコイル部６ａと２つの端子部６ｂとが一体的に形成されている。この空芯コイル６を構成する導体線３１のうち、コイル部６ａの導体線３１（すなわちコイル部６ａを構成する導体線３１）は、表面が絶縁被膜で被覆され（覆われ）ているが、端子部６ｂの導体線３１（すなわち端子部６ｂを構成する導体線３１）は、絶縁被膜が除去されており、導体部（導体の芯部）が露出された状態となっている。
【００７０】
空芯コイル６の各端子部６ｂ（を構成する導体線３１）は、空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在し、半田３２のような導電性の接合材を介して、配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａ（電極）に接合され、電気的に接続されている。半田３２は、鉛（Ｐｂ）を含有しない鉛（Ｐｂ）フリー半田であれば、より好ましい。空芯コイル６のコイル部６ａ（の下部）は、配線基板３の上面（主面）３ａに接触しており、空芯コイル６は配線基板３の上面３ａに面実装されている。
【００７１】
空芯コイル６の端子部６ｂ（を構成する導体線３１）の延在方向は、空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向であるが、空芯コイル６のコイル部６ａのターン円の接線方向に、空芯コイル６の端子部６ｂ（を構成する導体線３１）を延在させることが、より好ましい。従って、空芯コイル６の端子部６ｂ（を構成する導体線３１）の延在方向は、配線基板３の上面３ａ（主面）に略平行な方向であればより好ましく、また、コイル部６ａを構成する導体線３１の螺旋の進行方向と略垂直な方向であれば、より好ましい。また、空芯コイル６の端子部６ｂに半田３２を介して電気的に接続された基板側端子１２ａは、空芯コイル６のコイル部６ａから離れた位置にあり、コイル部６ａの下には、その基板側端子１２ａが延在していないことが好ましい。
【００７２】
本実施の形態とは異なり、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）のインダクタ素子１１３ａとして、空芯コイル６の代わりにチップインダクタを用いることも考えられるが、この場合、チップインダクタはＱ値が低いことから、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）での損失が大きくなり、ＲＦパワーモジュールの電力付加効率が低下する可能性がある。出力整合回路には電力増幅回路１０２Ａ，１０２Ｂで増幅されたＲＦ信号が入力されるので、出力整合回路のインダクタ素子、特に上記インダクタ素子１１３ａのＱ値が低いと、そのインダクタ素子１１３ａでの損失は大きく、ＲＦパワーモジュールの電力付加効率を低下するように作用してしまう。このため、本実施の形態のように、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）のインダクタ素子、特に上記インダクタ素子１１３ａとして、チップインダクタよりもＱ値を高くすることが容易な空芯コイルを用いることで、ＲＦパワーモジュール１の電力付加効率などを向上することが可能になる。
【００７３】
しかしながら、本発明者の検討によれば、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）のインダクタ素子、特に上記インダクタ素子１１３ａを単純に空芯コイルに置き換えただけでは、空芯コイルの実装信頼性の向上と実効的なＱ値の向上の両立は実現できないことが分かった。
【００７４】
図１４および図１５は第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の要部斜視図、図１６は第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の要部側面図であり、それぞれ本実施の形態の図９，図１０，図１３に対応するものであり、いずれも、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル３０６が示されている。図１５は、図１４において半田３３２の図示を省略したものに対応し、理解を簡単にするために、空芯コイル３０６を構成する導体線３３１のうち、絶縁被膜が除去されている部分（すなわち導体部が露出している部分）にハッチングを付してある。また、図１４には、空芯コイル３０６で生じる磁束（磁界）３３３を点線で模式的に示してある。
【００７５】
第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１は、空芯コイル３０６（本実施の形態の空芯コイル６に対応するもの）およびそれを接続する基板側端子３１２ａ（本実施の形態の基板側端子１２ａに対応するもの）以外は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１とほぼ同様の構成を有しているので、ここではその説明は省略する。
【００７６】
図１４〜図１６に示される第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、空芯コイル３０６は、絶縁被膜で覆われた導体線３３１（本実施の形態の導体線３１に対応するもの）を螺旋状に複数回巻くことにより形成されており、空芯コイル３０６の両端部で導体線３３１の絶縁被膜が剥がされて端子部３０６ｂとされている。そして、空芯コイル３０６の両端の下にそれぞれ延在する基板側端子３１２ａに、空芯コイル３０６の端子部３０６ｂを半田３３２で接合している。
【００７７】
第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、巻き線（導体線３３１）の両外側２ターン（２巻き）分だけ絶縁被膜を剥がして端子部３０６ｂとし、その絶縁被膜が除去された２巻きの導体線３３１からなる端子部３０６ｂを端子部３０６ｂの下に延在する基板側端子３１２ａに半田３３２で接合している。第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１において、導体線３３１の絶縁被膜を剥がした部分を空芯コイル３０６の巻き線の両外側２ターン（２巻き）よりも少なくした場合、基板側端子３１２ａと空芯コイル３０６の端子部３０６ｂとの接合面積が少なくなり、空芯コイル３０６の実装信頼性が低下する可能性がある。それに対して、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、巻き線の両外側２ターン（２巻き）分だけ絶縁被膜を剥がして端子部３０６ｂとしているので、基板側端子３１２ａと空芯コイル３０６の端子部３０６ｂとの接合面積を大きくすることができ、空芯コイル３０６の実装信頼性を向上することができる。
【００７８】
しかしながら、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、配線基板への実装信頼性を向上するために両外側２ターン分だけ導体線３３１の絶縁被膜を剥がしているので、配線基板３に空芯コイル３０６を半田３３２で実装した際に、絶縁被膜を剥がした部分の導体線３３１に半田３３２が吸い上がり、図１４および図１６にも示されるように、空芯コイル３０６の外側面（外側壁）に半田３３２が吸い上がって付着してしまう。
【００７９】
本発明者の検討によれば、空芯コイル３０６の外側面に半田３３２が吸い上がって付着すると、空芯コイル３０６により発生する磁束（磁界）３３３の一部が空芯コイル３０６の外側面に付着した半田３３２の影響で遮蔽されて磁束密度が低下し、空芯コイル３０６の実効的なＱ値が低下し、空芯コイル３０６における渦電流損失が大きくなる可能性があることが分かった。これは、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）での損失を大きくし、ＲＦパワーモジュールの電力付加効率などを低下させるように作用する。このように、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１では、空芯コイルの実装信頼性の向上と実効的なＱ値の向上を両立することは困難である。
【００８０】
図１７は、第２の比較例のＲＦパワーモジュール４０１の要部側面図であり、本実施の形態の図１３に対応するものであり、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル４０６が示されている。
【００８１】
図１７に示されるように、第２の比較例のＲＦパワーモジュール４０１では、空芯コイル４０６（本実施の形態の空芯コイル６に対応するもの）は、導体線４３１（本実施の形態の導体線３１に対応するもの）を螺旋状に複数回巻くことにより形成されるコイル本体４０６ａの両端で、導体線４３１をコイル本体４０６ａの外径より長くなるように下方に垂下し、両端部を互いに内側方向に折曲して半田付け端部（端子部）４０６ｂを形成している。コイル本体４０６ａでは、導体線４３１の表面は絶縁被膜で覆われているが、半田付け端部４０６ｂでは、導体線４３１の絶縁被膜は剥がされている。そして、この半田付け端部４０６ｂを配線基板３の基板側端子４１２ａ（本実施の形態の基板側端子１２ａに対応するもの）に半田４３２で接合している。
【００８２】
第２の比較例のＲＦパワーモジュール４０１では、空芯コイル４０６の半田実装の信頼性を向上できるが、空芯コイル４０６のコイル本体４０６ａが配線基板３の上面３ａから高く浮いた状態になるので、空芯コイル４０６の最上部の高さ位置が高くなり、ＲＦパワーモジュール４０１の厚みが厚くなってしまう。これは、近年のＲＦパワーモジュールの小型化・薄型化の要求とは逆行してしまう。
【００８３】
図１８は、第３の比較例のＲＦパワーモジュール５０１の要部断面図（側面断面図）であり、封止樹脂７の図示を省略し、配線基板５０３上に実装された空芯コイル５０６が示されている。
【００８４】
図１８に示されるように、第３の比較例のＲＦパワーモジュール５０１では、空芯コイル５０６（本実施の形態の空芯コイル６に対応するもの）は、絶縁被膜で覆われた導体線５３１（本実施の形態の導体線３１に対応するもの）を螺旋状に複数回巻くことにより形成されている。そして、空芯コイル５０６の両端の絶縁被膜を剥いだ導体線５３１からなる端子部５０６ｂを、配線基板５０３（本実施の形態の配線基板３に対応するもの）の上面５０３ａに設けられた孔部５３４に挿入して孔部５３４の内壁に形成された導体膜からなる基板側端子５１２ａに半田５３２で接合している。
【００８５】
第３の比較例のＲＦパワーモジュール５０１では、空芯コイル５０６の端子部５０６ｂを配線基板５０３の孔部５３４に挿入して半田実装しているので、空芯コイル５０６の半田実装の信頼性を向上できる。しかしながら、第３の比較例のＲＦパワーモジュール５０１では、配線基板５０３に孔部５３４および孔部５３４の側壁の基板側端子５１２ａを形成する必要があるので、配線基板５０３の加工が難しく、配線基板５０３の製造工程が複雑化し、配線基板５０３およびそれを用いたＲＦパワーモジュール５０１の製造コストが増大してしまう。また、配線基板５０３への空芯コイル５０６の実装工程も複雑化してしまう。
【００８６】
それに対して、本実施の形態では、図９〜図１３にも示されるように、空芯コイル６の端子部６ｂは、空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在し、コイル部６ａから離れた位置にある基板側端子１２ａに、半田３２により接合されて電気的に接続されている。空芯コイル６の端子部６ｂを空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在させているので、絶縁被膜を剥がした（除去した）状態の導体線３１からなる端子部６ｂの長さを長くすることができ、基板側端子１２ａ上に位置する端子部６ｂの長さを長くすることができる。このため、基板側端子１２ａと空芯コイル６の端子部６ｂとの接合面積を大きくすることができ、配線基板３への空芯コイル６の実装（半田実装）の信頼性を向上することができる。
【００８７】
また、本実施の形態では、空芯コイル６の端子部６ｂを空芯コイル６のコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在させているので、空芯コイル６のコイル部６ａを基板側端子１２ａから離れた位置に配置することができる。このため、空芯コイル６の端子部６ｂでは、導体線３１の絶縁被膜が除去された（剥がされた）状態であるが、空芯コイル６のコイル部６ａでは、導体線３１が絶縁被膜で覆われた状態とすることができる。半田実装時には、空芯コイル６を構成する導体線３１の絶縁被膜を除去した（剥いだ）部分でだけ半田が吸い上がることができ、導体線３１の絶縁被膜で覆われた部分では半田は吸い上がらない。従って、配線基板３に空芯コイル６を半田３２で実装した際に（すなわち空芯コイル６の端子部６ｂを基板側端子１２ａに半田３２で接合した際に）、空芯コイル６を構成する導体線３１のうち、端子部６ｂ以外の部分（すなわちコイル部６ａ）に半田３２が吸い上がるのを防止することができ、空芯コイル６の外側面に半田３２が吸い上がって付着するのを防止できる。また、空芯コイル６の端子部６ｂを接続した基板側端子１２ａが、空芯コイル６のコイル部６ａの下に延在していないことも、空芯コイル６の外側面への半田３２の吸い上がり防止に有利に作用する。
【００８８】
このため、本実施の形態では、上記第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１を参照して説明した空芯コイルにより発生する磁束（磁界）の一部が空芯コイルの外側面に付着した半田の影響で遮蔽される現象を防止でき、空芯コイル６における磁束密度の低下を防止できるので、空芯コイル６の実効的なＱ値を向上でき、空芯コイル６における渦電流損失を低減することができる。従って、出力整合回路（１０７Ａ，１０７Ｂ）での損失を小さくでき、ＲＦパワーモジュール１の電力付加効率などを向上させることができる。このように、本実施の形態では、空芯コイル６の実装信頼性の向上と実効的なＱ値の向上を両立することができ、ＲＦパワーモジュール１の信頼性と性能（電力付加効率など）を向上して、両立することができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、配線基板３の上面３ａに形成した基板側端子１２ａに空芯コイル６の端子部６ｂを半田３２を介して接合するので、配線基板３の加工が容易で、配線基板３およびそれを用いたＲＦパワーモジュール１の製造コストを低減でき、また、配線基板３への空芯コイル６の実装も容易になる。
【００９０】
また、本実施の形態では、空芯コイル６を配線基板３の上面３ａに面実装しており、空芯コイル６のコイル部６ａが配線基板３の上面３ａに接触（近接）しているので、上記第２の比較例のＲＦパワーモジュール４０１などに比べて、空芯コイル６の最上部の高さ位置を低くすることができ、ＲＦパワーモジュール１の厚みを薄くすることができる。これにより、ＲＦパワーモジュールの小型化・薄型化が可能になる。
【００９１】
図１９は、空芯コイルのＬ値（インダクタンス値）の一例を示すグラフであり、図２０は、空芯コイルのＱ値の一例を示すグラフである。図１９および図２０のグラフの横軸は、周波数（ＲＦパワーモジュールの送信周波数）に対応する。また、図１９のグラフの縦軸は、空芯コイルのＬ値（インダクタンス値）に対応する。また、図２０のグラフの縦軸は、空芯コイルのＱ値に対応する。図１９および図２０のグラフには、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の空芯コイル６（図１９および図２０では実線で示されている）と、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の空芯コイル３０６（図１９および図２０では、点線で示されている）について、インダクタンス値およびＱ値の周波数依存性を調べて、その一例をグラフ化してある。
【００９２】
ＲＦパワーモジュールの送信周波数帯近傍（例えば１ＧＨｚ近傍）で比較すると、図１９および図２０に示されるように、インダクタンス値（Ｌ値）はそれほど変わらなくとも（例えば図１９の場合はインダクタンス値の差は十数％程度である）、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の空芯コイル６のＱ値は、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の空芯コイル３０６のＱ値の約２倍とすることができる。このように、本実施の形態では、ＲＦパワーモジュール１の空芯コイル６の実効的なＱ値を高めることができ、空芯コイル６の低損失化が実現できる。
【００９３】
図２１は、ＲＦパワーモジュールの電力付加効率を示すグラフである。図２１のグラフの横軸は周波数（ＲＦパワーモジュールの送信周波数）に対応し、図２１のグラフの縦軸はＲＦパワーモジュールの電力付加効率に対応する。図２１のグラフには、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１（図２１のグラフでは実線で示されている）と、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１（図２１のグラフでは点線で示されている）と、出力整合回路においてインダクタ素子１１３ａ（空芯コイル６）を省略した第４の比較例のＲＦパワーモジュール（図２１のグラフでは一点鎖線で示されている）とについて、電力付加効率の周波数依存性を調べてグラフ化してある。すなわち、図２１において、「本実施の形態」は、出力整合回路の上記インダクタ素子１１３ａを上記空芯コイル６により構成したＲＦパワーモジュール１に対応し、「第１の比較例」は、出力整合回路の上記インダクタ素子１１３ａを上記空芯コイル３０６により構成したＲＦパワーモジュール３０１に対応し、「第４の比較例」は、上記インダクタ素子１１３ａをなくして出力整合回路を構成したＲＦパワーモジュールに対応する。
【００９４】
図２１に示されるように、出力整合回路にインダクタ素子１１３ａを導入した本実施の形態および第１の比較例のＲＦパワーモジュールは、出力整合回路にインダクタ素子１１３ａを導入していない第４の比較例のＲＦパワーモジュールに比べて、電力付加効率の周波数特性を広帯域化できる、すなわち、より広い周波数帯に渡って電力付加効率を高めることができる。このため、出力整合回路にインダクタ素子１１３ａを導入することにより、ＵＳＧＳＭ帯（８２４〜８４９ＭＨｚ）とＥＵＧＳＭ帯（８８０〜９１５ＭＨｚ）との両方で、電力付加効率を高めることができる。従って、１つの電力増幅回路１０２Ａで複数（ここでは２つ）の周波数帯、すなわちＵＳＧＳＭ帯およびＥＵＧＳＭ帯の高周波信号を的確かつ効率よく増幅することができる。
【００９５】
更に、図２１に示されるように、ＧＳＭ帯の送信周波数（８２４〜９１５ＭＨｚ）、すなわちＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯との両方の送信周波数帯において、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、上記のように空芯コイル６の実効的なＱ値を高めることができたことから、第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１よりも、数％程度、電力付加効率を向上することができる。
【００９６】
なお、図２１には、ＲＦパワーモジュールにおいて、電力増幅回路１０２Ａにより高周波信号を増幅した場合について電力付加効率をグラフ化しているが、ＤＣＳ帯（１７１０〜１７８５ＭＨｚ）およびＰＣＳ帯（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）の高周波信号について電力増幅回路１０２Ｂにより高周波信号を増幅した場合についても、ほぼ同様の結果が得られるので、ここではその説明は省略する。
【００９７】
このように、本実施の形態では、ＲＦパワーモジュール１の出力整合回路（の特にインダクタ素子１１３ａ）に面実装型の低損失の空芯コイル６を使用することで、電力付加効率などの性能（モジュール特性）を向上することができる。
【００９８】
次に、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の製造工程の一例を図面を参照して説明する。
【００９９】
図２２〜図２４は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の製造工程中の断面図である。本実施の形態のＲＦパワーモジュール１は、例えば次のようにして製造することができる。
【０１００】
まず、図２２に示されるように、配線基板３を準備する。配線基板３は、例えば印刷法、シート積層法またはビルドアップ法などを用いて製造することができる。
【０１０１】
次に、図２３に示されるように、配線基板３の半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６などを搭載予定の基板側端子１２ａに半田などの接合材を必要に応じて印刷または塗布する。そして、配線基板３の上面３ａ上に半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６を搭載する。この際、半導体チップ２は、裏面側（裏面電極２ｂ側）が下方（配線基板３側）を向き、表面側が上方を向くように（フェイスアップボンディング）、配線基板３の上面３ａの導体層１４上に搭載される。
【０１０２】
それから、半田リフロー処理などを行って、半導体チップ２、受動部品４および空芯コイル６を配線基板３に半田などの接合材を介して固着（接続）する。
【０１０３】
次に、ワイヤボンディング工程を行って、半導体チップ３の表面の電極（ボンディングパッド）２ａと配線基板３の上面３ａの基板側端子１２ａとをボンディングワイヤ８を介して電気的に接続する。
【０１０４】
次に、図２４に示されるように、配線基板３の上面３ａ上に、半導体チップ２、受動部品４、空芯コイル６およびボンディングワイヤ８を覆うように、封止樹脂７を形成する。封止樹脂７は、例えば印刷法またはモールド用金型（例えばトランスファモールド）などを用いて形成することができる。このようにして、ＲＦパワーモジュール１が製造される。１枚の配線基板３から複数のＲＦパワーモジュール１を製造する場合は、封止樹脂７の形成後、配線基板３および封止樹脂７を所定の位置で分割（切断）し、各個片としてのＲＦパワーモジュール１を得ることができる。
【０１０５】
次に、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１の製造工程のうち、空芯コイル６の製造工程および配線基板３上への空芯コイル６の実装（搭載）工程の一例について説明する。
【０１０６】
図２５〜図２９は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１に用いられる空芯コイル６の製造工程および実装工程の説明図である。本実施の形態で用いられる空芯コイル６は、例えば次のようにして製造し、配線基板３に実装することができる。
【０１０７】
まず、図２５に示されるように、製造装置（空芯コイルの自動巻き装置、空芯コイルの製造装置）のスリーブ２８１から突出する巻芯（巻き付け芯）２８２に銅線（絶縁被膜付きの銅線）などからなる導体線３１を所定の回数巻きつけてから、導体線３１を所定の位置で切断する。これにより、導体線３１からなる空芯コイル６が巻芯２８２に巻きつけられた状態が得られる。この際、空芯コイル６のコイル本体（コイル部６ａ）の導体線３１は絶縁被膜で覆われているが、空芯コイル６の両端の導体線３１（すなわち端子部６ｂ）は、絶縁被膜が除去されて、巻芯２８２から離れる方向に(巻芯２８２の外周円の接線方向に)所定の長さだけ延在した状態とされている。
【０１０８】
次に、図２６に示されるように、下方からバックアップステージ２８４が上昇し、上方から実装用ノズル２８５が下降し、巻芯２８２に巻きつけられた空芯コイル６を実装用ノズル２８５とバックアップステージ２８４とで挟む。なお、図２７は図２６の矢印２８６の方向から実装用ノズル２８５と空芯コイル６を見た図であり、図２７に示されるように、実装用ノズル２８５は吸着用の開口部（孔）を有した半円形状の先端部を備えており、その先端部に空芯コイル６を吸着可能に構成されている。
【０１０９】
次に、図２８に示されるように、スリーブ２８１に対して巻芯２８２を引っ込め、導体線３１からなる空芯コイル６から巻芯２８２を引き抜く（抜き取る）。これにより、螺旋状に巻かれた導体線３１からなる空芯コイル６が得られるが、この空芯コイル６は、空芯コイル６から巻芯２８２が抜き取られても、実装用ノズル２８５に吸着（ピックアップ）されている。
【０１１０】
それから、図２９に示されるように、実装用ノズル２８５を上昇させ、バックアップステージ２８４を下降させ、実装用ノズル２８５に吸着（ピックアップ）された空芯コイル６を実装用ノズル２８５とともに移動させ、この空芯コイル６を配線基板３（図２９では図示省略）上に実装する。すなわち、実装用ノズル２８５に吸着された空芯コイル６を実装用ノズル２８５とともに配線基板３上に移動させ、配線基板３の上面３ａの空芯コイル６の搭載予定位置上に空芯コイル６を配置する。この際、配線基板３の基板側端子１２ａ（空芯コイル６を接続すべき基板側端子１２ａ）上に、空芯コイル６の端子部６ｂが位置するようにする。このように、実装用ノズル２８５に吸着された空芯コイル６を、部品フィーダなどに備蓄することなく、速やかに配線基板３の上面３ａに実装する。
【０１１１】
それから、図２５〜図２９の工程を繰り返す。
【０１１２】
本実施の形態とは異なり、部品フィーダ（バルクフィーダ）の収納ケースなどに大量の空芯コイルを備蓄しておき、備蓄された大量の空芯コイルから１個の空芯コイル６を取り出して配線基板３上に実装する場合、空芯コイル同士が絡み合い、空芯コイルのピックアップ不良が発生する可能性がある。
【０１１３】
それに対して、本実施の形態では、上記のように、空芯コイルの自動巻き装置の巻芯２８２に導体線３１を巻きつけてから導体線３１を切断し、巻芯２８２を引き抜くことで１個の空芯コイル６を形成し、この空芯コイル６を部品フィーダなどに備蓄することなく、自動ピックアップ機構（実装用ノズル２８５）により配線基板３上に実装（マウント）する。すなわち、本実施の形態では、１個の空芯コイル６を形成した後、この空芯コイル６を配線基板３に実装するが、１個の空芯コイル６を形成した後で、この空芯コイル６を配線基板３に実装する前に、個片化した複数の空芯コイルが絡み合う状態で空芯コイル６を備蓄しない。このため、空芯コイルのピックアップ不良が発生するのを防止でき、配線基板３上に的確に空芯コイル６を実装することができる。したがって、空芯コイル６を実装したＲＦパワーモジュールの製造歩留りを向上することができる。
【０１１４】
（実施の形態２）
図３０は、上記第１の比較例のＲＦパワーモジュール３０１の要部側面図であり、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル３０６が示されている。図３０は、上記図１５の矢印３３０の方向から見たものに、ほぼ対応する。また、図３０には、空芯コイル３０６で生じる磁束（磁界）３３３を矢印で模式的に示してある。また、図３０は側面図であるが、理解を簡単にするために、半田３３２の図示を省略し、更に、空芯コイル３０６を構成する導体線３３１のうち、絶縁被膜が除去されている部分（すなわち導体部が露出している部分）にハッチングを付してある。
【０１１５】
図３０に示されるように、空芯コイル３０６を配線基板３の上面３ａに面実装した場合、空芯コイル３０６の下部全体が配線基板３の上面３ａに近接しており、空芯コイル３０６で発生した磁束（磁界）３３３が配線基板３の表面または内部の配線に影響を与える可能性がある。これは、ＲＦパワーモジュール３０１の周波数特性のずれや、電力付加効率の低下を招く可能性がある。
【０１１６】
図３１は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａの要部側面図であり、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル６ｃが示されている。図３２および図３３は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａの要部断面図であり、封止樹脂７の図示を省略し、配線基板３上に実装された空芯コイル６ｃが示されている。図３１は、上記図３０と同様の向きで配線基板３上の空芯コイル６ｃを見たものに対応する。また、図３１には、空芯コイル６ｃで生じる磁束（磁界）３３ａを矢印で模式的に示してある。また、図３１は側面図であるが、理解を簡単にするために、半田３２の図示を省略し、更に、空芯コイル６ｃを構成する導体線３１のうち、絶縁被膜が除去されている部分（すなわち導体部が露出している部分）にハッチングを付してある。また、図３２は、図３１のＡ−Ａ線の断面にほぼ対応し、図３３は、図３１のＢ−Ｂ線の断面にほぼ対応する。
【０１１７】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａは、空芯コイル６の代わりに空芯コイル６ｃを用いたこと以外は、上記実施の形態１のＲＦパワーモジュール１とほぼ同様の構成を有しているので、ここではその説明は省略する。
【０１１８】
図３１〜図３３に示されるように、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａでは、絶縁被膜で覆われた導体線３１を螺旋状に複数回巻く（巻回する、巻き回す）ことにより形成された面実装型の空芯コイル６ｃが配線基板３上に実装されており、この空芯コイル６ｃのうち、両方の端部近傍領域６ｅは配線基板３の上面（主面）３ａに接触しているが、両端部近傍領域６ｅに比べて中央部６ｄが、配線基板３の上面（主面）３ａから遠ざけられて配線基板３の上面３ａと接触しないようにされている。
【０１１９】
空芯コイル６ｃは、配線基板３に対向する側において中央部６ｄが端部近傍領域６ｅよりも窪むように導体線３１を巻く（巻き回す）ことで、形成されている。すなわち、中央部６ｄにおけるコイル径（コイルの直径、導体線３１を巻き回す直径）が、端部近傍領域６ｅにおけるコイル径（コイルの直径、導体線３１を巻き回す直径）よりも小さくなるように、導体線３１が巻かれて空芯コイル６ｃが形成されている。
【０１２０】
空芯コイル６ｃの中央部６ｄでは、導体線３１の表面が絶縁被膜で覆われているが、中央部６ｄよりもコイル径が大きな両端部近傍領域６ｅでは、導体線３１の絶縁被膜が除去されている。空芯コイル６ｃの端部近傍領域６ｅは、それぞれ、半田３２のような導電性の接合材により、端部近傍領域６ｅの下に配置された基板側端子１２ａ（電極）に接合され、電気的に接続されている。
【０１２１】
中央部６ｄよりもコイル径が大きな両端部近傍領域６ｅは、それぞれ、導体線３１が１巻き（１ターン）以上、より好ましくは２巻き（２ターン）巻かれて（巻き回されて）形成されている。これにより、配線基板３上に空芯コイル６ｃを容易かつ安定して実装することができる。
【０１２２】
本実施の形態では、ＲＦパワーモジュール１ａの配線基板３の上面３ａに面実装した空芯コイル６ｃにおいて、空芯コイル６ｃの両方の端部近傍領域６ｅの下部は配線基板３の上面３ａに接触しているが、中央部６ｄは配線基板３の上面３ａから浮いた状態にされており、中央部６ｄは配線基板３の上面３ａから所定の距離だけ間隔を空けて離れている。このため、空芯コイル６ｃで発生した磁束（磁界）３３ａが配線基板３の表面または内部の配線に与える影響を減少させることができ、ＲＦパワーモジュール１ａの周波数特性のずれや、電力付加効率の低下を防止することができ、ＲＦパワーモジュール１ａの性能を向上させることができる。また、空芯コイル６ｃの高さが高くなるのを防止できるので、ＲＦパワーモジュール１ａの厚みが厚くなるのを防止できる。
【０１２３】
また、本実施の形態は、空芯コイル６ｃで発生した磁束（磁界）３３ａが配線基板３の配線に与える影響を減少できることから、空芯コイル６ｃの直下の位置の配線基板３に配線が存在している場合に適用すれば、より効果が大きい。
【０１２４】
次に、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａの製造工程のうち、空芯コイル６ｃの製造工程および配線基板３上への空芯コイル６ｃの実装（搭載）工程の一例について説明する。
【０１２５】
図３４〜図３７は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ａに用いられる空芯コイル６ｃの製造工程および実装工程の説明図である。このうち、図３４は要部斜視図、図３５〜図３７は要部側面図に対応する。
【０１２６】
本実施の形態で用いられる空芯コイル６ｃは、例えば次のようにして製造し、配線基板３に実装することができる。
【０１２７】
空芯コイル６ｃの製造装置（空芯コイルの自動巻き装置）は、図３４および図３５に示されるように、それぞれスリーブ（図示せず）などから突出する一対の巻芯（巻き付け芯、巻き線用棒）２８２ａ，２８２ｂを有している。各巻芯２８２ａ，２８２ｂは、断面が略円形のベース部２８２ｄと、ベース部２８２ｄに一体的に連結され、断面が略半円形の先端部２８２ｃとを有している。巻芯２８２ａと巻芯２８２ｂとは、鏡面対称の関係にあり、互いに対向する先端部２８２ｃの先端面同士が合わされることによって、一体的化されている。また、各巻芯２８２ａ，２８２ｂのベース部２８２ｄの下部に平坦面（平端部）を設けて、空芯コイル６ｃの実装時の安定性を高めることもできる。
【０１２８】
このような製造装置の一体化された一対の巻芯２８２ａ，２８２ｂに、図３６に示されるように、銅線（絶縁被膜付きの銅線）などからなる導体線３１を所定の回数巻きつけてから、導体線３１を所定の位置で切断する。これにより、導体線３１からなる空芯コイル６ｃが巻芯２８２ａ，２８２ｂに巻きつけられた状態が得られる。この際、巻芯２８２ａ，２８２ｂの先端部２８２ｃに巻きつけられた導体線３１により空芯コイル６ｃの中央部６ｄが形成され、巻芯２８２ａ，２８２ｂのベース部２８２ｄに巻きつけられた導体線３１により空芯コイル６ｃの端部近傍領域６ｅが形成される。巻芯２８２ａ，２８２ｂの先端部２８２ｃに巻きつけられて中央部６ｄとなる部分の導体線３１は絶縁被膜で覆われているが、巻芯２８２ａ，２８２ｂのベース部２８２ｄに巻きつけられて端部近傍領域６ｅとなる部分の導体線３１は、絶縁被膜が除去されている。
【０１２９】
次に、図３７に示されるように、下方からバックアップステージ（図示せず）が上昇し、上方から実装用ノズル２８５が下降し、巻芯２８２ａ，２８２ｂに巻きつけられた空芯コイル６ｃを実装用ノズル２８５とバックアップステージとで挟む。それから、巻芯２８２ａ，２８２ｂを互いに逆方向に移動し、導体線３１からなる空芯コイル６から巻芯２８２ａ，２８２ｂを引き抜く（抜き取る）。これにより、空芯コイル６ｃが得られるが、この空芯コイル６ｃは、空芯コイル６ｃから巻芯２８２ａ，２８２ｂが抜き取られても、実装用ノズル２８５に吸着（ピックアップ）されている。
【０１３０】
その後、実装用ノズル２８５を上昇させ、実装用ノズル２８５に吸着（ピックアップ）された空芯コイル６ｃを実装用ノズル２８５とともに移動させ、この空芯コイル６ｃを配線基板３（図示省略）上に実装する。すなわち、実装用ノズル２８５に吸着された空芯コイル６ｃを実装用ノズル２８５とともに配線基板３上に移動させ、配線基板３の上面３ａの空芯コイル６ｃの搭載予定位置上に空芯コイル６ｃを配置する。この際、配線基板３の基板側端子１２ａ（空芯コイル６を接続すべき基板側端子１２ａ）上に、空芯コイル６ｃの端部近傍領域６ｅが位置するようにする。このように、実装用ノズル２８５に吸着された空芯コイル６ｃを、部品フィーダなどに備蓄することなく、速やかに配線基板３の上面３ａに実装する。
【０１３１】
それから、図３４〜図３７の工程を繰り返す。
【０１３２】
このように、径が小さな先端部２８２ｃと、それよりも径が大きなベース部２８２ｄとを有する巻芯２８２ａ，２８２ｂを一対用意し、それらを合わせて一体化した巻芯に導体線３１を巻きつけることで、端部近傍領域６ｅよりも中央部６ｄの方がコイル径が小さな空芯コイル６ｃを形成することができる。そして、各巻芯２８２ａ，２８２ｂを互いに逆方向に引き抜くことにより、空芯コイル６ｃを巻芯２８２ａ，２８２ｂから分離することができる。
【０１３３】
（実施の形態３）
図３８および図３９は、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ｂの要部側面図であり、封止樹脂７を透視し、配線基板３上に実装された空芯コイル６ｆが示されている。図３８は、上記実施の形態２の図３１に対応するものであり、図３９は、上記実施の形態１の図１３に対応するものである。
【０１３４】
本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ｂは、空芯コイル６，６ｃの代わりに空芯コイル６ｆを用いたこと以外は、上記実施の形態１，２のＲＦパワーモジュール１，１ａとほぼ同様の構成を有しているので、ここではその説明は省略する。
【０１３５】
本実施の形態は、上記実施の形態１と上記実施の形態２とを組み合わせたものである。すなわち、図３８および図３９に示されるように、本実施の形態のＲＦパワーモジュール１ｂでは、面実装型の空芯コイル６ｆが配線基板３の上面３ａ上に実装されている。この空芯コイル６ｆは、上記実施の形態１の空芯コイル６と同様に、絶縁被膜で覆われた導体線３１を螺旋状に複数回巻くことにより形成されたコイル部（コイル本体）６ａと、コイル部６ａの両端に接続されてコイル部６ａから離れる方向に向かう方向に延在する導体線３１からなる端子部６ｂとにより構成されている。空芯コイル６ｆを構成する導体線３１のうち、コイル部６ａの導体線３１は、表面が絶縁被膜で覆われているが、端子部６ｂの導体線３１は、絶縁被膜が除去されて導体部が露出された状態となっている。空芯コイル６ｆのコイル部６ａから離れた位置にあり、コイル部６ａの両端の下には延在していない基板側端子１２ａに、半田３２のような導電性の接合材を介して、空芯コイル６ｆの端子部６ｂが接合され、電気的に接続されている。
【０１３６】
そして、上記実施の形態２の空芯コイル６ｃと同様に、配線基板３に対向する側において、空芯コイル６ｆのコイル部６ａの中央部６ｄがコイル部６ａの端部近傍領域６ｅよりも窪むように導体線３１を巻くことで空芯コイル６ｆが形成されている。すなわち、空芯コイル６ｆのコイル部６ａの中央部６ｄにおけるコイル径が、空芯コイル６ｆのコイル部６ａの端部近傍領域６ｅにおけるコイル径よりも小さくなるように導体線３１を巻くことで、空芯コイル６ｆが形成されている。これにより、空芯コイル６ｆのコイル部６ａのうち、両方の端部近傍領域６ｅは配線基板３の上面３ａに接触しているが、両端部近傍領域６ｅに比べて中央部６ｄは、配線基板３の上面（主面）３ａから遠ざけられて配線基板３の上面３ａと接触しないようにされている。
【０１３７】
また、空芯コイル６ｆのコイル部６ａの中央部６ｄおよび両端部近傍領域６ｅでは、導体線３１の表面が絶縁被膜で覆われており、端子部６ｂでは、導体線３１の絶縁被膜が除去されている。
【０１３８】
空芯コイル６ｆのコイル部６ａでは、中央部６ｄよりもコイル径が大きな両端部近傍領域６ｅは、それぞれ、導体線３１が１巻き（１ターン）以上、より好ましくは２巻き（２ターン）巻かれて形成されており、これにより、配線基板３上に空芯コイル６ｆを容易かつ安定して実装することができる。
【０１３９】
本実施では、上記実施の形態１と上記実施の形態２の両方の効果を得ることができる。すなわち、上記実施の形態１と同様に、空芯コイルにより発生する磁束（磁界）の一部が空芯コイルの外側面に付着した半田の影響で遮蔽される現象を防止でき、また、上記実施の形態２と同様に、空芯コイルで発生した磁束（磁界）が配線基板３の表面または内部の配線に与える影響を減少させることができ、これにより、ＲＦパワーモジュールの性能や信頼性をより向上させることができる。
【０１４０】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明は、例えば、移動体通信装置に搭載される高周波電力増幅モジュールのような電子装置に適用して好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールを構成する増幅回路の回路ブロック図である。
【図２】出力整合回路の回路構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールを用いたデジタル携帯電話機システムの一例の説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの構造を示す上面図である。
【図５】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの概念的な斜視図である。
【図７】半導体増幅素子をＬＤＭＯＳＦＥＴにより形成した場合の半導体チップの要部断面図である。
【図８】半導体増幅素子をヘテロ接合型バイポーラトランジスタにより形成した場合の半導体チップの要部断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部斜視図である。
【図１０】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部斜視図である。
【図１１】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部上面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部上面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図１４】第１の比較例のＲＦパワーモジュールの要部斜視図である。
【図１５】第１の比較例のＲＦパワーモジュールの要部斜視図である。
【図１６】第１の比較例のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図１７】第２の比較例のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図１８】第３の比較例のＲＦパワーモジュールの要部断面図である。
【図１９】空芯コイルのＬ値を示すグラフである。
【図２０】空芯コイルのＱ値を示すグラフである。
【図２１】ＲＦパワーモジュールの電力付加効率を示すグラフである。
【図２２】本発明の一実施の形態であるＲＦパワーモジュールの製造工程中の断面図である。
【図２３】図２２に続くＲＦパワーモジュールの製造工程中における断面図である。
【図２４】図２３に続くＲＦパワーモジュールの製造工程中における断面図である。
【図２５】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図２６】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図２７】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図２８】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図２９】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３０】第１の比較例のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図３１】本発明の他の実施の形態のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図３２】図３１のＲＦパワーモジュールの要部断面図である。
【図３３】図３１のＲＦパワーモジュールの要部断面図である。
【図３４】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３５】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３６】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３７】空芯コイルの製造工程および実装工程の説明図である。
【図３８】本発明の更に他の実施の形態のＲＦパワーモジュールの要部側面図である。
【図３９】図３８のＲＦパワーモジュールの他の要部側面図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１，１ａ，１ｂ ＲＦパワーモジュール
２ 半導体チップ
２ａ 電極
２ｂ 裏面電極
３ 配線基板
３ａ 上面
３ｂ 下面
４ 受動部品
６ 空芯コイル
６ａ コイル部
６ｂ 端子部
６ｃ 空芯コイル
６ｄ 中央部
６ｅ 端部近傍領域
６ｆ 空芯コイル
７ 封止樹脂
８ ボンディングワイヤ
１１ 絶縁体層
１２ａ 基板側端子
１２ｂ 外部接続端子
１２ｃ 基準電位供給用端子
１３ ビアホール
１４ 導体層
１５ 半田
１７ 半田
３０ 矢印
３１ 導体線
３２，３２ａ 半田
３３，３３ａ 磁束
１０２Ａ，１０２Ｂ 電力増幅回路
１０２Ａ１，１０２Ａ２，１０２Ａ３，１０２Ｂ１，１０２Ｂ２，１０２Ｂ３ 増幅段
１０２ＡＭ１，１０２ＡＭ２，１０２ＢＭ１，１０２ＢＭ２ 整合回路
１０３ 周辺回路
１０３Ａ 制御回路
１０３Ａ１ 電源制御回路
１０３Ａ２ バイアス電圧生成回路
１０３Ｂ バイアス回路
１０４ａ，１０４ｂ 入力端子
１０５Ａ，１０５Ｂ 整合回路
１０６ａ，１０６ｂ 出力端子
１０７Ａ，１０７Ｂ 整合回路
１１１ 伝送線路
１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ 容量素子
１１３，１１３ａ，１１３ｂ インダクタ素子
１１４ 入力端子
１１５ 出力端子
１５１ フロントエンド・モジュール
１５２ ベースバンド回路
１５３ 変復調用回路
ＦＬＴ１，ＦＬＴ２ フィルタ
１５４ａ，１５４ｂ スイッチ回路
１５６ 分波器
Ｃ５，Ｃ６ コンデンサ
ＣＮＴ１，ＣＮＴ２ 切換信号
２０１ 半導体基板
２０２ エピタキシャル層
２０３ 溝
２０４ ｐ型打抜き層
２０５ 素子分離領域
２０６ ｐ型ウエル
２０７ ゲート絶縁膜
２０８ ゲート電極
２０９ ｎ−型オフセットドレイン領域
２１０ ｎ−型ソース領域
２１１ サイドウォールスペーサ
２１２ ｎ型オフセットドレイン領域
２１３ ｎ＋型ドレイン領域
２１４ ｎ＋型ソース領域
２１５ ｐ＋型半導体領域
２２１ 絶縁膜
２２２ コンタクトホール
２２３ プラグ
２２４ 配線
２２４ａ ソース電極
２２４ｂ ドレイン電極
２２５ 絶縁膜
２２６ スルーホール
２２７ プラグ
２２８ 配線
２２９ 表面保護膜
２３０ 裏面電極
２５１ ＧａＡｓ基板
２５２ サブコレクタ層
２５３ ＨＢＴ
２５４ コレクタ電極
２５５ コレクタメサ
２５６ ベースメサ
２５７ ベース電極
２５８ エミッタ層
２５９ エミッタ電極
２６１ 絶縁膜
２６２ コンタクトホール
２６３ コレクタ配線
２６４ 絶縁膜
２６５ スルーホール
２６６ エミッタ配線
２８１ スリーブ
２８２ 巻芯
２８２ａ，２８２ｂ 巻芯
２８２ｃ 先端部
２８２ｄ ベース部
２８４ バックアップステージ
２８５ 実装用ノズル
２８６ 矢印
３０１ ＲＦパワーモジュール
３０６ 空芯コイル
３０６ｂ 端子部
３１２ａ 基板側端子
３３０ 矢印
３３１ 導体線
３３２ 半田
３３３ 磁束
４０１ ＲＦパワーモジュール
４０６ 空芯コイル
４０６ａ コイル部
４０６ｂ 半田付け端部
４１２ａ 基板側端子
４３１ 導体線
４３２ 半田
５０１ ＲＦパワーモジュール
５０３ 配線基板
５０３ａ 上面
５０６ 空芯コイル
５０６ｂ 端子部
５１２ａ 基板側端子
５３１ 導体線
５３２ 半田
５３４ 孔部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる複数の周波数帯の信号を出力可能な、電力増幅回路を有する電子装置であって、
複数の電極を有する配線基板と、
前記配線基板の主面上に搭載された、前記電力増幅回路を含む半導体チップと、
前記配線基板の前記主面上に搭載された、面実装型の空芯コイルと、
を有し、
前記空芯コイルは、導体線を複数回巻いたコイル部と、前記コイル部の両端にそれぞれ接続された前記導体線からなる２つの端子部で構成され、
前記コイル部の前記導体線は絶縁膜で被覆され、
前記空芯コイルの前記各端子部は、前記コイル部から離れる方向に向かう方向に延在し、前記配線基板の前記電極と電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子装置において、
前記空芯コイルが前記電力増幅回路の出力整合回路に使用されていることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子装置において、
前記電子装置は、前記電力増幅回路を複数有し、
前記複数の電力増幅回路のうちの第１の電力増幅回路は、異なる複数の周波数帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項３記載の電子装置において、
前記空芯コイルが前記第１の電力増幅回路の出力整合回路に使用されていることを特徴とする電子装置。
【請求項５】
請求項４記載の電子装置において、
前記第１の電力増幅回路は、ＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項６】
請求項４記載の電子装置において、
前記第１の電力増幅回路は、ＤＣＳ帯とＰＣＳ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項７】
請求項１記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記各端子部は、半田を介して前記配線基板の前記電極と接合されていることを特徴とする電子装置。
【請求項８】
請求項７記載の電子装置において、
前記半田は鉛フリー半田であることを特徴とする電子装置。
【請求項９】
請求項１記載の電子装置において、
前記電力増幅回路は、８２４〜９１５ＭＨｚの信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電子装置において、
前記電力増幅回路は、ＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１１】
請求項１記載の電子装置において、
前記電力増幅回路は、１７１０〜１９１０ＭＨｚの信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の電子装置において、
前記電力増幅回路は、ＤＣＳ帯とＰＣＳ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１３】
請求項１記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記コイル部が、前記配線基板の前記主面に接触していることを特徴とする電子装置。
【請求項１４】
請求項１記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記端子部に電気的に接続された前記配線基板の前記電極が、前記空芯コイルの前記コイル部の下に延在していないことを特徴とする電子装置。
【請求項１５】
第１の電力増幅回路を含む複数の電力増幅回路を有する電子装置であって、
複数の電極を有する配線基板と、
前記配線基板の主面上に搭載された、前記複数の電力増幅回路を含む半導体チップと、
前記配線基板の前記主面上に搭載された、面実装型の空芯コイルと、
を有し、
前記第１の電力増幅回路は、異なる複数の周波数帯の信号を増幅可能であり、
前記空芯コイルは、前記第１の電力増幅回路の出力整合回路に使用され、
前記空芯コイルは、導体線を複数回巻いたコイル部と、前記コイル部の両端にそれぞれ接続された前記導体線からなる２つの端子部で構成され、
前記コイル部の前記導体線は絶縁膜で被覆され、
前記空芯コイルの前記各端子部は、前記コイル部から離れる方向に向かう方向に延在し、前記配線基板の前記電極と電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記各端子部は、半田を介して前記配線基板の前記電極と接合されていることを特徴とする電子装置。
【請求項１７】
請求項１５記載の電子装置において、
前記第１の電力増幅回路は、８２４〜９１５ＭＨｚの信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の電子装置において、
前記第１の電力増幅回路は、ＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１９】
請求項１５記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記端子部に電気的に接続された前記配線基板の前記電極が、前記空芯コイルの前記コイル部の下に延在していないことを特徴とする電子装置。
【請求項２０】
電力増幅回路を有する電子装置であって、
複数の電極を有する配線基板と、
前記配線基板の主面上に搭載された、前記電力増幅回路を含む半導体チップと、
前記配線基板の前記主面上に搭載された、面実装型の空芯コイルと、
を有し、
前記空芯コイルは導体線を複数回巻くことにより形成されており、
前記空芯コイルのうち、両端部近傍領域が前記配線基板の前記主面に接触し、前記両端部近傍領域に比べて中央部が前記配線基板の前記主面から遠ざけられて前記配線基板と接触していないことを特徴とする電子装置。
【請求項１】
異なる複数の周波数帯の信号を出力可能な、電力増幅回路を有する電子装置であって、
複数の電極を有する配線基板と、
前記配線基板の主面上に搭載された、前記電力増幅回路を含む半導体チップと、
前記配線基板の前記主面上に搭載された、面実装型の空芯コイルと、
を有し、
前記空芯コイルは、導体線を複数回巻いたコイル部と、前記コイル部の両端にそれぞれ接続された前記導体線からなる２つの端子部で構成され、
前記コイル部の前記導体線は絶縁膜で被覆され、
前記空芯コイルの前記各端子部は、前記コイル部から離れる方向に向かう方向に延在し、前記配線基板の前記電極と電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子装置において、
前記空芯コイルが前記電力増幅回路の出力整合回路に使用されていることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子装置において、
前記電子装置は、前記電力増幅回路を複数有し、
前記複数の電力増幅回路のうちの第１の電力増幅回路は、異なる複数の周波数帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項３記載の電子装置において、
前記空芯コイルが前記第１の電力増幅回路の出力整合回路に使用されていることを特徴とする電子装置。
【請求項５】
請求項４記載の電子装置において、
前記第１の電力増幅回路は、ＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項６】
請求項４記載の電子装置において、
前記第１の電力増幅回路は、ＤＣＳ帯とＰＣＳ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項７】
請求項１記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記各端子部は、半田を介して前記配線基板の前記電極と接合されていることを特徴とする電子装置。
【請求項８】
請求項７記載の電子装置において、
前記半田は鉛フリー半田であることを特徴とする電子装置。
【請求項９】
請求項１記載の電子装置において、
前記電力増幅回路は、８２４〜９１５ＭＨｚの信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電子装置において、
前記電力増幅回路は、ＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１１】
請求項１記載の電子装置において、
前記電力増幅回路は、１７１０〜１９１０ＭＨｚの信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の電子装置において、
前記電力増幅回路は、ＤＣＳ帯とＰＣＳ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１３】
請求項１記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記コイル部が、前記配線基板の前記主面に接触していることを特徴とする電子装置。
【請求項１４】
請求項１記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記端子部に電気的に接続された前記配線基板の前記電極が、前記空芯コイルの前記コイル部の下に延在していないことを特徴とする電子装置。
【請求項１５】
第１の電力増幅回路を含む複数の電力増幅回路を有する電子装置であって、
複数の電極を有する配線基板と、
前記配線基板の主面上に搭載された、前記複数の電力増幅回路を含む半導体チップと、
前記配線基板の前記主面上に搭載された、面実装型の空芯コイルと、
を有し、
前記第１の電力増幅回路は、異なる複数の周波数帯の信号を増幅可能であり、
前記空芯コイルは、前記第１の電力増幅回路の出力整合回路に使用され、
前記空芯コイルは、導体線を複数回巻いたコイル部と、前記コイル部の両端にそれぞれ接続された前記導体線からなる２つの端子部で構成され、
前記コイル部の前記導体線は絶縁膜で被覆され、
前記空芯コイルの前記各端子部は、前記コイル部から離れる方向に向かう方向に延在し、前記配線基板の前記電極と電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記各端子部は、半田を介して前記配線基板の前記電極と接合されていることを特徴とする電子装置。
【請求項１７】
請求項１５記載の電子装置において、
前記第１の電力増幅回路は、８２４〜９１５ＭＨｚの信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の電子装置において、
前記第１の電力増幅回路は、ＵＳＧＳＭ帯とＥＵＧＳＭ帯の信号を増幅可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１９】
請求項１５記載の電子装置において、
前記空芯コイルの前記端子部に電気的に接続された前記配線基板の前記電極が、前記空芯コイルの前記コイル部の下に延在していないことを特徴とする電子装置。
【請求項２０】
電力増幅回路を有する電子装置であって、
複数の電極を有する配線基板と、
前記配線基板の主面上に搭載された、前記電力増幅回路を含む半導体チップと、
前記配線基板の前記主面上に搭載された、面実装型の空芯コイルと、
を有し、
前記空芯コイルは導体線を複数回巻くことにより形成されており、
前記空芯コイルのうち、両端部近傍領域が前記配線基板の前記主面に接触し、前記両端部近傍領域に比べて中央部が前記配線基板の前記主面から遠ざけられて前記配線基板と接触していないことを特徴とする電子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【公開番号】特開２００７−８８３６３（Ｐ２００７−８８３６３Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７７９６０（Ｐ２００５−２７７９６０）
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
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