專利名稱:采用四方扁平無引腳封裝的gsm射頻發(fā)射前端模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及第二代移動通信領(lǐng)域,具體地說,本發(fā)明涉及一種采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊。
背景技術(shù):
當(dāng)前,第三代移動通信系統(tǒng)正在全球范圍內(nèi)越來越廣泛地進行部署和應(yīng)用,然而, 作為第二代移動通信標準的GSM(Global System for Mobile Communication),仍然是世界上應(yīng)用最為廣泛的移動通信標準。GSM手持設(shè)備的出貨量,占據(jù)了目前所有移動通信設(shè)備出貨量的絕大多數(shù),而更小尺寸、更低成本的射頻前端模塊是GSM手機終端的發(fā)展趨勢。通常,一個GSM射頻發(fā)射前端模塊包括GSM射頻功率放大器管芯、控制器管芯、匹配網(wǎng)絡(luò)以及射頻天線開關(guān)管芯等部分。射頻功率放大器管芯通常需要采用砷化鎵異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(GaAs HBT)或者硅基場效應(yīng)晶體管(MOSFET)工藝制造,實現(xiàn)對GSM射頻信號的功率放大。控制器管芯通常采用互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q工藝制造,其根據(jù)外部輸入到射頻發(fā)射前端模塊的控制信號來控制整個射頻發(fā)射前端模塊的工作狀態(tài),如控制射頻功率放大器管芯輸出射頻信號的功率大小、選擇射頻天線開關(guān)的通路等。匹配網(wǎng)絡(luò)是射頻功率放大器管芯的輸出匹配網(wǎng)絡(luò),通常由多個電感、電容或變壓器無源器件組成。匹配網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)形式既可以是采用分立元器件制造,也可以采用集成無源器件(IPD,Integrated Passive Device)工藝將匹配網(wǎng)絡(luò)制造成一個管芯。射頻天線開關(guān)管芯通常是一個單刀多擲的射頻開關(guān),包括了射頻發(fā)射通路及射頻接收通路,通常由砷化鎵高遷移率場效應(yīng)晶體管(GaAs HEMT)工藝制造,也可以使用P型-絕緣-N型(PIN) 二極管工藝實現(xiàn)。如上所述,GSM射頻發(fā)射前端模塊中的多個功能模塊采用了不同的半導(dǎo)體制造工藝,因此它是一個多芯片模組(MCM,Multi-Chip-Module)。通常GSM射頻發(fā)射前端模塊都需要采用柵格陣列封裝(LGA,Land Grid Array) 形式來封裝成一個單獨的半導(dǎo)體器件。所述射頻功率放大器管芯、控制器管芯、匹配網(wǎng)絡(luò)(分立元件或IPD管芯)以及射頻天線開關(guān)管芯貼裝在LGA多層層壓基板(Laminate Substrate)之上,通過鍵合線(Bondwire)及LGA基板上的金屬走線相互連接,一個典型的 LGA封裝GSM射頻發(fā)射前端模塊的示意圖如圖1所示。通常所采用的LGA基板是多層層壓基板,包括了 2層或2層以上的金屬層(金屬材料通常是銅或者鋁等材料),相鄰金屬層通過絕緣材料層(可以是環(huán)氧樹脂或者陶瓷等材料)相互隔離,不同金屬層之間可以通過過孔相互連接。如圖1所示,所述GSM射頻發(fā)射前端模塊100中,包括4個管芯功率控制器管芯 (CMOS控制器管芯)Ul、GaAs HBT射頻功率放大器管芯U2、IPD管芯U3及射頻天線開關(guān)管芯U4。上述4個管芯貼裝在LGA基板的上表面,4個管芯上的鍵合焊盤(I^d)通過鍵合線 111連接到模塊的相應(yīng)管腳,如CMOS控制器管芯Ul的鍵合焊盤通過鍵合線連接到控制信號管腳VC1、VC2、VC3及VC4等,射頻功率放大器管芯U2的鍵合焊盤通過鍵合線連接到射頻輸入信號管腳RFinl、RFin2等,IPD管芯U3的鍵合焊盤通過鍵合線連接到接地信號管腳
3GND1、GND2、GND3及GND4等,射頻天線開關(guān)管芯U4的鍵合焊盤通過鍵合線連接到射頻接收信號管腳RX1、RX2等。LGA基板上還可以制作電路中所需的電感等無源器件,如圖1中所示的平面螺旋電感101及102,或直線電感106等,上述電感器件都制作于LGA基板的某一層金屬層上,并且這些電感的端口或者直接與模塊的管腳相連接(如平面螺旋電感102的一端與電源信號管腳VCC2相連接,106的一端與電源信號管腳VCCl相連接),或者通過鍵合線與相應(yīng)的管芯上的鍵合焊盤相連接(如101的一端通過鍵合線與射頻天線開關(guān)管芯U4 的相應(yīng)鍵合焊盤相連接,102的一端通過鍵合線與IPD管芯U3的相應(yīng)鍵合焊盤相連接,106 的一端通過鍵合線與IPD管芯U3及射頻功率放大器管芯U2的相應(yīng)鍵合焊盤相連接)。在 LGA封裝中,管芯之間的相互連接,可以通過各自管芯上的相應(yīng)鍵合焊盤之間通過鍵合線直接連接(如CMOS控制器管芯Ul與射頻天線開關(guān)管芯U4之間通過鍵合線直接相連接,IPD 管芯U3與射頻天線開關(guān)管芯U4之間通過鍵合線直接相連接,射頻功率放大器管芯U2與 IPD管芯U3之間通過鍵合線直接相連接);或者可以首先將第一管芯上的鍵合焊盤通過鍵合線連接到LGA基板上層走線的一端,然后將所述走線的另外一端通過鍵合線連接到第二管芯上的鍵合焊盤,從而實現(xiàn)了兩個管芯相應(yīng)鍵合焊盤的相互連接(如CMOS控制器管芯Ul 上的鍵合焊盤通過鍵合線連接到LGA上走線110的一端,110的另外一端通過鍵合線再連接到射頻功率放大器管芯U2上的鍵合焊盤)。如圖1所示,制作在LGA基板上層金屬層的平面螺旋電感102通過過孔103連接到第二層金屬層,走線104在第二層金屬層,并通過過孔105連接到上層金屬層,進而走線104連接到射頻發(fā)射前端模塊的電源管腳VCC2。需要說明的是,LGA基板金屬層的厚度為幾十微米,制作線寬可以達到數(shù)百微米,從而使得制作的電感的寄生電阻很小(通常在 0. 1歐姆以下),得到高Q值電感,保證了 GSM射頻前端模塊的高效率。尤其在GSM低頻段 (824MHZ-915MHz),所用電感的Q值對射頻前端模塊性能影響很大。LGA基板的制造包括金屬層和絕緣材料層的層壓、鉆孔并填充金屬材料、光刻金屬層走線圖形、刻蝕多余圖形、電鍍金屬等步驟;制造完成的LGA基板之上貼裝多個管芯,然后通過鍵合設(shè)備連接各個需要連接的鍵合焊盤、管腳和端口等;最后再經(jīng)過密封樹脂包覆整個基板、管芯及鍵合線,最終完成LGA封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊。需要說明的是,在上述舉例的LGA封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊中采用了 IPD方法來實現(xiàn)射頻功率放大器的輸出匹配網(wǎng)絡(luò);當(dāng)然,也可以采用電感、電容等分立元件來實現(xiàn)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)采用分立元件形式的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)時,在LGA封裝GSM射頻發(fā)射前端模塊的制造過程中,還需要增加將這些分立元件貼裝在LGA基板上的工序步驟。如上所述,無論是采用IPD形式的輸出匹配網(wǎng)絡(luò),還是采用分立元件來構(gòu)成輸出匹配網(wǎng)絡(luò),LGA封裝形式的GSM射頻發(fā)射前端模塊的制造都很復(fù)雜,使得整個模塊的成本很高。通常,LGA封裝GSM射頻前端發(fā)射模塊的總體成本當(dāng)中,LGA基板制造及封裝的成本占到了 50%左右。如上所述,可以看到,降低GSM射頻前端模塊的封裝成本是降低其總成本的有效手段。在半導(dǎo)體封裝中應(yīng)用最為廣泛的封裝形式是四方扁平無引腳封裝(QFN,Quad Flat Non-leaded package)。QFN封裝不需要采用多層基板,它是一塊整體的裸露扁平金屬框,半導(dǎo)體管芯貼裝在該金屬框中間的一個表面上,通過鍵合線將管芯上的鍵合焊盤連接到QFN金屬框的相應(yīng)管腳之上,如圖2所示,最后采用樹脂或塑料等密封材料將管芯及QFN 金屬框包覆,就完成了 QFN封裝的半導(dǎo)體器件。如圖2中所示,QFN封裝的半導(dǎo)體器件200
4中,兩個管芯Ul和U2貼裝在QFN金屬框架201中心的金屬表面上,通過鍵合線202,可以將Ul和U2的相應(yīng)鍵合焊盤連接在一起,或者將Ul和U2的相應(yīng)鍵合焊盤與QFN框架的管腳相連接。QFN作為半導(dǎo)體領(lǐng)域廣泛使用的標準封裝形式,具有非常豐富的供貨來源,并且不需要像LGA那樣對其進行定制化制造,制造工序也非常簡單,因此QFN封裝的成本非常低廉,這是本領(lǐng)域人員所共知的。如上所述,如果可以采用QFN封裝制造GSM射頻發(fā)射前端模塊,將會具有很大的成本優(yōu)勢。但是,由于QFN封裝中的金屬框架是一整塊金屬,整個在電氣連接上是一體的,因此在其上貼裝分立無源器件會比LGA形式更加困難。當(dāng)前業(yè)內(nèi)探索采用QFN封裝制造產(chǎn)品中多數(shù)不能集成輸出匹配網(wǎng)絡(luò),而是在產(chǎn)品貼裝的印刷電路板(PCB)上實現(xiàn)。例如,美國 RFMD公司曾推出采用QFN封裝的GSM射頻功率放大器產(chǎn)品RF2173,它不包括射頻天線開關(guān),不是一個完整的GSM射頻發(fā)射前端模塊,并且它將射頻功率放大器的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)放在封裝之外的PCB上,使得整個射頻發(fā)射前端的集成度較低,QFN封裝的成本優(yōu)勢沒有完全體現(xiàn)。在專利申請(申請?zhí)?00910202072. 3)中,提出了一種在QFN封裝上采用鍵合線制作用于射頻功率放大器的電感的方法,可以實現(xiàn)片內(nèi)集成高Q值,低損耗輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。 但是該方法在一個封裝內(nèi)可以實現(xiàn)的電感器數(shù)量及其電感值都受很大限制;并且輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中所需的電容元件仍然需要在半導(dǎo)體管芯上實現(xiàn),這就增加了鍵合線連接關(guān)系的復(fù)雜度。對于GSM四頻段射頻功率放大器的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)來講,通常需要多個電感和電容元件, 采用這一技術(shù)不能完全滿足要求。綜上所述,如何提供一種集成度高、尺寸小、成本低,并且可以實現(xiàn)高Q值電感的四方扁平無引腳(QFN)封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,便成為亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,以解決現(xiàn)有的GSM射頻發(fā)射前端模塊制作成本高,造成帶有GSM射頻發(fā)射前端模塊的手持設(shè)備的整體價格成本過高問題。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,該模塊的金屬框架上包括輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻天線開關(guān)、功率控制器及射頻功率放大器,其特征在于,所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻天線開關(guān)、功率控制器及射頻功率放大器分別采用不同半導(dǎo)體工藝制作成相應(yīng)的半導(dǎo)體管芯,并將上述半導(dǎo)體管芯貼裝在所述金屬框架上。進一步地,本發(fā)明所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其中, 所述射頻功率放大器上至少一個扼流電感由在所述金屬框架上設(shè)置的半腐蝕金屬條制成。進一步地,其中,所述半腐蝕的金屬條一端與所述金屬框架上的管腳連通。進一步地,其中,所述金屬條的形狀為直線、弧形或者蛇形。進一步地,其中,所述射頻功率放大器為支持GSM高頻段和低頻段信號放大的射頻功率放大器。進一步地,其中,所述射頻功率放大器為采用砷化鎵異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管工藝或絕緣體上硅工藝制造的射頻功率放大器。
進一步地,其中,所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)采用集成無源器件工藝制造。進一步地,其中,所述射頻天線開關(guān)采用砷化鎵高電子遷移率場效應(yīng)晶體管工藝制造;所述功率控制器采用互補金屬氧化物半導(dǎo)體工藝制造。進一步地,其中,將所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和射頻天線開關(guān)采用絕緣體上硅工藝制作成1個半導(dǎo)體管芯。進一步地,其中,所述金屬框架上至少有三個或三個以上的管腳是直流連通的。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,能夠有效降低GSM射頻前端模塊的成本,從而合理地,降低了帶有GSM射頻發(fā)射前端模塊的手持設(shè)備的整體價格成本。
圖1為現(xiàn)有的采用LGA封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊結(jié)構(gòu)圖;圖2為現(xiàn)有的四方扁平無引腳(QFN)封裝結(jié)構(gòu)圖;圖3為本發(fā)明實施例所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊的電路示意圖;圖4為本發(fā)明實施例所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊的結(jié)構(gòu)圖;圖5為本發(fā)明實施例所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊的沿圖4所示切線A-A的剖面圖。
具體實施例方式本發(fā)明的主要思想是解決現(xiàn)有的GSM射頻發(fā)射前端模塊制作成本高,造成帶有 GSM射頻發(fā)射前端模塊的手持設(shè)備的整體價格成本過高問題。本發(fā)明所述采用四方扁平無引腳(QFN)封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,能夠有效降低GSM射頻前端模塊的成本,從而合理地,降低了帶有GSM手持設(shè)備的整體價格成本。以下對具體實施方式
進行詳細描述,但不作為對本發(fā)明的限定。下面是本發(fā)明所提出QFN封裝的技術(shù)方案的一個具體實施例,如圖3和4所示,為本發(fā)明實施例所述采用QFN封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊的電路示意圖;其中模塊的QFN 金屬框架300上包括了 4個半導(dǎo)體器件,分別是輸出匹配網(wǎng)絡(luò)U1,射頻天線開關(guān)U2,功率控制器(CMOS控制器)U3,射頻功率放大器U4。所述集成無源器件U1、射頻天線開關(guān)U2、功率控制器U3及射頻功率放大器U4分別采用不同半導(dǎo)體工藝制作成相應(yīng)的半導(dǎo)體管芯,并將上述的半導(dǎo)體管芯貼裝在所述金屬框架300上。在本實施例中輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul和射頻天線開關(guān)U2貼裝在QFN金屬框架300的區(qū)域305上,功率控制器U3和射頻功率放大器U4貼裝在QFN金屬框架300的區(qū)域304上。其中,在本實施例中所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul采用制作集成無源器件(IPD)的工藝制造;所述射頻天線開關(guān)U2可以采用砷化鎵高電子遷移率場效應(yīng)晶體管工藝制造;所述功率控制器U3可以采用互補金屬氧化物半導(dǎo)體的工藝制造;所述射頻功率放大器U4為能夠支持GSM高頻段(1710MHz-1910MHz信號)和低頻段(824MHz_915MHz信號)信號放大的射頻功率放大器;所述射頻功率放大器U4可以采用砷化鎵異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管工藝或絕緣體上硅(SOI :Silicon-On-Insulator)的工藝制造。當(dāng)然,在本發(fā)明其他實施例中,輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul和射頻天線開關(guān)U2還可以采取一種合適的半導(dǎo)體工藝,如絕緣體上硅(SOI =Silicon-On-Insulator)工藝的方式集成在一起,形成一個半導(dǎo)體管芯;同理,也可以將功率控制器U3和射頻功率放大器U4采用一種合適的半導(dǎo)體工藝集成在一起,形成一個半導(dǎo)體管芯。具體采用何種半導(dǎo)體工藝(如雙極型-場效應(yīng)管工藝,BiCMOS =Bipolar-CMOS)制造及具體如何組合這些功能電路,則根據(jù)具體設(shè)計要求來進行選擇,這對于本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員來說是共知的,在本發(fā)明中不做具體限定。在本實施例中射頻天線開關(guān)U2為一個單刀四擲的射頻天線開關(guān);GSM射頻輸入信號 RFinl (GSM 高頻段 1710MHz_1910MHz 信號)和 RFin2 (GSM 低頻段 824MHz_915MHz 信號) 經(jīng)過射頻功率放大器U4完成功率放大。所述該輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul不僅包括圖中4所示的平面螺旋電感306、307,還包括若干電容及電感等無源器件。所述單刀四擲的射頻天線開關(guān)U2與GSM高頻段和低頻段的發(fā)射信號通路及至少一個接收信號通路相連,在本實施例中其單刀連接到GSM射頻發(fā)射前端模塊的天線管腳 ANT,四擲分別連接到GSM高頻段發(fā)射信號和低頻段發(fā)射信號及兩路接收信號RX1、RX2。所述功率控制器U3根據(jù)外部輸入的控制信號VC1-VC4來控制整個GSM射頻發(fā)射前端模塊的工作狀態(tài),如控制射頻功率放大器U4的輸出信號功率大小以及射頻天線開關(guān) U2中單刀所連接到的射頻通路。如圖4所示,所述半導(dǎo)體管芯之間、所述半導(dǎo)體管芯與QFN金屬框架300上的管腳之間均通過鍵合線303相連。所述射頻功率放大器上設(shè)置的至少一個扼流電感由在QFN金屬框架300上設(shè)置的半腐蝕的金屬條301制成的,如圖5所示,該金屬條301兩端分別與所述QFN金屬框架300 上的管腳連通,且該金屬條301的底表面高于所述QFN金屬框架300上所有管腳及貼裝半導(dǎo)體管芯區(qū)域的底表面。在QFN金屬框架300上至少有三個或者三個以上的管腳是直流連通的。如圖4所示,所述QFN金屬框架300上需要接地的鍵合焊盤均連接到了 QFN金屬框架上的大面積連通的接地部分。同時,所述QFN金屬框架300上包括的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)U1、 射頻天線開關(guān)U2、功率控制器U3和射頻功率放大器U4還可以具有靜電釋放(ESD)通路,從而起到了 ESD保護作用,這種配置方式可以大幅提高輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul上電容器件的ESD等級,滿足工業(yè)產(chǎn)品要求。需要進一步說明的是,由于本發(fā)明還需要實現(xiàn)射頻功率放大器的直流供電通路上很低寄生電阻的電感(扼流電感),尤其是在GSM低頻段(800MHz-915MHz)射頻功率放大器工作的峰值電流高達1. 5A,要求電感器的寄生電阻小于0. 1歐姆,才不會對射頻功率放大器的效率造成較大影響。而通常輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul制造采用半導(dǎo)體制造技術(shù),其導(dǎo)電金屬層薄膜厚度很薄,通常為微米量級,由此制作的電感寄生電阻都較大,將惡化射頻功率放大器 U4的效率。因此在本實施例中,如圖4所示,GSM低頻段的射頻功率放大器U4上設(shè)置的扼流電感由QFN金屬框架300上的金屬條301來實現(xiàn)。具體地,在本發(fā)明的實施例中,金屬條 301的第一端與QFN金屬框架300的電源供電管腳(VCC1、VCC2)是連通的,電源供電管腳 (VCCUVCC2)通過鍵合線可以連接到功率控制器U3及射頻天線開關(guān)U2的相應(yīng)鍵合焊盤為其提供電源供電;金屬條301的第二端與QFN金屬框架300的管腳308、309連通,在供電管腳(VCC1、VCC2)與管腳308、309之間的包括金屬條301在內(nèi)的部分,就構(gòu)成了 GSM低頻段射頻功率放大器的扼流電感;金屬條301上陰影部分的底表面高于區(qū)域304、305和所有管腳的底表面。這樣最后QFN封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊的背面只有金屬管腳及區(qū)域304、 305是裸露的,而半腐蝕金屬條301被樹脂封裝材料包覆,從而與周圍非物理連接的金屬管腳絕緣隔離,如與金屬管腳VC1-VC4絕緣隔離;而通過金屬條301連接的兩個或兩個以上的金屬管腳,仍然是保持直流連通的,如圖4所示,金屬管腳308與VCC2。半腐蝕金屬條301 的金屬厚度通常為管腳厚度的一半,約為100微米,寬度通常也可以達到100微米,直流寄生電阻很小。由于金屬條301可以制作得比較厚(超過幾十微米),所以其寄生電阻非常小,完全適于構(gòu)成GSM低頻段射頻功率放大器的扼流電感。這里金屬條301與管腳厚度及位置的關(guān)系,如圖5所示QFN封裝剖面圖。由于鍵合過程中半腐蝕金屬條301的下表面懸空,為了減小制造工藝上的風(fēng)險, 將金屬條301連接到電路中的所有鍵合線都選擇在QFN金屬框架的管腳(如圖4中的VCCl、 VCC2、308和309)上鍵合。還需要說明的是,金屬條301所能實現(xiàn)的電感值與其長度是相關(guān)的,其長度越長則電感值越大;為了使最終完成的QFN封裝GSM射頻前端模塊的整體尺寸最小,需要在電路設(shè)計中設(shè)計保證該電感的感值在2nH到5nH之間,這可以通過射頻功率放大器管芯U4的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的合理設(shè)計達到,這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是共知常識。同時需要注意的是,金屬條301的形狀不限定為直線,也可以是弧形或者蛇形等彎曲形狀,只要其等效電感值達到電路設(shè)計要求即可。并且,根據(jù)實際需要的不同,也可以在QFN上實現(xiàn)兩根或兩根以上的類似扼流電感,同時用于GSM低頻段射頻功率放大器、GSM 高頻段射頻功率放大器、及其前級扼流電感。但是,增加這樣的扼流電感數(shù)目會增加QFN金屬框架設(shè)計和制造的難度及尺寸,需要在具體實施中進行權(quán)衡選擇,但都在本發(fā)明的精神之內(nèi)。另外,如圖3所示,本實施例中射頻功率放大器U4中包括兩路射頻功率放大器電路,同時支持GSM低頻段(824MHz-915MHz)和GSM高頻段(1710MHz_1910MHz)。如上所述的金屬條301實現(xiàn)了 GSM低頻段射頻功率放大器電路所需的扼流電感,而GSM高頻段射頻功率放大器電路所需的扼流電感,由于其對于寄生電阻及Q值要求較低,在本實施例中采用了鍵合線與輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul上電感相結(jié)合的方式實現(xiàn)。另外,如圖4所示,本實施例所述QFN封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊在實際應(yīng)用時,在PCB板上供電管腳(VCC1、VCC2)需要連接至少一個去耦電容(C1、C2),其容值范圍為nF-uF量級。另外,通常在輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul上制作的電容器件的靜電保護(ESD)等級較弱,在人體模式(HBM)下為50V-500V,不能達到工業(yè)產(chǎn)品通常要求的HBM > 2000V的ESD等級。 并且,制作輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul所采用的IPD工藝中通常都不提供ESD保護器件,只能通過整個GSM射頻發(fā)射前端模塊的整體設(shè)計來避免輸出匹配網(wǎng)絡(luò)Ul上器件受到靜電的直接侵害。另外,需要說明的是,在本實施例中GSM射頻發(fā)射前端模塊中包括了 4個采用不同工藝制造的管芯,然而管芯的數(shù)目并不是作為對本發(fā)明精神的限制。在本實施例基礎(chǔ)之上的任意改變及修改,都被認為仍在本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍之內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所述采用QFN封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,能夠有效降低GSM射頻發(fā)射前端模塊的成本,從而合理地,降低了帶有GSM射頻發(fā)射前端模塊的手持設(shè)備的整體價格成本。當(dāng)然,本發(fā)明還可有其他多種實施例,在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下,熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形,但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,該模塊的金屬框架上包括輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻天線開關(guān)、功率控制器及射頻功率放大器,其特征在于,所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻天線開關(guān)、功率控制器及射頻功率放大器分別采用不同半導(dǎo)體工藝制作成相應(yīng)的半導(dǎo)體管芯,并將上述半導(dǎo)體管芯貼裝在所述金屬框架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其特征在于,所述射頻功率放大器上至少一個扼流電感由在所述金屬框架上設(shè)置的半腐蝕金屬條制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其特征在于,所述半腐蝕的金屬條一端與所述金屬框架上的管腳連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其特征在于,所述金屬條的形狀為直線、弧形或者蛇形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其特征在于,所述射頻功率放大器為支持GSM高頻段和低頻段信號放大的射頻功率放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其特征在于,所述射頻功率放大器為采用砷化鎵異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管工藝或絕緣體上硅工藝制造的射頻功率放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其特征在于,所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)采用集成無源器件工藝制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其特征在于,所述射頻天線開關(guān)采用砷化鎵高電子遷移率場效應(yīng)晶體管工藝制造;所述功率控制器采用互補金屬氧化物半導(dǎo)體工藝制造。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其特征在于,將所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和射頻天線開關(guān)采用絕緣體上硅工藝制作成1個半導(dǎo)體管芯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,其特征在于,所述金屬框架上至少有三個或三個以上的管腳是直流連通的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,該模塊的金屬框架上包括輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻天線開關(guān)、功率控制器及射頻功率放大器,其特征在于,所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻天線開關(guān)、功率控制器及射頻功率放大器分別采用不同半導(dǎo)體工藝制作成相應(yīng)的半導(dǎo)體管芯,并將上述半導(dǎo)體管芯貼裝在所述金屬框架上。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所述采用四方扁平無引腳封裝的GSM射頻發(fā)射前端模塊,能夠有效降低GSM射頻前端模塊的成本,從而合理地,降低了帶有GSM射頻發(fā)射前端模塊的手持設(shè)備的整體價格成本。
文檔編號H01L23/495GK102184917SQ20111007375
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者謝利剛, 陳俊 申請人:銳迪科創(chuàng)微電子(北京)有限公司