CN210578437U - 低成本高集成度的射频芯片封装结构及射频功率放大器 - Google Patents
低成本高集成度的射频芯片封装结构及射频功率放大器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型揭示了一种低成本高集成度的射频芯片封装结构及射频功率放大器。所述射频芯片封装结构包括集成设置的射频功率放大芯片与IPD模块，所述射频功率放大芯片包括集成设置的功分器和至少两个功率放大模块，所述至少两个功率放大模块分路设置，并且所述至少两个功率放大模块的输入端分别连接所述功分器的输出端，所述功分器的输入端用于接收输入射频功率放大芯片的信号，所述IPD模块上集成有匹配电路，所述至少两个功率放大模块的输出端分别通过键合线与所述匹配电路电连接。本实用新型的射频芯片封装结构可以利用QFN封装方案实现，具有成本低、集成度高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种射频功率放大装置，具体涉及一种低成本高集成度的射频芯片封装结构，属于电子技术领域。
背景技术
射频功率放大器是无线通讯系统的重要组成部分，其主要负责将调制后的射频信号放大并通过天线发射出去，其性能直接决定了无线通讯系统的核心指标，射频芯片(即，射频功率放大芯片)又是射频功率放大器的核心元件。随着5G的来临，对射频功率放大器的性能和集成度要求越来越高。目前无线通讯基站上主要采用LDMOS和GaN芯片，其中GaN芯片由于其晶圆成本较高目前采用分立为主；LDMOS两级或多级的集成已将输入和级间匹配集成于同一颗芯片，但是由于硅工艺的高损耗特性输出匹配电路还无法集成，主流的实现形式有采用LGA(Land Grid Array，栅格阵列封装)进行合路匹配和通过键合线合路后再在电路板上进行匹配两种主流方案。但是，一方面LGA方案的成本比较高，另一方面LGA上利用微带和集总元件进行匹配导致面积也会比较大(参阅图1所示)。而对于键合线合路后再匹配的方案来说，则一方面对键合线的电感量有一定的要求，即对键合线的拱高和跨距有一定要求，这导致传统的QFN(Quad Flat No-leadPackage，方形扁平无引脚封装)封装并不适用，需要更高成本的PQFN(Power Quad Flat No-leadPackage)封装(参阅图2所示)；另一方面，键合线合路后由于其阻抗还无法实现50欧姆输出，是以还需要在电路板上进行常规的匹配，这也导致了面积的增加。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种低成本高集成度的射频芯片封装结构，以克服现有技术中的不足。
为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：
一种低成本高集成度的射频芯片封装结构，其特征在于包括集成设置的射频功率放大芯片与IPD模块，所述射频功率放大芯片包括集成设置的功分器和至少两个功率放大模块，所述至少两个功率放大模块分路设置，并且所述至少两个功率放大模块的输入端分别连接所述功分器的输出端，所述功分器的输入端用于接收输入射频功率放大芯片的信号，所述IPD模块上集成有匹配电路，所述至少两个功率放大模块的输出端分别通过键合线与所述匹配电路电连接。
在一些实施方案中，所述射频芯片封装结构采用QFN封装结构。
在一些实施方案中，所述至少两个功率放大模块的输入端分别通过至少一输入匹配模块与所述功分器的输出端连接。
在一些实施方案中，所述功率放大模块包括串联设置的两个以上射频功率晶体管。
进一步的，其中的两个功率晶体管之间还经过级间匹配模块连接。
进一步的，在一个所述的功率放大模块中，连接在功分器之后的第一个射频功率晶体管为驱动级晶体管。
在一些实施方案中，所述匹配电路具有对应于所述至少两个功率放大模块的多个输入端和一个输出端。
在一些实施方案中，所述IPD模块采用高阻衬底厚铜工艺的IPD模块。
本实用新型一实施例还提供了一种射频功率放大器，其包括所述的低成本高集成度的射频芯片封装结构。
较之现有技术，本实用新型采用低成本的QFN封装，将功分器、输入匹配和级间匹配都与射频功率晶体管集成在一起，而输出采用集成匹配电路的IPD(Integrated PassiveDevices，集成无源元件)，通过最简单的键合线相连，即可实现高集成度和低成本的封装，从而能够很好的克服LGA、PFQN封装方案高成本和整体面积较大等缺点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的一种LGA封装结构的示意图；
图2是现有的一种PQFN封装结构的示意图；
图3是本实用新型实施例1中一种射频功率放大芯片的封装结构示意图；
图4是本实用新型实施例1中一种射频功率放大芯片的集成结构示意图；
图5是本实用新型实施例1中一种IPD模块的结构示意图；
图6是本实用新型实施例2中一种射频功率放大芯片的封装结构示意图；
附图标记说明：LGA封装结构11、功分器12、射频功率放大芯片13、射频功率放大芯片14、输出匹配电路15、PQFN封装结构21、射频功率放大芯片22、键合线23、QFN封装结构31、射频功率放大芯片32、键合线33、IPD模块34、功分器41、输入匹配模块42、驱动级晶体管43、级间匹配模块44、末级晶体管45、输入匹配模块46、驱动级晶体管47、级间匹配模块48、末级晶体管49、输出匹配电路51、QFN封装结构61、射频功率放大芯片62、键合线63、IPD 64模块。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
请参阅图3示出了本实用新型实施例1中提供的一种射频功率放大芯片的封装结构，其采用的是QFN封装IPD合路方案。进一步的讲，该封装结构31是将集成的射频功率芯片32和集成输出合路匹配电路高阻衬底厚铜工艺的IPD模块34通过键合线33相连。该高阻衬底厚铜工艺的IPD可以通过本领域熟知的方式获取。
更具体地，请参阅图4，该射频功率芯片32包括输入功分器41、第一路的输入匹配模块42、第一路的驱动级晶体管43、第一路的级间匹配模块44、第一路的末级晶体管45、第二路的输入匹配模块46，第二路的驱动级晶体管47，第二路的级间匹配模块48和第二路的末级晶体管49。该射频功率芯片32中功分器41、第一路及第二路中的各组成元件均是集成设置的。
而再请参阅图5，该IPD模块34上集成有输出匹配电路51。该射频功率芯片32中的第一路及第二路均通过键合线33与该匹配电路51连接，从而实现输出合路。
本实用新型的以上实施例基于QFN封装方案，通过将一颗集成输入功分器、两个或多个输入和级间片上匹配的两级或多级功放的射频芯片，与采用高阻衬底厚铜工艺集成输出匹配电路的芯片(IPD模块)封装在一起，通过键合线连接，实现输入输出相同(例如都是50欧姆)的高度集成化的射频功率放大器，不仅成本低廉，器件集成度高，且使器件制作工艺更为简单可控。
请参阅图6示出了本实用新型实施例2中提供的另一种射频功率放大芯片的封装结构61，其具有与实施例1相似的结构，其中射频功率放大芯片62的功率放大模块分三路设置，其输出端均通过键合线63与集成在IPD 64模块上的输出匹配电路电连接。
本实用新型前述实施例提供的射频功率放大芯片的封装结构在工作时，其信号输入，输出及供电等的工作机制与本领域技术人员已知的射频功率放大器中的相应功能单元一致，此处不再予以详细说明。
另外，本实用新型前述实施例采用的QFN封装方案，其中的材料、工艺操作、工艺条件等均可以是本领域熟知的，此处也不再赘述。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种低成本高集成度的射频芯片封装结构，其特征在于包括集成设置的射频功率放大芯片与IPD模块，所述射频功率放大芯片包括集成设置的功分器和至少两个功率放大模块，所述至少两个功率放大模块分路设置，并且所述至少两个功率放大模块的输入端分别连接所述功分器的输出端，所述功分器的输入端用于接收输入射频功率放大芯片的信号，所述IPD模块上集成有匹配电路，所述至少两个功率放大模块的输出端分别通过键合线与所述匹配电路电连接。
2.根据权利要求1所述的低成本高集成度的射频芯片封装结构，其特征在于：所述射频芯片封装结构采用QFN封装结构。
3.根据权利要求1所述的低成本高集成度的射频芯片封装结构，其特征在于：所述至少两个功率放大模块的输入端分别通过至少一输入匹配模块与所述功分器的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的低成本高集成度的射频芯片封装结构，其特征在于：所述功率放大模块包括串联设置的两个以上射频功率晶体管。
5.根据权利要求4所述的低成本高集成度的射频芯片封装结构，其特征在于：其中的两个功率晶体管之间还经过级间匹配模块连接。
6.根据权利要求4或5所述的低成本高集成度的射频芯片封装结构，其特征在于：在一个所述的功率放大模块中，连接在功分器之后的第一个射频功率晶体管为驱动级晶体管。
7.根据权利要求1所述的低成本高集成度的射频芯片封装结构，其特征在于：所述匹配电路具有对应于所述至少两个功率放大模块的多个输入端和一个输出端。
8.根据权利要求1所述的低成本高集成度的射频芯片封装结构，其特征在于：所述IPD模块采用高阻衬底厚铜工艺的IPD模块。
9.一种射频功率放大器，其特征在于包括权利要求1-8中任一项所述的低成本高集成度的射频芯片封装结构。
Priority Applications (1)
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| CN201922244715.2U CN210578437U (zh) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | 低成本高集成度的射频芯片封装结构及射频功率放大器 |
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| CN (1) | CN210578437U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116388711A (zh) * | 2021-12-24 | 2023-07-04 | 苏州华太电子技术股份有限公司 | Doherty功放装置以及功率放大系统 |
| WO2024050705A1 (zh) * | 2022-09-06 | 2024-03-14 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 一种qfn封装结构、射频收发模组结构及电子设备 |
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2019
- 2019-12-13 CN CN201922244715.2U patent/CN210578437U/zh active Active
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| WO2024050705A1 (zh) * | 2022-09-06 | 2024-03-14 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 一种qfn封装结构、射频收发模组结构及电子设备 |
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