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特開2023-86106熱膨張係数整合マウントパッドを有する基板を備える無線周波数パッケージおよび関連する製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023086106
(43)【公開日】2023-06-21
(54)【発明の名称】熱膨張係数整合マウントパッドを有する基板を備える無線周波数パッケージおよび関連する製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 23/12 20060101AFI20230614BHJP
H01L 23/36 20060101ALI20230614BHJP
H01L 23/02 20060101ALI20230614BHJP
【ＦＩ】
H01L23/12 301Z
H01L23/12 F
H01L23/12 J
H01L23/36 C
H01L23/02 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022191567
(22)【出願日】2022-11-30
(31)【優先権主張番号】17/546,453
(32)【優先日】2021-12-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】504199127
【氏名又は名称】エヌエックスピー ユーエスエイ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＮＸＰ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】ルー リー
(72)【発明者】
【氏名】ラクシュミナラヤン ビスワナサン
(72)【発明者】
【氏名】フレーク エグバート ファン ストラーテン
【テーマコード（参考）】
5F136
【Ｆターム（参考）】
5F136BB03
5F136BB05
5F136DA31
5F136EA13
5F136FA03
5F136GA02
5F136GA31
(57)【要約】 （修正有）
【課題】信頼性が高いＲＦパッケージを費用効果の高い製造方法で提供する。
【解決手段】ＲＦパッケージ２０は、第１のＲＦパワーダイ４６に面する前面及び金属ベース構造の前面における、第１のダイ取付領域を有する金属ベース構造３０を備える高熱性能基板であるＨＴＰ基板２２を備える。第１のＣＴＥ整合マウントパッド５０は、金属ベース構造３０に対しボンディングされており、第１のダイ取付領域を覆う。第１のＣＴＥ整合マウントパッド５０は、ＲＦパワーダイ４６のＣＴＥよりも大きく、かつ、金属ベース構造３０の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも小さいＣＴＥを有する。導電性ボンディング材料は、ＲＦパワーダイ４６を第１のＣＴＥ整合マウントパッド５０に取り付ける。ＲＦ回路は、第１のＲＦパワーダイ４６へと集積され、金属ベース構造３０に対しマウントパッド５０を通じて電気的に結合されている。
【選択図】図１
【解決手段】ＲＦパッケージ２０は、第１のＲＦパワーダイ４６に面する前面及び金属ベース構造の前面における、第１のダイ取付領域を有する金属ベース構造３０を備える高熱性能基板であるＨＴＰ基板２２を備える。第１のＣＴＥ整合マウントパッド５０は、金属ベース構造３０に対しボンディングされており、第１のダイ取付領域を覆う。第１のＣＴＥ整合マウントパッド５０は、ＲＦパワーダイ４６のＣＴＥよりも大きく、かつ、金属ベース構造３０の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも小さいＣＴＥを有する。導電性ボンディング材料は、ＲＦパワーダイ４６を第１のＣＴＥ整合マウントパッド５０に取り付ける。ＲＦ回路は、第１のＲＦパワーダイ４６へと集積され、金属ベース構造３０に対しマウントパッド５０を通じて電気的に結合されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線周波数パッケージ（ＲＦパッケージ）であって、
ダイの熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する第１のＲＦパワーダイと、
高熱性能基板であって、
金属ベース構造であって、ベース構造ＣＴＥ、前記第１のＲＦパワーダイに面する前面、および前記金属ベース構造の前記前面における第１のダイ取付領域を有する、金属ベース構造と、
前記金属ベース構造に対しボンディングされており、前記第１のダイ取付領域を覆う、第１のＣＴＥ整合マウントパッドであって、前記ダイＣＴＥよりも大きいかつ前記ベース構造ＣＴＥよりも小さいマウントパッドＣＴＥを有する、第１のＣＴＥ整合マウントパッドと、を備える、高熱性能基板と、
前記第１のＲＦパワーダイを前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドに取り付ける導電性ボンディング材料と、
前記第１のＲＦパワーダイへと集積され前記金属ベース構造に対し前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合されているＲＦ回路と、を備える、ＲＦパッケージ。
ダイの熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する第１のＲＦパワーダイと、
高熱性能基板であって、
金属ベース構造であって、ベース構造ＣＴＥ、前記第１のＲＦパワーダイに面する前面、および前記金属ベース構造の前記前面における第１のダイ取付領域を有する、金属ベース構造と、
前記金属ベース構造に対しボンディングされており、前記第１のダイ取付領域を覆う、第１のＣＴＥ整合マウントパッドであって、前記ダイＣＴＥよりも大きいかつ前記ベース構造ＣＴＥよりも小さいマウントパッドＣＴＥを有する、第１のＣＴＥ整合マウントパッドと、を備える、高熱性能基板と、
前記第１のＲＦパワーダイを前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドに取り付ける導電性ボンディング材料と、
前記第１のＲＦパワーダイへと集積され前記金属ベース構造に対し前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合されているＲＦ回路と、を備える、ＲＦパッケージ。
【請求項2】
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、前記金属ベース構造の前記前面から上方に突出して、前記第１のＲＦパワーダイがマウントされる隆起したペデスタル状のフィーチャを形成する、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項3】
前記金属ベース構造は開放キャビティを備え、前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドが前記金属ベース構造に少なくとも部分的に埋め込まれるように、前記開放キャビティへと前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドが挿入されている、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項4】
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、前記金属ベース構造の前記前面の外部終端面と実質的に同一平面上にあるダイ支持面を有する、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項5】
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、前記金属ベース構造が備えるよりも大きい重量パーセントのモリブデンと小さい重量パーセントの銅とを備える、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項6】
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、
第１のマウントパッド層と、
前記第１のマウントパッド層に対しボンディングされている第２のマウントパッド層であって、前記第１のマウントパッド層が含有するよりも少ない重量の銅を含有し、前記第１のマウントパッド層が含有するよりも多い重量のモリブデンを含有する、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
第１のマウントパッド層と、
前記第１のマウントパッド層に対しボンディングされている第２のマウントパッド層であって、前記第１のマウントパッド層が含有するよりも少ない重量の銅を含有し、前記第１のマウントパッド層が含有するよりも多い重量のモリブデンを含有する、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項7】
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、前記第２のマウントパッド層が含有するよりも多い重量の銅を含有し、前記第２のマウントパッド層が含有するよりも少ない重量のモリブデンを含有する、第３のマウントパッド層をさらに備え、
前記第２のマウントパッド層は、前記第１のマウントパッド層と前記第２のマウントパッド層との間にある、請求項６に記載のＲＦパッケージ。
前記第２のマウントパッド層は、前記第１のマウントパッド層と前記第２のマウントパッド層との間にある、請求項６に記載のＲＦパッケージ。
【請求項8】
前記ＲＦ回路は、前記金属ベース構造に対し前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合されているソース端子を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を備える、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項9】
前記高熱性能基板は、前記金属ベース構造に対しボンディングされており前記金属ベース構造上の第２のダイ取付領域を覆う、第２のＣＴＥ整合マウントパッドをさらに備え、
前記ＲＦパッケージは、
前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドに対し取り付けられている第２のＲＦパワーダイと、
前記第２のＲＦパワーダイ上に形成されており前記金属ベース構造に対し前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合されている追加のＲＦ回路と、をさらに備える、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
前記ＲＦパッケージは、
前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドに対し取り付けられている第２のＲＦパワーダイと、
前記第２のＲＦパワーダイ上に形成されており前記金属ベース構造に対し前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合されている追加のＲＦ回路と、をさらに備える、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項10】
前記第１のＲＦパワーダイおよび前記第２のＲＦパワーダイは、ピークＲＦパワーダイおよびキャリアＲＦパワーダイをそれぞれ備える、請求項９に記載のＲＦパッケージ。
【請求項11】
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは第１の体積を有し、
前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドは前記第１の体積よりも大きい第２の体積を有する、請求項１０に記載のＲＦパッケージ。
前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドは前記第１の体積よりも大きい第２の体積を有する、請求項１０に記載のＲＦパッケージ。
【請求項12】
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドと前記金属ベース構造との間に形成されている拡散ボンドをさらに備える、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項13】
前記高熱性能基板は、前記金属ベース構造および前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドが埋め込まれている誘電体本体をさらに備え、
前記金属ベース構造および前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、前記第１のＲＦパワーダイから離れると体積が増加する逆Ｔ字形構造を形成するように組み合わせられている、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
前記金属ベース構造および前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、前記第１のＲＦパワーダイから離れると体積が増加する逆Ｔ字形構造を形成するように組み合わせられている、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項14】
前記第１のＲＦパワーダイを封入し前記高熱性能基板を少なくとも部分的に取り囲む成形パッケージ本体をさらに備え、
前記金属ベース構造は、前記前面の反対にあり前記成形パッケージ本体の裏面と実質的に同一平面上にある裏面を有する、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
前記金属ベース構造は、前記前面の反対にあり前記成形パッケージ本体の裏面と実質的に同一平面上にある裏面を有する、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項15】
前記高熱性能基板は、前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドから前記高熱性能基板の周縁側壁まで延びる周縁タイバーをさらに備える、請求項１に記載のＲＦパッケージ。
【請求項16】
第２のＣＴＥ整合マウントパッドと、
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドから前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドまで延びる中間タイバーと、をさらに備え、
前記中間タイバーは、前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドおよび前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドと一体に形成されている、請求項１５に記載のＲＦパッケージ。
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドから前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドまで延びる中間タイバーと、をさらに備え、
前記中間タイバーは、前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドおよび前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドと一体に形成されている、請求項１５に記載のＲＦパッケージ。
【請求項17】
無線周波数パッケージ（ＲＦパッケージ）を作製するための方法であって、
ダイ熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する第１のＲＦパワーダイを取得する工程と、
前記第１のＲＦパワーダイを、高熱性能基板に備えられている第１のＣＴＥ整合マウントパッドに対し取り付ける工程であって、前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、ベース構造ＣＴＥを有する金属ベース構造に対しボンディングされ、前記ダイＣＴＥよりも大きいかつ前記ベース構造ＣＴＥよりも小さいマウントパッドＣＴＥを有する、第１ＲＦパワーダイ取付工程と、
前記第１のＲＦパワーダイの取付とともに、前記第１のＲＦパワーダイ上に形成されている電力増幅器回路（ＰＡ回路）を前記金属ベース構造に対し前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合する電気的結合工程と、を備える、方法。
ダイ熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する第１のＲＦパワーダイを取得する工程と、
前記第１のＲＦパワーダイを、高熱性能基板に備えられている第１のＣＴＥ整合マウントパッドに対し取り付ける工程であって、前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、ベース構造ＣＴＥを有する金属ベース構造に対しボンディングされ、前記ダイＣＴＥよりも大きいかつ前記ベース構造ＣＴＥよりも小さいマウントパッドＣＴＥを有する、第１ＲＦパワーダイ取付工程と、
前記第１のＲＦパワーダイの取付とともに、前記第１のＲＦパワーダイ上に形成されている電力増幅器回路（ＰＡ回路）を前記金属ベース構造に対し前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合する電気的結合工程と、を備える、方法。
【請求項18】
前記ＰＡ回路は、ソース端子を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を備え、
前記電気的結合工程は、前記ＦＥＴの前記ソース端子を前記金属ベース構造に対し前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
前記電気的結合工程は、前記ＦＥＴの前記ソース端子を前記金属ベース構造に対し前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記第１のＲＦパワーダイはピークＲＦパワーダイを含み、
前記方法は、
キャリアＲＦパワーダイを、前記高熱性能基板に備えられている第２のＣＴＥ整合マウントパッドに対し取り付けるキャリアＲＦパワーダイ取付工程と、
前記キャリアＲＦパワーダイ取付工程とともに、前記キャリアＲＦパワーダイ上に形成されているＲＦ回路を、前記金属ベース構造に対し前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合する工程と、をさらに備える、請求項１７に記載の方法。
前記方法は、
キャリアＲＦパワーダイを、前記高熱性能基板に備えられている第２のＣＴＥ整合マウントパッドに対し取り付けるキャリアＲＦパワーダイ取付工程と、
前記キャリアＲＦパワーダイ取付工程とともに、前記キャリアＲＦパワーダイ上に形成されているＲＦ回路を、前記金属ベース構造に対し前記第２のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて電気的に結合する工程と、をさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを選択する工程であって、
第１のマウントパッド層と、
前記第１のマウントパッド層に対しボンディングされている第２のマウントパッド層であって、前記第１のマウントパッド層が含有するよりも少ない重量の銅を含有し、前記第１のマウントパッド層が含有するよりも多い重量のモリブデンを含有する、第２のマウントパッド層と、を備える層状構造を有するように、前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを選択する工程をさらに備える、請求項１７に記載の方法。
第１のマウントパッド層と、
前記第１のマウントパッド層に対しボンディングされている第２のマウントパッド層であって、前記第１のマウントパッド層が含有するよりも少ない重量の銅を含有し、前記第１のマウントパッド層が含有するよりも多い重量のモリブデンを含有する、第２のマウントパッド層と、を備える層状構造を有するように、前記第１のＣＴＥ整合マウントパッドを選択する工程をさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、一般に、マイクロエレクトロニクスに関し、より詳細には、熱膨張係数（ＣＴＥ）整合マウントパッドを有する基板を備える無線周波数パッケージ（ＲＦパッケージ）、ならびにそうしたＲＦパッケージおよび基板を作製するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロエレクトロニクスＲＦパッケージは、１つまたは複数のＲＦパワーダイを利用して実装され得る無線周波数回路を備える。ＲＦパッケージの例は、ＲＦ信号増幅目的のために利用されるトランジスタ含有ＩＣを載せた、ＲＦパワーダイを含有する電力増幅器パッケージを含む。そうしたＲＦパワーダイは、より高い電力レベルまたは周波数にて動作するとき、および、例えば、層状ＧａＮ材料を含む電力密度の高いダイ技術を利用して作製されるとき、しばしば過剰な熱を発生する傾向がある。ＲＦパッケージ動作中に発生する過剰な熱を散逸するように、所与のＲＦパワーダイは、はんだまたは別のボンディング材料を利用して、ＰＣＢに埋め込まれた金属ベースフランジまたは金属コインなどのモノリシック金属（例えば、Ｃｕ）本体にマウントされ得る。これは、ＲＦパワーダイからパッケージ外部からアクセス可能な熱界面まで延びる低熱抵抗経路を提供する。ＲＦパッケージがマザーボードなどのシステムレベルＰＣＢにマウントされるとき、システムレベルヒートシンク（例えば、金属シャーシまたはフィンアレイ）は、直接接触によるか、または熱伝導性材料とのボンディングによるかにかかわらず、ＲＦパッケージの熱界面と熱連通して配置され得る。ＲＦパッケージ動作中、ＲＦパワーダイによって発生した過剰な熱は、ＲＦパッケージ内部から抽出され、システムレベルヒートシンクに伝導し、最終的に周囲環境に対流により移送されて、ＲＦパワーダイのピーク温度を許容限度内に維持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許第７０８３７５９号明細書
【発明の概要】
【0004】
略語
本明細書において比較的まれに現れる略語は、最初の使用時に定義され、本明細書においてより頻繁に現れる略語は、以下のように定義される。
本明細書において比較的まれに現れる略語は、最初の使用時に定義され、本明細書においてより頻繁に現れる略語は、以下のように定義される。
【0005】
ＣＴＥ－熱膨張係数
Ｃｕ－銅
ＧａＮ－窒化ガリウム
ＩＣ－集積回路
ＭＮ－整合ネットワーク
Ｍｏ－モリブデン
ＰＡ－電力増幅器
ＰＣＢ－プリント回路板
ＲＦ－無線周波数
本発明の１つ以上の実施例が、以下の図面とともに以下に記載される。同様の符号は同様の要素を示す。
Ｃｕ－銅
ＧａＮ－窒化ガリウム
ＩＣ－集積回路
ＭＮ－整合ネットワーク
Ｍｏ－モリブデン
ＰＡ－電力増幅器
ＰＣＢ－プリント回路板
ＲＦ－無線周波数
本発明の１つ以上の実施例が、以下の図面とともに以下に記載される。同様の符号は同様の要素を示す。
【0006】
説明を簡単かつ明確にするために、周知の特徴および技術の説明および詳細は、以下の詳細な説明に記載される本発明の例示的かつ非限定的な実施形態を不必要に不明瞭にすることを避けるように省略され得る。添付の図面に現れるフィーチャまたは要素が、特に明記されない限り縮尺通りに示される必要がないことが、さらに理解される。例えば、図面におけるある要素または領域の寸法が、本発明の実施形態の理解を向上させるように、他の要素または領域に対し誇張され得る。
【0007】
本開示の実施形態は、上に簡潔に記載された図面の添付の図において示される。例示的な実施形態に対する様々な修正が、添付された特許請求の範囲に記載されるような本発明の範囲から逸脱せずに、当業者によって想定され得る。
【0008】
本明細書において現れる際、「金属」という用語は、１つまたは複数の金属から重量で主に構成され、任意の数および種類の金属または非金属成分のより少ない量を潜在的に含有する材料を呼ぶ。同様に、指定された金属（または複数の金属）からなる層、構造、または他のフィーチャに対する参照は、その層、構造、または他のフィーチャが、指定された金属（または複数の金属）から重量で主になることを示す。例えば、銅（Ｃｕ）層に対する参照は、指定された層が重量で支配的にＣｕからなるが、より少量の金属成分または非金属成分を含有し得ることを示す。同様に、銅－モリブデン（Ｃｕ－Ｍｏ）からなる材料に対する参照は、材料が重量で支配的にＣｕおよびＭｏの組み合わせからなることを示す。材料または構造の熱膨張係数（ＣＴＥ）に対する全ての数値参照は、本明細書において現れる際、線形ＣＴＥを示し、１０－６メートル／メートル毎摂氏温度によって表される。
【0009】
本明細書においてさらに現れる際、第１層が第２層（または表面）「に対しボンディングされる」、「の上に形成される」、または「上に形成される」ことを示す記述は、特に明記されない限り、第１層が第２層（または表面）に直接ボンディングされ、密接に接触することを必要としない。したがって、そうした記述は、１つまたは複数の介在層が第１層（または表面）と第２層（または表面）との間に存在し得る可能性を排除しない。一般に、この点に関して、「上に（ｏｖｅｒ）」および「上に（ｏｎ）」という用語は、この趣旨の明示的な記述、例えば、第１層が第２層（または表面）「の直接上に」または「に接触して」形成されることを示す記述によって別段に示されない限り、第２層（または表面）の「上に（ｏｖｅｒ）」または「上に（ｏｎ）」形成された第１層との間の直接接触を必要としない。さらに、本明細書を通じて現れる際、用語「上に（ｏｖｅｒ）」および「上に（ｏｎ）」は、より大きな３次元の文脈内における配向に関して限定するものではない。したがって、第２層の下にある第１層は、第１層が第２層上に堆積、成長、または生成されるとき、第２層の「上に形成される」と説明され得る。
【0010】
概要
簡単に上記した通り、金属本体または構造にマウントされたＲＦパワーダイを備えるＲＦパッケージアーキテクチャは、パッケージ動作中に発生した過剰な熱をより効率的に散逸することによって、向上した熱性能を提供する。１つのそうしたＲＦパッケージアーキテクチャでは、ＲＦパッケージに備えられている各ＲＦパワーダイは、はんだまたは別の熱伝導性ボンディング材料を利用して、Ｃｕの単一片またはほぼ均質な組成を有する別の金属などのモノリシック金属体に対しマウントされる。これは、ＲＦパワーダイから、モノリシック金属体を通じて、ＲＦパッケージの裏面に沿って露出した熱界面まで延びる低熱抵抗経路を生成する。本明細書に現れる際、「裏面」という用語は、パッケージの高さまたは厚さ方向に見て、ＲＦパッケージの対向する「上側」面よりもパッケージ基板（例えば、ＰＣＢまたはベースフランジ）の近くにあるＲＦパッケージの主外面を指す。そうしたモノリシック金属体の例は、金属コインまたはスラグを含み、それらは、Ｃｕ（すなわち、その主成分としてＣｕを含有する合金）から完全になり、ＲＦパッケージが周りに構成される電気的にルーティングされた基板（例えば、ＰＣＢ）に埋め込まれる。これに代えて、そうしたモノリシック金属体は、単一材料（例えば、Ｃｕ）から均一になるとともに電気的ルーティングフィーチャがない、より大きい金属ベースフランジの形態をとることが可能である。この種類の金属ベースフランジは、一般に、エアキャビティおよびオーバーモールド（封入）パッケージへと組み込まれ、ヒートシンクとＲＦパッケージの端子との両方として機能してよい。さらに別の例として、ＲＦパワーダイは、ベースフランジに類似しているがリードフレーム形式により提供される金属ブロック（本明細書では「ダイ取付パッド」）の形態におけるモノリシック金属体に対し取り付けられてよい。リードフレームはまた、オーバーモールドされ、シンギュレーションにより分離され、最終的に、例えば、フラットノーリードまたはランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）パッケージとして作製されるときにＲＦパッケージのコンタクトを形成する他の金属部分を備える。
簡単に上記した通り、金属本体または構造にマウントされたＲＦパワーダイを備えるＲＦパッケージアーキテクチャは、パッケージ動作中に発生した過剰な熱をより効率的に散逸することによって、向上した熱性能を提供する。１つのそうしたＲＦパッケージアーキテクチャでは、ＲＦパッケージに備えられている各ＲＦパワーダイは、はんだまたは別の熱伝導性ボンディング材料を利用して、Ｃｕの単一片またはほぼ均質な組成を有する別の金属などのモノリシック金属体に対しマウントされる。これは、ＲＦパワーダイから、モノリシック金属体を通じて、ＲＦパッケージの裏面に沿って露出した熱界面まで延びる低熱抵抗経路を生成する。本明細書に現れる際、「裏面」という用語は、パッケージの高さまたは厚さ方向に見て、ＲＦパッケージの対向する「上側」面よりもパッケージ基板（例えば、ＰＣＢまたはベースフランジ）の近くにあるＲＦパッケージの主外面を指す。そうしたモノリシック金属体の例は、金属コインまたはスラグを含み、それらは、Ｃｕ（すなわち、その主成分としてＣｕを含有する合金）から完全になり、ＲＦパッケージが周りに構成される電気的にルーティングされた基板（例えば、ＰＣＢ）に埋め込まれる。これに代えて、そうしたモノリシック金属体は、単一材料（例えば、Ｃｕ）から均一になるとともに電気的ルーティングフィーチャがない、より大きい金属ベースフランジの形態をとることが可能である。この種類の金属ベースフランジは、一般に、エアキャビティおよびオーバーモールド（封入）パッケージへと組み込まれ、ヒートシンクとＲＦパッケージの端子との両方として機能してよい。さらに別の例として、ＲＦパワーダイは、ベースフランジに類似しているがリードフレーム形式により提供される金属ブロック（本明細書では「ダイ取付パッド」）の形態におけるモノリシック金属体に対し取り付けられてよい。リードフレームはまた、オーバーモールドされ、シンギュレーションにより分離され、最終的に、例えば、フラットノーリードまたはランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）パッケージとして作製されるときにＲＦパッケージのコンタクトを形成する他の金属部分を備える。
【0011】
上記のＲＦパッケージアーキテクチャ（ＲＦパワーダイがモノリシック金属体に対し取り付けられているＲＦパッケージ）は、向上した熱散逸能力を提供するが、制限を伴う。そうした制限は、多くの場合、所与のＲＦパッケージ内に備えられているＲＦパワーダイのそれぞれのＣＴＥと、ＲＦパワーダイがマウントされる１つまたは複数のモノリシック金属体のＣＴＥとの間の不一致から生じる。そうしたＣＴＥの不一致（本明細書では、「ダイと基板とのＣＴＥ不整合」）は、より高い電力レベル、より高い周波数にて動作するか、または層状ＧａＮ基板などの電力密度の高いダイ基板を利用して作製されるＲＦパワーダイを備えるＲＦパッケージの場合には、重要であり、典型的にはより大きい関心事である。そうした場合、パッケージ使用中に所与のＲＦパワーダイによってかなりの量の熱が発生し得、そうした熱量は、下部の基板に、具体的には、１つまたは複数のＲＦパワーダイが取り付けられているモノリシック金属体に伝導的に伝達される。結果として、ＲＦパワーダイとモノリシック金属体（例えば、Ｃｕコイン、ベースフランジ、またはダイ取付パッド）との間に顕著な熱膨張の不一致が生じ得、モノリシック金属体は、ＲＦパワーダイのＣＴＥを約３倍以上上回るＣＴＥを有し得る。適切に対処されない場合、そうした熱膨張の不一致から生じる機械的応力要因は、経時的に、および繰り返される熱サイクルにわたって、様々な程度の構造的劣化をもたらし得、これは、最終的に、ＲＦパッケージの全体的な電気的および熱的性能を劣化させ得る。非限定的な例ではあるが特定の例を提供するため、ドハティＰＡアーキテクチャに備えられるキャリアＰＡダイは、図６と合わせて以下でさらに説明されるように、そうしたダイが、関連するピークトランジスタダイが動作するよりも高い周波数によりオン状態にて動作する傾向があるとすると、ダイと基板とのＣＴＥ不整合から生じる問題に特に脆弱であり得る。
【0012】
ダイと基板とのＣＴＥ不整合から生じる上記の問題に対処するのを補助するため、比較的高い熱伝導率、比較的高い電気伝導率、および他の好ましい特性を保持しながら、減少したＣＴＥを有する金属ベースフランジを開発し、商業的に導入するように、業界の努力が費やされてきた。これは、金属ベースフランジに、上記のような種類のモノリシック構造ではなく、積層または多層構造を付与することによって達成され得る。この種類の金属ベースフランジ（本明細書では、「多層フランジ」）は、典型的には、３つ以上のフランジ層を備え、垂直に積み重ねられたまたは積層された関係にボンディングされる。例えば、多層フランジは、第１のＣＴＥを有する第１の金属材料（例えば、Ｃｕ）からなる複数の層と、第１のＣＴＥよりも低い第２のＣＴＥを有する異なる金属材料（例えば、ＭｏまたはＣｕ－Ｍｏ）からなる１つ以上の追加の層とを備えてよい。多層フランジの層は、例えば、はんだ、焼結材料、または同様のボンディング材料を利用して一緒にボンディングされてよい。多層フランジを所与のＲＦパッケージへと組み込むことによって、ダイと基板とのＣＴＥ不整合は、ダイと基板との界面における機械的応力要因を緩和するように低減され得る。これによって、今度は、ＲＦパッケージの繰り返される熱サイクルにわたってダイと基板との界面における構造的劣化の可能性を最小限にし、全体的パッケージ信頼性を改善し得る。
【0013】
上記の利点を提供する一方で、多層フランジのＲＦパッケージへの一体化は、従来設計され製造されるように、特定のトレードオフを伴ったままである。多層フランジを所与のＲＦパッケージへと組み込むことによって、多層フランジ内に含有される高価な材料の累積体積、ならびに多層フランジ自身の製造中に生じるより大きな費用に起因して、製造コストが増加し得る。従来の多層フランジはまた、高温処理中に、反りによるフランジ平坦度の変動などの寸法特性の変動の影響を所望されないように受けやすい場合がある。複数のＲＦパワーダイおよび場合によっては他の発熱マイクロエレクトロニクスコンポーネントを支持するとき、所与の多層フランジは、典型的には、すべての支持されたマイクロエレクトロニクスコンポーネントから本質的に同等のレートにて均一な熱除去を提供する。当然の結果として、所与のＲＦパッケージ内の他のマイクロエレクトロニクスパッケージ（例えば、他のＲＦパワーダイ）からいくらか高い熱抵抗経路を提供しながら、選択されたＲＦパワーダイからより低い熱抵抗経路を提供するように従来の多層フランジを調整することは、典型的には非実用的であるかまたは実現不能である。最後に、より一般的な制限として、従来の多層フランジは、電気的にルーティングされた基板（例えば、ＰＣＢ）を利用して作製されたＲＦパッケージおよびリードフレームベースの製造アプローチを利用して作製されたＲＦパッケージ（例えば、フラットノーリードまたはＬＧＡパッケージ）を含む、多くの一般的な種類のＲＦパッケージへの一体化が不可能ではない場合でも、あまり適していないことが多い。少なくともこれらの理由のため、パッケージ化されたＲＦパワーダイからの効率的な熱抽出をサポートし、さらにダイと基板とのＣＴＥ不整合を最小限にしながら、広範囲のＲＦパッケージ種類への一体化に適した向上したＲＦパッケージ基板に対する継続的な産業上の需要が存在する。理想的には、そうしたパッケージ基板はまた、比較的高レベルの設計柔軟性、寸法特性（例えば、平坦度）の所望されない変化または変動の可能性の減少、および費用効果の高い製造処理への従順性などの他の利点を提供する。
【0014】
上記の産業上の要求を満たすために、本文書は、ＲＦパワーダイがマウントされる特有の高熱性能基板を備えるマイクロエレクトロニクスＲＦパッケージを開示する。記述「高熱性能」によって示されるように、本開示の高熱性能（ＨＴＰ）基板は、ＲＦパワーダイと、ダイがマウントされるＨＴＰ基板の対応する領域（本明細書では、ＨＴＰ基板の「ダイ取付領域」）との間のＣＴＥ不整合を減少させながら、パッケージ化されたＲＦパワーダイからの高効率熱除去をサポートする。ＨＴＰ基板の実施形態は、拡散ボンディングにより、またははんだ、ろう付け、もしくは焼結材料などの熱伝導性ボンディング材料を利用して、１つまたは複数のＣＴＥ整合マウントパッドが接合される、金属ベース構造を備える。マウントパッドは、所与のマウントパッドに、金属ベース構造のＣＴＥよりも小さく、熱伝導性（およびしばしば導電性）ボンディング材料を利用してマウントパッドに対し取り付けられる特定の１つまたは複数のＲＦパワーダイのＣＴＥよりも大きいＣＴＥが与えられるという意味において、「ＣＴＥ整合」している。実際には、所与のＣＴＥ整合マウントパッドは、熱を発生するＲＦパワーダイが金属ベース構造に対し直接マウントされている場合にＲＦパッケージの熱サイクルに伴って生じ得る熱膨張の不一致からダイ取付界面を緩衝するための中間ＣＴＥ構造またはブリッジとして機能する。結果として、ＲＦパッケージの全体的な信頼性が向上する一方で、ＲＦパッケージは、最適化された熱性能特性を維持して、ＲＦパッケージ内に備えられるＲＦパワーダイによって発生した過剰な熱を効率的に散逸させる。これに加えて、ＲＦパッケージが、金属ベース構造に対し電気的に結合された端子を有する１つまたは複数のＰＡダイを備えるＰＡパッケージの形態をとるときなど、ＨＴＰ基板がＲＦパッケージの端子として機能する実施形態では、ＨＴＰ基板は、ＰＡダイから、ＣＴＥ整合マウントパッドを通じて、金属ベース構造まで延びる低電気抵抗経路をさらに提供してよい。
【0015】
ＨＴＰ基板へと組み込まれたＣＴＥ整合マウントパッドは、いま記載されたように、所望のＣＴＥ整合機能を提供する局所的な基盤構造として機能する。これは、反りによる基板平坦度の変動など、従来の多層フランジに対する寸法不規則性に対するＨＴＰ基板の感受性を低減し得るだけでなく、ＨＴＰ基板は、例えば、所与のＣＴＥ整合マウントパッドの体積および／または組成の変動によって、ＲＦパッケージ内の様々なＲＦパワーダイ（または他の基板支持コンポーネント）からの熱散逸を最適化する、高度に調整された熱チューニングを提供するように設計されてよい。例えば、所与のＲＦパッケージが１つ以上のピークＰＡダイおよびキャリアＰＡダイを備えるドハティＰＡパッケージの形態をとる実装では、キャリアＰＡダイ（例えば、発熱する傾向がより大きい）は、より大きい体積および／またはより高い熱伝導率を有するように作製された第１のＣＴＥ整合マウントパッドにマウントされてよく、一方、ピークＰＡダイは、第１のＣＴＥ整合マウントパッドよりも小さい体積および／または低い熱伝導率を有する第２のＣＴＥ整合マウントパッドにマウントされる。これに代えて、そうした実施形態では、キャリアＰＡダイは、ＣＴＥ整合マウントパッドにマウントされてよく、一方、ピークＰＡダイは、金属ベース構造に直接マウントされる。さらに別の可能性として、キャリアＰＡダイおよびピークＰＡダイは、単一のより膨張性のあるＣＴＥ整合マウントパッドにマウントされてよく、またはこれに代えて、実質的に同一ではないとしても同様の体積および熱伝導率を有する別個のＣＴＥ整合マウントパッドにマウントされてよい。ＨＴＰ基板の実施形態はまた、例えば、１つまたは複数のＣＴＥ整合マウントパッドが金属ベース構造と協働して、コイン状に誘電体基板（例えば、ＰＣＢ）に埋め込まれるとともに所与のＲＦパワーダイから離れてＲＦパッケージの熱界面に向かうときに体積が増加する、低熱抵抗の逆Ｔ字形構造を形成するとき、増加した熱拡散機能を提供してよい。同時に、ＨＴＰ基板の実施形態に備えられるより高価な材料の体積は、最小限にされ得（寸法的に同等の多層フランジに対して）、所与のＲＦパッケージへのＨＴＰ基板の組み込みに伴う全体的な材料コストが減少する。
【0016】
上述の構造的特徴によって、ＨＴＰ基板の実施形態は、高レベルの設計柔軟性を提供し、広範囲のＲＦパッケージ種類への統合に適している。第１の例として、ＨＴＰ基板の実施形態は、ＰＣＢなどの電気的にルーティングされた基板を利用して作製されるＲＦパッケージへの統合によく適している。その場合、金属ベース構造は、誘電体基板本体内に埋め込まれており１つまたは複数のＣＴＥ整合マウントパッドがボンディングされる１つ以上の金属ベースコインの形態をとってよく、またはそれを包含してよい。第２の例として、ＨＴＰ基板の実施形態は、デュアルフラットノーリード（ＤＦＮ）、クワッドフラットノーリード（ＱＦＮ）、および他のフラットノーリードパッケージ、ならびにＬＧＡパッケージおよび同様のパッケージ種類などのリードフレームベースの製造アプローチを利用して作製されたＲＦパッケージへと統合されてよい。この場合、金属ベース構造は、リードフレームの中心金属ブロック（やはり、本明細書ではリードフレームの「ダイアタッチパッド」）の形態をとってよい。さらなる例として、ＨＴＰ基板の実施形態は、金属ベースフランジを利用して一般に作製される種類の、オーバーモールドＲＦパッケージとエアキャビティＲＦパッケージとの両方を含むＲＦパッケージへと統合されることが可能である。この場合、金属ベース構造は、モノリシックまたは層状構造を有する改変された金属ベースフランジの形態をとってよい。この後者の例では、１つまたは複数のＣＴＥ整合マウントパッドが、金属ベースフランジの上部（ダイに面する表面）に対しボンディングされてよく、特定の実施形態では、ベースフランジ本体内に少なくとも部分的に埋め込まれるかまたは凹設されて、最終的にＲＦパッケージへと組み込まれるＨＴＰ基板をもたらしてよい。
【0017】
ＨＴＰ基板が組み込まれる特定のＲＦパッケージ種類にかかわらず、ＨＴＰ基板の実施形態は、費用効果の高い製造処理に適している。例えば、ＣＴＥ整合マウントパッドの実施形態は、所望の（例えば、グリッドまたはストリップ）空間レイアウトを有する最初に相互接続されたアレイの形式により提供されてよく、マウントパッドは、スパーまたはタイバーなどの狭められた中間構造によって相互接続されるか、または物理的に一緒に結ばれる。次いで、ＣＴＥ整合マウントパッドアレイを処理して（例えば、金属ベース構造の対応するアレイにボンディングすることによって）、比較的多数のＨＴＰ基板を並行して作製してよく、場合によっては、ＣＴＥ整合マウントパッドアレイの分離またはシンギュレーションの前に、ＲＦパッケージ製造を開始するための追加の処理をさらに受ける。そうした大規模なアレイベースの製造アプローチの一例は、図７～図１０と合わせて以下に記載される。これに加えて、またはこれに代えて、ＨＴＰ基板の実施形態は、図１１および１２と合わせて以下にさらに説明されるように、金属ベース構造とＣＴＥ整合マウントパッドとの間の界面における高い構造的インテグリティ、低熱抵抗焼結または拡散ボンディングの形成を促進する、ある特性を有してよい。これに先立って、様々なＲＦパワーダイが取り付けられる複数のＣＴＥ整合マウントパッドを備えるＨＴＰ基板を備える例示的なＲＦパッケージ（具体的には、ドハティＰＡパッケージ）が、図１～図６と合わせて説明される。特定の回路レイアウトまたは構造（すなわち、ドハティＰＡ回路構造を備えるエアキャビティパッケージ）を有する特定のＲＦパッケージ種類と合わせて以下に記載されるが、ＨＴＰ基板の実施形態は、熱散逸および場合によっては電気的相互接続の目的のために利用される下部の基板にマウントされた１つ以上のＲＦパワーダイを備える広範囲のＲＦパッケージ種類へと組み込むことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本開示の例示的な実施形態に従って示される、ＲＦパワーダイと、ＲＦパワーダイが取り付けられているＣＴＥ整合マウントパッドを有する高熱性能（ＨＴＰ）基板とを備えるＲＦパッケージ（ここでは、エアキャビティＰＡパッケージ）の断面図。
【図2】本開示の例示的な実施形態に従って示される、ＲＦパワーダイと、ＲＦパワーダイが取り付けられているＣＴＥ整合マウントパッドを有する高熱性能（ＨＴＰ）基板とを備えるＲＦパッケージ（ここでは、エアキャビティＰＡパッケージ）の断面等角図。
【図11】金属ベース構造（ここでは、金属ベースフランジとして提供される）の上面と実質的に同一平面上にある上部ダイ支持面を有するＣＴＥ整合マウントパッドまたはインレイを備えるＨＴＰ基板の平面図（上面図）。
【図12】金属ベース構造（ここでは、金属ベースフランジとして提供される）の上面と実質的に同一平面上にある上部ダイ支持面を有するＣＴＥ整合マウントパッドまたはインレイを備えるＨＴＰ基板の断面図。
【図13】さらなる例示的な実施形態に従って示される、ＲＦパワーダイと、誘電体本体、埋め込まれた金属コインの形態の金属ベース構造、およびベース構造に対しボンディングされたＣＴＥ整合マウントパッドを備えるＨＴＰ基板とを備える、ＰＡパッケージの簡略化された断面図。
【図14】本開示のさらなる例示的な実施形態に従って示される、ＲＦパワーダイと、誘電体本体、リードフレームダイ取付パッドの形態の金属ベース構造、およびダイ取付パッドに対しボンディングされたＣＴＥ整合マウントパッドを備えるＨＴＰ基板とを備える、ＰＡパッケージの簡略化された断面図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
ＨＴＰ基板を備える例示的なＲＦパッケージの一般的な説明
図１および図２は、それぞれ、例示的な実施形態に従って示される、ＨＴＰ基板２２を備える例示的なＲＦパッケージの断面図および断面等角図である。図示された例では、ＲＦパッケージ２０は、成形エアキャビティパッケージの形態をとる。しかしながら、ＲＦパッケージ２０は、代替の実装では、ガス含有キャビティがないオーバーモールドパッケージ（「プラスチックパッケージ」または「封入パッケージ」とも呼ばれる）、ウィンドウフレームアプローチを利用して構築されたエアキャビティパッケージ、またはノーリードパッケージもしくはガルウィングパッケージなどの異なるリード種類を含むＲＦパッケージなど、他の形態をとってよい。図１および図２において頂部から底部に進むと、ＲＦパッケージ２０は、蓋またはカバーピース２４と、複数の外向きに突出するパッケージリード２６と、下側成形パッケージ本体２８とを備える。成形パッケージ本体２８は、ＨＴＰ基板２２の周りに、具体的には、ＨＴＰ基板２２に備えられるフランジ状金属ベース構造３０の周りに形成される。ＲＦパッケージ２０は、カバーピース２４、成形パッケージ本体２８、およびＨＴＰ基板２２の金属ベース構造３０によって主に境界を定められる、中心エアキャビティ３２を備えるまたは封入する。業界標準によって「エアキャビティ」と呼ばれるが、エアキャビティ３２は、空気、別の不活性ガス、またはガス混合物を含有してよく、周囲環境に対して部分的に排気または加圧されてもされなくてもよい。ＲＦパッケージ２０は、エアキャビティ３２と周囲環境との間に漏出が生じたとしても比較的少ないように有用に製造されるが、エアキャビティ３２の気密性は実施形態によって異なる。
図１および図２は、それぞれ、例示的な実施形態に従って示される、ＨＴＰ基板２２を備える例示的なＲＦパッケージの断面図および断面等角図である。図示された例では、ＲＦパッケージ２０は、成形エアキャビティパッケージの形態をとる。しかしながら、ＲＦパッケージ２０は、代替の実装では、ガス含有キャビティがないオーバーモールドパッケージ（「プラスチックパッケージ」または「封入パッケージ」とも呼ばれる）、ウィンドウフレームアプローチを利用して構築されたエアキャビティパッケージ、またはノーリードパッケージもしくはガルウィングパッケージなどの異なるリード種類を含むＲＦパッケージなど、他の形態をとってよい。図１および図２において頂部から底部に進むと、ＲＦパッケージ２０は、蓋またはカバーピース２４と、複数の外向きに突出するパッケージリード２６と、下側成形パッケージ本体２８とを備える。成形パッケージ本体２８は、ＨＴＰ基板２２の周りに、具体的には、ＨＴＰ基板２２に備えられるフランジ状金属ベース構造３０の周りに形成される。ＲＦパッケージ２０は、カバーピース２４、成形パッケージ本体２８、およびＨＴＰ基板２２の金属ベース構造３０によって主に境界を定められる、中心エアキャビティ３２を備えるまたは封入する。業界標準によって「エアキャビティ」と呼ばれるが、エアキャビティ３２は、空気、別の不活性ガス、またはガス混合物を含有してよく、周囲環境に対して部分的に排気または加圧されてもされなくてもよい。ＲＦパッケージ２０は、エアキャビティ３２と周囲環境との間に漏出が生じたとしても比較的少ないように有用に製造されるが、エアキャビティ３２の気密性は実施形態によって異なる。
【0020】
成形パッケージ本体２８は、様々な異なる幾何形状および構造的特徴を有するように形成されることが可能である。図示された例では、具体的には、成形パッケージ本体２８は、底縁部分または下部周縁スカート３４を備えるように製造され、「下部」、「底部」という用語、および配向に関する同様の用語は、めっきされてもよくむき出しのままでもよい金属ベース構造３０の底部主面または裏面３６に対する近接に基づいて定義される。下部周縁スカート３４は、ＲＦパッケージ２０の中心線３８を中心として、ＨＴＰ基板２２の金属ベース構造３０の外周に対しボンディングされ、金属ベース構造３０の外周の周りに延びる。金属ベース構造３０の底部主面または裏面３６は、成形パッケージ本体２８に設けられており下部周縁スカート３４によって周縁部に境界が付定められた下部中央開口部を通じて露出する。このように金属ベース構造３０の裏面３６をＲＦパッケージ２０の外部または下側から露出させることによって、例えば、ＨＴＰ基板２２がパッケージ２０の（例えば、接地）端子として機能するときに有用であり得るように、金属ベース構造３０に対する電気接続が行われてよい。別の利点として、ベース構造裏面３６の露出領域は、以下に詳細に記載される通り、ＨＴＰ基板２２を通じる導体熱伝達によってＲＦパッケージ２０からの熱除去を促進するように、ＲＦパッケージ２０の熱界面として機能する。前述の利点は、図示される通り、一般に、ベース構造裏面３６の実質的な全体（表面積によって考慮される）ではないとしても、少なくとも大部分が、成形パッケージ本体２８の周縁スカート３４を通じて露出するときに最適化される。
【0021】
成形パッケージ本体２８は、パッケージ中心線３８に向かって内方に侵入するとともに金属ベース構造３０の上面またはダイ対向面４２の外周部分に沿って延在する、１つまたは複数の内方に延在するレッジ部分または「リード分離シェルフ４０」をさらに備える。リード分離シェルフ４０は、パッケージリード２６の内側終端部分の下にあり、パッケージリード２６は、ＲＦパッケージ２０のパッケージ内部へと延び、ＲＦパッケージ２０内に備えられるマイクロエレクトロニクスコンポーネント（例えば、以下に記載のＲＦパワーダイ４６，４８）との相互接続（例えば、ワイヤボンディング）用にエアキャビティ３２内に露出する。リード分離シェルフ４０は、実際には、介在誘電体層として機能し、パッケージまたはデバイス中心線３８に沿ってＲＦパッケージ２０を通じて垂直方向に見て、パッケージリード２６のそれぞれの下面と金属ベース構造３０（図１）の前面または上面４２との間に存在する。したがって、リード分離シェルフ４０は、リードフランジ電気絶縁を提供する一方で、パッケージリード２６とＨＴＰ基板２２とを機械的に接合するのをさらに補助する。最後に、リード分離シェルフ４０は、内部リード端部４４の周縁面を取り囲んでよい一方で、後続の電気的相互接続用にパッケージ内部から内部リード端部４４の上面を露出させたままにする。
【0022】
ＲＦパッケージ２０は、１つまたは複数のＲＦパワーダイを含む任意の数および種類のマイクロエレクトロニクスコンポーネントと、場合によっては、バイアス回路、高調波終端、インピーダンス整合ネットワークなどの他の回路を有する追加のＩＣダイとを備えることが可能である。図示された例では、ＲＦパッケージ２０は、第１のＲＦパワーダイ４６（図１～図５に示される）と、第２のＲＦパワー４８（図３～図５に示される）とを備える。ＲＦパワーダイ４６，４８は、焼結材料、はんだ材料、または導電性ダイ取付材料などの導電性ボンディング材料からなる１つまたは複数の本体または層５４，５６を利用して、ＨＴＰ基板２２に備えられるＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２にマウントされる。第１のＲＦパワーダイ４６をアドレス指定し、図１に排他的に示されるように、ＲＦパワーダイ４６の前面に存在する複数のボンドパッド５８は、例えば、複数のワイヤボンドアレイ６２を利用して、パッケージリード２６の露出した内部４４と電気的に相互接続されることが可能である。代替の実装では、ＲＦパワーダイ４６のボンドパッド５８を対応するパッケージ端子と電気的に相互接続するように、別の相互接続アプローチを用いてよい。第１のリード２６（ａ）は、ＲＦパッケージ２０の第１の側から突出し、ＲＦパワーダイ４６の入力（例えば、ゲート）端子に対し電気的に結合された入力リードとして機能する。一方、第２のリード２６（ｂ）は、パッケージ２０の第２の側、すなわち反対側から突出し、ＲＦパワーダイ４６の出力（例えば、ドレイン）端子に対し電気的に結合された出力リードとして機能する。特定の例では、ＨＴＰ基板２２は、自身がＲＦパッケージ２０の接地端子として機能してよい。したがって、ＨＴＰ基板２２は、ＲＦパワーダイ４６のソース端子に対し電気的に結合されてよい。具体的には、ＨＴＰ基板２２は、ＲＦパワーダイ４６に形成される１つまたは複数のピークまたはキャリアトランジスタのソース領域に対し電気的に結合されてよい。実施形態では、ＲＦパワーダイ４６は、バックメタル層６０（図１）を介してＨＴＰ基板２２に対し電気的に結合される。バックメタル層６０は、ＲＦパワーダイ４６の裏面に形成されためっき金属層または多層システムであってよい。
【0023】
ここで図１および図２とともに図３～図５を参照すると、ＲＦパッケージ２０は、特定の実施形態におけるドハティＰＡ回路構造への組込用に製造され、そうしたドハティＰＡ回路の一例は、図６とともに以下に記載される。そうした実施形態では、ＲＦパワーダイ４６は、パッケージリード２６（ａ），（ｂ）間に電気的に結合される、集積されたキャリアトランジスタ電力増幅器ＩＣを載せたキャリアＰＡダイとして機能してよい。比較すると、ＲＦパワーダイ４８は、図１および図２に示されるリード２６（ａ），２６（ｂ）と同様または実質的に同一である、図示されないパッケージリードの追加のセット間に電気的に結合されたピークトランジスタＩＣを載せたピークＰＡダイとして機能してよい。したがって、上記したものと同様に、ＲＦパワーダイ４８は、ＲＦパッケージ２０の第２の入力リードに対し結合された入力（例えば、ゲート）端子と、ＲＦパッケージ２０の第２の出力リードに対し結合された出力（例えば、ドレイン）端子と、ＨＴＰ基板２２（この例では、ＲＦパッケージ２０の接地端子として機能する）に対し結合されたソース端子とを有してよい。パッケージ化されたＲＦパワーダイ４６，４８の入力側および／または出力側におけるインピーダンス整合などの他の機能を提供するように、様々な追加のコンポーネント（例えば、追加のダイおよび／または表面実装デバイス（ＳＭＤ））がＲＦパッケージ２０へと組み込まれてよい。ＲＦパッケージ２０の内部にＲＦパワーダイ４６，４８（および任意の他の回路素子）を設置し、ＲＦパワーダイ４６，４８を対応するパッケージリードと相互接続した後、カバーピース２４を成形パッケージ本体２８の上に位置決めし、パッケージ本体２８の上部周縁部６４に対しボンディング、エアキャビティ３２を密閉する。特に、カバーピース２４の下部周縁は、カバーと本体との界面の周縁の周りに実質的に気密シールをもたらすように、ボンディング材料６６のリングによって成形パッケージ本体２８の上部周縁部６４に対しボンディングされてよい。また、さらなる実装では、ＲＦパッケージ２０は、エアキャビティおよびカバーピースがない完全封入パッケージの形態など、他の形態をとってよい。
【0024】
ＨＴＰ基板２２は、任意の実用的な数のＣＴＥ整合マウントパッドを備えるように作製されることが可能である。図１の例では、ＣＴＥ整合マウントパッドは、金属ベース構造３０の上面４２から上方に突出して、隆起したペデスタル状の支持フィーチャを形成する。実施形態では、ＨＴＰ基板２２は、１つまたは複数のＲＦパワーダイ（例えば、ＲＦパワーダイ４６，４８）、および場合によっては他の発熱マイクロエレクトロニクスコンポーネントが、適切な熱伝導性ボンディング材料を利用して取り付けられる、単一のＣＴＥ整合実装パッドを備えるように作成されてよい。他の例では、ＨＴＰ基板２２は、３つ以上のマウントパッドを備えてよい。３つ以上のマウントパッドは各々、異なる半導体ダイ、例えば、単段または多段増幅器セクションに含まれるＲＦパワーダイ、インピーダンス整合ネットワークを載せたダイ、バイアス回路を載せたダイ、またはＲＦパッケージ２０へと有用に組み込まれる別の種類の集積回路を載せたダイを支持する。図示された例では、図３～図５に最も明確に示されているように、ＨＴＰ基板２２は、金属ベース構造３０のダイ対向上面４２に対しボンディングされた２つのＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２を備える。特定の例では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、図５に示されるように、熱伝導性ボンディング材料７０，７１の１つまたは複数の層を利用して金属ベース構造３０にボンディングされてよい。この場合、熱伝導性ボンディング材料７０，７１は、はんだ材料、焼結材料、ろう付け材料、または比較的高い熱伝導率を有する他のボンディング材料からなってよい。他の実施形態では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、金属ベース構造３０に拡散ボンディングされる。その場合、導電性ボンディング材料層７０，７１は、ＨＴＰ基板２２から省略されてよい。ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は各々、金属ベース構造３０のダイ取付領域、すなわち、ベース構造３０の前面または上面４２に直交して（中心線３８に平行に）延びる軸に沿って見たときに、ＲＦパワーダイ４６，４８の直下にあるベース構造３０の領域を覆うように形成され位置決めされる。図示される例では、具体的には、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、ＨＴＰ基板２２の中心線に対して垂直に延びる軸、例えば、座標凡例６８（図１および図４）のＸ軸に対応するＲＦパッケージ２０の長さ方向に沿って間隔を空けて配置される。しかしながら、さらなる実施形態では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２の特定の寸法、形状、および空間的配向は、特定のＲＦパッケージ設計または回路レイアウトに最も適するように変更されてよい。
【0025】
引き続き図１～図５を参照すると、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２はそれぞれ、１つまたは複数の熱伝導性材料からなる。本明細書において現れる際、「熱伝導性」という用語は、摂氏２５℃で１０を超える熱伝導率（ワット／メートルケルビン）を有する材料として定義される。ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２はまた、支持されたＲＦパワーダイのそれぞれのＣＴＥよりも大きく、金属ベース構造３０のＣＴＥよりも小さいＣＴＥを有するように製造される。したがって、図示されている例では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０は、ＲＦパワーダイ４６のＣＴＥを超え、金属ベース構造３０のＣＴＥよりも小さいＣＴＥを有するように製造または選択される。同様に、ＣＴＥ整合マウントパッド５２には、ＲＦパワーダイ４８のＣＴＥを超えるが金属ベース構造３０のＣＴＥよりも小さいＣＴＥが与えられる。多くの場合、マウントパッドのＣＴＥは、ＲＦパワーダイ４６，４８のそれぞれのＣＴＥよりもベース構造３０のＣＴＥに近い。このように、ＲＦパワーダイ４６，４８のＣＴＥは、例えば、ダイ４６，４８を製造するために利用されるダイ技術、例えば、ＲＦパワーダイ４６，４８がバルクシリコン、層状ＧａＮ基板（例えば、窒化ガリウム／炭化ケイ素（ＧａＮ／ＳｉＣ）基板）、または別の半導体含有材料を利用して作製されるかどうかに応じて、実施形態間で変化する。さらに、例えば、ダイ４６，４８を製造するために異なるダイ技術が利用される場合、ＲＦパワーダイ４６，４８は異なるＣＴＥを有してよい。一般に、ＲＦパワーダイ４６，４８は、各々６．５よりも小さいＣＴＥを有することが多く、多くの場合、それぞれ約３～約５の範囲のＣＴＥを有してよい。比較すると、実施形態では、金属ベース構造３０のＣＴＥは、ベース構造３０が作製される１つまたは複数の材料に応じて、ダイのＣＴＥを２倍以上上回ってよい。例えば、金属ベース構造３０が重量で支配的にＣｕからなる実施形態では、金属ベース構造３０は、約１６～約１７の範囲のＣＴＥを有してよく、一方、ダイのＣＴＥは、６．５よりも小さい、場合によっては５よりも小さくてよい。他の例では、金属ベース構造３０は、複数の材料層（１つまたは複数のＭｏ含有層を含む）から作製されてよく、以下でさらに説明するように、前述の範囲よりも小さい累積ＣＴＥを有してよい。
【0026】
マウントパッドのＣＴＥをさらに説明すると、多くの場合、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、類似または同一の組成を有し、したがって、実質的に同等のＣＴＥを共有する。他の実装では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、マウントパッドによって支持される１つまたは複数のマイクロエレクトロニクスコンポーネントの特性（例えば、支持されるＲＦパワーダイのＣＴＥ、または大量の過剰な熱を発生するＲＦパワーダイの傾向）に合わせて調整された異なるＣＴＥをマウントパッド５０，５２に与えるように選択された異なる構成または様々な組成を有してよい。ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は各々、目標ＣＴＥと、比較的高い熱伝導率および電気伝導率などの他の望ましい特性とを有する単一の（例えば、均質または複合）材料からなるモノリシック構造であってよい。この場合、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、所望の範囲内にあるＣＴＥを有し、比較的高い熱伝導率を有し、多くの場合さらに比較的高い導電率を有する、複合材料または金属材料（例えば、ＭｏまたはＭｏ－Ｃｕ合金）から各々なるモノリシックまたは単体ブロック状構造であってよい。これに代えて、図１～図５に示されるように、ＣＴＥ整合マウントパッド５０は、任意の実用的な数のマウントパッド層７２，７４，７６，７８（図２において特定される）を備えることが可能である層状構造または積層構造として製造されてよい。例えば、この後者の場合、層７２，７４，７６，７８は各々金属材料からなってよく、そのように構成される場合、本明細書では「金属層」と呼ばれ得る。所与の金属層は、数例を挙げると、本質的にＣｕ、Ｍｏ、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはニッケル（Ｎｉ）などの本質的に純粋な金属（すなわち、重量で９９．９％を超える純度を有する金属）から全体が構成されてよい。他の例では、特定の「金属層」は、その主成分として１つまたは複数の金属（例えば、Ｃｕおよび／またはＭｏ）を、場合によってはより少量の他の金属または非金属成分に加えて含有する合金または複合材料からなってよい。実施形態では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は各々、金属ベース構造３０の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有してよく、マウントパッド５０，５２を製造する際に実現される許容可能なトレードオフは、減少したＣＴＥを有する一方で、ベース構造３０または従来の金属ベースフランジと比較してわずかから適度に減少した熱（および場合によっては電気）伝導率も有する。
【0027】
様々な実装では、ＨＴＰ基板２２に備えられる１つまたは複数のＣＴＥ整合マウントパッド（例えば、マウントパッド５０，５２）は、３～５つのマウントパッド層を備えることができるが、所与のＣＴＥマウントパッドは、わずか２つの層または５つを超える層を有してよい。図示されている例では、具体的には、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は各々、４つのマウントパッド層７２，７４，７６，７８を備える。これらのマウントパッド層は、積み重ねられた関係または積層関係によりボンディングされる。この場合、上部マウントパッド層７２は、下部にあるマウントパッド層７４，７６，７８のうちの１つ以上よりも大きい熱伝導率およびＣＴＥを有する材料からなってよい。例えば、特定の実施形態では、上部マウントパッド層７２は、本質的に純粋なＣｕ、またはこれに代えて、マウントパッド層７４，７６，７８のうちの１つ以上のＣｕ含有量よりも高いＣｕ含有量を有するＣｕベースの合金または複合材料からなってよい。１つの実施形態では、上部マウントパッド層７２および中間マウントパッド層７６は各々、第１のＣｕ含有量を有するＣｕベースの合金または複合材料からなる一方で、中間マウントパッド層７４および下部マウントパッド層７８は、Ｃｕがないか、またはより少ない重量のＣｕを含む異種の合金または複合材料からなる。さらに、マウントパッド層７４，７８は、本質的に純粋なＭｏ（約５以上のＣＴＥを有する）、またはマウントパッド層７２，７６のＣｕ含有量よりも少ないＣｕ含有量を有するＣｕ－Ｍｏ複合材料もしくは合金などのＭｏベースの材料からなってよい。したがって、マウントパッド層７４，７８の熱伝導率は、マウントパッド層７２，７６の熱伝導率よりもわずかに小さくてよい（依然として客観的に高いが）一方で、金属層７４，７８のそれぞれのＣＴＥは、マウントパッド５０，５２の実効累積ＣＴＥを減少させるように、マウントパッド層７２，７６のＣＴＥよりも小さい。
【0028】
金属材料からなる場合、実装パッド層７２，７４，７６，７８の主面は、めっきされてよく、コーティングされてよく、またはむき出しのままであってよい。代替の実施形態では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、多層組成を有してよく、または異なる材料領域からなってよく、１つまたは複数の層（または領域）は、ダイヤモンドポリカーボネート材料、複合材料（例えば、ダイヤモンドＡｕ、ダイヤモンドＡｇ、およびダイヤモンドＣｕなどのダイヤモンド－金属複合材料）、熱分解グラファイト、ならびにグラフェンおよびカーボンナノチューブ充填材料などの炭素の同素体を含有する材料など、本質的に純粋な銅の熱伝導率（例えば、３８６ワット毎メートルケルビン（Ｗ／ｍ・Ｋ））を超える熱伝導率を有する材料からなる。これに代えて、また上述した通り、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、さらなる実装ではモノリシックまたは非層状の組成を有してよく、各々、比較的高い熱伝導率を有し、ＲＦパワーダイ４６，４８が金属ベース構造３０に電気的に結合されるとき、比較的高い導電率を有する、金属材料または本明細書を通じて言及される他の材料のいずれかからなってよい。さらに、複合材料ブロックとして製造される場合、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２の選択された表面は、以下に記載のマウントパッドベース構造界面またはボンドラインに沿って高インテグリティの冶金ボンドを提供するように、（例えば、Ａｇ含有めっき層または多層システムにより）コーティングまたはめっきされてよい。
【0029】
マウントパッド層７２，７４，７６，７８が積み重ねられた関係または垂直に重なる関係によりボンディングされる特定の手法は、実施形態間で異なり得る。特定の場合には、マウントパッド層７２，７４，７６，７８は、接合層７０と合わせて以下に記載される種類のはんだ、ろう付け、または焼結材料などの熱伝導性ボンディング材料を利用してボンディングしてよい。他の例では、マウントパッド層７２，７４，７６，７８は、拡散ボンディングによって接合される。そうした例では、マウントパッド層７２，７４，７６，７８は、最初に比較的大きい材料のシートとして提供されてよい。それらのシートは積層構造としてボンディングされ、続けて、材料除去または形成処理（例えば、レーザ切断、鋸引き、スタンピングなど）を受けて、積層シートを所望の寸法およびトポロジを有する複数のマウントパッドへと分離する。異なる組成が与えられるとき、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、このようにして異なるシートまたはパネルから劈開されるか、または作製されてよい。対照的に、同一の組成または構造を有するように作製されるとき、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、積層金属層の共通シートから切断または劈開されてよい一方で、パネルは、グリッドまたはストリップレイアウトなどの所望の空間レイアウトまたはアレイに配置されたボンドパッドの比較的大きなアレイとして、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２を物理的に相互接続する材料のより小さな接続セグメント（例えば、以下に記載のタイバー）を残すようにトリミングされる。
【0030】
上記の製造アプローチは、大規模製造処理において、多数のＣＴＥ整合マウントパッドを対応する数のベース構造（相互接続されたアレイとしても潜在的に提供される）に位置決めしてボンディングすることを可能にすることによって、製造を合理化することができる。この場合、そうした接続セグメントまたはタイバーは、ＨＴＰ基板２２へと一体化され、横方向に、すなわち座標凡例６８のＸ－Ｙ平面において、マウントパッド５０，５２から外向きに延びてよい。例えば、図３～図５に示されるように、中間タイバー８８は、隣接するマウントパッド５０，５２を物理的に相互接続するように、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２間に延びてよい。一方、周縁タイバー９０は、図７および図９と合わせて以下に説明されるように、最初にＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２をより大きいマウントパッドアレイと相互接続するように、マウントパッド５０，５２から側方外側方向にさらに延びる。これに加えて、周縁タイバー９２（図３および図５）は、同様に金属ベース構造３０から延びて、ベース構造３０を、ＨＴＰ基板およびＲＦパッケージ作製中に処理される金属ベース構造のより大きなアレイと最初に相互接続してよい。タイバー９０，９２が設けられる場合、タイバー９０，９２は、図７～図１０と合わせて以下にさらに説明されるように、例えば、より大きなシートまたはブロックの材料からタイバー９０，９２およびマウントパッド５０，５２を切断、スタンピング、または形成することによって、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２と一体に形成されてよい。
【0031】
少なくともいくつかの実装では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、金属ベース構造３０へと少なくとも部分的に埋め込まれるか、または金属ベース構造３０内に嵌め込まれてよい。例えば、図５に最も明確に示されるように、金属ベース構造３０は、マウントパッド５０，５２が収容される開放凹部またはソケット状キャビティ８０，８２を備える製造されてよい。キャビティ深さおよび幾何学的な複雑さに応じて、開放キャビティ８０，８２は、スタンピングなどの形状決定または形成技術を利用して、部分的にまたはその間に形成されてよい。これに加えてまたはこれに代えて、開口キャビティ８０，８２は、金属ベース構造３０の上面４２へと開口キャビティ８０，８２を切削するコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械加工または放電加工（ＥＤＭ）ツールなどの材料除去処理を利用して形成されてよい。開放キャビティ８０，８２には、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２の平面形状に実質的に一致する平面形状と、マウントパッド５０，５２の平面寸法（例えば、長さおよび幅）と実質的に等しいがわずかに大きい平面寸法とが与えられてよいが、特定の実施形態では、追加のボンディング材料またはボンディング材料のオーバーフローを収容するように、開放キャビティ８０，８２の側壁とＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２の側壁との間に周縁間隙が提供されてよい。
【0032】
図１～図５に示されるように、開放キャビティ８０，８２のそれぞれの深さは、パッケージの厚さ方向に（座標凡例６８のＺ軸に沿って）測定される際、マウントパッド５０，５２の厚さよりも小さくてよい。その結果、マウントパッド５０，５２は、金属ベース構造３０の上面または前面４２から上方に突出して、ＲＦパワーダイ４６，４８がマウントされるまたは取り付けられる隆起したペデスタル状のフィーチャを形成してよい。他の例では、開放キャビティ８０，８２のそれぞれの深さは、上部マウントパッド面が、ベース構造３０の上面４２と実質的に同一平面上にある（またはわずかに下に凹設される）ように、マウントパッド５０，５２の厚さと実質的に等しくてよい（または場合によってはそれよりも大きくてよい）。さらに、マウントパッド５０，５２がベース構造３０へと嵌め込まれ、タイバー８８，９０によって相互接続される実施形態では、複数の細長い凹部、トレンチ、または開放チャネル８４，８６をベース構造３０にさらに形成してよい。図５に最もよく示されるように、チャネル８６は、開放キャビティ８０，８２間に延び、マウントパッド構造（ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２およびタイバー８８，９０）が金属ベース構造３０に対して位置決めされるときに、中間タイバー８８を収容するかまたは配置してよい。比較すると、周縁タイバー９０は、ベース構造３０の前面４２に形成された周縁チャネル８４内に部分的にまたは全体的に収容されてよい。タイバー９０は、ベース構造タイバー９２の上方に延び、ベース構造タイバー９２と実質的に平行である。タイバー９０，９２は、成形パッケージ本体２８の反対の側壁９４，９６までさらに延びてよく、これらの側壁９４，９６は、図７～図１０と合わせて以下に説明されるように、パッケージオーバーモールドおよびシンギュレーションの後に形成される。
【0033】
ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、マウントパッドとベース構造との界面を横切る熱の低熱抵抗伝導を可能にする任意の手法により、金属ベース構造３０にボンディングまたは接合されることが可能である。この点に関して、実施形態では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２を拡散によって金属ベース構造３０に対し接合してよい。そうした場合、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２および金属ベース構造３０に、８００℃に近いまたはそれを超える温度などの高温下で、マウントパッドとベース構造との界面に所望の拡散ボンディングを形成するのに十分な時間、収束圧力をかけてよい。他の例では、図５に示されるように、熱伝導性ボンディング材料７０，７１を、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２と金属ベース構造３０との間の界面に付与して、ボンディング接合、界面マウントパッドとベース構造との界面を生成してよい。適切なボンディング材料７０，７１の例には、はんだ、熱伝導性ダイ取付材料、ろう付け材料、および焼結材料が含まれる。焼結材料に関して、特に、そうした焼結ボンディング層は、１つまたは複数の焼結金属から重量で主になってよく、そうした焼結金属は、Ａｇ、Ｃｕ、およびＡｕの任意の組み合わせを潜在的に含む。多くの場合、焼結ボンディング層は、Ａｇを重量で支配的な成分として含有しない場合、微量でない量のＡｇを含有してよい。例えば、少なくともいくつかの実装では、焼結ボンディング層は、有機材料を含まず、本質的に焼結Ａｇからなる（すなわち、重量で９９％以上の焼結Ａｇを含有する）ように配合されてよい。他の実施形態では、焼結ボンディング層は、図７および図８と合わせて以下にさらに記載されるように、焼結Ａｇと、ダイボンド層の適応性を向上させるように添加されるエポキシなどの１つまたは複数の有機材料とから本質的になってよい。さらに別の実施形態では、ＨＴＰ基板２２を作製する際に、上記のボンディング種類の組合せ、および／または、場合によっては、ベース構造３０に対するマウントパッド５０，５２の機械的捕捉（例えば、焼きばめ技法を利用する）を利用してよい。
【0034】
ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２の平面形状、寸法、および空間的配置は、ＨＴＰ基板２２、より広くはＲＦパッケージ２０の実施形態間で異なる。このように、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は、一般に、マウントパッド５０，５２の上面（金属ベース構造３０から離れる方向を向く）が、金属ベース構造３０の上面４２の表面積よりも小さく、マウントパッド５０，５２にそれぞれ取り付けられたときにＲＦパワーダイ４６，４８によって覆われるダイマウント領域９８，１００（図１～図５で識別される）の表面積よりも大きい累積表面積を有するように形状決定および寸法決定される。言い換えれば、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は各々、ＲＦパワーダイ４６，４８のそれぞれのフットプリントの長さおよび幅よりも大きい平面寸法（例えば、長さおよび幅）を有するように寸法決定される。実施形態では、金属ベース構造３０の最大厚さ（図１において矢印１０２によって識別される）は、座標凡例６８のＹ軸に対応するパッケージの厚さ方向において測定される際、各ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２の最大厚さ（図２の矢印１０４によって識別される）を超えてよいが、他の例ではそうでなくてよい。実施形態では、金属ベース構造３０は、パッケージの厚さ方向（座標凡例６８のＺ軸に対応する）において測定される際、約１０～約６５ミル（約０．２５４ｍｍ～約１．６５ｍｍ）、場合によっては約１５～約３０ミル（約０．３８１ｍｍ～約０．７６２ｍｍ）の範囲の最大厚さをさらに有してよい。比較すると、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２は各々、約２ミル～約６０ミル（約０．０５０８ｍｍ～約１．５２４ｍｍ）の範囲の最大厚さまたは平均厚さを有してよく、実施形態では、場合によっては、約２０ミル～約２５ミル（約０．５０８ｍｍ～約０．６３５ｍｍ）の範囲の最大厚さまたは平均厚さを有してよい。例えば、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２が、１つ以上のＭｏ層が散在する（すなわち、交互に積み重ねられたまたは層状の関係により配置された）２つ以上のＣｕ層を各々備える製造される１つの実装では、マウントパッドの厚さは、約２ミル～約６０ミル（約０．０５０８ｍｍ～約１．５２４ｍｍ）の範囲であってよい。他の実装では、金属ベース構造３０およびＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２のそれぞれの厚さは、前述の範囲より大きいかまたは小さくてよい。図１～図５に示されるように、多層構造を有するとき、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２に備えられる層７２，７４，７６，７８（図２）のそれぞれの厚さは、実質的に同等または均一であることが多いが、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２の層間厚さは、さらなる実装では、例えば、マウントパッド５０，５２の特性を最適化するように、またはマウントパッド５０，５２の材料費を削減するように変化させることが可能である。
【0035】
金属ベースフランジ３０の平面寸法（長さおよび幅）と比較して減少した平面寸法を有するようにＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２を形成することによって、ＨＴＰ基板２２とＲＦパワーダイ４６，４８との間のダイと基板との界面におけるＣＴＥ不整合の所望の低減をもたらしながら、ＨＴＰ基板２２内の費用がより高い材料の体積を最小化することが可能である。同時に、金属ベースフランジ３０は、パッケージの高さ方向（やはり、座標凡例６８のＺ軸に対応する）において測定された際に、マウントパッド５０，５２によって覆われていないベースフランジ３０の周縁領域における金属ベースフランジ３０のより大きな厚さに起因して、比較的高い剛性を保持し得る。その結果、金属ベースフランジ３０は、実質的に同等の寸法の多層フランジと比較して、高温処理中の反りに起因する平坦さの変動などの所望されない寸法変化に対して耐性を有し得る。さらなる利点として、ＨＴＰ基板２２は、例えば、特定のパッケージレイアウトに最も適するように、または異なるＲＦパワーダイおよび場合によっては他のパッケージ化されたマイクロエレクトロニクスコンポーネントの固有の冷却ニーズに合わせた熱散逸性能を提供するように、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２のそれぞれの位置決め、構造、および大きさの変動を可能にすることによって、比較的高いレベルの設計柔軟性を製造者に与える。結果として、実施形態では、ＨＴＰ基板２２は、以下でさらに説明されるように、ＲＦパッケージ２０内の１つまたは複数の対象ＲＦパワーダイからの増加した熱散逸、またはそれと整合する増加したＣＴＥを提供するように容易に設計または構造的に適合され得る。
【0036】
ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２の寸法合わせを通じて、マウントパッド５０，５２は、様々な大きさのＲＦパワーダイおよび他のマイクロエレクトロニクスコンポーネントを支持するように、および／または各々が任意の実用的な数のマイクロエレクトロニクスコンポーネントを支持するように、形状決定および寸法決定されることが可能である。同様に、それぞれのマウントパッド体積を微調整するためのそうした寸法合わせを通じて、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２が、支持されたデバイス（例えば、ＲＦパワーダイ４６，４８）から過剰な熱を伝達するレートが変化することが可能である。したがって、特定のマイクロエレクトロニクスデバイス（例えば、特定のＲＦパワーダイ種類）へのより大きいまたはより小さい程度の熱除去または熱拡散を提供して、その機能を最適化するように最適化されることが可能である。非限定的な例として、ＲＦパワーダイ４６，４８が、ドハティＰＡ回路構造へと組み込まれたキャリアおよびピークＰＡダイの形態をとる実施形態を考える。この場合、ＲＦパワーダイ４６（ここでは、キャリアトランジスタＩＣを載せたキャリアＰＡダイの形態をとる）は、ＲＦパワーダイ４８（ここでは、ピークトランジスタＩＣを載せたピークＰＡダイの形態をとる）と比較して、パッケージ動作中により多量の過剰な熱を生成する傾向を有し得、ＲＦパワーダイ４８は、より長期間にわたって非導通ＯＦＦ状態のままであり得る。したがって、ＣＴＥ整合マウントパッド５０（ＲＦパワーダイ４６を支持する）は、例えば、マウントパッド５２の平面寸法（例えば、幅および／または長さ）よりも大きい平面寸法をマウントパッド５０に与えることによって、ＣＴＥ整合マウントパッド５２の体積を超える体積を有するよう寸法決定にされてよい。例えば、図４に最もよく見られるように、ＣＴＥ整合マウントパッド５０には、マウントパッド５２の長さおよび幅を超える長さ（座標凡例６８のＸ軸に沿って測定される）および幅（座標凡例６８のＹ軸に沿って測定される）の両方が与えられてよい。ＲＦパッケージ２０が組み込まれ得るドハティ回路構造の追加の記載が、これより図６とあわせて提供される。
【0037】
図６は、本開示の実施形態において、図１～図５に示される例示的なＲＦパッケージ２０に備えられるＲＦパワーダイを利用して部分的に実装され得るドハティＰＡ回路１０６の簡略化された概略図である。特に、ドハティＰＡ回路１０６のトランジスタ増幅器セクション１０８，１１０は、ＲＦパッケージ２０内に備えられるＲＦパワーダイ４６，４８を利用して提供されてよく、残りの回路構造は、ＲＦパッケージ２０および他のパッケージまたはデバイスがマウントされるマザーボードまたは他のシステムレベルＰＣＢを利用して製造される。さらなる実施形態では、ＲＦパッケージ２０は、以下に記載の電力分割器、インピーダンス整合ネットワーク、位相遅延素子、結合器ノード、およびＰＡ回路設計において一般に用いられる種類の他の回路素子の任意の組合せを備える、より大きな割合のドハティＰＡ回路１０６を包含または含有するように製造されることが可能である。以下に記載の入力側および出力側インピーダンス整合ネットワークに関して、特に、このような整合ネットワークは、任意の数のＩＣダイ上に実装されることが可能であり、これらのＩＣダイは、ＲＦパッケージ２０へと組み込まれてよく、図１～図５と合わせて上記されたＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２に類似したＣＴＥ整合マウントパッドに各々マウントされてよく、複数のダイを単一のＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２に、ダイを支持する１つまたは複数のマウントパッドに対する適切な寸法変化を伴ってマウントされてよく、またはインピーダンス整合ネットワークまたはバイアス回路を載せたＩＣダイなどの特定のＩＣダイを、各個々のダイの熱散逸の必要性に応じて金属ベース構造３０に対し直接マウントされてよい。
【0038】
図６の例では、ドハティＰＡ回路１０６は、入力ノード１０９と、出力ノード１１１と、ノード１０９，１１１間に電気的に結合された電力分割器１１２（またはスプリッタ）とを備える。ドハティＰＡ回路１０６はまた、主またはキャリア増幅器信号経路（矢印１１４によって表される）と、補助またはピーク信号増幅経路（矢印１１６によって表される）と、信号増幅経路１１４，１１６が収束する結合ノード１１８とを備える。負荷１２０は、ドハティＰＡ回路１０６から増幅されたＲＦ信号を受信するように、（例えば、図示されていないインピーダンス変換器を通じて）結合ノード１１８に対し電気的に結合される。電力分割器１１２は、入力ノード１０９において受信された入力ＲＦ信号の電力を、以下で「キャリア入力信号」および「ピーク入力信号」と呼ばれるキャリア部分およびピーク部分へと分割するように構成される。キャリア入力信号は、電力分割器出力１２２を介してキャリア増幅経路１１４に提供され、一方、ピーク入力信号は、電力分割器出力１２４を介してピーク増幅経路１１６に提供される。キャリア増幅器セクション１０８およびピーク増幅器セクション１１０が負荷１２０に電流を同時に供給する全電力モードにて動作するとき、電力分割器１１２は、信号増幅経路１１４と１１６間において入力信号電力を分配する。回路１０６に対称ドハティＰＡ構成が与えられるとき、電力分割器１１２は、入力信号電力の約半分が各信号増幅経路１１４，１１６に提供されるように、ほぼ均等に電力を配分してよい。回路１０６に非対称ドハティＰＡ構成が与えられるときなどの他の例では、電力分割器１１２は、信号増幅経路１１４，１１６間で不均等に電力を配分し得る。次いで、本質的に、電力分割器１１２は、入力ノード１０９にて供給される入力ＲＦ信号を分割し、分割された信号部分は、キャリア（主）増幅経路１１４およびピーク（補助）増幅経路１１６に沿って別々に増幅される。
【0039】
キャリア増幅器セクション１０８およびピーク増幅器セクション１１０は各々、増幅器セクション１０８，１１０を通じて伝導するＲＦ信号を増幅するための１つ以上のパワートランジスタＩＣを備える。各パワートランジスタＩＣは、半導体ダイ（例えば、図１～図５に示されるＲＦパワーダイ４６，４８）上に作製され、単段または多段構成を与えられてよい。実施形態では、キャリア増幅器セクション１０８およびピーク増幅器セクション１１０の一方または両方のすべての増幅器段（または最終増幅器段）は、シリコンベースのＦＥＴ（例えば、横方向拡散金属酸化物半導体ＦＥＴまたはＬＤＭＯＳ ＦＥＴ）またはＩＩＩ－Ｖ ＦＥＴ（例えば、ＧａＮ ＦＥＴ、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ＦＥＴ、ガリウムリン（ＧａＰ）ＦＥＴ、リン化インジウム（ＩｎＰ）ＦＥＴ、もしくはアンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）ＦＥＴ、または別の種類のＩＩＩ－Ｖトランジスタ）のうちのいずれかを利用して実装されてよい。キャリアおよびピークトランジスタＩＣは、例えば、回路１０６が対称ドハティ構成を有するとき、均等な大きさであってよい。これに代えて、キャリアおよびピークトランジスタＩＣは、異なる非対称的なドハティ構成の場合には、不均等な大きさを有してよい。用語「大きさ」は、この文脈において現れる際、パワートランジスタＩＣの能動的な周縁または能動ゲート全幅を参照して利用される。非対称的なドハティ構成では、具体的には、キャリアトランジスタＩＣは、ピークトランジスタＩＣよりも何倍か大きくてよい。例えば、キャリアトランジスタＩＣは、キャリアトランジスタＩＣがピークトランジスタＩＣの電流搬送能力の約２倍を有するように、ピークトランジスタＩＣの大きさの２倍であってよい。同様に、２：１以外のキャリア－ピーク増幅器ＩＣ大きさ比が実装されてよい。特に、ＲＦパワーダイ４６，４８のそれぞれの大きさが互いに対して異なるとき、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２のそれぞれの大きさ（例えば、平面寸法）もまた、そのように所望される場合、ダイの大きさの不一致または差異をより良く収容するように設計によって異なってよい。
【0040】
前述の段落は、主として、ＦＥＴベースの増幅器セクションを利用して実装されるドハティＰＡ回路１０６の例示的な実装に焦点を当てているが、代替の実施形態は、限定されないが、バイポーラトランジスタを含む他のトランジスタ技術を利用して実装されることが可能である。したがって、ドハティＰＡ回路１０６の実施形態では、ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、およびそれらの組合せを含む任意の適切なトランジスタ技術を利用して、任意のまたすべての増幅器段を実装することが可能である。用いられる特定のトランジスタ技術にかかわらず、ドハティＰＡ回路１０６のキャリア増幅器セクション１０８は、一般に、クラスＡＢモードにて機能するようにバイアスをかけられ、一方、ピーク増幅器セクション１１０は、クラスＣモードにて機能するようにバイアスをかけられる。低電力レベルでは（例えば、ノード１０９における入力信号の電力が増幅器セクション１１０の作動閾値レベルよりも小さいとき）、ドハティＰＡ回路１０６は、低電力モードまたはバックオフモードにて動作する。低電力モードにおいて、キャリア増幅器セクション１０８は、典型的には、負荷１２０に電流を供給する唯一の増幅器である。しかしながら、入力信号の電力がピーク増幅器セクション１１０の閾値レベルを超えるとき、ドハティＰＡ回路１０６は、キャリア増幅器セクション１０８およびピーク増幅器セクション１１０が負荷１２０に電流を同時に供給する高電力モードにおける動作に遷移する。この点において、ピーク増幅器セクション１１０は、結合ノード１１８において能動負荷変調を提供し、キャリア増幅器１０８の電流の連続した実質的に線形の増加を可能にする。
【0041】
ドハティＰＡ回路１０６の実施形態では、インピーダンス整合ネットワーク１３０，１３２（入力ＭＮｍ、出力ＭＮｍ）が、キャリア増幅器セクション１０８の入力および出力において実装されてよい。同様に、インピーダンス整合ネットワーク１３４，１３６（入力ＭｎＰ、出力ＭｎＰ）が、ピーク増幅器セクション１１０の入力および出力において実装されてよい。各場合において、整合ネットワーク１３０，１３２，１３４，１３６は、負荷インピーダンスおよびソースインピーダンスに向かって回路インピーダンスを次第に増加させるように機能してよい。いくつかの実装では、インピーダンス整合ネットワーク１３０，１３２，１３４，１３６は、ＲＦパッケージ２０の内側に部分的にまたは全体的に実装されてよい。そうした実施形態では、インピーダンス整合ネットワーク１３０，１３２，１３４，１３６は、ＨＴＰ基板２２の代替の実施形態に備えられる追加のＣＴＥ整合マウントパッドに対しボンディングされ得るか、より少数の比較的大きいＣＴＥ整合マウントパッドに対しボンディングされ得るか、または場合によっては、ＲＦパワーダイ４６，４８および増幅器セクション１０８，１１０に対して比較的適度な熱散逸の必要性を有するとき、金属ベース構造３０の上面４２に対し直接ボンディングされ得る、複数のＩＣダイ上に実装されてよい。他の例では、インピーダンス整合ネットワーク１３０，１３２，１３４，１３６は、ＲＦパッケージ２０がマウントされるＰＣＢ上など、ＲＦパッケージ２０の外側に全体的または部分的にマウントされてよい。
【0042】
図６の例では、ドハティＰＡ回路１０６は、標準負荷ネットワーク構成を有する。したがって、入力側回路部は、例えばドハティＰＡ回路１０６の動作中心周波数において、キャリア増幅セクション１０８に供給される入力信号に対して、ピーク増幅セクション１１０に供給される入力信号が９０度遅延するように構成される。キャリアおよびピーク入力ＲＦ信号が約９０度の位相シフトで増幅器セクション１０８，１１０に到達することを確実にするように、位相遅延素子１３８をドハティＰＡ回路１０６へと組み込んで、ピーク入力信号に約９０度の位相遅延を提供してよい。例えば、位相遅延素子１３８は、約９０度の電気長を有する４分の１波長伝送線路または別の適切な種類の遅延素子を含んでよい。増幅器セクション１０８，１１０の入力におけるキャリア増幅経路１１４とピーク増幅経路１１６との間の生じた９０度の位相遅延差を補償し、それによって、増幅信号が結合ノード１１８において同相にて到達することを確実にするように、出力側回路部分は、キャリア増幅器１０８の出力と結合ノード１１８との間の信号に約９０度の位相遅延を付与するように構成される。これは、ドハティＰＡ回路１０６自身に備えられても備えられなくてもよい追加の遅延素子１４０の提供によって達成されてよい。
【0043】
ドハティＰＡ回路１０６は、図示されている実施形態では標準負荷ネットワーク構成を有するが、代替の実装では、他の負荷ネットワーク構成が可能である。例えば、代替の実装では、ドハティＰＡ回路１０６は、代替（または「反転」）負荷ネットワーク構成を代わりに有してよい。この場合、入力側回路部分は、キャリア増幅器セクション１０８に供給される入力信号が、ドハティＰＡ回路１０６の動作の中心周波数において、ピーク増幅器セクション１１０に供給される入力信号に対して約９０度遅延するように構成されてよい。それに対応して、出力側回路部分は、ピーク増幅器セクション１１０の出力と結合ノード１１８との間の信号に約９０度の位相遅延を付与するように構成されてよい。様々な実装では、電力増幅器セクション１０８，１１０は各々、ＨＴＰ基板２２に対しボンディング単段または多段パワートランジスタダイを備えてよい。さらに、上述の通り、電力増幅器セクション１０８，１１０、ならびにインピーダンス整合ネットワーク１３０，１３２，１３４，１３６のうちの一部は、ドハティＰＡ回路１０６の形態により実装されてよい。入力および出力整合ネットワーク１３０，１３２，１３４，１３６、またはそれらのうちの一部は、ＲＦパワーダイ４６，４８内に集積された回路内の追加のコンポーネントとして実装されてよい。電力増幅器セクション１０８，１１０の一方または両方は、より複雑な実施形態において、複数の並列増幅経路（単一の増幅経路ではなく）を用いて実装されてよい。例えば、例示的な非対称ドハティ構成では、キャリア増幅器セクション１０８は、２つ（またはより多くの数）の並列増幅経路により実装されてよいが、ピーク増幅器セクション１１０は、３つ（または何らかの他の数）の並列増幅経路により実装される。さらに、Ｎ通りドハティ増幅器（Ｎ＞２）の場合、ドハティＰＡ回路１０６は、異なる構成またはレベルの複数のピーク増幅器を備えてよい。
【0044】
このように、例えば、ＲＦパワーダイ４６，４８が、ＲＦ信号増幅目的のために利用されるトランジスタ含有ＩＣを載せたキャリアおよびピークＰＡダイの形態をとるとき、ＲＦパッケージ２０（図１～図５）の実施形態が有益に統合され得るドハティＰＡ回路を説明した。他の実装では、ＲＦパッケージ２０は、ＲＦ信号増幅目的のために利用されても利用されなくてもよい別の種類の回路へと組み込まれてよい。次いで、一般に、前述の記載は、例えば、図６に関連して後述されるものなどのドハティＰＡ回路においてキャリアＰＡダイとして機能するときのＲＦパワーダイ４６の場合であり得るように、ＲＦパッケージ２０が様々な熱散逸ニーズを有するＲＦパワーダイを備え、ＨＴＰ基板２２のＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２に潜在的に様々な大きさおよび／または構造が与えられて、過剰な熱発生の傾向がより大きい所与のＲＦパワーダイからの熱散逸を増加させ、および／またはそのＲＦパワーダイとのＣＴＥ不整合を減少させる用途の非限定的な例として提供されるにすぎない。それにもかかわらず、ＲＦパッケージ２０の実施形態は、任意の特定の用途または状況における使用に限定されず、ＨＴＰ基板２２の実施形態も、特定の種類のＲＦパッケージへの組み込みに限定されない。むしろ、代替の実施形態では、ＲＦパッケージ２０およびＨＴＰ基板２２は、上述の例に対して異なることが可能である。例えば、さらなる実装では、ＨＴＰ基板２２は、複数のＲＦパワーダイがマウントされる、増加した平面寸法（金属ベース構造３０に対して）を有する、単一のＣＴＥ整合マウントパッドを備えてよい。ＨＴＰ基板２２は、ＣＴＥ整合ボンドパッドが接合されるＰＣＢ埋め込みスラグまたはコインなどの別の種類の金属ベース構造を備えてよく、および／またはＨＴＰ基板２２は、電気的にルーティングされた基板またはリードフレームベースのアプローチを利用して作製されたＲＦパッケージへと組み込まれてよい。これに関する追加の記載が、図１１～図１４と合わせて以下に提供される。しかしながら、最初に、ＨＴＰ基板２２が、大規模アレイベースの製造処理を利用して、複数の類似のＨＴＰ基板と並行して作製され得る例が、図７～図１０と合わせて説明される。
【0045】
ＨＴＰ基板および関連するＲＦパッケージを製造するための例示的な処理
次に図７～図９を参照すると、ＨＴＰ基板２２の２つの例が、製造の様々な段階において示されている。最初に図７を参照すると、ＨＴＰ基板２２は、製造の不完全な状態において示され、参照番号「２２｀」によって識別され、プライム記号（｀）は、不完全なまたは部分的に作製された状態における構造要素を示すときに参照番号に付加される。図示されている実施形態では、ＨＴＰ基板２２｀は、アレイベースの製造アプローチを利用して製造される。特に、ＨＴＰ基板２２｀（およびＨＴＰ基板２２｀を利用して製造される後述のＲＦパッケージ２０｀）は、直線またはストリップレイアウトを有する相互接続されたＨＴＰ基板２２｀のアレイを利用して作製される。この点に関して、製造処理は、相互接続された金属ベース構造３０｀の細長いストリップまたは直線アレイ１４２を購入するか、独立に作製するか、または取得することにより始まる。ここで使用されるプライム記号は、ベース構造３０｀が物理的に相互接続され、事前にシンギュレーションされた形式にて現在存在することを示す。他の例では、ベース構造アレイ１４２（および後述するマウントパッドアレイ１４６）は、複数の水平に延びる行および列に配置された相互接続されたグリッドなど、異なるレイアウトまたは空間分布を有してよい。説明を明確にするため、ベース構造アレイ１４２の限られた領域しか図７～図９には示されておらず、ベース構造アレイ１４２（およびＣＴＥ整合マウントパッドアレイ１４６）は、図示された領域よりも著しく長く、ベース構造３０｀、ＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀、およびＲＦパッケージ２０｀のそれぞれに含まれる他のコンポーネントの数百ではないとしても数ダースを包含してよいことに留意されたい。
次に図７～図９を参照すると、ＨＴＰ基板２２の２つの例が、製造の様々な段階において示されている。最初に図７を参照すると、ＨＴＰ基板２２は、製造の不完全な状態において示され、参照番号「２２｀」によって識別され、プライム記号（｀）は、不完全なまたは部分的に作製された状態における構造要素を示すときに参照番号に付加される。図示されている実施形態では、ＨＴＰ基板２２｀は、アレイベースの製造アプローチを利用して製造される。特に、ＨＴＰ基板２２｀（およびＨＴＰ基板２２｀を利用して製造される後述のＲＦパッケージ２０｀）は、直線またはストリップレイアウトを有する相互接続されたＨＴＰ基板２２｀のアレイを利用して作製される。この点に関して、製造処理は、相互接続された金属ベース構造３０｀の細長いストリップまたは直線アレイ１４２を購入するか、独立に作製するか、または取得することにより始まる。ここで使用されるプライム記号は、ベース構造３０｀が物理的に相互接続され、事前にシンギュレーションされた形式にて現在存在することを示す。他の例では、ベース構造アレイ１４２（および後述するマウントパッドアレイ１４６）は、複数の水平に延びる行および列に配置された相互接続されたグリッドなど、異なるレイアウトまたは空間分布を有してよい。説明を明確にするため、ベース構造アレイ１４２の限られた領域しか図７～図９には示されておらず、ベース構造アレイ１４２（およびＣＴＥ整合マウントパッドアレイ１４６）は、図示された領域よりも著しく長く、ベース構造３０｀、ＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀、およびＲＦパッケージ２０｀のそれぞれに含まれる他のコンポーネントの数百ではないとしても数ダースを包含してよいことに留意されたい。
【0046】
金属ベース構造体３０｀はタイバー９２によって相互接続されている。タイバー９２はベース構造体３０｀から反対の長手方向に突出している。ベース構造３０｀の隣接する対の間の位置において、タイバー９２は、犠牲接続領域１４４（そのうちの１つが図７に示されている）を備える。犠牲接続領域１４４は、ＨＴＰ基板２２｀のシンギュレーション中に除去され、場合によっては、ＨＴＰ基板２２｀を処理することによって製造される場合、相互接続された事前にシンギュレーションされた形式のまま、ＲＦパッケージ２０｀のシンギュレーション中に除去される。上で説明されたように、金属ベース構造３０｀は、モノリシック構造または積層構造として作製されてよく、最初にパネルまたはシート状の形態に製造され、その後、ベース構造アレイ１４２を製造するように機械加工または処理されてよい。開放キャビティ８０，８２および相互接続チャネル８４，８６（以下、集合的に「凹部フィーチャ８０，８２，８４，８６」）は、金属ベース構造３０｀のそれぞれの上面４２に切り込まれるか、または形成されてよい。凹部フィーチャ８０，８２，８４，８６は、ＣＴＥ整合マウントパッドアレイ１４６をベース構造アレイ１４２上に配置するか、または物理的に案内するのを補助してよい。これに加えて、実施形態では、凹部フィーチャ８０，８２，８４，８６は、ボンディング層７０，７１を形成するように流動性ボンディング材料の体積が吐出され、処理され得る、てこ作用リザーバまたは保定領域であってよい。ボンディング層７０，７１は、ＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀の対応する対を基部構造３０｀に接合する。液体または乾燥（例えば、粉末）中において凹部フィーチャ８０，８２，８４，８６へと堆積されたそうしたボンディング材料の一例は、図８に示され、参照番号７０｀，７１｀によって識別される。様々な実装では、ボンディング材料７０｀，７１｀は、焼結前駆体材料、ろう付け材料、またははんだ材料であってよく、これらは、ベース構造３０｀の位置に対してＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀をボンディング材料７０｀，７１｀と接触させて位置決めした後に、ボンディング材料７０｀，７１｀をボンディング層７０，７１へと変換するために後に処理される（例えば、高い圧力および温度の任意の組合せを受ける）。他の例では、ＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀の対を、ベース構造アレイ１４２に含まれる対応するベース構造３０｀に、拡散ボンディングなどの異なる方法により接合してよい。この場合、ボンディング材料７０｀，７１｀を省略してよい。ＣＴＥ整合マウントパッドを下部にある金属ベース構造体に接合するのに適した拡散ボンディング処理の追加の説明を、図１１および図１２と合わせて以下に記載する。
【0047】
先に示されたように、ボンド層７０，７１は、実施形態では焼結体または接合部として形成されてよい。その場合、ボンディング材料７０｀，７１｀は焼結前駆体材料として供給されてよい。そうした実施形態では、ボンディング材料７０｀，７１｀は、湿潤状態または乾燥状態（例えば、フィルム）付与技術のいずれかを利用して便利に付与される。例えば、１つのアプローチでは、焼結前駆体材料をベース構造アレイ１４２（図９に示される）の下面に（例えば、噴霧または浸漬によって）付与してよい。次いで、ベース構造アレイ１４２は、金属ベース構造３０｀のそれぞれに備えられた対応する開放キャビティ８０，８２へとＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２を挿入するように位置決めされる。他の例では、図８に一般的に示されるように、そうした焼結前駆体材料は、最初に、微細針吐出技術などの適切な堆積技術を利用して湿潤状態においてキャビティ７０｀，７１｀へと堆積される。湿潤状態付与技術が用いられるとき、流動性または湿潤状態のコーティング前駆体材料は、例えば、独立した製造または第三者供給者からの購入によって最初に得られる。選択された焼結前駆体材料は、金属粒子、液体キャリア、分散剤、および他の成分を含有するように配合されてよい。焼結前駆体材料に含有される金属粒子は、任意の形状を有してよい。金属粒子の平均寸法は、粒子形状および処理パラメータとともに変化する。具体的ではあるが非限定的な例として、焼結前駆体材料は、一実施形態において、Ａｇ、Ａｕ、またはＣｕナノ粒子のうちの１つ以上を含有してよい。金属粒子に加えて、湿潤状態のコーティング前駆体材料は、他の原料（例えば、溶媒および／または界面活性剤）を含有して、湿潤硬化付与を行い、前駆体材料粘度を調整し、金属粒子の早期凝集を防止し、または他の目的を果たす。実施形態では、湿潤状態のコーティング前駆体材料は、バインダ（例えば、エポキシ）、分散剤、およびシンナーまたは液体キャリアと組み合わせて金属粒子を含有する。コーティング前駆体材料内に含有される溶媒または液体キャリアの体積は、前駆体材料の粘度を選択された湿潤状態付与技術に合わせるように調整することが可能である。湿潤状態のコーティング材料を付与した後、所望される場合には、金属粒子含有焼結前駆体材料から過剰な液体を除去するために乾燥処理を行うことが可能である。
【0048】
次に、相互接続されたＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀のストリップまたは直線アレイ１４６は、ベース構造アレイ１４２との密嵌関係のために形状決定および寸法決定され、図９に示されるようにベース構造アレイ１４２の上に位置決めされる。特に、マウントパッドアレイ１４６は、ＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀をそれらの対応する開放キャビティ８０，８２へと挿入し、ボンディング材料７０｀，７１｀と接触させるように、ベース構造アレイ１４２上に着座する。ボンドパッドアレイ１４６は、適切な固定具または機構（例えば、油圧プレスまたはローラ）を利用してベース構造アレイ１４２に向かって押圧され、ＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀がキャビティ８０，８２に完全に着座することを確実にする。隣接する対のマウントパッド５０｀，５２｀から外側に延びる周縁タイバー９０は、犠牲コネクタ領域１４８によって接合される。マウントパッドアレイ１４６の犠牲コネクタ領域１４８は、ベース構造アレイ１４２の犠牲コネクタ領域１４４と垂直方向に重なり、ＨＴＰ基板２２｀がシンギュレーションされるとき、コネクタ領域１４４とともに除去される。マウントパッドアレイ１４６をベース構造アレイ１４２の上に位置決めした後、高温、高圧、またはそれらの組合せを適用して、ボンディング材料７０｀，７１｀をボンド層７０，７１へと変換し、マウントパッド対５０｀，５２｀を対応するベース基板３０｀に機械的、熱的および電気的に結合してよい。
【0049】
所与の実施形態においてボンド層７０，７１を生成するようにボンディング材料７０｀，７１｀を処理する特定の方法は、少なくとも部分的には結合材料の組成に依存する。ボンディング材料７０｀，７１｀がはんだからなる場合、十分な温度を加えてボンディング材料７０｀，７１｀をリフローし、ＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀を金属ベース構造３０｀に接合するボンド層７０，７１（ここでは、はんだ接合）を形成してよい。同様に、ろう付け材料からなるとき、アレイ１４２，１４６は、利用されるろう付け材料に基づいて選ばれた加熱スケジュールにより、ボンディング材料７０｀，７１｀をボンド層７０，７１へと変換するように高温にさらされてよい。例えば、Ｃｕ－Ａｇろう付け材料が利用される場合、より高温の焼結が、７８０℃に近いかまたはそれを超える最高温度にて行われてよい。他の例では、Ａｕ、スズ、ゲルマニウムなどを含有するろう付け系など、より低温のろう付け系を用いてよい。最後に、結合材料７０｀，７１｀が焼結前駆体材料からなるとき、硬化は、焼結前駆体材料を焼結ボンド層へと変換して、ＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀と下部にあるベース構造３０｀との間の様々な界面に冶金ボンドを形成するように、低温加熱（高圧をかけるまたはかけない）によって行われてよい。生じたボンディング層７０，７１は、焼結金属粒子から形成されてよく、１つまたは複数の金属成分から重量で支配的になってよい。そうした焼結材料から形成されるとき、ボンド層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、またはそれらの混合物から重量で支配的になってよい。また、そうした場合、焼結ボンド層は、強化目的のために添加されるエポキシなどの有機材料を含有してもしなくてもよい。
【0050】
ＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀の金属ベース構造３０｀に対する取付の後、ＨＴＰ基板２２｀の作製専用の処理工程がほぼ完了する。ある例では、ＨＴＰ基板２２｀は、マウントパッドアレイ１４６から犠牲接続領域１４８を除去し、ベース構造アレイ１４２から垂直に重なる接続領域１４４を除去し、それによって、ＨＴＰ基板２２をシンギュレーションされた（個別または別個の）ユニットに分離するように、この継ぎ目にてシンギュレーションされてよい。適切なシンギュレーション処理は、水噴射、レーザ切断、およびダイシングソーを利用するソーイングを含む。他の例では、物理的に接続されたＨＴＰ基板２２｀を含むアレイのシンギュレーションの前に、ＲＦパッケージ作製を開始し、場合によっては完了またはほぼ完了させるように、追加の処理工程が行われてよい。これは、ＨＴＰ基板のシンギュレーションの前にアレイ形式により提供されるように、新たに製造されたＨＴＰ基板２２｀を利用して行われるＲＦパッケージ作製の初期段階をさらに示す、図１０を参照することによって理解され得る。ＲＦパワーダイ４６，４８は、前述の通り、はんだ材料、焼結材料、または金属粒子含有ダイ取付材料などの選択された熱伝導性および導電性ボンディング材料を利用して、適切なＣＴＥ整合マウントパッド５０｀，５２｀に対し取り付けられてよい。
【0051】
ＲＦパワーダイの取付後、オーバーモールド（例えば、トランスファ成形による）、ワイヤボンディング、および蓋付け作業などの追加の処理工程を行って、ＲＦパッケージ２０｀の作製を継続してよい。そうした工程のいずれかまたはすべては、処理効率のためにアレイ１４２，１４６のシンギュレーションの前に行われてよく、または、ＲＦパッケージ２０｀ステップの作製を完了するように利用される製造工程のうちの１つまたは複数は、他の例では、アレイ１４２，１４６のシンギュレーションの後に行われてよい。アレイ１４２，１４６の分離の前にオーバーモールドが行われる実施形態では、ダイシングソーを、犠牲領域１４４，１４８を包含するソーレーン、ならびにソーレーン内に存在する任意のオーバーモールド材料を通って方向付け、ＲＦパッケージ２０｀をシンギュレーションされたユニットまたは個々のユニットへと分離することによって、シンギュレーションが便利に達成される。シンギュレーションは、タイバー９０，９２が延びて終端するパッケージ側壁の形成をもたらしてよい。特に、シンギュレーションされた各ユニットに対して、タイバー９０は、パッケージ側壁にて終端するように、ＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２から反対方向に延びてよく、各タイバー９０には、対応するパッケージ側壁と実質的に同一平面上にあるまたは面一であってよいシンギュレーション終端が与えられる。同様に、タイバー９２は、金属ベース構造３０およびその下のタイバー９０から延び、シンギュレーションによって生成されたパッケージ側壁まで延び、そのパッケージ側壁にて終端する。アレイのシンギュレーションに続いて、図１～図５と合わせて上述したＲＦパッケージ２０と同様または同一の完全なＲＦパッケージを製造するように、任意の必要な追加の処理工程および試験手順を行ってよい。
【0052】
ＲＦパッケージに備えられるＨＴＰ基板の追加の例
このように、以上では、金属ベース構造とＲＦパワーダイとの間のＣＴＥ不整合を最小限にするＣＴＥ整合マウントパッド、および場合によっては、パッケージ動作中に過剰な熱が発生しやすい場合がある他のパッケージ化マイクロエレクトロニクスコンポーネントを備える、ＨＴＰ基板を備えるＲＦパッケージを記載した。上記の例示的な実施形態では、金属ベース構造は金属ベースフランジの形態をとるが、ＲＦパッケージは蓋付きエアキャビティパッケージとして作製される。上記はまた、一般に、効率的で大規模なアレイベースの製造アプローチを利用して、そうしたＨＴＰ基板およびＲＦパッケージを作製するのに有益に用いられる、例示的な製造処理を開示している。上記の例にかかわらず、ＨＴＰ基板は、他の形態をとってよく、さらなる実装では、様々な他のＲＦパッケージ種類へと組み込まれてよい。これに加えて、ＨＴＰ基板の実施形態は、ＣＴＥ整合マウントパッドと、ＨＴＰ基板の所与の実装内に備えられる下部の金属ベース構造との間の拡散ボンドの形成を行う処理を利用することを含む、様々な他の製造処理を利用して作製されてよい。ここで、これに関するさらなる記載が図１１および図１２と合わせて提供され、ＨＴＰ基板の代替の実施形態が有利に組み込まれる代替の種類のＲＦパッケージの例が、図１３および図１４と合わせて以下に説明される。
このように、以上では、金属ベース構造とＲＦパワーダイとの間のＣＴＥ不整合を最小限にするＣＴＥ整合マウントパッド、および場合によっては、パッケージ動作中に過剰な熱が発生しやすい場合がある他のパッケージ化マイクロエレクトロニクスコンポーネントを備える、ＨＴＰ基板を備えるＲＦパッケージを記載した。上記の例示的な実施形態では、金属ベース構造は金属ベースフランジの形態をとるが、ＲＦパッケージは蓋付きエアキャビティパッケージとして作製される。上記はまた、一般に、効率的で大規模なアレイベースの製造アプローチを利用して、そうしたＨＴＰ基板およびＲＦパッケージを作製するのに有益に用いられる、例示的な製造処理を開示している。上記の例にかかわらず、ＨＴＰ基板は、他の形態をとってよく、さらなる実装では、様々な他のＲＦパッケージ種類へと組み込まれてよい。これに加えて、ＨＴＰ基板の実施形態は、ＣＴＥ整合マウントパッドと、ＨＴＰ基板の所与の実装内に備えられる下部の金属ベース構造との間の拡散ボンドの形成を行う処理を利用することを含む、様々な他の製造処理を利用して作製されてよい。ここで、これに関するさらなる記載が図１１および図１２と合わせて提供され、ＨＴＰ基板の代替の実施形態が有利に組み込まれる代替の種類のＲＦパッケージの例が、図１３および図１４と合わせて以下に説明される。
【0053】
図１１および図１２に進むと、単一の比較的長いＣＴＥ整合マウントパッド１５４がインレイフィーチャとして埋め込まれている金属ベース構造１５２を備えるＨＴＰ基板１５０が示されている。ここで、ＨＴＰ基板１５０には、例えば、より大きいパネルまたはストリップの材料を処理することによって複数のＨＴＰ基板の費用効果的な製造を行うように、比較的単純な構造が与えられる。これに関して、ＣＴＥ整合マウントパッド１５４には、ほぼ一貫した幅（座標凡例１７０のＹ軸に沿って測定される）およびほぼ一定の厚さ（座標凡例１７０のＺ軸に沿って測定される）を備える、長手方向に細長い長方形の平面形状が与えられる。ＣＴＥ整合マウントパッド１５４は、金属ベース構造１５２の長さにわたり、ベース構造１５２の上面または前面１６２に形成された長手方向チャネルへと設置または挿入される。ベース構造１６２に形成された長手方向チャネルは、同様に、ベース構造１５２の長さにわたり、マウントパッド１５４の対応する寸法（長さおよび高さまたは厚さ）にほぼ等しい深さおよび幅を有する。この構造により、ＣＴＥ整合マウントパッド１５４の上部ダイ支持面１６０は、金属ベース構造１５２の上面１６２と実質的に同一平面上にあるが、しかしながら、他の実装では、マウントパッド１５４の上面は、ベース構造１５２の前面１６２のわずかに上方に延びるか、わずかに下方に凹設されてよい。図１１に仮想線により示すように、２つのダイ取付領域１５６，１５８が、ＣＴＥ整合マウントパッド１５４のダイ支持面上にさらに提供され、ＨＴＰ基板１５０がより大きなＲＦパッケージへと組み込まれるときに、はんだまたは焼結材料などの熱伝導性および場合によっては導電性のボンディング材料を利用して、適切なマイクロエレクトロニクスコンポーネント（例えば、図１～図１０に示されるＲＦパワーダイ４６，４８と同様のＲＦパワーダイ）が、これらの領域に取り付けられる。
【0054】
金属ベース構造１５２は、モノリシック構造、多層構造、またはベース構造１５２を熱伝導性ヒートシンクとして機能するのに適したものにする別の構造、および場合によってはＨＴＰ基板１５０が最終的に組み込まれるＲＦパッケージの電気的に活性な構造または端子を有してよい。長尺状でもあり得るＣＴＥ整合マウントパッド１５４は、モノリシックまたは多層構造を有し、ベース構造１５２のＣＴＥよりも小さいかつ前述したものと同様の手法により後にＨＴＰ基板１５０の領域１５６，１５８にマウントされるＲＦパワーダイのそれぞれのＣＴＥよりも大きいＣＴＥが、ＣＴＥ整合マウントパッド１５４に与えられる。特定の実施形態では、ＲＦパッケージ２０（図１～図１０）のＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２と合わせて上述されたように、金属ベース構造１５２は、より大きい重量パーセントのＣｕを含有する（および重量で支配的にＣｕからなり得る）モノリシック構造または多層構造の形態をとってよいが、ＣＴＥ整合マウントパッド１５４は、ベース構造１５２よりも重量で低いＣｕ含有量（潜在的にはＣｕをほとんどまたは全く含有しない）および高いＭｏ含有量を有するＭｏ合金またはＣｕ－Ｍｏ合金などの材料からなるモノリシックストリップとして形成される。さらに他の例では、ＣＴＥ整合マウントパッド１５４は、金属ベース構造１５２のＣＴＥよりも小さいＣＴＥを有する別の熱伝導性材料からなってよく、またはマウントパッド１５４には、図１～図５と合わせて上述したＨＴＰ基板２２に備えられるＣＴＥ整合マウントパッド５０，５２と合わせて上述したものと類似または同一の多層構造が与えられてよい。実施形態では、ＣＴＥ整合マウントパッド１５４は、上記の通り、焼結材料、ろう付け材料、はんだ、または別の熱伝導性ボンディング材料を利用して、金属ベース構造１５２にボンディングされてよい。他の例では、ＣＴＥ整合マウントパッド１５４を、すぐ下に記載されるように、拡散ボンディングによって金属ベース構造１５２に対し接合してよい。
【0055】
ＣＴＥ整合マウントパッド１５４が金属ベース構造１５２に対し拡散ボンディングされる実施形態では、ＣＴＥ整合マウントパッド１５４の上面１６０が金属ベース構造１５２の上面１６２と実質的に同一平面上にあり得ることに再び留意して、マウントパッドとベース構造との界面における拡散ボンドの形成が、ＨＴＰ基板１５０の場合に行われる。ＣＴＥ基板１５０は、適切な構造界面に所望の拡散ボンドを生成するように、油圧プレス、ローラ１６８（図１２）のシステム、またはＣＴＥ整合マウントパッド１５４を金属ベース構造１５２に向かって付勢する十分な収束圧力をかけるように利用される同様の機器構成を利用して、典型的には非常に高い温度と組み合わせて処理されてよい。少なくとも部分的には、金属ベース構造体１５２の前面１６２に形成されたチャネルの細長い矩形形状により、複数の長手方向に整列したチャネルを、対応する数の金属ベース構造に容易に形成することが可能である。これらの金属ベース構造は、最初に、より大きな構造として、例えば、図１１および図１２の右下隅に示された座標凡例１７０のＸ軸に沿って延びる細長いベース構造ストリップとして、端と端との関係により接合または物理的に相互接続される。１つの製造アプローチでは、細長いチャネルは、金属押出物などの細長い矩形ストリップまたはプリフォームの長さに沿って単一の連続切断を生成することによって（例えば、適切なＣＮＣまたはＥＤＭツールを利用して）、複数のベース構造１５２に形成されてよく、その後、個々のベース構造１５２へとシンギュレーションされる。これに代えて、ベース構造が、アプローチ断面形状を有する押出により直線アレイとして最初に形成されるとき、マウントパッド１５４が挿入されるチャネルは、ベース構造と一体のフィーチャとして形成されてよい。さらに他の例では、スタンピング技術が用いられてよい。用いられる特定の製造アプローチにかかわらず、次いで、第２の細長いストリップ（本明細書では、マウントパッドストリップ）を、ベース構造ストリップに沿って長さ方向に延びるチャネルへと置きまたは設置し、適所にボンディングして、比較的多数の一体接合されたＨＴＰ基板を同時に製造することが可能である。次いで、得られたＨＴＰ基板は、製造の適切な継ぎ目にてシンギュレーションされてよく、所望される場合、図１０と合わせて上記されたものと同様に、ＲＦパッケージ製造を開始するためにさらなる処理がされてよい。
【0056】
次に図１３を参照すると、さらなる例示的なＲＦパッケージ１７２が簡略化された概略図として示されており、パッケージ１７２は、やはり、下部のＨＴＰ基板１７８によって支持された２つのＲＦパワーダイ１７４，１７６を備える。具体的には、ＲＦパワーダイ１７４，１７６は、２つの導電性および熱伝導性ボンド層１８５，１８７をそれぞれ利用して、ＨＴＰ基板１７８に備えられたＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２にマウントされる。ＲＦパワーダイ１７４，１７６の反対側にて、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２は、ＲＦパッケージ１７２の底側と実質的に同一平面上にある下面を有する金属ベース構造１８４，１８６に対しボンディングされる。図１～図１２と合わせて上述した実施形態とは対照的に、ＨＴＰ基板１７８のＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２および金属ベース構造１８４，１８６は、埋め込まれたコインと同様に、グロブトップエポキシまたは成形熱可塑性物質などの誘電体封入体１８８に埋め込まれる。誘電体本体１８８は、示された例では、マウントパッド１８０，１８２のそれぞれの上面と実質的に同一平面上にある内側または上側ダイ対向面または前面１９４を有する。他の実施形態では、マウントパッド上面は、他の実装では、誘電体本体１８８の上面よりもわずかに下に凹設されるか、または誘電体本体１８８の上面を超えて上方に延びてよい。ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２は、非層状（モノリシック）構造を有してよく、または代わりに、マウントパッド１８０，１８２には、示されるように、層状構造が与えられてよい。後者の場合、例えば、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２は各々、１つ以上ＭｏまたはＣｕ－Ｍｏ層に対しボンディングされた少なくとも第１のＣｕ層を備えてよく、例えば、マウントパッド１８０，１８２は各々、２つのＣｕ層の間にボンディングされた中間ＭｏまたはＣｕ－Ｍｏ層を備えてよい。そうした実施形態では、各マウントパッド１８０，１８２に備えられるＭｏまたはＣｕ－Ｍｏ層（または複数の層）は、１つまたは複数のＣｕ層（少なくともいくつかの例では、Ｍｏがほぼなくてよい）が含有するよりも小さい重量パーセントのＣｕおよび大きい重量パーセントのＭｏを含有してよい。
【0057】
ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２と同様に、金属ベース構造１８４，１８６には、非層状または層状構造が与えられ、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２が各々、金属ベース構造１８４，１８６よりも小さく、ＲＦパワーダイ１７４，１７６よりも大きいＣＴＥを有する。一実施形態では、金属ベース構造１８４，１８６は各々、金属（例えば、Ｃｕ）コインまたはブロックの形態をとるが、他の例では、ベース構造１８４，１８６は、比較的高い熱伝導率および電気伝導率を有する複合材料または層状材料から製造されてよい。これと比較して、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２には各々、示された実施形態において層状構造が与えられてよい。この場合、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２は各々、第１のＭｏ含有量および第１のＣｕ含有量を有する１つ以上の層または層の組と、重量で第１のＭｏ含有量よりも小さい第２のＭｏ含有量および第１のＣｕ含有量よりも多い第２のＣｕ含有量を有する第２の層または層の組とを備えてよい。他の実装では、金属ベース構造１８４，１８６には、上記のように層状構造が与えられてよい。一方、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２は、モノリシック構造または非層状構造を有してよい。さらに、ある場合には、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２は各々、マウントパッド１８０，１８２と金属ベース構造１８４，１８６との間の界面における高インテグリティの低電気抵抗ボンドの形成を促進するめっき金属表面またはコーティング（例えば、電気めっきによって形成されるＡｇ含有表面仕上げ）を備えるように製造されてよい。
【0058】
引き続き図１３を参照すると、ＨＴＰ基板１７８の誘電体本体１８８は、代替の実施形態では、コアレス基板または機械加工可能な誘電体（例えば、セラミック）ブロックの形態をとってよい。他の例では、誘電体本体１８８は、金属（例えば、Ｃｕ）トレース、めっきされたまたは充填されたビア、接地面などの導電性ルーティングフィーチャをさらに備える単層または多層ＰＣＢである。例えば、この点に関して、誘電体本体１８８は、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２間および金属ベース構造１８４，１８６間にある中間領域１９０内に、ビアおよび金属（例えば、Ｃｕ）トレースなどのルーティングフィーチャを有する多層ＰＣＢであってよい。そうしたレイアウトは、ＲＦパッケージ１７２の配線または回路密度を増加させ得、ＲＦパッケージ１７２の大きさを減少させることと可能にする。ＲＦパッケージ１７２はまた、ダイ１７４，１７６を封入し、ＨＴＰ基板１７８の上部ダイ支持面１９４に対しボンディングされるオーバーモールド本体１９２などの他のフィーチャを備えてよい。バックメタル層１９６は、ＨＴＰ基板１７８の裏面１９８上にさらに形成されてよい。形成されるとき、バックメタル層１９６は、連続的な金属層（例えば、接地面）またはパターニングされた金属層であってよい。例えば、実施形態では、バックメタル層１９６は接地面であってよい。接地面は、示されるように、ＰＡパッケージ１７２の裏面上にめっきされるか、または堆積され、金属ベース構造１８４，１８６と接触して形成される。そうした例では、ＲＦパワーダイ１７４，１７６は各々、ボンディング材料層１８５，１８７を通じて、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２を通じて、および金属ベース構造１８４，１８６を通じてバックメタル層１９６に対し電気的に結合された端子（例えば、ソース端子）を備えてよく、バックメタル層１９６は、ＲＦパッケージ１７２の導電性（例えば、接地）端子および熱界面の両方として機能する。
【0059】
上記の通り、ＨＴＰ基板１７８は、ＲＦパワーダイ１７４，１７６によって発生した過剰な熱が、ダイ１７４，１７６から離れて、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２を通じて、金属ベース構造１８４，１８６を通じて、ＲＦパッケージ１７２の外部から露出したバックメタル層１９６への伝導によって散逸することを可能にする。より大きいシステムまたはアセンブリ内に設置されるとき、上述のように、バックメタル層１９６は、空冷金属シャーシまたはフィンアレイなどのシステムレベルヒートシンクと熱連通するように配置された熱界面として機能してよい。これに加えて、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２と対応する金属ベース構造１８４，１８６との組合せは、低熱抵抗の逆Ｔ字形構造を形成するように協働する。この構造は、ＲＦパワーダイ１７４，１７６から離れてバックメタル層１９６に向かう、したがってＲＦパッケージ１７２の下側主面または裏面に向かうと体積が増加する。これは、ＲＦパワーダイ１７４，１７６からの熱除去をさらに向上させるように、増加した熱拡散機能を提供する。同時に、例えば、同等の寸法の多層フランジと比較して、ＲＦパッケージ１７２へのＨＴＰ基板１７８の組込みに関連する全体的な材料の費用を最小限にするように、ＨＴＰ基板１７８内に含まれる費用がより高い材料の体積は減少し得る。製造中、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２は、最初に製造され、独立した作製処理を利用して金属ベース構造１８４，１８６に対しボンディングされてよい。より具体的には、１つの可能なアプローチでは、比較的大きいシートまたはパネル（ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２の複数の例および金属ベース構造１８４，１８６の複数の例を具現化する）を、上記の処理と同様の処理を利用して接合し、シンギュレーションしてＴ字形ユニットを得てよい。次いで、Ｔ字形ユニットは、埋め込まれたコインを有するＰＣＢを形成するように現在用いられている処理と同様の処理を利用してＰＣＢ（または同様の基板）へと組み込まれる。他の実施形態では、ＨＴＰ基板１７８およびＲＦパッケージ１７２を製造するために、異なる製造技法が用いられてよい。
【0060】
最後に図１４を参照すると、下部のＨＴＰ基板２０６に対しボンディングされた２つのＲＦパワーダイ２０２，２０４を備える、ＲＦパッケージ２００のさらなる例示的実施形態が、簡略化された断面形態により示される。ＨＴＰ基板２２（図１～図１０）およびＨＴＰ基板１７８（図１３）と同様に、ＨＴＰ基板２０６は、ＲＦパワーダイ２０２，２０４がボンド層２１２，２１４を利用して取り付けられる、２つのＣＴＥ整合マウントパッド２０８，２１０を備える。前述の場合と同様に、ボンド層２１２，２１４は、はんだ、焼結材料、または金属粒子含有ダイ取付材料などの導電性および熱伝導性材料からなる。ＲＦパワーダイ２０２，２０４の反対側にて、ＣＴＥ整合マウントパッド２０８，２１０は、１つ以上の下部の金属ベース構造２１８の上部主面またはダイに面する前面２１６に対しボンディングされ、マウントパッド２０８，２１０は、隆起したペデスタル状のフィーチャとして前面２１６から上方に突出する。この特定の例では、金属ベース構造２１８は、リードフレーム形式により提供される非ルーティング金属ブロックまたは「ダイ取付パッド」の形態をとり、金属ベース構造２１８は、以下ではより具体的に「ダイ取付パッド２１８」と呼ばれる。ダイ取付パッド２１８に加えて、リードフレーム２１８，２２０は、ダイ取付パッド２１８の周縁側壁に隣接して延びる列に間隔を置いて配置された埋め込み端子またはコンタクトパッド２２０をさらに備える。オーバーモールド本体２２４が、パッケージ化されたコンポーネント（ここでは、ＲＦパワーダイ２０２，２０４）、相互接続フィーチャ（例えば、図示されていないワイヤボンド）、ならびにダイ取り付けパッド２１８の上面および周縁面の周りに形成される。したがって、ＲＦパッケージ２００は、示されている例では、ＱＦＮまたはＤＦＮパッケージなどのフラットノーリードパッケージの形態をとってよい。リードフレーム２１８，２２０、したがってダイ取付パッド２１８およびコンタクトパッド２２０は、実施形態では、Ｃｕなどの金属材料からなってよい。比較すると、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２は、示されるように、交互の金属層（例えば、交互のＣｕおよびＣｕ－Ｍｏ層）からなる層状または積層構造であってよく、ダイ取付パッド２１８のＣＴＥよりも小さくＲＦパワーダイ１７４，１７６のそれぞれのＣＴＥよりも大きいＣＴＥをマウントパッド１８０，１８２に与える。他の例では、ＣＴＥ整合マウントパッド１８０，１８２は、適切な金属材料もしくは複合材料（例えば、ＭｏもしくはＣｕ－Ｍｏ合金）、または所望の範囲にあるＣＴＥを有する別の導電性および熱伝導性材料からなる非層状構造であってよい。
【0061】
ダイ取付パッド２１８の下面２２６は、ＲＦパッケージ２００の底側または下側主面を通じて露出し、またその面と実質的に同一平面上にあってよい。したがって、ダイ取付パッド２１８の下面２２６は、ＲＦパッケージ２００の熱界面として機能してよく、ＲＦパッケージ２００がより大きいエレクトロニクスシステムまたはアセンブリ内に設置されるときに、システムレベルヒートシンクと熱連通するように配置されてよい。ＲＦパワーダイ２０２，２０４によって生成された過剰な熱は、結果として、ＲＦパッケージ２００の内部から抽出され、ＨＴＰ基板２０６を通じて（また具体的には、ＣＴＥ整合マウントパッド２０８，２１０および金属ベース構造２１８を通じて）、周囲環境への伝達用のシステムレベルヒートシンクに伝導されてよい。さらに、ＣＴＥ整合マウントパッド２０８，２１０とダイ取付パッド２１８（一般に、「金属ベース構造」）との組合せは、増加した熱拡散機能を効果的に提供するデュアルトップコインとしてさらに機能する。これによって、ＲＦパッケージ２００の全体的な熱性能または熱散逸能力がさらに改良され得る。そうした向上した熱散逸能力は、ＲＦパワーダイ２０２，２０４の一方または両方が、例えば、より高い周波数もしくは電力レベルにおける動作、および／または層状ＧａＮ（例えば、ＧａＮ／ＳｉＣ）ダイ基板もしくは比較的高い電力密度を有する別のダイ技術を利用するＲＦパワーダイ２０２，２０４の作製に起因して、ＲＦパッケージ２００の動作中に過剰な熱を発生しやすいときに、特に有益であり得る。同時に、ダイ取付パッド２１８の露出した下面２２６は、ＲＦパッケージ２００の（例えば、接地）端子として機能してよく、ＨＴＰ基板２０６は、上記のように、ＲＦ信号増幅目的のために利用されるＦＥＴを載せたＰＡダイの形態をとるとき、ＲＦパワーダイ２０２，２０４の端子（例えば、ソース端子）に対する低電気抵抗接続を提供する。
【0062】
結論
以上、特有の高熱性能（ＨＴＰ）基板を備えるＲＦパッケージを記載した。ＨＴＰ基板の実施形態は、１つまたは複数のＣＴＥ整合マウントパッドを備え、マウントパッドは、マウントパッドに対し取り付けられたＲＦパワーダイ（および場合によっては他の発熱コンポーネント）と、マウントパッドがボンディングされる下部の金属ベース構造との間のＣＴＥ不整合を最小にするように、拡散ボンディングによって、または適切なボンディング材料を利用して作製される。そうすることで、ＣＴＥ整合マウントパッドは、ダイと基板との界面に生じる熱駆動の機械的応力要因を最小限にし、これらの重要な界面における構造的劣化の可能性を低減し、経時的なＲＦパッケージの信頼性を高める。ＨＴＰ基板の実施形態はさらに、広範囲のＲＦパッケージ種類への統合に好適であり、パッケージ化されたＲＦダイからの効率的な熱除去を提供するだけでなく、ＲＦパワーダイから金属ベース構造への低電気抵抗経路を生成し、例えば、実施形態では、ＲＦパッケージの接地端子などのＲＦパッケージの端子として機能するか、または裏面接地平面に対する電気接続を提供する。いくつかの例では、ＣＴＥ整合マウントパッドは、ドハティＰＡ回路に備えられているキャリアＰＡダイの場合における増加した熱除去能力など、特定のＲＦパワーダイ種類に対して最適化された個別化された熱除去特性を提供するように、設計によって（例えば、寸法または組成の変化により）調整されてよい。さらなる利点として、ＨＴＰ基板の実施形態は、ある多層フランジにおいて観察される、反りから生じる平坦度偏差などの寸法変化に対して抵抗があり、基板熱性能に対する劣化がほとんどないかまたは全くない、高価な材料を減少した量しか含有しなくてよい。最後に、ＨＴＰ基板の実施形態は、例えば、アレイベースの製造技法が、比較的多数のＨＴＰ基板、および場合によってはＲＦパッケージを並行して製造するように用いられるとき、費用効果的に作製され、ＲＦパッケージへと統合されることが可能である。
以上、特有の高熱性能（ＨＴＰ）基板を備えるＲＦパッケージを記載した。ＨＴＰ基板の実施形態は、１つまたは複数のＣＴＥ整合マウントパッドを備え、マウントパッドは、マウントパッドに対し取り付けられたＲＦパワーダイ（および場合によっては他の発熱コンポーネント）と、マウントパッドがボンディングされる下部の金属ベース構造との間のＣＴＥ不整合を最小にするように、拡散ボンディングによって、または適切なボンディング材料を利用して作製される。そうすることで、ＣＴＥ整合マウントパッドは、ダイと基板との界面に生じる熱駆動の機械的応力要因を最小限にし、これらの重要な界面における構造的劣化の可能性を低減し、経時的なＲＦパッケージの信頼性を高める。ＨＴＰ基板の実施形態はさらに、広範囲のＲＦパッケージ種類への統合に好適であり、パッケージ化されたＲＦダイからの効率的な熱除去を提供するだけでなく、ＲＦパワーダイから金属ベース構造への低電気抵抗経路を生成し、例えば、実施形態では、ＲＦパッケージの接地端子などのＲＦパッケージの端子として機能するか、または裏面接地平面に対する電気接続を提供する。いくつかの例では、ＣＴＥ整合マウントパッドは、ドハティＰＡ回路に備えられているキャリアＰＡダイの場合における増加した熱除去能力など、特定のＲＦパワーダイ種類に対して最適化された個別化された熱除去特性を提供するように、設計によって（例えば、寸法または組成の変化により）調整されてよい。さらなる利点として、ＨＴＰ基板の実施形態は、ある多層フランジにおいて観察される、反りから生じる平坦度偏差などの寸法変化に対して抵抗があり、基板熱性能に対する劣化がほとんどないかまたは全くない、高価な材料を減少した量しか含有しなくてよい。最後に、ＨＴＰ基板の実施形態は、例えば、アレイベースの製造技法が、比較的多数のＨＴＰ基板、および場合によってはＲＦパッケージを並行して製造するように用いられるとき、費用効果的に作製され、ＲＦパッケージへと統合されることが可能である。
【0063】
ＲＦパッケージの実施形態は、金属ベース構造を備えるＨＴＰ基板を備える。金属ベース構造は、第１のＲＦパワーダイに面する前面、および金属ベース構造の前面における第１のダイ取付領域を有する。ダイ取付領域は、ＨＴＰ基板上において下向きに見たときに、ダイフットプリントの下部の金属ベース構造の表面積を示す。第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、金属ベース構造に対しボンディングされ、第１のダイ取り付け領域を覆う。第１のＣＴＥマウントパッドは、ＲＦパワーダイのＣＴＥよりも大きいかつ金属ベース構造のＣＴＥよりも小さいＣＴＥを有する。導電性ボンディング材料は、ＲＦパワーダイを第１のＣＴＥ整合マウントパッドに取り付け、一方、第１のＲＦパワーダイへと集積されたＲＦ回路は、第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて金属ベース構造に対し電気的に結合されている。特定の例では、第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、金属ベース構造の前面から上方に突出して、第１のＲＦパワーダイがマウントされる隆起したペデスタル状のフィーチャを形成する。これに加えて、またはこれに代えて、金属ベース構造は、第１のＣＴＥ整合マウントパッドが金属ベース構造内に少なくとも部分的に埋め込まれるように、第１のＣＴＥ整合マウントパッドが挿入される開放キャビティを備えてよい。さらに他の例では、第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、金属ベース構造体の前面の外部端子面と実質的に同一平面上にあるダイ支持面を有する。
【0064】
ＣＴＥ整合マウントパッドを有するＨＴＰ基板を備えるＲＦパッケージを作製する方法も開示されている。実装では、方法は、（ｉ）ダイＣＴＥを有する第１のＲＦパワーダイを取得する工程、（ｉｉ）第１のＲＦパワーダイを、ＨＴＰ基板に備えられている第１のＣＴＥ整合マウントパッドに対し取り付ける工程であって、第１のＣＴＥ整合マウントパッドは、ベース構造ＣＴＥを有しダイＣＴＥよりも大きくベース構造ＣＴＥよりも小さいマウントパッドＣＴＥを有する金属ベース構造に対しボンディングされている、第１ＲＦパワーダイ取付工程と、（ｉｉｉ）第１のＲＦパワーダイの取付とともに、第１のＲＦパワーダイ上に形成されたＰＡ回路を、第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて金属ベース構造に対し電気的に結合する電気的結合工程と、を備えるか、またはそれらの処理を備える。ＲＦ回路が、ソース端子を有するＦＥＴを備えるかまたはその形態をとる特定の実装では、電気的結合工程は、ＦＥＴのソース端子を第１のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて金属ベース構造に対し電気的に結合することを伴う。第１のＲＦパワーダイがピークＲＦパワーダイの形態をとる他の実装では、方法は、（ｉ）キャリアＲＦパワーダイを、ＨＴＰ基板に備えられている第２のＣＴＥ整合マウントパッドに対し取り付ける、キャリアＲＦパワーダイ取付工程と、（ｉｉ）キャリアＲＦパワーダイの取付とともに、キャリアＲＦパワーダイ上に形成されたＲＦ回路を、第２のＣＴＥ整合マウントパッドを通じて金属ベース構造に電気的に結合する工程と、をさらに備える。
【0065】
１つ以上の例示的な実施形態が、上記の詳細な説明において提示されたが、多くの変形形態が存在することが認識される。１つまたは複数の例示的な実施形態は、例であるに過ぎず、また如何とも本発明の範囲、利用可能性、または構成を限定することを意図するものではない。むしろ、上記の詳細な説明は、本発明の例示的実施形態を実装するための便利なロードマップを当業者に提供する。添付の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態において説明される要素の機能および構成において様々な変更が行われ得ることが理解される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【外国語明細書】