(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-09
(45)【発行日】2023-05-17
(54)【発明の名称】端部めっきを備えたウィンドウフレームを実装する無線周波数パッケージおよびそれを実装するためのプロセス
(51)【国際特許分類】
H01L 23/02 20060101AFI20230510BHJP
H01L 25/04 20230101ALI20230510BHJP
H01L 25/18 20230101ALI20230510BHJP
【FI】
H01L23/02 H
H01L25/04 Z
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021034974
(22)【出願日】2021-03-05
【審査請求日】2021-07-01
(32)【優先日】2020-03-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】592054856
【氏名又は名称】ウルフスピード インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】WOLFSPEED,INC.
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【氏名又は名称】那須 威夫
(72)【発明者】
【氏名】リチャード ウィルソン
(72)【発明者】
【氏名】ヘドン ジャン
(72)【発明者】
【氏名】サイモン ウォード
(72)【発明者】
【氏名】マドゥ チドゥララ
【審査官】正山 旭
(56)【参考文献】
【文献】特開2014-057304(JP,A)
【文献】特開2017-200124(JP,A)
【文献】特開2018-107387(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2014/0070365(US,A1)
【文献】特表2020-535701(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第111279469(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 23/02
H01L 25/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線周波数(RF)パッケージであって、
半導体ダイ取付け領域を有する支持体と、
下側が前記支持体に取り付けられ、上側が前記支持体の反対側にある電気絶縁部材を備えるフレームと、
前記半導体ダイ取付け領域に少なくとも部分的に
位置合わせされた開口部を備える前記フレームと、
前記電気絶縁部材の前記上側にある上部メタライゼーションおよび前記電気絶縁部材の前記下側にある下部メタライゼーションを備える前記フレームと、
前記開口部内に配置された少なくとも一つの二次デバイスであって、前記電気絶縁部材の前記上側にある前記上部メタライゼーションに接続された少なくとも一つの端子を有する、少なくとも一つの二次デバイスと、
前記上部メタライゼーションを前記下部メタライゼーションに接続する
前記フレームの前記開口部内に導電性端部接続を備える前記フレームと、
を備える、無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項2】
前記上部メタライゼーションおよび前記下部メタライゼーションは前記フレームの前記開口部内の前記電気絶縁部材の領域において前記導電性端部接続により電気的に接続される、請求項1に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項3】
前記導電性端部接続は端部めっきを備え、
前記導電性端部接続は前記フレームの前記開口部内の前記フレームの内縁に配置される、
請求項1に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項4】
前記電気絶縁部材に配置されたメタライゼーションと、
前記開口部を囲む前記フレーム上の蓋
と、
をさらに備え、
前記メタライゼーションは端子を形成する、
請求項1に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項5】
前記フレームは前記蓋と支持体との間から突出する、請求項4に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項6】
少なくとも一つの半導体ダイをさらに備え、
前記少なくとも一つの半導体ダイはGaNベースの高電子移動度トランジスタ(HEMT)である、
請求項1に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項7】
前記
少なくとも一つの二次デバイスは、抵抗器、インダクタ、およびキャパシタのうち一または二以上を備え、
前記導電性端部接続は前記フレームのキャビティ内に配置される、
請求項
6に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項8】
前記
少なくとも一つの二次デバイスは、インピーダンス整合回路、整合回路、入力整合回路、出力整合回路、高調波フィルタ、高調波終端、カプラー、バラン、電力結合器、電力分配器、無線周波数(RF)回路、ラジアルスタブ回路、伝送線路回路、基本周波数整合回路、ベースバンド終端回路、第二高調波終端回路、整合ネットワーク、および集積受動デバイス(IPD)のうち一または二以上を実装する
ように構成される、請求項
1に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項9】
マルチパスを実装する少なくとも一つのマルチステージダイをさらに備える、請求項1に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項10】
ドハティ増幅器として構成される、請求項1に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項11】
前記フレームは、
前記電気絶縁部材の前記上側にあり、前記上部メタライゼーションから離隔された第二のメタライゼーションと、
前記電気絶縁部材の前記下側にあり、前記下部メタライゼーションから離隔された第二の下部メタライゼーションと、
前記第二のメタライゼーションを前記第二の下部メタライゼーションに接続する第二の導電性端部めっきと、
をさらに備え、
前記第二のメタライゼーションおよび前記第二の下部メタライゼーションは前記第二の導電性端部めっきにより電気的に接続される、
請求項1に記載の無線周波数(RF)パッケージ。
【請求項12】
無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセスであって、
半導体ダイ取付け領域を有する支持体を構成することと、
下側が前記支持体に取り付けられ、上側が前記支持体の反対側にある電気絶縁部材を備えるフレームを構成することと、
前記フレームを前記半導体ダイ取付け領域に少なくとも部分的に
位置合わせされた開口部を有するように構成することと、
前記電気絶縁部材の前記上側にある上部メタライゼーションおよび前記電気絶縁部材の前記下側にある下部メタライゼーションを備える前記フレームを構成することと、
前記開口部内に少なくとも一つの二次デバイスを配置することであって、前記少なくとも一つの二次デバイスは前記電気絶縁部材の前記上側にある前記上部メタライゼーションに接続された少なくとも一つの端子を有する、配置することと、
前記上部メタライゼーションを前記下部メタライゼーションに接続する
前記フレームの前記開口部内に導電性端部接続を備える前記フレームを構成することと、
を含む、無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項13】
前記フレームの前記開口部内の前記電気絶縁部材の領域において前記導電性端部接続により前記上部メタライゼーションと前記下部メタライゼーションを接続することをさらに含む、請求項
12に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項14】
前記導電性端部接続は端部めっきを備え、
前記導電性端部接続は前記フレームの前記開口部内の前記フレームの内縁に配置される、
請求項
12に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項15】
前記フレームが前記電気絶縁部材に配置されたメタライゼーションを有するように構成することと、
前記開口部を囲む前記フレーム上に蓋を配置すること
と、
をさらに含
み、
前記メタライゼーションは端子を形成する、
請求項
12に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項16】
前記フレームは前記蓋と支持体との間から突出する、請求項
15に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項17】
少なくとも一つの半導体ダイを設けることをさらに含み、
前記少なくとも一つの半導体ダイはGaNベースの高電子移動度トランジスタ(HEMT)である、
請求項
12に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項18】
前記
少なくとも一つの二次デバイスを、抵抗器、インダクタ、およびキャパシタのうち一または二以上を含むように構成することをさらに含
み、
前記導電性端部接続は前記フレームのキャビティ内に配置される、
請求項
12に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項19】
前記
少なくとも一つの二次デバイスを、インピーダンス整合回路、整合回路、入力整合回路、出力整合回路、高調波フィルタ、高調波終端、カプラー、バラン、電力結合器、電力分配器、無線周波数(RF)回路、ラジアルスタブ回路、伝送線路回路、基本周波数整合回路、ベースバンド終端回路、第二高調波終端回路、整合ネットワーク、および集積受動デバイス(IPD)のうち一または二以上として実装することをさらに含む、請求項
12に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項20】
マルチパスを実装するマルチステージダイを設けることをさらに含む、請求項
12に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項21】
前記無線周波数(RF)パッケージをドハティ増幅器として構成することをさらに含む、請求項
12に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【請求項22】
前記電気絶縁部材の前記上側にあり、前記上部メタライゼーションから離隔された第二のメタライゼーションを構成することと、
前記電気絶縁部材の前記下側にあり、前記下部メタライゼーションから離隔された第二の下部メタライゼーションを構成することと、
前記第二のメタライゼーションを前記第二の下部メタライゼーションに接続する第二の導電性端部めっきを構成することと、
をさらに含み、
前記第二のメタライゼーションおよび前記第二の下部メタライゼーションは前記第二の導電性端部めっきにより電気的に接続される、請求項
12に記載の無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ウィンドウフレームを実装する無線周波数パッケージに関する。本開示はさらに、端部めっきを備えたウィンドウフレームを実装する無線周波数パッケージに関する。
【0002】
本開示はさらに、ウィンドウフレームを有する無線周波数パッケージを実装するためのプロセスに関する。本開示はさらに、端部めっきを備えたウィンドウフレームを有する無線周波数パッケージを実装するためのプロセスに関する。
【0003】
本開示はさらに、ウィンドウフレームを有する無線周波数パッケージを製造するプロセスに関する。本開示はさらに、端部めっきを備えたウィンドウフレームを有する無線周波数パッケージを製造するプロセスに関する。
【背景技術】
【0004】
パワー増幅器等の無線周波数(RF)パワーパッケージは無線通信システムの基地局等の様々な用途で使用されている。RFパワー増幅器により増幅される信号はしばしば400メガヘルツ(MHz)から60ギガヘルツ(GHz)の範囲の周波数を有する高周波変調された搬送波を有する信号を含む。搬送波を変調するベースバンド信号は通常比較的低い周波数であり、用途に応じて300MHz以上になる場合がある。
【0005】
RFパワーパッケージのコストの大部分はパッケージのコストおよびパッケージングプロセスのコストである。これに関して、RFパワーパッケージは通常、金属フランジ、プリント回路基板(PCB)ベースのウィンドウフレームおよび/または蓋等を含む。
図9Aおよび
図9Bを参照すると、これらの典型的なRFパワーパッケージ1はビアホール3を有するウィンドウフレームを含む。ビアホール3は電気的接地接続のために上部金属4を下部金属5に電気的に接続する。
【0006】
ウィンドウフレーム2上のビアホール3に関する一つの問題は、それがピッキングツールを利用することができる位置を制限することである。これに関して、ピッキングツールはウィンドウフレーム2を保持および移動するために真空を使用する。しかしながら、ビアホール3が設置されている位置でピッキングツールを使用すると、ピッキングツールが真空を失い、ピッキングおよび移動に失敗し、ならびに/または場合によってはウィンドウフレーム2を落下させる。さらに、ピッキングツールはビアホール3を介して材料を吸引する。例えば、ピッキングツールはウィンドウフレーム2をフランジに取り付ける接着剤を吸引することができる。この問題を解決する従来技術のプロセスには、ビアホールを塞ぐか、またはホールを覆うためのはんだマスクを使用することが含まれる。しかしながら、非常に薄い基板材料を使用すると処理能力が制限されるため、ビアホールを塞ぐのが難しい場合がある。さらに、はんだマスクは非導電性であるため、構成要素を上部金属表面に電気的に接続する必要がある場合は、はんだマスクを使用することによりビアホールを覆うことも制限される。これらのプロセスは上記のように制限されるだけでなく、コストもかかる。さらに、ビアホールの構築により寄生接地インダクタンスおよび抵抗が発生する可能性がある。その上、ビアホールの構築は、本明細書で定義されるように、より高周波のアプリケーション、よりハイパワーのアプリケーション、高周波のアプリケーション、および/またはハイパワーのアプリケーションにおいて実質的な寄生接地インダクタンスおよび抵抗を生成する可能性がある。
【0007】
したがって、必要とされるのは、RFパッケージおよびRFパッケージを実装するためのプロセスであり、その結果コストが削減される。さらに、必要とされるのは、RFパッケージならびに不要なインダクタンスおよび抵抗を低減するRFパッケージを実装するためのプロセスである。
【発明の概要】
【0008】
上記のように、例えばウィンドウフレームにビアホールを実装する無線周波数パッケージはいくつかの製造上の問題および/または性能の問題を提示する。これらの製造上の問題に対処する試みによりコストが増加するが、それでも製造上の問題または性能の問題に完全に対処することはできない。本開示は、ウィンドウフレームの輪郭の利用可能な空洞または側壁を使用して、端部めっきを介して上部金属部分と下部金属部分との間に接続が形成され得るように構成された無線周波数パッケージを実装することにより製造上の問題に対処する。端部めっきはプリント回路基板(PCB)の製造中に実装される典型的なプロセスの一つであるため、端部めっきは容易に実装され得る。典型的な上部金属部分および下部金属部分はウィンドウフレームの基板端部から引き戻すかまたは外して構造化される。しかしながら、上部金属部分および下部金属部分ならびに誘電体材料の開示された方法および設計は基板端部と同一平面になるように構成され得る。そして、めっき工程において、上部金属部分および下部金属部分を、端部めっきを介して電気的に接続する。最終的なルーティングによりめっきまたは切断されていない空洞または側壁が作成される。さらに、端部めっきを実装する開示された構成および方法は寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。特に、端部めっきを実装する開示された構成および方法は、本明細書で定義されるように、より高周波のアプリケーション、よりハイパワーのアプリケーション、高周波のアプリケーションおよび/またはハイパワーのアプリケーションにおいて寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。その上、幅広の端部めっきを実装する開示された構成および方法は、寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。特に、幅広の端部めっきを実装する開示された構成および方法は、本明細書で定義されるように、より高周波のアプリケーション、よりハイパワーのアプリケーション、高周波のアプリケーションおよび/またはハイパワーのアプリケーションにおいて寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。
【0009】
一態様は、半導体ダイ取付け領域を有する支持体、下側が支持体に取り付けられ、上側が支持体の反対側にある電気絶縁部を含むフレーム、半導体ダイ取付け領域に少なくとも部分的に見当合わせされた開口部を含むフレーム、電気絶縁部材の上側にある上部メタライゼーションおよび電気絶縁部材の下側にある下部メタライゼーションを含むフレーム、ならびに上部メタライゼーションを下部メタライゼーションに接続する導電性端部を含むフレームを含む無線周波数(RF)パッケージを含む。
【0010】
一態様は、半導体ダイ取付け領域を有する支持体を構成すること、下側が支持体に取り付けられ、上側が支持体の反対側にある電気絶縁部材を含むフレームを構成すること、フレームを半導体ダイ取付け領域に少なくとも部分的に見当合わせされた開口部を有するように構成すること、電気絶縁部材の上側にある上部メタライゼーションおよび電気絶縁部材の下側にある下部メタライゼーションを備えるフレームを構成すること、ならびに上部メタライゼーションを下部メタライゼーションに接続する導電性端部接続を備えるフレームを構成することを含む無線周波数(RF)パッケージを実装するためのプロセスを含む。
【0011】
本開示のさらなる特徴、利点、および態様は、以下の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲の検討から説明され得るか、または明らかであり得る。さらに、本開示の前述の概要および以下の詳細な説明の両方が例示的なものであり、特許が請求される開示の範囲を限定することなくさらなる説明を提供することを意図していることを理解されたい。
【0012】
本開示のさらなる理解を提供するために含まれる添付図面は、本明細書に組み入れられてその一部を構成し、本開示の態様を例示し、詳細な説明と共に本開示の原理を説明するのに役立つ。本開示の基本的な理解およびそれが実施され得る様々な方法に必要とされる以上に本開示の構造上の詳細を示す試みはなされていない。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本開示によるパッケージの斜視図を示している。
【
図2】Aは、
図1の一つの態様によるパッケージの断面図を示し、Bは、
図1の別の態様によるパッケージの断面図を示している。
【
図3】
図1によるパッケージの内部上面図を示している。
【
図4】Aは、
図1によるパッケージの部分上面図を示し、Bは、
図1によるパッケージの部分断面図を示している。
【
図5】
図1によるパッケージの部分断面図を示している。
【
図6】
図1によるパッケージの部分断面図を示している。
【
図7】本開示によるパッケージの内部上面図を示している。
【
図8】本開示によるパッケージを作成するプロセスを示している。
【
図9】Aは、先行技術のウィンドウフレームの上面図を示し、Bは、先行技術のウィンドウフレームの断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本開示の態様ならびにその様々な特徴および有利な詳細は、添付図面に記載および/または示され、以下の説明に詳述される非限定的な態様および例を参照してより完全に説明される。図示されている特徴は必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、当業者が認識するように、本明細書に明示的に記載されていなくても、一つの態様の特徴を他の態様と共に利用することができることに留意されたい。本開示の態様を不必要に不明瞭にしないために、周知の構成要素および処理技術の説明は省略され得る。本明細書で使用される例は、単に本開示が実施され得る方法の理解を容易にし、当業者が本開示の態様を実施することをさらに可能にすることを意図している。したがって、本明細書の例および態様は本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきでなく、添付の特許請求の範囲および適用される法律によってのみ定義される。さらに、図面のいくつかの図を通して、また開示される異なる実施形態において、同様の参照番号は同様の部分を表すことに留意されたい。
【0015】
様々な要素を説明するために本明細書において第一、第二等の用語が使用されるが、これらの要素はこれらの用語により限定されるべきでないことを理解されたい。これらの用語はある要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。本開示の範囲から逸脱することなく、例えば、第一の要素を第二の要素と呼んでもよく、同様に、第二の要素を第一の要素と呼んでもよい。本明細書で使用される場合、「および/または」という用語は関連する列挙された項目の一または二以上のありとあらゆる組合せを含む。
【0016】
層、領域、または基板等の要素が別の要素の「上(on)」にあるかまたは「上に(onto)」延在していると呼ばれる場合、それは別の要素の上に直接あるかもしくはその上に直接延在することができ、または介在する要素が存在してもよい。対照的に、要素が別の要素の「上に直接(directly on)」あるかまたは「上に直接(directly onto)」延在すると呼ばれる場合、介在する要素は存在しない。同様に、層、領域、または基板等の要素が別の要素の「上(over)」にあるかまたは「上に(over)」延在していると呼ばれる場合、それは別の要素の上に直接あるかもしくはその上に直接延在することができ、または介在する要素が存在してもよい。対照的に、要素が別の要素の「上に直接(directly over)」あるかまたは「上に直接(directly over)」延在していると呼ばれる場合、介在する要素は存在しない。要素が別の要素に「接続されている(connected)」かまたは「結合されている(coupled)」と呼ばれる場合、それは別の要素に直接接続もしくは結合されてもよく、または介在する要素が存在してもよい。対照的に、要素が別の要素に「直接接続されている(directly connected)」または「直接結合されている(directly coupled)」と呼ばれる場合、介在する要素は存在しない。
【0017】
「下に(below)」または「上に(above)」または「上の(upper)」または「下の(lower)」または「水平(horizontal)」または「垂直(vertical)」等の相対的な用語は、本明細書において、図に示されるようにある要素、層、または領域と別の要素、層または領域との関係を説明するために使用され得る。これらの用語および上記で論じた用語は、図において描写されている方向に加えてデバイスの異なる方向を包含することを意図していることを理解されたい。
【0018】
本明細書で使用される用語は特定の態様のみを説明することを目的としており、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形の「a」、「an」および「the」は文脈が明確にそうでないことを示さない限り、複数形をも含むことを意図している。本明細書で使用される場合、「備える(comprise)」、「備えている(comprising)」、「含む(include)」、および/または「含んでいる(including)」という用語は、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素、および/または構成要素の存在を指定するが、一または二以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、および/またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではないことをさらに理解されたい。
【0019】
別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語および科学用語を含む)は本開示の属する技術分野の当業者により理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は本明細書および関連技術の文脈におけるそれらの用語と一致する意味を有するように解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されない限り、理想化された、または過度に形式的な意味で解釈されないことをさらに理解されたい。
【0020】
図1は、本開示によるパッケージの斜視図を示している。
【0021】
図2は、
図1の一態様によるパッケージの断面図を例示する
図2Aを含む。
図2はさらに、
図1の別の態様によるパッケージの断面図を示す
図2Bを含む。
【0022】
図3は、
図1によるパッケージの内部上面図を示している。
【0023】
特に、
図1、
図2A、
図2Bおよび
図3は、本明細書に記載される特徴、構成要素、配置等のうち任意の一または二以上を含み得るパッケージ100の例示的な実装を示している。特に、本明細書に記載されるように、パッケージ100はRFパッケージ、RF増幅器パッケージ、RFパワー増幅器パッケージ、RFパワートランジスタパッケージ、RFパワー増幅器トランジスタパッケージ等として実装され得る。
【0024】
図2Aおよび
図2Bを参照すると、パッケージ100は一または二以上の半導体デバイス400、少なくとも一つのデバイス200、少なくとも一つの二次デバイス300、ウィンドウフレーム500、および支持体102を含み得る。
【0025】
少なくとも一つのデバイス200および/または少なくとも一つの二次デバイス300はRFデバイスとして実装され得る。少なくとも一つのデバイス200および/または少なくとも一つの二次デバイス300は、一または二以上の半導体デバイス400、パッケージ100等への入力、出力、および/または中間機能としての様々な機能技術をサポートするための抵抗器、インダクタ、キャパシタ、金属酸化物シリコン(MOS)キャパシタ、インピーダンス整合回路、整合回路、入力整合回路、出力整合回路、高調波フィルタ、高調波終端、カプラー、バラン、電力結合器、電力分配器、無線周波数(RF)回路、基本周波数整合回路、ベースバンド終端回路、第二高調波終端回路、集積受動デバイス(IPD)、整合ネットワーク等のうち一または二以上を実装し得る。一態様では、少なくとも一つのデバイス200および/または少なくとも一つの二次デバイス300は一または二以上のインダクタを実装してもよく、単一のダイ、モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)、マルチステージおよびマルチパス(例えば、ドハティ)トランジスタパッケージ等として一または二以上の半導体デバイス400を実装するパッケージ100において利用してもよい。
【0026】
一または二以上の半導体デバイス400は、ワイドバンドギャップ半導体デバイス、超高帯域デバイス、GaNベースのデバイス、金属半導体電界効果トランジスタ(MESFET)、金属酸化物電界効果トランジスタ(MOSFET)、ジャンクション電界効果トランジスタ(JFET)、横方向拡散金属酸化物半導体(LDMOS)トランジスタ、バイポーラジャンクショントランジスタ(BJT)、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、高電子移動度トランジスタ(HEMT)、ワイドバンドギャップ(WBG)半導体、汎用ブロードバンド部品、テレコム部品、L帯域部品、S帯域部品、X帯域部品、C帯域部品、Ku帯域部品、衛星通信部品、ドハティ構成等の部品のうち一または二以上を含み得る。一態様では、ドハティ構成は複数の増幅器を含み得るドハティ増幅器を実装し得る。複数の増幅器は複数の段および/または複数の経路上にキャリアパワー増幅器およびピーキング増幅器を含み得る。
【0027】
パッケージ100は一または二以上の半導体デバイス400、ウィンドウフレーム500、少なくとも一つのデバイス200、および少なくとも一つの二次デバイス300、ならびに/または本開示のパッケージ100の他の構成要素と共に使用するのに好適なオープンキャビティ構成を含むように実装され得る。特に、オープンキャビティ構成はオープンキャビティパッケージ設計を利用し得る。いくつかの態様では、オープンキャビティ構成は、相互接続、回路構成要素、少なくとも一つのデバイス200、少なくとも一つの二次デバイス300、一または二以上の半導体デバイス400、ウィンドウフレーム500等を保護するための蓋108または他の筐体を含み得る。パッケージ100はセラミック体を含んでもよく、および/または蓋108はセラミック材料から作成されてもよい。一態様では、セラミック材料は酸化アルミニウム(Al2O3)を含み得る。一態様では、蓋108は接着剤でウィンドウフレーム500に取り付けられ得る。一態様では、接着剤はエポキシベースであり得る。パッケージ100は端子として構成され得る一または二以上の金属接点110を含み得る。
【0028】
パッケージ100の内部で、一または二以上の半導体デバイス400はダイ取付け材料を介して支持体102に取り付けられ得る。一または二以上のボンディングワイヤ112は一または二以上の半導体デバイス400をウィンドウフレーム500および/または一または二以上の金属接点110のうち少なくとも一つに結合し得る。さらに、一または二以上のボンディングワイヤ112は一または二以上の半導体デバイス400を少なくとも一つのデバイス200、および/または少なくとも一つの二次デバイス300に結合し得る。
【0029】
さらに、パッケージ100の内部で、少なくとも一つのデバイス200および少なくとも一つの二次デバイス300は支持体102に配置され得る。さらに、パッケージ100の内部で、例示的な構成に示される一または二以上の相互接続104は、一または二以上の金属接点110、ウィンドウフレーム500、少なくとも一つのデバイス200、少なくとも一つの二次デバイス300、および/または一または二以上の半導体デバイス400間を接続し得る。少なくとも一つのデバイス200および少なくとも一つの二次デバイス300はダイ取付け材料を介して支持体102に取り付けられ得る。
【0030】
ウィンドウフレーム500は一または二以上の半導体デバイス400のソース、ゲート、およびドレインを絶縁するように構成され得る。ウィンドウフレーム500は、より費用効果が高く、支持体102と一致するより良い熱膨張係数(CTE)を提供し、ストレートリードおよび表面実装構成の両方のリード構成において高い柔軟性を可能にするように構成され得る。ウィンドウフレーム500はまた硬く、したがってより安定しており、曲がりにくいように構成され得る。
【0031】
支持体102は、銅(Cu)、銅-モリブデン、銅積層構造、銅-タングステン(CuW)等の導電性材料で作成されてもよく、ウィンドウフレーム500のCTEに厳密に一致するCTEを有してもよい。本明細書に記載のように、一または二以上の半導体デバイス400のソース側は、接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、熱圧着接合、超音波接合/溶接等により支持体102の内側ダイ取付け領域に取り付けられ得る。特に、一または二以上の半導体デバイス400のソース側は支持体102に電気的に接続され得る。
【0032】
ウィンドウフレーム500は、電気絶縁部材502に積層、埋め込み、および/または他の方法で取り付けられた銅シートからエッチングされた導電性経路、トラックまたは信号トレースを含み得る。ウィンドウフレーム500は支持体102の外周領域116に取り付けられ得る。ウィンドウフレーム500の電気絶縁部材502は、支持体102の内側取付け領域に取り付けられ得る一または二以上の半導体デバイス400、少なくとも一つのデバイス200、少なくとも一つの二次デバイス300等を受けるための開口部506を有し得る。電気絶縁部材502は、電気絶縁部材502の反対側に埋め込まれるかまたは積層された上部および下部メタライゼーションの支持を提供するために、支持体102の横方向側壁114を超えて外向きに延在し得る。
【0033】
パッケージ100は第二のメタライゼーション508および第一のメタライゼーション512に取り付けられたディスクリートデバイス800をさらに含み得る。ディスクリートデバイス800は、表面実装デバイス(SMD)部品、表面実装デバイス(SMD)キャパシタ、セラミックキャパシタ、表面実装デバイス(SMD)セラミックキャパシタ、インダクタ、表面実装デバイス(SMD)インダクタ、抵抗、表面実装デバイス(SMD)抵抗、パワー分割器、表面実装デバイス(SMD)パワー分割器、増幅器、平衡増幅器、表面実装デバイス(SMD)増幅器、表面実装デバイス(SMD)平衡増幅器、コンバイナ、表面実装デバイス(SMD)コンバイナ等のうち一または二以上であり得る。ディスクリートデバイス800は、無線周波数デバイス、無線周波数回路デバイス、無線周波数部品デバイス等として実装され得る。
【0034】
これに関して、ディスクリートデバイス800は底面に配置された端子を含み得る。例えば、表面実装デバイス(SMD)セラミックキャパシタ等の表面実装デバイス(SMD)部品として実装されるディスクリートデバイス800は、第二のメタライゼーション508および第一のメタライゼーション512と接続し得るディスクリートデバイス800の底面に配置された一または二以上の端子を含み得る。
【0035】
より詳細には、第二のメタライゼーション508は支持体102と反対側を向いている電気絶縁部材502の上面に埋め込まれるかまたは積層されてもよく、支持体102と反対側を向いている一または二以上の半導体デバイス400の上面において一または二以上の半導体デバイス400と電気的に接続されてもよい。一実施形態では、第二のメタライゼーション508はパッケージ100の出力端子を形成し、出力端子は一または二以上の半導体デバイス400に電気的に接続され得る。
【0036】
図3を参照すると、電気絶縁部材502の上面は第二のメタライゼーション508から離隔された第一のメタライゼーション512を有してもよく、第二のメタライゼーション508は一または二以上の半導体デバイス400への接続を提供する。第一のメタライゼーション512はディスクリートデバイス800を介して第二のメタライゼーション508に接続するように構成され得る。
【0037】
電気絶縁部材502の上面に配置された第三のメタライゼーション510もまた第二のメタライゼーション508および第一のメタライゼーション512から離隔され得る。第三のメタライゼーション510は、少なくとも一つのデバイス200、一または二以上の半導体デバイス400、および/またはウィンドウフレーム500に電気的に接続されるパッケージ100の入力端子を形成する。
【0038】
ウィンドウフレーム500の電気絶縁部材502は支持体102の外周領域116に取り付けら得る底面を有し得る。一態様では、ウィンドウフレーム500は導電性接着剤を利用して外周領域116に取り付けられ得る底面を有し得る。一態様では、
図2Bに示されるように、ウィンドウフレーム500は介在するセラミック構造578を利用して外周領域116に取り付けられ得る底面を有し得る。一態様では、介在するセラミック構造578は酸化アルミニウム(Al
2O
3)等のセラミック材料を含み得る。一態様では、介在するセラミック構造578は銅、金等、およびそれらの組合せを含む一または二以上の金属でめっきされ得る。追加の下側メタライゼーションは電気絶縁部材502の底面に設けられ得る。下部メタライゼーションの各々は、電気絶縁部材502の上面に配置されたメタライゼーションのうち一つに対応し得る。例えば、
図4に示されるように、第三の下部メタライゼーションは上面上の第三のメタライゼーション510に対応してもよく、第二の下部メタライゼーション514は上面上の第二のメタライゼーション508に対応してもよく、第一の下部メタライゼーション570は上面上の第一のメタライゼーション512に対応し得る。
【0039】
【0040】
上記のように、上部および下部メタライゼーションの対応するものは互いに電気的に接続され得る。
図4Aに示されるように、電気接続530は第一のメタライゼーション512を第一の下部メタライゼーション570に接続し得る。特に、電気接続530は少なくともy軸に沿ってウィンドウフレーム500の電気絶縁部材502に端部めっきとして実装され得る。一態様では、電気接続530はウィンドウフレーム500のキャビティホール560内の電気絶縁部材502に端部めっきとして実装され得る。一態様では、電気接続530はウィンドウフレーム500の電気絶縁部材502に端部めっきとして実装され得る。第一のメタライゼーション512は電気絶縁部材502の端部532までずっと延在し得る。また第一の下部メタライゼーション570は電気絶縁部材502の端部534までずっと延在し得る。換言すると、第一のメタライゼーション512および第一の下部メタライゼーション570は電気絶縁部材502の基板端部と同一平面になるように構成され得る。さらに、電気接続530は第一のメタライゼーション512の端部532から第一の下部メタライゼーション570の端部534まで延在し得る。したがって、電気接続530は第一のメタライゼーション512を第一の下部メタライゼーション570に電気的に接続し得る。
図4は電気接続530の特定の位置を示しているが、電気接続530は第一のメタライゼーション512を第一の下部メタライゼーション570に接続するためにウィンドウフレーム500の任意の場所に位置し得る。特に、いくつかの態様では、電気接続530はウィンドウフレーム500の外縁に位置し得る。および/または、いくつかの態様では、電気接続530はウィンドウフレーム500の開口部506内のウィンドウフレーム500の内縁に位置し得る。
【0041】
したがって、電気接続530は第一のメタライゼーション512を第一の下部メタライゼーション570に電気的に接続するためのビアの使用を回避するように構成および実装される。したがって、電気接続530は、ビアの実装を回避すること、および/またはビアの使用を低減することにより、パッケージおよびパケット処理のコストを低減する。特に、いくつかの態様では、ウィンドウフレーム500は設計、用途等に基づいて、依然としていくつかのビアを実装し得る。さらに、電気接続530は寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。特に、端部めっきを実装する電気接続530は、本明細書で定義されるように、高周波のアプリケーションおよび/またはハイパワーのアプリケーションで寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。さらに、幅広の端部めっきを実装する電気接続530は寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。特に、幅広の端部めっきを実装する電気接続530は高周波およびハイパワーのアプリケーションで寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。これに関して、幅広の端部めっきは、電気絶縁部材502の特定の領域の60%から100%、電気絶縁部材502の特定の領域の60%から70%、電気絶縁部材502の特定の領域の70%から80%、電気絶縁部材502の特定の領域の80%から90%、または電気絶縁部材502の特定の領域の90%から100%を覆うめっきとして定義され得る。
【0042】
端部めっきは、銅、金、ニッケル、パラジウム、銀等の金属材料およびこれらの組合せを含み得る。一または二以上の態様では、端部めっきは、ルーティングプロセス、めっきされたコンステレーション構成、ロングホール構成、キャスタレーションめっき等を含み得る。
【0043】
図5は、
図1によるパッケージの部分断面図を示している。
【0044】
上記のように、上部および下部メタライゼーションの対応するものは互いに電気的に接続され得る。
図5に示されるように、電気接続520は第三の下部メタライゼーション516を第三のメタライゼーション510に接続し得る。特に、電気接続520はウィンドウフレーム500の電気絶縁部材502上の端部めっきとして実装され得る。一態様では、電気接続520はウィンドウフレーム500の電気絶縁部材502上の幅広の端部めっきとして実装され得る。これに関して、第三のメタライゼーション510は電気絶縁部材502の端部522までずっと延在し得る。また、第三の下部メタライゼーション516は電気絶縁部材502の端部524までずっと延在し得る。換言すると、第三のメタライゼーション510および第三の下部メタライゼーション516は電気絶縁部材502の基板端部と同一平面になるように構成され得る。さらに、電気接続520は第三のメタライゼーション510の端部522から第三の下部メタライゼーション516の端部524まで延在し得る。したがって、電気接続520は第三のメタライゼーション510を第三の下部メタライゼーション516に電気的に接続し得る。
図5は電気接続520の特定の位置を示しているが、電気接続520は第三のメタライゼーション510を第三の下部メタライゼーション516に接続するためにウィンドウフレーム500の任意の場所に位置し得る。特に、いくつかの態様では、電気接続520はウィンドウフレーム500の外縁に位置し得る。および/または、いくつかの態様では、電気接続520はウィンドウフレーム500の開口部506内のウィンドウフレーム500の内縁に位置し得る。
【0045】
したがって、電気接続520は第三のメタライゼーション510を第三の下部メタライゼーション516に電気的に接続するためのビアの使用を回避するように構成および実装され得る。したがって、電気接続520はビアの実装を回避すること、および/またはビアの使用を低減することにより、パッケージおよびパケット処理のコストを低減する。特に、いくつかの態様では、ウィンドウフレーム500は設計、用途等に基づいて、依然としていくつかのビアを実装し得る。さらに、電気接続520は寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。特に、本明細書で定義されるように、電気接続520は高周波のアプリケーションおよび/またはハイパワーのアプリケーションで寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。さらに、幅広の端部めっきを実装する電気接続520は寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。特に、本明細書で定義するように、幅広の端部めっきを実装する電気接続520は高周波のアプリケーションおよび/またはハイパワーのアプリケーションで寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。
【0046】
図6は、
図1によるパッケージの部分断面図を示している。
【0047】
上記のように、上部および下部メタライゼーションの対応するものは互いに電気的に接続され得る。
図6に示されるように、電気接続540は第二の下部メタライゼーション514を第二のメタライゼーション508に接続し得る。特に、電気接続540はウィンドウフレーム500の電気絶縁部材502上の端部めっきとして実装され得る。一態様では、電気接続540はウィンドウフレーム500の電気絶縁部材502上の幅広の端部めっきとして実装され得る。これに関して、第二のメタライゼーション508は電気絶縁部材502の端部542までずっと延在し得る。また、第二の下部メタライゼーション514は電気絶縁部材502の端部544までずっと延在し得る。換言すると、第二のメタライゼーション508および第二の下部メタライゼーション514は電気絶縁部材502の基板端部と同一平面になるように構成され得る。さらに、電気接続540は第二のメタライゼーション508の端部542から第二の下部メタライゼーション514の端部544までずっと延在し得る。したがって、電気接続540は第二のメタライゼーション508を第二の下部メタライゼーション514に電気的に接続し得る。
図6は電気接続540の特定の位置を示しているが、電気接続540は第二のメタライゼーション508を第二の下部メタライゼーション514に接続するためにウィンドウフレーム500の任意の場所に位置し得る。特に、いくつかの態様では、電気接続540はウィンドウフレーム500の外縁に位置し得る。および/または、いくつかの態様では、電気接続540はウィンドウフレーム500の開口部506内のウィンドウフレーム500の内縁に位置し得る。
【0048】
したがって、電気接続540は第二のメタライゼーション508を第二の下部メタライゼーション514に電気的に接続するためのビアの使用を回避するように構成および実装される。したがって、電気接続540はビアの実装を回避すること、および/またはビアの使用を低減することにより、パッケージおよびパケット処理のコストを低減する。特に、いくつかの態様では、ウィンドウフレーム500は設計、用途等に基づいて、依然としていくつかのビアを実装し得る。さらに、電気接続540は寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。特に、本明細書で定義されるように、端部めっきを実装する電気接続540は高周波のアプリケーションおよび/またはハイパワーのアプリケーションで寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。さらに、幅広の端部めっきを実装する電気接続540は寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。特に、本明細書で定義するように、幅広の端部めっきを実装する電気接続540は高周波のアプリケーションおよび/またはハイパワーのアプリケーションで寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。
【0049】
図2に戻ると、本明細書に記載されるように、ウィンドウフレーム500は、例えば接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、熱圧着接合、超音波接合/溶接等を使用して支持体102の外周領域116に取り付けられ得る。軟質はんだまたは共晶はんだの場合、支持体102の外周領域116に取り付けるウィンドウフレーム500にオプションの銅リングを設けることもできる。オプションの銅リングはRFアプリケーションにRF接地を提供するために使用することができ、支持体102および一または二以上の半導体デバイス400のソース側(端子)と同じ電位としてもよく、電気絶縁部材502が支持体102の外周領域116に取り付けられる前に一または二以上の半導体デバイス400のソース側(端子)を支持体102の内側ダイ取付け領域に取り付けることができる。あるいは、電気絶縁部材502は一または二以上の半導体デバイス400が支持体102の内側ダイ取付け領域に取り付けられる前に支持体102の外周領域116に取り付けられ得る。
【0050】
いずれの場合も、ウィンドウフレーム500の電気絶縁部材502は一または二以上の半導体デバイス400、少なくとも一つのデバイス200、少なくとも一つの二次デバイス300、および/または支持体102に取り付けられた任意の他の部品を受けるための開口部506を有する。電気絶縁部材502は、電気絶縁部材502の反対側に設けられる上部および下部メタライゼーションの支持を提供するために支持体102の横方向側壁114を超えて外向きに延在する。
【0051】
支持体102は、一または二以上の半導体デバイス400、少なくとも一つのデバイス200、少なくとも一つの二次デバイス300により生成された熱を放散し、同時に外部環境から一または二以上の半導体デバイス400、少なくとも一つのデバイス200、および少なくとも一つの二次デバイス300を分離し、保護する。
【0052】
支持体102は金属サブマウントとして実装してもよく、支持体、表面、パッケージ支持体、パッケージ表面、パッケージ支持体表面、フランジ、金属フランジ、ヒートシンク、共通ソース支持体、共通ソース表面、共通ソースパッケージ支持体、共通ソースパッケージ表面、共通ソースパッケージ支持体表面、共通ソースフランジ、共通ソースヒートシンク、リードフレーム、金属リードフレーム等として実装してもよい。支持体102は絶縁材料、誘電体材料等を含み得る。
【0053】
さらに、
図2に示されるように、一または二以上の半導体デバイス400は支持体に直接または間接的に取り付けられた一または二以上のトランジスタダイを有する一または二以上のトランジスタを含み得る。一または二以上のトランジスタダイを有する一または二以上のトランジスタは、一または二以上の横拡散金属酸化物半導体(LDMOS)トランジスタ、GaNベーストランジスタ、金属半導体電界効果トランジスタ(MESFET)、金属酸化物電界効果トランジスタ(MOSFET)、ジャンクション電界効果トランジスタ(JFET)、バイポーラジャンクショントランジスタ(BJT)、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、高電子移動度トランジスタ(HEMT)、ワイドバンドギャップ(WBG)トランジスタ等を含み得る。
【0054】
パッケージ100の他の実装はオーバーモールド構成を含み得る。オーバーモールド構成は支持体102に取り付けられた一または二以上の半導体デバイス400を実質的に囲み得る。オーバーモールド構成は、支持体102、一または二以上の半導体デバイス400、少なくとも一つのデバイス200、少なくとも一つの二次デバイス300の周りに射出成形することができるプラスチックまたはプラスチックポリマ化合物で形成することができ、それにより外部環境からの保護を提供する。
【0055】
一態様では、オーバーモールド構成は一または二以上の半導体デバイス400、少なくとも一つのデバイス200、および少なくとも一つの二次デバイス300を実質的に囲み得る。オーバーモールド構成はプラスチック、モールド化合物、プラスチック化合物、ポリマ、ポリマ化合物、プラスチックポリマ化合物等から形成され得る。オーバーモールド構成は一または二以上の半導体デバイス400、少なくとも一つのデバイス200、および少なくとも一つの二次デバイス300の周りに射出成形または圧縮成形することができ、それにより少なくとも一つのデバイス200、少なくとも一つの二次デバイス300、一または二以上の半導体デバイス400、およびパッケージ100の他の構成要素に外部環境からの保護を提供する。
【0056】
図は少なくとも一つのデバイス200のうち単一のものを示しているが、パッケージ100は複数の少なくとも一つのデバイス200を実装し得る。同様に、図は少なくとも一つの二次デバイス300のうち単一のものを示しているが、パッケージ100は複数の少なくとも一つの二次デバイス300を実装し得る。
【0057】
図2および
図3は、少なくとも一つのデバイス200が一または二以上の相互接続104により少なくとも一つの二次デバイス300に接続し得ることをさらに示している。より具体的には、少なくとも一つのデバイス200は相互接続パッドを含み得る。また少なくとも一つの二次デバイス300は相互接続パッドを含み得る。一または二以上の相互接続104は相互接続パッドに接続し得る。
【0058】
一または二以上のボンディングワイヤ112は一または二以上のワイヤ、リード、回路トレース、トラック、クリップ等として実装され得る。一態様では、一または二以上のボンディングワイヤ112は同じタイプの接続を使用し得る。一態様では、一または二以上のボンディングワイヤ112は異なるタイプの接続を使用し得る。少なくとも一つのデバイス200、少なくとも一つの二次デバイス300、および/または一または二以上の半導体デバイス400のための他のタイプの接続もまた企図される。一または二以上のボンディングワイヤ112はボールボンディング、ウェッジボンディング、コンプライアントボンディング、リボンボンディング、金属チップ取付け等を利用し得る。一または二以上のボンディングワイヤ112はアルミニウム、銅、銀、金等のうち一または二以上を含む様々な金属材料を含み得る。一態様では、ボンディングワイヤ112は同じタイプの金属を利用し得る。一態様では、一または二以上のボンディングワイヤ112は異なるタイプの金属を利用し得る。
【0059】
一または二以上のボンディングワイヤ112は、本明細書に記載の接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、熱圧着接合、超音波接合/溶接、クリップ部品等により相互接続パッドに接続し得る。一態様では、接続は同じタイプの接続を利用し得る。一態様では、接続は異なるタイプの接続を利用し得る。
【0060】
一または二以上の相互接続104は一または二以上のワイヤ、リード、回路トレース、トラック、クリップ等として実装され得る。一態様では、一または二以上の相互接続104は同じタイプの接続を利用し得る。一態様では、一または二以上の相互接続104は異なるタイプの接続を利用し得る。少なくとも一つのデバイス200および/または少なくとも一つの二次デバイス300のための他のタイプの接続もまた企図される。一または二以上の相互接続104はボールボンディング、ウェッジボンディング、コンプライアントボンディング、リボンボンディング、金属チップ取付け等を利用し得る。一または二以上の相互接続104はアルミニウム、銅、銀、金等のうち一または二以上を含む様々な金属材料を含み得る。一態様では、一または二以上の相互接続104は同じタイプの接続を利用し得る。一態様では、一または二以上の相互接続104は異なるタイプの接続を利用し得る。
【0061】
本明細書に記載されるように、一または二以上の相互接続104は接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、熱圧着接合、超音波接合/溶接、クリップ部品等により相互接続パッドに接続し得る。一態様では、接続は同じタイプの接続を利用し得る。一態様では、接続は異なるタイプの接続を利用し得る。
【0062】
ウィンドウフレーム500はプリント回路基板(PCB)部品、セラミック部品、ガラス部品、低温同時焼成セラミック(LTCC)部品、高温同時焼成セラミック(HTCC)部品等であり得る。一または二以上の態様では、ウィンドウフレーム500はテフロン(登録商標)および/または炭化水素材料を含み得る。一または二以上の態様では、ウィンドウフレーム500はセラミックフィラーと混合されたテフロン(登録商標)および/または炭化水素材料を含み得る。一または二以上の態様では、ウィンドウフレーム500は無線周波数(RF)材料として実装されたセラミックフィラーと混合されたテフロン(登録商標)および/または炭化水素材料を含み得る。
【0063】
パッケージ100はRFパッケージとして実装することができ、一または二以上の二次デバイス300は送信機、送信機機能、受信機、受信機機能、トランシーバ、トランシーバ機能、整合ネットワーク機能、高調波終端回路、集積受動デバイス(IPD)等を含み、接続し、支持する等し得る無線周波数デバイスとして実装され得る。無線周波数デバイスとして実装される少なくとも一つの二次デバイス300は電波を送信し、許容可能な送信パワー出力、高調波、および/またはバンド端要件を備えたデータを搬送するために波を変調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。無線周波数デバイスとして実装される少なくとも一つの二次デバイス300は電波を受信し、電波を復調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。
【0064】
パッケージ100はRFパッケージとして実装することができ、少なくとも一つのデバイス200は送信機、送信機機能、受信機、受信機機能、トランシーバ、トランシーバ機能、整合ネットワーク機能、高調波終端回路、集積受動デバイス(IPD)等を含み、接続し、指示する等し得る無線周波数デバイスとして実装され得る。少なくとも一つのデバイス200は電波を送信し、許容可能な送信パワー出力、高調波、および/またはバンド端要件を備えたデータを搬送するために波を変調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。無線周波数デバイスとして実装される少なくとも一つのデバイス200は電波を受信し、電波を復調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。
【0065】
本明細書に記載されるように、少なくとも一つのデバイス200は接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接等により支持体102の上面に取り付けられ得る。一態様では、少なくとも一つのデバイス200は支持体102の上面に直接取り付けられ得る。
【0066】
一態様では、少なくとも一つのデバイス200は介在する構造、構成要素等を用いて支持体102の上面に取り付けられ得る。
図2に示されるように、少なくとも一つのデバイス200はy軸に沿って支持体102の上方に垂直に配置され得る。少なくとも一つのデバイス200は、接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接等により、本明細書に記載されるように支持体102に取り付けられ得る。
【0067】
少なくとも一つの二次デバイス300は支持体102の上面に取り付けられ得る。少なくとも一つの二次デバイス300は接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接等により支持体102の上面に取り付けられ得る。一態様では、少なくとも一つの二次デバイス300は支持体102の上面に直接取り付けられ得る。
【0068】
一態様では、少なくとも一つの二次デバイス300は介在する構造、構成要素等を用いて支持体102の上面に取り付けられ得る。
図2に示されるように、少なくとも一つの二次デバイス300はy軸に沿って支持体102の上方に垂直に配置され得る。少なくとも一つの二次デバイス300は接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接等により、本明細書に記載されるように支持体102に取り付けられ得る。
【0069】
図7は、本開示によるパッケージの内部上面図を示している。
【0070】
特に、
図7は本明細書に記載されるような特徴、構成要素、配置等のうち任意の一または二以上を含み得るパッケージ100の例示的な実装を示している。特に、
図7に示されているパッケージ100は、本明細書に記載されるように、RFパッケージ、RF増幅器パッケージ、RFパワー増幅器パッケージ、RFパワートランジスタパッケージ等として実装され得る。
【0071】
図7をさらに参照すると、パッケージ100は複数の開口部506、複数の一または二以上の金属接点110等を備えて構成され得る。
図7は二つの構成要素を示しているが、パッケージ100は任意の数の構成要素を含み得る。
【0072】
パッケージ100は任意の数の異なるアプリケーションで実装され得る。これに関して、パッケージ100は、高ビデオ帯域パワー増幅器トランジスタ、シングルパス無線周波数パワートランジスタ、シングルステージ無線周波数パワートランジスタ、マルチパス無線周波数パワートランジスタ、ドハティ構成マルチステージ無線周波数パワートランジスタ、GaNベース無線周波数パワー増幅器モジュール、横方向拡散金属酸化物半導体(LDMOS)デバイス、LDMOS無線周波数パワー増幅器モジュール、無線周波数パワーデバイス、金属半導体電界効果トランジスタ(MESFET)、金属酸化物電界効果トランジスタ(MOSFET)、ジャンクション電界効果トランジスタ(JFET)、バイポーラジャンクショントランジスタ(BJT)、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、高電子移動度トランジスタ(HEMT)、ワイドバンドギャップ(WBG)半導体、パワーモジュール、ゲートドライバ、汎用ブロードバンド部品、テレコム部品、L帯域部品、S帯域部品、X帯域部品、C帯域部品、Ku帯域部品、衛星通信部品等を実装するアプリケーションにおいて実装され得る。パッケージ100はパワーパッケージとして実装され得る。パッケージ100はパワーパッケージとして実装されてもよく、本明細書に記載されるようなアプリケーションおよび構成要素を実装してもよい。
【0073】
パッケージ100は無線周波数パッケージとして実装され得る。パッケージ100は無線周波数パッケージとして実装されてもよく、本明細書に記載されるようなアプリケーションおよび構成要素を実装してもよい。パッケージ100は無線周波数パッケージとして実装されるパッケージ100は送信機、送信機機能、受信機、受信機機能、トランシーバ、トランシーバ機能等を含み、接続し、支持する等し得る。無線周波数パッケージとして実装されるパッケージ100は電波を送信し、許容可能な送信パワー出力、高調波、および/またはバンド端要件を備えたデータを搬送するために波を変調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。無線周波数パッケージとして実装されるパッケージ100は電波を受信し、電波を復調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。無線周波数パッケージとして実装されるパッケージ100は電波を送信し、許容可能な送信パワー出力、高調波、および/またはバンド端要件を備えたデータを搬送するために波を変調するように構成されてもよく、またサポートしてもよく、また、電波を受信し、電波を復調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。
【0074】
少なくとも一つの二次デバイス300は能動デバイス、受動デバイス、集積受動デバイス(IPD)、トランジスタデバイス等であり得る。少なくとも一つの二次デバイス300は任意のアプリケーションのための任意の電気部品を含み得る。無線周波数デバイス、無線周波数回路、無線周波数部品等として実装される少なくとも一つの二次デバイス300は、送信機、送信機機能、受信機、受信機機能、トランシーバ、トランシーバ機能等を含み、接続し、サポートする等し得る。無線周波数デバイス、無線周波数回路、無線周波数部品等として実装される少なくとも一つの二次デバイス300は電波を送信し、許容可能な送信パワー出力、高調波、および/またはバンド端要件を備えるデータを搬送するために波を変調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。無線周波数デバイスとして実装される少なくとも一つの二次デバイス300は電波を受信し、電波を復調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。無線周波数デバイスとして実装される少なくとも一つの二次デバイス300は電波を送信し、許容可能な送信パワー出力、高調波、および/またはバンド端要件を備えたデータを搬送するために波を変調するように構成されてもよく、またサポートしてもよく、また、電波を受信し、電波を復調するように構成されてもよく、またサポートしてもよい。
【0075】
メタライゼーション層は、はんだペーストの印刷スクリーニングまたは分配、エポキシの印刷スクリーニングまたは分配、シルクスクリーン印刷プロセス、写真製版プロセス、透明フィルムへの印刷プロセス、フォトマスクプロセス、光増感基板プロセス、レーザレジストアブレーションプロセス、ミリングプロセス、レーザエッチングプロセス、等のプロセスを含む一または二以上の製造技術を利用して製造され得る。
【0076】
図8は、本開示によるパッケージを作成するプロセスを示している。
【0077】
特に、
図8は、本明細書に記載のパッケージ100に関連するパッケージを形成するプロセス900を示している。パッケージを形成するプロセス900の態様は本明細書に記載の態様と矛盾しない異なる順序で実行され得ることに留意されたい。さらに、パッケージを形成するプロセス900は本明細書に開示される様々な態様と矛盾しないより多くの、またはより少ないプロセスを有するように修正され得る。
【0078】
最初に、パッケージを形成するプロセス900は支持体を形成するプロセス902を含み得る。より具体的には、支持体102は本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。一態様では、支持体を形成するプロセス902は、支持体102を支持体、表面、パッケージ支持体、パッケージ表面、パッケージ支持体表面、フランジ、ヒートシンク、共通ソースヒートシンク等として形成することを含み得る。
【0079】
これに関して、支持体の形成902は支持体102を金属サブマウントとして実装することを含んでもよく、また支持体102を支持体、表面、パッケージ支持体、パッケージ表面、パッケージ支持体表面、フランジ、金属フランジ、ヒートシンク、共通ソース支持体、共通ソース表面、共通ソースパッケージ支持体、共通ソースパッケージ表面、共通ソースパッケージ支持体表面、共通ソースフランジ、共通ソースヒートシンク、リードフレーム、金属リードフレーム等として実装することを含んでもよい。支持体102は絶縁材料、誘電体材料等を含み得る。
【0080】
パッケージを形成するプロセス900は少なくとも一つのデバイスを形成するプロセス904を含み得る。より具体的には、少なくとも一つのデバイス200は本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。さらに、パッケージを形成するプロセス900は少なくとも一つのデバイス200を支持体102に実装し、接続するプロセスを含み得る。少なくとも一つのデバイスを形成するプロセス904は少なくとも一つの二次デバイス300を形成するプロセスを含み得る。より具体的には、少なくとも一つの二次デバイス300は本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。さらに、少なくとも一つのデバイスを形成するプロセス904は少なくとも一つの二次デバイス300を支持体102に取り付け、接続するプロセスを含み得る。
【0081】
パッケージを形成するプロセス900は一または二以上の半導体デバイスを形成するプロセス906を含み得る。より具体的には、一または二以上の半導体デバイス400は本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。
【0082】
パッケージを形成するプロセス900はウィンドウフレームを形成するプロセス908を含み得る。より具体的には、ウィンドウフレームを形成するプロセス908は本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得るウィンドウフレーム500を形成することを含み得る。より具体的には、ウィンドウフレームを形成するプロセス908はウィンドウフレーム500を形成すためにプリント回路基板(PCB)製造を利用することを含み得る。
【0083】
ウィンドウフレームを形成するプロセス908はパネルからウィンドウフレーム500を分離するためにウェハ、PCB、またはパッケージ切断装置等の切断装置を利用してパネルを切断することを含み得る。
【0084】
さらに、ウィンドウフレームを形成するプロセス908はメタライゼーション層を形成することを含み得る。より具体的には、メタライゼーション層はウィンドウフレーム500の少なくとも一部に本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。特に、ウィンドウフレームの形成908は第二の下部メタライゼーション514、第二のメタライゼーション508、第一の下部メタライゼーション570、第一のメタライゼーション512、第三の下部メタライゼーション516および/または第三のメタライゼーション510を形成することを含み得る。
【0085】
さらに、ウィンドウフレームを形成するプロセス908は端部めっきを形成することを含み得る。より具体的には、端部めっきはウィンドウフレーム500の少なくとも一部に本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。特に、ウィンドウフレームを形成するプロセス908は端部めっきを形成することを含んでもよく、第三のメタライゼーション510の端部522から第三の下部メタライゼーション516の端部524まで延在するために電気接続520を形成することを含んでもよい。
図5は電気接続520の特定の位置を示しているが、電気接続520は第三のメタライゼーション510を第三の下部メタライゼーション516に接続するためにウィンドウフレーム500の任意の場所に位置し得る。特に、いくつかの態様では、電気接続520はウィンドウフレーム500の外縁に位置し得る。および/またはいくつかの態様では、電気接続520はウィンドウフレーム500の開口部506内のウィンドウフレーム500の内縁に位置し得る。
【0086】
さらに、ウィンドウフレームを形成するプロセス908は端部めっきを形成するプロセスを含んでもよく、第一のメタライゼーション512の端部532から第一の下部メタライゼーション570の端部534まで延在するために電気接続530を形成することを含んでもよい。
図4は電気接続530の特定の位置を示しているが、電気接続530は第一のメタライゼーション512を第一の下部メタライゼーション570に接続するためにウィンドウフレーム500内の任意の場所に位置し得る。特に、いくつかの態様では、電気接続530はウィンドウフレーム500の外縁に位置し得る。および/または、いくつかの態様では、電気接続530はウィンドウフレーム500の開口部506内のウィンドウフレーム500の内縁に位置し得る。
【0087】
さらに、ウィンドウフレームを形成するプロセス908は端部めっきを形成することを含んでもよく、第二のメタライゼーション508の端部542から第二の下部メタライゼーション514の端部544まで延在するために電気接続540を形成することを含んでもよい。
図6は電気接続540の特定の位置を示しているが、電気接続540は第二のメタライゼーション508を第二の下部メタライゼーション514に接続するためにウィンドウフレーム500の任意の場所に位置し得る。特に、いくつかの態様では、電気接続540はウィンドウフレーム500の外縁に位置し得る。および/または、いくつかの態様では、電気接続540はウィンドウフレーム500の開口部506内のウィンドウフレーム500の内縁に位置し得る。
【0088】
ウィンドウフレームを形成するプロセス908は、エッチングプロセス、光増感基板プロセス、レーザレジストアブレーションプロセス、ルーティングプロセス、ミリングプロセス、レーザエッチングプロセス、直接金属印刷プロセス等のプロセスと組合せて、はんだペーストの印刷スクリーニング、エポキシの印刷スクリーニング、シルクスクリーン印刷プロセス、写真製版プロセス、透明フィルムへの印刷プロセス、フォトマスクプロセスを含む一または二以上の製造技術を利用することを含み得る。
【0089】
ウィンドウフレームを形成するプロセス908はディスクリートデバイスを形成するプロセスを含み得る。より具体的には、ディスクリートデバイス800は本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。さらに、ウィンドウフレームを形成するプロセス908はディスクリートデバイス800を第二のメタライゼーション508および第一のメタライゼーション512に取り付け、接続することを含み得るディスクリートデバイス800を形成するプロセスを含み得る。ウィンドウフレームを形成するプロセス908はウィンドウフレーム500を支持体102に配置するためのピックアンドプレースアセンブリ、ピッキングツール等を実装することを含み得る。その後、ウィンドウフレームを形成するプロセス908はウィンドウフレーム500を支持体102に取り付けることをさらに含み得る。これに関して、ウィンドウフレーム500は本明細書に記載されるように接着剤等により支持体102の上面に取り付けられ得る。
【0090】
パッケージを形成するプロセス900は一または二以上のボンディングワイヤを形成するプロセス910を含み得る。より具体的には、一または二以上のボンディングワイヤ112は本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。
【0091】
一または二以上のボンディングワイヤを形成するプロセス910は一または二以上のボンディングワイヤ112を一または二以上の半導体デバイス400、ウィンドウフレーム500、一または二以上の金属接点110、少なくとも一つのデバイス200、および/または一または二以上の二次デバイス300に結合することを含み得る。
【0092】
一態様では、一または二以上のボンディングワイヤを形成するプロセス910は一または二以上のワイヤ、リード等を形成することにより一または二以上のボンディングワイヤ112を形成することを含み得る。一態様では、一または二以上のボンディングワイヤ112を形成するプロセスは本明細書に記載されるように接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接、クリップ部品等により一または二以上のボンディングワイヤ112を接続することを含み得る。
【0093】
パッケージを形成するプロセス900は一または二以上の相互接続を形成するプロセス912を含み得る。より具体的には、一または二以上の相互接続104は本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。
【0094】
一または二以上の相互接続を形成するプロセス912は一または二以上の相互接続104を一または二以上の半導体デバイス400、ウィンドウフレーム500、一または二以上の金属接点110のうち少なくとも一つ、少なくとも一つのデバイス200、および/または少なくとも一つの二次デバイス300に結合することを含み得る。
【0095】
一態様では、一または二以上の相互接続を形成するプロセス912は一または二以上のワイヤ、リード等を形成することにより一または二以上の相互接続104を形成することを含み得る。一態様では、一または二以上の相互接続104を形成するプロセスは本明細書に記載されるように接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接、クリップ部品等により一または二以上の相互接続104を接続することを含み得る。
【0096】
一態様では、一または二以上の相互接続を形成するプロセス912は一または二以上のワイヤ、リード等により一または二以上の相互接続104を形成することを含み得る。一態様では、一または二以上の相互接続104を形成するプロセスは本明細書に記載されるように接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接、クリップ部品等により一または二以上の相互接続104を接続することを含み得る。
【0097】
パッケージを形成するプロセス900はパッケージを囲むプロセス914を含み得る。より具体的には、パッケージ100は本明細書に記載されるように構築、構成、および/または配置され得る。一態様では、パッケージを形成するプロセス900はオープンキャビティ構成、オーバーモールド構成等を形成することを含み得る。
【0098】
したがって、本開示は製造コストの低減をもたらすデバイスおよびプロセスを開示している。さらに、本開示はパッケージコストを低減し、パッケージ製造コストを低減し、製造の複雑さを低減し、歩留まり損失を低減する等のための様々な部品構成を改善することのできるデバイスおよびプロセスを開示している。さらに、本開示は多くの製造上の問題および/または性能の問題に対処するデバイスおよびプロセスを開示している。その上、端部めっきを実装する開示された構成および方法は寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。さらに、端部めっきを実装する開示された構成および方法は、本明細書で定義されるように、より高周波のアプリケーション、よりハイパワーのアプリケーション、高周波のアプリケーションおよび/またはハイパワーのアプリケーションで寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。その上、幅広の端部めっきを実装する開示された構成および方法は寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。特に、幅広の端部めっきを実装する開示された構成および方法は、本明細書で定義されるように、より高周波のアプリケーション、よりハイパワーのアプリケーション、高周波のアプリケーションおよび/またはハイパワーのアプリケーションで寄生接地インダクタンスおよび抵抗を低下させ得る。
【0099】
特定の態様では、本開示のパッケージ100は無線デバイスに接続する無線基地局等で利用され得る。さらなる態様では、本開示のパッケージ100は無線デバイスに接続する無線基地局により実装される増幅器において利用され得る。さらなる態様では、本開示のパッケージ100は無線デバイスにおいて利用され得る。さらなる態様では、本開示のパッケージ100は無線デバイスに実装される増幅器において利用され得る。
【0100】
本開示において、無線デバイスへの言及は、携帯電話、タブレットコンピュータ、ゲーミングシステム、MP3プレイヤー、パーソナルコンピュータ、PDA、ユーザ機器(UE)等の電子デバイスを包含することを理解されたい。「無線デバイス」は、携帯電話(mobile phones)、モバイル機器、モバイルステーション、ユーザ機器、携帯電話(cellular phones)、スマートフォン、ヘッドセット、無線ドングル、リモートアラートデバイス、IoTベースの無線デバイス、または無線ネットワークによりサポートされ得る他のモバイルコンピューティングデバイス等の無線通信ネットワークに接続することのできる任意の互換性のあるモバイル技術コンピューティングデバイスを包含することを意図している。無線デバイスは、GSM、CDMA、無線ローカルループ、Wi-Fi、WiMAX、他の高域ネットワーク(WAN)技術、3G技術、4G技術、5G技術、LTE技術等の無線通信技術を利用し得る。
【0101】
本開示において、無線基地局への言及は、無線デバイスとネットワークとの間の無線通信を容易にする基地局(BTS)、ノードBデバイス、基地局(BS)、進化したノードBデバイス等を包含することを意図していることを理解されたい。無線基地局および/またはネットワークは、GSM、CDMA、無線ローカルループ、Wi-Fi、WiMAX、他の広域(WAN)技術、3G技術、4G技術、5G技術、LTE技術等の無線通信技術を利用し得る。
【0102】
本明細書で説明されるように、ハイパワーは、10W-2kWのピーク電力、100W-500Wのピーク電力、500W-1kWのピーク電力、1kW-1.5kWのピーク電力、もしくは1.5kW-2kWのピーク電力として定義され、および/または10Wを超えるピーク電力、500Wを超えるピーク電力、1kWを超えるピーク電力、1.5kWを超えるピーク電力、もしくは2kWを超えるピーク電力として定義される。
【0103】
本明細書で説明されるように、高周波は、0.4GHz-6GHzの周波数、1.4GHz-1.6GHzの周波数、1.8GHz-2.7GHzの周波数、1GHz-2GHzの周波数、2GHz-3GHzの周波数、3GHz-4GHzの周波数、4GHz-5GHzの周波数、もしくは5GHZ-6GHzの周波数として定義され、および/または1.4GHzを超える周波数、1.8GHzを超える周波数、2GHzを超える周波数、3GHzを超える周波数、4GHzを超える周波数、5GHzを超える周波数、もしくは6GHzを超える周波数、として定義される。
【0104】
本開示の接着剤は接続される表面を接続するために中間層に塗布することを含み得る接着剤接合プロセスにおいて利用され得る。接着剤は有機または無機であり得る。また、接着剤は接続される表面の一方または両方の表面に堆積され得る。接着剤は、特定の接合温度で、工具圧力を加えることを含み得る環境における特定の処理時間の間、特定のコーティング厚さで接着剤材料を塗布することを含み得る接着剤接合プロセスにおいて利用され得る。一態様では、接着剤は導電性接着剤、エポキシベース接着剤、導電性エポキシベース接着剤等であり得る。
【0105】
本開示のはんだは、はんだを含み、および/またははんだから形成され得るはんだ界面を形成するために利用され得る。はんだは接続される表面間に接合を形成するために使用され得る任意の可融金属合金であり得る。はんだは、鉛フリーはんだ、鉛はんだ、共晶はんだ等であり得る。鉛フリーはんだは、スズ、銅、銀、ビスマス、インジウム、亜鉛、アンチモン、微量の他の金属等を含み得る。鉛はんだは、鉛、スズ、銀等の他の金属を含み得る。はんだは必要に応じてフラックスをさらに含み得る。
【0106】
本開示の焼結は、熱および/または圧力により材料の固体塊を圧縮および形成するプロセスを利用し得る。焼結プロセスは材料を液化点まで融解させることなく稼働し得る。焼結プロセスは金属粉末の焼結を含み得る。焼結プロセスは真空中での焼結を含み得る。焼結プロセスは保護ガスを使用した焼結を含み得る。
【0107】
本開示の共晶接合は、共晶系を形成し得る中間金属層との接合プロセスを利用し得る。共晶系は接続される表面間で使用され得る。共晶接合は二相平衡を経ることなく特定の組成および温度で固体から液体状態に、または液体から固体状態に変化する合金であり得る共晶金属を利用し得る。共晶合金は、スパッタリング、デュアルソース蒸着、電気めっき等により堆積され得る。
【0108】
本開示の超音波溶接は、高周波超音波音響振動が圧力下で一緒に保持されている構成要素に局所的に印加されるプロセスを利用し得る。超音波溶接は接続される表面間に固体溶接を作成し得る。一態様では、超音波溶接は超音波処理された力を加えることを含み得る。
【0109】
本開示は例示的な態様に関して説明してきたが、当業者は添付の特許請求の範囲の精神および範囲を修正して本開示を実施することができることを認識されるであろう。上記のこれらの例は単なる例示であり、本開示の全ての可能な設計、態様、用途または修正の網羅的なリストであることを意味するものではない。