射频功率放大芯片和射频前端模组的制作方法

1.本实用新型涉及射频技术领域，尤其涉及一种射频功率放大芯片和射频前端模组。


背景技术：

2.在无线通信系统中，射频功率放大芯片的作用越来越重要，其被普遍地应用在无线远程通信、定位导航、卫星通信等系统中。在射频前端模组中，射频功率放大芯片作为信号发射机的重要模块，其工作带宽、输出功率、附加效率以及其线性度等性能决定了无线通信系统的质量。
3.射频功率放大芯片主要是利用晶体管的电流控制作用，或者射频功率放大芯片中的场效应管的电压控制作用，将电源的功率转换为根据输入信号变化的电流。然而，当该射频功率放大芯片应用在射频前端模组中时，现有的射频功率放大芯片中晶体管阵列的每一晶体管连接到功率放大电路中的连接方式会导致射频功率放大芯片产生较大的损耗，从而对无线通信系统的性能造成不利的影响。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种射频功率放大芯片和射频前端模组，以解决射频功率放大芯片的损耗较大的问题。
5.一种射频功率放大芯片，包括晶体管阵列和至少一个金属凸块，所述晶体管阵列被配置为接收射频输入信号并进行信号放大处理；
6.所述金属凸块用于与接地端相连；
7.至少部分所述金属凸块与所述晶体管阵列中晶体管的发射极区域抵接。
8.进一步地，所述金属凸块的数量小于或等于所述所述晶体管阵列中所述晶体管的数量。
9.进一步地，所述晶体管阵列中的所述晶体管呈间隔排布。
10.进一步地，所述至少一个金属凸块包括第一金属凸块，所述晶体管阵列包括第一晶体管；所述第一晶体管的发射极区域与所述第一金属凸块抵接。
11.进一步地，所述晶体管阵列还包括第二晶体管，所述第二晶体管的发射极区域与所述第一金属凸块抵接。
12.进一步地，所述至少一个金属凸块还包括第二金属凸块；所述晶体管阵列还包括第二晶体管；
13.所述第二晶体管的发射极区域与所述第二金属凸块抵接。
14.进一步地，所述晶体管阵列还包括第三晶体管，所述第三晶体管的发射极区域通过金属导线与所述第一金属凸块电连接。
15.进一步地，所述金属凸块的材质为铜。
16.进一步地，所述射频功率放大芯片还包括供电金属凸块，所述供电金属凸块与供
电端相连；所述晶体管阵列中的至少一个所述晶体管的集电极区域与所述供电金属凸块抵接。
17.一种射频功率放大芯片，包括晶体管阵列和至少一个金属凸块，所述晶体管阵列被配置为接收射频输入信号并进行信号放大处理；
18.所述金属凸块用于与接地端相连；
19.所述晶体管阵列中的至少部分晶体管的发射极区域限定一个虚拟矩形区域，所述金属凸块均匀分布在所述虚拟矩形区域中，以使所述至少部分晶体管中的每个晶体管的发射极区域到邻近金属凸块的距离之差小于第一预设值；所述至少部分晶体管中的每个晶体管的发射极区域通过金属导线与邻近金属凸块电连接。
20.进一步地，所述第一预设值小于所述晶体管阵列中相邻两个晶体管的发射极区域的间距d的十分之一。
21.进一步地，所述至少部分晶体管包括第一晶体管和第二晶体管，所述至少一个金属凸块包括第一金属凸块；所述第一金属凸块设置在所述第一晶体管的发射极区域和所述第二晶体管的发射极区域之间。
22.进一步地，所述至少部分晶体管包括第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管，所述至少一个金属凸块包括第一金属凸块和第二金属凸块，所述第一金属凸块设置在所述第一晶体管的发射极区域和所述第二晶体管的发射极区域之间；所述第二金属凸块设置在所述第二晶体管和所述第三晶体管之间。
23.一种射频前端模组，包括基板和上述的射频功率放大芯片；所述射频功率放大芯片采用倒扣工艺设置在所述基板上。
24.上述射频功率放大芯片和射频前端模组，射频功率放大芯片包括晶体管阵列和至少一个金属凸块，晶体管阵列被配置为接收射频输入信号并进行信号放大处理；金属凸块用于与接地端相连；至少部分金属凸块与晶体管阵列中晶体管的发射极区域抵接。由于晶体管的发射极区域是直接与接地的金属凸块抵接的方式接地的，同时该金属凸块还具有一定的散热能力，因此将至少部分金属凸块与晶体管阵列中晶体管的发射极区域抵接，能够减少射频功率放大芯片的损耗，同时提高射频功率放大芯片的散热能力，进而提高射频功率放大芯片的性能。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本实用新型一实施例中射频功率放大芯片的一电路示意图；
27.图2是本实用新型一实施例中射频功率放大芯片的另一电路示意图；
28.图3是本实用新型一实施例中射频功率放大芯片的另一电路示意图；
29.图4是本实用新型一实施例中射频功率放大芯片的另一电路示意图；
30.图5是本实用新型一实施例中射频功率放大芯片的另一电路示意图；
31.图6是本实用新型一实施例中射频功率放大芯片的另一电路示意图；
32.图7是本实用新型一实施例中射频功率放大芯片的另一电路示意图；
33.图8是本实用新型一实施例中射频功率放大芯片的另一电路示意图。
34.图中：10、射频功率放大芯片；20、晶体管阵列；30、金属凸块；31、第一金属凸块；32、第二金属凸块；40、供电金属凸块；50、发射极区域；60、集电极区域；70、虚拟矩形区域。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。
37.应当明白，当元件或层被称为“在
…
上”、“与
…
相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在
…
上”、“与
…
直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本实用新型教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
38.空间关系术语例如“在
…
下”、“在
…
下面”、“下面的”、“在
…
之下”、“在
…
之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在
…
下面”和“在
…
下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
39.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
40.为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
41.本实施例提供一种射频功率放大芯片10，如图1和图8所示，包括晶体管阵列20和
至少一个金属凸块30，晶体管阵列20被配置为接收射频输入信号并进行信号放大处理；金属凸块30用于与接地端相连；至少部分金属凸块30与晶体管阵列20中晶体管的发射极区域50抵接。在本实施例中，至少部分金属凸块30与晶体管阵列20中晶体管的发射极区域50抵接是指至少部分金属凸块30与晶体管阵列20中晶体管的发射极区域50通过采用抵接的方式实现电连接。
42.在一具体实施例中，射频功率放大芯片10是指能够对射频输入信号进行信号放大处理的芯片。该射频功率放大芯片10应用在射频前端模块中。示例性地，该射频功率放大芯片10倒扣在该射频前端模块的基板上。
43.在一具体实施例中，射频功率放大芯片10包括晶体管阵列20。具体地，晶体管阵列20中包含多个晶体管，作为优选，晶体管阵列20中的所有晶体管的大小尺寸(包括长宽高等尺寸)均一致。可理解地，每一晶体管均包括基极、集电极和发射极。
44.在一具体实施例中，晶体管阵列20被配置为接收射频输入信号并进行信号放大处理。作为一示例，射频功率放大芯片10还包括用于接收射频输入信号的输入节点in和用于输出射频放大信号的输出节点out。晶体管阵列20中的晶体管的基极与输入节点in相连接，集电极与输出节点out相连接，发射极接地，从而实现对射频输入信号进行放大处理。在本实施例中，晶体管阵列20中每一晶体管的基极、发射极和集电极均为采用倒扣的方式设置在基板上。
45.在一具体实施例中，射频功率放大芯片10还包括至少一个金属凸块30。该金属凸块30用于与接地端相连。本技术通过将至少部分金属凸块30与晶体管阵列20中晶体管的发射极区域50抵接，相比于直接通过采用连接电路或者金属导线将晶体管的发射极区域50连接至接地端，能够减少射频功率放大芯片10的损耗。优选地，该金属凸块30的材质为铜，由于铜具有良好的导热性，因此，材质为铜的金属凸块30能够提高射频功率放大芯片10的散热性能，从而进一步提高射频功率放大芯片10的性能。
46.在一具体实施例中，通过将晶体管阵列20中的多个晶体管的发射极区域50与一个金属凸块30抵接，晶体管阵列20中的所有晶体管的发射极区域50之间可以通过金属导线连接；或者，将晶体管阵列20中的每一个晶体管的发射极区域50分别与对应的一个金属凸块30直接抵接，以实现使晶体管阵列20中的所有晶体管的发射极区域50通过金属凸块30与接地端连接，进而使晶体管阵列20在实现对射频输入信号进行放大处理的同时，能减少射频功率放大芯片10的损耗。
47.在一具体实施例中，金属凸块30可以为任意形状的金属凸块30。优选地，金属凸块30呈圆柱体状或椭圆柱形。在一具体实施例中，该圆柱体状的金属凸块30的表面积大于至少一个晶体管的发射极区域50的面积。示例性地，一个金属凸块30可以与晶体管阵列20中的至少一个晶体管的发射极区域50抵接。
48.在本实施例中，射频功率放大芯片10包括晶体管阵列20和至少一个金属凸块30，晶体管阵列20被配置为接收射频输入信号并进行信号放大处理；金属凸块30用于与接地端相连；至少部分金属凸块30与晶体管阵列20中晶体管的发射极区域50抵接。由于晶体管的发射极区域50是通过直接与金属凸块30抵接的方式连接至接地端的，同时该金属凸块30还具有一定的散热能力，因此将至少部分金属凸块30与晶体管阵列20中晶体管的发射极区域50抵接，能够减少射频功率放大芯片10的损耗，同时提高射频功率放大芯片10的散热能力，
进而提高射频功率放大芯片10的性能。
49.在一实施例中，金属凸块30的数量小于或等于晶体管阵列20中晶体管的数量，以节省射频功率放大芯片10的占用面积。
50.在一实施例中，如图1所示，晶体管阵列20中的晶体管呈间隔排布。
51.在一具体实施例中，晶体管阵列20包括呈单排间隔排布的多个晶体管。也即，单排间隔排布的多个晶体形成一晶体管组(也即，同一排晶体管构成一晶体管组)。可选地，任意两个相邻的晶体管之间的距离均相等。也即，在一排晶体管组中，相邻的晶体管之间的距离均相等，如此，可以使得晶体管阵列20中的各晶体管的散热均匀，避免局部过热的状况出现。
52.在一实施例中，如图2所示，至少一个金属凸块30包括第一金属凸块31，晶体管阵列20包括第一晶体管q1；第一晶体管q1的发射极区域50与第一金属凸块31抵接。
53.在一具体实施例中，至少一个金属凸块30包括第一金属凸块31，晶体管阵列20包括第一晶体管q1；第一晶体管q1的发射极区域50与第一金属凸块31抵接，本实施例中，通过将第一晶体管q1的发射极区域50与第一金属凸块31抵接，相比于通过金属导线将第一晶体管q1的发射极区域50与接地端连接，能够减少射频功率放大芯片10的损耗。
54.在一具体实施例中，晶体管阵列20还包括第二晶体管q2，第二晶体管q2的发射极区域50与第一金属凸块31抵接。需要说明的是，第一金属凸块31的表面积大于第一晶体管q1的发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50的面积之和，第一晶体管q1的发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50均能与第一金属凸块31抵接，并通过第一金属凸块31接地，相比于通过金属导线将第一晶体管q1的发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50与接地端连接，能够进一步减少射频功率放大芯片10的损耗。
55.在本实施例中，通过晶体管阵列20中的多个晶体管的发射极区域50与一个金属凸块30抵接，例如：第一晶体管q1的发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50均与第一金属凸块31抵接；从而实现减小射频功率放大芯片10的损耗。
56.在一实施例中，如图3所示，至少一个金属凸块30还包括第二金属凸块32；晶体管阵列20还包括第二晶体管q2；第二晶体管q2的发射极区域50与第二金属凸块32抵接。
57.在一具体实施例中，至少一个金属凸块30还包括第二金属凸块32；晶体管阵列20还包括第二晶体管q2；第二晶体管q2的发射极区域50与第二金属凸块32抵接，相比于通过金属导线将第二晶体管q2的发射极区域50与接地端连接，能够减少射频功率放大芯片10的损耗。
58.在本实施例中，晶体管阵列20中的每一个晶体管的发射极区域50分别与对应的一个金属凸块30抵接，例如：第一晶体管q1的发射极区域50与第一金属凸块31抵接，第二晶体管q2的发射极区域50与第二金属凸块32抵接；从而实现减小射频功率放大芯片10的损耗。
59.在一实施例中，如图4所示，晶体管阵列20还包括第三晶体管q3，第三晶体管q3的发射极区域50通过金属导线与第一金属凸块31电连接。
60.在本实施例中，晶体管阵列20还包括第三晶体管q3，由于第一晶体管q1的发射极区域50与第一金属凸块31抵接；该第三晶体管q3的发射极区域50与第一金属凸块31之间还存在一定的间距，无法实现直接抵接，因此本技术的第三晶体管q3的发射极区域50可以通过金属导线与第一金属凸块31电连接，或者通过金属导线与第一晶体管q1的发射极区域50
电连接，从而实现将第三晶体管q3的发射极区域50连接至接地端。相比于通过金属导线将第三晶体管q3的发射极区域50直接与接地端连接，也能够达到减少射频功率放大芯片10的损耗的目的。
61.在一实施例中，如图5所示，射频功率放大芯片10还包括供电金属凸块40，供电金属凸块40与供电端相连；晶体管阵列20中的至少一个晶体管的集电极区域60与供电金属凸块40抵接。
62.在本实施例中，射频功率放大芯片10还包括供电金属凸块40，该供电金属凸块40与供电端vcc相连，晶体管阵列20中的至少一个晶体管的集电极区域60与供电金属凸块40抵接，供电端vcc便能够通过供电金属凸块40向晶体管阵列20中的至少一个晶体管供电。由于晶体管阵列20中的至少一个晶体管的集电极区域60是直接与供电金属凸块40抵接的，相比于通过金属导线将晶体管的集电极区域60直接与接地端连接，能够进一步减少射频功率放大芯片10的损耗。
63.本实施例提供一种射频功率放大芯片10，如图6所示，包括晶体管阵列20和至少一个金属凸块30，晶体管阵列20被配置为接收射频输入信号并进行信号放大处理；金属凸块30用于与接地端相连；晶体管阵列20中的至少部分晶体管的发射极区域50限定一个虚拟矩形区域70，金属凸块30均匀分布在虚拟矩形区域70中，以使至少部分晶体管中的每个晶体管的发射极区域50到邻近金属凸块30的距离之差小于第一预设值；至少部分晶体管中的每个晶体管的发射极区域50通过金属导线与邻近金属凸块30电连接。
64.其中，虚拟矩形区域70是指由晶体管阵列20中的至少部分晶体管的发射极区域50所限定的一个虚拟的矩形区域。该虚拟矩形区域70为一个封闭的完成的矩形区域，以用于设置金属凸块30。金属凸块30均匀分布在该虚拟矩形区域70中。第一预设值为用于根据实际需求确定的值，即用于限定至少部分晶体管中的每个晶体管的发射极区域50到邻近金属凸块30的距离之差的最大值。
65.在本实施例中，通过在晶体管阵列20中的至少部分晶体管的发射极区域50限定的虚拟矩形区域70中均匀设置接地的金属凸块30，并将至少部分晶体管中的每个晶体管的发射极区域50通过金属导线与邻近金属凸块30电连接，同时保证至少部分晶体管中的每个晶体管的发射极区域50到邻近金属凸块30的距离之差小于第一预设值，从而达到减少射频功率放大芯片10的损耗的目的。
66.在一具体实施例中，第一预设值的大小可以根据晶体管阵列20中相邻两个晶体管的发射极区域50的间距d来确定。其中，间距d为晶体管阵列20中相邻两个晶体管的发射极区域50之间的距离。可选地，第一预设值可以为晶体管阵列20中相邻两个晶体管的发射极区域50的间距d的十分之一，或者，为晶体管阵列20中相邻两个晶体管的发射极区域50的间距d的五分之一，或者为晶体管阵列20中相邻两个晶体管的发射极区域50的间距d的十五分之一等。可以理解地，第一预设值的值越小，射频功率放大芯片10的损耗越小。
67.优选地，第一预设值小于晶体管阵列20中相邻两个晶体管的发射极区域50的间距d的十分之一。可以理解地，第一预设值小于晶体管阵列20中相邻两个晶体管的发射极区域50的间距d的十分之一，因此，第一预设值越小，每个晶体管的发射极区域50到邻近金属凸块30的距离之差就越小，相应地，采用的金属导线的长度便越短，从而能提高减少射频功率放大芯片10的损耗的效果。
68.在一实施例中，如图6所示，至少部分晶体管包括第一晶体管q1和第二晶体管q2，至少一个金属凸块30包括第一金属凸块31；第一金属凸块31设置在第一晶体管q1的发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50之间。
69.在一具体实施例中，至少部分晶体管包括第一晶体管q1和第二晶体管q2，至少一个金属凸块30包括第一金属凸块31，通过将第一金属凸块31设置在第一晶体管q1的发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50之间，第一晶体管q1的发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50通过金属导线与该第一金属凸块31电连接，相比于通过金属导线将第一晶体管q1发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50直接与接地端连接，能够达到减少射频功率放大芯片10的损耗的目的。
70.在一实施例中，如图7所示，至少部分晶体管包括第一晶体管q1、第二晶体管q2和第三晶体管q3，至少一个金属凸块30包括第一金属凸块31和第二金属凸块32，第一金属凸块31设置在第一晶体管q1的发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50之间；第二金属凸块32设置在第二晶体管q2和第三晶体管q3之间。
71.在一具体实施例中，至少部分晶体管包括第一晶体管q1、第二晶体管q2和第三晶体管q3，至少一个金属凸块30包括第一金属凸块31和第二金属凸块32，第一金属凸块31设置在第一晶体管q1的发射极区域50和第二晶体管q2的发射极区域50之间；第二金属凸块32设置在第二晶体管q2和第三晶体管q3之间，若第二晶体管q2的发射极区域50到第二金属凸块32的距离之差小于第二晶体管q2的发射极区域50到第一金属凸块31的距离之差，则将第一晶体管q1的发射极区域50通过金属导线与第一金属凸块31电连接，将第二晶体管q2的发射极区域50和第三晶体管q3的发射极区域50通过金属导线与第二金属凸块32电连接，相比于通过金属导线将第一晶体管q1的发射极区域50、第二晶体管q2的发射极区域50和第三晶体管q3发射级区域直接与接地端连接，能够达到减少射频功率放大芯片10的损耗的目的。
72.本实施例提供一种射频前端模组，包括基板和上述实施例中的射频功率放大芯片10；该射频功率放大芯片10倒扣在基板上，该射频功率放大芯片10包括晶体管阵列20和至少一个金属凸块30，晶体管阵列20被配置为接收射频输入信号并进行信号放大处理；金属凸块30用于与接地端相连；至少部分金属凸块30与晶体管阵列20中晶体管的发射极区域50抵接。由于晶体管的发射极区域50是直接与接地的金属凸块30抵接的方式接地的，同时该金属凸块30还具有一定的散热能力，因此将至少部分金属凸块30与晶体管阵列20中晶体管的发射极区域50抵接，能够减少射频功率放大芯片10的损耗，同时提高射频功率放大芯片10的散热能力，进而提高射频功率放大芯片10的性能。
73.以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。