專利名稱：功率放大器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及功率放大器。
背景技術：
在當前的技術狀態(tài)下，RF功率放大器由直接安裝到主放大器散熱器上并 連接到印刷電路板(PCB)的功率晶體管封裝構成。圖1示出了一種典型的基 本配置100。示出了一部分主放大器散熱器110，放大器PCB的一些部分130a 和130b，以及RF功率晶體管140。RF功率封裝亦具有其自己完整的散熱器120。 圖2示出了去掉蓋子的RF功率封裝140。該基本封裝由基散 120構成， 在該基散熱器120上附接介電絕緣框150，在絕緣框上又附接了輸入(柵極)170a 和輸出(漏極)170b引線，這兩者都電接觸到功率放大器系統(tǒng)。散M120充 當了晶體管裝置的源接觸。為了完成該裝置，減薄的晶體管管芯160和電容器 共晶地附接于散熱器120上。這些又彼此接線并接線到引線170。最后，蓋子 方iS在封裝上，形成了開式諧振腔晶體管裝置封裝。這形成了多芯片模塊ifig。 圖3描述了一個具有螺栓孔的凹進部分190，這些螺栓 L加工為需要容納RF 功率封裝140的主散熱器110。鄉(xiāng)大器的組裝過程中，PCB部件130a和130b 附接于該主散熱器110上。然后RF晶體管封裝140栓接于該散鵬110，從 而實現(xiàn)熱電接觸，如圖1所示。引線170a和170b分別焊接到該PCB部件130a 和130b。
，RF功率放大器具有若干限制，尤其在由該RF功率晶體管芯片160 產生的熱的熱學管理方面。RF功率晶體管封裝140及其散 基部120設計 ^"慮該硅管芯的膨l^性。這導致在封裝散熱器120的熱傳導性和更高的費 用上產生折衷。如果低傳導區(qū)鵬縫隙出現(xiàn)在金屬對金屬接觸區(qū)域中，則該封 裝散熱器120和主散熱器110之間的機械接口亦可以具有降低的熱傳導性。安 驟更件亦增大了放大器制造商的成本。在一些情況中，該封裝散熱器120直接 焊接到該主散熱器110上。由于該散熱器和焊料的膨im性，其反3 影響熱 性能，因此對該方法的可靠性還存有疑慮。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個實施例包括具有單片散熱器的RF功率放大器。該RF功率 晶體管管芯直接安裝在散繊上。


M閱讀下列非限制性實施例并參考附圖，可以更好地理解本發(fā)明，附 圖簡要說明如下。
圖1示出了傳統(tǒng)RF功率放大器的一小部分；
圖2示出了一種不帶蓋的、包括功率晶體管管芯和電容器的傳統(tǒng)功率晶 體管的封裝；
圖3示出了一種具有用于RF功率放大器的印刷電路板的傳魁散繊的 一部分；
圖4示出了功率放大器的一個實施例的第一，圖； 圖5示出了裝配在散熱器上的管芯、電織、框架和弓踐的一個實施例； 圖6示出了安裝在框架上的防護蓋的一個實施例；以及 圖7示出了包括安裝在散 上的印刷電路板的最終組件的一個實施例。 然而，應該注意到，附圖僅描述了本發(fā)明的某些實施例的一些方面，因 此不限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明包括附力啲或割介的實施例。
具體實施例方式
在一個實施例中，RF功率放大器包括框架配置，該框架配置包括絕緣介 電框架和附接到該框架上的導電輸入和輸出傳輸引線，其中該框架配置固定在 單片散熱器的頂部，并封入RF功率晶體管管芯。該RF功率晶體管管芯可以 進一步包括電容器，該電容器和輸入和輸出弓l線電耦合。該RF功率放大器可 以進一步包括放置在該框架配置頂部的蓋子。該RF功率放大器可以進一步包 括至少一個印刷電路板，該印刷電路板放置于該散熱器之上用于與 入和輸 出傳輸線電連接。該散熱器可以具有成型為容納放大器設計的表面。該表面可 被成型形,座。在一個實施例中的散 可以具有平的頂表面，其包括具有 能容納印刷電路板的高度的基座。該配置亦滿M互，皿和長度的RF要 求。該框架可以由絕緣介電材料構成。該框架可以由陶瓷材料構成。單個印刷 電路板可以放置在該散熱器之上。
用于制造RF功率放大器的方法可以進一步包括將包括輸入和輸出傳輸引
線的框架附接到散 的頂部上的步驟。該方法可以進j包括將至少一個印 刷電路板方爐在該散熱器的頂部上用于電連接的步驟，從而使該印刷電路板放 置在傳輸線和散熱器的頂面之間。該方法亦可以包括分別將第一和第二印刷電 路板滑入由傳輸線之一和散熱器的頂面創(chuàng)建的開口中，并將印刷電路板和功率 晶體管管芯電連接的步驟。共晶結合過程可以用來將功率晶體管管芯附接于散
熱器。該散熱器可以包括在平表面之上的基座?？梢源_定該基座的高度，從而 使在傳輸線之一和該散熱器的平的頂面之間創(chuàng)建的開口的高度近似等于印刷電 路板的高度。
圖4示出了 RF功率放大器的一個實施例的傾圖。根據(jù)該實施例，4頓 了—個散熱器410。在一個實施例中，散繊410包括主體413， te體具有 平的頂面411。在其它實施例中，可以采用其它散熱器。例如，可以^^用具有 肋狀物和不同形狀的散熱器。在一個實施例中，凸出區(qū)域415位于頂面411的 中心。在一個實施例中，凸出區(qū)域415是基座415。
在一個實施例中，集成的基座415位于頂面411的中心。在其它實施例中， 基座415可以位于頂面411上的其它適宜區(qū)域中。在該圖示的實施例中，基座 415是矩形的。然而，在其它實施例中，基座415可以具有其它適宜的職， 從而容納下面將更詳細地說明的各種晶體管管芯?；?15包括容納PCB 450 的垂就度，并出于RF調諧的目的，允許調整線的長度和高度以驗到引線 425。在不同的實施例中，散熱器410可以由任意適宜類型的導熱導電材料制 成，例如鋁。
圖4進一步示出了框架配置420的一個實施例，該框架配置包括框架423 和端子或引線425a和425b。在各種實施例中，引線425可以由諸如銅之類的 適宜材料制成。框架423可以包括陶瓷g其它電絕,介電材料，其可以適 應RF功率晶體管的電要求。在各種實施例中，框架配置420可以作為單個組 件出現(xiàn)，或者在框架423附接至瞎座415之后進根且裝。圖4亦示出了印刷電 路板(PCB) 450a和450b，其提供經由引線425a和425b到晶體管封裝的連接。 在一個實施例中，可以i頓用于連接到晶體管封裝的單個PCB 450。在一個實 施例中，在將晶體管管芯放置在散熱器上之前，單個PCB可以附接到散熱器 上。
圖5示出了一個實施例，其中晶體管管芯陣列430、電容器陣列432和框架配置420放置在基座415上。在其它實施例中，不使用電，陣列432。在 各種實施例中，艦使用高溫焊接戰(zhàn)呈棘通過j頓膠紐程，晶體管管芯陣 列430可以附接至瞎座上，焊接賺^MI呈提供管芯陣列430到散熱器410的 熱電連接。在一個實施例中，硅-金共晶結^^呈可以用來將晶體管管芯陣列430 安裝到基座415上。在另一個實施例中，可以使用導熱導電環(huán)ill占膠劑。在各 種實施例中，晶體管管芯陣列430可以包括諸如電容器和接合線的^1相應輸 入輸出匹配網絡的其它裝置。在圖示的實施例中，在將晶體管管芯陣列430、 電容器陣列432和框架配置420放置在基座415上之后，接合線用來按需互連 晶體管管芯陣列430、電容器陣列432和弓戰(zhàn)425a和425b。
圖6描述了安裝在框架配置420上的防護蓋440的一個實施例。防護蓋440 方爐在框架配置420上，從而《W晶體管管芯陣列430和電容器陣列432。在 各種實施例中，防護蓋440可以由諸如陶瓷或其它適宜才才料的材料制成。在一 些實施例中，防護蓋440可以包括凹進部分，從而容納傳輸線或引線425a和 425b?？梢岳萌我夂线m的附接方法或諸如粘合劑的材料來附接防護蓋440。 在各種實施例中，可以在導線接^1程之后的招可步驟附接防護蓋440。
圖7示出了安裝在散熱器410上的印刷電路板450a和450b的一個實施例。 在一個實施例中，散熱器410具有平的頂面，該頂面包括基座415，該基座具 有可以容納印刷電路板450a和450b的高度，| ^用于滿足對于互連線的形 狀和長度的RF要求。在一個實施例中，在框架方爐在基座415上之后，印刷 電路板450a和450b滑入在散熱器410和傳輸線425a和425b之間形成的開口 中。為此，在該實施例中，設計基座415的高度從而使在傳輸線425a和425b 中的任何一個或兩個與散熱器410之間創(chuàng)建的開口超鵬卩印刷電路板450a或 450b的高度相同。在一個實施例中，基座415具有容納在輸入和輸出引線450a 和450b與該至少一個印刷電路板之間的一個或更多個電連接的高度。
在各種實施例中，印刷電路板450a和450b可以在制i^MI呈中的不同時間 方爐在散熱器410的頂部。在一個實施例中，在將PCB 450^g在散熱器410 上之前附接弓踐或接合線。在一個實施例中，在將PCB 450隨在散熱器410 上之后附接引線或接合線。在各種實施例中，通過采用諸如回流過程的過程， 將印刷電路板450a和450b焊接到散熱器410上。在其它實施例中，可以^ffi 任意適宜M的印刷電路板450。在一個實施例中，可以采用單個PCB 450來
提供到功率晶體管封裝的連接。在各種實施例中，可以采用任意適宜的附接方 法或諸如粘合劑的材料。
因此，本發(fā)明非常適用于實現(xiàn)上述目的，并達到所提到的目標和優(yōu)點以 及其中所固有的目標和優(yōu)點。雖然本領域技術人員可以進行變化，但這些變化 都包含在如所附權利要求所定義的本發(fā)明的精神之內。
權利要求
1、一種功率放大器，包括單片散熱器；以及直接安裝在該散熱器上的功率晶體管管芯。
2、 如權利要求1的功率放大器，包括框架配置，該框架配置包括介電框架和附接到該框架的導電輸入和輸 出傳輸線，其中該框架隨附接到該散熱器之上。
3、 如權利要求1的功率放大器，其中該散熱器包括基座，并且其中該功 率晶體管管芯安裝在該基座上。
4、 如權利要求2的功率放大器，其中該散 包括基座，并且其中該框 架配置的尺寸容納該基座。
5、 如權禾腰求4的功率放大器，包括至少一個附接到該散熱器的印刷電 路板，并且其中該基座具有能容納該輸A^卩輸出弓l線與凝少一個印刷電路板 之間的一個或多個電連接的高度。
6、 如權利要求5的功率放大器，其中該輸A^出弓I線與該散繊之間 的開口與該至少一個印刷電路板的高度近似相同。
7、 如權禾腰求2的功率放大器，包括一個或多個電容器，電容器附接到 該散熱器并電耦合到輸A^J出弓戰(zhàn)。
8、 一種制造功率放大器的方法，包括.-提供單片散熱器；以及將功率晶體管管芯附接到該散熱器的表面上的凸出區(qū)域，以便該功率 晶體管管芯和該散M^熱電傳輸。
9、 如權利要求8的方法，進一步包括 在散熱器的該表面上附接框架配置，其中該框架配置包括輸入和輸出傳輸引線。
10、 如權利要求9的方法，包括 在散熱器的該表面上附接至少一個印刷電路板，以便該至少一個印刷電路板位于i繊AI卩輸出傳輸弓踐與散繊的該表面之間；以及 將該至少一個印刷電路板和該功率晶體管管芯電連接。
11、 如權利要求8的方法，其中使用共晶結合MH用于將該功率晶體管管芯附接到散繊的表面上的凸出區(qū)域。
12、 如權利要求8的方法，其中提供單片散熱器包括在散熱器的該表面上
13、如權禾腰求12的方法，其中形成凸出區(qū)域包括形成基座。
14、 一種RF功率放大器，包括單片散熱器，其具有平的頂表面，該頂表面包括基座；以及 直接安裝在該基座上的RF功率晶體管管芯。
15、 如權利要求14的RF功率放大器，進一步包括框架配置，該框架配 置包括介電框架和附接到該介電框架的導電輸入和輸出傳輸弓l線，其中該框架 配置附接在散熱器的該表面上。
16、 如權利要求15的RF功率放大器，包括放置在該框架配置之上的蓋子。
17、 如權利要求15的RF功率放大器，進一步包括至少一個，在該散 熱器之上的印刷電路板，其中該至少一個印刷電路板被SfiS戯口該輸入和輸出 傳輸線電連接。
18、 如權利要求17的RF功率放大器，其中i^A^出傳輸線與散熱 器之間的開口與該至少一個印刷電路板的高度近似相同。
19、 如權利要求18的RF功率放大器，其中該框架包括陶瓷材料。
20、 一種制造RF功率放大器的方法，包括以下步驟 提供單片散熱器，該單片散器包括基座；將功率晶體管管芯直接附接到該基座上，以便該功率晶體管管芯和該基座熱電傳輸；將包括輸入和輸出傳輸弓1線的框架附接到散熱器上； 將至少一個印刷電路板放置在該散熱器之上以及該傳輸線和該散熱器的頂表面之間；以及電連接該至少一個印刷電路板和該功率晶體管芯。
21、 一種功率放大器，包括 單片散熱器；框架配置，其包括輸入和輸出引線；以及用于將功率晶體管管芯直接安裝到該散熱器上的裝置，從而容納該輸和輸出引線與該功率晶體管管芯之間的一個或多個電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種功率放大器，該功率放大器包括單片散熱器；以及直接安裝在該散熱器上的功率晶體管管芯。本發(fā)明進一步提供一種制造功率放大器的方法，該方法包括提供單片散熱器；以及將功率晶體管管芯附接到該散熱器的表面上的凸出區(qū)域，以便該功率晶體管管芯和該散熱器有熱電傳輸。
文檔編號H01L23/34GK101202256SQ20071014642
公開日2008年6月18日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權日2006年7月19日
發(fā)明者B·格里斯沃爾德, D·富爾克斯, H·霍耶 申請人:英飛凌科技股份公司