本公開涉及阻抗匹配,具體涉及阻抗匹配電路的配置。
背景技術(shù):
被加工在集成電路芯片上的功能電路可以受益于阻抗匹配。阻抗匹配可以調(diào)整功能電路的輸入和/或輸出阻抗以便調(diào)整該電路的特性,例如,功率傳輸或信號(hào)反射。例如,在射頻(RF)系統(tǒng)中,將這些輸入的輸入阻抗與負(fù)載阻抗相匹配減少了信號(hào)反射。功能電路因此可以被設(shè)計(jì)得具有阻抗匹配電路。這些阻抗匹配電路可以被包括在封裝中。換言之,阻抗匹配電路可以在封裝芯片之前被耦合到該芯片。經(jīng)由被包括在該封裝中的阻抗匹配電路,所得到的集成電路封裝的引線可以被內(nèi)部地耦合到芯片的端子。
盡管理論上可以設(shè)計(jì)阻抗匹配電路,但是阻抗匹配電路的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致引入缺陷。例如,阻抗匹配電路的物質(zhì)實(shí)施可以導(dǎo)致在各部件之間發(fā)生的互感耦合、或各部件之間的其他非理想交互。
存在用于實(shí)現(xiàn)減輕至少一些非理想交互的封裝中阻抗匹配電路的余地。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)第一方面,提供了一種封裝,該封裝包括:芯片,諸如集成電路芯片,芯片具有第一端子和第二端子;以及阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),被耦合到第二端子并且包括第一電感器和第一電容器,其中,第一電容器優(yōu)選為被布置在芯片上的集成的電容器;其中,第一電感器包括第一焊線連接和第二焊線連接,第一焊線連接被耦合在第二端子和芯片上的第一焊盤之間,第二焊線連接被耦合在第一焊盤與被耦合到第一電容器的第二焊盤之間。第一焊線連接和第二焊線連接優(yōu)選被鄰近地布置。
第一焊線連接可以被配置為承載第一方向上的電流并且第二焊線連接被配置為承載第二方向上的電流。例如,第一焊線連接和第二焊線連接可以被配置為使得在操作期間,由這些各個(gè)連接所承載的瞬時(shí)電流沿相反的方向流動(dòng)。第一焊線連接和第二焊線連接可以處于芯片的表面上方。在第一端子和第二端子之間可以存在定向軸,并且第一焊線連接和第二焊線連接可以基本上沿著軸來定向。
第一焊盤可以被包括在第一焊盤條中,并且第二焊盤可以被包括在第二焊盤條中,其中,第一端子和第二端子各自優(yōu)選沿著第一方向延伸,并且其中,第一焊盤條和第二焊盤條被平行于第一方向布置。
封裝可以進(jìn)一步包括:被耦合到第一端子的第一封裝引線;以及被耦合到第二端子的第二封裝引線。第一焊盤可以位于芯片上介于第二端子和第一封裝引線之間。第二焊盤可以位于芯片上介于第二端子和第二封裝引線之間,或者第二焊盤位于芯片上使得第二端子被布置在第二焊盤和第二封裝引線之間。
封裝可以進(jìn)一步包括被耦合在第二端子和第二封裝引線之間的第三焊線連接。第一焊線連接中的每個(gè)第一焊線連接可以與第二焊線連接中的相應(yīng)第二焊線連接相關(guān)聯(lián)從而形成焊線連接對(duì),并且焊線連接對(duì)可以進(jìn)一步與第三焊線連接之一相關(guān)聯(lián)。
第二焊盤和第二端子可以相對(duì)于彼此進(jìn)行布置使得對(duì)于每個(gè)焊線連接對(duì),將第三焊線連接耦合到第二端子的點(diǎn)被間插在將第一焊線連接耦合到第二端子的點(diǎn)與將第二焊線連接耦合到第二焊盤的點(diǎn)之間。第二焊盤和第二端子可以被相間交錯(cuò)。第二端子和第二焊盤可以被相間交錯(cuò)使得對(duì)于每個(gè)焊線連接對(duì),將第一焊線連接耦合到第二端子的點(diǎn)與將第二焊線連接耦合到第二焊盤的點(diǎn)對(duì)齊。
第一電感器可以是分路電感器。第一電容器可以是直流去耦電容器。焊線連接可以包括一個(gè)或更多個(gè)焊線。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)可以被用于芯片上的功能電路。封裝可以包括至少一個(gè)其他芯片。芯片可以包括多個(gè)其他功能電路。第一焊線連接中的每個(gè)第一焊線連接可以與第二焊線連接中的相應(yīng)第二焊線連接相關(guān)聯(lián) 從而形成焊線連接對(duì)。焊線連接對(duì)可以進(jìn)一步與第三焊線連接之一相關(guān)聯(lián)。封裝可以進(jìn)一步包括被耦合到第一端子的第四焊線連接。
第一焊盤可以位于第一端子和第一封裝引線之間。第四焊線連接中的每個(gè)可以與相應(yīng)的焊線連接對(duì)相關(guān)聯(lián)并且可以被間插在相應(yīng)的焊線連接對(duì)的焊線連接之間。封裝可以進(jìn)一步包括另一阻抗匹配電路,該另一阻抗匹配電路被耦合到第一端子并且包括第二電感器和第二電容器。第二電感器可以被耦合在第一端子和第二電容器之間。第二電容器可以進(jìn)一步被耦合到地。第四焊線連接可以形成第二電感器。封裝可以包括第五焊線連接,第五焊線連接被耦合在第一封裝引線和第二電容器之間。
第二電感器和第二電容器可以被集成在芯片上。第一封裝引線可以經(jīng)由其他焊線連接而被耦合到集成的電感器。第一端子可以是輸入端子并且第二端子可以是輸出端子。第一焊線連接和第二焊線連接可以是平行的。第一焊線連接和第二焊線連接可以是對(duì)稱的。第一焊線連接和第二焊線連接可以被配置為承載基本上方向相反的電流。電流可以是輸出阻抗匹配線路的分路電流。
分別由第一焊線連接和第二焊線連接生成的磁場可以至少部分地彼此抵消。第一電感器的電感可以至少部分地由第一焊線連接和第二焊線連接的形狀來確定。第一焊線連接和第二焊線連接可以形成相應(yīng)的回路。第一電感器的電感可以至少部分地通過由第一焊線連接制成的回路的形狀和由第二焊線連接制成的回路的形狀上的差異來決定。功能電路可以是晶體管,第一端子可以是晶體管的固有柵極,并且第二端子可以是晶體管的固有漏極。晶體管可以是橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體。
根據(jù)第二方面,提供了一種封裝,該封裝包括:多個(gè)芯片,每個(gè)芯片包括功能線路以及第一端子和第二端子;以及用于芯片中的每個(gè)的相應(yīng)的阻抗匹配電路,每個(gè)阻抗匹配電路被耦合到相應(yīng)的第二端子并且包括分路電感器和電容器;其中,該相應(yīng)的分路電感器各自包括:被耦合在芯片的第一端子和芯片上的焊盤之間的第一分路焊線連接、以及被耦合在焊盤和電容器之間的第二分路焊線連接。
根據(jù)第三方面,提供了一種RF功率放大器封裝,該RF功率放大器封裝包括:芯片,芯片包括功率放大器線路以及第一端子和第二端子;以及阻抗匹配電路,阻抗匹配電路被耦合到相應(yīng)的第二端子并且包括分路電感器和電容器;其中,分路電感器包括:被耦合在芯片的第一端子和芯片上的焊盤之間的第一分路焊線連接、以及被耦合在焊盤和電容器之間的第二分路焊線連接。
附圖說明
將僅通過示例的方式、參照附圖來描述實(shí)施例,在附圖中:
圖1是阻抗匹配線路的示例示意圖;
圖2是圖1的示意圖的物質(zhì)實(shí)現(xiàn);
圖3示出了封裝的示例;
圖4是示出了根據(jù)另一示例的阻抗匹配線路的示意圖;
圖5示出了圖4的線路的物質(zhì)實(shí)現(xiàn);
圖6示出了圖5的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)的側(cè)視圖;
圖7示出了圖5的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)的頂視圖;
圖8示出了根據(jù)另一示例的阻抗匹配線路的物質(zhì)實(shí)現(xiàn);
圖9示出了根據(jù)另一示例的阻抗匹配線路的物質(zhì)實(shí)現(xiàn);以及
圖10示出了多器件封裝的示例。
將理解到,對(duì)于特征來說,跨越多于一個(gè)附圖,類似的參考標(biāo)號(hào)指示類似的特征。
具體實(shí)施方式
圖1示出了可以被實(shí)現(xiàn)在封裝100中的、被耦合到阻抗匹配線路121和122的芯片上功能線路(on-die functional circuitry)201的示例示意圖。芯片上線路201包括輸入端子111和輸出端子112以用于將芯片上線路耦合到另一線路,例如封裝中阻抗匹配線路121和122。封裝中線路121和122進(jìn)一步包括輸入引線131和輸出引線132以用于將該封裝中線路耦合到該封裝外部的另一線路。
在該示例中,芯片上線路被示出為晶體管201,晶體管201具有第一端子111和第二端子112以用于將該晶體管耦合到芯片外(off die)線路。第一端子111可以將晶體管201耦合到輸入阻抗匹配線路121。第二端子112可以將晶體管201耦合到輸出阻抗匹配線路122。該示例中的輸入阻抗匹配線路121、輸出阻抗匹配線路122被分別耦合到第一封裝引線131和第二封裝引線132。第一封裝引線131和第二封裝引線132可以將封裝中線路201、121和122耦合到封裝外部的線路。
在該示例中,輸入阻抗匹配電路121包括第一電感器212、第二電感器211和預(yù)匹配電容器213。第一電感器212被耦合在封裝引線131和節(jié)點(diǎn)214之間。第二電感器212被耦合在節(jié)點(diǎn)214和芯片110的端子111之間。預(yù)匹配電容器213被耦合在節(jié)點(diǎn)214和諸如地的參考電壓之間。
輸出阻抗匹配電路122可以由分路電感器網(wǎng)絡(luò)來提供。分路電感器網(wǎng)絡(luò)122可以包括第一或分路電感器211、直流(dc)去耦電容器222和第二電感器223。第一電感器或分路電感器221可以被耦合在端子112(在該情況下,端子112是晶體管201的漏極端子)和去耦電容器222之間。去耦電容器222可以被耦合在第一電感器221和諸如地的參考端子之間。第二電感器223可以被耦合在端子112和封裝引線132之間。
阻抗匹配線路(諸如圖1中描繪的阻抗匹配線路)可以在物理上被實(shí)現(xiàn)在封裝中以便實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
圖2示出了圖1的封裝中線路100的物理實(shí)現(xiàn)的示例。圖2示出了通過多個(gè)焊線連接211、212、221和223而被耦合在一起的芯片200、封裝引線131和132以及電容器222和213。焊線連接中的每個(gè)可以包括一個(gè)或更多個(gè)焊線并且可以提供與電感器211、212、221和223對(duì)應(yīng)的電感。
利用預(yù)匹配電容器213、第一電感器211和第二電感器212來實(shí)現(xiàn)輸入阻抗匹配電路121。通過引線131和電容器213之間的多個(gè)焊線連接211來提供第一電感器211。通過電容器213和芯片200的輸入端子111之間的多個(gè)焊線連接212來提供第二電感器212。
利用去耦電容器222、分路電感器221和第二電感器223來實(shí)現(xiàn)輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)122。通過輸出芯片端子112和電容器222之間的多個(gè)焊線連接來提供第一或分路電感器221。通過輸出芯片端子112和封裝引線132之間的多個(gè)焊線連接來提供第二電感器223。
在圖2的示例中,通過焊線連接來提供電感。然而,對(duì)由焊線連接所提供的電感的貢獻(xiàn)可以由焊線連接外部的因素來做出。例如,可以由匹配電路的無源部件和/或焊線附近的磁場來做出貢獻(xiàn)。
例如,在圖2的實(shí)現(xiàn)中,對(duì)電感的電位貢獻(xiàn)可以由輸出電抗匹配線路122的第二電感器223和分路電感器221之間的互耦來做出。在該情況下,例如,由于阻抗匹配線路的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)的布局,導(dǎo)致磁耦合可以發(fā)生在形成分路電感器221的焊線連接和形成焊線連接223的焊線連接之間,焊線連接223將第二芯片端子112耦合到第二引線132。這可以例如導(dǎo)致該線路中的附加互感。
參照?qǐng)D1,該互感(未示出)可以在示意圖中等價(jià)地表示為芯片的第二端子112處的串聯(lián)電感器。在分路電感器221變?yōu)橛行е?,該互感可以將輸出阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)楦退降妮敵鲎杩埂R脒@樣的互感可能使阻抗匹配線路不太有效。
在一些實(shí)例中阻抗匹配線路的效率還可能由于功能線路的輸出阻抗的無功部分的增加而受到限制。參照?qǐng)D2,為了達(dá)到期望的電感水平,形成分路電感器221的焊線連接可能需要特定量的空間以形成與期望的電感對(duì)應(yīng)的回路。形成這樣的回路所需要的空間可以確定引線132和端子112之間的焊線連接223的長度。這使得焊線連接223可以覆蓋引線132和端子112之間的距離而同時(shí)允許用于221的回路的必要空間。焊線連接223可以形成如下電感:該電感對(duì)從封裝100的外部看到的阻抗有很大的虛部(jwL)貢獻(xiàn)。在一些實(shí)現(xiàn)中,輸出阻抗的高無功部分可以對(duì)功能線路(諸如寬帶功率放大器)設(shè)計(jì)有負(fù)面影響。
在另一示例中,阻抗匹配線路的效率可能由于焊線連接到芯片相應(yīng)端子之間的電感耦合而受到限制。再次參照?qǐng)D2,在一些情況下,電感耦合可以發(fā)生在到第一端子111的焊線連接(形成電感器212)和到第二端子112的焊線連 接(形成分路電感器211)之間。這在輸入阻抗匹配線路和輸出阻抗匹配線路之間創(chuàng)建了電感耦合。該耦合可能使芯片200上的功能線路(例如,該芯片上的任何晶體管)的穩(wěn)定狀況復(fù)雜化。
因此將理解到,就阻抗匹配線路的效果而言,對(duì)阻抗匹配線路的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)感興趣。
本公開的實(shí)施例目的在于提供分路電感器和焊線布置的配置。
在實(shí)施例中,分路電感器可以被放置在芯片的表面之上。分路電感器可以包括多個(gè)第一焊線連接,多個(gè)第一焊線連接被耦合在芯片的輸出端子和第一焊盤之間。分路電感器可以進(jìn)一步包括多個(gè)第二焊線連接,多個(gè)第二焊線連接被耦合在第一焊盤和第二焊盤之間。輸出端子可以位于輸出封裝引線和第一焊盤之間,使得分路電感器被放置在芯片的表面之上。輸出端子可以進(jìn)一步處于第一焊盤和第二焊盤之間。
第一焊線連接可以承載第一方向上的分路電流,并且第二焊線連接可以承載第二方向上的分路電流,其中第二方向與第一方向基本上相反。由第一焊線連接和第二焊線連接實(shí)現(xiàn)的磁場因此可以被匯聚在第一焊線連接和第二焊線連接之間的區(qū)域中。這可以從芯片的有源區(qū)中移開磁場匯聚。
具體地,第一焊線連接中的每個(gè)可以與第二焊線連接之一成對(duì),其中該對(duì)中的每個(gè)焊線連接承載基本上相反方向上的分路電流。分路電流流過分路電感器而創(chuàng)建的磁場可以被匯聚在該焊線連接對(duì)之間的區(qū)域中。該焊線連接對(duì)可以包括第一焊線連接之一和第二焊線連接之一。
在其他實(shí)施例中,第三焊線連接可以被耦合在輸出端子和輸出封裝引線之間。第三焊線連接中的每個(gè)可以被間插在相應(yīng)的焊線連接對(duì)中的第一焊線連接和第二焊線連接之間。具體地,對(duì)于每個(gè)焊線連接對(duì),將第三焊線連接耦合到輸出端子的相應(yīng)點(diǎn)可以被間插在將第一焊線連接耦合到輸出端子的點(diǎn)和將第二焊線連接耦合到第二焊盤的點(diǎn)之間。在一些實(shí)施例中,這樣的間插可以是由于第二焊盤和輸出端子的相間交錯(cuò)的配置而導(dǎo)致的。
圖3示出了其中可以實(shí)現(xiàn)一些實(shí)施例的封裝300的示例。
封裝300包括芯片301,芯片301具有芯片上功能線路、輸入封裝引線331和輸出封裝引線332。封裝300進(jìn)一步包括輸入阻抗匹配線路310和輸出阻抗匹配線路320。芯片301的芯片上線路可以經(jīng)由第一端子311和第二端子321而被耦合到芯片301外部的線路。芯片301進(jìn)一步包括第一焊盤312和第二焊盤322。第一焊盤312和第二焊盤322可以提供到芯片301外部的線路的進(jìn)一步的耦合。
第一焊盤312、第二焊盤322和第二端子321可以處于芯片的表面上。第二端子321可以位于第一焊盤312和輸出封裝引線332之間。在該示例中,第一焊盤312位于第一或輸入封裝引線331和第二端子321之間。第二焊盤322位于第二或輸出封裝引線322和第二端子321之間。在其他示例中,第二或輸出端子321可以位于第一焊盤312和第二焊盤322之間。
在圖3中,輸入阻抗匹配線路310被設(shè)置在第一端子311和第一封裝引線331之間,并且輸出阻抗匹配線路320被設(shè)置在第二端子321、第二封裝引線332之間并且在芯片表面之上在第一焊盤312和第二端子321和第二焊盤322之間。輸入阻抗匹配線路310可以包括第一電容器313。
從第一端子311到第二端子321的橫跨芯片301表面的線可以被視為限定第一定向軸340。定向軸340可以提供用于分路電感器的定向。
圖4是示出了在一些實(shí)施例中可以提供的輸入和輸出阻抗匹配電路的示例的示意性圖。圖4示出了包括芯片上功能線路301的封裝300的簡化示意圖。將理解到,圖3和圖4中的類似特征由類似參考標(biāo)號(hào)來指示。
圖4示出了具有第一或輸入端子311和第二或輸出端子321的功能芯片上線路301。圖4的封裝300包括第一或輸入封裝引線331和第二或輸出封裝引線332。輸入阻抗匹配線路310被耦合在第一封裝引線331和第一端子311之間,并且輸出阻抗匹配線路320被耦合在第二端子321和第二封裝引線332之間。
阻抗匹配線路310、320可以例如包括諸如焊線、電容器和電感器的無源部件。這些無源部件可以被布置以便與芯片301的芯片上線路的阻抗匹配。在一 些示例中,阻抗匹配線路310、320可以與芯片301交疊,因?yàn)樽杩蛊ヅ洳考械囊恍┛梢员患稍谛酒?。例如,芯?01可以包括集成的電感器或者包括作為集成部件的電容器313。
圖4的輸入阻抗匹配線路310包括被耦合在輸入封裝引線331和預(yù)匹配電容器313之間的第一電感器401。第二電感器402被耦合在預(yù)匹配電容器313和輸入端子311之間。
輸出阻抗匹配線路320包括被耦合在輸出端子321和地之間的分路電感器和直流去耦電容。分路電感器可以包括被耦合在輸出端子321和第一焊盤312之間的第一電感器404、以及被耦合在第一焊盤312和第二焊盤322之間的第二電感器405。第一電容器406可以被提供在第一焊盤312和地之間。直流去耦電容可以由被耦合在第二焊盤322和地之間的第二電容407來形成。輸出阻抗匹配電路320可以進(jìn)一步包括被耦合在第二封裝引線332和輸出端子321之間的第三電感器403。
在該示例中,芯片上功能電路包括晶體管301,晶體管301具有被耦合到輸入端子311的柵極端子、被耦合到輸出端子321的漏極端子和被耦合到諸如地的參考電壓的源極端子。晶體管301已被描繪為橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)功率晶體管,然而,將理解到,該芯片上線路可以是其他類型的功能電路,并且可以相應(yīng)地調(diào)整匹配線路。
在圖4的示例中,晶體管301的輸入阻抗可以由晶體管301的輸入電容形成。輸入阻抗匹配線路310可以形成低通預(yù)匹配網(wǎng)絡(luò),該低通預(yù)匹配網(wǎng)絡(luò)提供由與預(yù)匹配電容器313和第二電感器402串聯(lián)的晶體管301的該輸入電容(未明確示出)形成的諧振電路。第一電感器401可以表示預(yù)匹配電容器313和第一封裝引線331之間的焊線連接的電感。
晶體管301的輸出阻抗可以由晶體管301的輸出阻抗(未示出)來形成。在輸出阻抗匹配電路320中,晶體管301的輸出電容可以與通向地(經(jīng)由直流去耦電容器407)的分路電感404、405形成并聯(lián)諧振。形成分路電感的電感器404和405因此可以針對(duì)晶體管301的輸出電容(完全地或部分地)提供補(bǔ)償。 在該示例中,目的是增加從封裝外部看到的阻抗并且因此影響晶體管的可操作帶寬。第一電感器403可以表示第二封裝引線332和芯片端子321之間的焊線連接的電感。
輸入和輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)可以影響周圍環(huán)境對(duì)該電路的影響。例如,焊線與其他焊線的物質(zhì)鄰近可以導(dǎo)致焊線之間的寄生電感和/或相互磁耦合。圖5示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的焊線連接相對(duì)于封裝的其他部件的物質(zhì)布置。
圖5示出了封裝500,封裝500包括芯片301、輸入封裝引線331、輸出封裝引線332和電容器313。芯片301包括第一芯片端子311、第二芯片端子321、第一焊盤312和第二焊盤322。第一焊盤312和第二焊盤322可以被提供在芯片301的表面上。在該示例中,焊盤312和322與端子311和312被提供在芯片的同一表面上。
輸入阻抗匹配線路被布置在輸入封裝引線331和輸入端子311之間。在該示例中,形成第一電感器401的多個(gè)第一焊線連接被耦合在輸入封裝引線331和電容器313之間。形成第二電感器402的焊線連接被耦合在電容器313和第一端子311之間。
輸出阻抗匹配線路被布置在輸出封裝引線332和輸出端子321之間。輸出阻抗匹配線路包括被布置在輸出端子321和第二焊盤322之間的分路電感器。分路電感器包括被耦合在輸出端子321和第一焊盤312之間的、形成第一電感器404的多個(gè)第一焊線連接。分路電感器可以進(jìn)一步包括被耦合在第一焊盤312和第二焊盤322之間的、形成第二電感器405的第二焊線連接。
芯片301可以進(jìn)一步包括被耦合到第一焊盤312的第一被集成電容器406(未示出)。在一些實(shí)施例中,第一焊盤可以是第一被集成電容器406的第一端子。芯片301可以進(jìn)一步包括被耦合到第二焊盤322的第二被集成電容器407。在一些實(shí)施例中,第二焊盤322可以是第二被集成電容器的第一端子。
形成第三電感器403的多個(gè)第三焊線連接被耦合在芯片的輸出封裝引線332和輸出端子321之間。第三焊線連接403可以包括被耦合在輸出封裝引線 332和輸出端子321之間的多個(gè)焊線連接。
在圖5中示出定向軸340。軸340沿著從輸出端子321到輸入端子311的直線。軸340描繪了分路電感器404、405的定向軸。第一焊線連接404和第二焊線連接405在芯片的表面之上沿著定向軸前進(jìn)。
在圖6中示出圖5的封裝500的側(cè)視圖。圖6示出了輸入封裝引線331、輸出封裝引線332、芯片301和電容器313。芯片301包括輸入端子311、輸出端子321、第一焊盤312和第二焊盤322。輸入阻抗匹配線路310可以被布置在輸入端子311和輸入封裝引線331之間。輸出阻抗匹配線路320可以被布置在輸出封裝引線和輸出端子之間以及在芯片301的表面之上。圖6進(jìn)一步示出了由輸入端子和輸出端子之間的直線形成的定向軸340。定向軸340可以限定用于分路電感器404、405的焊線連接的定向軸。
輸入阻抗匹配線路310可以包括焊線連接401和402。將理解到,圖6是側(cè)視圖并且焊線連接401和402中的每個(gè)的僅一個(gè)焊線連接被示出。輸出阻抗匹配線路320可以包括如下分路電感器:該分路電感器包括被放置在芯片301的表面之上的第一焊線連接404和第二焊線連接405。輸出阻抗匹配線路320可以進(jìn)一步包括第三焊線連接403。再次,將理解到,圖6是在側(cè)視圖中,并且焊線連接404和405中的每個(gè)的僅一個(gè)焊線連接被示出。
如能夠從圖5和圖6中看到的那樣,由焊線連接404和405形成的分路電感器被放置在芯片的表面之上。分路電感器從輸出端子321前進(jìn)到第一焊盤312,然后到第二焊盤322。焊盤和輸出端子處于芯片的表面上并且被布置使得輸出端子321處于第一焊盤和輸出封裝引線332之間。在該示例中,輸出端子321也位于第一焊盤312和第二焊盤322之間。在一些實(shí)施例中,第一焊盤312可以位于輸入封裝引線331和輸出端子321之間。
分路電感器的第一焊線連接404可以被放置在從輸出端子321到第一焊盤312的第一方向上,并且第二焊線連接405可以被放置在從第一焊盤312到第二焊盤322的第二方向上。第一焊線連接404可以被配置為承載第一方向上的分路電流并且第二焊線連接405可以被配置為承載第二方向上的分路電流。在 該示例中,第一焊線連接404和第二焊線連接405的各個(gè)焊線連接是平行的,并且第一方向與第二方向基本上相反。
在圖6的示例中,由第一焊線連接404中的每個(gè)焊線連接形成的回路和由第二焊線連接405中的每個(gè)焊線連接形成的回路可以是類似的,因?yàn)樗鼈兛梢允瞧叫械暮?或?qū)ΨQ的。這由圖6中的焊線連接404和405的單個(gè)側(cè)面示出。在一些實(shí)施例中,焊線連接的回路形狀和長度可以是類似的以允許由那些焊線連接生成的所得到的磁場是形狀類似的。然而,將理解到,所得到的場將與穿過焊線連接的分路電流的方向不同。
在一些實(shí)施例中,例如,在圖5和圖6中示出,輸入阻抗匹配電路310的第二焊線連接402可以在其到第一焊盤312的耦合點(diǎn)的附近與相應(yīng)的焊線連接404和405交疊。附加地,在一些實(shí)施例中,將第一焊線連接404耦合到輸出端子321的相應(yīng)點(diǎn)和將第二焊線連接405耦合到第二焊盤322的相應(yīng)點(diǎn)可以被對(duì)齊。在該情況下,第二焊盤322和輸出端子321可以被相間交錯(cuò)。附加地,在一些實(shí)施例中,第三焊線連接403中的每個(gè)可以被間插在形成用于分路電感器的電流路徑的焊線連接對(duì)之間。該對(duì)焊線連接可以包括第一焊線連接404之一和第二焊線連接405之一。
圖7示出封裝500的頂視圖。圖7示出了輸出封裝引線332和芯片301,芯片301具有輸入端子311、輸出端子321、第一焊盤312和第二焊盤322。輸出阻抗匹配線路320的分路電感器包括第一焊線連接404a和404b以及第二焊線連接405a和405b,第一焊線連接404a和404b被耦合在輸出端子321和第一焊盤312之間,第二焊線連接405a和405b被耦合在第一焊盤312和第二焊盤322之間。第二焊盤322可以被耦合到被集成在芯片301上的電容器407。第一焊盤312可以被耦合到被集成在芯片301上的第一電容器406。第三焊線連接403可以被耦合在輸入封裝引線332和輸入端子321之間。
輸入阻抗匹配電路310包括被耦合到輸入端子312的焊線連接402a和402b。將理解到,未示出輸入封裝引線和/或預(yù)匹配電容器。
分路電感器包括第一焊線連接404a和404b以及第二焊線連接405a和 405b。第一焊線連接404a、404b中的每個(gè)可以與第二焊線連接405a、405b之一相關(guān)聯(lián),并且可以形成焊線連接對(duì)以提供用于分路電感器的電流路徑。例如,第一焊線連接404的焊線連接404a可以與第二焊線連接405的焊線連接405a成對(duì)。分路電流的一部分可以在從輸出端子321到第一焊盤312的第一方向上沿著焊線連接404a流動(dòng)。分路電流的該部分然后可以在從第一焊盤312到第二焊盤322的第二方向上流過焊線連接405a。
例如,第一焊線連接404可以包括多個(gè)焊線連接,該多個(gè)焊線連接包括焊線連接404a和404b,并且第二焊線連接405可以包括多個(gè)焊線連接,該多個(gè)焊線連接包括焊線連接405a和405b。在圖7的示例中,形成焊線連接404的一部分的焊線連接404a和404b與形成焊線連接405的一部分的相應(yīng)焊線連接405a和405b成對(duì)。分路電流的一部分可以被分路穿過每對(duì),例如,分路電流的一部分可以從輸出端子分路穿過焊線連接404a,然后穿過焊線連接405a。分路電流的另一部分可以被分路穿過焊線連接404b并且回來穿過焊線連接405b。
焊線對(duì)404a、404b和405a、405b中的每個(gè)可以與第三焊線連接403之一附加地相關(guān)聯(lián)。在一些示例中,焊線連接對(duì)可以附加地與焊線連接402之一相關(guān)聯(lián)。
圖7的焊線連接404b和405b示出了焊線連接404和405的焊線連接對(duì)的布置的一個(gè)示例。將理解到,每個(gè)焊線連接對(duì)可以被類似地布置。焊線連接404b和405b是形成分路電感的兩個(gè)焊線連接。第一焊線連接404b被耦合在輸出端子321和第一焊盤312之間。第二焊線連接405b被耦合在第一焊盤312和第二焊盤322之間。第一焊線連接404b包括焊線連接404b和輸出端子321之間的耦合點(diǎn)702。第二焊線連接405b包括焊線連接405b和第二焊盤322之間的耦合點(diǎn)703。在一些實(shí)施例中,耦合點(diǎn)702和703可以被對(duì)齊。
點(diǎn)702和703可以被對(duì)齊使得第一焊線連接404和第二焊線連接405在芯片的表面上基本上橫貫相同的距離。當(dāng)然將理解到,焊線連接仍可以是不同長度的,如在一些實(shí)施例中,焊線連接的回路形狀可以是不同的。
形成第三焊線連接403的一部分的第三焊線連接403b可以被間插在焊線連 接404b的耦合點(diǎn)702和焊線連接405b的耦合點(diǎn)703之間。換言之,具有輸出端子321的第三焊線連接403b的耦合點(diǎn)701可以被間插在第一焊線連接404b的耦合點(diǎn)702和第二焊線連接405b的耦合點(diǎn)703之間。例如,耦合點(diǎn)701可以處于耦合點(diǎn)702和耦合點(diǎn)703之間。在一些示例中,耦合點(diǎn)701(以及因此焊線連接403b)可以基本上等距離地位于耦合點(diǎn)702和703(以及因此焊線連接404b和405)之間。將理解到,在一些實(shí)施例中,每對(duì)焊線連接都由形成第三焊線連接403的一部分的焊線連接所間插。
該間插和/或?qū)R可以通過第二焊盤322和輸出端子321的相間交錯(cuò)來實(shí)現(xiàn)。換言之,第二焊盤322和輸出端子321可以被提供有互補(bǔ)地塑形的凸部和凹部和/或在形狀上有相反的關(guān)系。
在圖7的示例中,第二焊盤322和輸出端子321具有互補(bǔ)的方波形狀。然而,將理解到,第二焊盤322和輸出端子321可以有任何適當(dāng)可替換的形狀。例如,第二焊盤322可以具有方形、三角形或正弦波形,并且輸出端子321可以有相反的形狀。可以實(shí)現(xiàn)有助于焊線連接耦合點(diǎn)701、702和703的間插的任何適當(dāng)?shù)暮突パa(bǔ)的形狀。
當(dāng)在操作時(shí),電流可以從輸出端子321起被分路或傳導(dǎo)穿過分路電感器并且經(jīng)由耦合到第二焊盤的電容器407到地。第一焊線連接404在從輸出端子321到第一焊盤312的方向上傳導(dǎo)電流。第二焊線連接405在從第一焊盤312到第二焊盤322的方向上傳導(dǎo)電流。電流然后傳遞穿過被耦合到第二焊盤322的電容器407到地。第三焊線連接403在從輸出端子321到輸出封裝引線332的方向上傳導(dǎo)電流。
分路電感器的第一焊線連接404的電流流動(dòng)方向和分路電感器的第二焊線連接405的電流流動(dòng)方向是相反的方向但是大小相等。所創(chuàng)建的磁場的大部分可以被視為被涵蓋在組成分路電感器的每兩個(gè)成對(duì)的焊線連接404b和405b之間的區(qū)域內(nèi)。這可以從分路電感器404、405下方的有源芯片移開磁場的影響。焊線連接404和405的焊線連接對(duì)中的每個(gè)之間的磁場的匯聚可以從鄰近的器件移開磁耦合的影響。這可以具有器件隔離的效果。
在一些實(shí)施例中,在引線焊線連接403的焊線連接(與焊線連接對(duì)404b和405b相關(guān)聯(lián))位于距該對(duì)的第一焊線連接404b和第二焊線連接405b基本上等距離的情況下,來自一個(gè)焊線連接404b的互耦效應(yīng)可以被來自另一個(gè)焊線連接405b的互耦所抵消。
在一些實(shí)施例中,電容器407可以被集成在芯片301上。在該情況下,輸出端子321和輸出封裝引線332之間的距離可以在物質(zhì)上更小,這是由于去除了外部電容器。附加地,分路電感器在芯片表面上的部署可以允許更短的引線焊線連接。
在圖7中,第一焊盤312被描繪為包括多個(gè)焊盤部分,其中,每個(gè)部分被提供以耦合一對(duì)焊線。在一些實(shí)施例中,各焊盤部分可以被耦合在一起,例如,電氣地或者通過電阻性耦合。在一個(gè)示例中,各焊盤部分可以被電阻性地耦合以企圖使各鄰近的焊盤部分之間的電壓電勢相等。
將理解到,前面描述了與圖4的輸出阻抗網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的實(shí)施例。然而,將理解到,輸出阻抗網(wǎng)絡(luò)的這樣的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)可以與各種各樣的阻抗網(wǎng)絡(luò)相兼容。在前面,在圖5中給出了示出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)310的示例實(shí)現(xiàn)。在該示例中,輸入阻抗匹配電路310的焊線連接402可以被間插在相應(yīng)的焊線連接對(duì)的各焊線連接之間。
然而,將理解到,可以使用輸入阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的不同實(shí)現(xiàn)。例如,在一些情況下,預(yù)匹配電容器313可以被省略,并且輸入端子311可以通過焊線連接而被耦合到輸入封裝引線331。在另一示例中,由焊線連接402提供的電感器可以被集成到芯片上。圖8示出了這樣的示例。
圖8的封裝800包括芯片801、輸入封裝引線331和輸出封裝引線332。芯片801包括集成的預(yù)匹配電容器313和集成的電感器402。多個(gè)焊線連接401被耦合在輸入封裝引線331和被耦合到集成的預(yù)匹配電容器313的輸入焊盤之間。輸入焊盤331還可以被耦合到集成的電感器402。電感器402可以被耦合到芯片上功能線路301的輸入端子。該耦合可以在芯片內(nèi)部發(fā)生。
將理解到,可以如每個(gè)之前的實(shí)施例那樣布置輸出阻抗匹配線路320。例 如,第一焊盤312可以位于芯片801的表面上,并且輸出端子321可以被布置在第一焊盤312和輸出封裝引線332之間。
在該示例中,除了形成分路電感器的各對(duì)焊線連接404、405的效果之外,集成的電感器402的磁場也可以基本上垂直于分路電感器404、405和/或焊線連接401的任何磁場。這可以調(diào)整這些部件之間的耦合。
然而,將理解到,盡管討論了輸入阻抗匹配電路的實(shí)現(xiàn)的示例,但是可以實(shí)現(xiàn)任何適當(dāng)?shù)妮斎胱杩蛊ヅ渚W(wǎng)絡(luò)。分路電感器221的各對(duì)焊線連接的效果可以獨(dú)立于輸入阻抗匹配電路的實(shí)現(xiàn)。
將理解到,由分路電感器提供的電感的值可以依賴于各種各樣的參數(shù)。例如,焊線連接的電感可以由組成每個(gè)連接的焊線的數(shù)量、長度、形狀和屬性中的一個(gè)或更多個(gè)來確定。例如,在一些情況下,可以期望將焊線連接的電感最小化,并且因此,焊線連接的配置將被設(shè)置以企圖將由焊線連接提供的電感最小化。在其他情況下,焊線連接的所期望的電感可以依賴于芯片200上的功能線路201的輸入和輸出阻抗,并且可以相應(yīng)地選擇焊線連接的配置。
在一些實(shí)施例中,分路電感器的焊線連接404和405可以被調(diào)整以提供期望的電感值。例如,對(duì)焊線連接404和405的回路的形狀進(jìn)行調(diào)整可以影響焊線連接404和405之間的互感。
圖9給出了封裝900布置的示例,其中,已經(jīng)通過改變每個(gè)焊線連接的回路形狀和/或長度來調(diào)整分路電感器的各對(duì)焊線連接之間的互感和/或耦合。
圖9示出了輸出封裝引線332、芯片301,芯片301具有輸入端子311、輸出端子321、第一焊盤312和第二焊盤322。圖9還示出了輸入阻抗匹配電路側(cè)上的第一焊線連接401和第二焊線連接402、以及輸出阻抗匹配電路側(cè)上的第一焊線連接904、第二焊線連接905和第三焊線連接403。將理解到,類似的參考標(biāo)號(hào)指示類似的特征。
輸出阻抗匹配線路的分路電感器包括第一焊線連接904和第二焊線連接905,第一焊線連接904被耦合在輸出端子321和第一焊盤312之間,第二焊線連接905被耦合在第一焊盤312和第二焊盤322之間。
在圖9的示例中,由形成第一焊線連接904的一部分的每個(gè)焊線連接所形成的回路的形狀可以不同于由形成第二焊線連接905的一部分的每個(gè)焊線連接所形成的回路的形狀。第一焊線連接904的形狀與第二焊線連接905的形狀之間的關(guān)系可以被設(shè)置為期望的或預(yù)定的電感和/或耦合。附加地或替換地,將第一焊線連接404中的每個(gè)耦合到輸出端子321的點(diǎn)、將第二焊線連接905中的每個(gè)與第二焊盤322耦合的點(diǎn)、以及將第三焊線連接403中的每個(gè)與輸出端子321耦合的點(diǎn)可以不被對(duì)齊以調(diào)整電感和/或耦合效應(yīng)。類似地,將第二焊線連接402中的每個(gè)耦合到輸入端子311的點(diǎn)、以及將第一焊線連接404和第二焊線連接405中的每個(gè)耦合到第一焊盤312的點(diǎn)可以不被對(duì)齊以調(diào)諧電感和/或耦合效應(yīng)。
將理解到,圖9僅示出了輸入阻抗匹配電路的一個(gè)示例,并且在其他實(shí)施例中可以使用任何適當(dāng)?shù)妮斎胱杩蛊ヅ渚€路。將理解到,阻抗匹配電路的屬性將由芯片上線路的屬性和要求來確定。
盡管前面關(guān)注于單個(gè)功能電路的阻抗匹配電路的實(shí)現(xiàn),但是將理解到,各實(shí)施例可以被按比例增加為包括多個(gè)器件的封裝。圖10中示出雙器件封裝的示例。例如,根據(jù)各實(shí)施例的阻抗匹配電路可以被提供用于被集成在該封裝中的每個(gè)器件。在一些實(shí)施例中,這些器件中的每個(gè)可以包括多個(gè)功能線路。
圖10示出包括兩個(gè)芯片的被封裝的器件的示例,芯片具有相應(yīng)的輸入和輸出阻抗匹配線路。封裝1000包括第一芯片301a和第二芯片301b。每個(gè)芯片與相應(yīng)的輸入阻抗匹配線路310a、310b和輸出阻抗匹配線路320a和320b相關(guān)聯(lián)。封裝1000包括輸入封裝引線331和輸出封裝引線332。
焊線連接1403a被耦合在輸出封裝引線332和第一芯片301a的輸出端子321a之間。焊線連接1401a被耦合在輸入封裝引線331和第一芯片301a的預(yù)匹配電容器313之間。焊線連接1402a被耦合在預(yù)匹配電容器313和第一芯片311a的輸入端子311之間。
分路電感器被耦合在輸出端子321、第一焊盤312和第二焊盤322之間。分路電感器包括被耦合在輸出端子321和第一焊盤312之間的第一焊線連接、 以及被耦合在第一焊盤312和第二焊盤322之間的第二焊線連接。第二芯片301b包括類似的部件。
盡管將理解到,本公開的實(shí)施例可以是能被應(yīng)用于各種各樣的芯片上功能線路的,但是在前面晶體管電路(例如,晶體管301)已經(jīng)被用作示例。在該示例中,根據(jù)實(shí)施例的輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)被耦合到晶體管301的漏極,并且輸出阻抗匹配電路被耦合到晶體管的柵極,晶體管具有被耦合到地的源極。利用諸如焊線、電感器和/或電容器的無源部件來設(shè)計(jì)輸入和輸出阻抗匹配電路以提供期望的阻抗匹配。在與晶體管301有關(guān)的示例中,該阻抗匹配特定于晶體管的功能性。在特定示例中,晶體管可以是射頻(RF)功率晶體管,并且更特定地,橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)。
前面提及了將焊線連接404和405耦合到電容器406的第一焊盤312以及用于將分路電感器的第一和第二焊線連接404、405耦合到電容器407的第二焊盤322。將理解到,焊盤指的是至少在芯片表面上的、可以有助于對(duì)集成的或其他形式的各部件進(jìn)行耦合的電導(dǎo)體區(qū)域。在示例中,第一焊盤312被塑形為導(dǎo)體條以便提供適合用于將焊線連接404、405耦合到電容器406的區(qū)域。將理解到,在一些實(shí)施例中,第二焊盤可以被塑形為焊條。在一些實(shí)施例中第一焊盤312可以被實(shí)現(xiàn)為多個(gè)分離的焊盤部分,每個(gè)分離的焊盤部分用來將焊線連接404之一與焊線連接405之一耦合。
在前面,芯片表面之上的焊線已經(jīng)被描述為沿著定向軸。在一些情況下,例如,由于焊線上的無意的或偶然的彎曲,導(dǎo)致焊線可以略微偏離該軸,然而,將理解到,焊線可以基本上沿著定向軸。在各圖中軸340已經(jīng)被舉例說明為第一端子311和第二端子321之間的直線,并且被示出為垂直于第一和第二端子。將理解到,這僅是通過示例的方式,并且在一些實(shí)施例中,該軸可以不垂直于端子。例如,該軸可以按一個(gè)角度前進(jìn)到第一端子,沿著直線,按互補(bǔ)角度前進(jìn)到第二端子。軸340可以舉例說明芯片表面之上的第一端子和第二端子之間的線。
在前面,術(shù)語被耦合已經(jīng)被用于描述焊線連接和端子、焊盤或引線之間 的關(guān)系。將理解到,術(shù)語被耦合在該上下文中可以指的是焊線連接和端子、焊盤和/或引線之間的物質(zhì)和/或電氣耦合。在說明書中已經(jīng)對(duì)磁耦合或互耦(例如,焊線連接之間的互耦)進(jìn)行參照。將理解到,該互耦被領(lǐng)會(huì)成與物質(zhì)或電耦合截然不同。