具有集成谐波终止特征的半导体封装件制造技术

本公开提供了具有集成谐波终止特征的半导体封装件。一种半导体封装件包括具有下表面和与下表面相对的上表面的金属凸缘。电绝缘窗框设置在凸缘的上表面上。电绝缘窗框围绕金属凸缘的周边形成环，以便暴露金属凸缘的在中央管芯附接区域中的上表面。第一导电引线设置在电绝缘窗框上并且远离金属凸缘的第一侧延伸。第二导电引线设置在电绝缘窗框上并且远离金属凸缘的第二侧延伸，第二侧与第一侧相对。第一谐波滤波特征形成在电绝缘窗框的一部分上并且电连接到第一导电引线。

【技术实现步骤摘要】
具有集成谐波终止特征的半导体封装件
本申请涉及RF(射频)放大器，并且具体涉及用于RF放大器的阻抗匹配网络。
技术介绍
RF功率放大器被用于各种应用中，诸如用于无线通信系统的基站等。由RF功率放大器放大的信号通常包括具有频率在400兆赫(MHz)到60千兆赫(GHz)的范围内的高频调制载波的信号。调制载波的基带信号通常处于相对较低的频率，并且取决于应用，可以高达300MHz或更高。很多RF功率放大器设计利用半导体开关器件作为放大器件。这些开关器件的示例包括功率晶体管器件，诸如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、DMOS(双扩散金属氧化物半导体)晶体管、GaNHEMT(氮化镓高电子迁移率晶体管)、GaNMESFET(氮化镓金属半导体场效应晶体管)、LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体场效应晶体管)晶体管等。高功率效率是现代RF应用中的重要设计考虑因素。D类、E类、F类和J类放大器由于其高效操作而成为现代RF应用中的流行选择。高效操作是通过减轻放大器的输入和输出处的谐波振荡来实现。例如，在F类放大器中，放大器的输出应当理想地向基频F0的偶数阶谐波(例如，2F0、4F0、6F0等)呈现短路路径，并且放大器的输出应当理想地向基本RF频率F0的奇数阶谐波(例如，3F0、5F0、7F0等)呈现开路。由于这个原因，可以使用诸如谐振器和开路等谐波滤波组件来选择性地对基本RF频率F0的谐波分量进行滤波。用于提高放大器效率的已知技术包括将RF滤波器并入RF放大器的阻抗匹配网络中。这些RF滤波器可以被包含到印刷电路板(PCB)级阻抗匹配网络和/或封装件级阻抗匹配网络中。在任一种情况下，阻抗匹配网络可以包括被调谐到基频F0的谐波以便提供电短路或开路(视情况而定)的LC滤波器。传统谐波调谐设计的一个缺点是，随着与电流源的分离的增加，高阶谐波越来越难以滤波。例如，在上述配置中，封装件级和板级导体的寄生电抗实质上影响较高频率信号的传播。因此，在现代RF应用中可以在4GHz或更高的范围内的调谐高频谐波的能力在板级非常有限。
技术实现思路
根据一个实施例，公开了一种半导体封装件。半导体封装件包括具有下表面和与下表面相对的上表面的金属凸缘。凸缘的上表面上设置有电绝缘窗框。电绝缘窗框围绕金属凸缘的周边形成环，以便暴露金属凸缘的在中央管芯附接区域中的上表面。第一导电引线设置在电绝缘窗框上并且远离金属凸缘的第一侧延伸。第二导电引线设置在电绝缘窗框上并且远离金属凸缘的第二侧延伸，第二侧与第一侧相对。第一谐波滤波特征形成在电绝缘窗框的一部分上并且电连接到第一导电引线。公开了一种封装的RF放大器。封装的RF放大器包括具有下表面和与下表面相对的上表面的金属凸缘。凸缘的上表面上设置有电绝缘窗框。电绝缘窗框围绕金属凸缘的周边形成环，以便暴露金属凸缘的在中央管芯附接区域中的上表面。第一导电RF输入引线远离金属凸缘的第一侧延伸。第一RF晶体管管芯在中央管芯附接区域中安装在金属凸缘上并且电连接到第一RF输入引线和第一RF输出引线。第一谐波滤波特征形成在电绝缘窗框的一部分上并且电连接到第一RF输入引线。第一RF晶体管管芯被配置为以第一基本RF频率操作。第一谐波滤波特征被配置为对第一基本RF频率的高阶谐波进行滤波。本领域的技术人员在阅读下面的详细描述和查看附图时将认识到附加的特征和优点。附图说明附图的元件不一定是相对于彼此按比例绘制的。相同的附图标记表示相应的类似部分。各种所示实施例的特征可以被组合，除非它们彼此排斥。实施例在附图中示出并且在下面的描述中详细描述。图1(包括图1A和图1B)描绘了根据一个实施例的包括集成到半导体封装件中的谐波终端特征的封装的RF放大器。图1A描绘了封装的RF放大器的平面透视图，并且图1B描绘了封装的RF放大器的侧视透视图。图2(包括图2A和图2B)描绘了根据另一实施例的包括集成到半导体封装件中的谐波终端特征的封装的RF放大器。图2A描绘了封装的RF放大器的平面透视图，并且图2B描绘了封装的RF放大器的侧视透视图。具体实施方式根据本文中描述的实施例，一种半导体封装件有利地包括被包含到封装件的窗框和引线设计中的集成的谐波滤波特征。半导体封装件可以被配置作为具有金属凸缘的表面安装封装件，该金属凸缘提供管芯附接区域和用于安装在其上的一个或多个晶体管管芯的电端子。半导体封装件另外地包括设置在金属凸缘上的电绝缘窗框。窗框具有暴露凸缘的管芯附接区域的中央开口。导电封装件引线附接到邻近于管芯附接区域的窗框。谐波滤波特征设置在窗框的邻近于封装件引线的部分上。根据一个实施例，谐波滤波特征由布置在窗框上的图案化的金属化部提供。该图案化的金属化部可以连续地连接到输入或输出引线中的任何一个，并且因此被包含到封装的器件的输入或输出网络中。图案化的金属化部可以被配置作为微带线组件，使得微带线几何形状可以被选择以提供期望的RF阻抗响应。有利地，谐波滤波特征形成在窗框的另外未使用的区域上。因此，谐波滤波特征不会消耗任何附加的封装件区域。结果，谐波滤波组件可以从封装件级和/或板级无源电网络中省略，由此在封装件级和/或板级针对其他组件实现面积减小和/或更多的空间。而且，由于谐波滤波特征集成在封装件内，它有利地位于非常靠近晶体管管芯的位置。结果，该谐波滤波特征与更远离管芯布置(例如，在板级)的谐波滤波特征相比在对较高阶谐波进行滤波方面更高效。参考图1，根据一个实施例描绘了封装的RF放大器100。封装的RF放大器100包括半导体封装件102。半导体封装件102包括金属凸缘104。金属凸缘104可以包括任何导热(并且可选地导电)材料，诸如Cu、CPC(铜、铜钼、铜层压结构)、CuMo、CuW、Alu、金刚石散热器、CuMo散热器、Cu复合材料、Al复合材料、金刚石复合材料或任何其他合适的导热材料及其任何组合。金属凸缘104包括下表面106和与下表面106相对的上表面108。下表面106与外部装置(例如，PCB的散热器或插座)直接对接。上表面108针对封装件提供管芯附接表面。半导体封装件102进一步包括设置在凸缘的上表面108上的电绝缘窗框110。电绝缘窗框110可以包括各种电(并且可选地热)绝缘材料，诸如陶瓷、塑料等。电绝缘窗框110围绕金属凸缘104的周边形成环。也就是说，电绝缘窗框110在金属凸缘104的外部部分上形成封闭环。可选地，如图所示，电绝缘窗框110可以延伸到金属凸缘104的外边缘，使得金属凸缘104的外周边被电绝缘窗框110完全覆盖。电绝缘窗框110包括暴露凸缘的上表面108的中央开口112。暴露的上表面108对应于金属凸缘104的中央管芯附接区域。半导体封装件102进一步包括多个导电引线114。每个引线114是包括来自封装件的金属焊盘或金属迹线的电连接。引线114在封装的组件与外部接口(例如，印刷电路板)之间提供电接入。封装件至少包括至少一个输入引线和至少一个输出引线。在所示实施例中，封装件包括远离封装件的第一侧120延伸的第一输入引线116和第二输入引线118，并且进一步包括远离封装件的第二侧126延伸的第一输出引线122和第二输出引线124，第二侧126与第一侧120相对。因此，封装件包括在相反的方向上彼此远离地延伸的成对的输入和输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体封装件，包括：金属凸缘，包括下表面和与所述下表面相对的上表面；电绝缘窗框，布置在所述凸缘的所述上表面上，所述电绝缘窗框围绕所述金属凸缘的周边形成环，以便暴露所述金属凸缘的在中央管芯附接区域中的上表面；第一导电引线，布置在所述电绝缘窗框上并且远离所述金属凸缘的第一侧延伸；第二导电引线，布置在所述电绝缘窗框上并且远离所述金属凸缘的第二侧延伸，所述第二侧与所述第一侧相对；以及第一谐波滤波特征，形成在所述电绝缘窗框的一部分上并且电连接到所述第一导电引线。

【技术特征摘要】
2017.06.01 US 15/610,8051.一种半导体封装件，包括：金属凸缘，包括下表面和与所述下表面相对的上表面；电绝缘窗框，布置在所述凸缘的所述上表面上，所述电绝缘窗框围绕所述金属凸缘的周边形成环，以便暴露所述金属凸缘的在中央管芯附接区域中的上表面；第一导电引线，布置在所述电绝缘窗框上并且远离所述金属凸缘的第一侧延伸；第二导电引线，布置在所述电绝缘窗框上并且远离所述金属凸缘的第二侧延伸，所述第二侧与所述第一侧相对；以及第一谐波滤波特征，形成在所述电绝缘窗框的一部分上并且电连接到所述第一导电引线。2.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中所述第一谐波滤波特征形成在布置在所述电绝缘窗框上的金属化层中，并且连续地连接到所述第一导电引线。3.根据权利要求2所述的半导体封装件，其中所述第一谐波滤波特征形成第一微带线开路短截线。4.根据权利要求3所述的半导体封装件，其中所述第一微带线开路短截线包括：第一伸长微带线跨段，连续地连接到所述第一导电引线并且在第一方向上远离所述第一导电引线延伸；第二伸长微带线跨段，连续地连接到所述第一伸长微带线跨段并且在垂直于所述第一方向的第二方向上朝向所述金属凸缘的所述第一侧远离所述第一伸长微带线跨段延伸；以及第三伸长微带线跨段，连续地连接到所述第二伸长微带线跨段并且在所述第一方向上远离所述第二伸长微带线跨段并朝向所述第一导电引线延伸。5.根据权利要求4所述的半导体封装件，进一步包括：第三导电引线，布置在所述电绝缘窗框上并且远离所述金属凸缘的所述第一侧延伸，所述第三导电引线与所述第一导电引线间隔开并且平行；第四导电引线，布置在所述电绝缘窗框上并且远离所述金属凸缘的所述第二侧延伸，所述第四导电引线与所述第二导电引线间隔开并且平行；以及第二谐波滤波特征，形成在所述电绝缘窗框的一部分上并且电连接到所述第二导电引线。6.根据权利要求5所述的半导体封装件，其中所述第二谐波滤波特征形成第二微带线开路短截线，其中所述第二微带线开路短截线包括：第四伸长微带线跨段，连续地连接到所述第三导电引线并且在所述第一方向上远离所述第三导电引线延伸；以及第五伸长微带线跨段，连续地连接到所述第四伸长微带线跨段并且在所述第二方向上朝向所述金属凸缘的所述第二侧远离所述第四伸长微带线跨段延伸。7.根据权利要求2所述的半导体封装件，其中所述第二谐波滤波特征形成径向短截线。8.一种封装的RF放大器，包括：金属凸缘，包括下表面和与所述下表面相对的上表面；电绝缘窗框，布置在所述凸缘的上表面上，所述电绝缘窗框围绕所述金属凸缘的周边形成环，以便暴露所述金属凸缘的在中央管芯附接区域中的上表面；第一导电RF输入引线，远离所述金属凸缘的第一侧延伸；第一导...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，B·阿加，张希坤，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE