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特表2024-517259集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素およびパッケージならびにこれらを実施する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-19
(54)【発明の名称】集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素およびパッケージならびにこれらを実施する方法
(51)【国際特許分類】
H01L 23/12 20060101AFI20240412BHJP
H01L 25/07 20060101ALI20240412BHJP
H01L 23/02 20060101ALI20240412BHJP
【ＦＩ】
H01L23/12 301J
H01L25/04 C
H01L23/02 H
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023568252
(86)(22)【出願日】2022-05-06
(85)【翻訳文提出日】2023-11-06
(86)【国際出願番号】 US2022028037
(87)【国際公開番号】W WO2022236028
(87)【国際公開日】2022-11-10
(31)【優先権主張番号】17/314,160
(32)【優先日】2021-05-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100141553
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 信彦
(72)【発明者】
【氏名】マーベル マーヴィン
(72)【発明者】
【氏名】パン アーサー
(72)【発明者】
【氏名】フィッシャー ジェレミー
(72)【発明者】
【氏名】アンドレ ウルフ
(72)【発明者】
【氏名】コンポッシュ アレクサンダー
(57)【要約】
ＲＦトランジスタパッケージは、金属サブマウントと、金属サブマウントに装着されたトランジスタダイと、金属サブマウントに装着された表面実装ＩＰＤ構成要素とを含む。表面実装ＩＰＤ構成要素は、上面および下面、ならびに表面実装ＩＰＤ構成要素の上面に配置された少なくとも第１のパッドおよび第２のパッドを含む誘電体基板と、第１の端子および第２の端子を含む少なくとも１つの表面実装デバイスとを含み、表面実装デバイスの第１の端子が第１のパッドに装着され、第２の端子が第２のパッドに装着され、第１の端子および第２の端子のうちの少なくとも一方が、誘電体基板によって金属サブマウントから分離されるように構成されており、少なくとも１つのワイヤボンドが、第１のパッドおよび第２のパッドのうちの少なくとも一方に接合されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属サブマウントと、前記金属サブマウントに装着されたトランジスタダイと、
前記金属サブマウントに装着された表面実装ＩＰＤ構成要素であって、上面および下面、ならびに前記表面実装ＩＰＤ構成要素の上面に配置された少なくとも第１のパッドおよび第２のパッドを含む誘電体基板を備える、表面実装ＩＰＤ構成要素と、
第１の端子および第２の端子を含む少なくとも１つの表面実装デバイスであって、前記表面実装デバイスの前記第１の端子が前記第１のパッドに装着され、前記第２の端子が前記第２のパッドに装着されている、少なくとも１つの表面実装デバイスと
を備えるＲＦトランジスタパッケージであって、
前記第１の端子および前記第２の端子のうちの少なくとも一方が、前記誘電体基板によって前記金属サブマウントから分離されるように構成されており、
少なくとも１つのワイヤボンドが、前記第１のパッドおよび前記第２のパッドのうちの少なくとも一方に接合されている、ＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項2】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、以下のもの、すなわち、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、および酸化ベリリウム（ＢｅＯ）のうちの少なくとも１つを含む基板を備える、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項3】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素がアルミナ基板を含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項4】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が誘電体基板を含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項5】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が多層誘電体基板を含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項6】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、以下のもの、すなわち、コンデンサ、インダクタ、および抵抗器のうちの１つまたは複数を含む回路構造を実装するように構成された金属面を含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項7】
前記トランジスタダイが、１つまたは複数のＬＤＭＯＳトランジスタダイを含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項8】
前記トランジスタダイが、１つまたは複数のＧａＮベースのＨＥＭＴを含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項9】
前記ＲＦトランジスタパッケージが複数のトランジスタを含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項10】
前記複数のトランジスタがドハティ構成として構成されている、請求項９に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項11】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、前記表面実装ＩＰＤ構成要素の前記上面に装着された複数の表面実装デバイスを含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項12】
前記誘電体基板が以下のもの、すなわち、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成されたビア、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成された縁部めっき、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成されたワイヤボンディング、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成されたクリップ、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項13】
前記誘電体基板が以下のもの、すなわち、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成されたビア、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成された縁部めっき、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成されたワイヤボンディング、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成されたクリップ、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項14】
前記少なくとも１つのワイヤボンドが、前記表面実装デバイスを前記トランジスタダイに電気的に結合するように構成されている、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項15】
前記表面実装デバイスがセラミックコンデンサを含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項16】
前記表面実装デバイスが抵抗器を含む、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項17】
前記少なくとも１つのワイヤボンドが、前記表面実装デバイスを１つまたは複数の金属接点に電気的に結合するように構成されている、請求項１に記載のＲＦトランジスタパッケージ。
【請求項18】
トランジスタパッケージの金属サブマウントに装着されるように構成された表面実装ＩＰＤ構成要素であって、上面および下面、ならびに前記表面実装ＩＰＤ構成要素の上面に配置された少なくとも第１のパッドおよび第２のパッドを含む誘電体基板を備える、表面実装ＩＰＤ構成要素と、第１の端子および第２の端子を含む少なくとも１つの表面実装デバイスであって、前記表面実装デバイスの前記第１の端子が前記第１のパッドに装着され、前記第２の端子が前記第２のパッドに装着されている、少なくとも１つの表面実装デバイスと
を備えるデバイスであって、
前記第１の端子および前記第２の端子のうちの少なくとも一方が、前記誘電体基板によって前記金属サブマウントから分離されるように構成されており、
前記第１のパッドおよび前記第２のパッドのうちの少なくとも一方がワイヤボンドパッドとして構成されている、デバイス。
【請求項19】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、以下のもの、すなわち、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、および酸化ベリリウム（ＢｅＯ）のうちの少なくとも１つを含む基板を備える、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項20】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素がアルミナ基板を含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項21】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が基板を含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項22】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が多層基板を含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項23】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、以下のもの、すなわち、コンデンサ、インダクタ、および抵抗器のうちの１つを含む回路構造を実装するように構成された金属面を含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項24】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、ＬＤＭＯＳトランジスタダイを含むＲＦトランジスタパッケージ内に実装されるように構成されている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項25】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、ＧａＮベースのＨＥＭＴを含むＲＦトランジスタパッケージ内に実装されるように構成されている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項26】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、複数のトランジスタを含むＲＦトランジスタパッケージ内に実装されるように構成されている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項27】
前記複数のトランジスタがドハティ構成として構成されている、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項28】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、前記表面実装ＩＰＤ構成要素の前記上面に装着された複数の表面実装デバイスを含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項29】
前記誘電体基板が以下のもの、すなわち、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成されたビア、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成された縁部めっき、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成されたワイヤボンディング、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成されたクリップ、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項30】
前記誘電体基板が以下のもの、すなわち、前記表面実装デバイスとトランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成されたビア、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成された縁部めっき、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成されたワイヤボンディング、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成されたクリップ、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項31】
前記表面実装デバイスがセラミックコンデンサを含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項32】
前記表面実装デバイスが抵抗器を含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項33】
前記少なくとも１つのワイヤボンドが前記表面実装デバイスを、ＲＦトランジスタパッケージ内に実装されたダイに電気的に結合するように構成されている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項34】
少なくとも１つのワイヤボンドが、前記表面実装デバイスを１つまたは複数の金属接点に電気的に結合するように構成されている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項35】
ＲＦトランジスタパッケージを実施する方法であって、金属サブマウントを提供するステップと、
トランジスタダイを前記金属サブマウントに装着するステップと、
表面実装ＩＰＤ構成要素を前記金属サブマウントに装着するステップであって、前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、上面および下面、ならびに前記表面実装ＩＰＤ構成要素の上面に配置された第１のパッドおよび第２のパッドを含む誘電体基板を備える、ステップと、
第１の端子および第２の端子を表面実装デバイス上に設けるステップと、
前記表面実装デバイスの前記第１の端子を前記第１のパッドに装着し、前記表面実装デバイスの前記第２の端子を前記第２のパッドに装着するステップと、
前記第１の端子および前記第２の端子のうちの少なくとも一方を、前記誘電体基板によって前記金属サブマウントから分離されるように構成するステップと、
少なくとも１つのワイヤボンドを前記第１のパッドおよび前記第２のパッドのうちの少なくとも一方に接合するステップとを含む、方法。
【請求項36】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が以下のもの、すなわち、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、および酸化ベリリウム（ＢｅＯ）のうちの少なくとも１つを含む基板を備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項37】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素がアルミナ基板を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項38】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が基板を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項39】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が多層基板を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項40】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、以下のもの、すなわち、コンデンサ、インダクタ、および抵抗器のうちの１つを含む回路構造を実装するように構成された金属面を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項41】
前記トランジスタダイが、１つまたは複数のＬＤＭＯＳトランジスタダイを含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項42】
前記トランジスタダイがＧａＮベースのＨＥＭＴを含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項43】
複数のトランジスタを実装するステップをさらに含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項44】
前記複数のトランジスタをドハティ構成として実装するステップをさらに含む、請求項４３に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項45】
前記表面実装ＩＰＤ構成要素を複数の表面実装デバイスと共に実装するステップと、前記複数の表面実装デバイスを前記表面実装ＩＰＤ構成要素の前記上面に装着するステップとをさらに含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項46】
前記誘電体基板を以下のもの、すなわち、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成されたビア、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成された縁部めっき、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成されたワイヤボンディング、前記表面実装デバイスと前記金属サブマウントの間の電気的接続を行うように構成されたクリップ、のうちの少なくとも１つを含むように構成するステップをさらに含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項47】
前記誘電体基板を以下のもの、すなわち、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成されたビア、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成された縁部めっき、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成されたワイヤボンディング、前記表面実装デバイスと前記トランジスタダイのソースの間の電気的接続を行うように構成されたクリップ、のうちの少なくとも１つを含むように構成するステップをさらに含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項48】
前記少なくとも１つのワイヤボンドを、前記トランジスタダイに前記表面実装デバイスを電気的に結合するように構成するステップをさらに含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項49】
前記少なくとも１つのワイヤボンドを、１つまたは複数の金属接点に前記表面実装デバイスを電気的に結合するように構成するステップをさらに含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項50】
前記表面実装デバイスがセラミックコンデンサを含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【請求項51】
前記表面実装デバイスが抵抗器を含む、請求項３５に記載のＲＦトランジスタパッケージを実施する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
先行出願の相互参照
本出願は、２０２０年２月２１日に出願された米国特許出願第１６／７９７，２９０号の一部継続出願であり、同出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年２月２１日に出願された米国特許出願第１６／７９７，２９０号の一部継続出願であり、同出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素に関する。本開示はさらに、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素を実装するパッケージに関する。本開示はさらに、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素と共に高周波（ＲＦ）デバイスを実装する高周波（ＲＦ）パッケージに関する。本開示はさらに、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素と共にＲＦデバイスを実装する高周波（ＲＦ）電力増幅器トランジスタパッケージに関する。本開示はさらに、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素を製作するプロセスに関する。本開示はさらに、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素を実装するパッケージを製作するプロセスに関する。本開示はさらに、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素と共にＲＦデバイスを実装するＲＦパッケージを製作するプロセスに関する。本開示はさらに、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素を実装する高周波（ＲＦ）電力増幅器トランジスタパッケージを製作するプロセスに関する。
【背景技術】
【0003】
高周波（ＲＦ）電力増幅器トランジスタ製品などのトランジスタパッケージは、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素を実装する。通常、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素は、プリント回路基板（ＰＣＢ）ベースの基板、シリコン（Ｓｉ）ベースの基板、および／または同類のものに装着される。加えて、トランジスタパッケージは相当の熱を発生させ、これは、構成要素を劣化させ、効率を低下させ、信頼性を低下させ、および／または同類のことをもたらす。さらに、トランジスタパッケージからの電力の要求量がより大きいことから、より多くの熱が発生することになる。
【0004】
しかし、典型的なプリント回路基板（ＰＣＢ）ベースの基板、Ｓｉベースの基板、および／または同類のものは、熱伝導性が良くない。より具体的には、典型的なプリント回路基板（ＰＣＢ）ベースの基板、Ｓｉベースの基板、および／または同類のものは、ＩＰＤ構成要素などのトランジスタ構成要素を１０～２０年の耐用年数動作に必要な十分に低い温度に維持するには、熱伝導性が十分に高くない。したがって、トランジスタパッケージの温度の上昇が構成要素を劣化させ、効率を低下させ、信頼性を低下させ、および／または同類のことをもたらす。
【0005】
加えて、高周波（ＲＦ）電力増幅器トランジスタ製品は通常、パッケージ化製品内の構成要素の許容できない温度上昇を防止するために、ワイヤボンドインダクタンスを実装する。たとえば、高出力ＲＦデバイスのプリマッチにワイヤボンドインダクタンスを使用する。しかし、この結果、ワイヤボンディングの数が増加することになり、それが製造コスト、製造の複雑さ、故障モード、および／または同類のものを増加させる。
【0006】
したがって、熱管理が改善され、動作温度の上昇を伴わずにより高い出力動作が得られるように構成された、ならびに、コスト、複雑さ、および故障モードが低減するように構成された集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素を実装するＲＦ製品、および／または同類のものが必要とされている。
【発明の概要】
【0007】
１つの一般的な態様は、金属サブマウントと、前記金属サブマウントに装着されたトランジスタダイと、前記金属サブマウントに装着された表面実装ＩＰＤ構成要素とを含むＲＦトランジスタパッケージを含み、前記表面実装ＩＰＤ構成要素は、上面および下面、ならびに前記表面実装ＩＰＤ構成要素の上面に配置された少なくとも第１のパッドおよび第２のパッドを含む誘電体基板と、第１の端子および第２の端子を含む少なくとも１つの表面実装デバイスとを含み、前記表面実装デバイスの前記第１の端子が前記第１のパッドに装着され、前記第２の端子が前記第２のパッドに装着され、第１の端子および第２の端子のうちの少なくとも一方が、前記誘電体基板によって金属サブマウントから分離されるように構成されており、少なくとも１つのワイヤボンドが、第１のパッドおよび第２のパッドのうちの少なくとも一方に接合されている。
【0008】
１つの一般的な態様は、トランジスタパッケージの金属サブマウントに装着されるように構成された表面実装ＩＰＤ構成要素を有するデバイスを含み、前記表面実装ＩＰＤ構成要素は、上面および下面、ならびに前記表面実装ＩＰＤ構成要素の上面に配置された少なくとも第１のパッドおよび第２のパッドを含む誘電体基板と、第１の端子および第２の端子を含む少なくとも１つの表面実装デバイスとを含み、前記表面実装デバイスの前記第１の端子が前記第１のパッドに装着され、前記第２の端子が前記第２のパッドに装着され、第１の端子および第２の端子のうちの少なくとも一方が、前記誘電体基板によって金属サブマウントから分離されるように構成されており、第１のパッドおよび第２のパッドのうちの少なくとも一方がワイヤボンドパッドとして構成されている。
【0009】
１つの一般的な態様は、ＲＦトランジスタパッケージを実施する方法を含み、この方法は、金属サブマウントを提供するステップと、トランジスタダイを前記金属サブマウントに装着するステップと、表面実装ＩＰＤ構成要素を前記金属サブマウントに装着するステップであって、前記表面実装ＩＰＤ構成要素が、上面および下面、ならびに前記表面実装ＩＰＤ構成要素の上面に配置された少なくとも第１のパッドおよび第２のパッドを含む誘電体基板を含む、ステップと、第１の端子および第２の端子を表面実装デバイス上に設けるステップと、前記表面実装デバイスの前記第１の端子を前記第１のパッドに装着し、前記表面実装デバイスの前記第２の端子を前記第２のパッドに装着するステップと、第１の端子および第２の端子のうちの少なくとも一方を、前記誘電体基板によって金属サブマウントから分離されるように構成するステップと、少なくとも１つのワイヤボンドを第１のパッドおよび第２のパッドのうちの少なくとも一方に接合するステップとを含む。
【0010】
本開示の追加の特徴、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を検討することにより、記述または明示することができる。さらに、上記の本開示の「概要」も以下の「発明を実施するための形態」も例示的なものであり、請求項に記載の本開示の範囲を限定することなく、さらなる説明を提示するものであることを理解されたい。
【0011】
本開示がさらに理解されるように含まれている添付の図面は、本明細書に組み込まれていてその一部を構成し、本開示の態様を図示し、また、「発明を実施するための形態」とともに本開示の原理を説明する役割を果たす。本開示、および本開示を実践できる様々な方法について基本的に理解するのに必要であり得るよりも詳細に、本開示の構造的細部を示そうとすることはない。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示によるパッケージの斜視図である。
【図2】本開示によるパッケージの断面図である。
【図3】本開示の特定の態様によるパッケージの部分上面図である。
【図4】本開示の別の特定の態様によるパッケージの部分上面図である。
【図5】本開示によるパッケージの斜視図である。
【図7】本開示によるＩＰＤ構成要素の上面図である。
【図9】本開示による別のＩＰＤ構成要素の上面図である。
【図10】実施された本開示による別のＩＰＤ構成要素の上面図である。
【図11】本開示によるパッケージの等価回路を示す図である。
【図12】本開示による別のＩＰＤ構成要素の側面図である。
【図14】本開示の別の特定の態様によるパッケージの部分上面図である。
【図15】本開示によるＩＰＤ構成要素を製作する方法を示す図である。
【図16】本開示によるパッケージを製作する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本開示の諸態様、およびその様々な特徴および有利な細部について、添付の図面に描写および／または図示され、以下の説明で詳述される非限定的な態様および例を参照して、より完全に説明する。図面に示された特徴は必ずしも原寸に比例して描かれていないこと、ならびに、本明細書にたとえ明示的に述べられていなくても当業者には理解されるように、１つの態様の特徴を別の態様でも使用できることに留意されたい。よく知られている構成要素および処理技法についての説明は、本開示の態様を不必要に不明瞭にしないようにするために省略されることがある。本明細書で用いられる諸例は単に、本開示を実践できる方法を理解しやすくし、さらには当業者が本開示の諸態様を実践できるようにするものにすぎない。したがって、本明細書の諸例および諸態様は、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、その範囲は、添付の請求項および適用法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じて、また開示された異なる実施形態において、同じ参照数字が同じ部分を表すことに留意されたい。
【0014】
第１、第２などの用語が、様々な要素を説明するために本明細書で用いられることがあるが、こうした要素がこれらの用語によって限定されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は単に、１つの要素を別のものと区別するために用いられるにすぎない。たとえば、第１の要素が第２の要素と呼ばれることがあり、同様に、第２の要素が第１の要素と呼ばれることが、本開示の範囲から逸脱することなくあり得る。本明細書では「および／または」という用語は、関連する列挙品目のうちの１つ以上のありとあらゆる組み合わせを含む。
【0015】
層、領域、または基板などの要素が、別の要素の「上に」ある、または「上に」延びていると言われる場合、その要素は、別の要素の上に直にあることも直に延びていることもあり、あるいは介在する要素が存在することもあることを理解されたい。対照的に、ある要素が別の要素の「上に直に」ある、または「上に直に」延びていると言われる場合には、介在する要素が存在しない。同様に、層、領域、または基板などの要素が、別の要素を「覆って」いる、または「覆って」延びていると言われる場合、その要素は、別の要素を直に「覆って」いることも「覆って」延びていることもあり、あるいは介在する要素が存在することもあることを理解されたい。対照的に、ある要素が別の要素を「直に覆って」いる、または「直に覆って」延びていると言われる場合には、介在する要素が存在しない。ある要素が別の要素に「接続されている」または「結合されている」と言われる場合、その要素は別の要素に直に接続されていることも結合されていることもあり、あるいは介在する要素が存在することがあることもまた理解されたい。対照的に、ある要素が別の要素に「直に接続されている」または「直に結合されている」と言われる場合には、介在する要素が存在しない。
【0016】
本明細書では、「下の」もしくは「上の」、または「上方の」もしくは「下方の」、または「水平の」または「垂直の」などの相対的な用語が、図に示されている１つの要素、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ることがある。これらの用語および上で論じられたものは、図に表された向きに加えて、装置の様々な向きを包含するものであることを理解されたい。
【0017】
本明細書で用いられる術語は、特定の態様を説明することだけが目的であり、本開示を限定するものではない。本明細書では、単数形の「１つの（a）」、「１つの（an）」および「その（the）」は、特に指示がない限り複数形もまた含むものである。用語の「備える（comprises）」、「備えている（comprising）」、「含む（includes）」、および／または「含んでいる（including）」は、本明細書で用いられる場合、提示された特徴、完全体、ステップ、操作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、完全体、ステップ、操作、要素、構成要素、および／またはこれらの群が存在すること、または追加されることを排除しないことをさらに理解されたい。
【0018】
特に定義されていない限り、本明細書で用いられるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で使用されている用語は、本明細書および関連技術の文脈におけるその意味と合致する意味を有すると理解されるべきであり、理想化された、または過度に正式の意味には、本明細書で明白にそのように定義されていない限り、解釈されないことをさらに理解されたい。
【0019】
本開示は、集積受動デバイス（ＩＰＤ）構成要素を対象とする。特に、ＩＰＤ構成要素は、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、金属酸化物基板、高誘電率金属酸化物基板、高誘電率基板、熱伝導性高誘電率材料／基板、熱伝導性高誘電率材料／基板、および／または他の同様の熱伝導性、誘電体基板などの誘電体基板上に作製することができる。諸態様において、ＩＰＤ構成要素は、ＲＦパワー製品および／または同類のものにおけるマッチングネットワーク、プリマッチング、バイアスデカップリング、熱接地、および／または同類のものに使用することができる。ＩＰＤ構成要素は、オープンキャビティパッケージやオーバーモールドパッケージなどのパッケージ内部に、窒化ガリウム（ＧａＮ）トランジスタダイなどのトランジスタダイ、および他のコンデンサ、ＩＰＤ、および／または同類のものと一緒に配置し、ワイヤボンドで互いに、およびパッケージリードに接続することができる。基板の上部および下部へのメタライゼーションは、基板を貫通したビアと一緒に、ボンドパッド、誘導ストリップ、誘導コイル、容量性スタブ、および／または同類のものの生成を可能にし得る。加えて、コンデンサ、抵抗器、インダクタおよび／または同類のものなどの表面実装デバイス（ＳＭＤ）構成要素は、ＩＰＤ構成要素の上に取り付けること、たとえばはんだ付けすることができる。
【0020】
本開示によれば、ＩＰＤ構成要素は、ＰＣＢベースまたはＳｉベースの基板の代わりに、アルミナ基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）基板（２３０～３３０Ｗ／ｍＫ）、および／または他の同様の熱伝導動作誘電体基板上に作製することができる。たとえば、アルミナの高い熱伝導率（＞２５Ｗ／ｍ℃）は、ＩＰＤ構成要素が、より高いパワーレベル動作に対して使用されること、高いＲＦ電流が通過して熱を発生するアクティブダイに近接して配置されること、および／または同類のことを可能にし得る。典型的なＰＣＢベースの基板は、ＩＰＤ構成要素を１０～２０年の耐用年数動作に必要な低い温度内に維持するには、熱伝導性が十分に高くない。加えて、ストリップ、コイル、および／または同類のものなどの、開示された基板上の誘導性トレースは、高電力ＲＦデバイスのプリマッチにおける実装などの様々な実装に必要なワイヤボンドインダクタンスを置き換える（または低減させる）ために、パッケージ化製品内の構成要素の許容温度上昇を超えるリスクを冒すことなく使用することができ。
【0021】
開示されたＩＰＤ構成要素には、高いバルク抵抗率のアルミナ基板（１×１０14μΩｃｍ）などの基板を利用することができ、この基板は、高いＱ、低い損失、および／または同類のものを有するＩＰＤ構成要素の構成を可能にし、それによって、これらの構成要素を使用するＲＦ製品の効率、利得、および／または同類のものを向上させることができる。高周波において損失が急激に増加する、ＩＰＤを実装する低抵抗ＰＣＢベースの基板、およびＩＰＤを実装するＳｉベースの基板と比較して、ＩＰＤ構成要素を実装する高抵抗アルミナ基板などの、ＩＰＤ構成要素を実装する高抵抗アルミナベースの基板は、高周波における性能、信頼性、および／または同類のものが改善されることが判明している。
【0022】
たとえば、アルミナは、ＳｉおよびＰＣＢと比較して高い誘電率（ｅｒ＝９．８）を有し、これは場合によって利点となり得る。たとえば、本開示の諸態様では、アルミナ誘電体基板と、ＩＰＤ構成要素への上部および／または下部メタライゼーションとを使用および／または構成することによって、低い値の埋め込みおよび／または集積コンデンサを実装することができる。この構成は、たとえば、ＲＦパワーデバイスにおける入力プリマッチング、出力プリマッチング、および／または同類のもののために第２高調波終端スタブ、第３高調波終端スタブ、および／または同類のものを生成するのに使用することができる。
【0023】
加えて、開示されたＩＰＤ構成要素の基板としての実装用に、アルミナの熱膨張係数は低い（７．０）。この関連で、開示されたＩＰＤ構成要素の基板としての実装用のアルミナは、いくつかのフランジ用途に良く適合して構成要素の剥離を低減および／または回避する。開示されたＩＰＤ構成要素は、不均等分布効果による電力損失を回避するために、アクティブダイの幅および／またはスパンにわたって均等に分布するインピーダンスを呈示するように構成される。
【0024】
図１は、本開示によるパッケージの斜視図を示す。
【0025】
図２は、本開示によるパッケージの断面図を示す。
【0026】
図３は、本開示の特定の態様によるパッケージの部分上面図を示す。
【0027】
図４は、本開示の別の特定の態様によるパッケージの部分上面図を示す。
【0028】
特に、図１、図２、図３、および図４は、本明細書に記載の任意の１つまたは複数の他の特徴、構成要素、配置、および同類のものを含み得るパッケージ１００の例示的な実施態様を示す。特に、図１、図２、図３、および図４は、本明細書記載のＲＦパッケージ、ＲＦ増幅器パッケージ、ＲＦ電力増幅器パッケージ、ＲＦ電力トランジスタパッケージ、ＲＦ電力増幅器トランジスタパッケージ、および／または同類のものとして実施することができるパッケージ１００を示す。パッケージ１００は、１つまたは複数の半導体デバイス４００、および少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を含むことができる。諸態様において、パッケージ１００は、複数の少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を含むことができ、諸態様において、パッケージ１００は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の単一の実装を含むことができ、諸態様において、パッケージ１００は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の複数の並列実装を含むことができる。
【0029】
少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、本明細書に記載のＲＦデバイスとして実実施することができる。少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、マッチングネットワーク、高調波終端回路、集積受動デバイス（ＩＰＤ）、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、および／または同類のものを実装することができる。本明細書でさらに説明するように、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、効率、性能、および／または信頼性を高める熱伝導性、熱管理、および／または同類のものを用いて実装することができる。
【0030】
１つまたは複数の半導体デバイス４００は、ワイドバンドギャップ半導体デバイス、超ワイドバンドデバイス、ＧａＮベースデバイス、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）、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（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、構成要素の、汎用ブロードバンド構成要素、テレコム構成要素、Ｌバンド構成要素、Ｓバンド構成要素、Ｘバンド構成要素、Ｃバンド構成要素、Ｋｕバンド構成要素、衛星通信構成要素、ドハティ構成、および／または同類のものでもよい。
【0031】
パッケージ１００は、本開示の少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００と共に使用するのに適している開放キャビティ構造を含むように実施することができる。特に、開放キャビティ構造では、開放キャビティパッケージ設計を利用することができる。いくつかの態様において、開放キャビティ構造は、配線、回路構成要素、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００、１つまたは複数の半導体デバイス４００、および／または同類のもの、を保護するための蓋または他の筐体を含むことができる。パッケージ１００は、セラミック本体４０２および１つまたは複数の金属コンタクト４０４を含むことができる。他の態様では、パッケージ１００は、複数の１つまたは複数の金属コンタクト４０４を含むことができ、諸態様において、パッケージ１００は、１つまたは複数の金属コンタクト４０４の複数の並列実装と、１つまたは複数の半導体デバイス４００の並列実装とを含むことができる。
【0032】
パッケージ１００の内部で、１つまたは複数の半導体デバイス４００は、ダイアタッチ材料４２２を介して支持体１０２に取り付けることができる。１つまたは複数の配線１０４は、１つまたは複数の半導体デバイス４００を、１つまたは複数の金属コンタクト４０４の第１のもの、１つまたは複数の金属コンタクト４０４の第２のもの、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００、および／または同類のものに結合することができる。加えて、パッケージ１００の内部で、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、ダイアタッチ材料４２２を介して支持体１０２に、例示的な構成で示された１つまたは複数の配線１０４と共に配置され、この配線は、パッケージ１００、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００および／または１つまたは複数の半導体デバイス４００の間を接続することができる。支持体１０２は、１つまたは複数の半導体デバイス４００、および少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００で発生する熱を放散し、同時に、１つまたは複数の半導体デバイス４００、および少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を外部環境から分離および保護することができる。
【0033】
支持体１０２は、金属サブマウントとして実施することができ、また、支持体、表面、パッケージ支持体、パッケージ面、パッケージ支持面、フランジ、金属フランジ、ヒートシンク、共通ソース支持体、共通ソース面、共通ソースパッケージ支持体、共通ソースパッケージ面、共通ソースパッケージ支持面、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、および／または同類のものとして実施することができる。支持体１０２は、絶縁材料、誘電体材料、および／または同類のものを含むことができる。
【0034】
加えて、１つまたは複数の半導体デバイス４００は、１つまたは複数の、横方向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）、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（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）半導体トランジスタ、および／または同類のものを含むことができる、１つまたは複数のトランジスタダイを含むことができる。
【0035】
図５は、本開示によるパッケージの斜視図を示す。
【0036】
【0037】
特に、図５および図６は、本明細書に記載の、任意の１つまたは複数の他の特徴、構成要素、配置、および同類のものを含むことができるパッケージ１００の別の例示的な実施態様を示す。特に、図５および図６は、本明細書に記載のＲＦパッケージ、ＲＦ増幅器パッケージ、ＲＦ電力増幅器パッケージ、ＲＦ電力トランジスタパッケージ、ＲＦ電力増幅器トランジスタパッケージ、および／または同類のものとして実施することができる、パッケージ１００を示す。パッケージ１００は、１つまたは複数の半導体デバイス４００、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００、および／または同類のものを含むことができる。本明細書でさらに論じるように、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、効率、性能、および／または信頼性を高める熱伝導性、熱管理、および／または同類のものを用いて実装することができる。
【0038】
加えて、パッケージ１００の内部で、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、例示的な構成で示されている１つまたは複数の配線１０４と共に、本明細書に記載の支持体１０２上に配置することができる。パッケージ１００は、オーバーモールド５３０、１つまたは複数の入出力ピン５３２、および支持体１０２を含むことができる。オーバーモールド５３０は、ダイアタッチ材料５３８を使用して支持体１０２に装着されている、１つまたは複数の半導体デバイス４００を実質的に取り囲むことができる。オーバーモールド５３０は、プラスチックまたはプラスチックポリマー化合物で形成することができ、これらは、支持体１０２、１つまたは複数の半導体デバイス４００、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００、および／または同類のもののまわりに射出成形され、それによって外部環境から保護することができる。１つまたは複数の半導体デバイス４００および／または少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、１つまたは複数の配線１０４を介して１つまたは複数の入出力ピン５３２に結合することができる。
【0039】
１つの態様において、オーバーモールド構造は、１つまたは複数の半導体デバイス４００、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００、および／または同類のものを実質的に取り囲むことができる。オーバーモールド構造は、プラスチック、モールド化合物、プラスチック化合物、ポリマー、ポリマー化合物、プラスチックポリマー化合物、および／または同類のもので形成することができる。オーバーモールド構造は、１つまたは複数の半導体デバイス４００、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００、および／または同類のものを囲むように射出成形、トランスファ成形、および／または圧縮成形することができ、それによって、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００、１つまたは複数の半導体デバイス４００、およびパッケージ１００の他の構成要素を外部環境から保護することができる。
【0040】
図７は、本開示によるＩＰＤ構成要素の上面図を示す。
【0041】
【0042】
特に、図７は、効率、性能、および／または信頼性を高める熱伝導性、熱管理、および／または同類のものを用いて実施することができる少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を示す。パッケージ１００の少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、少なくとも１つのデバイス２０２を実装することができる。１つの態様では、パッケージ１００の少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、少なくとも１つのデバイス２０２の単一のものを実装することができる。１つの態様では、パッケージ１００の少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、複数の少なくとも１つのデバイス２０２を実装することができる。少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、ＲＦデバイスとして実装することができ、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、少なくとも１つのデバイス２０２をパッケージ１００、１つまたは複数の半導体デバイス４００、および／または同類のものに接続することができる。少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、少なくとも１つのデバイス２０２用のサブマウントとして実装することができる。
【0043】
諸態様において、ＲＦデバイスは、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の形で構成し、実装することができる。特に、ＲＦデバイスは、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の形で構成し、実装することができ、本明細書に記載のＧａＮベースＨＥＭＴダイ、シリコンベースＬＤＭＯＳトランジスタダイ、および／または同類のものを含むことができる。ＲＦデバイスは、整合ネットワーク、高調波終端回路、集積受動デバイス（ＩＰＤ）、および同類のものを含むことができる。
【0044】
特に、ＲＦデバイスは、整合ネットワーク、高調波終端回路、集積受動デバイス（ＩＰＤ）、および同類のもののような少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の形で構成し、実装することができ、また、通常では少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００のトレースに直に実装される、あまり高価ではないセラミックベース表面実装デバイス（ＳＭＤ）を利用して、より高価なシリコンベースコンデンサを置き換えることができる。様々な態様において、本開示は、表面実装ディスクリートデバイス（ＳＭＤ）を、金属フランジ、金属リードフレーム、ベース、または同類のものなどの支持体１０２に装着することができるサブマウントとして実装された少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００に装着することを対象とする。サブマウントは、金属ベースでもよいＲＦパッケージの入力リードおよび／または出力リードによって、ダイなどのＲＦデバイスにワイヤボンディング、または同類のことをすることができる。
【0045】
図７はさらに、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００が複数の配線パッド２０６を含むことができ、１つまたは複数が配線ボンドパッドとして構成され得ることを示す。１つまたは複数の配線１０４は、複数の配線パッド２０６に接続することができる。１つまたは複数の配線１０４は、１つまたは複数の電線、ワイヤボンド、リード、ビア、縁部めっき、回路トレース、トラック、クリップ、および／または同類のものとして実施することができる。１つの態様では、１つまたは複数の配線１０４は、同じタイプの接続部を利用することができる。１つの態様では、１つまたは複数の配線１０４は、別々のタイプの接続部を利用することができる。
【0046】
１つまたは複数の配線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、金属クリップ取り付け、および／または同類のものを利用することができる。１つの態様では、１つまたは複数の配線１０４は、同じタイプの接続部を利用することができる。１つの態様では、１つまたは複数の配線１０４は、別々のタイプの接続部を利用することができる。
【0047】
１つまたは複数の配線１０４は、アルミニウム、銅、銀、金、および／または同類のもののうちの１つ以上を含む、様々な金属材料を含むことができる。１つの態様では、１つまたは複数の配線１０４は、同じ種類の金属を利用することができる。１つの態様では、１つまたは複数の配線１０４は、別々の種類の金属を利用することができる。１つまたは複数の配線１０４は、本明細書に記載の接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、熱圧縮接合、超音波接合／溶接、クリップ構成要素、および／または同類のものによって、複数の配線パッド２０６に接続することができる。
【0048】
図８を参照すると、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、基板２０４を含むことができる。基板２０４は、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、金属酸化物基板、高誘電率金属酸化物基板、高誘電率基板、熱伝導性高誘電率材料／基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料を含むことができ、基板２０４は、アルミナ基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料基板として作製することができ、基板２０４は、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、金属酸化物基板、高誘電率金属酸化物基板、高誘電率基板、熱伝導性高誘電率材料／基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料を含むことができる。アルミナを含む基板２０４の実装は、アルミナの高い熱伝導率特性（＞２５Ｗ／ｍＣ）から利益を得、これは、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００と、少なくとも１つのデバイス２０２などの関連ＩＰＤ構成要素とが、より高いパワーレベルの動作に使用されること、高いＲＦ電流が通過して熱を発生する１つまたは複数の半導体デバイス４００などのアクティブダイに近接して配置されること、および／または同類のことを可能にする。アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、金属酸化物基板、高誘電率金属酸化物基板、高誘電率基板、熱伝導性高誘電率材料／基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料を実装する基板２０４により、少なくとも１つのデバイス２０２などの少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００のＩＰＤ構成要素がより低い温度で動作できるようになり、それによって、１０～２０年の耐用年数動作に必要な信頼性が向上する。
【0049】
本明細書に記載の、アルミナ基板（１×１０14μΩｃｍ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料を実装する基板２０４は、少なくとも１つのデバイス２０２などの、ＩＰＤ構成要素の構成を実装する少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００が高いＱ、低い損失、および／または同類のものを有することを可能にし、したがって、これらの構成要素を使用するＲＦ製品の効率、利得、および／または同類のものを増加させることができる。加えて、本明細書に記載の、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、金属酸化物基板、高誘電率金属酸化物基板、高誘電率基板、熱伝導性高誘電率材料／基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料を実装する基板２０４は、少なくとも１つのデバイス２０２などの、ＩＰＤ構成要素の構成を実装する少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００がより高い周波数においてより良い性能を有することを可能にし得る。加えて、本明細書に記載の、アルミナ基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料基板を実装する基板２０４は、低熱膨張係数（アルミナでは低く、７．０）から利益を得る。この関連で、アルミナ基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料基板を実装する基板２０４は、支持体１０２などの特定のフランジ用途に対して熱膨張係数が良く適合して、剥離を低減および／または回避する。
【0050】
少なくとも１つのデバイス２０２は、表面実装デバイス（ＳＭＤ）構成要素、表面実装デバイス（ＳＭＤ）コンデンサ、セラミックコンデンサ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）発振器、表面実装デバイス（ＳＭＤ）セラミックコンデンサ、インダクタ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）インダクタ、抵抗器、表面実装デバイス（ＳＭＤ）抵抗器、電力ディバイダ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）電力ディバイダ、電力スプリッタ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）電力スプリッタ、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、結合器、表面実装デバイス（ＳＭＤ）結合器、および／または同類のもの、のうちの１つ以上とすることができる。少なくとも１つのデバイス２０２は、高周波デバイス、高周波回路デバイス、高周波構成要素デバイス、または同類のものとして実施することができる。少なくとも１つのデバイス２０２は、高周波デバイス、高周波回路デバイス、高周波構成要素デバイス、または同類のものとして実施することができ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波構成要素、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波コンデンサ、高周波セラミックコンデンサ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）発振器、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波セラミックコンデンサ、高周波インダクタ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波インダクタ、高周波抵抗器、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波抵抗器、高周波電力ディバイダ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波電力ディバイダ、高周波電力ディバイダ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波電力スプリッタ、高周波増幅器、平衡高周波増幅器、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波増幅器、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波平衡増幅器、高周波結合器、表面実装デバイス（ＳＭＤ）高周波結合器、表面実装デバイス（ＳＭＤ）抵抗器、同調、安定性、およびベースバンドインピーダンスを提供する表面実装デバイス（ＳＭＤ）抵抗器、および／または同類のもの、のうちの１つ以上とすることができる。
【0051】
パッケージ１００はＲＦパッケージとして実施することができ、少なくとも１つのデバイス２０２は高周波デバイスとして実施することができ、これは、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）、および同類のものを含むこと、接続すること、支持すること、または同様のことができる。高周波デバイスとして実施される少なくとも１つのデバイス２０２は、許容できる送信電力出力、高調波および／または帯域端要件で電波を送出、およびその電波を変調してデータを搬送するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができる。高周波デバイスとして実施される少なくとも１つのデバイス２０２は、電波を受信、およびその電波を復調するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができる。高周波デバイスとして実施される少なくとも１つのデバイス２０２は、許容できる送信電力出力、高調波および／または帯域端要件で電波を送出、およびその電波を変調してデータを搬送するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができ、また、電波を受信、およびその電波を復調するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができる。
【0052】
図８を参照すると、基板２０４は、上面２２２を含むことができる。上面２２２は、ｘ軸に概ね平行な平面、または支持体１０２の上面に概ね平行な平面に位置することができる。この関連で、一般に、０°～１５°、０°～２°、２°～４°、４°～６°、６°～８°、８°～１０°、１０°～１２°、または１２°～１５°以内になるように画定することができる。上面２２２は、複数の配線パッド２０６を支持することができる。複数の配線パッド２０６は、複数のボンドパッド領域を含むことができる。複数の配線パッド２０６は、基板２０４の上面２２２の金属面によって形成することができ、銅、金、ニッケル、パラジウム、銀、および同類のものなどの金属材料、およびこれらの組み合わせを含むことができる。
【0053】
いくつかの態様において、少なくとも１つのデバイス２０２は、底面に配置された端子を含むことができる。したがって、少なくとも１つのデバイス２０２などのデバイスをパッケージ１００の支持体１０２に直に装着すると、短絡することになる。たとえば、表面実装デバイス（ＳＭＤ）セラミックコンデンサなどの表面実装デバイス（ＳＭＤ）構成要素として実施された少なくとも１つのデバイス２０２は、表面実装デバイス（ＳＭＤ）構成要素の下面に配置された１つまたは複数の端子を含むことができる。したがって、表面実装デバイス（ＳＭＤ）構成要素として構成された少なくとも１つのデバイス２０２をパッケージ１００の支持体１０２に装着すると、短絡することになる。
【0054】
したがって、本開示では、少なくとも１つのデバイス２０２を支持するために、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の基板２０４を利用する。基板２０４は、支持体１０２の上面に装着することができる。基板２０４は、支持体１０２の上面に、本明細書に記載の接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接、および／または同類のものによって装着することができる。１つの態様では、基板２０４は、支持体１０２の上面に直に装着することができる。１つの態様では、基板２０４は、介在する構造体、構成要素、および／または同類のものを用いて支持体１０２の上面に装着することができる。支持体１０２の上面は、ｘ軸に平行とすることができ、基板２０４は、図２および図６に示されるようにｙ軸に沿って支持体１０２の上に垂直に配置することができる。１つの態様において、基板２０４は、少なくとも部分的に絶縁することができる。より具体的には、基板２０４は、少なくとも１つのデバイス２０２を支持体１０２から、少なくとも部分的に絶縁することができる。
【0055】
図７に戻ると、複数の配線パッド２０６のうちの１つ以上は、１つまたは複数の配線１０４と接合するための表面であり得る。したがって、複数の配線パッド２０６の表面が清浄なままであることを確実にすることが有益であり得る。特に、少なくとも１つのデバイス２０２を複数の配線パッド２０６に取り付けることにより、複数の配線パッド２０６の他の表面へのはんだ移動が生じ得る。したがって、図７に示すように、複数の配線パッド２０６は、複数の配線パッド２０６への１つまたは複数の配線１０４の様々な結合領域と、複数の配線パッド２０６への少なくとも１つのデバイス２０２の結合領域との間に配置されたはんだバリア２１６を含み得る。
【0056】
上面２２２にはさらに、複数の配線パッド２０６を第１の端子ボンドパッドとして実装することができる。第１の端子ボンドパッドは、ｘ軸に概ね平行な平面、または上面２２２に概ね平行な平面に設置することができる。第１の端子ボンドパッドは、少なくとも１つのデバイス２０２の第１の端子に接続することができる。この関連で、第１の端子ボンドパッドと第１の端子の間に第１の接続部２２０を形成することができる。第１の接続部２２０は、本明細書に記載の接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接、および／または同類のものを含むことができる。第１の端子ボンドパッドは、基板２０４の上面２２２の金属面によって形成することができ、銅、金、ニッケル、パラジウム、銀、および同類のものなどの金属材料、およびこれらの組み合わせを含むことができる。
【0057】
上面２２２はさらに、複数の配線パッド２０６の別の１つを第２の端子ボンドパッドとして実装することができる。第２の端子ボンドパッドは、ｘ軸に概ね平行な平面、または上面２２２に概ね平行な平面に設置することができる。第２の端子ボンドパッドは、少なくとも１つのデバイス２０２の第２の端子に接続することができる。この関連で、第２の接続部２１８は、第２の端子ボンドパッドと第２の端子の間に形成することができる。第２の端子ボンドパッドは、一部を複数の配線パッド２０６に電気的に接続することができる。第２の接続部２１８は、本明細書に記載の接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接、および／または同類のものを含むことができる。第２の端子ボンドパッドは、基板２０４の上面２２２の金属面によって形成することができ、銅、金、ニッケル、パラジウム、銀、および同類のものなどの金属材料、およびこれらの組み合わせを含むことができる。加えて、基板２０４の上面２２２は、少なくとも１つのデバイス２０２用に追加の端子を必要に応じて含むことができる。
【0058】
少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、基板２０４の上面２２２とは反対側の下面に位置するメタライズ層２４０を含むことができる。メタライズ層２４０は、ｘ軸に概ね平行な平面、または上面２２２に概ね平行な平面に設置することができる。１つの態様では、メタライズ層２４０は、基板２０４の上面２２２とは反対側の下面に、全面金属層として実施することができる。加えて、または別法として、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、１つの金属層を有する片面とすることができ、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、基板２０４の１つの基板層の両面に２つの金属層を有する両面とすることができ、および／または少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、アルミニウム、銅、銀、金、および／または同類のものからなる外層および内層を有して基板の各層と交互になっている多層とすることができる。少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、別々の導電ライン、トラック、回路トレース、接続用パッド、アルミニウム、銅、銀、金、および／または同類のものからなる層間に接続部を通すためのビア、ならびにＥＭシールドまたは他の目的のための固体導電領域などの機能を含むことができる。
【0059】
加えて、または別法として、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、ビアで接続できる導体を別々の層の上に含むことができ、ビアは、誘電体基板を貫通する電気的トンネルとして機能できる銅めっき孔、アルミニウムめっき孔、銀めっき孔、金めっき孔、および／または同類のものなどの、金属めっき孔とすることができる。少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、基板２０４を貫通するそのワイヤリードによって装着し、反対側のトレースにはんだ付けすることができる、「スルーホール」構成要素を含むことができる。少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、「表面実装」構成要素を含むことができ、この構成要素は、そのリードおよび／または端子によって取り付けることができる。
【0060】
少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００および／またはメタライズ層２４０は、はんだペーストのプリントスクリーニングまたはディスペンス、エポキシのプリントスクリーニングまたはディスペンス、シルクスクリーン印刷プロセス、写真蝕刻プロセス、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、レーザレジスト除去プロセス、ミリングプロセス、レーザエッチングプロセス、および／または同様のプロセスを含む、１つまたは複数の製造技法を利用して製造することができる。１つまたは複数の態様において、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、少なくとも１つのデバイス２０２を機械的に支持するように、かつ少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００および他の電子構成要素に電気的に接続するように構成することができる。
【0061】
加えて、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００はビア２２８を含むことができる。ビア２２８は、複数の配線パッド２０６からメタライズ層２４０まで延びることができる。したがって、少なくとも１つのデバイス２０２の端子は、第１の接続部２２０を介して第１の端子ボンドパッドに接続し、ビア２２８を介して少なくともメタライズ層２４０に接続して、支持体１０２との電気的接続および／または電気的接触を行うことができる。ビア２２８はまた、メタライズ層２４０を貫通して支持体１０２まで延びて、支持体１０２との電気的接続および／または電気的接触を行うこともできる。他の態様では、ビア２２８は、部分的なビアとして実施されるだけのこともある。ビア２２８は、基板２０４を貫通する電気的トンネルとして機能できる金属めっき孔または金属充填孔とすることができる。ビア２２８は、銅、金、ニッケル、パラジウム、銀、および同類のものなどの金属材料、およびこれらの組み合わせを含むことができる。ビア２２８は、ｘ軸に概ね垂直な平面、ｘ軸に概ね平行な平面、および／または上面２２２に概ね垂直な平面に位置し得る軸を有することができる。
【0062】
特定の態様で、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の第１の実施形態が図７に示されており、ＳＭＤコンデンサとして実装された複数の少なくとも１つのデバイス２０２が、基板２０４のアルミナ基板実施態様に配置される。ＳＭＤコンデンサの一端は、ボンドパッドに接続する複数の配線パッド２０６によって実装された導電性トレースに電気的に接続することができる。１つまたは複数の配線１０４などのボンドワイヤを、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００をパッケージ１００内の他の構成要素に接続するために、複数の配線パッド２０６によって実装されたボンドパッドに取り付けることができる。はんだバリア２１６によって実装されたはんだマスクの細いストリップは、ＳＭＤ構成要素のリフロー取り付けの間、ボンドパッドをはんだ汚染から保護することができる。ＳＭＤコンデンサの他端は、導電性トレースおよび／またはビア２２８、メタライズ層２４０、および／または同類のものを介して、グランド（少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の裏面）に電気的に接続することができる。
【0063】
図９は、本開示による別のＩＰＤ構成要素の上面図を示す。
【0064】
特に、図９は、本明細書に記載のありとあらゆる特徴、構成、配置、実施態様、態様および／または同類のものを含むことができる、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を示す。加えて、図９は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００が回路構造２６０を含むことができることを示す。特に、回路構造２６０は、少なくとも１つのデバイス２０２に隣接して配置することができ、インダクタンス、静電容量、抵抗、および／または同類のものを設けるように構成することができる。１つの態様では、回路構造２６０は、上面２２２上に配置された金属面とすることができ、メタライズ層２４０と一緒にコンデンサを生成することができる。加えて、回路構造２６０は、誘導ストリップ、誘導コイル、容量性スタブ、および／または同類のものとして構成することができる。１つの態様では、回路構造２６０は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００上に配置すること、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００上に印刷すること、および／または同類のことができる、薄膜抵抗器、厚膜抵抗器、印刷された薄膜抵抗器、印刷された厚膜抵抗器、および／または同類のものなどの抵抗器を実装することができる。
【0065】
１つの態様では、回路構造２６０は、開放端シャントスタブとして実装することができる。この関連で、回路構造２６０は、基板２０４の上面２２２の上部メタライゼーションを使用して構成することができ、基板２０４の誘電体とメタライズ層２４０によって実装された下部メタライゼーションと共に静電容量を生成している。図９に示されるように、開放端シャントスタブを実装する複数の配線パッド２０６は、１つまたは複数の半導体デバイス４００に対して第２高調波または第３高調波の最適化に適した低い値の静電容量を形成するように、少なくとも１つのデバイス２０２間に間隔を空けて配置することができる。高調波シャントスタブを実装する複数の配線パッド２０６は、１つまたは複数の半導体デバイス４００のそれぞれに使用可能な１つのスタブがあるように、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００に配置することができる。追加の静電容量領域が、シャントスタブに接続されビア２２８の列の背後に設置された回路構造２６０の大きい連続矩形領域実施態様を使用して生成され得る。
【0066】
図４に戻ると、図４のパッケージ１００は、図７に図示された少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の実施態様を、図９に示された少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の実施態様と一緒に示す。特に、図７は、パッケージ化されたＲＦパワー製品内で、たとえばＧａＮダイとすることができるアクティブダイなどの１つまたは複数の半導体デバイス４００と一緒に使用される、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の図４の実施形態と、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の図７の実施形態とを実施するパッケージ１００を示す。少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の図７の実施形態は、シャントＬ－Ｃネットワークの静電容量を形成するために出力プリマッチに使用することができ、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の図４の実施形態は、入力のローパスＬ－Ｃネットワークのプリマッチを形成するために使用することができる。開放端スタブは、１つまたは複数の半導体デバイス４００の各タブへのワイヤボンドなどの１つまたは複数の配線１０４と一緒に、より高い効率を可能にするために、１つまたは複数の半導体デバイス４００への入力において最適な第２高調波インピーダンスを呈示するように構成することができる。
【0067】
図１０は、実施された本開示による別のＩＰＤ構成要素の上面図を示す。
【0068】
特に、図１０は、本明細書に記載のありとあらゆる特徴、構成、配置、実施態様、態様および／または同類のものを含むことができる、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を示す。加えて、図１０は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００が複数の配線パッド２０６の構成を含むことができることを示し、この配線パッドは、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の外縁に沿って配線することができ、また、少なくとも１つのデバイス２０２の背後に続くこともできる。この関連で、複数の配線パッド２０６は、細く蛇行するラインとして構成することができ、または複数の配線パッド２０６は、所望の回路が得られるように、より広く短いラインとして実装することができる。図１０の複数の配線パッド２０６の様々な実施態様は、高調波周波数において呈示されるインピーダンスを操作するために、より柔軟性を与えることができる。加えて、図１０の実施形態は、複数の配線パッド２０６によって実装されるボンドパッドがダイの幅にわたって連続することができるので、異なる数のタブを有する１つまたは複数の半導体デバイス４００と共に機能することができる。図３に戻って参照すると、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の図１０の態様をパッケージ１００の入力側または右側に実施しているパッケージ１００が示されている。
【0069】
図１１は、本開示によるパッケージの等価回路を示す。
【0070】
特に、図１１は、図１０および図１１に示されるトポロジを表す等価回路設計を示す。出力側または左側では、ワイヤボンドなどの１つまたは複数の配線１０４と、ＳＭＤキャップなどの少なくとも１つのデバイス２０２を実装する少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００とが、シャントＬ－Ｃネットワークを形成している。ワイヤボンドなどの１つまたは複数の配線１０４は、１つまたは複数の半導体デバイス４００から、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を越えて、直列インダクタ用の出力ＲＦリードとして実装された１つまたは複数の金属接点４０４に直接接続する。入力側または右側では、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、開放端シャントスタブ、または基板の上下の金属によって形成された低静電容量を実装する回路構造２６０と共に構成することができる。加えて、ワイヤボンドとして実装される１つまたは複数の配線１０４は、１つまたは複数の半導体デバイス４００に接続することができ、シャントＬＣまたはシャント開放スタブを形成することができる。この態様は、１つまたは複数の半導体デバイス４００の入力に対して存在する高調波インピーダンスを最適化するために使用することができ、また、パッケージ１００の効率および直線性を最適化するために使用することができる。低域通過Ｌ－Ｃ－Ｌネットワークは、ワイヤボンドなどの１つまたは複数の配線１０４と、ＳＭＤキャップなどの少なくとも１つのデバイス２０２とによって製作することができ、次いで、１つまたは複数の半導体デバイス４００とＲＦ入力リードの間に接続することができる。
【0071】
図１２は、本開示による別のＩＰＤ構成要素の側面図を示す。
【0072】
特に、図１２は、本明細書に記載のありとあらゆる特徴、構成、配置、実施態様、態様および／または同類のものを含むことができる、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を示す。加えて、図１２は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００が縁部めっき２３０を含むことができることを示す。縁部めっき２３０は、上面２２２および／または複数の配線パッド２０６からメタライズ層２４０まで延びることができる。縁部めっき２３０は、ｘ軸に概ね垂直な平面、または上面２２２に概ね垂直な平面に設置することができる。したがって、少なくとも１つのデバイス２０２の端子は、第１の接続部２２０によって縁部めっき２３０を介して少なくともメタライズ層２４０に接続して、支持体１０２との電気的接続および／または電気的接触を行うことができる。縁部めっき２３０はまた、メタライズ層２４０へ延びて支持体１０２に至り、支持体１０２との電気的接続および／または電気的接触を行うこともできる。縁部めっき２３０は、銅、金、ニッケル、パラジウム、銀、および同類のものなどの金属材料、ならびにこれらの組み合わせを含むことができる。１つまたは複数の態様において、縁部めっき２３０は、ルーティング構造およびめっきキャスタレーション構造、および／またはキャスタレーションもしくは縁部めっきとも呼ばれる長孔構造を含むことができる。１つまたは複数の態様において、縁部めっき２３０はさらに、ビアを利用することと比較してコストを低減することができる。というのは、ビアは時として詰まることがあるからである。
【0073】
【0074】
特に、図１３は、本明細書に記載のありとあらゆる特徴、構成、配置、実装、態様および／または同類のものを含むことができる、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を示している。加えて、図１３は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を多層基板として実施できることを示す。特に、図１３の少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、３つの金属層および２つの誘電体層を含むことができる。しかし、同様の特徴は、任意のタイプの多層スタックアップに当てはまり得る。複数の配線パッド２０６は、図１３ａに示すように、上部金属層トレースと、ＳＭＤコンデンサとして実装された少なくとも１つのデバイス２０２とを用いて製作された出力シャントＬＣとして構成することができる。ＳＭＤコンデンサとして実装できる少なくとも１つのデバイス２０２の一端は、少なくとも１つのデバイス２０２の上部金属層をメタライズ層２４０または下部金属層まで接続するビア２２８によって、メタライズ層２４０または接地層まで配線することができる。
【0075】
図１３の少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、図１３ｂに示されるように、第２の金属層を実装することによって出力直列インダクタンスを実施することができる。図１３ｂに示される金属層２９０は、ボンドパッドおよびワイヤボンドとして実装された複数の配線パッド２０６との接続のために、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の上部層までルートバックすることができ、１つの態様では、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の上部２層だけを接続する部分／ブラインドビアによって実施されるビア２２８と共に実装することができる。少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の例示的な多層スタックアップの断面が図１３ｄに示されている。
【0076】
図１４は、本開示の別の特定の態様によるパッケージの部分上面図を示す。
【0077】
特に、図１４は、本明細書に記載のありとあらゆる特徴、構成、配置、実装、態様および／または同類のものを含むことができるパッケージ１００を示している。加えて、図１４は、図１３の少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を入出力用の多層セラミックＩＰＤとして実施するパッケージ１００を示す。この構成では、１つまたは複数の半導体デバイス４００から少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００まで、ならびに少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の端部からＲＦ入力リードおよび／またはＲＦ出力リードとして実装された１つまたは複数の金属接点４０４まで、わずかな短いワイヤボンドしか必要とされないことに留意されたい。加えて、ＳＭＤキャップなどの、少なくとも１つのデバイス２０２の上部にワイヤボンドループがないことは、パッケージ１００内の入出力カップリングを低減する助けになり、安定性および利得の改善、ならびに金ワイヤボンドのコストの節減をもたらし得る。
【0078】
本開示の接着剤は、接続されるべき面同士を接続するために中間層を付加することを含むことができる、接着剤接合プロセスで利用することができる。接着剤は有機でも無機でもよく、また、接着剤は、接続されるべき面のうちの一方または両方の面に堆積させることができる。接着剤は、特定のツール圧力を加えることを含み得る環境において、特定のコーティング厚さ、特定の接合温度で、特定の処理時間の間、接着材料を付着させることを含み得る接着剤接合プロセスで利用することができる。１つの態様において、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、および／または同類のものとすることができる。
【0079】
本開示のはんだは、はんだ界面を形成するために利用することができ、このはんだ界面は、はんだを含むことができ、および／またははんだから形成することができる。はんだは、接続される面間の結合を形成するために使用できる、任意の可溶性金属合金とすることができる。はんだは、鉛フリーはんだ、鉛はんだ、共晶はんだ、または同類のものとすることができる。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、他の微量の金属、および／または同類のものを含有することができる。鉛はんだは、鉛と、スズ、銀、および／または同類のものなどの他の金属とを含むことができる。はんだはさらに、必要に応じてフラックスを含むことができる。
【0080】
本開示の焼結は、熱および／または圧力によって材料の導電性塊を圧縮し形成するプロセスを利用することができる。焼結プロセスは、材料を融解点まで溶融させなくても動作することができる。焼結プロセスは、ペーストまたはエポキシ中の金属ナノ粉末または混成粉末を焼結することを含むことができる。焼結プロセスは、真空中で焼結することを含むことができる。焼結プロセスは、保護ガスを使用して焼結することを含むことができる。
【0081】
本開示の共晶接合は、共晶系を形成できる共晶はんだ付けプロセスを利用することができる。共晶系は、接続される面間で使用することができる。共晶接合では、特定の組成および温度で固体から液体状態へ、または液体から固体状態へと遷移する合金および／または金属間化合物でもよい金属を利用することができる。共晶合金は、スパッタリング、蒸発、電気めっき、および／または同類のものによって堆積させることができる。
【0082】
本開示の超音波溶接では、圧力がかけられた状態で一緒に保持されている複数の構成要素に高周波超音波音響振動が局所的に印加されるプロセスを利用することができる。超音波溶接では、接続される面間に固体溶接部を生成することができる。１つの態様では、超音波溶接は、超音波処理力を加えることを含むことができる。
【0083】
パッケージ１００は、様々ないくつの用途でも実施することができる。この関連で、パッケージ１００は、高ビデオ帯域幅電力増幅器トランジスタ、単一経路高周波電力トランジスタ、単段高周波電力トランジスタ、多経路高周波電力トランジスタ、ドハティ構成多段高周波電力トランジスタ、ＧａＮベース高周波電力増幅器モジュール、横方向拡散金属酸化膜半導体（ＬＤＭＯＳ）デバイス、ＬＤＭＯＳ高周波電力増幅器モジュール、高周波電力デバイス、超広帯域デバイス、ＧａＮベースデバイス、金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）、金属酸化膜電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（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、構成要素の、汎用ブロードバンド構成要素、テレコム構成要素、Ｌバンド構成要素、Ｓバンド構成要素、Ｘバンド構成要素、Ｃバンド構成要素、Ｋｕバンド構成要素、衛星通信構成要素、および／または同類のもの、を実施する用途に実施することができる。パッケージ１００は、パワーパッケージとして実施することができる。パッケージ１００は、パワーパッケージとして実施することができ、また、本明細書に記載の適用例および構成要素を実現することができる。
【0084】
パッケージ１００は、高周波パッケージとして実施することができる。パッケージ１００は、高周波パッケージとして実施することができ、本明細書に記載の適用例および構成要素を実施することができる。高周波パッケージとして実施されるパッケージ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、および同類のものを含むこと、接続すること、支持すること、または同様のことをすることができる。高周波パッケージとして実施されるパッケージ１００は、許容できる送信電力出力、高調波および／または帯域端要件で電波を送出、およびその電波を変調してデータを搬送するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができる。高周波パッケージとして実施されるパッケージ１００は、電波を受信、およびその電波を復調するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができる。高周波パッケージとして実施されるパッケージ１００は、許容できる送信電力出力、高調波および／または帯域端要件で電波を送出、およびその電波を変調してデータを搬送するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができ、また、電波を受信、およびその電波を復調するように構成すること、受信および復調を支援すること、または同様のことをすることができる。
【0085】
少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００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、または同類のものとすることができる。少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、任意の用途のための任意の電気構成要素を含むことができる。この関連で、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、高ビデオ帯域幅電力増幅器トランジスタ、単一経路高周波電力トランジスタ、単段高周波電力トランジスタ、多経路高周波電力トランジスタ、多段高周波電力トランジスタ、ＧａＮベース高周波電力増幅器モジュール、横方向拡散金属酸化膜半導体（ＬＤＭＯＳ）デバイス、ＬＤＭＯＳ高周波電力増幅器モジュール、高周波電力デバイス、超広帯域デバイス、ＧａＮベースデバイス、金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）、金属酸化膜電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（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、構成要素の、汎用ブロードバンド構成要素、テレコム構成要素、Ｌバンド構成要素、Ｓバンド構成要素、Ｘバンド構成要素、Ｃバンド構成要素、Ｋｕバンド構成要素、衛星通信構成要素、および／または同類のものとすることができる。高周波デバイスとして実施される少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、許容できる送信電力出力、高調波および／または帯域端要件で電波を送出、およびその電波を変調してデータを搬送するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができる。高周波デバイスとして実施される少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、電波を受信、およびその電波を復調するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができる。高周波デバイスとして実施される少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、許容できる送信電力出力、高調波および／または帯域端要件で電波を送出、およびその電波を変調してデータを搬送するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができ、また、電波を受信、およびその電波を復調するように構成すること、支援すること、または同様のことをすることができる。
【0086】
１つの態様において、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）とすることができる。この関連で、ＨＥＭＴはＩＩＩ族窒化物ベースデバイスでもよく、このようなＨＥＭＴは、高出力無線周波（ＲＦ）用途、低周波高出力スイッチング用途、ならびに他の用途で実施することができる。たとえば、ＧａＮおよびその合金などのＩＩＩ族窒化物の材料特性により、ＲＦ用途のための高いＲＦ利得および直線性と共に、高電圧および大電流を達成することが可能になる。典型的なＩＩＩ族窒化物ＨＥＭＴは、バンドギャップの大きいＩＩＩ族窒化物（たとえばＡｌＧａＮ）の障壁層と、バンドギャップの小さいＩＩＩ族窒化物材料（たとえばＧａＮ）のバッファ層との間の界面に二次元電子ガス（２ＤＥＧ）を形成することに依拠しており、この場合、バンドギャップが小さい材料は電子親和力が高い。２ＤＥＧは、バンドギャップが小さい材料の蓄積層であり、高い電子濃度および高い電子移動度を含むことができる。
【0087】
図１５は、本開示によるＩＰＤ構成要素を製作するプロセスを示す。
【0088】
特に、図１５は、本明細書に記載のＩＰＤ構成要素２００に関連するＩＰＤ構成要素を形成する方法６００を示す。ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００の諸態様は、本明細書に記載の態様と整合性のある別の順序で実行されてもよいことに留意されたい。加えて、ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００の一部分は、本明細書に記載の態様と整合性のある別の順序で実行されてもよいことに留意されたい。さらに、ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、本明細書に開示された様々な態様と整合性のあるプロセスが多くなるように、または少なくなるように修正することができる。
【0089】
最初に、ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、基板を形成するプロセス６０２を含むことができる。より具体的には、基板２０４は、本明細書に記載のように構築、構成、および／または配置することができる。基板６０２を形成するプロセスは、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、金属酸化物基板、高誘電率金属酸化物基板、高誘電率基板、熱伝導性高誘電率材料／基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料を含むように基板２０４を形成することを含むことができ、基板２０４は、アルミナ基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料基板として作製することができ、基板２０４は、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、金属酸化物基板、高誘電率金属酸化物基板、高誘電率基板、熱伝導性高誘電率材料／基板、および／または他の同様の熱伝導性能誘電体材料を含むことができる。１つの態様では、基板２０４を製造することは、アルミナストリップから開始することができる。ストリップサイズは、ＳＭＴ、ダイシング、ダイアタッチ装置のような後続の組立装置が対応できるものに最適化することができる。
【0090】
さらに、ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、メタライズ層を形成すること６０４を含むことができる。より具体的には、メタライズ層２４０は、基板２０４の少なくとも一部分に、本明細書に記載のように構築、構成、および／または配置することができる。メタライズ層を形成するプロセス６０４は、はんだペーストのプリントスクリーニング、エポキシのプリントスクリーニング、シルクスクリーン印刷プロセス、写真蝕刻プロセス、透明フィルムへの印刷プロセス、エッチングプロセスと組み合わせたフォトマスクプロセス、光増感基板プロセス、レーザレジスト除去プロセス、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、および／または同様のプロセスを含む、１つまたは複数の製造技法を利用することを含むことができる。
【0091】
加えて、メタライズ層６０４を形成することは、配線パッドを形成することを含み得る。より具体的には、複数の配線パッド２０６は、基板２０４上に、本明細書に記載のように構築、構成、および／または配置することができる。配線パッドを形成するプロセスは、はんだペーストのプリントスクリーニングを使用すること、エポキシのプリントスクリーニング、シルクスクリーン印刷プロセス、写真蝕刻プロセス、透明フィルムへの印刷プロセス、エッチングプロセスと組み合わせたフォトマスクプロセス、光増感基板プロセス、レーザレジスト除去プロセス、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、および／または同様のプロセスを含む、１つまたは複数の製造技法を利用することを含むことができる。
【0092】
加えて、ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、はんだバリアを形成すること６０６を含むことができる。１つまたは複数の態様において、はんだバリア２１６は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の上面の選択領域に形成することができる。さらなる態様では、はんだバリア２１６は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の表面全体にわたって配置し、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００の上面の選択場所から選択的にエッチングすること、および／または他の方法で除去することができる。
【0093】
加えて、ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、少なくとも１つのデバイスを基板６０８上に配置することを含み得る。より具体的には、少なくとも１つのデバイス２０２は、基板２０４上に、本明細書に記載のように構築、構成、および／または配置することができる。１つの態様では、少なくとも１つのデバイス２０２は、基板２０４上に、本明細書に記載の接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接、および／または同類のものによって配置することができる。
【0094】
より具体的には、ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００をパネルに形成するために製造することを含むことができる。ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、ピックアンドプレースアセンブリを実施して、少なくとも１つのデバイス２０２をパネルの少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００に配置することを含むことができる。ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、パネルに対してリフロープロセスを実施することを含むことができる。ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、ウェハ、回路基板、またはパッケージソーイング装置などの切断装置を利用してパネルを切断して、パネルから少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を個片化することを含むことができ、こうすることには、パッケージ１００への次の組み立て作業のためのダイアタッチ装置に直接ロードできる、リングフレーム上のダイシングテープに少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を配置できるという利点があり得る。
【0095】
１つの態様では、ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００は、表面実装技術（ＳＭＴ）ラインを利用する処理を含むことができる。表面実装技術（ＳＭＴ）ラインは、はんだ印刷、構成要素配置、はんだリフロー、および／または同類のものを含む多数のプロセスを利用することができる。追加のプロセスは、すべてのフラックス残渣を除去するフラックス洗浄プロセス、ワイヤボンディング、ダイシング、ダイシングテープへの装着、ダイシング、機械的鋸引きまたはレーザ切断のいずれか、または両方の組み合わせ、および構成要素検査を含むことができる。加えて、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００をダイシングテープ上に配置することができ、この場合、ダイシングテープはダイアタッチ装置の入力としての役割を果たすことができる。
【0096】
図１６は、本開示によるパッケージを製作するプロセスを示す。
【0097】
特に、図１６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方法７００を示す。パッケージを形成する方法７００の諸態様は、本明細書に記載の諸態様と整合性のある別の順序で実行されてもよいことに留意されたい。加えて、パッケージを形成する方法７００の一部分は、本明細書に記載の態様と整合性のある別の順序で実行されてもよいことに留意されたい。さらに、パッケージを形成する方法７００は、本明細書に開示された様々な態様と整合性のあるプロセスが多くなるように、または少なくなるように修正することができる。
【0098】
最初に、パッケージを形成する方法７００は、支持体を形成するプロセス７０２を含むことができる。より具体的には、支持体１０２は、本明細書に記載のように構築、構成、および／または配置することができる。１つの態様では、支持体を形成するプロセス７０２は、支持体１０２を支持体、面、パッケージ支持体、パッケージ面、パッケージ支持体面、フランジ、ヒートシンク、共通ソースヒートシンク、および／または同類のものとして形成することを含むことができる。
【0099】
パッケージを形成する方法７００は、ＩＰＤ構成要素を形成するプロセス６００を含むことができる。より具体的には、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００は、図１５およびその関連する説明を参照して本明細書に記載のように構築、構成、および／または配置することができる。その後、ＩＰＤ構成要素を形成する方法６００はさらに、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００を支持体１０２に取り付けることを含むことができる。この関連で、少なくとも１つのＩＰＤ構成要素２００および／または基板２０４は、本明細書に記載の接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接、および／または同類のものによって、支持体１０２の上面に取り付けることができる。
【0100】
パッケージを形成する方法７００は、１つまたは複数の配線を形成するプロセス７０６を含むことができる。より具体的には、１つまたは複数の配線１０４は、本明細書に記載のように構築、構成、および／または配置することができる。１つの態様では、１つまたは複数の配線を形成するプロセス７０６は、１つまたは複数のワイヤ、リード、ビア、縁部めっき、回路トレース、トラック、および／または同類のものを形成することによって１つまたは複数の配線１０４を形成することを含むことができる。１つの態様では、１つまたは複数の配線を形成するプロセス７０６は、本明細書に記載の接着剤、はんだ付け、焼結、共晶接合、超音波溶接、クリップ構成要素、および／または同類のものによって、１つまたは複数の配線７０６を接続することを含むことができる。
【0101】
パッケージを形成する方法７００は、パッケージを密閉するプロセス７０８を含むことができる。より具体的には、パッケージ１００は、本明細書に記載のように構築、構成、および／または配置することができる。１つの態様において、パッケージを封入する方法７０８は、開放キャビティ構造、オーバーモールド構造、または同類のものを形成することを含むことができる。
【0102】
本開示を例示的な態様に関して説明してきたが、本開示が添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内で修正と共に実施できることが当業者には理解されよう。上で示されたこれらの例は単に例示的なものであり、本開示のすべての実施可能な設計、態様、用途、または修正を網羅的に列挙したものではない。
【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13a】
【図13b】
【図13c】
【図13d】
【図14】
【図15】
【図16】
【国際調査報告】