本申請涉及RF功率封裝，特別地基于PCB（印刷電路板）的封裝RF功率應(yīng)用。

背景技術(shù)：

陶瓷氣腔和塑料氣腔/外模（overmold）封裝被廣泛地用于RF/微波分立功率晶體管。這兩種類型的封裝提供可靠且易于處理的處理機(jī)械設(shè)計(jì)。然而，陶瓷氣腔和塑料氣腔/外模封裝由于它們的層疊和預(yù)先確定的物理尺寸而難以以電氣意義來設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)半導(dǎo)體封裝的一個(gè)實(shí)施例，該半導(dǎo)體封裝包括：具有管芯附接區(qū)和外圍區(qū)的金屬基板；具有附接到管芯附接區(qū)的參考端子和背向基板的RF端子的晶體管管芯；以及多層電路板，其具有附接到外圍區(qū)的第一側(cè)和背向基板的第二側(cè)，該多層電路板包括多個(gè)交錯(cuò)的信號層和接地層。各信號層中的第一信號層在多層電路板的第二側(cè)處并且電氣連接到晶體管管芯的RF端子。各接地層中的第一接地層在第一信號層下面。各信號層中的第二信號層在第一接地層下面并且通過延伸通過第一接地層的絕緣通孔電氣連接到第一信號層。各接地層中的第二接地層在多層電路板的第一側(cè)處并且被附接到金屬基板。

根據(jù)半導(dǎo)體封裝的另一實(shí)施例，該半導(dǎo)體封裝包括：金屬基板；具有附接到基板的參考端子和背向基板的RF端子的半導(dǎo)體管芯；以及具有附接到基板的第一側(cè)和背向基板的第二側(cè)的多層電路板。多層電路板包括多個(gè)交錯(cuò)的信號層和接地層。各信號層中的一個(gè)在多層電路板的第二側(cè)處并且被電氣連接到半導(dǎo)體管芯的RF端子。各接地層中的一個(gè)在多層電路的第一側(cè)處并且被附接到金屬基板。功率分配結(jié)構(gòu)被形成在多層電路板的第二側(cè)處的信號層中。RF匹配結(jié)構(gòu)被形成在各信號層中的與功率分配結(jié)構(gòu)不同的信號層中。

根據(jù)半導(dǎo)體組件的一個(gè)實(shí)施例，該半導(dǎo)體組件包括襯底和附接到該襯底的半導(dǎo)體封裝。該半導(dǎo)體封裝包括金屬基板、具有附接到基板的參考端子和背向基板的RF端子的半導(dǎo)體管芯、以及具有附接到基板的第一側(cè)和背向基板的第二側(cè)的多層電路板。該多層電路板包括多個(gè)交錯(cuò)的信號層和接地層。各信號層中的一個(gè)在多層電路板的第二側(cè)處并且被電氣連接到半導(dǎo)體管芯的RF端子。各接地層中的一個(gè)在多層電路板的第一側(cè)處并且被附接到金屬基板。功率分配結(jié)構(gòu)被形成在多層電路板的第二側(cè)處的信號層中。RF匹配結(jié)構(gòu)被形成在各信號層中的與功率分配結(jié)構(gòu)不同的信號層中。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)且在查看附圖時(shí)將認(rèn)識到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖的元件沒必要相對于彼此按照比例來繪制。相似的參考數(shù)字表示對應(yīng)的類似部分。各個(gè)圖示的實(shí)施例的特征可以被組合除非它們彼此排斥。在圖中描繪實(shí)施例并且在下面的描述中詳細(xì)描述該實(shí)施例。

圖1圖示具有多層電路板的半導(dǎo)體封裝的局部截面圖。

圖2A和2B圖示用于圖1中示出的多層電路板的信號通孔結(jié)構(gòu)的不同實(shí)施例。

圖3A圖示在半導(dǎo)體封裝的多層電路板和子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板之間的接口的局部透視圖。

圖3B圖示在具有多層電路板的半導(dǎo)體封裝的附接之前圖3A的子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板的局部透視圖。

圖4圖示在具有多層電路板的半導(dǎo)體封裝的輸出側(cè)處的不同電氣功能的高級示意性表示。

圖5圖示利用半導(dǎo)體封裝的輸出側(cè)的不同電氣功能實(shí)施的多層電路板的混合視圖。

圖6示意性地圖示在具有功率分配網(wǎng)絡(luò)和平衡功率組合器的半導(dǎo)體封裝的輸出側(cè)處實(shí)施的半導(dǎo)體封裝的多層電路板的一個(gè)實(shí)施例。

圖7圖示利用功率分配網(wǎng)絡(luò)和平衡功率組合器實(shí)施的圖5中示出的多層電路板的最高信號層的自頂向下（top down）俯視圖。

圖8示意圖性地圖示利用諧波終端（harmonic termination）諧振器實(shí)施的圖5中示出的多層電路板的中間信號層的一個(gè)實(shí)施例。

圖9圖示具有形成在半導(dǎo)體封裝的多層電路板中的功率分配網(wǎng)絡(luò)絡(luò)、平衡功率組合器和諧波終端諧振器的半導(dǎo)體封裝的局部透視圖。

圖10圖示在具有多層電路板的半導(dǎo)體封裝的輸入側(cè)處的不同電氣功能的高級示意性表示。

圖11圖示具有形成在半導(dǎo)體封裝的輸入側(cè)處的多層電路板中的RF匹配以及功率分配和組合結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體封裝的局部透視圖。

具體實(shí)施方式

接下來描述的是基于PCB（印刷電路板）的功率半導(dǎo)體封裝的實(shí)施例，在其中封裝也被當(dāng)作只代替機(jī)械部件的系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)的一部分。這樣做對設(shè)計(jì)提供靈活性，改進(jìn)集成并且在提供更緊湊物理大小的同時(shí)增強(qiáng)性能。通過將分立封裝的概念與電氣設(shè)計(jì)意義上的子系統(tǒng)模塊組合，在還提升系統(tǒng)的電氣性能并降低最終電路物理尺寸的同時(shí)仍實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性。

這里描述的實(shí)施例為高設(shè)計(jì)集成提供基于多層有機(jī)PCB的封裝。PCB最少有四層，其中的兩層是接地層。信號層和接地層可以交錯(cuò)以降低干擾并改進(jìn)性能?？梢栽赑CB的一個(gè)或多個(gè)信號層中形成RF匹配以及功率分配和組合結(jié)構(gòu)。例如，用于提供諧波終端的集成諧波諧振器可以被形成在PCB的各信號層中的一個(gè)或多個(gè)中以提供高效率的功率放大器等級功能。平衡功率組合器網(wǎng)絡(luò)可以被形成在PCB的各信號層中的一個(gè)或多個(gè)中以提供跨越大管芯外圍或大焊盤尺寸的均勻功率分配。此外或可替代地，基于PCB的封裝可以具有交錯(cuò)的接地-信號-接地焊盤連接以用于提供基于PCB的封裝和另一電路板之間的高頻率和高可靠性電氣接觸。

圖1圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝的局部截面圖。功率半導(dǎo)體封裝包括具有管芯附接區(qū)102和外圍區(qū)104的金屬基板100、附接到基板100的管芯附接區(qū)102的晶體管管芯106、用于向晶體管管芯106提供電氣連接的多層電路板108（諸如PCB）、以及用于封閉晶體管管芯106的可選蓋子110?；?00由導(dǎo)電且導(dǎo)熱的材料（諸如Cu、CPC（銅、銅-鉬、銅層壓結(jié)構(gòu)）、CuW等等）制成。在一些情況下，附接到基板100的晶體管管芯106是功率晶體管管芯，諸如RF放大器管芯。例如，晶體管管芯106可以是LDMOS（橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體）、垂直功率MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）或GaN RF功率晶體管管芯。晶體管管芯106具有附接到管芯附接區(qū)102的參考端子112（諸如源極或發(fā)射極端子）和背向基板100的RF端子114（諸如漏極或集電極端子）。晶體管管芯的控制（柵極）端子在圖1的視圖之外。例如在多赫爾蒂（Doherty）放大器（在其中主放大器以及一個(gè)或多個(gè)峰值放大器可以被附接到基板100）的情況下，多于一個(gè)晶體管管芯可以被附接到基板100。

一般來說，多層電路板108具有附接到基板100的外圍區(qū)104的第一側(cè)116和背向基板100的第二側(cè)118。多層電路板108延伸超過基板100的外部側(cè)壁120以用于到另一電路板122的附接。另一電路板122屬于并入半導(dǎo)體封裝的子系統(tǒng)或系統(tǒng)。該電路板122可以具有用于接收半導(dǎo)體封裝的基板100的凹進(jìn)區(qū)。金屬塊124可以被設(shè)置在凹進(jìn)中以用于增強(qiáng)與半導(dǎo)體封裝的基板100的熱和電氣接口。包括例如銅的鋁的散熱器126可以被附接到附加電路板122的背面128。

多層電路板108的延伸超過基板100的外部側(cè)壁120的部分被附接到另一電路板122的正面130。半導(dǎo)體封裝的多層電路板108包括多個(gè)交錯(cuò)的信號層和接地層。圖1中示出的示例具有四個(gè)層：兩個(gè)接地層132、134和兩個(gè)信號層136、138，它們彼此交錯(cuò)。一般來說，多層電路板108可以具有兩個(gè)或更多個(gè)信號層以及兩個(gè)或更多個(gè)接地層。最底層132是具有附接到半導(dǎo)體封裝的基板100和其他電路板122二者的接地焊盤140的接地層。也就是說，多層電路板108的最底層132的接地焊盤140被附接到金屬基板100并且還延伸超過基板100的外部側(cè)壁120以用于到其他電路板122的附接。

多層電路板108的最高層138形成半導(dǎo)體封裝的主RF信號層并且通過一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體142（諸如一個(gè)或多個(gè)接合線、帶狀物、金屬夾等等）電氣連接到晶體管管芯106的RF端子114。主RF信號層138還可以通過絕緣信號通孔144電氣連接到另一電路板122的正面130，該絕緣信號通孔144延伸通過多層電路板108到達(dá)形成在多層電路板108的最底接地層132中的信號焊盤146。在最底接地層132處的信號焊盤146被定位成超過基板100的外部側(cè)壁120并且與最底層132處的接地焊盤140分開以確保適當(dāng)?shù)碾姎飧綦x。

中間接地層134被設(shè)置在主RF信號層138下面，并且中間信號層136被設(shè)置在該接地層134下面且在最底接地層132上面。中間信號層136通過絕緣信號通孔148電氣連接到主RF信號層138，該絕緣信號通孔148延伸通過介于中間信號層136和主RF信號層138之間的接地層134。以類似的方式，接地層132、134通過絕緣接地通孔150電氣連接。如果需要的話，多層電路板108可以具有附加的交錯(cuò)接地層和信號層。

圖2A圖示用于在多層電路板108的整個(gè)厚度上電氣連接多層電路板108的最高信號層138的絕緣信號通孔144的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。根據(jù)該實(shí)施例，在銅通孔和頂部焊盤202鄰近最高信號層138中的蓋200的情況下，絕緣信號通孔144包括蓋200，諸如銅蓋。電鍍穿通孔204垂直延伸通過多層電路板108，可選地經(jīng)由對應(yīng)的掩埋焊盤202來接觸一個(gè)或多個(gè)中間信號層136。在銅通孔和底部焊盤208形成在最底接地層132的情況下，絕緣信號通孔144的底部包括蓋206（諸如銅蓋）。底蓋206和焊盤208通過多層電路板108的介電材料210（諸如聚四氟乙烯、FR-1、FR-2、FR-3、FR-4、FR-5、FR-6、G-10、CEM-1、CEM-2、CEM-3、CEM-4、CEM-5等等）與最底接地層132的接地金屬軌道/焊盤電氣絕緣。非導(dǎo)電樹脂212可以填充電鍍穿通孔204。圖1中示出的接地通孔150可以具有與圖2A中示出的相同或相似的構(gòu)造。

圖2B圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于將多層電路板108的最高信號層138電氣連接到掩埋在多層電路板108中的中間信號層136的各絕緣信號通孔148中的一個(gè)的實(shí)施例的截面圖。根據(jù)該實(shí)施例，在銅通孔和頂部焊盤222鄰近最高信號層138中的蓋220的情況下，絕緣信號通孔148包括蓋220，諸如銅蓋。電鍍的盲孔224部分地通過多層電路板108垂直延伸到中間信號層136。絕緣信號通孔148的底部包括焊盤226，其接觸中間信號層136的信號金屬軌道。電鍍的盲孔224通過介電材料228（諸如上文結(jié)合圖2A描述的那種）與介于最高信號層138和中間信號層136之間的接地層134電絕緣。

通過利用這樣的多層電路板構(gòu)造，可以實(shí)現(xiàn)到包括在半導(dǎo)體封裝中的每個(gè)晶體管管芯106的優(yōu)化電氣連接。例如，在晶體管管芯106是RF高功率放大器管芯的情況下，從半導(dǎo)體封裝的多層電路板108到子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122的電磁場傳播對功率放大器的高頻性能是關(guān)鍵的。電磁場傳播可以被優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)高頻下的高性能。例如，在存在接地通孔150的情況下，信號通孔144、148的電感被降低。接地通孔150為RF返回路徑提供平滑的垂直過渡，從而降低信號通孔144、148的總環(huán)路電感，這進(jìn)而降低回波損耗。在圖1中，利用向右的箭頭強(qiáng)調(diào)RF信號電流路徑并且利用向左的箭頭強(qiáng)調(diào)返回路徑。

圖3A圖示在半導(dǎo)體封裝的多層電路板108和子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122之間的接口的一個(gè)實(shí)施例。圖3中沒有示出多層電路板108的介電材料，使得信號和接地金屬軌道以及信號和接地通孔每一個(gè)都至少部分可見。根據(jù)該實(shí)施例，多層電路板108的最高信號層138包括多個(gè)信號金屬軌道300（諸如微帶線），它們通過延伸通過多層電路板108的絕緣信號通孔302電氣連接到多層電路板108底側(cè)處的相應(yīng)信號焊盤146（圖3A的視圖之外）。在多層電路板108的底側(cè)處的接地焊盤140（也在圖3A的視圖之外）與信號焊盤146分開并與其交錯(cuò)。接地焊盤140通過延伸通過多層電路板108的絕緣接地通孔304電氣連接到多層電路板108的接地層132、134。如圖3中所示，接地層132、134每一個(gè)可以包括單個(gè)金屬薄片306，然而，其他配置是可能的，諸如多個(gè)接地金屬軌道，諸如多個(gè)薄片或帶狀線。此外或可替代地，在一些實(shí)施例中接地金屬軌道308可以部分在最高信號層138上延伸。在每種情況下，子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122具有交錯(cuò)的接地和信號焊盤310、312，其與半導(dǎo)體封裝的多層電路板108的交錯(cuò)的接地/信號焊盤配置相對應(yīng)。電路板108、122可以在這些連接點(diǎn)處彼此焊接，例如通過如圖1中示出的相應(yīng)焊接接頭152、154、156。

圖3B示出在半導(dǎo)體封裝的放置和附接之前的子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122。子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122可以具有用于接收半導(dǎo)體封裝的基板100的凹進(jìn)區(qū)314。圖3A中示出多層電路板108的延伸超過基板100外部側(cè)壁120的部分，并且通過交錯(cuò)的接地和信號焊盤310、312將其附接到子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122的前側(cè)。子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122可以包括用于連接到子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122的一個(gè)或多個(gè)其他接地層的絕緣接地通孔316?？梢灾瞥深愃频耐走B接用于系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122的信號金屬軌道，但是為了便于說明沒有示出。圖3A和3B中示出的交錯(cuò)的接地-信號-接地配置提供半導(dǎo)體封裝的多層電路板108和子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122之間電場的高效垂直傳播。

除了上文解釋的交錯(cuò)的接地-信號-接地配置之外或者對其進(jìn)行替代，可以在半導(dǎo)體封裝的多層電路板108的信號層136、138中形成RF匹配以及功率分配和組合結(jié)構(gòu)。這樣，多層電路板108可以將機(jī)械功能和電氣功能二者合并到半導(dǎo)體封裝的設(shè)計(jì)中。

圖4圖示可以被合并在多層電路板108中的半導(dǎo)體封裝輸出側(cè)處的不同電氣功能的高級示意性表示。示出具有源極端子（S）、漏極端子（D）和柵極端子（G）的單個(gè)晶體管部件，其可以表示一個(gè)或多個(gè)物理晶體管管芯。在該示例中，如本文先前描述的那樣，功率晶體管的源極端子通過多層電路板108的最底層132電氣連接到地，并且功率晶體管的漏極端子電氣連接到多層電路板108的最高信號層138。多層電路板108具有介于最高信號層138和最底接地層132之間的一個(gè)或多個(gè)附加信號層136。還如本文先前描述的那樣，附加的接地層134介于垂直鄰近的信號層136、138之間。在多層電路板108的信號層136、138中形成RF匹配以及功率分配和組合結(jié)構(gòu)。

例如，通過圖4中的電感L1來表示多層電路板108的最高信號層138和功率晶體管的漏極端子之間的電氣連接。多層電路板108的最高信號層138可以包括由傳輸線TL1表示的功率分配網(wǎng)絡(luò)。功率分配網(wǎng)絡(luò)可以被耦合到諧波終端諧振器，其被配置成捕獲存在于晶體管的RF端子（例如漏極）處信號中的雜散諧波。諧波終端諧振器可以包括由傳輸線TL2表示的二次諧波終端諧振器，由傳輸線TL3表示的三次諧波終端諧振器，等等。可以在多層電路板108的與功率分配網(wǎng)絡(luò)不同的信號層中形成諧波終端諧振器。除了功率分配網(wǎng)絡(luò)之外，最高信號層138還可以包括由傳輸線TL4表示的用于組合諧波終端諧振器的輸出的平衡功率組合器。由電感L2表示從半導(dǎo)體封裝的多層電路板108到子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板122的電氣連接。上文描述的RF匹配以及功率分配和組合結(jié)構(gòu)可以被形成在多層電路板108的信號層136、138中。

圖5圖示半導(dǎo)體封裝的多層電路板108的截面圖，其中各種示意性覆蓋圖示出可以形成在多層電路板108的信號層136、138中的RF匹配以及功率分配和組合結(jié)構(gòu)的示例性類型。例如，功率組合器網(wǎng)絡(luò)（A）和集成無源部件（諸如輸出電容器（B1、B2）和電感器（C1、C2、C3、C4））可以被形成在路由于多層電路板108的最高層138上的金屬軌道中。集成無源部件形成準(zhǔn)集總傳輸線器件。

集成諧波終端結(jié)構(gòu)可以被形成在多層電路板108的最高信號層138下面的一個(gè)或多個(gè)信號層136中，以用于捕獲存在于晶體管的RF端子處信號中的雜散諧波。例如，具有等于2fo（二次諧波終端）或3fo（三次諧波終端）處的四分之一波長的電氣長度的斷開短截線諧振器（D1）、準(zhǔn)集總諧振器（D2）、輻射狀短截線諧振器（D3）、方形開環(huán)諧振器（D4）、折疊臂方形開環(huán)諧振器（D5）、彎曲線方形開環(huán)諧振器（D6）、雙模方形開環(huán)諧振器（D7）等等可以被形成在多層電路板108的一個(gè)或多個(gè)中間信號層136中。

在一個(gè)示例中，方形開環(huán)諧振器可以被用來設(shè)計(jì)在2fo具有高抑制的輸出處的準(zhǔn)橢圓低通濾波器，從而允許與標(biāo)準(zhǔn)斷開短截線諧振器相比功率放大器的帶寬的增加。還有其他諧波終端諧振器類型和配置可以被形成在多層電路板108的最高信號層138下面的（一個(gè)或多個(gè)）信號層136中。

阻抗變換網(wǎng)絡(luò)可以被形成在與諧波終端諧振器相同或不同的中間信號層中。阻抗變換網(wǎng)絡(luò)被配置成將晶體管的RF端子處的較低阻抗變換成較高阻抗。在一個(gè)實(shí)施例中，阻抗變換網(wǎng)絡(luò)包括形成在信號層136、138中的一個(gè)中的輻射狀短截線（D3）。如本文先前描述的那樣，接地層134介于垂直鄰近的信號層136、138之間。

為了實(shí)現(xiàn)高功率輸出，寬的指長度外圍通常被用于晶體管管芯106。這意味著大（寬）的晶體管管芯大小。例如，可以通過每個(gè)都具有針對同一晶體管管芯106而預(yù)先限定的外圍長度的子單位單元的并行布置來實(shí)現(xiàn)寬的指長度外圍。常規(guī)晶體管管芯的漏極接合焊盤通常被連接到寬引線，導(dǎo)致高電流密度僅在引線的邊緣上，這暗示同一晶體管管芯的各單位單元之間的不平衡振幅和相移。

圖6示意性地圖示在半導(dǎo)體封裝（其中功率分配網(wǎng)絡(luò)400和平衡功率組合器402形成在多層電路板108的最高信號層138中）的輸出側(cè)實(shí)施的半導(dǎo)體封裝的多層電路板108的一個(gè)實(shí)施例。在該示例中，晶體管管芯106被示出具有八個(gè)單位單元（1-8）。每個(gè)單位單元都貢獻(xiàn)總體晶體管管芯信號容量的一部分。并行地布置單位單元的輸出。多層電路板108的最高信號層138包括對于每個(gè)單位單元輸出的分開的金屬信號軌道（8*Zi）。單位單元輸出可以被一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體（諸如一個(gè)或多個(gè)接合線、帶狀物、金屬夾等等）電氣連接到相應(yīng)的金屬信號軌道。在每種情況下，功率分配網(wǎng)絡(luò)400在不同層級處繼續(xù)扇入（例如在該示例中從8個(gè)軌道、到4個(gè)軌道、到2個(gè)軌道），每個(gè)層級中的金屬信號軌道（X*Zi）在寬度方面是前一層級的兩倍。平衡功率組合器402在功率分配網(wǎng)絡(luò)400的每個(gè)金屬軌道（X*Zi）處在振幅和相位方面相等地分配電流。在圖6中，Zi表示觀察晶體管管芯106的每個(gè)單位單元的阻抗，并且Zo表示半導(dǎo)體封裝的輸出將與其匹配的阻抗（在該示例中為50Ω）。

圖7圖示利用圖6中示意性示出的功率分配網(wǎng)絡(luò)400和平衡功率組合器402實(shí)施的多層電路板108的最高信號層138的自頂向下俯視圖。在一些實(shí)施例中，在最高信號層138中形成的用來實(shí)現(xiàn)功率分配網(wǎng)絡(luò)400和平衡功率組合器402的金屬信號軌道可以包括圖案化的銅金屬化404。

圖8示意性地圖示利用諧波終端諧振器結(jié)構(gòu)500實(shí)施的多層電路板108的中間信號層136的一個(gè)實(shí)施例。中間信號層136被設(shè)置在多層電路板108的最高信號層138下面。在該示例中，金屬信號軌道被布置成在中間信號層136中形成二次諧波終端結(jié)構(gòu)502和三次諧波終端結(jié)構(gòu)504。接地層134可以介于在具有諧波終端諧振器結(jié)構(gòu)500的中間信號層136和最高信號層138之間。諧波終端諧振器結(jié)構(gòu)500在一端處可以通過第一組絕緣信號通孔（圖8中未示出）電氣連接到形成在最高信號層138中的功率分配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)400，并且在另一端處可以通過第二組絕緣信號通孔（圖8中未示出）電氣連接到形成在最高信號層138中的平衡功率組合器402。

諧波終端諧振器結(jié)構(gòu)500被形成多層電路板108的與功率分配網(wǎng)絡(luò)400和平衡功率組合器402不同的信號層136，以便降低RF匹配部件和諧波終端諧振器結(jié)構(gòu)500之間的不想要的寄生電感耦合或電氣耦合，這進(jìn)而降低歸因于寄生耦合效應(yīng)的損耗。諧波終端諧振器結(jié)構(gòu)500可以具有如圖8中示出的帶狀線配置以便具有良好受控的介電常數(shù)，意味著諧波終端諧振器502、504具有受控的電氣長度和非常精確的諧振頻率。此外，帶狀線被上覆的和下面的接地平面層良好地屏蔽。

圖9圖示具有形成在半導(dǎo)體封裝的輸出側(cè)處的多層電路板108中的例如上述種類的功率分配網(wǎng)絡(luò)600、平衡功率組合器602和諧波終端諧振器604的半導(dǎo)體封裝的一個(gè)實(shí)施例。一些電導(dǎo)體606將半導(dǎo)體管芯608的RF輸出端子連接到形成在多層電路板108的最高信號層138中的第一多個(gè)信號金屬軌道610。這些信號金屬軌道610形成功率分配網(wǎng)絡(luò)600，其跨越晶體管管芯608的寬度（W）分配功率。設(shè)置在最高信號層138下面的中間信號層136包括形成諧波終端諧振器604的多個(gè)信號金屬軌道612。

最高信號層138還包括與形成功率分配網(wǎng)絡(luò)600的信號金屬軌道610分開的第二多個(gè)信號金屬軌道614。最高信號層138的這些附加信號金屬軌道614形成平衡功率組合器602。形成諧波終端諧振器604的中間信號層136的信號金屬軌道612通過第一組絕緣信號通孔616電氣連接到形成功率分配網(wǎng)絡(luò)600的第一信號金屬軌道610的相應(yīng)第一信號金屬軌道，并且通過第二組絕緣信號通孔618連接到形成平衡功率組合器602的第二信號金屬軌道614的相應(yīng)第二信號金屬軌道。圖9中未示出介于最高信號層138和中間信號層136之間的中間接地層134和多層電路板108的介電材料，以使得信號金屬軌道和對應(yīng)的信號通孔至少部分可見。

最高信號層138還可以包括與分別形成功率分配網(wǎng)絡(luò)600和平衡功率組合器602的第一和第二信號金屬軌道610、614分開的多個(gè)接地金屬軌道620。如圖9中所示，形成最高信號層138的平衡功率組合器602和接地金屬軌道620的信號金屬軌道614可以在多層電路板108的頂側(cè)交錯(cuò)。最高信號層138的接地金屬軌道620通過延伸通過多層電路板108的絕緣接地通孔622電氣連接到多層電路板108的底側(cè)處的最底接地層132。形成平衡功率組合器602的信號金屬軌道614可以通過延伸通過多層電路板108的絕緣信號通孔626電氣連接到多層電路板108的底側(cè)處的相應(yīng)信號焊盤624。多層電路板108底側(cè)處的信號焊盤626和接地焊盤628彼此分開和交錯(cuò)。照此，要被附接到子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板630的多層電路板108的輸出部分可以具有交錯(cuò)的接地-信號-接地配置（GND/SIG/GND/SIG/GND），例如如本文先前結(jié)合圖3A和3B描述的那樣。子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板630具有與多層電路板108的輸出側(cè)相同的交錯(cuò)的接地-信號-接地配置（GND/SIG/GND/SIG/GND）。

圖10圖示可以被合并到多層電路板中的半導(dǎo)體封裝的輸入側(cè)處的不同電氣功能的高級表示。示出具有源極端子（S）、漏極端子（D）和柵極端子（G）的單個(gè)晶體管部件，其可以表示一個(gè)或多個(gè)物理晶體管管芯。在該示例中，功率晶體管的源極端子通過多層電路板108的最底層132電氣連接到地，并且功率晶體管的柵極端子被電氣連接到多層電路板108的最高信號層138。多層電路板108具有介于最高信號層138和最底接地層132之間的一個(gè)或多個(gè)附加信號層136。還如本文先前描述的那樣，附加的接地層134介于每個(gè)信號層136、138之間。RF匹配以及功率分配和組合結(jié)構(gòu)被形成在半導(dǎo)體封裝的輸入側(cè)處的多層電路板的信號層136、138中。

例如，集成匹配部件（諸如輻射狀短截線Stub1）可以被形成在多層電路板108的最高信號層138下面的中間信號層136中。集成匹配部件提供在晶體管的柵極和子系統(tǒng)/系統(tǒng)板之間的阻抗匹配。集成阻抗匹配部件通過由電感L3（其與兩個(gè)板之間的物理連接的電感相對應(yīng)）表示的過渡連接到子系統(tǒng)/系統(tǒng)板。多層電路板108的最高信號層138具有由傳輸線TL1示意性表示的平衡功率組合器和功率分配網(wǎng)絡(luò)。功率組合器和功率分配網(wǎng)絡(luò)可以被設(shè)置在與包括集成阻抗匹配部件的信號層136不同的同一信號層138中。

功率組合器在一端處被電氣連接到集成匹配部件并且在另一端處被電氣連接到功率分配網(wǎng)絡(luò)。功率分配網(wǎng)絡(luò)的相對端通過輸入匹配網(wǎng)絡(luò)電氣連接到晶體管的柵極端子。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括到由串聯(lián)電感L1和L2、分流電容器SRC1和二次諧波終端結(jié)構(gòu)SLC1表示的柵極端子的電氣連接。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)可以被集成到多層電路板108的一個(gè)或多個(gè)信號層1326、138中或者被提供為分立無源部件，例如諸如在電容器的情況下的集成無源器件。

圖11圖示具有形成在半導(dǎo)體封裝的輸入側(cè)處的多層電路板108中的RF匹配以及功率分配和組合結(jié)構(gòu)（例如上文先前結(jié)合圖10描述的那種）的半導(dǎo)體封裝的一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)被實(shí)施為引線接合連接700和分立電容器702。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)在一端處連接到晶體管管芯706的柵極端子704并且在另一端處連接到功率分配網(wǎng)絡(luò)708。功率分配網(wǎng)絡(luò)708包括形成在多層電路板108的最高信號層138中的第一多個(gè)金屬信號軌道710。平衡功率組合器712由形成在最高信號層138中的第二多個(gè)金屬信號軌道714形成。形成為輻射狀短截線716的集成阻抗匹配部件被設(shè)置在多層電路板108的下面的中間信號層136中的一個(gè)中。輻射狀短截線716通過一個(gè)或多個(gè)絕緣信號通孔718電氣連接到形成平衡功率組合器712的第二信號金屬軌道714的相應(yīng)第二信號金屬軌道。圖11中未示出介于最高信號層138和具有多層電路板108的介電材料和輻射狀短截線716的中間信號層136之間的中間接地層134，以使得信號金屬軌道和對應(yīng)信號通孔至少部分可見。

最高信號層138還可以包括與平衡功率組合器712的金屬軌道714分開的多個(gè)接地金屬軌道720。如圖11中所示，形成在最高信號層138中的接地金屬軌道720和平衡功率組合器712可以在多層電路板108的頂側(cè)交錯(cuò)。最高信號層138的接地金屬軌道720可以通過延伸通過多層電路板108的絕緣接地通孔722電氣連接到多層電路板108底側(cè)處的最底接地層132。平衡功率組合器712通過延伸通過多層電路板108的絕緣信號通孔724電氣連接到多層電路板108的底側(cè)處的信號焊盤。多層電路板108的底側(cè)處的接地焊盤和信號焊盤（二者都在圖11的視圖之外）彼此分開和交錯(cuò)。照此，要被附接到子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板726的多層電路板108的輸入部分可以具有交錯(cuò)的接地-信號-接地配置（GND/SIG/GND）。子系統(tǒng)/系統(tǒng)電路板726具有與多層電路板108的輸入側(cè)相同的交錯(cuò)的接地-信號-接地配置（GND/SIG/GND）。

諸如“在……下”、“在……下面”、“下部”、“在……上”、“在……上面”等等的空間相對術(shù)語被用來便于描述以解釋一個(gè)元件相對于第二元件的定位。這些術(shù)語意圖包括除了與圖中描繪的那些不同的定向之外的設(shè)備的不同定向。此外，諸如“第一”、“第二”等等之類的術(shù)語也被用來描述各種元件、區(qū)域、部分等等，并且也不意圖是限制性的。相似的術(shù)語指代遍及該描述的相似元件。

如本文所使用的，術(shù)語“具有”、“包含”、“包括”、“含有”等等是指示所述元件或特征的存在的開放端術(shù)語，但不排除附加的元件或特征。冠詞“一”、“一個(gè)”、和“該”意圖包括復(fù)數(shù)形式以及單數(shù)形式，除非上下文另外明確指出。

要理解，本文中描述的各種實(shí)施例的特征可以彼此組合，除非另外具體指出。

盡管本文已經(jīng)圖示和描述了具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到在不偏離本發(fā)明范圍的情況下多種替代和/或等同實(shí)施方式可以代替所示且描述的具體實(shí)施例。本申請意圖覆蓋本文討論的具體實(shí)施例的任何改編或變化。因此，意圖的是，本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等同物來限制。