具有集成混合耦合器的RF器件封装制造技术

本发明专利技术涉及具有集成混合耦合器的RF器件封装。RF器件封装包括：RF输入端子；第一和第二放大器输入节点；和混合耦合器，整体地形成为RF器件封装的部分并且连接在RF输入端子和第一和第二放大器输入节点之间。混合耦合器包括：第一LC网络，直接电连接到RF输入端子并且与第一和第二放大器输入节点物理断开；第二LC网络，直接电连接到第一放大器输入节点并且与RF输入端子和第二放大器输入节点物理断开；和第三LC网络，直接电连接到第二放大器输入节点并且与RF输入端子和第一放大器输入节点物理断开。在互感器配置中，第二和第三LC网络各自电感耦合到第一LC网络。

【技术实现步骤摘要】
具有集成混合耦合器的RF器件封装
本申请涉及RF信号传输，并且更特别地涉及用于馈送RF信号到放大器电路中的耦合器。
技术介绍
RF放大器电路被用在各种各样的应用中。诸如LDMOS（横向扩散金属氧化物半导体）晶体管的高功率晶体管被一般用于形成RF放大器。这些晶体管通常被封装在通用器件封装中，该封装可以容易连接到外部组件，诸如印刷电路板（PCB）。Doherty功率放大器由于它们在宽带宽上的高效率而在RF应用中正变得越来越普遍。Doherty放大器配置包括主放大器和峰值放大器。主放大器在高效率下操作并且在大多数操作范围期间提供RF信号放大。当要求附加功率时，峰值放大器打开。封装的Doherty放大器配置通常包括集成在器件封装内的输入和输出匹配网络，以将RF信号馈送到主和峰值功率晶体管并且组合从主和峰值功率晶体管生成的RF功率。输入和输出匹配网络还通常被调谐到固定的阻抗匹配值（例如，50欧姆）。在Doherty放大器中，峰值放大器（其在C类中进行偏置）的输入阻抗将随着RF功率驱动水平而改变。该阻抗改变可能使主放大器的输入匹配失谐，从而导致不利的am-am和am-pm性能或甚至可靠性和耐用性问题。减轻输入匹配网络的失谐的一个方式是外部连接（即，封装的外部）混合耦合器。混合耦合器隔离主和峰值放大器的输入之间的RF信号。然而，该技术的一个缺点是它要求主和峰值功率晶体管的输入在连接到混合耦合器之前首先被匹配到50欧姆，并且这限制了Doherty放大器的频率带宽。此外，外部可连接的混合耦合器仅以固定的相位差（例如，90度、180度等）可用。在很多情况下，所期望的是，调节总体相位差到最优值（例如，稍微大于或小于90或180度）。这可被完成的唯一方式是在混合耦合器和封装的Doherty放大器之间插入相位延迟线（例如，电感器、电容器、PCB传输线等），这增加了器件的成本和复杂性。外部混合耦合器的使用因此限制了Doherty放大器板可被做得多小和多么成本高效。在另一配置中，外部混合耦合器被省略并且Doherty放大器的输入通过外部90度相位线接合。然而，在没有混合耦合器的情况下，在主和峰值放大器之间存在差的隔离。这导致性能和可靠性问题。此外，am-am和am-pm性能对主和峰值晶体管中的制造变化变得非常敏感，因此导致差的产率。
技术实现思路
公开了一种RF器件封装。根据实施例，RF器件封装包括RF输入端子和第一和第二放大器输入节点。RF器件封装还包括整体地形成为RF器件封装的部分的混合耦合器。混合耦合器连接在RF输入端子与第一和第二放大器输入节点之间。混合耦合器包括：第一LC网络，直接电连接到RF输入端子并且与第一和第二放大器输入节点物理断开；第二LC网络，直接电连接到第一放大器输入节点并且与RF输入端子和第二放大器输入节点物理断开；和第三LC网络，直接电连接到第二放大器输入节点并且与RF输入端子和第一放大器输入节点物理断开。在互感器（transformer）配置中，第二和第三LC网络各自电感耦合到第一LC网络。公开了一种封装的RF放大器电路。根据实施例，封装的RF放大器电路包括RF输入端子、RF输出端子和第一和第二放大器。第一和第二放大器各自具有耦合到RF输入端子的输入和耦合到RF输出端子的输出。放大器电路还包括整体地形成为封装的RF放大器电路的部分的混合耦合器。混合耦合器连接在RF输入端子与第一和第二放大器的输入之间。混合耦合器包括：第一LC网络，直接电连接到RF输入端子并且与第一和第二放大器的输入物理断开；第二LC网络，直接电连接到第一放大器的输入并且与RF输入端子和第二放大器的输入物理断开；和第三LC网络，直接电连接到第二放大器的输入并且与RF输入端子和第一放大器的输入物理断开。在互感器配置中，第二和第三LC网络各自电感耦合到第一LC网络。附图说明附图的元素不一定相对于彼此成比例。相同的参考数字指定对应的类似部分。各种图示的实施例的特征可被组合，除非它们彼此排斥。在附图中描绘并且在以下描述中详述实施例。图1图示了根据实施例的RF放大器电路的示意图，RF放大器电路包括馈送RF信号到两个晶体管的输入的混合耦合器。图2图示了根据实施例的混合耦合器的示意图。包括图3A-3C的图3图示了根据实施例的由丝焊、片状电容器和电阻器的布置形成的图2的混合耦合器的配置。图3A图示了混合耦合器的对角视图，图3B图示了混合耦合器的平面视图，并且图3C图示了分支隔离电阻器的特写（closeup）视图。图4图示了根据实施例的配置为提供在输出之间的相位延迟的混合耦合器的示意图。包括图5A-5B的图5图示了根据实施例的由丝焊、片状电容器和电阻器的布置形成的图4的混合耦合器的配置。图5A图示了混合耦合器的对角视图，并且图5B图示了混合耦合器的平面视图。图6图示了根据另一实施例的配置为提供在输出之间的相位延迟的混合耦合器的示意图。包括图7A-7B的图7图示了根据实施例的由丝焊、片状电容器和电阻器的布置形成的图6的混合耦合器的配置。图7A图示了混合耦合器的对角视图，并且图7B图示了混合耦合器的平面视图。包括图8A-8B的图8图示了根据实施例的封装RF放大器电路，该封装RF放大器电路包括整体地形成为封装RF放大器电路的部分的混合耦合器。图8A图示了封装RF放大器电路的对角视图，并且图8B图示了封装RF放大器电路的平面视图。具体实施方式本文描述的实施例包括具有整体地形成为封装结构的部分的混合耦合器的RF器件封装。因为混合耦合器被提供在封装结构内，所以不需要在板级外部连接混合耦合器。例如如果RF器件封装被配置为模制腔封装，则混合耦合器位于封装腔内，使得外部混合耦合器不是必要的。RF器件封装可被用在其中作为在两个输入之间的隔离是必要的任何RF应用中。例如，可与Doherty放大器电路一起使用RF器件封装，其中将混合耦合器连接使得混合耦合器将馈送主和峰值放大器的输入。该构造提供了在Doherty放大器的主和峰值放大器之间的高度隔离（例如，15dB或更多）。根据一个实施例，混合耦合器由安装到RF器件封装的基板的丝焊、片状电容器和电阻器的布置形成。这些元件可以位于RF输入引线和功率晶体管的安装位置之间。焊线的跨度彼此交叉以形成交叉耦合的电感器。交叉耦合的电感器传播RF信号以分离混合耦合器的分支，但是阻挡反射的低频和DC信号。以该方式，主和峰值放大器的输入端子（既在物理上又电气上）彼此隔离，但两者耦合到RF输入节点。将混合耦合器并入在器件封装内消除了对外部混合耦合器的需要，并且还消除了对外部相位延迟线的需要。用户仅需要匹配Doherty放大器的输入和输出阻抗到固定值（例如，50欧姆）。相应地，可使用本文描述的实施例组装小得多并且成本高效的Doherty放大器，以满足来自客户对较小和较不昂贵的设计的不断增长的需求。与其它集成Doherty放大器设计相比，由混合耦合器提供的在主和峰值晶体管之间的高度隔离将产生更好的am-am和am-pm曲线、更好的耐用性和可靠性以及对晶体管性能中的制造变化更少的敏感性。本领域普通技术人员根据图的以下描述将领会到另外的优点。参考图1，描绘了RF放大器电路100的顶层电路拓扑。因此RF放大器电路100可被并入到器件封装中。即，RF放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RF器件封装，包括：RF输入端子；第一和第二放大器输入节点；以及混合耦合器，整体地形成为所述RF器件封装的部分，并且连接在RF输入端子与第一和第二放大器输入节点之间，所述混合耦合器包括：第一LC网络，直接电连接到所述RF输入端子并且与第一和第二放大器输入节点物理断开；第二LC网络，直接电连接到第一放大器输入节点并且与RF输入端子和第二放大器输入节点物理断开；和第三LC网络，直接电连接到第二放大器输入节点并且与RF输入端子和第一放大器输入节点物理断开，其中，在互感器配置中，第二和第三LC网络各自电感耦合到第一LC网络。

【技术特征摘要】
2015.12.11 US 14/9664741.一种RF器件封装，包括：RF输入端子；第一和第二放大器输入节点；以及混合耦合器，整体地形成为所述RF器件封装的部分，并且连接在RF输入端子与第一和第二放大器输入节点之间，所述混合耦合器包括：第一LC网络，直接电连接到所述RF输入端子并且与第一和第二放大器输入节点物理断开；第二LC网络，直接电连接到第一放大器输入节点并且与RF输入端子和第二放大器输入节点物理断开；和第三LC网络，直接电连接到第二放大器输入节点并且与RF输入端子和第一放大器输入节点物理断开，其中，在互感器配置中，第二和第三LC网络各自电感耦合到第一LC网络。2.根据权利要求1所述的RF器件封装，其中所述混合耦合器由丝焊、片状电容器和电阻器的布置形成。3.根据权利要求2所述的RF器件封装，其中所述混合耦合器还包括：多个分段电容器阵列，每个分段电容器阵列包括多个分立电容器；以及多个彼此交叉的电感焊线，其中分立电容器的下端子直接面向所述RF器件封装的基板，以及其中分立电容器的与所述基板相对的上端子直接连接到所述焊线。4.根据权利要求3所述的RF器件封装，其中所述第一LC网络包括所述电感焊线的第一组，其中所述第二LC网络包括所述电感焊线的第二组，其中所述第三LC网络包括所述电感焊线的第三组，其中焊线的第一组与第二组彼此交叉以便在所述第一LC网络和所述第二LC网络之间形成第一互感器，并且其中焊线的第一组与第三组彼此交叉以便在所述第一LC网络和所述第三LC网络之间形成第二互感器。5.根据权利要求4所述的RF器件封装，还包括：导电芯片安装表面，形成在所述RF器件封装的基板上；导电RF输入引线，相邻于所述芯片安装表面并且从所述芯片安装表面延伸出，所述RF输入引线形成所述RF输入端子；第一和第二导电DC栅极偏置引线，相邻于所述芯片安装表面并且从所述芯片安装表面延伸出；以及第一和第二分段电容器阵列以及第一和第二片状电容器，安装在所述芯片安装表面上使得分立电容器的下端子直接面向所述芯片安装表面。6.根据权利要求5所述的RF器件封装，其中焊线的第一组直接电连接到RF输入引线和第一和第二分段电容器阵列，其中焊线的第二组直接电连接到第一和第二分段电容器阵列和第一片状电容器，并且其中焊线的第三组直接电连接到第一和第二分段电容器阵列和第二片状电容器。7.根据权利要求5所述的RF器件封装，其中所述第一LC网络包括：彼此电气并联的第一和第二分支；以及串联连接在第一和第二分支之间的第一电阻器，其中第一分支电感耦合到第二LC网络，并且其中第二分支电感耦合到第三LC网络。8.根据权利要求7所述的RF器件封装，其中第一电阻器由连接在第一分段电容器阵列中的两个电容器的材料的跨度形成。9.根据权利要求5所述的RF器件封装，其中所述第三LC网络包括延迟元件，所述延迟元...

【专利技术属性】
技术研发人员：B小阿加尔，M马贝尔，
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