System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种具有稳定性改进的芯片封装键合方法及RF放大器技术_技高网

一种具有稳定性改进的芯片封装键合方法及RF放大器技术

技术编号:40438575 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-22 23:02
本发明专利技术公开了一种具有稳定性改进的芯片封装键合方法及RF放大器,涉及RF放大器技术领域,解决了在晶圆外改进RF芯片稳定性复杂度高且成本高的技术问题,其技术方案要点是通过适当控制RF芯片GND键合线长度,消除RF芯片内功率放大器的自激问题;将GND键合线回打到E‑PAD,使RF芯片的ESD等级无明显下降,确保芯片在生产、测试、运输过程中静电防护的完备性;优化输出阻抗匹配网络及输出带通滤波网络的结构,使网络输入阻抗呈感性,进一步增强放大器的稳定性。整体方法简单,效果明显,且不会推高成本,使问题芯片得到解决。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及rf放大器,尤其涉及一种具有稳定性改进的芯片封装键合方法及rf放大器。


技术介绍

1、功率放大器(pa)是rf前端(fem)不可缺少的部分,在rf集成电路设计中,放大器的稳定性至关重要,如果设计的放大器版图存在潜在的不稳定问题,一旦完成流片,那么后续要通过修改版图来提升稳定性,技术难度将大幅攀升,成本代价难以忍受。

2、rf集成电路设计跨越2个
,一是微电子技术,二是射频技术。微电子技术比较多的关注“路”,仿真多以spice为基础,对分布参数的建模不够完善,电路输入/输出量为电压、电流,通过电压增益、相位裕量、时域波形等来评估放大器的稳定性,存在较大的不确定性;射频技术比较多的关注“波”,仿真多以ads为基础,充分综合了分布参数的影响,电路输入/输出量是入射波、反射波,通过稳定因子来评判放大器的稳定性,可以得到稳定区和非稳定区,准确度较高。

3、一般,如果没有器件的ads模型,在后端布局布线完成后,难以准确评判放大器的稳定性,因此,流片完成后再测试,放大器可能会出现意想不到的自激或临界自激。为了挽救耗资不菲的rf芯片,只能在封装上修改寄生参数,或芯片外优化输入/输出网络,对芯片进行补偿,以便能够消除自激。

4、在rf
,评估rf放大器的稳定性常用k因子法,rf放大器稳定的充要条件表示为:

5、|δ|=|s11s22-s12s21|<1,且

6、稳定性分三种情况:不稳定、条件稳定、绝对稳定。不稳定是指输入/输出端连接任何性质的阻抗(r±jx),放大器均不稳定;条件稳定是指输入/输出端连接某些区域的阻抗,放大器不稳定,但连接其它区域的阻抗,放大器稳定;绝对稳定是指输入/输出端连接任何性质的负载阻抗,放大器均稳定。

7、实际工程中,做到绝对稳定有一定难度,作为一款可商用的rf器件,至少应保证在smith圆图|γ|=0.85以内的阻抗区域,放大器稳定。

8、改善rf放大器稳定性的方法大致有:1)栅极串联小电阻,栅极对地并联电阻;2)引入负反馈;3)优化匹配网络;4)增大反向隔离;5)更换稳定因子高的pa器件。

9、其中,栅极串联小电阻、并联电阻可以吸收回波,降低器件的可用增益,将不稳定区牵引到单位圆外。引入负反馈、优化匹配网的目的是减小回波|s11|、|s22|,以增大k因子计算公式的分子,使k因子尽可能大。增大反向隔离的目的是减小|s12|,以减小k因子计算公式的分母,提高k因子。更换稳定因子高的pa器件,可降低匹配难度,使稳定区尽可能大。

10、上述几种方法中,方法1)、5)只能用在设计迭代阶段,一旦流片,便不可采用;方法2)除非体现在利用封装寄生参数,一般也用在设计迭代阶段;方法3)可用在设计迭代阶段,也可用在流片后;方法4)大多在流片后采用,但需要增加隔离器件,会推高成本。流片后,从低成本的角度,方法2)、3)是首选方案,但其仅针对条件稳定,解决在单位圆内的不稳定问题。

11、然而,上述方法难以单独在晶圆外解决放大器的稳定性问题。rf芯片,特别是复杂的transceiver芯片在流片后,如果测试发现rf放大器存在不稳定的情形,那么必须要采取改进措施来保证芯片的正常工作。若通过修改版图mask来改善稳定性,一是复杂度高,费用昂贵,二是不能保证一次成功。因此,在晶圆外解决稳定性问题,将成为首选方案。


技术实现思路

1、本申请提供了一种具有稳定性改进的芯片封装键合方法及rf放大器,其技术目的是在流片后,在片外通过适当的封装键合以及特殊的阻抗网络,低成本地、简洁地、快速地解决rf芯片的不稳定性问题,且不会明显增加芯片的应用成本。

2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

3、一种具有稳定性改进的芯片封装键合方法,包括:将rf晶圆内放大器gnd端对应的pad结构键合至封装框架的引脚上,再从封装框架的引脚折回至封装框架的e-pad上,完成rf芯片的封装。

4、一种具有稳定性改进的rf放大器,该rf放大器包括rf芯片、输出阻抗匹配网络和输出带通滤波网络,所述rf芯片通过权利要求1所述的芯片封装键合方法进行封装得到,所述rf芯片的输出引脚与所述输出阻抗匹配网络连接,所述输出阻抗匹配网络输出至所述输出带通滤波网络;其中,当所述rf芯片的不稳定区低于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括级联的“并串并”结构切比雪夫带通滤波器和椭圆低通滤波器;当所述rf芯片的不稳定区高于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括级联的“串并串”结构切比雪夫带通滤波器和椭圆低通滤波器。

5、进一步地,所述输出阻抗匹配网络为l/c低通型匹配网络或全通型l匹配网络。

6、进一步地,当所述rf芯片的不稳定区低于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容,第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容和第三电容构成“并串并”结构切比雪夫带通滤波器,第四电感、第三电容、第四电容和第五电容构成椭圆低通滤波器;

7、所述输出阻抗匹配网络的输出端连接至“并串并”结构切比雪夫带通滤波器的输入端,所述输出阻抗匹配网络的输出端与第一电感、第二电感和第一电容均连接,第一电感和第一电容的一端均接地、另一端并联且与第二电感均连接,第二电感与第二电容串联,第三电感和第三电容的一端接地、另一端并联且与第二电容、第四电容和第四电感均连接;第二电容与第四电容和第四电感均连接;

8、第五电容的一端接地、另一端与第四电容和第四电感均连接,第四电容与第四电感并联,第四电容、第四电感和第五电容与输出端均连接。

9、进一步地,当所述rf芯片的不稳定区高于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容,第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容和第三电容构成“串并串”结构切比雪夫带通滤波器,第四电感、第四电容、第五电容和第六电容构成椭圆低通滤波器;

10、所述输出阻抗匹配网络的输出端连接至“串并串”结构切比雪夫带通滤波器的输入端,所述输出阻抗匹配网络的输出端连接至第一电感,第一电感和第一电容串联,第二电感和第二电容的一端接地、另一端并联且与第一电容和第三电感均连接,第三电感和第三电容串联,第三电容与第四电容、第四电感和第六电容均连接;

11、第五电容的一端接地、另一端与第四电容和第四电感均连接,第六电容的一端接地、另一端与第三电容、第四电容和第四电感均连接,第四电感和第四电容并联,第四电容、第四电感和第五电容与输出端均连接。

12、本申请的有益效果在于:本申请所述的具有稳定性改进的芯片封装键合方法及rf放大器,通过适当控制rf芯片gnd键合线长度,消除rf芯片内功率放大器的自激问题;将gnd键合线回打到e-pad,使rf芯片的esd等级无明显下降本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有稳定性改进的芯片封装键合方法,其特征在于,包括:将RF晶圆内放大器GND端对应的PAD结构键合至封装框架的引脚上,再从封装框架的引脚折回至封装框架的E-PAD上,完成RF芯片的封装。

2.一种具有稳定性改进的RF放大器,其特征在于,该RF放大器包括RF芯片、输出阻抗匹配网络和输出带通滤波网络,所述RF芯片通过权利要求1所述的芯片封装键合方法进行封装得到,所述RF芯片的输出引脚与所述输出阻抗匹配网络连接,所述输出阻抗匹配网络输出至所述输出带通滤波网络;其中,当所述RF芯片的不稳定区低于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括级联的“并串并”结构切比雪夫带通滤波器和椭圆低通滤波器;当所述RF芯片的不稳定区高于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括级联的“串并串”结构切比雪夫带通滤波器和椭圆低通滤波器。

3.如权利要求2所述的RF放大器,其特征在于,所述输出阻抗匹配网络为L/C低通型匹配网络或全通型L匹配网络。

4.如权利要求2所述的RF放大器,其特征在于,当所述RF芯片的不稳定区低于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容,第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容和第三电容构成“并串并”结构切比雪夫带通滤波器,第四电感、第三电容、第四电容和第五电容构成椭圆低通滤波器;

5.如权利要求2所述的RF放大器,其特征在于,当所述RF芯片的不稳定区高于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容,第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容和第三电容构成“串并串”结构切比雪夫带通滤波器,第四电感、第四电容、第五电容和第六电容构成椭圆低通滤波器;

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【技术特征摘要】

1.一种具有稳定性改进的芯片封装键合方法,其特征在于,包括:将rf晶圆内放大器gnd端对应的pad结构键合至封装框架的引脚上,再从封装框架的引脚折回至封装框架的e-pad上,完成rf芯片的封装。

2.一种具有稳定性改进的rf放大器,其特征在于,该rf放大器包括rf芯片、输出阻抗匹配网络和输出带通滤波网络,所述rf芯片通过权利要求1所述的芯片封装键合方法进行封装得到,所述rf芯片的输出引脚与所述输出阻抗匹配网络连接,所述输出阻抗匹配网络输出至所述输出带通滤波网络;其中,当所述rf芯片的不稳定区低于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括级联的“并串并”结构切比雪夫带通滤波器和椭圆低通滤波器;当所述rf芯片的不稳定区高于工作频段时,所述输出带通滤波网络包括级联的“串并串”结构切比雪夫带通滤波器和椭圆低通滤波器。

3.如权利要求2所述的rf放大器,其特征在于,所述输出阻抗...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯志成张培程晨房爱兵
申请(专利权)人:江苏芯云电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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