功率放大器的制作方法

日期:2019-06-12 21:38:08

专利名称:功率放大器的制作方法
技术领域
本发明涉及功率放大器。
背景技术
在当前的技术状态下,RF功率放大器由直接安装到主放大器散热器上并 连接到印刷电路板(PCB)的功率晶体管封装构成。图1示出了一种典型的基 本配置100。示出了一部分主放大器散热器110,放大器PCB的一些部分130a 和130b,以及RF功率晶体管140。RF功率封装亦具有其自己完整的散热器120。 图2示出了去掉盖子的RF功率封装140。该基本封装由基散 120构成, 在该基散热器120上附接介电绝缘框150,在绝缘框上又附接了输入(栅极)170a 和输出(漏极)170b引线,这两者都电接触到功率放大器系统。散M120充 当了晶体管装置的源接触。为了完成该装置,减薄的晶体管管芯160和电容器 共晶地附接于散热器120上。这些又彼此接线并接线到引线170。最后,盖子 方iS在封装上,形成了开式谐振腔晶体管装置封装。这形成了多芯片模块ifig。 图3描述了一个具有螺栓孔的凹进部分190,这些螺栓 L加工为需要容纳RF 功率封装140的主散热器110。鄉大器的组装过程中,PCB部件130a和130b 附接于该主散热器110上。然后RF晶体管封装140栓接于该散鹏110,从 而实现热电接触,如图1所示。引线170a和170b分别焊接到该PCB部件130a 和130b。
,RF功率放大器具有若干限制,尤其在由该RF功率晶体管芯片160 产生的热的热学管理方面。RF功率晶体管封装140及其散 基部120设计 ^"虑该硅管芯的膨l^性。这导致在封装散热器120的热传导性和更高的费 用上产生折衷。如果低传导区鹏缝隙出现在金属对金属接触区域中,则该封 装散热器120和主散热器110之间的机械接口亦可以具有降低的热传导性。安 驟更件亦增大了放大器制造商的成本。在一些情况中,该封装散热器120直接 焊接到该主散热器110上。由于该散热器和焊料的膨im性,其反3 影响热 性能,因此对该方法的可靠性还存有疑虑。

发明内容
本发明的一个实施例包括具有单片散热器的RF功率放大器。该RF功率 晶体管管芯直接安装在散繊上。


M阅读下列非限制性实施例并参考附图,可以更好地理解本发明,附 图简要说明如下。
图1示出了传统RF功率放大器的一小部分;
图2示出了一种不带盖的、包括功率晶体管管芯和电容器的传统功率晶 体管的封装;
图3示出了一种具有用于RF功率放大器的印刷电路板的传魁散繊的 一部分;
图4示出了功率放大器的一个实施例的第一,图; 图5示出了装配在散热器上的管芯、电織、框架和弓践的一个实施例; 图6示出了安装在框架上的防护盖的一个实施例;以及 图7示出了包括安装在散 上的印刷电路板的最终组件的一个实施例。 然而,应该注意到,附图仅描述了本发明的某些实施例的一些方面,因 此不限定本发明的范围,本发明包括附力啲或割介的实施例。
具体实施例方式
在一个实施例中,RF功率放大器包括框架配置,该框架配置包括绝缘介 电框架和附接到该框架上的导电输入和输出传输引线,其中该框架配置固定在 单片散热器的顶部,并封入RF功率晶体管管芯。该RF功率晶体管管芯可以 进一步包括电容器,该电容器和输入和输出弓l线电耦合。该RF功率放大器可 以进一步包括放置在该框架配置顶部的盖子。该RF功率放大器可以进一步包 括至少一个印刷电路板,该印刷电路板放置于该散热器之上用于与 入和输 出传输线电连接。该散热器可以具有成型为容纳放大器设计的表面。该表面可 被成型形,座。在一个实施例中的散 可以具有平的顶表面,其包括具有 能容纳印刷电路板的高度的基座。该配置亦满M互,皿和长度的RF要 求。该框架可以由绝缘介电材料构成。该框架可以由陶瓷材料构成。单个印刷 电路板可以放置在该散热器之上。
用于制造RF功率放大器的方法可以进一步包括将包括输入和输出传输引
线的框架附接到散 的顶部上的步骤。该方法可以进j包括将至少一个印 刷电路板方爐在该散热器的顶部上用于电连接的步骤,从而使该印刷电路板放 置在传输线和散热器的顶面之间。该方法亦可以包括分别将第一和第二印刷电 路板滑入由传输线之一和散热器的顶面创建的开口中,并将印刷电路板和功率 晶体管管芯电连接的步骤。共晶结合过程可以用来将功率晶体管管芯附接于散
热器。该散热器可以包括在平表面之上的基座。可以确定该基座的高度,从而 使在传输线之一和该散热器的平的顶面之间创建的开口的高度近似等于印刷电 路板的高度。
图4示出了 RF功率放大器的一个实施例的倾图。根据该实施例,4顿 了—个散热器410。在一个实施例中,散繊410包括主体413, te体具有 平的顶面411。在其它实施例中,可以采用其它散热器。例如,可以^^用具有 肋状物和不同形状的散热器。在一个实施例中,凸出区域415位于顶面411的 中心。在一个实施例中,凸出区域415是基座415。
在一个实施例中,集成的基座415位于顶面411的中心。在其它实施例中, 基座415可以位于顶面411上的其它适宜区域中。在该图示的实施例中,基座 415是矩形的。然而,在其它实施例中,基座415可以具有其它适宜的職, 从而容纳下面将更详细地说明的各种晶体管管芯。基座415包括容纳PCB 450 的垂就度,并出于RF调谐的目的,允许调整线的长度和高度以驗到引线 425。在不同的实施例中,散热器410可以由任意适宜类型的导热导电材料制 成,例如铝。
图4进一步示出了框架配置420的一个实施例,该框架配置包括框架423 和端子或引线425a和425b。在各种实施例中,引线425可以由诸如铜之类的 适宜材料制成。框架423可以包括陶瓷g其它电绝,介电材料,其可以适 应RF功率晶体管的电要求。在各种实施例中,框架配置420可以作为单个组 件出现,或者在框架423附接至瞎座415之后进根且装。图4亦示出了印刷电 路板(PCB) 450a和450b,其提供经由引线425a和425b到晶体管封装的连接。 在一个实施例中,可以i顿用于连接到晶体管封装的单个PCB 450。在一个实 施例中,在将晶体管管芯放置在散热器上之前,单个PCB可以附接到散热器 上。
图5示出了一个实施例,其中晶体管管芯阵列430、电容器阵列432和框架配置420放置在基座415上。在其它实施例中,不使用电,阵列432。在 各种实施例中,舰使用高温焊接战呈棘通过j顿胶紐程,晶体管管芯阵 列430可以附接至瞎座上,焊接赚^MI呈提供管芯阵列430到散热器410的 热电连接。在一个实施例中,硅-金共晶结^^呈可以用来将晶体管管芯阵列430 安装到基座415上。在另一个实施例中,可以使用导热导电环ill占胶剂。在各 种实施例中,晶体管管芯阵列430可以包括诸如电容器和接合线的^1相应输 入输出匹配网络的其它装置。在图示的实施例中,在将晶体管管芯阵列430、 电容器阵列432和框架配置420放置在基座415上之后,接合线用来按需互连 晶体管管芯阵列430、电容器阵列432和弓战425a和425b。
图6描述了安装在框架配置420上的防护盖440的一个实施例。防护盖440 方爐在框架配置420上,从而《W晶体管管芯阵列430和电容器阵列432。在 各种实施例中,防护盖440可以由诸如陶瓷或其它适宜才才料的材料制成。在一 些实施例中,防护盖440可以包括凹进部分,从而容纳传输线或引线425a和 425b。可以利用任意合适的附接方法或诸如粘合剂的材料来附接防护盖440。 在各种实施例中,可以在导线接^1程之后的招可步骤附接防护盖440。
图7示出了安装在散热器410上的印刷电路板450a和450b的一个实施例。 在一个实施例中,散热器410具有平的顶面,该顶面包括基座415,该基座具 有可以容纳印刷电路板450a和450b的高度,| ^用于满足对于互连线的形 状和长度的RF要求。在一个实施例中,在框架方爐在基座415上之后,印刷 电路板450a和450b滑入在散热器410和传输线425a和425b之间形成的开口 中。为此,在该实施例中,设计基座415的高度从而使在传输线425a和425b 中的任何一个或两个与散热器410之间创建的开口超鹏卩印刷电路板450a或 450b的高度相同。在一个实施例中,基座415具有容纳在输入和输出引线450a 和450b与该至少一个印刷电路板之间的一个或更多个电连接的高度。
在各种实施例中,印刷电路板450a和450b可以在制i^MI呈中的不同时间 方爐在散热器410的顶部。在一个实施例中,在将PCB 450^g在散热器410 上之前附接弓践或接合线。在一个实施例中,在将PCB 450隨在散热器410 上之后附接引线或接合线。在各种实施例中,通过采用诸如回流过程的过程, 将印刷电路板450a和450b焊接到散热器410上。在其它实施例中,可以^ffi 任意适宜M的印刷电路板450。在一个实施例中,可以采用单个PCB 450来
提供到功率晶体管封装的连接。在各种实施例中,可以采用任意适宜的附接方 法或诸如粘合剂的材料。
因此,本发明非常适用于实现上述目的,并达到所提到的目标和优点以 及其中所固有的目标和优点。虽然本领域技术人员可以进行变化,但这些变化 都包含在如所附权利要求所定义的本发明的精神之内。
权利要求
1、一种功率放大器,包括单片散热器;以及直接安装在该散热器上的功率晶体管管芯。
2、 如权利要求1的功率放大器,包括框架配置,该框架配置包括介电框架和附接到该框架的导电输入和输 出传输线,其中该框架隨附接到该散热器之上。
3、 如权利要求1的功率放大器,其中该散热器包括基座,并且其中该功 率晶体管管芯安装在该基座上。
4、 如权利要求2的功率放大器,其中该散 包括基座,并且其中该框 架配置的尺寸容纳该基座。
5、 如权禾腰求4的功率放大器,包括至少一个附接到该散热器的印刷电 路板,并且其中该基座具有能容纳该输A^卩输出弓l线与凝少一个印刷电路板 之间的一个或多个电连接的高度。
6、 如权利要求5的功率放大器,其中该输A^出弓I线与该散繊之间 的开口与该至少一个印刷电路板的高度近似相同。
7、 如权禾腰求2的功率放大器,包括一个或多个电容器,电容器附接到 该散热器并电耦合到输A^J出弓战。
8、 一种制造功率放大器的方法,包括.-提供单片散热器;以及将功率晶体管管芯附接到该散热器的表面上的凸出区域,以便该功率 晶体管管芯和该散M^热电传输。
9、 如权利要求8的方法,进一步包括 在散热器的该表面上附接框架配置,其中该框架配置包括输入和输出传输引线。
10、 如权利要求9的方法,包括 在散热器的该表面上附接至少一个印刷电路板,以便该至少一个印刷电路板位于i繊AI卩输出传输弓践与散繊的该表面之间;以及 将该至少一个印刷电路板和该功率晶体管管芯电连接。
11、 如权利要求8的方法,其中使用共晶结合MH用于将该功率晶体管管芯附接到散繊的表面上的凸出区域。
12、 如权利要求8的方法,其中提供单片散热器包括在散热器的该表面上
13、如权禾腰求12的方法,其中形成凸出区域包括形成基座。
14、 一种RF功率放大器,包括单片散热器,其具有平的顶表面,该顶表面包括基座;以及 直接安装在该基座上的RF功率晶体管管芯。
15、 如权利要求14的RF功率放大器,进一步包括框架配置,该框架配 置包括介电框架和附接到该介电框架的导电输入和输出传输弓l线,其中该框架 配置附接在散热器的该表面上。
16、 如权利要求15的RF功率放大器,包括放置在该框架配置之上的盖子。
17、 如权利要求15的RF功率放大器,进一步包括至少一个,在该散 热器之上的印刷电路板,其中该至少一个印刷电路板被SfiS戯口该输入和输出 传输线电连接。
18、 如权利要求17的RF功率放大器,其中i^A^出传输线与散热 器之间的开口与该至少一个印刷电路板的高度近似相同。
19、 如权利要求18的RF功率放大器,其中该框架包括陶瓷材料。
20、 一种制造RF功率放大器的方法,包括以下步骤 提供单片散热器,该单片散器包括基座;将功率晶体管管芯直接附接到该基座上,以便该功率晶体管管芯和该基座热电传输;将包括输入和输出传输弓1线的框架附接到散热器上; 将至少一个印刷电路板放置在该散热器之上以及该传输线和该散热器的顶表面之间;以及电连接该至少一个印刷电路板和该功率晶体管芯。
21、 一种功率放大器,包括 单片散热器;框架配置,其包括输入和输出引线;以及用于将功率晶体管管芯直接安装到该散热器上的装置,从而容纳该输和输出引线与该功率晶体管管芯之间的一个或多个电连接。
全文摘要
本发明提供一种功率放大器,该功率放大器包括单片散热器;以及直接安装在该散热器上的功率晶体管管芯。本发明进一步提供一种制造功率放大器的方法,该方法包括提供单片散热器;以及将功率晶体管管芯附接到该散热器的表面上的凸出区域,以便该功率晶体管管芯和该散热器有热电传输。
文档编号H01L23/34GK101202256SQ20071014642
公开日2008年6月18日 申请日期2007年7月19日 优先权日2006年7月19日
发明者B·格里斯沃尔德, D·富尔克斯, H·霍耶 申请人:英飞凌科技股份公司


购买说明
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