射频功率放大器堆组、固态烹饪装置和发射器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种射频功率放大器堆组。本发明专利技术还涉及一种包括这种堆组的固态烹饪装置和发射器。根据本发明专利技术，射频功率放大器堆组包括耦合线耦合器，所述耦合线耦合器包括第一线段以及与第一线段电磁耦合的第二线段，其中，第一线段的第一端电连接至射频放大单元的输出。射频功率放大器堆组进一步包括电介质填充波导，所述电介质填充波导包括第一电介质基板的端部节段、第二电介质基板的端部节段以及覆盖第一电介质层和第二电介质层的端部节段的多个电连接金属壁段，所述多个壁段被布置为与第一线段间隔开，并且电连接至第二线段的第一端。

RF power amplifier stack, solid-state cooking device and transmitter

【技术实现步骤摘要】
射频功率放大器堆组、固态烹饪装置和发射器
本专利技术涉及一种射频功率放大器堆组(RFpoweramplifierpallet)，本专利技术还涉及一种包括这种堆组的固态烹饪装置和发射器。
技术介绍
目前，射频功率放大器的应用领域是多种多样的。例如，射频功率放大器可以存在于移动通信基站，雷达应用以及固态烹饪装置中。这些放大器具有多种形式。例如，射频功率放大器可以为半导体管芯的形式。在这种情况下，获得半导体管芯的一方或多方需要在获得最终产品之前设计以及实现许多附加的特性。此类特性的示例包括阻抗匹配，功率组合，功率分割，以及将半导体管芯安装在封装内。其内安装有一个或多个半导体管芯的射频功率封装提供了较高级别的集成。如果需要的话，可以在封装本身内部布置一些阻抗匹配，从而为顾客减轻负担。射频功率模块甚至提供了更高级别的集成。这些模块不仅包括射频功率放大器(其采用一个或多个安装的半导体管芯的形式，或者采用一个或多个射频功率封装的形式)，而且还提供其他电路，诸如阻抗匹配电路以及信号组合/分割电路中的大部分。通常，射频功率模块包括印刷电路板(PCB)，各种功能在印刷电路板上实现。此外，射频功率模块可以包括诸如金属外壳的外壳。射频功率模块还可以包括一个或多个半导体管芯或者射频功率封装。射频功率放大器堆组还提供另一个级别的集成。其中，一个已知的例子如图1A和图1B所示，图1A所示为剖视图，图1B所示为俯视图。这种已知的射频功率放大器堆组100包括第一电介质基板101以及被布置在第一基板101上的第二电介质基板102。通常，第二电介质基板102为多层基板，并且可以包括第一电介质层102a以及第二电介质层102b。第一基板101也可以为多层基板的形式。第一电介质基板和第二电介质基板101、102可以设有用于实现电路的金属层。例如，第二电介质基板102设有布置在第一电介质层102a的顶面上的第一金属层103a，在第一电介质层和第二电介质层102a、102b之间设有第二金属层(未示出)，以及在第二电介质层102b的底面上设有第三金属层103c。同样地，第一电介质基板101的顶面上可设有金属层104a。该金属层可与第三金属层103c相接触，并且可以与之固定连接，或者这些层级结构以集成方式形成。此外，第一电介质基板101的底侧可以设有金属层104b。第二电介质基板102包括凹腔105，其中设置有半导体管芯107形式的射频放大单元。在半导体管芯107上，设有射频功率晶体管120，其具有输入端子(例如栅极)和输出端子(例如漏极)。射频放大单元的输入和输出也形成在半导体管芯107上，例如以焊垫121的形式。这些焊垫可以被直接连接至射频功率晶体管120的输入或输出端子，或者可以是以集成方式形成。可替换地，诸如阻抗匹配网络之类的附加电路可以分别被布置在输入端子或输出端子与放大单元的输入或输出之间。此外，参见图1B，焊线108将射频放大单元输入端的焊垫121连接至用第一金属层103a所形成的键合区域111。在射频放大单元输出端的键合区域111和焊垫121之间进行类似的连接。如图1A所示，堆组放大器100包括铸造板(coin)106，其被布置在第一电介质基板101内的凹腔内。该铸造板通常由铜制成，并且提供了比第一电介质基板101其余部分高得多的热导率。铸造板106不能任意变薄。这意味着第一电介质基板101需要一定的厚度。另一方面，大多数射频敏感部件在第二电介质基板102中实现。例如，参见图1B，微带线是用第一金属层103a中的线段110和第二金属层或第三金属层103c中的接地面所形成的。因此，第一电介质基板101主要使用相对低成本的材料制成，而第二电介质基板102使用相对高成本的材料制成，因为与此基板相关联的射频损耗应该被最小化。通常，在第一电介质基板101的背面，使用金属层104b实现另一接地平面。当堆组被安装在更大的系统中时，该另一接地面被连接至更大的系统的全局接地。此外，另一接地面与铸造板106电连接。为了将与微带线相关联的接地面(例如在第三金属层103c中所实现的接地面)连接到金属层104b中所实现的另一接地面，采用一个或多个通孔109。图2A和2B分别展现了另一个已知的射频功率放大器堆组200的剖视图和俯视图，其中，相同的附图标记用于指示相同或者相似的部件。与图1A所示的堆组100相比，堆组200包括射频功率放大器封装117，其具有以输入引线118a形式存在的输入，以及以输出引线118b形式存在的输出。这些引线通过匹配网络分别直接或间接地连接至射频功率晶体管的输入端子和输出端子，射频功率晶体管被布置在射频功率放大器封装117的内部。此外，输入引线和输出引线118a，118b分别在第一金属层103a中所实现的引线接收板119a，119b上接收。应该指出的是，在图2B中，射频功率放大器封装117被显示为部分开放式配置，其中，可以看出引线118a、118b部分延伸至封装117的外壳内部，以允许焊线之间的连接，如下文所述。例如，射频功率放大器封装117可以包括以金属凸缘(metalflange，未示出)的形式存在的封装基板，在金属凸缘上布置半导体管芯，诸如图1B中的管芯107等，半导体管芯中布置有射频功率晶体管，诸如射频功率晶体管120。与图1A中的实施例类似，射频功率晶体管被连接至布置在半导体管芯107上的输入焊垫和输出焊垫121。输入引线118a和输入焊垫121之间以及输出引线118b和输出焊垫121之间的连接通过使用一根或多根焊线122来形成。尽管图2B展现了引线118a，118b和焊垫121间的直接连接，但也可以采用其他配置。例如，附加电路可以被布置在引线118a，118b和焊垫121之间。例如，匹配网络可以被布置在引线和焊垫之间。此类匹配网络可以包括电容器，电容器的一个端子安装在凸缘上，另一个端子安装在从电容器向引线延伸的一条或多条焊线上，以及一条或多条焊线向各自的焊垫进行延伸。射频功率放大器封装117还可以包括一个盖子，或者可以使用固化成型的化合物进行闭合或密封封装。此外，在堆组200中的通孔109与图1A中的通孔109使用方式相似。上述通孔109对堆组的功率能力起到重要作用。例如，如图1B和2B所示，这些通孔可以携带与通过微带线110的电流相关联的返回电流。申请人发现当需要较高的功率时，可能会出现通孔109无法承受高返回电流和/或通孔109的自感变得越来越重要的问题。本文中，值得注意的是，如果使用多个通孔，则只有那些被布置在线段110附近的通孔将携带大量电流。因此，诸如多个通孔的有效自感和功率承载能力等电参数不随通孔的数量呈线性比例关系。在更高功率时(其中，阻抗水平变得相对小)，这尤其成为了一个问题，一种减轻与高功率下通孔相关联的问题的已知方法为增加铸造板106的尺寸以使其在微带线110底部完全延伸。此处，铸造板106与在第三金属层103c中所实现的微带线的接地面相接触。铸造板106具有导电性，提供了到另一接地平面的低损耗和低电感连接。上文所描述的已知方法的缺点与成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频RF功率放大器堆组(200；300；400)，包括：/n第一电介质基板(101)；/n第二电介质基板(102)，被布置在所述第一电介质层上并且包括第一电介质层(102a)和第二电介质层(102b)，所述第二电介质基板包括延伸穿过所述第一电介质层和所述第二电介质层的凹腔(105)；/nRF放大单元(1)，包括RF功率晶体管并且被布置在所述凹腔内，所述RF放大单元包括输入和输出；/n其特征在于，所述RF功率放大器堆组进一步包括：/n耦合线耦合器(2)，包括第一线段(4；140)以及与所述第一线段电磁耦合的第二线段(5；141)，其中，所述第一线段的第一端电连接至所述RF放大单元的输出；/n电介质填充波导(3)，包括所述第一电介质基板的端部节段、所述第二电介质基板的端部节段、以及覆盖所述第一电介质层和所述第二电介质层的端部节段的多个电连接金属壁段，所述多个壁段被布置为与所述第一线段间隔开并且电连接至所述第二线段的第一端。/n

【技术特征摘要】
20181123 NL 20220621.一种射频RF功率放大器堆组(200；300；400)，包括：
第一电介质基板(101)；
第二电介质基板(102)，被布置在所述第一电介质层上并且包括第一电介质层(102a)和第二电介质层(102b)，所述第二电介质基板包括延伸穿过所述第一电介质层和所述第二电介质层的凹腔(105)；
RF放大单元(1)，包括RF功率晶体管并且被布置在所述凹腔内，所述RF放大单元包括输入和输出；
其特征在于，所述RF功率放大器堆组进一步包括：
耦合线耦合器(2)，包括第一线段(4；140)以及与所述第一线段电磁耦合的第二线段(5；141)，其中，所述第一线段的第一端电连接至所述RF放大单元的输出；
电介质填充波导(3)，包括所述第一电介质基板的端部节段、所述第二电介质基板的端部节段、以及覆盖所述第一电介质层和所述第二电介质层的端部节段的多个电连接金属壁段，所述多个壁段被布置为与所述第一线段间隔开并且电连接至所述第二线段的第一端。


2.根据权利要求1所述的RF功率放大器堆组，其中，所述多个壁段包括覆盖所述第一电介质层的顶面的上壁段(301)、以及覆盖所述第一电介质基板的底面的下壁段(302)，其中，所述RF功率放大器堆组进一步包括第一多个通孔(131；501)，所述第一多个通孔将所述上壁段连接至所述下壁段，和/或其中，所述RF功率放大器堆组包括一个或多个侧壁段(132；502)，所述一个或多个侧壁段覆盖所述第一电介质基板和所述第二电介质基板的侧表面，并且将所述上壁段和所述下壁段电连接。


3.根据权利要求1或2所述的RF功率放大器堆组，其中，所述第一线段的第二端和所述第二线段的第二端电连接至电开路。


4.根据前述权利要求中任一项所述的RF功率放大器堆组，其中，所述耦合器被配置为将所述放大单元的输出处的低输出阻抗转换为更高的阻抗。


5.根据权利要求4所述的RF功率放大器堆组，其中，所述RF功率晶体管的输出端子、所述RF放大单元的输出或者所述第一线段的第一端与所述第一线段的第二端之间的电长度基本等于90度的(2n+1)倍，其中，n为大于或等于0的整数。


6.根据前述权利要求中任一项所述的RF功率放大器堆组，其中，所述第一线段被布置在所述第一电介质层和所述第二电介质层中的一者上，并且其中，所述第二线段被布置在所述第一电介质层和所述第二电介质层中的另一者上。


7.根据权利要求6所述的RF功率放大器堆组，进一步包括：
源焊垫(111；119a)和负载焊垫(111；119b)，被布置在所述第一电介质层或者所述第二电介质层上，其中，所述源焊垫电连接至所述RF放大单元的输入端，并且其中所述负载焊垫电连接至所述RF放大单元的输出端和所述第一线段。


8.根据权利要求7所述的RF功率放大器堆组，其中，所述源焊垫和所述负载焊垫(111；119a,119b)被布置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：古塔·文卡塔，艾乌里·沃洛凯恩，
申请(专利权)人：安普林荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL