CN108807293A - 用于射频微波功放器件的封装结构 - Google Patents

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CN108807293A CN201810879851.6A CN201810879851A CN108807293A CN 108807293 A CN108807293 A CN 108807293A CN 201810879851 A CN201810879851 A CN 201810879851A CN 108807293 A CN108807293 A CN 108807293A
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Abstract

本发明涉及一种用于射频微波功放器件的封装结构，包括射频功放芯片、电路基板、金属基板和无源器件，射频功放芯片设置在金属基板上；无源器件设置在电路基板上；金属基板和所述电路基板拼接组合；射频功放芯片与电路基板通过金属连接线连接。本发明通过采用高导热金属材料作为金属基板，提升射频功放芯片的散热效果；射频功放芯片与无源器件分别放置在金属基板和电路基板上，金属基板和电路基板拼接组合，可更为便捷的使用市面上Q值较高的电阻、电感、电容或微带线，降低研发周期，保证了较低的成本，保证产品性能和可靠性；同时可通过对电阻、电容、电感和微带线等主要元器件进行产品参数调整达到设计需求，灵活度高。

Description

用于射频微波功放器件的封装结构
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种用于射频微波功放器件的封装结构。
背景技术
基于射频微波的功率放大器，已经广泛的使用单片微波集成电路(MMIC)和混合集成电路(HIC)等设计。MMIC射频功放芯片虽然体积小、一致性好，但是因为其需要在功率放大器的射频功放芯片上集成电阻、电容、电感等无源器件，导致射频功放芯片面积较大，成本高。通常适用于毫米波以上应用，或是对性能有超高要求的应用场景。而以模块形式的HIC虽然研发难度低，成本低，但是内部模块的电路组成复杂，至少需要3种元器件组合而成，最多可达到8-10种元器件。其中匹配电路的无源器件需要特别定制，因此增加了研制时间、费用、另外性能的一致性以及电路试错缺乏弹性也是备受挑战的问题。
现在常用的射频功放模块，选用铜或其他金属导体材料做金属基板，将射频功放芯片以及相关匹配电路元器件全部都放置在金属基板之上，再进行bonding连接、组装、形成模块。由于将无源器件放置在金属导通的材料上，电路连接无法在金属基板上形成，因此无法使用市售的无源被动元器件。目前实现匹配电路的无源器件主要采用以下2种方式：(1)微带线在薄膜电路上根据空间大小定制实现；电容采用定制MOS射频功放芯片电容，或是定制的陶瓷射频功放芯片电容；(2)IPD(射频功放芯片无源集成器件)采用晶圆厂的IPD工艺，将电容、微带线等无源器件全部集成在单独射频功放芯片上。这样的设计，主要有如下缺点：(1)薄膜电路需要定制，研发周期长，成本较高。电路Q值低，性能不如市售的无源器件。不易调试也是主要缺点；(2)定制射频功放芯片电容，电容精度低，费用高，不易调试。(3)如果采用IPD工艺，则研发周期更长，成本更高。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明提出一种用于射频微波功放器件的封装结构。
本发明的技术方案概述如下：
一种用于射频微波功放器件的封装结构，其中，包括射频功放芯片、电路基板、金属基板和无源器件，所述射频功放芯片设置在金属基板上；所述无源器件设置在电路基板上；所述金属基板和所述电路基板拼接组合；所述射频功放芯片与电路基板通过金属连接线连接。
优选的是，所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其中，所述金属基板由高导热金属材料制成。高导热金属材料包括铜、铝等。
优选的是，所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其中，所述电路基板为PCB电路板、LTCC电路板、HTCC电路板或陶瓷板中的一种。
优选的是，所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其中，所述射频功放芯片为GaN射频功放芯片、GaAs射频功放芯片或LDMOS射频功放芯片中的一种。
优选的是，所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其中，所述无源器件选自电容、电感、电阻或微带线中的一种或一种以上的组合。
优选的是，所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其中，所述金属连接线为金线、铝线或铜线中的一种。
优选的是，所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其中，所述金属基板内表面设置有凹槽，所述凹槽数量≥1，所述凹槽中均设置有电路基板。
优选的是，所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其中，所述电路基板
本发明的有益效果是：本发明通过采用高导热金属材料作为金属基板，提升射频功放芯片的散热效果，提高射频功放芯片的性能；射频功放芯片与无源器件分别放置在金属基板和电路基板上，金属基板和电路基板拼接组合，电路基板采用绝缘的PCB电路板、LTCC电路板、HTCC电路板或陶瓷板，可更为便捷的使用市面上Q值较高的电阻、电感、电容或微带线，降低研发周期，保证了较低的成本，解决定制产品带来的诸多不足，保证产品性能和可靠性；同时可通过对电阻、电容、电感和微带线等主要元器件进行产品参数调整达到设计需求，灵活度高。
附图说明
图1为常用的内匹配电路设计的示意图。
图2为实施例1和实施例2的电路设计示意图。
图3为实施例3、实施例4和实施例5的电路设计的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
现在常用的内匹配电路设计的示意图如图1所示，选用定制材料来实现匹配用的电阻、电容、电容以及微带线，将射频功放芯片和无源器件一起放置在金属基板上，使用金属线进行连接。
实施例1
如图2所示，本发明提出一种用于射频微波功放器件的封装结构，包括GaN射频功放芯片2、PCB电路板4、含铜金属基板1和无源器件5，GaN射频功放芯片2设置在含铜金属基板1上，无源器件5设置在PCB电路板4上，GaN射频功放芯片2与PCB电路板4通过金线3电性连接，含铜金属基板1内表面设置有第一凹槽和第二凹槽，PCB电路板4固定设置在第一凹槽和第二凹槽中，无源器件5为电容、电感、电阻或微带线中的一种或一种以上。
通过采用含铜金属基板，增加芯片的散热，提高GaN射频功放芯片的性能；PCB电路板嵌入在含铜金属基板上，降低研发周期，保证了较低的成本，解决定制产品带来的诸多不足；PCB电路板中使用市面上Q值较高的电阻、电感、电容，保证产品性能和可靠性；在产品参数进行细微调整时，可通过对电阻、电容、电感等主要元器件进行更新而达到需求，灵活度高。
实施例2
如图2所示，本发明提出一种用于射频微波功放器件的封装结构，包括GaN射频功放芯片2、陶瓷电路板4、含铜金属基板1和无源器件5，GaN射频功放芯片2设置在含铜金属基板1上，无源器件5设置在陶瓷电路板4上，GaN射频功放芯片2与陶瓷电路板4通过铜线3电性连接，含铜金属基板1内表面设置有第一凹槽和第二凹槽，陶瓷电路板4固定设置在第一凹槽和第二凹槽中，无源器件5为电容、电感、电阻或微带线中的一种或一种以上。
实施例3：
如图3所示，本发明提出一种用于射频微波功放器件的封装结构，包括PCB电路板1、GaN射频功放芯片2、铜基板4和无源器件5，GaN射频功放芯片2设置在铜基板4上，无源器件5设置在PCB电路板1上，GaN射频功放芯片2与PCB电路板1通过金线3电性连接，PCB电路板1内设有空腔，铜基板4嵌入空腔中，无源器件5为电容、电感、电阻或微带线中的一种或一种以上。
通过采用PCB电路板，在PCB电路板中间开孔，嵌入铜基板以提高对GaN射频功放芯片的散热能力，无源器件通过PCB电路板将电路连接，降低研发周期，保证了较低的成本，解决定制产品带来的诸多不足；无源器件使用Q值较高的电容、电感、电阻或微带线，保证产品性能和可靠性。
实施例4：
如图3所示，本发明提出一种用于射频微波功放器件的封装结如图3所示，本发明提出一种用于射频微波功放器件的封装结构，包括陶瓷电路板1、GaN射频功放芯片2、铜基板4和无源器件5，GaN射频功放芯片2设置在铜基板4上，无源器件5设置在陶瓷电路板1上，GaN射频功放芯片2与陶瓷电路板1通过金线3电性连接，陶瓷电路板1内设有空腔，铜基板4嵌入空腔中，无源器件5为电容、电感、电阻或微带线中的一种或一种以上。
实施例5：
如图3所示，本发明提出一种用于射频微波功放器件的封装结构，包括LTCC电路板1、GaN射频功放芯片2、铜基板4和无源器件5，GaN射频功放芯片2设置在铜基板4上，无源器件5设置在LTCC电路板1上，GaN射频功放芯片与LTCC电路板1通过金线3电性连接，LTCC电路板1内设有空腔，铜基板4嵌入空腔中，无源器件5为电容、电感、电阻或微带线中的一种或一种以上。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (8)

1.一种用于射频微波功放器件的封装结构，其特征在于，包括射频功放芯片、电路基板、金属基板和无源器件，所述射频功放芯片设置在金属基板上；所述无源器件设置在电路基板上；所述金属基板和所述电路基板拼接组合；所述射频功放芯片与电路基板通过金属连接线连接。
2.如权利要求1所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其特征在于，所述金属基板由高导热金属材料制成。
3.如权利要求1所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其特征在于，所述电路基板为PCB电路板、LTCC电路板、HTCC电路板或陶瓷板中的一种。
4.如权利要求1所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其特征在于，所述射频功放芯片为GaN射频功放芯片、GaAs射频功放芯片或LDMOS射频功放芯片中的一种。
5.如权利要求1所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其特征在于，所述无源器件选自电容、电感、电阻或微带线中的一种或一种以上的组合。
6.如权利要求1所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其特征在于，所述金属连接线为金线、铝线或铜线中的一种。
7.如权利要求1所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其特征在于，所述金属基板内表面设置有凹槽，所述凹槽数量≥1，所述凹槽中均设置有电路基板。
8.如权利要求1所述的用于射频微波功放器件的封装结构，其特征在于，所述电路基板内设有空腔；所述金属基板嵌入空腔中。
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CN111786063A (zh) * 2020-06-28 2020-10-16 苏州华博电子科技有限公司 超宽带复合铁氧体环形器制作方法

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