專利名稱：一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構及其組裝方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域的射頻功放設計，具體涉及一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構以及針對該結構的組裝方法。
背景技術：
目前在無線通信領域，主流的大功率射頻功放模塊的結構如圖I所示，其包括封裝功率器件、印刷線路板以及設于封裝功率器件和印刷線路板下方的散熱板。封裝功率器件帶有陶瓷封裝，用戶在使用的時候，封裝器件內部對用戶是屏蔽的，用戶不能對內部預匹配做任何改動，器件的性能極大部分由器件提供廠家的設計所限定。另外，如圖2所示，由于傳統的封裝功率器件有輸入輸出引腳，用戶在使用的時候，封裝功率器件上的電子元件通過引線(Bond-wire)與輸入輸出引腳連接，輸入輸出引腳再焊接固定在印刷線路板上使得功率器件與印刷線路板構成電聯接，因而用戶的印刷線路板的導電寬度就不能窄于封裝器件的寬度，這與當前對設備小型化要求的趨勢產生了矛盾。同時，由于封裝器件的封裝必然帶來寄生電容影響，而輸入輸出引腳必然有其自身的電感，當輸入輸出引腳與印刷線路板之間的焊接工藝所帶來的誤差也較大，這會對器件的匹配電路帶來直接影響，從而影響器件性能指標。
發明內容
本發明目的在于提供一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構及其組裝方法，本發明可很好地避免封裝器件所帶來的問題，極大地放寬了用戶使用器件的靈活性，較大地節省了成本的同時，獲得了設計的自由度和性能提升，同時可實現客戶定制化設計需要。為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是
一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構，所述射頻功放模塊包括功率器件、散熱板以及印刷線路板，功率器件嵌在印刷線路板內，散熱板設于功率器件與印刷線路板下方，所述功率器件包括載體法蘭、若干電子元件以及引線，電子元件按設計要求貼在載體法蘭上，功率器件與印刷線路板焊接固定在散熱板上，功率器件上的電子元件通過引線互相聯接，所述電子元件通過引線直接連接與印刷線路板相連。
進一步的，所述射頻功放模塊還包括屏蔽框，所述屏蔽框用于保護印刷線路板的內部元器件以及設于印刷線路板上的功率器件。進一步，所述電子元件包括管芯、MOS電容，管芯以及MOS電容通過晶片焊接設備直接焊接在載體法蘭上，所述載體法蘭再焊接在散熱板上，所述功率器件上的電子元件的上表面與印刷線路板的上表面平齊。電子元件的上表面與印刷線路板平齊那么在后期打線時，管芯與印刷線路板間的引線的角度則更為平緩，降低了引線所引入的電感。此處電子元件的上表面與印刷線路板的上表面平齊為優選方案，電子元件的上表面并不僅限于與印刷線路板的上表面平齊。另外，有些場合下功率器件上的電子元件還包括集成無源器件，所述集成無源器件與其余電子元件間的連接以及與PCB板的連接，均通過引線直接連接。
進一步，所述功率器件外設有保護蓋，所述保護蓋固定在印刷線路板上，所述保護蓋完全覆蓋功率器件構成封閉腔體，用于保護功率器件防止雜物進入功率器件。保護蓋可有效保護功率器件表面的電子元件及引線，防止外部雜物(例如脫落的焊錫膏)進入功率器件表面，同時防止外來微分子物質的污染以及外力引起的破壞。另外，保護蓋通過卡槽連接固定或者螺栓固定在印刷線路板上，可以方便地拆卸安裝，便于功率器件后期的調試與檢查。更進一步，所述保護蓋與印刷線路板相連的邊緣打有膠水。通過打膠將保護蓋與印刷線路板間的連接縫隙填補之后，使得保護蓋的密閉保護效果更佳。
對于散熱板，目前一般采用銅、銅鎢合金或者銅鑰銅金屬進行制備，有利于熱量散發。本發明還提供了一種射頻功放模塊無封裝結構的組裝方法，具體包括下列組裝步驟
首先根據設計需要選擇載體法蘭材料及尺寸，將電子元件通過設備焊接在載體法蘭
上；
然后將貼有電子元件的載體法蘭焊接在散熱板上，再將印刷線路板與載體法蘭的位置相對匹配(在印刷線路板開口且開口與載體法蘭形狀、位置匹配)后焊接固定在散熱板上；最后根據設計要求通過打線設備進行與匹配電路的打線工作，管芯、MOS電容直接通過引線與印刷線路板相連。對于上述組裝方法，作為優化，所述功率器件外設有保護蓋，所述保護蓋固定在印刷線路板上，所述保護蓋完全覆蓋功率器件構成封閉腔體，所述保護蓋與印刷線路板的連接處打有膠水。相對于現有技術中的方案，本發明的優點是
本發明中所采用的功率器件與傳統封裝功率器件相比較沒有陶瓷封裝以及輸入輸出引腳，本發明可通過引線直接將功率器件的元器件與印刷線路板聯接。由于本發明中的功率器件對用戶是開放的，提高了本發明設計的自由度，另外，由于采用的功率器件沒有輸入輸出引腳、焊料以及設于輸入輸出引腳與載體法蘭之間的陶瓷窗框，因而避免了不必要的電感引入，縮短了管芯與印刷線路板之間的水平距離，降低了引線電感，可增加功率器件與印刷線路板間的集成精準度，提高了射頻功放模塊的性能。
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述
圖I為現有射頻功放模塊的結構示意 圖2為現有射頻功放模塊中封裝功率器件的打線示意 圖3為本發明實施例射頻功放模塊的結構示意 圖4為本發明實施例射頻功放模塊中功率器件的打線示意 圖5為本發明實施例射頻功放模塊的另一種結構示意 圖6為本發明實施例射頻功放模塊的再一種結構示意 其中1、功率器件；2、印刷線路板；3、散熱板；4、輸入輸出引腳；5、載體法蘭；6、管芯；7、引線；8、MOS電容；9、封裝外殼；10、電磁波干擾屏障；11、保護蓋；12、驅動管芯；13、集成無源器件；14、集成無源器件。
具體實施例方式以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發明而不限于限制本發明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件。實施例
本實施例所描述的射頻功放模塊的功率器件無封裝結構如圖3所示，所述射頻功放模塊包括功率器件I、散熱板3、印刷線路板2以及電磁波干擾屏障10，功率器件I嵌在印刷線路板2內，散熱板3設于功率器件I與印刷線路板2下方，所述功率器件I包括載體法蘭
5、若干電子元件以及引線7，電子元件按設計要求貼在載體法蘭5上，功率器件I與印刷線路板2焊接固定在散熱板3上，功率器件I上的電子元件通過引線7互相聯接，所述管芯6、MOS電容8通過引線7直接連接與印刷線路板2相連，所述電磁波干擾屏障10完全覆蓋印刷線路板2，用于保護印刷線路板2的內部元器件以及設于印刷線路板2上的功率器件I。功率器件I上的電子元件包括管芯6、MOS電容8，管芯6以及MOS電容8通過晶片焊接設備焊接在載體法蘭5上，所述載體法蘭5再焊接在散熱板3上，所述功率器件I上的電子元件的上表面與印刷線路板2的上表面平齊。所述功率器件I上的管芯6、M0S電容8通過引線7直接連接在印刷線路板2上。所述功率器件外設有保護蓋11，所述保護蓋11固定在印刷線路板2上，所述保護蓋11完全覆蓋功率器件I構成封閉腔體，用于保護功率器件I防止雜物進入功率器件I。保護蓋11通過卡槽連接固定在印刷線路板2上，可以方便地拆卸安裝，便于功率器件I后期的調試與檢查。所述保護蓋11與印刷線路板2相連的邊緣打有膠水。通過打膠將保護蓋11與印刷線路板2間的連接縫隙填補之后，使得保護蓋11的密閉保護效果更佳。本實施例還提供了一種射頻功放模塊無封裝結構的組裝方法，該組裝方法基于上述射頻功放模塊的功率器件無封裝結構，具體包括下列組裝步驟
首先根據設計需要選擇載體法蘭5材料及尺寸，將管芯6及MOS電容8通過設備焊接在載體法蘭5上；
然后將貼有管芯6及MOS電容8的載體法蘭5焊接在散熱板3上，再將印刷線路板2與載體法蘭5的位置相對匹配(在印刷線路板2開口且開口與載體法蘭5形狀、位置匹配)后焊接固定在散熱板3上；
最后根據設計要求通過打線設備進行與匹配電路的打線工作，管芯6、MOS電容8直接通過引線7與印刷線路板2相連。本實施例中所采用的功率器件I與傳統封裝功率器件相比較沒有陶瓷封裝以及輸入輸出引腳4，本發明可通過引線7直接將功率器件I的元器件與印刷線路板2聯接。由于本實施例中的功率器件I對用戶是開放的因而可在裝配完成后在后期測試基礎上進行微調，而傳統封裝功率器件采用封裝外殼9罩住內部功率器件，并且封裝外殼9是呈盒狀固定在輸入輸出引腳4上且不可自由打開。基于以上特點，本發明提高了設計自由度，另外，由于采用的功率器件I沒有輸入輸出引腳4，因而避免了不必要的電感引入，提高了射頻功放模塊的性能。當功率器件I的載體法蘭5較厚時，載體法蘭5的設置如圖5所示，設計人員可在散熱板3上挖出與載體法蘭5相配的容腔，將載體法蘭5焊接固定在容腔之中，以保持載體法蘭5上的電子元件保持與印刷線路板2表面平齊。其余部分的設置連接方式與上述實施例相同。如圖6所示的結構為功率放大模塊，為本發明組裝方法又一具體使用。圖6所示的功率器件I上的電子元件包括管芯6、M0S電容8、驅動管芯12、集成無源器件13、集成無源器件14，管芯6作為輸出管芯使用。同樣，所述電子元件均通過晶片焊接設備焊接在載體法蘭5上，所述載體法蘭5再焊接在散熱板3上，所述功率器件I上的電子元件的上表面與 印刷線路板2的上表面平齊。電子元件間的連接均通過引線7直接連接，與印刷線路板相連的電子元件直接通過引線7實現互聯。上述實例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人是能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構，所述射頻功放模塊包括功率器件、散熱板以及印刷線路板，功率器件嵌在印刷線路板內，散熱板設于功率器件與印刷線路板下方，其特征在于，所述功率器件包括載體法蘭、若干電子元件以及引線，電子元件按設計要求貼在載體法蘭上，功率器件與印刷線路板焊接固定在散熱板上，功率器件上的電子元件通過引線互相聯接，所述電子元件通過引線直接連接與印刷線路板相連。
2.根據權利要求I所述的一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構，其特征在于，所述電子元件包括管芯，管芯通過晶片焊接設備直接焊接在載體法蘭上，所述載體法蘭再焊接在散熱板上，管芯通過引線與印刷線路板直接連接。
3.根據權利要求2所述的一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構，其特征在于，所述電子元件包括MOS電容、集成無源器件，MOS電容、集成無源器件通過晶片焊接設備直接焊接在載體法蘭上，所述載體法蘭再焊接在散熱板上，所述電子元件采用引線互相連接，MOS電容、集成無源器件通過引線與印刷線路板直接連接。
4.根據權利要求I或2或3所述的一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構，其特征在于，所述功率器件上的電子元件的上表面與印刷線路板的上表面平齊。
5.根據權利要求I所述的一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構，其特征在于，所述功率器件外設有保護蓋，所述保護蓋固定在印刷線路板上，所述保護蓋完全覆蓋功率器件構成封閉腔體，用于保護功率器件防止雜物進入功率器件。
6.根據權利要求5所述的一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構，其特征在于，所述保護蓋與印刷線路板相連的邊緣打有膠水。
7.一種與權利要求I相配的射頻功放模塊的組裝方法，其特征在于，具體包括下列組裝步驟 首先根據設計需要選擇載體法蘭材料及尺寸，將電子元件通過設備焊接在載體法蘭上； 然后將貼有電子元件的載體法蘭焊接在散熱板上，再將印刷線路板與載體法蘭的位置相對匹配后焊接固定在散熱板上； 最后根據設計要求通過打線設備進行與匹配電路的打線工作，電子元件直接通過引線與印刷線路板相連。
8.根據權利要求7所述的一種射頻功放模塊的組裝方法，其特征在于，所述功率器件外設有保護蓋，所述保護蓋固定在印刷線路板上，所述保護蓋完全覆蓋功率器件構成封閉腔體，所述保護蓋與印刷線路板的連接處打有膠水。
全文摘要
本發明公開了一種射頻功放模塊的功率器件無封裝結構及其組裝方法，所述射頻功放模塊包括功率器件、散熱板以及印刷線路板，功率器件嵌在印刷線路板內，散熱板設于功率器件與印刷線路板下方，所述功率器件包括載體法蘭、若干電子元件以及引線，電子元件按設計要求直接焊接在載體法蘭上，功率器件與印刷線路板焊接固定在散熱板上，功率器件上的電子元件通過引線互相聯接，所述電子元件通過引線直接連接與印刷線路板相連。本發明可很好地避免封裝器件所帶來的問題，極大地放寬了用戶使用器件的靈活性，在節省了成本的同時，獲得了設計的自由度和性能提升，同時可實現客戶定制化設計需要。
文檔編號H01L21/60GK102623416SQ20121012214
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月24日 優先權日2012年4月24日
發明者馬強 申請人:蘇州遠創達科技有限公司