包含前侧热提取结构的功率放大器装置及其制造方法与流程

1.本公开的实施例大体上涉及微电子器件，且更具体地说，涉及包含前侧热提取结构的功率放大器装置(例如，封装和模块)及其制造方法。


背景技术：

2.功率放大器装置通常包含至少一个射频(rf)功率管芯，一个或多个晶体管集成在所述rf功率管芯中。rf功率管芯又可以包含半导体材料主体，在晶片级加工期间，晶体管沟道形成于所述半导体材料主体中且前侧层在所述半导体材料主体上方连续地形成或堆积。前侧层限定rf功率管芯的各种导电特征，例如键合垫、互连线和晶体管接触件；在场效应晶体管情况下，例如漏极线、漏极歧管、栅极接触指和栅极接触歧管。rf功率管芯可以通过将管芯的后侧键合到基板而附接到基板，例如印刷电路板或金属基部凸缘。当至少部分地由金属或另一种导热材料构成时，基板可以充当散热片以帮助以传导方式吸收和耗散在装置工作期间产生的一部分余热。然而，在某些情况下，例如当rf功率管芯在较高射频(例如，接近或超过3千兆赫的频率)下工作时或所述rf功率管芯是利用具有相对高的功率密度的管芯技术生成时，仅提供散热片可能不足以防止在功率放大器装置内包含的rf功率管芯中产生不希望的升高的局部温度或“热点”。


技术实现要素：

3.根据本发明的第一方面，提供一种功率放大器装置，包括：
4.基板，所述基板包括散热区和管芯支撑表面；
5.射频(rf)功率管芯，所述rf功率管芯包括键合到所述基板的所述管芯支撑表面的后侧、沿正交于所述管芯支撑表面的竖直轴线与所述后侧相对的前侧，以及形成于所述rf功率管芯中、在所述rf功率管芯的所述后侧与所述前侧之间的晶体管；
6.前侧热提取结构，所述前侧热提取结构附接到所述基板的所述管芯支撑表面并且至少部分地在所述rf功率管芯上方延伸，所述前侧热提取结构包括：
7.晶体管覆盖部分，所述晶体管覆盖部分与所述rf功率管芯的所述前侧直接热接触并且沿所述竖直轴线至少部分地与所述晶体管重叠；以及
8.第一散热耦合部分，所述第一散热耦合部分热耦合到所述散热区；以及
9.主要热提取路径，所述主要热提取路径从所述rf功率管芯延伸、穿过所述前侧热提取结构并且到达所述基板的所述散热区，所述主要热提取路径促进从所述rf功率管芯到所述散热区的热传导。
10.根据本发明一个或多个实施例，所述晶体管包括晶体管沟道；并且其中前侧排热的第一晶体管覆盖部分沿所述竖直轴线与所述晶体管沟道的至少大部分表面区域重叠。
11.根据本发明一个或多个实施例，所述rf功率管芯另外包括位于所述前侧上的第一行键合垫和第二行键合垫；并且其中所述晶体管覆盖部分在所述第一行键合垫与所述第二行键合垫之间延伸并且大体上平行于所述第一行键合垫和所述第二行键合垫。
12.根据本发明一个或多个实施例，所述rf功率管芯具有从所述rf功率管芯的所述前侧到所述后侧的管芯导热率；其中所述主要热提取路径具有比所述管芯导热率大至少十倍的导热率。
13.根据本发明一个或多个实施例，所述前侧热提取结构沿所述功率放大器装置的垂直于所述竖直轴线的纵向轴线跨越所述rf功率管芯的长度。
14.根据本发明一个或多个实施例，所述前侧热提取结构另外包括第二散热耦合部分，所述第二散热耦合部分接合到沿所述功率放大器装置的垂直于所述竖直轴线的纵向轴线与所述第一散热耦合部分相对的所述晶体管覆盖部分。
15.根据本发明一个或多个实施例，所述晶体管覆盖部分、所述第一散热耦合部分和所述第二散热耦合部分一体地形成为沿所述主要热提取路径的导热率超过100瓦/米开尔文的一体式材料主体。
16.根据本发明一个或多个实施例，所述晶体管覆盖部分至少部分地由具有沿所述主要热提取路径的第一导热率的第一材料构成；并且其中所述散热耦合部分至少部分地由具有沿所述主要热提取路径的小于所述第一导热率的第二导热率的第二材料构成。
17.根据本发明一个或多个实施例，所述散热耦合部分沉积到形成于所述rf功率管芯的侧壁中并且从所述rf功率管芯的所述前侧延伸到所述后侧的开口中。
18.根据本发明一个或多个实施例，功率放大器装置另外包括保持夹，所述保持夹附连到所述基板并且在所述前侧热提取结构上方延伸以紧靠所述rf功率管芯用物理方式抓持所述前侧热提取结构。
19.根据本发明一个或多个实施例，所述保持夹施加使所述前侧热提取结构的所述晶体管覆盖部分压靠着所述rf功率管芯的所述前侧的回弹偏置力。
20.根据本发明一个或多个实施例，所述前侧热提取结构的所述晶体管覆盖部分直接接触所述rf功率管芯的所述前侧。
21.根据本发明一个或多个实施例，所述前侧热提取结构的所述散热耦合部分直接接触所述基板的所述散热区。
22.根据本发明一个或多个实施例，所述功率放大器装置包括功率放大器封装；并且其中所述基板包括具有充当所述散热区的金属主体的金属基部凸缘，所述rf功率管芯位于所述前侧热提取结构的所述晶体管覆盖部分与所述金属基部凸缘之间。
23.根据本发明一个或多个实施例，所述前侧热提取结构至少部分地由含有碳的同素异形体的材料构成，而所述rf功率管芯至少部分地由氮化镓构成。
24.根据本发明的第二方面，提供一种用于制造功率放大器装置的方法，包括：
25.将射频(rf)功率管芯的后侧键合到包括散热区的基板；以及
26.在将所述rf功率管芯的所述后侧键合到所述基板之后或同时，将前侧热提取结构附接到所述基板，使得：
27.所述前侧热提取结构的晶体管覆盖部分放置成与所述rf功率管芯的前侧直接热接触；
28.所述前侧热提取结构的散热耦合部分热耦合到所述基板的所述散热区，以完成从rf功率管芯延伸、穿过所述前侧热提取结构并且到达所述散热区的主要热提取路径。
29.根据本发明的一个或多个实施例，附接包括使导热材料条固定在所述rf功率管芯
上方并且固定到所述基板的管芯支撑表面。
30.根据本发明一个或多个实施例，固定包括：将所述导热材料条放置在所述rf功率管芯和所述基板上方的期望位置中；以及在放置之后或同时，将保持夹接合到所述基板以紧靠所述rf功率管芯和所述散热区抓持所述导热材料条。
31.根据本发明一个或多个实施例，另外包括：使第一导热材料沉积到所述rf功率管芯的侧壁上，以形成所述前侧热提取结构的所述散热耦合部分；以及在沉积之后，在所述rf功率管芯的所述前侧上方涂覆第二导热材料，以限定所述前侧热提取结构的所述晶体管覆盖部分。
32.根据本发明一个或多个实施例，沉积包括将所述第一导热材料沉积到形成于所述rf功率管芯的锯齿状侧壁中的开口中，同时所述rf功率管芯保持与呈晶片形式的其它rf功率管芯互连。
附图说明
33.将结合附图在下文描述本发明的至少一个例子，在附图中，相同的标记表示相同的元件，并且：
34.图1和2分别是示出了包含前侧热提取结构和保持夹的示例功率放大器装置(此处为功率放大器封装)的简化截面图和截面等角视图，如根据本公开的示例实施例所示；
35.图3和4分别是包括在图1和2所示的示例功率放大器装置中的前侧热提取结构、保持夹、射频(rf)功率管芯和基部凸缘的一部分的等角视图和分解视图；
36.图5是图1
‑
4的示例前侧热提取结构、保持夹、rf功率管芯和(部分示出的)基部凸缘的侧视图，示出了保持夹可以提前弯曲或以其它方式变形以施加使前侧热提取结构压靠着包含在图1和2所示的功率放大器封装中的rf功率管芯的前侧的回弹偏置力的一种方式；
37.图6和7示出了图1
‑
5所示的保持夹可以通过金属片(在单切之前部分地示出)的整体加工与多个其它保持夹同时制造的一种方式；
38.图8按顺序示出了在所示例子中可以用于使保持夹固定到基部凸缘并紧靠rf功率管芯抓持前侧热提取结构的铆接工艺；
39.图9是半导体材料(此处为氮化镓(gan))主体的热图模拟，晶体管沟道形成于所述半导体材料主体中且包括在缺少前侧热提取结构的功率放大器装置中；
40.图10是与图9所示的类似的半导体材料(gan)主体的热图模拟，但所述半导体材料主体包括在与图1
‑
5所示的类似的具有前侧热提取结构的功率放大器装置中；
41.图11和12是在本公开的另外的实施例中的示例前侧热提取结构(部分地在图12中从视觉上隐藏)、rf功率管芯和适当地并入功率放大器装置的基部凸缘的一部分的等角视图，所述功率放大器装置例如与图1和2所示的类似的功率放大器封装；
42.图13和14是示出了可以在晶片级加工期间完全或部分地制造图11和12所示的前侧热提取结构的实施例的一种方式的等角视图；以及
43.图15是包含前侧热提取结构和保持夹的示例功率放大器装置(此处为功率放大器模块)的简化截面图，如根据本公开的又另外的示例实施例所示。
44.为说明简单和清晰起见，可以省略众所周知的特征和技术的描述和细节，以避免不必要地使后续具体实施方式中描述的本发明的示例和非限制性实施例混淆。应进一步理
解，除非另有说明，否则附图中出现的特征或元件不一定按比例绘制。例如，图中某些元件或区的尺寸可以相对于其它元件或区而放大，以提高对本发明实施例的理解。
具体实施方式
45.本公开的实施例在上文简要描述的图式的附图中示出。在不脱离如所附权利要求书所阐述的本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可以设想对示例实施例的各种修改。在整个文档中出现的例如“上部”、“下部”、“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”的朝向术语是相对于到管芯支撑基板的接近度而定义的，所述管芯支撑基板例如基部凸缘、陶瓷基板或印刷电路板(pcb)。
46.定义
47.以下定义适用于此文档全文。在此处或本文档中其它处未明确定义的那些术语是指其在相关技术领域中的一般含义。
48.后侧
‑
沿正交于管芯的前侧(定义如下)的轴线与管芯的前侧相对的管芯的侧(外部主表面)。
49.直接热接触
‑
描述通过直接(紧密)物理接触或通过利用导热键合材料键合在一起而处于热连通的邻近结构特征或元件之间的关系的术语。
50.前侧
‑
键合垫唯一地或绝大部分所位于的管芯侧(外部主表面)。
51.散热区
‑
用于热耗散目的的基板的导热区。导热区可以构成整个或大体上整个基板，如在导热基部凸缘的情况下。可替换的是，导热区可以仅形成基板的一部分，如在金属硬币或热通孔结构(例如，通孔群(via farm)或条形通孔)嵌入在pcb中、陶瓷基板中或另一种基板中的情况下。
52.金属
‑
按重量百分比计主要由一种或多种金属成分构成的材料。
53.功率放大装置
‑
功率放大封装、功率放大模块(pam)或包含用于信号放大目的的至少一个射频(rf)功率管芯的另一电子装置。
54.射频(rf)功率管芯
‑
带有集成电路(ic)的半导体芯片管芯，所述ic包含用于rf功率或信号放大目的的至少一个晶体管。
55.导热
‑
具有超过10瓦/米开尔文(w/mk)的导热率。
56.竖直
‑
大体上正交于至少一个rf功率管芯所附接到的基板的管芯支撑表面的方向，所述基板例如基部凸缘或pcb。
57.概述
58.如上文所提及，包含在功率放大器装置中的rf功率管芯在装置工作期间，特别是在位于晶体管沟道中和附近的rf功率管芯内的区处，可能容易产生余热并积聚热量。用于耗散管芯产生的余热的现有热量方案通常依赖于沿主要热提取路径从功率放大器装置提取热量，所述主要热提取路径从产热管芯延伸、穿过用于将管芯附接到基板的键合层并且到达基板(例如，pcb、陶瓷基板或金属基部凸缘)的导热散热区，管芯安装到所述基板(此处为“管芯支撑基板”)。如通常并入功率放大器封装中的类型的金属基部凸缘的情况下，当管芯支撑基板完全由一种或多种导热材料构成时，散热区可以构成整个管芯支撑基板。可替换的是，当例如基板采用pcb、陶瓷基板、无芯基板或主要由电介质材料构成的类似基板的形式时，散热区可以仅构成管芯支撑基板的有限部分。在此后一种情况下，管芯支撑基板的
散热区可以实现为基板的具有增大的金属含量的区，如通过例如在管芯支撑基板的主体内形成热通孔结构(例如，条形通孔或通孔群)或通过将例如铜(cu)硬币或金属小块的预制金属主体安装在形成于基板中的腔内而产生的区。
59.不管基板散热区采用何种特定形式，传统热耗散方案的热耗散能力都仍然有限。如上文所指示，现有热耗散方案通常依赖于沿主要热提取路径的余热流传导，所述主要热提取路径延伸穿过rf功率管芯的块体、穿过将管芯附接到管芯支撑基板的键合层并且最终到达管芯支撑基板的散热区。此类主要热提取路径虽然相对直接且并不曲折，但在高效地从rf功率管芯传导出大量热量的能力方面有限。这部分地由于此类主要热提取路径延伸穿过导热率较低的区，具体地说穿过rf功率管芯自身的厚度或块体。此路径的热性能在采用分层(例如，氮化镓(gan))管芯技术的情况下会更加受限，这不仅是由于晶体管集成电路(ic)的功率密度高，还由于上面形成有gan层的材料(例如，碳化硅(sic))的导热率较低。另外，此类热提取路径还穿过多个材料到材料界面(如形成于rf功率管芯的后侧、键合材料和管芯支撑基板之间)，从而进一步阻碍从rf功率管芯到基板的散热区的高效热流。已经提出了替代热耗散方案，其中rf功率管芯(或其它半导体管芯)以反向朝向安装到管芯支撑基板，而高导热率材料(例如，热解石墨片(pgs)条)放置在管芯的后侧上方，使得pgs条从管芯后侧延伸以接触基板的导热区。虽然可能增强了来自反向管芯的热耗散，但此类方案同样依赖于穿过半导体管芯的块体和穿过用于将pgs条附接到管芯的后侧的任何导热键合层的余热提取，从而受到上文所提及的热性能限制。另一缺点是，此方法往往会给功率放大器装置的整体设计增加不希望的复杂性和开销。
60.下文公开了高热性能功率放大器装置(例如，功率放大器封装和pam)以及用于制造此类高热性能功率放大器装置的方法，这实现了对rf功率管芯在装置工作期间产生的余热的高效提取和耗散。功率放大器装置的实施例并入有独特的前侧热提取结构，所述前侧热提取结构充当提供从邻近形成于给定rf功率管芯中的晶体管的区到管芯支撑基板的一个或多个导热散热区的高效热流的高导热率桥或管道。更具体地，此类前侧热提取结构从邻近形成于给定rf功率管芯中的晶体管ic的沟道(例如，在所述沟道正上方)的位置提取余热，同时将此余热输送到管芯支撑基板的一个或多个散热区。这样做时，此类前侧热提取结构使局部晶体管沟道温度明显降低(给定rf功率管芯的沟道区上的峰值温度和平均温度分布均降低)，所述降低可能会在功率放大器装置工作期间以其它方式出现。因此，本文中所描述的高热性能功率放大器装置的实施例非常适合于将在较高射频(例如，接近或超过3千兆赫(ghz)的频率)下工作的rf功率管芯和利用功率密集(例如，gan)管芯技术产生的rf功率管芯结合使用。
61.前侧热提取结构的实施例包括在rf功率管芯的前侧上方延伸以与形成于rf功率管芯中的至少一个晶体管竖直重叠的部分或区段，本文中称为“晶体管覆盖部分”。前侧热提取结构的晶体管覆盖部分有益地放置成与rf功率管芯的前侧直接热接触，同时与晶体管沟道区的至少一部分(如果不是整个或大体上整个晶体管沟道区的话)竖直重叠。此类结构布置使得能够非常有针对性地从晶体管沟道内和附近的区中提取余热，同时允许此类热流沿绕过rf功率管芯的块体和附接到管芯支撑基板的管芯后侧的主要热提取路径行进。另外，前侧热提取结构的晶体管覆盖部分由沿热路径(主要导热路径)具有高导热率的材料构成，所述热路径从rf功率管芯的前侧延伸、穿过前侧热提取结构并且到达管芯支撑基板的
至少一个散热区。在实施例中，前侧热提取结构的晶体管覆盖部分可以沿主要热提取路径具有超过100w/mk的导热率、超过500w/mk的导热率，或可能超过1000w/mk的导热率。(至少在期望的热流方向上)具有此类高导热率且适于在形成前侧热提取结构的晶体管覆盖部分时使用的材料包括但不限于含有碳的同素异形体的材料，例如石墨、石墨烯和碳纳米管(cnt)。在实施例中，晶体管覆盖部分(且可能是整个前侧热提取结构)可以由具有各向异性导热性质的导热材料(例如，pgs材料)构成，其条件是此类材料沿主要热提取路径具有足够的导热率以实现高效的热流。
62.前侧热提取结构另外包括至少一个散热耦合部分。在许多情况下，前侧热提取结构将包括两个散热耦合部分，所述两个散热耦合部分耦合到晶体管覆盖部分的相对边缘(例如，与相对边缘一体地形成或放置成与相对边缘直接热接触)并且在相反方向上从所述相对边缘延伸。因此，在本文中，前侧热提取结构将通常被描述为具有多个散热耦合部分；然而，在下文描述的功率放大器装置的替代实施方案中，前侧热提取结构包括单个散热耦合部分或可能三个或更多个离散的散热耦合部分是可行的。如上文所指示，前侧热提取结构的散热耦合部分充当热桥，所述热桥将晶体管覆盖部分热耦合到管芯支撑基板的散热区。因此，散热耦合部分同样由沿主要热提取路径具有相对高的导热率，例如超过100w/mk的导热率的材料构成。取决于制造前侧热提取结构的方式，散热耦合部分和晶体管覆盖部分可以一体地形成为单个导热材料件或条(例如，pgs条)或更复杂的结构(例如，扁平热管)，使得散热耦合部分和晶体管覆盖部分的相应导热率大体上相等。在其它情况下，散热耦合部分和晶体管覆盖部分可以单独制造，并且可能可由具有不同导热率的材料构成。例如，在下文结合图13和14进一步描述的一个方法中，可以先将散热耦合部分沉积到rf功率管芯的侧壁上，然后在管芯的前侧上方应用晶体管覆盖部分，无论是通过沉积还是应用粘附到管芯前侧的执行件，例如材料条。
63.在功率放大器装置的某些实施例中，前侧热提取结构可以利用导热键合材料接合到rf功率管芯的前侧。在其它实施方案中，前侧热提取结构可以不直接键合到rf功率管芯，而是利用机械装置或“保持夹”紧靠rf功率管芯的前侧(以及紧靠基板的散热区)抓持；所出现的用于广义的术语“保持夹”是指在至少一个rf功率管芯上方且紧靠至少一个rf功率管芯抓持前侧热提取结构的任何装置或结构。此类保持夹可以在rf功率管芯上方的期望位置中抓持前侧热提取结构，可能同时施加使前侧热提取结构的晶体管覆盖部分压靠或挤靠着rf功率管芯的前侧的回弹偏置力。在这样做时，保持夹促进沿前侧热提取结构的晶体管覆盖部分与rf功率管芯的前侧之间的整个或大体上整个界面的一致、共形接触，而不使用介入导热键合材料。出于至少两个原因，这可能是有利的。首先，在此界面处不使用任何此类键合材料可以提高从rf功率管芯到前侧热提取结构的晶体管覆盖部分的导热率，这是因为键合材料的导热率将通常小于前侧热提取结构自身的导热率。同样，在此情况下，可以通过减少主要热提取路径延伸穿过的材料到材料界面的数量来提高沿主要热提取路径的导热率。其次，在前侧热提取结构的晶体管覆盖部分与rf功率晶体管的前侧之间的界面处不使用导热键合材料可以减轻关于键合材料可能随时间推移逐渐瓦解或分解的问题。尽管有此类益处，但在其它情况下，晶体管覆盖部分可以键合到rf功率管芯并且保持夹可以用于例如在键合材料降解且出于任何原因而最终失效的情况下提供冗余电平。以上陈述也同样适用于前侧热提取结构的散热耦合部分；例如，保持夹(如果存在的话)还可以紧靠基板的散
热区用机械方式抓持散热耦合部分，和/或可以在这些界面处利用导热键合材料。
64.在又其它实施方案中，功率放大器装置可以包含前侧热提取结构，而不具有用于紧靠rf功率管芯抓持热提取结构的保持夹或其它辅助部件。在从功率放大器装置省略保持夹(或另一机械保持构件)的某些实施例中，在功率放大器装置的生产期间，用相同或不同的材料单独地制造前侧热提取结构的晶体管覆盖部分和散热耦合部分可能是有益的。作为特定例子，可以在晶片级加工期间将散热耦合部分沉积到rf功率管芯的一个或多个侧壁上，而随后在rf功率管芯的前侧上方应用(例如，通过沉积或通过粘附薄膜)晶体管覆盖部分。另外，在晶片级加工期间，可以通过将散热耦合部分沉积到管芯侧壁上来提高加工效率。具体地，在一个可能的方法中，首先穿过包含互连rf功率管芯的晶片的目标区形成竖直开口或通孔。形成竖直开口以穿过rf功率管芯的所选外部外围侧壁，可能地，同时在晶片单切后使管芯侧壁具有槽形或锯齿状几何形状。在晶片单切之前，并且可能结合rf功率管芯中另外包含的任何通孔的电镀，金属材料(例如，按重量计含有cu、银(ag)、铝(a1)或金(au)或其组合作为主要成分的材料)沉积到竖直开口(例如，锯齿状侧壁的凹部)中以在单切后与晶片的其余部分断开时限定散热耦合部分。在晶片单切之前或之后，随后在每一rf功率管芯的前侧上方应用前侧热提取结构的晶体管覆盖部分。以此方式，每一晶体管覆盖部分放置成与对应的rf功率管芯的前侧直接热接触，并且可以由沿主要热提取路径的导热率超过散热耦合部分的导热率的材料(例如，含有碳的同素异形体的材料，例如石墨、石墨烯或cnt)构成，所述主要热提取路径从rf功率管芯延伸、穿过前侧热提取结构并且到达基板的散热区。
65.现在将结合图1
‑
14描述包括前侧热提取结构的功率放大器装置的例子和用于制造此类装置的方法的例子。在下文结合图1
‑
8专门论述了包括此类热提取结构和保持夹(以及相关联的制造方法)的功率放大器装置的例子，而结合图11
‑
14阐述了包括此类热提取结构且缺少保持夹的功率放大器装置的例子。还结合图9和10论述了示出前侧热提取结构在降低局部沟道温度方面的有效性的模拟结果。尽管下文主要结合特定类型的功率放大器装置(即包含呈基部凸缘形式的基板的功率放大器封装，整个基板可以充当散热片)进行了描述，但要强调的是，前侧热提取结构的实施例可以集成到各种不同类型的功率放大器装置中，所述功率放大器装置包括例如利用pcb、陶瓷基板或其它类型的基板制造的pam，所述基板具有由嵌入式金属硬币形成的离散的导热散热区、热通孔结构或其它导热结构。
66.包括前侧热提取结构和保持夹的功率放大器装置的例子
67.图1和2分别是示出了包括前侧热提取结构18的示例功率放大器装置(此处为功率放大器封装16)的简化截面图和截面等角视图，如根据本公开的示例实施例所描绘。在此特定例子中，功率放大器封装16采用模制气腔封装的形式，所述模制气腔封装包含其中容纳有至少一个rf功率管芯22的气腔20。虽然按照行业惯例被称作“气腔”，但气腔20可以包含空气、另一惰性气体或气体混合物，所述气腔20可以相对于周围环境被部分地抽空或加压。尽管存在本例子，但功率放大器封装16可以在替代实施方案中采用各种其它形式，例如缺少含气腔的包封或过模封装、利用非模制(例如，窗框)方法构造的气腔封装和/或包含不同引线配置的封装，所述包含不同引线配置的封装例如无引线封装或鸥翼封装。另外，尽管功率放大器封装16的所示部分仅包括单个rf功率管芯，但应了解，在实施例中，功率放大器封装16可以包含多个rf功率管芯和各种其它电路系统部件，包括但不限于任何数量的无源表
面安装装置(smd)、提供其它功能性(例如，阻抗匹配、谐波终止或晶体管偏置功能性)的半导体管芯承载电路系统，以及嵌入式封装布线基板(例如，相对小的嵌入式封装pcb)。作为特定的但非限制性的例子，在实施例中，功率放大器封装16可以采用多尔蒂功率放大器封装的形式。在此类实施例中，功率放大器封装16将通常包含带有单级或多级峰化放大器晶体管ic的至少第一rf功率管芯以及带有单级或多级载波放大器晶体管ic的至少第二rf功率管芯。在此类实施例中，每一rf功率管芯可以配备有前侧热提取结构，仅单个rf功率管芯(例如，峰化管芯)可以具有此类热提取结构，或单个热提取结构可以跨越两个管芯。
68.除了前侧热提取结构18之外，功率放大器封装16还包括上部盖或罩壳24、多个封装引线26(在图1和2中可以看到其中的两个)、模制封装主体28和支撑基部结构或管芯支撑基板30。在所示例子中，管芯支撑基板30采用金属基部凸缘的形式，且因此在下文中被称作“基部凸缘30”。由于其金属组合物，整个或大体上整个基部凸缘30可以充当散热片；因此，在此特定例子中，基部凸缘30的导热散热区可以被视为基部凸缘30的整个主体。然而，在其它实施例中，可以利用主要由绝热电介质材料构成的基板来制造功率放大器封装16(或另一功率放大器装置)，如在pcb、陶瓷基板或无芯基板的情况下，仅列举了几个例子。另外，在此类实施例中，可以产生基板以包括一个或多个导热部件或区段，所述一个或多个导热部件或区段充当下文所描述的前侧热提取结构18的散热耦合部分热耦合到的散热区。然后，以下描述应理解为适用于包含各种不同类型的管芯支撑基板的功率放大器装置，其条件是基板的至少一个区(如果不是整个基板的话)具有足以充当散热片或热管道的导热率和一定量的导热材料(例如，金属密度)，其中散热片吸收从至少一个rf功率管芯(例如，在本示例实施例中，rf功率管芯22)提取的余热且可能会进一步将此余热传导到较大的组件级散热片或散热器。在此后一方面中，同样具体地述及封装16，当功率放大器封装16最终安装在较大电子组件或系统内时，基部凸缘30的暴露的下部表面可以与组件级散热片部件(例如，金属底座、翅片阵列或另一对流冷却结构)直接热接触或以其它方式热耦合到所述部件，如下文进一步提及。
69.当包括在封装16中时，模制封装主体28可以形成为具有各种不同的结构特征，包括底部边缘部分或下部外围裙板34。如上文所提及，术语“下部”、“底部”、“上部”、“顶部”和类似的朝向术语是基于到下部主表面或基部凸缘30的后侧36的接近度而定义的。基部凸缘30的后侧36又被定义为基部凸缘30的与基部凸缘30的前侧或管芯支撑表面46相对的主表面，其中凸缘后侧36大体上正交于功率放大器封装16的竖直轴线或中心线38(图1)延伸。围绕中心线38，下部外围裙板34键合到基部凸缘30并围绕所述基部凸缘30延伸，所述中心线38平行于图1和2的左下角出现的坐标图例40的z轴线延伸。基部凸缘30的后侧36通过设置在模制封装主体28中的下部中心开口暴露且外围由下部外围裙板34键合。通过使凸缘后侧36从功率放大器封装16的外部或下侧暴露，可以简化功率放大器封装16在较大电子系统或组件内的安装，而当例如基部凸缘30充当封装16的(例如，接地)端时，可能会促进到凸缘后侧36的电连接。如先前所指示，凸缘后侧36的暴露区还可以利用通过基部凸缘30的热传导而促进从功率放大器封装16的排热。最后，除了外围裙板34之外，模制封装主体28还可以形成为限定各种其它封装特征，例如引线隔离架(1ead isolation shelves)42。引线隔离架42在封装引线26的内部末端或边缘部分下方延伸，以实际上充当在封装引线26与基部凸缘30之间提供电隔离的介入电介质层。
70.继续参考图1和2，rf功率管芯22包括前侧48和沿rf功率管芯22的中心线位于与所述前侧48相对的位置的后侧50；所述中心线即正交于前侧48延伸的轴线。在某些实施例中，例如当后侧50充当rf功率管芯22的(例如，接地)端时，rf功率管芯22的后侧50可以金属化(即至少部分地由一个或多个金属层覆盖)，在此情况下后侧50可以被称作管芯22的“背垫金属”层或系统。除rf功率晶体管自身之外，rf功率管芯包括上面产生有多个前侧层的管芯主体或结构。这针对rf功率管芯22在图2中大体上示出，rf功率管芯22被描绘为包括上面制造有多个前侧层54的管芯主体52。当例如利用单切的块状硅(si)晶片产生rf功率管芯22时，管芯主体52可以由单种半导体材料构成。可替换的是，管芯主体52可以由不同材料的多个层构成，包括半导体材料的至少一个层或主体。在此后一方面中，在利用分层(例如，gan)管芯技术产生rf功率管芯22的实施方案中，管芯主体52的上部部分可以按重量计基本上或主要由第一半导体材料(例如，gan)构成，而管芯主体52的下部部分由例如sic或si的另一种材料(或材料组合)构成，第一半导体(例如，gan)层形成于所述管芯主体52上。在任一情况下，晶体管沟道区56(标识在图1中)形成于在紧接在前侧层54下方的位置处的管芯主体52的半导体区中(注意，晶体管沟道可以略微地掩埋在半导体区的上部主表面下方)。晶体管自身形成于管芯主体52的半导体区中和所述半导体区上方，并且晶体管的某些部分(在场效应晶体管(fet)的情况下，例如漏极线、漏极歧管、栅极接触指和栅极歧管)由包括在前侧层54中的第一图案化金属层限定。前侧层54还包括限定多个键合垫60和互连线的额外图案化金属层、用于在图案化金属层的特征之间提供隔离的电介质层，以及可能至少部分地限定rf功率管芯22的前侧48的外部钝化层。
71.rf功率管芯22通过至少一个管芯键合层58附接到基部凸缘30的管芯支撑表面46。在至少一些实施方案中，管芯键合层58可以由导热材料构成以补充从rf功率管芯22到基部凸缘30的热传导，所述导热材料例如烧结的键合材料或金属填充的(例如，cu填充的或ag填充的)环氧树脂。另外，当基部凸缘30充当功率放大器封装16的(例如，接地)端时，管芯键合层58还可以导电以在基部凸缘30与导电特征(例如，通孔)之间提供电连接，所述导电特征位于rf功率管芯22的后侧50上或延伸到所述后侧50。利用设置在rf功率管芯22的前侧48上的多个键合垫60来实现rf功率管芯22的另外的电互连。例如，并且如在图1中唯一地所示，两行键合垫60可以存在于rf功率管芯22的前侧48上且利用多个线键合64与封装引线26的暴露的内部部分62电互连。在替代实施方案中，可以采用另一互连方法使rf功率管芯22的键合垫60与对应封装端电互连。不管采用何种互连方法，以下电布线方案都可以应用于rf功率管芯22带有至少一个fet ic的所示例子中。从功率放大器封装16的第一侧突出的第一引线26(a)可以充当电耦合到rf功率管芯22的输入(例如，栅极)端的输入引线；而从封装16的第二相对侧突出的第二引线26(b)可以充当电耦合到rf功率管芯22的输出(例如，漏极)端的输出引线。基部凸缘30自身可以充当功率放大器封装16的接地端，且因此可以电耦合到rf功率管芯22的源极端。
72.虽然在封装16的所示部分中仅可见单个rf功率管芯22，但功率放大器封装16可以包含利用各种互连方案可操作地耦合的任何数量和类型的微电子装置或部件，如先前所提及。例如，在某些实施方案中，功率放大器封装16可以包含在任何实际数量的封装引线之间串联或并联电耦合的两个或更多个rf功率管芯22。作为封装16采用多尔蒂pa封装形式的更具体例子，功率放大器封装16包含带有第一晶体管的半导体管芯(例如，rf功率管芯22)，所
述半导体管芯充当带有峰化晶体管ic的峰化管芯并且在封装引线26(a)、(b)之间电耦合。在此情况下，功率放大器封装16可以另外包含第二半导体管芯，所述第二半导体管芯充当带有载体晶体管ic的载体管芯并且在所示截面图中看不见的额外数组封装引线之间电耦合。在此类实施例中，前侧热提取结构18可以在除rf功率管芯22之外包含在功率放大器封装16中的额外未示出的半导体管芯上方延伸。可替换的是，可以为每一管芯提供单独的前侧热提取结构；或者可能仅为容易在晶体管沟道区中产生余热并积聚余热的所选管芯提供单独的前侧热提取结构。不管功率放大器封装16是否包含除rf功率管芯22之外的额外微电子部件，此类部件都在封装制造期间通过键合到基部凸缘30的管芯支撑表面46而安装在气腔20内。(例如，通过线键合)执行互连，然后将罩壳24安装在封装主体28的上部外缘部分66上方以密封地封闭气腔20；例如，如图1和2中所指示，罩壳24的下部外缘可以通过键合材料环68附接到模制封装主体28的上部外缘部分66，以在封装16的罩
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体界面边缘的周围产生大体上气密的密封。
73.现在转而参看图3和4，现在将更详细地描述功率放大器封装16的前侧热提取结构18和其它周围部件。出于说明的目的，fet晶体管结构70(在下文中称为“fet70”)大体上被描绘为形成于图4的分解视图中的rf功率管芯22的前侧48下方。在此例子中，fet 70具有由多根细长的漏极线(从漏极歧管延伸)形成的梳型或叉指形晶体管指(interdigitated transistor finger)布置，所述漏极线与多个栅极接触指(从与漏极歧管横向相对的栅极歧管延伸)穿插或交错。fet 70的此类导电特征由包括在前侧层54(图2)中的初始沉积金属层(通常被称作“m1”层)的图案化限定。fet70的源极区和漏极区进一步通过掺杂包含在管芯主体52(图2)中或构成管芯主体52的半导体材料的所选区来限定；例如，如向下看向形成有fet 70的沟道的半导体区的主表面上，每一源极区可以位于两根漏极线与两个底层漏极区之间或由两根漏极线和两个底层漏极区横向界定，所述两根漏极线和两个底层漏极区又位于两个栅极接触指之间。在另外的实施方案中，各种其它晶体管配置也是可能的。另外，尽管在本例子中示出为单个晶体管级，但rf功率管芯22的另外的实施例可以包括一起形成多级放大器的多个fet(或另一晶体管类型)。当包括例如fet 70的至少一个fet时，可以利用以下任一种管芯技术来实施fet：基于硅的fet(例如，横向扩散金属氧化物半导体fet或ldmos fet)或iii
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v族fet(例如，gan fet、砷化镓(gaas)fet、磷化镓(gap)fet、磷化铟(inp)fet或锑化铟(insb)fet或其它类型的iii
‑
v族晶体管)。最后，可以利用包括但不限于双极晶体管的其它晶体管类型来实施功率放大器封装16的替代实施例。
74.前侧热提取结构18包括晶体管覆盖部分72和一个或多个散热耦合部分74。如术语“覆盖”所指示，晶体管覆盖部分72沿功率放大器封装16的竖直轴线或中心线38(同样，平行于图1
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4中出现的坐标图例40的z轴线延伸)与fet 70的至少一部分(如果不是大体上整个fet 70的话)竖直重叠，且具体地说，与晶体管沟道区(图1中的沟道区56)重叠。晶体管覆盖部分72与fet 70的沟道竖直重叠的程度将在实施例之间变化。在某些实施方案中，晶体管覆盖部分72沿中心线38与fet 70的沟道的至少大部分表面区域(如果不是整个或大体上整个沟道的话)重叠。另外，晶体管覆盖部分72可以沿坐标图例40的y轴线(也被称作功率放大器装置16的“纵向轴线”)纵向跨越fet 70的沟道的长度，且在实施例中可能纵向跨越rf功率管芯22的长度。通常，晶体管覆盖部分72的平面形状和尺寸可以由rf功率管芯22的形状和尺寸以及其它封装约束考虑因素确定，所述封装约束考虑因素包括位于rf功率管芯22的
前侧48上的任何键合垫或其它导电特征的位置。在所示例子中，前侧热提取结构18的晶体管覆盖部分72在沿前侧48的纵向边缘间隔开的数行键合垫60之间延伸且大体上平行于所述数行键合垫60，使得键合垫行60位于晶体管覆盖部分72的侧面，如图3中最清晰地示出的。在键合垫60与晶体管覆盖部分72的相邻边缘之间提供横向间距或间隔以避免阻碍到键合垫60的线键合，同时也防止在晶体管覆盖部分72导电的实施例中的电桥接。同样，在晶体管覆盖部分72由导电材料构成的情况下，可以由一个或多个电介质(例如，钝化)层来提供侧热提取结构18与集成到rf功率管芯22中的晶体管ic的其它导电特征之间的电隔离，所述电介质层形成于管芯22的主体上方且包括在前侧层54中，如先前所描述。最后，尽管在所示实施例中晶体管覆盖部分72具有相对简单的矩形平面形状，但在功率放大器封装16的另外的实施例中，晶体管覆盖部分72的几何形状可以更复杂或波形化。
75.与前侧热提取结构18的晶体管覆盖部分72一样，散热耦合部分74是由沿主要热提取路径具有相对高的导热率，例如超过100w/mk的导热率的材料形成的，所述主要热提取路径从前侧热提取结构18的晶体管覆盖部分72延伸、穿过散热耦合部分74(沿坐标图例40的y轴线从部分72在任一方向上延伸)并且到达散热耦合部分74接触或以其它方式接合到基部凸缘30的位置。在所示例子中，前侧热提取结构18的散热耦合部分74从晶体管覆盖部分72的相对边缘以向下的角度朝向基部凸缘30的管芯支撑表面46延伸。散热耦合部分74的下部末端可以放置成与基部凸缘30的管芯支撑表面46直接热接触，或更一般地说与rf功率管芯22附接到的管芯支撑基板的散热区直接热接触。因此，并且参考图1
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4的例子，在实施例中，散热耦合部分74可以利用导热键合材料键合到基部凸缘30的管芯支撑表面46，所述导热键合材料例如金属填充的环氧树脂、烧结材料、焊料(焊膏或焊料涂饰)或导热管芯附接材料。可替换的是，散热耦合部分74可以利用例如下文所描述的类型的保持夹用物理方式压靠着管芯支撑表面46或与所述管芯支撑表面46保持邻接(物理接触)关系。
76.如上文所指示，在实施例中，散热耦合部分74和晶体管覆盖部分72可以一体地形成为一体式材料主体或单个预制部件。在其它情况下，散热耦合部分74和晶体管覆盖部分72可以单独地形成且可能由具有不同导热率的不同材料构成，如下文结合图10
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14进一步论述的。在图1
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4的例子中，具体地说，散热耦合部分74和晶体管覆盖部分72一体地形成为单个高导热率材料层或条72、74；术语“高导热率材料”是指具有接近或超过100w/mk，并且在至少一些情况下可能接近或超过1000w/mk的导热率的材料。合适的材料和复合材料包括金刚石聚碳酸酯材料、金刚石
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金属复合材料(例如金刚石au、金刚石ag和金刚石cu)、热解石墨和含有碳的同素异形体的材料，例如石墨烯、石墨和cnt填充的材料。在具体实施例中，利用pgs材料的独立柔性条来实现前侧热提取结构18，所述前侧热提取结构18通过保持夹78保持在rf功率管芯22上方，如图1
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4所示且在下文更充分描述的。在其它实施方案中，前侧热提取结构18可以具有更复杂的三维形式，例如由高导热率细丝编织的扁平(例如，线)编带。又另一可能性是，在实施例中，前侧热提取结构18可以采用专用热管的形式；例如，具有适于共形地接触或键合到rf功率管芯22的前侧48和基部凸缘30的管芯支撑表面46的平坦下部表面的热管。值得注意的是，在此后一方面中，热管的外壳(同样，在此例子中充当前侧热提取结构18)可以延伸超出热管密闭腔的边缘到以下程度：允许热管的末端部分以类似于下文结合保持夹78的支脚区段描述的方式接合到基部凸缘30。
77.在实施例中，前侧热提取结构18的厚度(沿坐标图例40的z轴线)可以小于160微米
(μm)，优选地小于100μm，并且更优选地小于50μm。在一个特定但非限制性例子中，前侧热提取结构18由pgs材料的条形成，所述pgs材料具有介于约10μm与约25μm之间的厚度和在x
‑
y平面中超过1500w/mk的导热率(下文中称为“平面导热率”)。此类pgs材料穿过其厚度(沿坐标图例40的z轴线)的导热率可以明显较小，应注意，此类pgs材料通常具有各向异性导热性质；然而，这在所示例子中通常是无关紧要的，这是因为从前侧热提取结构18到基部凸缘30的主要导热路径仅仅或大体上沿热提取结构18的长度和宽度延伸。由于此各向异性热性质，x
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y平面中的导热率可以在某一范围内随着厚度的增加而减小。因此，需要在理想地选择使用此类pgs片(或类似的导热材料)以使沿主要热提取路径的导热率最大化与同时满足例如材料强度的实际问题之间进行权衡。在其它实施例中，前侧热提取结构18可以比前述范围更厚或更薄。更一般地，前侧热提取结构18的平均或整体厚度将通常小于rf功率管芯22的平均或整体厚度，而导热率(沿上文所描述的主要热提取路径)为rf功率管芯22穿过其厚度(即沿坐标图例40的z轴线)的导热率的至少两倍，如果并非10倍的话。
78.继续参考图1
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4的示例实施例，保持夹78可以有益地用于在基部凸缘30上方的期望位置中且紧靠rf功率管芯22抓持前侧热提取结构18。当包括在功率放大器装置16内时，保持夹78可以用物理方式使前侧热提取结构18的晶体管覆盖部分72压靠rf功率管芯22的前侧48，从而使其处于大体上共形的邻接关系。类似地，保持夹78还可以使散热耦合部分74压靠基部凸缘30以促进散热耦合部分74与基部凸缘30的管芯支撑表面46之间的一致、共形接触。以此方式，提供保持夹78有利地帮助确保在这些热传递界面处的相应表面区域上的恒定或一致接触，进而促进沿从rf功率管芯22、穿过热提取结构18并且到达基部凸缘30(一般为管芯支撑基板的散热区)的主要热提取路径的高效热传递。如果需要或期望的话，可以在前侧热提取结构18、rf功率管芯22和基部凸缘30之间的任何或所有这些结构界面处应用一种或多种导热键合材料。可替换的是，可以不在这些界面处提供导热键合材料，以允许晶体管覆盖部分72与rf功率管芯22的前侧48之间的紧密接触，和散热耦合部分74抵靠着基部凸缘30的管芯支撑表面46之间的紧密接触，或这两者。此类一致接触、不含键合材料的热传递界面可以提供若干显著的益处，如以下段落中所描述的。
79.出于若干原因，在形成于散热耦合部分74与基部凸缘30之间的界面或接合处，且更具体地说在形成于晶体管覆盖部分72与rf功率管芯22之间的界面处提供共形的、紧密接触关系可能是有利的。首先，通过不使用键合材料介入层，当热流沿从rf功率管芯22到基部凸缘30的主要传导路径传导时，使其通过的材料到材料界面的数量最小化，以减小沿主要热提取路径的热阻率。另外，即使当这些界面存在具有相对高的导热率的键合材料时，此类键合材料的导热率将仍通常小于前侧热提取结构18的散热耦合部分74自身所具有的导热率。因此，在上文所提及的界面处不使用键合材料可以提高主要热提取路径的较低总体热阻，以进一步促进从rf功率管芯22到基部凸缘30的高效热传递。再者，当利用导热键合材料时，所述导热键合材料可能会随时间且在重复热循环中分解或以其它方式瓦解。不使用导热键合材料可以因此减轻此类问题并且改进功率放大器封装16的总体可靠性。尽管有这些优点，但在另外的实施方案中，可以在任何或所有这些界面处应用导热键合材料(例如，金属填充的环氧树脂、烧结的材料、导热管芯附接材料等)。当前侧热提取结构18键合到基部凸缘30，且可能地键合到rf功率管芯22时，可以从功率放大器封装16省略保持夹78。可替换的是，保持夹78仍可以并入到功率放大器封装16中，以在所选键合材料随时间推移降解或
以其它方式失效时提供冗余。
80.为了提供所需机械保持功能，保持夹78包括细长主体或中间区段80以及两个凸缘或支脚区段82。与前侧热提取结构18的晶体管覆盖部分72一样，细长中间区段80沿其长度跨越rf功率管芯22，如沿平行于坐标图例40的y轴线且垂直于上文所描述的竖直轴线的纵向轴线。另外，保持夹78的细长中间区段80进一步在晶体管覆盖部分72上方并跨越所述晶体管覆盖部分72延伸。因此，晶体管覆盖部分72位于保持夹78的细长中间区段80与rf功率管芯22的前侧48之间，如沿中心线38或所示例子中的坐标图例40的z轴线。支脚区段82从细长中间区段80的相对边缘、成角度地向下朝向基部凸缘30延伸，以提供两个功能。第一，支脚区段82可以形成为用物理方式紧靠基部凸缘30抓持或保持散热耦合部分74，如图所示。第二，支脚区段82各自在一个或多个附接点处接合到基部凸缘30。在此方面，支脚区段82可以进一步沿纵向轴线(对应于坐标图例40的y轴线)延伸超过散热耦合部分74，以允许到基部凸缘30的机械接合。取决于形成保持夹78的材料以及其它因素，可以采用各种不同的接合技术以将支脚区段82接合到基部凸缘30，如下文所描述。
81.保持夹78可以由导热材料、不导热材料或材料的组合构成。当由导热材料构成时，保持夹78可以通过将部分热量传递到基部凸缘36且通过充当小型散热区或散热器而在某种程度上对功率放大器封装16的总体热耗散能力作出贡献；然而，从rf功率管芯22到基部凸缘36的热传递将主要通过前侧热提取结构18发生，使得通常不需要选择保持夹78的材料以具有相对高的导热率。考虑到这一点，在实施例中，如果此类材料与功率放大器封装16的工作温度兼容，则保持夹78可以由聚合物(例如，模制热塑性塑料)或具有相对低的导热率的另一种材料形成。在其它实施例中，保持夹78可以由金属材料构成，所述金属材料例如cu或cu钼(mo)合金(即，按重量计含有cu和mo作为其主要成分的合金)。在保持夹78由具有固有回弹性的材料构成的实施例中，当保持夹78安装在其管芯22上方的期望位置中时，保持夹78可以成形为施加使晶体管覆盖部分72压靠rf功率管芯22的压缩或夹紧力。例如，如由图5中加括号的区86所指示，保持夹78的细长中间区段80可以具有弓形或稍微弯曲的形状，使得细长中间区段80在安装之前朝向rf功率管芯22向下拱起。当安装在适当位置时，细长中间区段80抵靠前侧热提取结构18的rf功率管芯22和晶体管覆盖部分72展平，但持续施加使晶体管覆盖部分72压靠rf功率管芯22的偏置力。在安装保持夹78后，还可以通过确定支脚区段82的倾斜部分的尺寸来施加某种程度的此类回弹偏置力，以同样地使其展平(即移动到与x
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y平面更对准的朝向上)。在其它实施例中，不同的弹簧特征可以与保持夹78一体地形成，或可以不存在此类弹簧特征。
82.在保持夹78由例如cu或cumo合金的金属材料形成的实施例中，通过对金属片进行整体加工，保持夹78可以易于与多个类似或相同的保持夹一起生产。为了进一步说明这一点，图6描绘了此类金属片106的有限部分，包含呈预单切形式的八个保持夹78。如在此附图中可见，已经执行了打孔、穿孔或另一材料去除工序，以限定穿过保持夹78的相应支脚区段82的开口90。另外，已经进行了冲压或另一金属成形工艺，以使保持夹78具有其所需的三维几何形状。在单切时，这允许每一保持夹78抵靠rf功率管芯(例如，rf功率管芯22)和rf功率管芯附接到的管芯支撑基板(例如，基部凸缘30)齐平地放置或对准。在图6所示的制造阶段之后，可以(例如，通过锯切、激光切割、水喷射或使用另一工艺)进行单切以将保持夹78和其它未示出的保持夹分成单个单元。可替换的是，并且如图7所指示，在实施例中，前侧热提
取结构18可以在金属片单切之前应用保持夹78的相应下侧。例如，在此后一方面中，前侧热提取结构可以(例如，通过喷墨印刷、刀片刮抹、针分配、喷涂等)沉积到保持夹78的下侧上或者改为以片形式键合到保持夹78(例如，前侧热提取结构18可以作为具有粘合底布的片而被获取，所述片可以压靠保持夹78以在其上应用热提取结构18)。在另外的实施方案中，用于形成前侧热提取结构18和保持夹78(如果存在的话)的各种其它制造技术也是可能的。
83.可以采用许多不同的方法来使保持夹78紧固、键合或以其它方式接合到基部凸缘30。例如，在实施例中，导热或不导热键合材料可以用于将保持夹78键合到基部凸缘30，在某些实施例中，可以利用三维打印机来沉积所述材料。还可以将含有金属颗粒的烧结前体材料沉积在保持夹78和基部凸缘30的接合处，然后对所述材料进行热处理，以产生将保持夹78附连到基部凸缘30的烧结键合层。在其它情况下，可以采用不同的永久性接合技术，例如超声波焊接。另一可能性是，可以对保持夹78的末端应用焊料(例如，作为涂饰或作为最先沉积到基部凸缘30或支脚区段82的下侧上的膏)且进行回焊以产生机械接合。在所示例子中，具体地说，铆接工序是用于将保持夹78接合到基部凸缘30的。为了促进此类铆接工序，产生基部凸缘30以包括从管芯支撑表面46向上延伸的一个或多个保持柱88。当保持夹78定位在基部凸缘30上、在前侧热提取结构18和rf功率管芯22上方时，保持柱88接收在设置在保持夹78的支脚区段82中的开口90中(标识在图4中)。每一保持柱88然后物理变形以紧靠基部凸缘30用物理方式锁定或抓持保持夹78。在图8的两步骤序列中示出了一个此类铆接工序的例子。如在图8的左侧上所指示，使铆接工具92与给定保持柱88的头部分接触。施加足够的压力以周向扩展或向外展开或扩展保持柱88的头部分，如图8的右侧上所另外示出。在铆接工艺期间可以或可以不施加热量，所述铆接工艺可以在迭代基础上重复以周向扩展另一保持柱88的头部分。通过以此方式周向扩展每一保持柱88的头部分，可以用物理方式防止每一保持柱88穿过其对应开口支脚区段82，并且可以紧靠基部凸缘30抓持保持夹78。此类工艺有利地在不使用粘合剂或其它键合材料的情况下以安全方式将保持夹78固定到基部凸缘30，且同时防止(或最小化)额外的加热或固化步骤。
84.因此已经提供了包括前侧热提取结构18的功率放大器装置(功率放大器封装16)的示例实施例，所述前侧热提取结构18用作高效热管道，用于从非常接近于rf功率管芯内的产热晶体管的位置(例如，一体地形成于rf功率管芯22中的fet 70的沟道区)提取余热，并且将此热量传递到rf功率管芯附接到的管芯支撑基板的散热区(例如，基部凸缘30的主体)。在这样做时，前侧热提取结构18在装置工作期间使晶体管沟道内和附近的局部温度明显降低。前侧热提取结构18在功率放大器封装16的工作期间可以降低局部沟道温度的程度将视各种因素而发生变化，所述因素例如fet70的功率密度、前侧热提取结构18的导热率和通过rf功率管芯22的主体的导热率。然而，物理测试和模拟结果已经表明，可以实现沿使从rf功率管芯延伸到导热基板或基板区的主要热提取路径中的热阻的充分减小(例如，减小量接近或超过29％)。提供上文所描述的前侧热提取结构18也可以进一步形成有晶体管沟道的半导体材料主体内的峰值温度和平均温度分布，如通过下文结合图9和10论述的热图模拟进一步表明的。
85.继续参考图9和10，呈现了表明前侧热提取结构18在功率放大器装置的工作期间在降低局部沟道温度方面的有效性的模拟三维(3d)热图，所述功率放大器装置例如上文结合图1
‑
5描述的功率放大器封装16。首先参考图9，示出了形成有晶体管沟道区96的半导体
材料(此处模拟为gan)块或主体94的3d热图。gan主体94包含在缺少前侧热提取结构的功率放大器装置内。如图例98所指示，在晶体管工作期间，或更一般地说在包含有晶体管(和主rf功率管芯)的封装的工作期间，晶体管沟道区96的中心部分内产生超过156摄氏度(℃)的局部峰值温度。相比而言，图10呈现了用于包含晶体管沟道区102且具有未示出的前侧热提取结构的相同gan块或主体100的3d热图。此处，未示出的前侧热提取结构被建模为与图1
‑
5所示的结构类似或相同，同时由上文所描述类型的pgs材料构成。如图10中的图例104所指示，在晶体管工作期间，晶体管沟道区102内的峰值温度在晶体管沟道区内明显降低(此处降低约12℃或约7.5％)。同时，与图9所示的gan主体94相比，整个gan主体上的整体温度平均值或温度分布同样减小，并且缺少提供增强的热提取性能的前侧热提取结构。rf功率管芯的晶体管区内和附近的峰值温度和平均温度分布的此类明显降低可以改善管芯性能，同时提高包含有功率rf管芯的功率放大器装置的总体可靠性。
86.包括前侧热提取结构且缺少保持夹的功率放大器装置的例子
87.在上文所描述的实施例中，前侧热提取结构的晶体管覆盖部分和散热耦合部分一体地形成为单个件，例如pgs或另一种高导热率材料的条。在另外的实施例中，可以在不同的制造阶段分别制造前侧热提取结构的晶体管覆盖部分和散热耦合部分。此方法可以允许在晶片级加工期间至少部分地产生前侧热提取结构，以提高工序效率并降低制造成本。另外，在此类实施例中，可以省略保持夹，尤其是当晶体管覆盖部分和散热耦合部分两者直接键合到给定rf功率管芯的表面时；例如，通过直接沉积到或粘附到rf功率管芯的表面上。现在将结合图11和12描述具有前侧热提取结构的功率晶体管装置的额外例子，所述前侧热提取结构包括分别形成的晶体管覆盖和散热耦合部分，同时下文结合图13和14进一步描述了用于在晶片级加工期间制造前侧热提取结构的示例方法。
88.图11是根据本公开的另一示例实施例部分地示出和描绘的功率放大器封装108的简化等角视图。功率放大器封装108的所示部分包括：具有晶体管ic的rf功率管芯110、附接有rf功率管芯110的导热基板或基部凸缘112，以及形成于rf功率管芯110的前侧上方且跨越所述前侧形成的前侧热提取结构114。功率放大器封装108的未示出部分可以与上文结合图1
‑
4所描述的功率放大器封装16的对应部件类似，如果不大体上相同的话。因此，当完全组装时，功率放大器封装108可以包括模制封装主体、由封装主体限定的气腔，以及通过例如线键合或利用另一互连方法与rf功率管芯110的端或键合垫118电互连的封装引线。在其它情况下，图11和12所示的核心结构可以集成到不同类型的功率放大器封装中，例如缺少气腔的模制或包封功率放大器封装。
89.rf功率管芯110包括前侧116、相对后侧(在图11和12中从视觉上隐藏)，以及沿前侧116的纵向边缘区间隔开的两行键合垫118。功率rf晶体管ic集成到rf功率管芯110中，并且包括形成于半导体材料主体或层中的至少一个晶体管沟道，所述半导体材料形成管芯110的部分或整个主体。出于说明的目的，并且以类似于图4的fet 70的方式，呈具有叉指形或梳型晶体管指布局的fet 124形式的一个此类晶体管大体上示出为形成于图12中的rf功率管芯110的表面上和下方。为了显示fet 124的一般结构，从视线上隐藏形成于rf功率管芯110的主体上方的前侧层，与前侧热提取结构114的晶体管覆盖部分126一样(描述如下)。同样，仅通过一般化说明提供所描绘的特征，应注意，漏极线、漏极歧管、栅极接触指、栅极歧管和类似特征将位于rf功率管芯110的最外前侧层下方，且因此在功率放大器封装108的
实际实施方案中变得不可见。另外，且如上文也提及的，可以在rf功率管芯110上形成多个晶体管，可以实施各种不同的晶体管布置，并且可以在功率放大器封装108的另外的实施方案中利用其它晶体管技术(例如，双极晶体管)。
90.前侧热提取结构114包括中心晶体管覆盖部分126，两个散热耦合部分128从所述中心晶体管覆盖部分126在相反方向上延伸。前侧热提取结构114的晶体管覆盖部分126可以与上文结合图1
‑
5描述的前侧热耗散结构18的晶体管覆盖部分72类似，如果不大体上相同的话。例如，晶体管覆盖部分126可以跨越rf功率管芯110的长度，如沿垂直于竖直轴线的纵向轴线或正交于rf功率管芯110的前侧116的中心线。另外，前侧热提取结构114的晶体管覆盖部分126可以与形成于rf功率管芯110的主体中的至少大部分晶体管沟道竖直重叠，如果不是与大体上整个晶体管沟道重叠的话。在某些实施例中，晶体管覆盖部分126可以由直接沉积到rf功率管芯110的前侧116上的导热材料构成。在其它实施例中，晶体管覆盖部分126可以是经由导热键合层接合到rf功率管芯110的前侧116的预制部件，例如pgs材料或另一种高导热率材料的条。合适的材料包括上文所列的那些材料，例如含有石墨烯、石墨、cnt或另一碳同素异形体的材料。通常，晶体管覆盖部分126可以由具有超过100w/mk的导热率的材料构成，且可能沿主要热提取路径具有接近或超过1000w/mk的导热率，所述主要热提取路径从rf功率管芯110延伸、穿过前侧热提取结构18并且到达基部凸缘112。
91.在图11和12的例子中，且与前侧热提取结构18的散热耦合部分74(图1
‑
5)相比，前侧热提取结构114的散热耦合部分128由直接沉积到rf功率管芯110的所选侧壁132上的导热材料构成。在这点上，每一散热耦合部分128可以由一个或多个竖直延伸的导热柱130形成，所述导热柱130在晶片级加工期间沉积到rf功率管芯110的侧壁132上。具体地，在实施例中，管芯侧壁132可以具有凹口状或锯齿状几何形状，并且可以形成导热柱130以填充或部分填充rf功率管芯110的城墙状或锯齿状侧壁132的凹部。在所示例子中，具体地，锯齿状侧壁132在rf功率管芯110的非锯齿状侧壁134之间延伸，所述非锯齿状侧壁134平行于位于管芯110的前侧上的键合垫行118延伸。如形成于侧壁锯齿中的导热柱130可以由各种导热材料构成，包括例如在rf功率管芯110的晶片级加工期间沉积到锯齿中的金属材料(例如，按重量计主要由au、al、ag或cu中的至少一个构成的材料)，如下文结合图13和14所描述。另外，在各种实施方案中，导热柱130可以由导热率高于rf功率管芯110穿过其厚度的导热率但小于晶体管覆盖部分126沿主要热提取路径的导热率的材料构成。
92.在下部末端处，导热柱130放置成与基部凸缘112的管芯支撑表面120直接热接触。在某些实施例中，导热柱130可以放置成与管芯支撑表面120直接接触。可替换的是，且如在图11和12中所指示，导热柱130可以利用导热键合层122热耦合到基部凸缘112的管芯支撑表面120。另外，导热键合层122可以附接后侧或rf功率管芯110的后侧通过键合层122附接到基部凸缘112的管芯支撑表面120。因此，导热键合层122可以由能够可靠地将rf功率管芯固定到基部凸缘112的任何材料形成，同时具有相对高的导热率；例如，超出30w/mk且可能超出100w/mk的导热率。在一个实施例中，键合层122产生为按重量计主要由cu、ag、au或其混合物构成的烧结键合层。此类烧结键合层可以含有或可以不含有有机材料，例如出于强化目的而添加的环氧树脂。在其它实施例中，可以利用不同的导热键合材料(例如，金属填充的环氧树脂)来形成键合层122。通过将rf功率管芯110安装到管芯支撑表面120，同时将导热柱130热耦合到基部凸缘112，来完成传导性极高的主要热提取路径，所述主要热提取
路径从晶体管覆盖部分126从fet124的沟道竖直接触管芯前侧116的点处延伸、穿过导热柱130、穿过导热键合层122并且到达基部凸缘112。通过提供此类低电阻主要热提取路径，增强从rf功率管芯110到基部凸缘112的余热的流动，以在rf功率管芯110的工作期间、且更一般地说在功率放大器封装108的工作期间降低晶体管沟道温度。
93.如上文所提及，在晶片级加工期间，前侧热提取结构114可以至少部分地形成于rf功率管芯110上方。这可以通过参考图13和14来了解，所述图13和14示出了可以制造前侧热提取结构114的一种方式，同时rf功率管芯110`保持与呈装置晶片136形式的其它rf功率管芯110
′
互连。在给图13和14标记时，从图11和12继承了相同的附图标记，其中给附图标记110加上`符号以指示rf功率管芯110`是在单切之前示出的。仅示出了装置晶片136的有限部分，包括六个rf功率管芯110`，应注意，晶片136将通常具有较大的圆形形状且包括相对大量的互连管芯。为了清楚起见，通常在图13和14中示出互连rf功率管芯110`的分离边界，如rf功率管芯110`随后在注单切期间沿其分离或断开的锯道138、140(图13和14中的交叉影线)。在图13所示的制造阶段，已经例如通过激光钻孔或等离子蚀刻穿过rf功率管芯晶片136的目标区形成通孔或竖直开口142。具体地，形成竖直开口142以穿过rf功率管芯110`的所选外围侧壁，同时在晶片单切后使管芯侧壁具有槽形或锯齿状几何形状。在此方面，竖直开口142可以形成为跨越晶片136的锯道延伸，并且以使所选管芯侧壁具有槽形或锯齿状几何形状的方式延伸到所述侧壁中，如图所示。
94.在穿过装置晶片136的所选区形成竖直开口142之后，金属材料144随后沉积到开口142中，且因此沉积到rf功率管芯110`的锯齿状侧壁的凹部上。沉积的金属材料144填充或部分填充开口142并且在晶片单切后限定用于每一rf功率管芯110的前侧热提取结构114的散热耦合部分；例如，沉积的金属材料的单切部分可以形成上文结合图11和12所描述的导热柱130。在实施例中，按重量计主要由cu、ag、al或au构成的材料可以被镀入rf功率管芯110`的锯齿状侧壁的凹部中，可能结合希望形成于rf功率管芯110`中的任何通孔(如果存在的话)的电镀。另外，在某些实施方案中，可以在此步骤期间(或可能地)在此步骤之前产生其它图案化金属结构。例如，如仅图14的左上角出现的rf功率管芯110`所示，可以结合金属材料144的沉积形成扩大的垫区146。扩大的垫区146促进由材料144形成的加热耦合区与后续应用的晶体管覆盖部分之间的热耦合。因此，在金属材料144沉积之后的某个时刻，无论是在晶片单切之前还是之后，在每个rf功率管芯的前侧上方应用前侧热提取结构的晶体管覆盖部分。在晶片单切之后，每一单元rf功率管芯110和其相关联的前侧热提取结构114可以并入到功率放大器封装或模块中，以完成功率放大器装置的制造。在另外的实施例中，可以利用类似工艺以在晶片级加工期间产生包含前侧热提取结构的多个功率放大器装置，其中导热材料以不同方式应用到开口142中；例如，通过模板应用或通过以可流动(湿润)状态对前体材料进行细针分配(fine needle dispense)，随后进行固化以将材料转换成充当导热柱130的导热主体。在又其它实施例中，可以其它方式制造本文中所描述的功率放大器装置，无论是个别地制造还是并联地制造。
95.包含前侧热提取结构的示例功率放大模块
96.如先前所强调的，可以将功率放大装置的实施例制造为功率放大封装，例如上文结合图1
‑
5所论述的示例功率放大封装16，或功率放大模块(pam)。在此方面，图15提供呈包含前侧热提取结构150和保持夹152的pam 148(部分地示出)形式的示例功率放大器装置的
简化截面图，如根据本公开的另一示例实施例所示。与功率放大器封装16(图1
‑
5)一样，pam 148包括具有前侧156和相对后侧158的至少一个rf功率管芯154。rf功率管芯154通过管芯键合层162附接到基板160。图15仅示出了基板160的有限区，应注意，例如其它管芯和smd的各种其它微电子部件可以跨越基板160的未示出区分布，并且通过形成于基板160的管芯支撑表面164上的迹线(未示出)(或其它互连特征)互连。rf功率管芯154在反向朝向上安装到基板160，使得rf功率管芯154的后侧158面向基板160的管芯支撑表面164，而rf功率管芯154的前侧156面向远离基板160的向上方向。尽管在图15的截面中不可见，但键合垫可以形成于rf功率管芯154的前侧156上以利用合适的互连特征电连接到迹线或基板160的其它导电特征，所述互连特征例如键合线(为清楚起见未示出)。在后侧158充当rf功率管芯154的导电(例如，接地)端的实施例中，管芯键合层162可以由导电材料构成，所述导电材料例如金属填充的环氧树脂、焊接材料、烧结材料，或本文中所提及的任一种其它导电键合材料。
97.前侧热提取结构150和保持夹152可以分别与上文结合图1
‑
8所描述的前侧热提取结构18和保持夹78类似，如果不是大体上相同的话。因此，前侧热提取结构150包括覆盖rf功率管芯154的前侧156的至少一部分区域(如果不是大部分前侧156的话)的晶体管覆盖部分164。另外，晶体管覆盖部分164至少部分地覆盖在形成于rf功率管芯154中的晶体管上方、与所述晶体管竖直重叠，如延伸穿过rf功率管芯154和晶体管覆盖部分164的竖直轴线(对应于坐标图例166的z轴线)。前侧热提取结构150的晶体管覆盖部分164放置成与rf功率管芯154的前侧156直接热接触。晶体管覆盖部分164可以紧密接触如图15中所示的管芯前侧156；或在替代实施例中，可以利用一层或多层导热键合材料键合到所述管芯前侧156上。在至少一些实施例中，晶体管覆盖部分164可以沿竖直轴线与集成到rf功率管芯154中的晶体管的沟道的至少大部分表面区域重叠，如果不是与大体上整个沟道重叠的话。前侧热提取结构150另外包括第一散热耦合部分168和第二散热耦合部分170，所述第一散热耦合部分168和第二散热耦合部分170在相反方向上从晶体管覆盖部分164的相对边缘延伸，以相对于管芯前侧156朝向基板160向下延伸且最终接触基板160的散热区172、174，如下文更充分地描述。rf功率管芯154可以沿坐标图例的x轴线延伸超出前侧热提取结构150和保持夹152以暴露前侧156的边缘区以及未示出的键合垫行，所述键合垫行以类似于上文结合图1
‑
4所描述的方式定位以用于互连目的。
98.如上文所陈述，前侧热提取结构150的晶体管覆盖部分164放置成与rf功率管芯154的前侧156直接热接触。因此，在各种实施方案中，前侧热提取结构150的散热耦合部分168、170也可以放置成与基板160的散热区172、174直接热接触，无论是通过紧密接触(如图所示)还是利用导热键合材料。保持夹152的相对末端附连到基板160，且保持夹152在前侧热提取结构150上方延伸以紧靠rf功率管芯154用物理方式抓持前侧热提取结构150。相比于上文结合图1
‑
8所描述的保持夹78，在图15的例子中，利用键合材料178将保持夹152的外部末端或支脚区段176接合到基板160。键合材料178可以由适合于在保持夹152与基板160之间形成稳固键合的任何材料构成。键合材料178可以是或可以不是导热的，同样应注意，保持夹172可以在某种程度上促进pam 148的热耗散能力，但在此方面其效果不如前侧热提取结构150。最后，如先前所指示，保持夹152可以(例如，通过在由金属、聚合物或具有固有回弹性的另一种材料构成时在夹152的中间区段180中形成预弯曲)制造成施加使前侧热提取结构150的晶体管覆盖部分164压靠rf功率管芯154的前侧156的回弹偏置力。
99.同样，前侧热提取结构150的晶体管覆盖部分164和散热耦合部分168、170可以单独地制造，或者替代地在pam 148的制造期间形成为整体式或一体式材料主体。例如，在各种实施例中，晶体管覆盖部分164和散热耦合部分168、170可以一体地形成为沿主要热提取路径的导热率超过100瓦/米开尔文的一体式材料主体，所述主要热提取路径从rf功率管芯154的前侧156延伸到基板160的任一散热区172、174。在此方面，前侧热提取结构150的实施例可以利用高导热率材料的单个条或细长主体(例如，弹性pgs条)来形成，所述前侧热提取结构150沿pam148的纵向轴线(对应于坐标图例166的y轴线)跨越rf功率管芯154的长度。在其它实施例中，晶体管覆盖部分164或可能整个前侧热提取结构150可以由高导热率材料构成，所述高导热率材料例如金刚石聚碳酸酯材料、金刚石
‑
金属复合材料(例如，金刚石au、金刚石ag和金刚石cu)、热解石墨或含有碳的同素异形体的材料，例如先前描述功率放大封装16时列出的那些材料。另外，可以形成前侧热提取结构150，使得主要热提取路径的导热率比rf功率管芯154穿过管芯154的厚度；即沿穿过管芯154、平行于坐标图例166的z轴线的竖直轴线的导热率大至少十倍。
100.继续参考图15的示例实施例，基板160至少部分地由一种或多种电介质材料构成，所述电介质材料例如陶瓷、树脂(例如，玻璃纤维环氧树脂)、聚合物或类似材料；并且可以按体积计主要由一种或多种电介质材料182构成。此类电介质材料可以具有相对低的导热率。相比而言，基板160的散热区172、174主要或全部由导热材料构成，无论成分是金属还是非金属、是适合于充当导热散热片还是热管道，并且可能还提供信号或功率传导；例如，在所示实施例中，散热区174可以是电活性的且有助于形成通过键合层162电耦合到rf功率管芯154的后侧158的接地返回路径。在各种实施例中，基板160可以是pcb或类似层压结构、由单层或多层形成的有芯或无芯基板、陶瓷基板或适合用于pam制造的另一基板。在实施例中，散热区172、174可以是金属硬币(块或金属小块)；或替代地通孔结构(例如，条形通孔或通孔群)，所述通孔结构按体积计主要由一种或多种金属成分(例如，cu)构成以结合这些区的体积(在实施例中，所述体积可以等于或超出rf功率管芯154的体积)使散热区172、174具有相对高的导热率。在其它情况下，例如当任一个或两个散热区172、174为电惰性时，散热区172、174可以由电绝缘且导热的材料构成，所述材料例如氮化铝。借助于此类结构布置，产生高热性能pam(例如，pam 148)，所述高热性能pam能够通过将大量热量传递到管芯支撑基板的一个或多个散热区而高效地耗散在形成于rf功率管芯154中的晶体管沟道处和附近产生的余热；例如，在所示例子中，将所述热量传递到基板160的散热区172、174。散热区172、174又可以热耦合到组件级散热片(未示出)，例如金属底座、翅片结构或包括在最终安装有pam 148的电子组件或系统内的类似导热主体。此类高热性能pam可以很好地适用于大规模多输入多输出(mimo)天线应用以及追求从功率放大器装置进行高效热耗散的其它高热rf应用。
101.结论
102.因此已经提供了包含rf功率管芯和前侧热提取结构的功率放大器装置，所述功率放大器装置提供从邻近晶体管沟道的位置到管芯支撑基板的散热区的增强热流。借助于此类前侧热提取结构的集成，上文所描述的功率放大器装置能够在晶体管沟道区内以明显较低的峰值温度和整体平均温度工作，以使rf功率管芯的性能、可靠性和使用寿命得以改善。前侧热提取结构的实施例可以有利地与高功率密度晶体管结合使用，所述高功率密度晶体
管例如利用分层gan管芯技术实现的晶体管，以及在较高rf频带下；例如在接近或超过3ghz的频率下工作的功率放大器晶体管。如所陈述，前侧热提取结构不限于与任何特定管芯技术、功率放大器装置类型或晶体管类型结合使用。更准确地说，前侧热提取结构可以集成到各种功率放大器封装、模块以及包含不同管芯和晶体管类型的其它装置中，所述管芯和晶体管类型包括形成于体si上的fet和双极晶体管、gan管芯结构和其它分层管芯结构。另外，尽管上文主要在包含金属基部凸缘的功率放大器封装的情形下进行了描述，但功率放大器装置的实施例还可以采用制造于各种基板类型(例如，pcb和陶瓷基板)上的模块的形式，具有适合于吸收通过前侧热提取结构以传导方式输送到散热区的热量的导热散热区。前文还提供了用于制造包含前侧热提取结构的功率放大器装置的方法的实施例，以及用于制造包括在此类结构中或与此类结构相关联的部件的方法的实施例。
103.所述功率放大器装置的实施例包括基板、安装到所述基板的管芯支撑表面的rf功率管芯，以及进一步附接到所述管芯支撑表面的前侧热提取结构。所述基板包括至少一个散热区；即所述基板可以部分地由充当散热区的导热部分或区段形成或包括所述导热部分或区段(例如，在pcb具有充当散热区的嵌入式硬币或通孔群的情况下)，或大体上整个所述基板可以充当散热区(例如，在金属基部凸缘的情况下)。所述rf功率管芯包括键合到所述基板的所述管芯支撑表面的后侧、沿正交于所述管芯支撑表面的竖直轴线与所述后侧相对的前侧，以及形成于所述rf功率管芯中、在所述rf功率管芯的所述后侧与所述前侧之间的晶体管。所述前侧热提取结构包括与所述rf功率管芯的前侧直接热接触的晶体管覆盖部分、热耦合到所述散热区的第一散热耦合部分，以及从所述晶体管覆盖部分延伸到所述第一散热耦合部分的主要热提取路径。在实施例中，所述主要热提取路径促进从所述rf功率管芯到所述散热区的热传导，这可能会在所述功率放大器装置的工作期间降低所述晶体管的沟道内的局部温度。
104.在另外的实施例中，一种用于制造功率放大器装置的方法包括以下步骤或工序：(i)将rf功率管芯的后侧键合到包括散热区的基板；以及(ii)在所述将rf功率管芯的后侧键合到基板之后或同时，将前侧热提取结构附接到所述基板。所述前侧热提取结构附接到所述基板使得：所述前侧热提取结构的晶体管覆盖部分放置成与所述rf功率管芯的前侧直接热接触；所述前侧热提取结构的散热耦合部分热耦合到所述基板的所述散热区，以完成从rf功率管芯延伸、穿过所述前侧热提取结构并且到达所述散热区的主要热提取路径。在实施例中，所述主要热提取路径促进从所述rf功率管芯到所述散热区的传导热流，以在所述功率放大器装置的工作期间降低晶体管沟道内的局部温度。另外，在某些情况下，进一步附接的步骤涉及将导热材料条固定在所述rf功率管芯上方并固定到所述基板。固定又可以涉及：将所述导热材料条放置在所述rf功率管芯和所述基板上方的期望位置中；以及在所述放置步骤之后或与所述放置步骤同时，将保持夹接合到所述基板以紧靠所述rf功率管芯和所述散热区抓持所述导热材料条。在又其它情况下，所述方法可以另外包括以下步骤或工序：使第一导热材料沉积到所述rf功率管芯的(例如，锯齿状)侧壁上，以形成所述前侧热提取结构的所述散热耦合部分；以及在沉积之后，在所述rf功率管芯的所述前侧上方涂覆第二导热材料，以限定所述前侧热提取结构的所述晶体管覆盖部分。
105.尽管在前述具体实施方式中已经呈现了至少一个示例实施例，但应了解，存在大量变化。还应了解，示例实施例仅仅是例子，并且并不意图以任何方式限制本发明的范围、
适用性或配置。更准确地说，前述具体实施方式将向本领域的技术人员提供用于实施本发明的示例实施例的便利指南，应理解，可以在不脱离如所附权利要求书中阐述的本发明的范围的情况下对示例实施例中描述的元件的功能和布置作出各种改变。上文已经根据在前述具体实施方式的过程中介绍某些元件的次序使用了数字标识符，例如“第一”、“第二”、“第三”等。此类数字标识符还可以用于后续权利要求书中以指示权利要求书中的介绍次序。因此，此类数字标识符可以在具体实施方式与后续权利要求书之中变化以反映元件介绍次序的差异。