[发明专利]具有功率晶体管管芯和外围接地连接的放大器模块

说明书

一种功率放大器模块包括模块衬底、功率晶体管管芯和散热器。所述模块衬底具有在安装表面处暴露的第一模块垫、第二模块垫和第三模块垫。所述功率晶体管管芯具有面向所述安装表面的输入/输出表面、相对的接地表面、电耦合到所述第一模块垫的输入垫、电耦合到所述第二模块垫的输出垫和集成功率晶体管。在实施例中，所述功率晶体管为场效应晶体管，所述场效应晶体管具有耦合到所述输入垫的栅极端、耦合到所述输出垫的漏极端和耦合到所述接地表面的源极端。所述散热器具有热接触表面，所述热接触表面以物理方式和电气方式耦合到所述功率晶体管管芯的所述接地表面。电接地接触结构连接在所述热接触表面与所述第三模块垫之间。

技术领域

本文所描述的主题的实施例大体上涉及放大器模块，且更具体地说，涉及包括功率晶体管管芯的放大器模块。

背景技术

无线通信系统采用功率放大器模块以用于增加射频(RF)信号的功率。功率放大器模块包括模块衬底和耦合到所述模块衬底的安装表面的放大器电路系统。典型的模块衬底可包括输入端、输出端、导电信号路由结构、在安装表面处的键合垫，以及延伸穿过所述模块衬底的一个或多个接地/散热结构。放大器电路系统通常包括功率晶体管管芯，所述功率晶体管管芯具有至少一个集成功率晶体管、顶部侧输入/输出(I/O)键合垫和底部侧导电接地层。功率晶体管管芯的底部侧导电接地层直接连接到模块衬底的(多个)接地/散热结构。

为了在模块衬底与功率晶体管管芯之间传送RF信号，使用键合线进行电连接，所述键合线在模块衬底的安装表面处的键合垫与功率晶体管管芯的顶部侧I/O键合垫之间延伸。当集成功率晶体管为场效应晶体管(FET)时，管芯的输入键合垫连接到所述FET的栅极端，并且管芯的输出键合垫连接到所述FET的漏极端。FET的源极端通过管芯耦合到底部侧导电接地层，所述底部侧导电接地层继而连接到(多个)接地/散热结构，如上文所提及。在操作期间，功率晶体管放大通过晶体管管芯输入键合垫接收到的输入RF信号，并且将放大的RF信号传送到晶体管管芯输出键合垫。与此同时，功率晶体管管芯产生的热通过嵌入在模块衬底中的(多个)接地/散热结构进行耗散。尽管常规的模块设计非常适合于许多应用，但放大器模块设计者针对当前应用和新的应用持续努力优化放大器模块设计以减小模块大小、改善散热和优化性能。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种功率放大器模块，包括：

模块衬底，所述模块衬底具有安装表面、在所述安装表面处暴露的第一模块垫、在所述安装表面处暴露的第二模块垫和在所述安装表面处暴露的第三模块垫；

第一功率晶体管管芯，所述第一功率晶体管管芯具有输入/输出(I/O)表面、与所述I/O表面相对的接地表面、在所述I/O表面处暴露的输入垫、在所述I/O表面处暴露的输出垫和集成功率晶体管，所述集成功率晶体管具有电耦合到所述输入垫的控制端、电耦合到所述输出垫的第一载流端和电耦合到所述接地表面的第二载流端，其中所述第一功率晶体管管芯耦合到所述模块衬底且所述I/O表面面向所述安装表面，所述输入垫电耦合到所述第一模块垫，并且所述输出垫电耦合到所述第二模块垫；

第一散热器，所述第一散热器具有以物理方式和电气方式耦合到所述第一功率晶体管管芯的所述接地表面的第一热接触表面，其中所述第一热接触表面具有延伸超出所述第一功率晶体管管芯的所述接地表面的外围部分；以及

电接地接触结构，所述电接地接触结构连接在所述第一热接触表面的所述外围部分与所述模块衬底的所述第三模块垫之间。

根据一个或多个实施例，所述模块衬底另外包括：输入信号触点，所述输入信号触点电耦合到所述第一模块垫；输出信号触点，所述输出信号触点电耦合到所述第二模块垫；以及系统接地触点，所述系统接地触点电耦合到所述第三模块垫。

根据一个或多个实施例，另外包括：输入接触结构，所述输入接触结构连接在所述第一功率晶体管管芯的所述输入垫与所述第一模块垫之间；以及输出接触结构，所述输出接触结构连接在所述第一功率晶体管管芯的所述输出垫与所述第二模块垫之间。