專利名稱：整合主動天線的射頻模塊及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種整合主動天線的射頻模塊，特別涉及一種將主動天線整合 于載板的中的射頻模塊及其制造方法。
背景技術：
由于無線射頻傳輸技術的快速發(fā)展，射頻天線的應用也就越來越普遍。在 理論上，單極天線的長度最少要是傳輸波長的四分之一對應長度，才能擁有良
好的接收與發(fā)射效率。而以射頻系統(tǒng)模塊為例，其頻率通常在2.4GHz，因此 對應的四分之一波長的長度即為3.125cm。
然而，此一天線長度已遠大于微型化模塊可接受的范圍。于是，為了解決 此一問題，目前技術上的設計便是再使用一天線控制模塊來串接較短的單極天 線，進而組成主動天線模塊，其中利用天線控制模塊的增益特性來等效成為相 同的電性長度，并且可再經(jīng)由調(diào)整內(nèi)部可變電感的大小，來控制調(diào)變天線的接 收與發(fā)射頻率，進而改善單極天線頻寬過窄的限制。
但是，以目前的現(xiàn)有技術來看，大部分整合天線的射頻系統(tǒng)模塊仍是以印 刷電路板(PCB)、環(huán)氧樹脂(FR-4)基板或BT基板等不同材質(zhì)的基板來作為模塊 的主要載板，并將天線圖形制作于載板的上，進而再將包含天線控制模塊等所 有芯片、組件等零件通過表面黏著技術(SMT)等打件方式來黏著于載板的表 面。于是，載板純粹只是用以當載具而形成各芯片、組件與天線圖形之間的電 路連接之用，載板之中的結構也只是用以作為線路走線布局的分層結構。
如此一來，不僅因為硬件電路芯片、組件的增加而導致成本提高，此外， 載板更因為要考慮能容納所有的電路并且順利進行電路布線，因而勢必會增加 載板的尺寸大小以及分層數(shù)量。為此，便無法同時滿足目前趨勢對于產(chǎn)品功能 多、體積小以及成本低的需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種射頻模塊，并且利 用半導體制程的技術來將主動天線電路整合于載板之中，以達到有效縮小整個 模塊的體積尺寸的目的。并且由于主動天線電路在設計上得以與射頻主要電路 相當靠近，因而更能有效提升射頻模塊應用上的電路特性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種整合主動天線的射頻模塊，其包括 一硅芯片載板、 一主動天線電路單元及一主電路單元。其中，主動天線電路單 元通過一半導體制程整合于該硅芯片載板，并且該主動天線電路單元進一步包 含 一天線回路形成于該硅芯片載板的表面，以收發(fā)一射頻信號。而主電路單 元則黏著于該硅芯片載板的表面，并且電性連接該主動天線電路單元，以處理 該射頻信號。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另提出一種整合主動天線的射頻模塊的制造方 法，其步驟包括首先，提供一主動天線電路單元，并且再利用一半導體制程 來整合該主動天線電路單元以成型為一硅芯片載板，而主動天線電路單元之中 的一天線回路整合形成于該硅芯片載板的表面。接著，再進行黏著一主電路單 元于該硅芯片載板的表面，以與該主動天線電路單元形成電性連接。為此，以 達到縮小整個模塊體積尺寸的目的，而能更廣泛且更容易設置應用于不同功能 的應用產(chǎn)品。
以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的 限定。


圖1為本發(fā)明整合主動天線的射頻模塊的實施例架構示意圖； 圖2為放大器電路增益-頻率響應的波形示意圖；及 圖3為本發(fā)明整合主動天線的射頻模塊的制造方法實施例流程圖。 其中，附圖標記
1 硅芯片載板
2 主動天線電路單元
201 天線回路
202 放大器電路203 匹配電路 3 主電路單元 9 射頻模塊
具體實施例方式
本發(fā)明主要是通過與以往不同設計的載板來作為射頻模塊中各組件的承 載的載板，以將主動天線等相關電路整合于載板，為此以縮小射頻模塊的體積 尺寸。從而能提供更方便設計、更不占空間的射頻模塊解決方案，以利將射頻 模塊應用于各種需進行射頻傳輸功能的應用產(chǎn)品上。
請參考圖l，為本發(fā)明整合主動天線的射頻模塊的實施例架構示意圖。如
圖所示，本發(fā)明提供一種整合主動天線的射頻模塊9，其包括 一硅芯片載板
1、 一主動天線電路單元2及一主電路單元3。其中，硅芯片載板l即是在射 頻模塊9中用以作為承載組件用的載板。
而主動天線電路單元2主要是通過一半導體制程的方式，以在硅芯片載板 1的成型過程中，就直接整合于該硅芯片載板1。并且主動天線電路單元2中 進一步包含 一天線回路201、 一放大器電路202及一匹配電路203。其中， 天線回路201更是形成于硅芯片載板1的表面，以進行收發(fā)一射頻信號。而放 大器電路202是形成于硅芯片載板1之中，且電性連接天線回路201，以對該 射頻信號產(chǎn)生放大效果；而匹配電路203亦同樣形成于硅芯片載板1之中，并 電性連接放大器電路202，用以進行調(diào)頻以調(diào)整該放大器電路202對該射頻信 號作用所需的響應頻率。其中，匹配電路203在實際設計上可例如選自可變電 感電路及可變電容電路的其中之一或兩者的組合，在此不加以限制。
附帶一提，為了了解上述通過匹配電路203所進行調(diào)頻的效果，請同時參 考圖2，為放大器電路增益-頻率響應的波形示意圖。其中橫軸代表響應頻率 (F)，而縱軸代表增益(dB)，于是通過調(diào)整匹配電路203的輸出值(如電感值)艮口 可在不影響放大器電路202增益的情形下，進行各頻率分量的調(diào)整，以調(diào)變天 線回路201的接收與發(fā)射的頻率。
接著，主電路單元3則是例如以表面黏著技術(SMT)的方式而打件黏著于 硅芯片載板l的表面，并且電性連接主動天線電路單元2，以處理該射頻信號。 而熟悉此項技術者，應可了解這里所指的主電路單元3并不只限定于單一電
6路，而是可以包含射頻系統(tǒng)中所會使用到的各種控制器或電路(如接收器、 發(fā)射器及功率檢測電路等)，而其間的動作方式在此便不加以贅述。
此外，在設計上，主電路單元3所黏著的硅芯片載板1的表面與天線回路 201所形成于硅芯片載板1的表面可以如圖1所示為同一表面，當然亦可落于 不同表面或不同距離，但是為了考慮電路特性以達到較佳的信號質(zhì)量，則選擇 以較近的電路走線距離為優(yōu)先。
值得一提的是，上述主電路單元3及主動天線電路單元2之間的連接可例 如是進一步通過一線路重布技術(RedistributionLayer, RDL)來進行電性連接。 如此一來，對于整個射頻模塊9而言更可達到縮小體積的效果。
請再參考圖3，為本發(fā)明整合主動天線的射頻模塊的制造方法實施例流程 圖。如圖所示，本發(fā)明提供一種整合主動天線的射頻模塊9的制造方法，其步 驟包括首先，提供所欲進行整合用的一主動天線電路單元2(S301)，接著， 依據(jù)所提供的主動天線電路單元2對信號質(zhì)量的要求而進行一電路布局程序 (S303)以產(chǎn)生電路的布局。
之后，便可利用該電路的布局，而通過半導體制程方式來整合主動天線電 路單元2以制作成型為硅芯片載板1(S305)。其中所述的半導體制程可例如是 由硅圓片開始重復經(jīng)過一連串的制程步驟，包括有光學顯影、快速高溫制程、 化學氣相沉淀、離子植入及蝕刻等歩驟來堆棧而成為本發(fā)明所使用的具有功能 性電路的硅芯片載板1。而主動天線電路單元2中的天線回路201例如通過半 導體制程中的蝕刻方式以形成于硅芯片載板1的表面。
最后，再進行黏著主電路單元3于硅芯片載板1的表面，以與整合于硅芯 片載板1的主動天線電路單元2進行電性連接(S307)，進而完成內(nèi)嵌有小型化 主動天線電路單元2的射頻模塊9。
綜上所述，本發(fā)明使用與以往不同設計的載板作為載具，其中結合半導體 制程的技術來將主動天線電路整合于載板之中，以達到有效縮小整個模塊的體 積尺寸的目的。除此之外，本發(fā)明更能擁有下列幾項優(yōu)點
1、 提升模塊的電路特性通過本發(fā)明使得主動天線電路單元在設計上 得以與主電路單元相當靠近，因此能防止較長距離走線時的信號衰減，而大幅 地提升射頻模塊的電路特性。
2、 防止噪聲干擾由于本發(fā)明的主動天線電路單元皆已整合于硅芯片載板，因此使得天線與主電路單元之間的走線更能進一步具有抗噪聲干擾的效 果。
3、 降低模塊溫度由于硅芯片載板具有良好的導熱特性，因此由硅芯 片載板作為載具可有效降低整個射頻模塊所產(chǎn)生的溫度。
4、 降低成本由于已將全部的主動天線電路單元整合于硅芯片載板之 中，而硅芯片載板相對而言是具有較大的面積范圍，因此不需使用較高階的制 程技術。而所有的主動天線電路單元在硅芯片載板中使用相同的較低階制程
(如:0.5微米制程)即可全部實現(xiàn)，于是可大幅地節(jié)省成本。
5、 改善天線頻寬由于主動天線電路可由調(diào)整內(nèi)部匹配電路的大小 (如調(diào)整可變電感電路中電感的大小)，以控制調(diào)變天線的接收與發(fā)射頻率， 達到多頻帶工作的目的，使得天線頻寬較被動天線高出許多。
當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但 這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1、一種整合主動天線的射頻模塊，其特征在于，包括一硅芯片載板；一主動天線電路單元，通過一半導體制程整合于該硅芯片載板，而該主動天線電路單元進一步包含一天線回路，形成于該硅芯片載板的表面，以收發(fā)一射頻信號；及一主電路單元，黏著于該硅芯片載板的表面，并且電性連接該主動天線電路單元，以處理該射頻信號。
2、 根據(jù)權利要求1所述的整合主動天線的射頻模塊，其特征在于，所述 的天線回路通過該半導體制程蝕刻于該硅芯片載板的表面。
3、 根據(jù)權利要求1所述的整合主動天線的射頻模塊，其特征在于，所述 的主動天線電路單元進一步包含一放大器電路，連接該天線回路；及一匹配電路，連接該放大器電路，用以調(diào)整該放大器電路所需的響應頻率。
4、 根據(jù)權利要求3所述的整合主動天線的射頻模塊，其特征在于，所述 的匹配電路為可變電感電路及可變電容電路的其中之一或組合。
5、 根據(jù)權利要求1所述的整合主動天線的射頻模塊，其特征在于，所述 的主電路單元及該主動天線電路單元之間進一步通過線路重布技術來連接。
6、 一種整合主動天線的射頻模塊的制造方法，其特征在于，步驟包括 提供一主動天線電路單元；利用一半導體制程來整合該主動天線電路單元以成型為一硅芯片載板；及 黏著一主電路單元于該硅芯片載板的表面，以與該主動天線電路單元形成 電性連接；其中，該主動天線電路單元中的一天線回路整合形成于該硅芯片載板的表面。
7、 根據(jù)權利要求6所述的整合主動天線的射頻模塊的制造方法，其特征 在于，進一歩包括.-依據(jù)該主動天線電路單元來進行一電路布局程序，以利進行整合該主動天 線電路單元成型為該硅芯片載板。
8、 根據(jù)權利要求6所述的整合主動天線的射頻模塊的制造方法，其特征在于，所述的天線回路通過該半導體制程以蝕刻形成于該硅芯片載板的表面。
9、 根據(jù)權利要求6所述的整合主動天線的射頻模塊的制造方法，其特征 在于，所述的主電路單元及該主動天線電路單元之間進一步通過線路重布技術 來連接。
全文摘要
一種整合主動天線的射頻模塊，其包括一硅芯片載板、一主動天線電路單元及一主電路單元。其中，主動天線電路單元通過一半導體制程整合于該硅芯片載板，并且該主動天線電路單元進一步包含一天線回路形成于該硅芯片載板的表面，以收發(fā)一射頻信號。而主電路單元則黏著于該硅芯片載板的表面，并且電性連接該主動天線電路單元，以處理該射頻信號。為此，以達到縮小模塊體積尺寸的目的。
文檔編號H01Q23/00GK101453059SQ20071018719
公開日2009年6月10日 申請日期2007年11月28日 優(yōu)先權日2007年11月28日
發(fā)明者孫政杰 申請人:纮華電子科技(上海)有限公司