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用于调谐电子的方法和组件

申请号 CN202210723449.5 申请日 2022-06-23 公开(公告)号 CN115621240A 公开(公告)日 2023-01-17
申请人 恩智浦美国有限公司; 发明人 约书亚·班尼特·英格利希; 王绿;
摘要 公开了用于调谐 电子 模 块 的评估板(EVB)组件或堆栈,以及用于调谐此类模块的方法。在 实施例 中,模块测试组件包括EVB和EVB 底板 。所述EVB依次包括从第一EVB侧延伸到相对的第二EVB侧的EVB通孔;以及在所述第一EVB侧上且围绕所述EVB通孔的外围延伸的模块安装区域。所述模块安装区域的形状和大小设定成适合安装根据独立热路径电子模块设计制造的以部分完成的预封装状态提供的样品电子模块。底板通孔与所述EVB通孔组合以形成调谐通道,当所述样品电子模块安装在所述模块安装区域上时,所述调谐通道提供穿过所述EVB底板从所述第二EVB侧对所述样品电子模块的 电路 部件的物理接入。
权利要求

1.一种模测试组件,其特征在于,包括:
评估板EVB,所述EVB包括:
第一EVB侧;
第二EVB侧,所述第二EVB侧与所述第一EVB侧相对;
EVB通孔,所述EVB通孔从所述第一EVB侧延伸到所述第二EVB侧;以及
模块安装区域,所述模块安装区域在所述第一EVB侧上且围绕所述EVB通孔的外围延伸,所述模块安装区域的形状和大小设定成适合安装样品电子模块;
样品电子模块,所述样品电子模块安装到所述EVB;以及
EVB底板,所述EVB底板支撑所述EVB且具有底板通孔,所述底板通孔与所述EVB通孔组合以形成调谐通道,所述调谐通道提供穿过所述EVB底板从所述第二EVB侧对所述样品电子模块的电路部件的物理接入。
2.根据权利要求1所述的模块测试组件,其特征在于,所述EVB另外包括第一多个EVB接触垫,所述第一多个EVB接触垫分布在所述模块安装区域周围,且定位成当所述样品电子模块安装在所述模块安装区域上时接触所述样品电子模块的电子模块接触垫。
3.根据权利要求2所述的模块测试组件,其特征在于,所述第一多个EVB接触垫布置成位于所述EVB通孔侧面的一排或多排。
4.根据权利要求2所述的模块测试组件,其特征在于,所述样品电子模块包括电子模块接触垫,所述第一多个EVB接触垫与所述电子模块接触垫以电子方式互连。
5.根据权利要求4所述的模块测试组件,其特征在于,所述EVB另外包括:
第二多个EVB接触垫,所述第二多个EVB接触垫位于所述第二EVB侧上;以及导通孔,所述导通孔在所述EVB内延伸以将所述第一多个EVB接触垫与所述第二多个EVB接触垫电耦合。
6.根据权利要求1所述的模块测试组件,其特征在于,另外包括:
所述样品电子模块,其中所述样品电子模块的所述电路部件包括射频RF功率管芯;并且
其中所述EVB通孔的尺寸和位置设定成当所述样品电子模块接合到所述EVB时提供对所述RF功率管芯的接入。
7.根据权利要求1所述的模块测试组件,其特征在于,所述第一EVB侧包括所述EVB的填充正面,而所述第二EVB侧包括所述EVB的非填充底面,所述非填充底面与所述EVB的所述填充正面相对且与所述EVB底板相邻。
8.根据权利要求7所述的模块测试组件,其特征在于,所述模块安装区域占用所述底板通孔,使得从所述第二EVB侧观察时,所述底板通孔部分地被所述EVB覆盖
9.根据权利要求1所述的模块测试组件,其特征在于,所述第一EVB侧包括所述EVB的底面;并且
其中所述底板通孔的尺寸设定成当所述样品电子模块接合到设置于所述EVB的所述底面上的所述模块安装区域时在所述底板通孔中接收所述样品电子模块。
10.一种结合调谐电子模块来执行的方法,其特征在于,所述方法包括:
获得评估板EVB,所述EVB具有第一EVB侧、与所述第一EVB侧相对的第二EVB侧、从所述第一EVB侧延伸到所述第二EVB侧的EVB通孔、在所述第一EVB侧上且在所述EVB通孔的外围周围延伸的模块安装区域,以及围绕所述模块安装区域的外围分布的EVB接触垫;
另外获得样品电子模块,所述样品电子模块包含模块基板、填充所述模块基板的第一侧的电路部件,以及在所述模块基板的所述第一侧上且电耦合到所述电路部件的电子模块接触垫;以及
在覆盖所述EVB通孔的位置将所述样品电子模块附接到所述第一EVB侧,使得所述电子模块接触垫电耦合到所述EVB接触垫,所述EVB通孔提供从所述第二EVB侧对所述电路部件的物理接入。

说明书全文

用于调谐电子的方法和组件

技术领域

[0001] 本公开的实施例大体上涉及微电子,且更具体地,涉及用于调谐功率放大模块和其它电子模块的方法和模块测试组件。
[0002] 缩写
[0003] 本文中出现频率相对较低的缩写在初次使用时进行定义,而本文中出现频率较高的缩写定义如下:
[0004] IC—集成电路
[0005] I/O—输入/输出;
[0006] PAM—功率放大器模块;
[0007] PCB—印刷电路板
[0008] RF—射频;
[0009] SMD—表面安装装置;以及
[0010] STP—独立热路径。

背景技术

[0011] 根据常见的设计,电子模块包含模块基板,例如多层PCB,各种半导体管芯和其它部件附接到所述模块基板。作为具体例子,PAM是包括一个或多个RF功率管芯附接到其上的模块基板的一种类型的电子模块;也就是说,用于RF信号或功率放大目的的承载晶体管IC的半导体管芯。其它互连的电路部件也通常以额外管芯和无源SMD的形式安装在模块基板的填充侧。在许多情况下,模块基板和电路部件封装在例如圆顶封装环树脂密封剂中,而PAM的端(接触垫)在被赋予某些表面安装(例如,扁平无引线或网格阵列)形状因子时沿着电子模块的基本上平坦安装表面暴露。为了增强热性能,可在PAM内包含的一个或多个功率管芯与外金属化或含金属表面之间提供至少一个低热阻路径,所述外金属化或含金属表面与电子模块的外主表面基本上共面并用作热(吸热)界面。例如,在一种常见架构中,RF功率管芯安装到金属硬币,金属硬币嵌入模块基板中并延伸到电子模块的外金属层或多层系统。当PAM安装在主板或大型电子系统中包含的其它基板上时,热界面与系统级散热器热连通或连接,以增强PAM运行期间电路部件(尤其是RF功率管芯)产生的多余热量的耗散。发明内容
[0012] 根据本发明的第一方面,提供一种模块测试组件,包括:
[0013] 评估板(EVB),所述EVB包括:
[0014] 第一EVB侧;
[0015] 第二EVB侧,所述第二EVB侧与所述第一EVB侧相对;
[0016] EVB通孔,所述EVB通孔从所述第一EVB侧延伸到所述第二EVB侧;以及[0017] 模块安装区域,所述模块安装区域在所述第一EVB侧上且围绕所述EVB通孔的外围延伸,所述模块安装区域的形状和大小设定成适合安装样品电子模块;
[0018] 样品电子模块,所述样品电子模块安装到所述EVB;以及
[0019] EVB底板,所述EVB底板支撑所述EVB且具有底板通孔,所述底板通孔与所述EVB通孔组合以形成调谐通道,所述调谐通道提供穿过所述EVB底板从所述第二EVB侧对所述样品电子模块的电路部件的物理接入。
[0020] 根据一个或多个实施例,所述EVB另外包括第一多个EVB接触垫,所述第一多个EVB接触垫分布在所述模块安装区域周围,且定位成当所述样品电子模块安装在所述模块安装区域上时接触所述样品电子模块的电子模块接触垫。
[0021] 根据一个或多个实施例,所述第一多个EVB接触垫布置成位于所述EVB通孔侧面的一排或多排。
[0022] 根据一个或多个实施例,所述样品电子模块包括电子模块接触垫,所述第一多个EVB接触垫与所述电子模块接触垫以电子方式互连。
[0023] 根据一个或多个实施例,所述EVB另外包括:
[0024] 第二多个EVB接触垫,所述第二多个EVB接触垫位于所述第二EVB侧上;以及[0025] 导通孔,所述导通孔在所述EVB内延伸以将所述第一多个EVB接触垫与所述第二多个EVB接触垫电耦合。
[0026] 根据一个或多个实施例,模块测试组件另外包括:所述样品电子模块,其中所述样品电子模块的所述电路部件包括射频(RF)功率管芯;并且其中所述EVB通孔的尺寸和位置设定成当所述样品电子模块接合到所述EVB时提供对所述RF功率管芯的接入。
[0027] 根据一个或多个实施例,所述第一EVB侧包括所述EVB的填充正面,而所述第二EVB侧包括所述EVB的非填充底面,所述非填充底面与所述EVB的所述填充正面相对且与所述EVB底板相邻。
[0028] 根据一个或多个实施例,所述模块安装区域占用所述底板通孔,使得从所述第二EVB侧观察时,所述底板通孔部分地被所述EVB覆盖
[0029] 根据一个或多个实施例,所述第一EVB侧包括所述EVB的底面;并且其中所述底板通孔的尺寸设定成当所述样品电子模块接合到设置于所述EVB的所述底面上的所述模块安装区域时在所述底板通孔中接收所述样品电子模块。
[0030] 根据一个或多个实施例,模块测试组件另外包括被配置成支撑所述EVB底板的基座散热器,所述基座散热器具有凸起的台面区域,所述凸起的台面区域的尺寸设定成延伸到所述底板通孔中并接触所述样品电子模块的非填充侧。
[0031] 根据一个或多个实施例,模块测试组件另外包括:
[0032] 介电层,所述介电层在所述EVB底板与所述基座散热器之间;
[0033] 以及
[0034] 外围气隙,所述外围气隙在所述凸起的台面区域与所述EVB底板的内壁之间,用于限定所述底板通孔,当组装所述模块测试组件时,所述外围气隙和所述介电层配合以使所述基座散热器与所述EVB底板电隔离
[0035] 根据一个或多个实施例,所述第二EVB侧包括所述EVB的填充正面,而所述第一EVB侧包括所述EVB的非填充底面,所述非填充底面与所述EVB的所述填充正面相对且与所述EVB底板相邻。
[0036] 根据一个或多个实施例,所述调谐通道穿过所述EVB通孔且穿过所述底板通孔提供对所述样品电子模块的接入。
[0037] 根据本发明的第二方面,提供一种结合调谐电子模块来执行的方法,所述方法包括:
[0038] 获得评估板(EVB),所述EVB具有第一EVB侧、与所述第一EVB侧相对的第二EVB侧、从所述第一EVB侧延伸到所述第二EVB侧的EVB通孔、在所述第一EVB侧上且在所述EVB通孔的外围周围延伸的模块安装区域,以及围绕所述模块安装区域的外围分布的EVB接触垫;
[0039] 另外获得样品电子模块,所述样品电子模块包含模块基板、填充所述模块基板的第一侧的电路部件,以及在所述模块基板的所述第一侧上且电耦合到所述电路部件的电子模块接触垫;以及
[0040] 在覆盖所述EVB通孔的位置将所述样品电子模块附接到所述第一EVB侧,使得所述电子模块接触垫电耦合到所述EVB接触垫,所述EVB通孔提供从所述第二EVB侧对所述电路部件的物理接入。
[0041] 根据一个或多个实施例,方法另外包括:
[0042] 测量当所述样品电子模块安装在所述EVB上同时被供应射频(RF)输入信号时来自所述样品电子模块的RF输出信号;以及
[0043] 通过在所述样品电子模块保持附接到所述第一EVB侧的同时穿过所述EVB通孔接入所述电路部件来调整所述样品电子模块的一个或多个特性,以基于测得的RF输出信号调谐所述样品电子模块。
[0044] 根据一个或多个实施例,所述第二EVB侧包括所述EVB的填充正面,而所述第一EVB侧包括所述EVB的非填充底面,所述非填充底面与所述EVB的所述填充正面相对;并且其中所述方法另外包括通过穿过所述EVB通孔且从所述EVB的所述填充正面接入所述样品电子模块中包括的电路部件来调谐所述样品电子模块。
[0045] 根据一个或多个实施例,方法另外包括:
[0046] 获得具有底板通孔的EVB底板,所述EVB底板被配置成在所述EVB组装到具有至少所述EVB的模块测试组件时支撑所述EVB;以及
[0047] 当组装所述模块测试组件时,以及将所述样品电子模块附接到所述EVB的所述非填充底面之后或同时,将所述样品电子模块定位在所述底板通孔内。
[0048] 根据一个或多个实施例,所述第一EVB侧包括所述EVB的填充正面,而所述第二EVB侧包括所述EVB的非填充底面,所述非填充底面与所述EVB的所述填充正面相对;并且其中所述方法另外包括通过穿过所述EVB通孔从所述EVB的所述非填充底面接入所述样品电子模块中包括的电路部件来调谐所述样品电子模块。
[0049] 根据一个或多个实施例,方法另外包括获得具有底板通孔的EVB底板,所述EVB底板被配置成在所述EVB组装到具有至少所述EVB的模块测试组件时支撑所述EVB;并且其中调谐包括通过穿过所述EVB通孔且穿过所述底板通孔从所述EVB的所述非填充底面接入所述样品电子模块中包括的电路部件来调谐所述样品电子模块。附图说明
[0050] 将结合附图在下文描述本发明的至少一个例子,其中相同标记表示相同元件,并且:
[0051] 图1是具有连接盘网格阵列形状因子的电子模块(此处为PAM)的简化自上向下或平面视图,所述电子模块以预封装状态示出且根据示例电子模块设计制造;
[0052] 图2是图1所示的示例电子模块的侧横截面视图,沿图1中标识的截面平面2‑2截取且以完成的完全封装状态描绘;
[0053] 图3和4分别是真实电子模块的内侧和外侧(系统顶部)平面图像,所述实际电子模块经过简化以方便实践且对应于图1和2所示的示例电子模块;
[0054] 图5是如根据本公开的示例实施例所示的模块测试组件和样品电子模块的简化横截面示意图,所述样品电子模块以部分完成的预封装状态提供,根据电子模块设计制造,并安装到模块测试组件中包含的EVB的非填充底面;
[0055] 图6和7分别是在电路板填充和RF连接器附接之前单独描绘的图5所示的示例模块测试组件中包括的EVB的顶部和底部平面视图;
[0056] 图8是图5‑7中所示的示例模块测试组件和样品电子模块的顶部平面视图,另外描述了适当地附接到模块测试组件的实施例中包括的EVB的RF连接器和多引脚连接器;
[0057] 图9的示意图呈现了适当地包括在图5‑8所示模块测试组件的实施例中的各种部件的多个视图;
[0058] 图10是阐述如根据本公开的示例实施例所示的利用样品电子模块和模块测试组件(例如图5‑9所示的样品电子模块和模块测试组件)来调谐电子模块设计的方法的流程图
[0059] 图11以简化横截面示出了可以在图10阐述的示例调谐方法期间通过热板诱导的焊料回流将样品电子模块安装到EVB底面的示例方式;
[0060] 图12是如根据本公开的另外的示例实施例所示的模块测试组件和样品电子模块的简化横截面示意图,所述样品电子模块以部分完成的预封装状态提供,并安装到模块测试组件中包含的EVB的正面。
[0061] 为简单和清晰地说明起见,可以省略众所周知的特征和技术的描述和细节,以避免不必要地混淆后续详细描述中描述的本发明的示例和非限制性实施例。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,图中某些元件或区域的尺寸可以相对于其它元件或区域放大,以提高对本发明的实施例的理解。

具体实施方式

[0062] 本公开的实施例在上文简单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预期对示例实施例的各种修改。如本文所呈现,术语“调谐”包括术语“测试”,尤其是本文所述类型的电子(例如,功率放大器)模块的电气和/或热测试。另外,术语“金属”是指主要由至少一种金属成分(按重量计)组成且可能含有其它非金属成分的材料。类似地,提及由例如(Al)、(Cu)或镍(Ni)等特定金属组成的材料表示所述材料主要由按重量计的命名金属组成,但可能含有较少量的其它金属或非金属成分。
[0063] 独立热路径电子模块和定向术语
[0064] 本文档中出现的术语“独立热路径电子模块”或“STP电子模块”是指例如功率放大模块或“PAM”等这样的电子模块:其中通过电子模块的第一主表面提供主要吸热界面。此第一主表面(主要热路径或吸热界面延伸穿过此第一主表面)可以对应于部署电子模块的大型系统或组件的顶面。主热路径或散热路径是“独立的”,因为此热路径在物理上偏移(例如,在相反方向上偏离)电子模块的载有信号的电路径和I/O界面,如下所述。这应与例如常规PAM设计等常规电子模块设计形成对比,常规电子模块设计中主要热(散热)路径和模块I/O界面位于电子模块的同一侧或主表面上。
[0065] 正如前述,在以下描述的STP电子模块的上下文中,穿过电子模块的第一主表面提供主要吸热路径,所述第一主表面可对应于实施例中大型系统或组件的顶面。在此上下文中,大型系统的“顶面”是相对于安装STP电子模块的主板或其它电布线基板(在此通常称为“系统级基板”)的接近性来定义的。为清楚起见,术语“内侧”用于进一步指当电子模块安装在大型微电子系统中时面向系统级基板的电子模块的主表面。相反,术语“外侧”是指当电子模块安装在大型微电子系统中时背对系统级基板的电子模块的主表面。STP电子模块的外侧(或系统顶面)可以面向三维空间中的任何方向,前提是电子模块外侧背对安装STP电子模块的系统级基板。本文讨论的STP电子模块的一个例子是STP PAM。然而,本领域技术人员将根据本文的描述理解,除了电子模块之外,本文讨论的各种实施例可以应用于各种不同类型的电子模块,包括具有其它散热架构的电子模块。
[0066] 通常,在STP电子模块的情况下,沿着电子模块的外侧使用主要热(吸热)界面,因此所述界面被称为“外侧热界面”。相反,STP电子模块的I/O界面主要(如果不是全部)提供于电子模块上的另一位置或组合位置,值得注意的是,在某些情况下,限定电子模块热界面的一个或多个金属表面也可以用作电子模块的接地端。如下文详细描述的,STP电子模块的I/O界面通常主要(如果不是专)沿电子模块的与外侧热界面相对的内侧形成。电子模块的端(例如,接触垫)可从电子模块内侧接近,并且可与电子模块内侧基本上共面,以赋予电子模块表面安装形状因子,例如双扁平无引线(DFN)、四扁平无引线(QFN)或连接盘网格阵列(LGA)形状因子。当表面安装(例如,扁平无引线或网格阵列)STP电子模块安装到主板或其它系统级基板上时,限定内侧I/O界面的接触垫与系统级基板上提供的对应接触垫电接合(例如,焊接)。相对地,外侧热界面可与大型微电子系统中包括的散热器(例如,金属底盘或翅片阵列)进行热连通,以促进从STP电子模块的导热吸收,并提供电子模块的“顶面冷却”功能。相比而言,在具有表面安装(例如,扁平无引线或网格阵列)形状因子的常规(非STP)电子模块的情况下,电子模块的热界面和I/O界面通常都沿着电子模块的内侧(面向基板侧)提供。
[0067] 概述
[0068] 以下描述用于调谐电子模块诸如PAM和具有STP设计的其它电子模块的方法和独特的结构组件。这也可以描述为测试和修改STP电子模块设计,以最终确定适合用于在商业规模生产STP电子模块的最终STP电子模块设计。出于显而易见的原因,当前公开结构组件模块测试组件或评估板堆栈,术语为“评估板”,下文缩写为“EVB”。工业上需要适用于调谐STP电子模块的方法和模块测试组件,特别是考虑到此类STP电子模块设计的独特架构。出于比较的目的,可以通过初步考虑具有扁平表面安装(例如,扁平无引线或网格阵列)形状因子的常规(非STP)电子模块架构的一般架构来理解这一点。在常规(非STP)电子模块的这种情况下,热(吸热)界面和I/O界面通常都在电子模块的内侧(面向基板的表面)旁边使用。例如,电子模块内侧的中心区域可由具有一般矩形平面形状并用作内侧热界面的金属表面占据,而接触垫围绕电子模块内侧的外围成排分布,并位于电子模块热界面的边缘侧面。电子模块可另外包括密封剂主体,所述密封剂主体由圆顶封装环氧树脂或另一种(例如,模制塑料)介电材料组成,封装包含在电子模块中的电路部件,并且具有与电子模块内侧基本上共面且部分地限定电子模块内侧的外主表面。限定电子模块内侧I/O界面的热界面和接触垫沿着电子模块的内侧暴露,用于与系统级基板进行机械、电气和热耦合。
[0069] 在开发并商业化实施新的电子模块设计时,一个或多个实体通常从生产根据新提议的电子模块设计的初始(测试)版本制造的至少一个样品(调谐)电子模块开始参与迭代调谐过程。样品电子模块以预封装状态提供,以允许在调谐过程中随时接入RF功率管芯和电子模块中包含的其它电路部件。样品电子模块安装在系统级基板上,例如多层主板,所述基板与最终安装流线生产电子模块(根据电子模块设计的最终确定版本制造的电子模块)的系统级基板类似或相同。在调谐过程的每次迭代期间,穿过系统级基板将RF输入信号施加到样品电子模块,同时测量样品电子模块产生的RF输出信号的电特性。通过这些电气测量,可以评估与样品电子模块相关的各种关键特性,并将其与目标范围进行比较;例如,指定在最终确定电子模块设计之前理想地实现的期望功率水平、增益、热极限、效率特性、线性化特性和工作频率范围的目标范围。在每次测试迭代之后,可以对测得的特性进行微调的方式对电子模块电路进行调整或修改,其中视需要重复此测试和电路修改循环以迭代地调谐电子模块设计,直到满足目标规范;或者,可能直到制造新的样品电子模块以进行进一步的测试和调谐。取决于测试结果,可进行修改以改变SMD特性(例如,通过在电子模块内移动SMD位置,或通过用具有不同值的新SMD替换现有SMD),从而修改引线键合特性(例如,通过拔出现有引线键合并形成具有不同长度、环高度或阵列间距的新引线键合),或改变电子模块电路的其它物理特性。如果不能在整个电子模块电路架构中消除过高的局部温度或“热点”,也可以进行热分析,以确保降低过高的局部温度或“热点”,通常特别关注局部引线键合和RF功率管芯温度。
[0070] 最终确定电子模块设计或模型时,可根据最终电子模块设计制造生产规模批次的STP电子模块(例如,STP PAM),并将其安装在大型微电子系统或组件中。在许多情况下,第一实体(供应商)向第二实体(作为原始设备制造商的客户)提供生产规模电子模块,第二实体在制造过程中将电子模块安装在主板(或其它系统级基板)上。在提供生产规模电子模块的同时或之前,第一实体(供应商)还可以向第二实体(客户)提供样品板以用于评估目的,第一实体(供应商)根据需要调谐电子模块,并根据请求向第二实体(客户)提供信息(例如,热扫描信息)。还可能出现各种其它场景,其中单个实体执行上述调谐步骤,或任何数量的实体以协作方式相互配合以执行上述步骤,这些步骤涉及利用一个或多个样品(调谐)电子模块优化初始电子模块设计,以获得最终的、可生产的电子模块设计或模型。
[0071] 理想情况下,电子模块调谐过程中使用的设备或装置密切模拟最终部署最终确定的流水线生产电子模块的真实操作环境和应用。在许多常规非STP电子模块设计的情况下,这可相对容易地实现。在这种情况下,可根据初始非STP电子模块设计制造用于调谐目的的样品电子模块,但根据典型实践,样品电子模块并未封装并焊接到系统级基板。鉴于此类电子模块的热界面和I/O界面(此处,具有非STP架构和LGA形状因子)沿电子模块内侧(电子模块面向基板的表面)存在,样品电子模块可以以常见的方式安装到系统级基板,需要对系统级基板进行的修改相对较少(如果存在)。因此,通过调谐过程,样品电子模块的电气和热性能将通常与所考虑的真实应用中的电子模块性能密切对应。同时,当对未封装的样品电子模块进行调谐时,可以根据需要容易地接入、替换或物理操纵沿着电子模块基板的填充侧(此处为外侧)存在的RF功率管芯和其它电路部件。
[0072] 虽然上述过程非常适合于调谐具有常规(非STP)设计的表面安装(例如,扁平无引线或网格阵列)电子模块,但这种方法对于调谐采用STP架构和表面安装(例如,扁平无引线或网格阵列)形状因子的电子模块的使用来说通常不合适或不可行。当制造成具有STP架构和表面安装形状因子时,给定电子模块以相对于常规(非STP)电子模块的反转定向安装到主板或其它系统级基板。鉴于STP电子模块的反转定向,无论STP电子模块是否以非封装状态提供,模块基板都会从电子模块外侧(背对系统级基板的主表面)物理地阻止对STP电子模块电路的接入。此外,如下文更全面地讨论的,STP电子模块设计通常包括一个或多个插入器件,所述一个或多个插入器件提供从模块基板延伸到限定STP电子模块的内侧I/O界面的接触垫的竖直电连接(例如,填充或镀覆导通孔);如本文所呈现,术语“竖直”是指沿基本上与电子模块内侧和电子模块外侧正交延伸的轴的方向(也称为电子模块的“厚度方向”)。
[0073] 可以在封装之前将上文提及的一个或多个插入器件附接到电子模块,在插入器件附接之前或之后可能执行下文描述的测试和调谐过程。此类插入器件当存在时会进一步阻止从STP电子模块的外围对电子模块电路部件的物理接入,从而进一步使得难以接入电路部件进行调谐。由于STP电子模块架构的结构性质,电子模块电路的视线也受到阻碍,这使得利用常规测试装置进行综合热分析不可行。由于这些技术挑战,一直存在提供新颖技术和结构组件以便从电气和热度调谐STP电子模块设计的工业需求。理想情况下,这些技术和组件能够以高效且有成本效益的方式进行STP电子模块调谐,同时在以高度真实或准确的方式将电子模块部署到其预期应用中时模拟电子模块的真实操作环境。
[0074] 为了符合上述行业需求,下文公开了用于调谐STP电子模块设计(包括具有表面安装(例如,扁平无引线或网格阵列)形状因子的STP电子模块设计)的独特结构组件和方法。此类结构组件或调谐装置包含电布线基板,所述电布线基板模拟最终电子模块应用中包含的主板或其它系统级基板,在此称为“评估板”,或更简单地称为“EVB”。EVB与其它结构部件组合以产生用于STP电子模块调谐的专用装置或设备,称为“模块测试组件”。可将根据STP电子模块设计制造的以部分制造的预封装状态提供的样品STP电子模块安装在模块测试组件中并进行调谐,同时STP电子模块的电路部件仍能容易接近以进行电调谐、热调谐或这两者。EVB本身包括在EVB的相对主表面之间延伸以在厚度方向上穿透EVB的相对较大的孔径或开口,在此称为“EVB通孔”。EVB还包括在EVB通孔外围周围延伸的至少一个模块安装区域;以及围绕模块安装区域分布成例如位于EVB通孔侧面的多排的多个EVB接触垫。模块安装区域的形状和大小设定成适合安装根据STP电子模块设计制造的以部分完成的预封装状态提供的样品电子模块;例如,模块安装区域的尺寸可设定成与电子模块的外部外围覆盖面积基本上匹配。在实施例中,可在插入器附接之前的制造阶段提供此类样品电子模块,EVB的环形部分竖直地重叠或位于模块安装区域下方,以有效模拟最终电子模块设计中包含的一个或多个插入器件。
[0075] 模块测试组件的实施例可另外包括EVB底板,所述EVB底板的大小和形状设定成沿其底面物理支撑EVB,并且所述EVB底板具有第二相对较大的孔径,在本文中称为“底板通孔”。当模块测试组件完全组装时,底板通孔在竖直(厚度)方向上与EVB通孔重叠,并且可以基本上与EVB通孔同轴或竖直居中,但并非所有情况下都必须如此。由于这种结构配置,当样品电子模块安装在模块测试组件中时,底板通孔与EVB通孔组合以形成调谐通道,所述调谐通道提供穿过EVB底板并从EVB的给定侧或主体对样品电子模块的电路部件的物理接入;例如,从EVB正面或底面,具体取决于如下文所论述的实施方案。模块测试组件的实施例中另外包含测试组件散热器,以例如模拟预期最终应用中STP电子模块的组件级散热器和热性能或进行建模。就此而言,模块测试组件的实施例可包括具有凸起的台面区域的所谓的“基座散热器”,其尺寸设定成延伸到底板通孔中,以在将样品电子模块安装到EVB后接触样品电子模块的外侧。此外,在此类实施例中,模块测试组件还可包括:(i)EVB底板与基座散热器之间的介电层,以及(ii)通常位于基座散热器的凸起的台面区域与限定底板通孔的EVB底板内壁之间的外围气隙。在此类实施例中,当组装模块测试组件时,外围气隙和介电层可相互配合以将基座散热器与EVB底板电隔离。
[0076] 在某些实施例中,样品STP电子模块可安装到EVB的背面或底面(即,EVB面向EVB底板的一侧),其安装方式与生产电子模块安装在与EVB相对应的系统级基板(例如主板)上的安装位置成镜像。考虑在流水线生产微电子系统的上下文中将完成的、完全封装的STP电子模块安装到系统级基板上的指定安装位置,可以理解这种“镜像”空间关系;例如,“X、Y”位置,其中X和Y表示平行于系统级基板填充正面延伸的垂直轴。此外,完成的电子模块的内侧I/O中包括的接触垫可以焊接或以其它方式电耦合到系统级基板的对应触点,其中电子模块内侧面向系统级基板的填充正面。相对地,在采用镜像安装方案的模块测试组件的情况下,样品电子模块(同样,在插入器附接和封装之前以部分制造状态提供)安装到EVB的非填充底面或背面并面向EVB的非填充底面或背面。在这种情况下,当安装到系统级基板时,EVB上的样品电子模块的X、Y位置与最终确定的电子模块的X、Y位置相同或至少基本上相同。使样品电子模块的Z轴或竖直位置(此处,Z轴表示与X轴和Y轴正交的第三轴)移位,以将样品电子模块定位在EVB的相对侧,而样品电子模块的定向相对于完成的组件或系统中最终确定的电子模块的定向反转或“翻转”。为了使样品电子模块能够如此定位,使底板通孔的平面尺寸(例如,长度和宽度)大于EVB通孔的平面尺寸,当样品电子模块安装到EVB底面时,样品电子模块被接收到底板通孔中。这种结构布置形成了EVB的占用的悬垂区域,所述区域在EVB通孔上方延伸以部分地覆盖EVB通孔,如从EVB的填充正面可以看到。样品电子模块以覆盖EVB通孔的方式安装到EVB,如从EVB的底面可以观察到,EVB通孔提供经由EVB通孔从EVB正面对样品电子模块的非封装电路的物理接入。
[0077] 在样品电子模块以镜像安装布置附接到EVB的实施例中,EVB的悬置区域(与沿平行于上述Z轴的竖直轴截取的EVB安装区域竖直对齐)通常可以模拟最终STP电子模块设计中包含的一个或多个插入器件。就此而言,竖直电连接(例如,被称为“直立导通孔(via up)”的填充导通孔)可穿过此EVB区域从分布在EVB安装区域内的EVB接触垫竖直延伸到EVB正面。在实施例中,直立导通孔可在设置于EVB正面上的接触垫或类似触点处终止,所述接触垫或类似触点模拟在与EVB相对应的系统级基板的上下文中流水线生产电子模块所安装到的接触垫。被视为从EVB的此区域外围向外移动的电布线或迹线布线方案可以与系统级基板中的迹线布线方案基本上相同。这样,直立导通孔可以有效地模拟电子模块STP设计中包括的一个或多个插入器件内的竖直电连接的电气性能特性。还可以容易地在围绕EVB的模块安装区域分布的接触垫与样品电子模块的插入器接触区域(也就是说,在完成的电子模块设计中样品电子模块接合到一个或多个插入器件的区域)之间的界面或接合处之间形成焊料连接。由此,通过提供此类模块测试组件和样品STP电子模块,形成了最终应用(预期操作环境)中STP电子模块的具有高度代表性的电气和热模型,所述模型缺少存在于STP电子模块的最终确定版本中的插入器件和密封剂,但是以其它方式根据STP电子模块设计生产并经由调谐进行改进。同时,EVB通孔能实现对样品电子模块的电路进行随时物理和视觉接入,以促进热和电气调谐活动。
[0078] 在替代实施例中,模块测试组件可改为在结构上配置成以非反转或非镜像定向将样品电子模块(再次以部分完成的预封装状态提供)安装到EVB的填充正面。这种模块测试组件仍然可以包括具有EVB通孔的EVB,以及具有底板通孔的EVB底板,当组装模块测试组件时,底板通孔与EVB通孔对齐或竖直重叠。同样,通孔相互配合以产生调谐通道,所述调谐通道提供对样品电子模块的电路部件的物理接入;在这种情况下,从非填充EVB底面并穿过EVB底板本身进行物理接入。下文结合图12提供此类替代实施例的进一步描述。无论模块测试组件是将样品电子模块以非镜像定向安装到填充EVB正面还是以镜像定向安装到非填充EVB背面,模块测试组件都能够以非常适合模拟根据STP电子模块设计的最终确定版本制造的电子模块的最终操作环境的高度流线型且有成本效益的方式调谐STP电子模块设计。下文结合图5‑12提供此方面的进一步描述,其中下文结合图10具体阐述利用模块测试组件调谐STP电子模块设计的示例方法。在此之前,结合图1‑4描述示例STP电子模块以建立可以更好地理解本公开的实施例的非限制性说明性上下文。虽然下文描述的示例STP电子模块具有特定的设计或架构(即,特定的多尔蒂放大器架构和LGA形状因子),但本公开的调谐方法的实施例可以有利地用于调谐各种各样的电子模块,包括具有STP设计或架构的多尔蒂和非多尔蒂(例如,推挽式)放大器设计。
[0079] 示例独立热路径电子模块的一般讨论
[0080] 图1和2分别是具有独立热路径(STP)架构且根据本公开的示例实施例说明的功率放大器模块20(以下称“电子模块20”)的顶部平面视图和侧横截面视图。示出封装之前(图1中)和封装之后(图2中)的电子模块20。此外,在图2中以相对于当电子模块20安装在例如主板等系统级基板上时的定向反转的定向示出电子模块20。因此,如图2所示,电子模块20的主表面或侧26对应于电子模块20的内侧(面向基板的表面),而主表面或侧30对应于电子模块20的外侧。如下文更全面地讨论的,沿着STP电子模块20的外侧30(图2中的下表面)使用热(吸热)界面,而沿着电子模块20的内侧26(图2中的上表面)使用I/O界面。STP电子模块20的内侧和外侧沿图2左下角出现的坐标图例22的Y轴间隔开,Y轴在此也称为“竖直”或“封装厚度”方向。
[0081] 图3和4呈现了从相对侧看STP电子模块20在完全封装的完成状态下的真实实例或实际实施方案。更具体地说,图3描绘了从自上向下平面视角看STP电子模块20的内侧26。在此视图为围绕电子模块20的外侧26的外围分布的几排电子模块接触垫24和封装STP电子模块20的电路部件的密封剂主体44。相对地,图4描绘了从平面视角看STP电子模块20的外侧30。这里,可以看到,STP电子模块20的外侧30被用作电子模块20外侧热界面的镀覆金属层
50(或多层系统)覆盖。如上文所提及,当STP电子模块20安装在大型微电子系统内时,STP电子模块20的外侧热界面可进一步与散热器、金属底盘或大型微电子系统中包括的类似特征热连通(例如,直接或间接热接触),以促进从电子模块20的导热吸收并提供期望的“系统顶面冷却”功能;但对于较低热性能应用,可以简单地将外侧热界面暴露以便对流散热到周围环境。
[0082] 同时参考图1‑4,示例STP电子模块20包含模块基板32,例如多层PCB;多个功率晶体管管芯34、36、38、40;以及某些其它电气部件。为了在管芯34、36、38、40与STP电子模块20内包含的其它电路部件之间建立电连接,多个柱状电连接从模块基板32填充侧上设置的触点或接触垫延伸到沿STP电子模块20的内侧26暴露的接触垫24,从而形成电子模块20的内侧I/O界面。此类柱状电连接(此处也称为“竖直电连接”)可以以各种其它方式提供,包括通过使用合适的夹具放置分立导电(例如,金属)杆状件来提供。为了提高工艺效率,以一个或多个插入器件的形式方便地提供此类竖直电连接,所述一个或多个插入器件包含在其中容纳此类竖直电连接的介电(例如,陶瓷或聚合物)主体,无论是作为填充导通孔、镀覆导通孔,还是作为嵌入式导电(例如,Cu)主体;此处使用的术语“导通孔”涵盖在厚度方向(对应于坐标图例22的Y轴)上提供电连接的所有此类结构元件。具体地说,在所示的例子中,具有一般矩形几何形状的单个插入器件42用于此目的,下文称为“插入器环42”。插入器环42包含介电主体44、以六排或组布置的接触垫24以及位于接触垫24下方的填充插入器导通孔48。插入器环42的形状和大小设定成围绕模块基板32的填充侧50的外围延伸,如下文进一步讨论。
[0083] 多个部件(包括功率晶体管管芯34、36、38、40)和插入器环42耦合到模块基板32的填充表面50,并且非导电密封剂材料28(例如,塑料密封剂,例如环氧树脂圆顶封装)设置在填充表面50上。密封剂材料28包围电子模块20的电气部件和插入器环42(在这些部件上方和周围延伸),以限定在其上专门或至少主要提供电子模块I/O界面的STP电子模块20的接触表面(对应于外侧26)。如图2所示,密封剂材料28的厚度56大于被密封剂材料28覆盖的部件(例如,分配器58和功率晶体管管芯34、36、38、40)的最大高度。在一些实施例中,此厚度(维度56)基本上等于插入器环42的高度(维度60),但是在其它实施例中此厚度可略小于或大于插入器环42的高度。在实施例中,插入器环42的下表面或近侧表面,且更具体地说,嵌入于插入器环42内的端(例如,垫内导通孔24、48)的近侧末端可耦合到模块基板32的填充表面50上的导电特征。相反,插入器环42的上表面或远侧表面,且更具体地说,端的远侧末端,在密封剂材料28的接触表面54处暴露。尽管在图2中未示出,但导电附接材料(例如,焊球、焊膏或导电粘合剂)设置在端的暴露的远侧末端上,以便于电子模块20与系统级基板的电气和机械附接。
[0084] 如图2所描绘,模块基板32包括与多个图案化金属层68、70、72、74交替布置的多个介电层62、64、66(例如,由FR‑4、陶瓷或其它PCB介电材料组成)。模块基板32的填充表面50由图案化金属层68限定,而模块基板32的非填充表面52由图案化金属层74限定。虽然模块基板32示为包括三个介电层62、64、66和四个图案化金属层68、70、72、74,但模块基板的其它实施例可以包括更多或更少的介电层和/或图案化金属层。各种图案化金属层68、70、72、74中的每一个都可以具有主要用途,并且还可以包括促进其它层之间的信号和/或电压/接地布线的导电特征。尽管下文的描述表示图案化金属层68、70、72、74中的每一个的主要用途,但这些层(或其功能)的布置可不同于所示的布置。例如,在替代实施例中,模块基板32的填充表面50处的图案化金属层68可主要用作信号传导层。在这种情况下,图案化金属层
68可包括多个导电特征(例如,导电垫和迹线),所述多个导电特征用作管芯34、36、38、40和其它分立部件的附接点,并提供管芯34、36、38、40与其它分立部件之间的电连接。
[0085] 在所示实施例中,图案化金属层68包括指定用于在插入器环42内附接导电信号、偏置和/或接地端的多个导电垫(例如,垫76、78、80)。图案化金属层68还可以包括“虚拟”端可以附接到的多个“虚拟”垫,例如垫82。如本文所示,术语“虚拟端”是指在放大器IC或电子模块中未分配任何特定功能因此未耦合到任何有源电路的插入器端。在各种实施例中,虚拟端和虚拟垫82可以保持电浮动(即,不耦合到接地或其它电路);或者可替换的是,可以耦合到接地层,例如接地层70(用任选的虚线导通孔83指示)。在实施例中,第二图案化金属层70用作RF接地层,并且可以被图案化为包括多个导电特征,例如迹线。图案化金属层70的导电特征可通过延伸穿过介电层62、64、66的导电导通孔84、86、88电耦合到图案化金属层68(信号传导层)的各种导电特征和图案化金属层74(例如,系统接地层)。例如,导电接地端垫
78、80可以穿过导通孔84电耦合到图案化金属层70(RF接地层);而层70又穿过导通孔86、88(和图案化金属层72的布线特征)电耦合到图案化金属层74(系统接地层)。如上文所提及,第三图案化金属层72用于将偏置电压传送到管芯34、36、38、40内的功率晶体管90、92、94、
96,并且还可以用作布线层。最后,在实施例中,第四图案化金属层74用作系统接地层并且还用作散热器附接层。
[0086] 根据实施例,模块基板32另外包括一个或多个散热结构46,所述散热结构46在模块基板32的表面26、50之间延伸。管芯34、36、38、40与在模块基板32的外侧26处暴露的散热结构46的表面进行物理和电气耦合。散热结构46的底表面98可暴露在模块基板32的非填充表面52处,或散热结构46的底表面98可覆盖有底部图案金属层74或多层系统,如图2所示。在任一实例中,散热结构46在管芯34、36、38、40与散热结构46的底表面98且因此模块基板
32的非填充表面52之间提供热路径。在各种实施例中,散热结构46可以包括压装和/或以其它方式附接到在模块基板32的表面或侧26、50之间延伸的通孔中的导电金属硬币。在替代实施例中,散热结构46中的每一个可包括在模块基板32的主表面或侧26、50之间延伸的多个或一组导电热导通孔,例如圆形或条形导通孔。如下文更详细地描述的,当STP电子模块
20集成在大型电气系统中时,散热结构46的暴露底表面98(或图案化金属层74覆盖那些表面98的部分)与散热器进行物理和热耦合。
[0087] 示例STP电子模块20另外包括RF信号输入端;功率分配器58;两级载波放大器100;两级峰值放大器102;各种相移和阻抗匹配元件;组合节点104;输出阻抗匹配网络106;以及RF信号输出端。RF信号输入垫76通过一个或多个导电结构(例如,导通孔、迹线和/或引线键合,如图所示)电耦合到功率分配器58的输入108。RF信号输出垫通过一个或多个导电结构(例如,导通孔、迹线和/或引线键合)电耦合到组合节点104(通过网络106)。功率分配器58耦合到模块基板32的填充表面50,并且可以包括一个或多个分立管芯和/或部件。如上文所提及,功率分配器58包括输入端108和两个输出端。输入端108通过一个或多个导电结构(例如,导通孔、迹线和/或引线键合,如图所示)电耦合到RF信号输入垫76和RF信号输入端,且因此被配置成接收输入RF信号。功率分配器58的输出端通过一个或多个导电结构(例如,导通孔、迹线和/或引线键合)和输入电路110、112分别电耦合到载波放大器100和峰值放大器
102的输入114、116。功率分配器58被配置成将通过RF输入端接收的输入RF信号的功率分为在功率分配器58的输出端处产生的第一RF信号和第二RF信号。另外,功率分配器58可以包括一个或多个相移元件,所述一个或多个相移元件被配置成在分配器输出端处提供的RF信号之间施加约90度的相位差。如先前所描述,在功率分配器58的输出处产生的第一RF信号和第二RF信号可以具有相等或不等的功率。
[0088] 功率分配器的第一输出电耦合到载波放大器路径,并且功率分配器的第二输出电耦合到峰值放大器路径。在第二功率分配器输出处产生的RF信号可与在第一功率分配器输出处产生的RF信号延迟约90度。换句话说,提供给峰值放大器路径的RF信号可与提供给载波放大器路径的RF信号延迟约90度。在任何情况下,功率分配器58产生的第一RF信号通过载波放大器路径放大,而功率分配器58产生的第二RF信号通过峰值放大器路径放大。在图1的具体实施例中,载波放大器路径和峰值放大器路径中的每一个包括两级功率放大器100、102,其中驱动级晶体管90、94实施于驱动级管芯34、38上,并且末级晶体管92、96实施于单独的末级管芯36、40上。例如,晶体管90、92、94、96中的每一个可以是场效应晶体管(FET),例如横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)FET或高电子迁移率晶体管(HEMT)。说明书和权利要求书可将每个晶体管称为包括一个控制端和两个导电端。例如,使用与FET相关联的术语,“控制端”是指晶体管的栅极端,并且第一导电端和第二导电端是指晶体管的漏极端和源极端(反之亦然)。尽管以下描述可以使用结合FET装置常用的术语,但各个实施例不限于使用FET装置的实施方案,而是意味着也适用于使用双极结型晶体管(BJT)装置或其它合适类型的晶体管的实施方案。
[0089] 更具体地,载波放大器包括驱动级管芯34和氮化镓(GaN)末级管芯36;而根据示例实施例,峰值放大器还包括硅驱动级管芯38和GaN末级管芯40。在其它实施例中,载波放大器100和峰值放大器102中的每一个可以包括实施于单个管芯上的两级功率放大器,或者载波放大器100和峰值放大器102中的每一个可以包括实施于单个管芯上的单级功率放大器。在又其它实施例中,载波放大器和峰值放大器中的每一个可以包括实施于单独的驱动级管芯和末级管芯上的两级功率放大器,但是驱动级管芯和末级管芯可以使用相同的半导体技术形成(例如,驱动级管芯和末级管芯都是硅管芯或GaN管芯),或者驱动级管芯和/或末级管芯可以使用与上文描述的半导体技术不同的半导体技术形成(例如,驱动级管芯和/或末级管芯可以由硅锗(SiGe)和/或砷化镓(GaAs)管芯形成)。
[0090] 载波放大器路径包括上文提及的驱动级管芯34、末级管芯36以及相移和阻抗反转元件118。载波放大器路径100的驱动级管芯34和末级管芯36可以在驱动级管芯34的输入端114(对应于载波放大器输入)与末级管芯36的输出端122(对应于载波放大器输出)之间以级联布置电耦合在一起。驱动级管芯34包括多个集成电路。在实施例中,管芯34的集成电路包括输入端114、输入阻抗匹配电路(未编号)、硅功率晶体管90、级间阻抗匹配电路的集成部分(未编号)以及输出端(未编号)的串联耦合布置。晶体管90的栅极通过输入阻抗匹配电路电耦合到输入端114,而晶体管90的漏极通过输出阻抗匹配电路电耦合到管芯34的输出端。晶体管90的源极电耦合到管芯34底部表面上的图案化金属层(或源极端);并且底部图案化金属层物理、电和热耦合到散热结构46的暴露顶部表面。驱动级管芯34的输出端通过引线键合阵列或其它类型的电连接电耦合到末级管芯36的输入端。末级管芯36还包括多个集成电路。在实施例中,管芯36的集成电路包括输入端(未编号)、GaN功率晶体管92和输出端122的串联耦合布置。具体地,晶体管92的栅极电耦合到管芯36的输入端,并且晶体管92的漏极电耦合到管芯36的输出端122。晶体管92的源极电耦合到管芯36底部表面上的图案化金属层,并且底部图案化金属层物理、电和热耦合到散热结构46的暴露顶部表面。
[0091] 峰值放大器路径包括上文提及的驱动级管芯38和末级管芯40。峰值放大器路径的驱动级管芯38和末级管芯40在驱动级管芯38的输入端116(对应于峰值放大器输入)与末级管芯40的输出端120(对应于峰值放大器输出)之间以级联布置电耦合在一起。驱动级管芯38可以包括多个IC。在实施例中,管芯38的集成电路在实施例中包括输入端116、输入阻抗匹配电路(未编号)、硅功率晶体管94、级间阻抗匹配电路的集成部分(未编号)以及输出端(未编号)的串联耦合布置。更具体地,晶体管94的栅极通过输入阻抗匹配电路电耦合到输入端116,并且晶体管94的漏极通过输出阻抗匹配电路电耦合到管芯38的输出端。晶体管94的源极电耦合到管芯38底部表面上的图案化金属层,并且底部图案化金属层物理、电和热耦合到散热结构46的暴露顶部表面。驱动级管芯38的输出端通过引线键合阵列(未编号)或其它类型的电连接电耦合到末级管芯40的输入端。末级管芯40还包括多个集成电路。在实施例中,管芯40的集成电路包括输入端(未编号)、GaN功率晶体管96和输出端120的串联耦合布置。更具体地,晶体管96的栅极电耦合到管芯40的输入端,并且晶体管96的漏极电耦合到管芯40的输出端120。晶体管96的源极电耦合到管芯40底部表面上的图案化金属层,并且底部图案化金属层物理、电和热耦合到散热结构的暴露顶部表面。
[0092] 如先前所提及,为实现适当的多尔蒂操作,载波放大器可以被偏置以在AB类模式下操作,而峰值放大器可以被偏置以在C类模式下操作。为了完成此偏置,可由外部偏置电压源提供多个栅极和漏极偏置电压。在实施例中,通过偏置端和插入器环42提供偏置电压。具体地,驱动级晶体管90、94的栅极偏置电压可通过驱动栅极偏置端提供,驱动级晶体管
90、94的漏极偏置电压可通过驱动漏极偏置端提供,并且末级晶体管92、96的栅极偏置电压可通过栅极偏置端提供。端中的每一个具有耦合到图案化金属层68的导电结构(例如,垫和迹线)的近侧末端,并且导电结构电耦合(例如,通过引线键合,如图所示)到驱动级管芯和末级管芯上的偏置垫。在所示实施例中,驱动级晶体管和末级晶体管90、92、94、96的栅极偏置垫和漏极偏置垫位于驱动级管芯34、38上,并且末级管芯36、40的栅极偏置电压通过引线键合连接从驱动级管芯34、38“跳跃”到末级管芯36、40,如图所示。再次返回到放大器电子模块20的操作,在末级管芯36的输出端122处产生放大的载波信号,并且在末级管芯40的输出端120处产生放大的峰值信号,所述输出端120也用作放大器的组合节点104。根据实施例,载波末级管芯36的输出端122电耦合(例如,通过引线键合(未编号)或其它类型的电连接)到相移和阻抗反转元件118的第一端,并且峰值末级管芯40的输出端120电耦合(例如,通过引线键合(未编号)或其它类型的电连接)到相移和阻抗反转元件118的第二端。
[0093] 根据实施例,相移和阻抗反转元件118可实施有由图案化金属层68的一部分形成的四分之一波长或拉姆达/4(λ/4)或更短的传输线(例如,电长度高达约90度的微带传输线)。如本文所使用,λ表示在放大器的基本操作频率(例如,在约600兆赫(MHz)至约10千兆赫(GHz)或更高范围内的频率)下的RF信号的波长。当信号从输出端122行进到输出端120/组合节点104时,相移和阻抗反转元件118以及到管芯36、40的输出端122、120的引线键合(或其它)连接的组合可以向放大的载波信号施加约90度的相对相移。当分别通过载波路径和峰值路径对载波RF信号和峰值RF信号单独施加的各种相移基本上相等时,放大的载波RF信号和峰值RF信号在输出端120/组合节点104处基本上同相组合。输出端120/组合节点104通过输出阻抗匹配网络106电耦合(例如,通过引线键合或其它类型的电连接)到RF输出端。如前文所述,还可以将各种其它SMD安装到模块基板32的填充侧50以完成STP电子模块20的电路,一个此类SMD 123(例如管芯帽)的例子在图1中示为沿其传输线的长度电耦合到输出阻抗匹配网络106。除了对电子模块20的电路进行过度物理更改外,当部分制造为“样品”电子模块并用于调谐目的时,可以在调谐STP电子模块设计的非最终确定(初始或中间)版本的过程中对SMD 123和其它此类SMD(例如,分立电容器、电阻器或电感器)重新定位、移除并用具有不同值的SMD替换,以达到生产目的的最终设计版本。通过使用本文公开的独特EVB堆栈或模块测试组件,可以极大地促进这种调谐,下文结合图2‑12提供关于这方面的额外描述。
[0094] 用于调谐系统顶面冷却功率放大器模块的示例评估板组件
[0095] 图5是如根据本公开的示例实施例所示的模块测试组件124和可拆卸地安装在模块测试组件124内用于调谐目的的样品电子模块126的简化横截面示意图。样品电子模块126示为未完成或中间制造状态,并根据上文描述的LGA、STP架构制造。出于以下描述的目的,样品电子模块126可被考虑为与图1‑4所示的STP电子模块20相似或至少高度类似。然而,与在图2‑4中以完成状态示出的STP电子模块20相反,样品电子模块126是在封装之前以及在将任何一个或多个插入器件附接到模块基板之前(例如在附接与上文结合图1和2讨论的电子模块126的插入器件42相对应的环形插入器件之前)提供的。为了清楚起见,在图5的横截面中以简化或通用形式示出样品电子模块126包含各种一般描述的电路装置或部件
128。应了解,部件128包括至少一个功率管芯(例如,对应于图1中所示的功率管芯34、36、
38、40并且包括承载放大器IC的至少一个RF功率管芯),并且还包括STP电子模块20中包含的任何其它电路部件,例如非管芯SMD(例如,对应于图1中另外所示的SMD 123)。此类电路部件安装到模块基板130的填充侧,所述模块基板130可以采用多层PCB的形式,并且通常对应于电子模块20的模块基板32(图1和2)。以类似于上文结合模块基板32所述的方式,模块基板130被制造成包括金属化的非填充表面132,所述金属化的非填充表面132可包括在基板130的非填充侧或热界面侧上形成的一个或多个镀覆金属层(对应于完成的STP电子模块的外侧,例如电子模块20的外侧30)。
[0096] 在其它结构部件中,模块测试组件124包括电布线基板或EVB 134。EVB 134可以采用多层PCB或其它布线基板的形式,其模拟最终安装了样品电子模块126的最终确定版本的系统级基板(例如,主板),如下文所论述。EVB 134包括填充正面136、相对的底面或背面138,以及孔径或“EVB通孔”140。EVB通孔140从正面136延伸到背面或底面138,以沿厚度方向穿透EVB 134,所述厚度方向对应于图5左下角出现的坐标图例142的Y轴。许多电子装置或部件144(标记了其中几个)填充EVB 134的正面136,并且可以包括功率管芯(包括先前讨论的承载放大器IC的RF功率管芯)、SMD(例如,分立电容器、电阻器或电感器)、RF屏蔽结构以及通常包含在基于电路板的系统中的其它此类部件的任何组合。同样,此类电路部件通常可对应于功率管芯34、36、38、40;SMD 123;以及包含在STP电子模块20中且先前结合图1‑
4详细描述的其它电路部件。样品电子模块126中包含的电路部件通过图5中未示出(或仅最低限度示出)的各种迹线或互连线、引线键合和/或类似导电特征进行电互连。
[0097] 图6另外描绘了在填充EVB 134之前的EVB正面136,而图7描绘了在附接样品电子模块126和安装在模块测试组件124内之前的EVB背面或底面138。同时参考图5‑7,EVB 134另外包括模块安装区域145,在当前例子中,所述模块安装区域145设置在EVB底面138上,当安装在模块测试组件124内时,样品电子模块126安装(即,机械接合和电气互连)在所述模块安装区域145上。如图7所示,模块安装区域145在EVB通孔140的外围周围延伸,并且可以具有一般矩形的平面几何形状,其尺寸设定成当电子模块126利用焊料或其它导电接合材料附接到EVB安装区域145时以面对面关系定位在样品电子模块126的填充侧的外围部分附近。几个EVB触点146(这里称为“EVB接触垫146”)围绕模块安装区域145分布,并且电连接到柱状竖直电连接148(这里称为“直立导通孔”或“EVB导通孔148”),其从EVB接触垫146延伸到EVB 134正面136上的EVB接触垫150。这可以通过参考图5所示的细节气泡152来理解,所述细节气泡152另外描绘了样品电子模块154中包括的电子模块接触垫154的一个实例,以及在当前例子中用于将EVB接触垫146电气且机械地接合到电子模块接触垫154的焊料体156(例如,焊膏的沉积体和回流体)。在完成的STP电子模块的上下文中,电子模块接触垫
154通常接合到包含与EVB导通孔148相对应的竖直电连接的一个或多个插入器件。具体地,将样品电子模块126与STP电子模块20进行比较,电子模块接触垫154对应于图案化金属层
68中限定的最终接合到插入器环42的对应垫或触点的电子模块接触垫(包括图2中标识的电子模块接触垫76、78、80、82)。
[0098] 如图6中最清楚地示出,EVB接触垫150可沿着EVB 134的正面136暴露,并且电耦合到各种迹线或其它导电布线特征158。此类布线特征158跨越正面136,以将EVB接触垫150与RF I/O接触区域160、162(位于EVB 134的第一组相对边缘区域附近)和引脚端接触区域164、166(也位于EVB 134的第二组相对边缘区域附近)互连。包围EVB通孔140的正面EVB接触垫150通常对应于在最终应用中完成的STP电子模块机械安装并电气互连到的系统级基板的接触垫,应注意,此类系统级基板通常缺少EVB通孔140、EVB导通孔148和背面EVB接触垫146。最后,如图6和7所示,可以通过EVB 134的角区域另外提供多个固件开口168。当组装模块测试组件124以将模块测试组件124的部件固定在其期望位置时,可以穿过紧固件开口168定位紧固件,例如螺栓,同时在其上施加预定夹紧,如下文结合图9另外讨论的。在其它实施例中,可以采用不同的方法将模块测试组件124保持在其组装状态,同时允许在需要时相对容易地拆卸模块测试组件124,此时EVB 134没有紧固件开口168。
[0099] 因此,可以将EVB 134描述为包括:位于EVB底面138上并且布置成位于EVB通孔140侧面的一排或多排的第一多个EVB接触垫146;位于EVB正面136上并且类似地布置成位于EVB通孔140侧面的一排或多排的第二多个EVB接触垫150;以及在EVB 134内(并且具体地,在下文描述的EVB悬垂区域181内)延伸以将EVB接触垫146与EVB接触垫150电耦合的多个导电导通孔148。因此提供多个垫中导通孔146、148、150,以将与沿着模块安装区域145和EVB底面138建立的样品电子模块126的电接触带到EVB正面136以进行电布线。如下文所论述,EVB导通孔148有效地模拟一个或多个插入器件的插入器导通孔,所述插入器件安装到对应于样品电子模块126的STP电子模块的最终确定版本;例如在插入器环42的情况下,EVB导通孔148电模拟图1和2中所示的插入器导通孔48。因此,EVB导通孔148(以及EVB接触垫146、150)被赋予的空间分布与插入器导通孔(例如,图1和2所示的插入器环42的插入器导通孔
48)以及一个或多个此类插入器件中包括的垫(例如,图1和2所示的插入器环42的垫24)的空间分布基本上相同。换句话说,EVB导通孔148(以及EVB接触垫146、150)与插入器导通孔对齐。此外,在实施例中,插入器件具有沿平行于插入器导通孔延伸的轴获得的第一厚度(T1)(例如,图2中标识的插入器环42的厚度60),而EVB 134具有沿正交于EVB侧136、138(平行于坐标图例142的Y轴)的轴穿过模块安装区域145获得的第二厚度(T2),EVB 134的厚度如果并非一般地等于一个或多个插入器件的厚度则也可以类似于一个或多个插入器件的厚度,以适用以下等式:.5(T2)
[0100] 除了EVB 134之外,模块测试组件124另外包括具有底板通孔172的EVB底板170、具有凸起的基座或“台面”区域176的基座散热器174,以及位于EVB底板170与基座散热器174之间的介电片或介电层178。当模块测试组件124完全组装时,在厚度方向(对应于坐标图例142的Y轴)上的平均厚度大于EVB 134的平均厚度的EVB底板170可位于EVB 134下方并支撑所述EVB 134。在至少一些实施例中,EVB底板170可由导电材料制成,例如Al或其它金属。介电层178被捕获在EVB底板170的下表面与基座散热器174的上表面之间,基座散热器174也通常由导电材料(例如,Cu)或具有相对高热导率的材料组合制成。介电层178采用相对薄(例如,10至50毫米厚)聚合物片的形式,包括切口(孔径186)以容纳基座散热器174中包括的凸起的台面区域176的通道,如下所述。因此,介电层178位于EVB底板170与基座散热器
174之间,以在这些部件以及包围台面区域176和样品电子模块126的外围的外围气隙180之间提供电绝缘。
[0101] 如前所述,当样品电子模块126(或另一样品电子模块)安装在模块测试组件124内时,在所述模块测试组件124内形成外围气隙180。外围气隙180被样品电子模块126的侧壁和基座散热器174的凸起的台面区域176的侧壁包围(并因此沿着其内周边由这些侧壁定界),所述凸起的台面区域176突出到底板通孔172中,如图所示。外围气隙180另外沿着其外周边由EVB底板170的内壁、沿着其上表面由EVB 134的占用或悬垂区域181(在图7中标识并在下文中描述)以及沿着其下表面由介电层178或可能由基座散热器174定界。在EVB底板170和基座散热器174各自由一种或多种导电材料制成的实施例中,介电层178和外围气隙
180相互配合,以在这些结构之间提供电隔离。此外,外围气隙180在样品电子模块126与限定EVB通孔172的EVB底板170的内壁之间提供直接电隔离。在其它实施例中,可以根据需要利用不同的配置在EVB底板170与基座散热器174之间提供电隔离,例如保持这些部件之间竖直气隙的夹具或垫片
[0102] 现在结合图5‑7参考图8和9,模块测试组件124可包括某种形式的保持机构或紧固件系统,以便于手动组装和拆卸模块测试组件124,同时在组装模块测试组件124后,将模块测试组件124的部件物理固定在其期望位置(例如,通过施加基本上均匀的夹紧力)。在所示的例子中,几个螺纹紧固件182(在图8和图9中可见)和相关硬件(例如螺母垫圈)用于此目的,并且可能由介电材料(例如,聚合物)组成以防止不需要的电桥接。紧固件182穿过EVB 134中提供的开口168(图6‑7)以及穿过EVB底板170、介电层178和基座散热器174的角区域(如图9所示)提供的对齐开口184被接收。如图9进一步可见,穿过介电层178提供中心开口或孔径186,以使基座散热器174的台面区域176能够穿过介电层178向上突出,并进入底板通孔172以支撑样品电子模块126。就此而言,样品电子模块126可机械并热耦合到基座散热器174的台面区域176,以模拟最终安装电子模块126的最终确定版本(即,根据完成的STP电子模块设计生产的电子模块)的系统级底盘或散热器。如下文进一步描述,金属化表面132可利用导热键合材料焊接到或以其它方式接合到台面区域176的上部平坦表面。最后,如图
9左下方所示,在某些实施方案中,针翅阵列188或类似的导热高比表面积结构可以与基座散热器174整体形成或接合到所述基座散热器174,与台面区域176相对。
[0103] 如图8中更清楚地示出,RF I/O连接器190、192另外安装在(电连接且机械连接到)EVB 134上,具体地,安装在图6和7中标识的RF I/O接触区域160、162上。类似地,在实施例中,多引脚端或“引脚输出”194、196也可以安装在引脚端接触区域164、166(在图6中标识)上。在样品电子模块126的调谐期间,将RF输入信号施加到RF I/O连接器190、192中的一个,并最终经由EVB 134的适当迹线和电气部件供应到样品电子模块126的RF输入。样品电子模块126提供期望的RF功率或信号放大功能,生成放大的RF输出信号,放大的RF输出信号然后同样通过EVB 134的适当迹线和电气部件供应到RF I/O连接器190、192中的另一个。同时,用于传送偏置电压、接地基准电压或功率的电信号可通过引脚输出194、196施加到电子模块126。测量样品电子模块126和EVB 134生成的RF输出信号,然后利用所述信号评估样品电子模块126的性能特性,并对电子模块电路进行调整或修改,以微调测得的特性。
[0104] 值得注意的是,从EVB 134的顶面表面或正面136并穿过EVB通孔140向样品电子模块126的填充侧上的电路部件128提供随时物理接入。除了提供EVB通孔140本身外,还以其中样品电子模块126以反向或镜像定向安装到EVB 134的模块安装区域145的独特方式实现这种物理接入,然后EVB导通孔148将适当的电连接带到EVB 134的填充侧(EVB正面136),以模拟最终系统级基板布局进行信号和电源布线。同时,底板通孔172的尺寸设定成允许样品电子模块126插入或嵌套在通孔172内,其中悬垂几何形状(由于EVB通孔140与底板通孔172之间的平面尺寸差异而产生)进一步实现了在样品电子模块126的接触垫154(例如,对应于接合到电子模块的最终确定版本中的插入器件的电子模块接触垫)与分布在模块安装区域145周围的EVB接触垫146之间建立电气和物理接触。这种独特的结构布置不仅针对调谐目的提供了对样品电子模块126电路的随时接入,而且还创建了最终应用的高度逼真的表示或模拟。这部分地是由于EVB 134的EVB安装区域145和悬垂区域181从结构和电气角度模拟一个或多个插入器件(或借以将模块基板130互连到最终确定的电子模块的I/O端的竖直电连接的其它结构)的方式,还由于可以通过基座散热器174的适当尺寸和设计(例如,组成)来定制样品电子模块126的散热或吸热以与最终应用中提供的系统级散热器的热性能方面密切匹配的方式。在后一种情况下,还应注意,EVB通孔140还方便地提供LOS接入或检查窗口,用于利用例如一个或多个红外摄像机198(在图5中一般地示出其中一个)或类似图像分析工具对样品电子模块126的填充侧进行热分析。
[0105] 如前所述,为了能够在模块测试组件124内安装样品电子模块126,赋予底板通孔172比EVB通孔140的平面尺寸(例如,长度和宽度)更大的平面尺寸。当安装到EVB 134的底面138时,样品电子模块126进一步接收到底板通孔172中。这种结构布置形成了EVB 134的占用悬垂区域181。EVB悬垂区域181在EVB通孔172上方延伸,以部分地覆盖EVB通孔172,如从EVB 134的填充正面136可以看到。样品电子模块126以覆盖EVB通孔140的方式安装到EVB 
134,如从EVB 134的底面138观察到,其中EVB通孔140提供经由EVB通孔140从EVB正面136对样品电子模块126的非封装电路的物理接入。此外,在样品电子模块126安装到第一EVB侧(此处,EVB底面138)的实施例中,模块安装区域145占用底板通孔172,使得当从第二EVB侧(此处,从EVB正面136)观察时,底板通孔172部分地被EVB 134覆盖。
[0106] 在每次测试迭代之后,可以通过穿过EVB通孔140从EVB正面136接入电子模块电路部件128来调整样品电子模块126的一个或多个特性以达到试验和错误调谐的目的。具体地,可以在SMD特性(例如,通过使SMD定位移位、通过交换具有不同值的SMD或通过与可调部件进行物理交互)、引线键合配置(例如,通过添加、移除或重新定位引线键合)和电子模块电路的其它物理特征方面进行调整。还可以进行热分析,以确保在整个电子模块电路架构中降低或消除过高的局部温度或“热点”。再次参考图1作为类比,可以移除(例如,由技术人员物理拔出)所描绘的引线键合并替换为具有不同长度、回路高度或阵列间距的新引线键合,从而改变电子模块电路的电特性(例如,电感和电阻值)。在例如可调谐电容器、可调谐电感器和可调谐电阻器的情况下,还可以通过转动小螺钉或以其它方式与SDM交互来调整SMD的电特性,以微调SMD的某些电气值。也可以用类似的方式更换或调整其它类型的电路部件,例如分立保险丝。电子模块电路的热特性也可以通过改变引线键合来改变,例如,通过引入额外的引线键合来更好地分布热梯度并减少局部热点。SMD,如图1所示的SMD 123,可以重新定位或替换(例如,通过局部加热软化现有的焊料键合)为具有不同值的其它SMD;例如,由技术人员使用焊接工具和专用镊子手动操作不同的部件。以此方式,可以在样品电子模块126保持附接到底面138(通常为“第一EVB表面”)时基于测得的RF输出信号和/或热分析结果容易地调谐样品电子模块126。现在将结合图10讨论可执行此调谐过程的示例方式的额外描述,以及可将模块测试组件124组装成包含用于调谐目的的样品电子模块126的示例方式。
[0107] 利用EVB堆栈调谐样品电子模块的示例方法
[0108] 现在转到图10,呈现根据本公开的示例实施例的STP电子模块调谐方法200。出于解释目的,描述了利用样品电子模块126(图5、8和9)和模块测试组件124(图5‑9)执行STP电子模块调谐方法200。然而,应当理解,STP电子模块调谐方法200的替代实施例可以利用在各个方面可能与样品电子模块126和模块测试组件124存在实质性差异的其它样品电子模块和模块测试组件来执行。STP电子模块调谐方法200包括多个过程步骤202、204、206、208、210、212、214、216、218、220,下文依次描述其中的每个步骤。步骤208、210、212作为所示例子中的子过程222的一部分另外包括在内。取决于实施STP电子模块调谐方法200的具体方式,图10中一般示出的每个步骤可能伴有单个过程或多个子过程。此外,图10所示和下文描述的步骤仅通过非限制性例子提供。在STP电子模块调谐方法200的替代实施例中,可以执行额外的过程步骤,可以省略某些步骤,和/或可以以替代顺序执行所示的过程步骤。
[0109] 在开始(步骤202)之后,STP电子模块调谐方法200涉及两个初始步骤或过程,即步骤204、206,这两个初始步骤或过程可以连续或同时执行。步骤204包括获得模块测试组件,所述组件包括根据系统级基板设计制造的EVB。换句话说,EVB具有如本文描述的系统级基板中缺少的独特特征(包括EVB通孔),但以其它方式尽可能模仿系统级基板设计。就此而言,EVB设计通常是系统级基板设计的衍生产品,其经过修改以产生形成EVB通孔的切口,并(当采用镜像安装方案时)另外附加以包括背面接触垫和直立导通孔,将适当的电连接带到最后将在最终应用中安装最终确定的电子模块的正面接触垫。如本文所呈现,术语“获得”涵盖无论是通过从供应商处购买(或以其它方式获得)例如模块测试组件或样品电子模块等命名组件或部件还是通过独立制造所述命名组件或部件来获得所述命名组件或部件的任何方法。就此而言,如先前所述,在实施例中,可能是第一实体(或多个实体)生产包括模块测试组件的部分或全部部件,而不同实体(或多个实体)执行STP电子模块调谐方法200中包括的其它步骤。类似地,在STP电子模块调谐方法200的步骤206期间获得的样品电子模块也是如此,其中在根据STP电子模块设计制造的部分完成的状态下获得样品电子模块;例如,如先前所论述,样品电子模块可在封装之前和插入器件附接之前提供,但以其它方式利用为制造生产级STP电子模块而建立的过程流程和规范进行制造。
[0110] 接下来,在子过程222,将样品电子模块安装在模块测试组件中。如图10所示,这一子过程可能需要首先将EVB安装到EVB底板(步骤208)。例如,并再次参考图5‑9,可以通过焊接或可能利用其它导电键合材料将EVB 134的底面138附接到EVB底板170的正面。同样在步骤208期间,可以在将EVB 134安装到EVB底板170之后填充EVB 134的正面136,这能有效加固EVB 134以进行处理。如图5所示,可视需要执行用于放置(例如,使用拾取和放置工具或使用手动过程)部件、焊接或以其它方式键合已放置部件以及形成其它电连接(例如,经由引线键合)的标准过程,以填充EVB 134的正面136。在实施例中,RF连接器(例如,图8中所示的RF I/O连接器190、192)也是如此,并且在STP电子模块调谐方法200的此接合处也可以安装任何额外I/O连接器(例如,图8中另外示出的引脚输出194、196)。
[0111] 前进到方法200的步骤210,接着将样品电子模块附接到EVB表面。图11中示出了可以执行样品电子模块安装过程的一种方式的例子。在这种情况下,可以通过焊料回流将样品电子模块126安装到EVB背面138,具体地安装到模块安装区域145,以将样品电子模块126附接到EVB 134,同时在电子模块接触垫154与EVB接触垫146之间提供期望电互连。当如此安装时,从EVB 134的底部看,样品电子模块126覆盖EVB通孔140。在一种方法中,如图11所示,焊料体156'(表示焊点156尚未回流的基本符号)可以例如作为低温焊膏沉积在电子模块接触垫154、EVB接触垫146或两者上。接下来,如图11中的箭头223所示,可以将样品电子模块126放置在其期望位置,其中APM模块基板130的电路承载表面的外围区域安放在模块安装区域145上。然后,可通过例如将加热板226放置在与样品电子模块126的金属化外侧表面132接触的位置(如图11中的箭头224所示),接着使加热板226通电以通过样品电子模块126的主体将所需热负荷传递给焊料体156',来执行焊料回流,如图11中的符号228所示。
[0112] 再次返回图10,执行额外组装步骤以完成模块测试组件126的组装(步骤212)。在所示的例子中,这包括将介电层178定位到基座散热器174上,并将介电层178和基座散热器174放置在相对于EVB 134、EVB底板170和样品电子模块126的期望空间关系中(现在键合到EVB 134的底面138)。具体地,基座散热器174定位成使得台面区域176向上延伸到EVB通孔
172中(并穿过介电层178中提供的对准开口),以接触或以其它方式与样品电子模块126的金属化表面132进行热连通。在一种方法中,为了更好地模拟最终应用中存在的组装级散热器,可以将样品电子模块126的金属化表面132焊接到台面区域176,或者使用具有相对高热导率的键合材料(例如,含金属的环氧树脂或烧结材料)以其它方式接合到台面区域176。在其它实施例中,情况可能并非如此。此外,在模块测试组件124完全组装后的某一接合处,可通过模块测试组件124施加夹紧力;例如,如上文所提及,可使螺纹紧固件168、182穿过开口
184,其中螺母安装在紧固件168、182的外露末端,然后拧紧所述螺纹紧固件168、182,以通过模块测试组件124施加预定的基本上均匀的夹紧力。
[0113] 接下来,在方法200的步骤214,执行测试迭代。在此步骤期间,当样品电子模块126安装在EVB上时,将RF输入信号施加到所述样品电子模块126,并且测量样品电子模块生成的RF输出信号。通过这些电测量,可以评估与样品电子模块相关的各种关键特性。此外,可进行热测量。接下来,在步骤216,将此类电测量值与这些特性的目标范围进行比较;例如,目标范围规定了达到电子模块设计的最终确定版本时期望达到的功率电平、增益、效率、线性化和工作频率范围。如果满足目标参数,则方法200进行步骤220;STP电子模块调谐方法200结束。否则,在步骤218进行调谐调整,然后返回到步骤214并进行另外的测试。如上文所提及,然后可以至少部分地基于测得的RF输出信号来调谐样品电子模块(例如,STP PAM)的特性。为了完成这种调谐,技术人员通过EVB通孔接入电路部件,以先前讨论的方式与样品电子模块的各种电路部件进行物理交互,同时样品电子模块保持附接到第一EVB表面以调谐样品电子模块。同样,此类调谐调整可能涉及移除、替换或重新定位电路部件,例如SDM和引线键合,以及手动调整可调谐部件(例如,可调谐电阻器、电容器或电感器)以微调此类部件的电特性或值。
[0114] EVB组件的额外例子
[0115] 图12是根据本公开的另一示例实施例所示的模块测试组件230和样品电子模块232的简化横截面示意图。如先前的情况,模块测试组件230包括EVB 246,当样品电子模块
232安装在模块测试组件230内进行调谐时,所述样品电子模块232键合到EVB 246。如一般所示,样品电子模块232以部分完成的预封装状态提供,并且包括模块基板234,例如多层PCB。模块基板234具有内侧金属化表面236和相对的填充安装表面,包括一个或多个RF功率半导体管芯在内的多个微电子部件238安装到所述相对的填充安装表面。在某些情况下,电子模块232可以另外制造为包括一个或多个插入器件,例如插入器环240,如上文详细讨论的那样,所述插入器件键合到模块基板234的填充侧上存在的未示出的电子模块接触垫。在这种情况下,沿着最远模块基板234的插入器环240的边缘区域暴露的触点或接触垫可以以类似于先前描述的方式电且机械接合到模块基板234的填充正面上提供的模块安装区域
242中包括的对应EVB接触垫。在其它情况下,样品电子模块232可能缺少此类插入器件,并且沿着电子模块基板234的填充侧的外围部分暴露的电子模块接触垫可以键合到模块基板
234上提供的对应接触垫;或者可能,可以生产EVB 246以包括模拟样品电子模块232键合到的插入器件。
[0116] 现在更详细地讨论EVB 246,EVB 246包括由部件250填充的正面248;与正面248相对的背面252;以及从正面248延伸到背面252的EVB通孔254。从以上描述中可以看出,EVB 246模拟了主板或最终安装完成版本的样品电子模块242(当根据最终确定的STP电子模块设计生产时)的其它系统级基板的设计。尽管未在图12的简化横截面中示出,但EVB 246也可以配备RF连接器,并且可能配备额外连接器(例如,引脚输出),类似于图8中所示的连接器190、192和引脚输出194、196。同样,EVB 246由EVB底板256支撑,所述EVB底板256具有穿过其中形成的底板通孔258。具体而言,底板通孔258从EVB底板256的正面(所述EVB底板256的正面可接触EVB背面252以支撑EVB 246)延伸到EVB底板256的背面。此外,如沿着图12左下角所示的坐标图例260的Z轴所示,EVB通孔258与EVB通孔246至少部分地重叠,并且可以与EVB通孔246基本上同轴,以限定调谐通道254、258,从而提供对样品电子模块242的电路部件238的物理接入,如下文进一步论述。模块测试组件230可以另外包括额外部件,例如系统级散热器262,当样品电子模块232安装在模块测试组件230内时,系统级散热器262热耦合到样品电子模块232的内侧金属化表面236(例如,与所述内侧金属化表面236进行热接触),以模拟系统级散热器,例如金属底盘或针翅阵列。在所示的例子中,系统级散热器262采用相对较小的针翅阵列的形式,但在实际实施方案中可以采用各种其它尺寸和几何形状,例如,选择这些尺寸和几何形状来最准确地表示最终应用中包括的散热器的散热能力。
最后,如图12所示,导电覆盖件264可临时定位在EVB通孔254上,并且在至少一些情况下电耦合到EVB 246,以例如在电气测试期间模拟PCB接地平面,其中覆盖件264可随时移除,以在需要时提供对样品电子模块242的电路部件238的接入。
[0117] 因此,如上文结合图5‑11描述的模块测试组件124那样,模块测试组件230包括(i)EVB,所述EVB具有EVB通孔和设置于EVB 246的第一侧上的模块安装区域,以及(ii)EVB底板,所述EVB底板支撑EVB并且具有底板通孔。此外,当样品电子模块安装在模块安装区域上时,底板通孔与EVB通孔组合以形成调谐通道,从而提供穿过EVB底板且从EVB的第二侧对样品电子模块的电路部件的物理接入。然而,在这一例子中,样品电子模块232未以镜像定向和位置(相对于最终应用中完成的电子模块的定向和位置)安装到EVB 246的背面252,而是很大程度上以非镜像定向和位置安装到模块测试组件230的正面248,如果与最终应用中完成的电子模块的定向和位置不完全一致。因此,提供从EVB 246的背面252且穿过EVB通孔140对样品电子模块232的填充侧的电路部件238的物理接入。虽然这是相对于上文结合图
5‑11讨论的镜像方法的稍微不同的调谐设备方法,但能实现许多相同的优势。例如,再次提供对样品电子模块232的电路的接入,以便于通过物理操作和改变样品电子模块232中包含的电路部件来进行调谐,以及允许视觉接入以进行热分析。此外,还形成了最终应用的高度逼真的表示或模拟。
[0118] 结论
[0119] 因此,公开了用于调谐电子模块的方法和模块测试组件;例如,STP电子模块,例如具有表面安装(例如,扁平无引线或网格阵列)形状因子的STP电子模块设计。模块测试组件的实施例包括独特的结构特征,所述结构特征结合以部分制造、预封装形式提供的样品电子模块,允许出于调谐目的对电子模块电路进行随时物理和视觉接入;例如,包括收集热测试和/或电气测试数据,以及对样品电子模块中包含的电路部件进行物理和/或电气修改。由于例如包括模拟系统级散热器的特征(例如,当采用镜像电子模块安装方法时的基座散热器)和/或模拟最终STP电子模块设计中包含的任何一个或多个插入器件的特征(例如,当采用镜像电子模块安装方法时穿过EVB悬垂区域的竖直电连接或“直立导通孔”),因此能形成最终应用的高度逼真的表示或模拟。一般来说,当前公开的方法和EVB组件能够在最终确定部署到客户应用中的生产级电子模块的STP电子模块设计时执行越来越高效和有效的调谐过程。
[0120] 提供了用于调谐STP电子模块设计或模型的模块测试组件的实施例。在至少一些实施例中,模块测试组件包括EVB和EVB底板,所述EVB底板支撑EVB并且具有穿过其中的底板通孔。EVB依次包括第一EVB侧、与第一EVB侧相对的第二EVB侧、从第一EVB侧延伸到第二EVB侧的EVB通孔,以及在第一EVB侧上并且围绕EVB通孔的外围延伸的模块安装区域。模块安装区域的形状和大小设定成适合安装以部分完成的预封装状态提供并且根据独立热路径电子模块设计制造的样品电子模块。当样品电子模块安装在模块安装区域上时,底板通孔与EVB通孔结合形成调谐通道,从而提供从第二EVB侧穿过EVB底板对样品电子模块的电路部件的物理接入。此外,在至少一些实施例中,EVB另外包括第一多个EVB接触垫,所述第一多个EVB接触垫围绕模块安装区域分布,并且定位成当样品电子模块安装在模块安装区域上时接触样品电子模块的电子模块接触垫。在这些实施例中,第一多个EVB接触垫可以布置成位于EVB通孔侧面的一排或多排。另外或替代地,STP电子模块设计可包括插入器件,插入器导通孔嵌入所述插入器件中;样品电子模块可在附接插入器件之前的制造阶段提供;并且第一多个EVB接触垫可以具有与插入器导通孔的空间分布基本上相同的空间分布。换句话说,EVB接触垫与插入器导通孔对齐。最后,在至少一些实例中,EVB可另外包括位于第二EVB侧的第二多个EVB接触垫,以及在EVB内延伸以将第一多个EVB接触垫与第二多个EVB接触垫电耦合的导电导通孔。
[0121] 还提供了结合调谐STP电子模块执行的方法。在实施例中,所述方法包括以下过程步骤:(i)生产、购买或以其它方式获得EVB,所述EVB具有第一EVB侧、与第一EVB侧相对的第二EVB侧、从第一EVB侧延伸到第二EVB侧的EVB通孔、在第一EVB侧上并且在EVB通孔的外围周围延伸的模块安装区域,以及围绕模块安装区域间隔开的EVB接触垫;(ii)另外生产、购买或以其它方式获得根据独立热路径电子模块设计制造的部分完成的预封装状态的样品电子模块,所述样品电子模块包含模块基板、填充模块基板第一侧的电路部件,以及在模块基板第一侧上并且电耦合到电路部件的电子模块接触垫;以及(iii)在覆盖EVB通孔的位置将样品电子模块附接到第一EVB侧,使得电子模块接触垫电耦合到EVB接触垫。当样品电子模块如此附接时,EVB通孔提供从第二EVB侧对电路部件的物理接入,以便当样品电子模块安装在EVB上同时被供应RF输入信号时,能够对样品电子模块进行调谐。
[0122] 尽管上述具体实施方式已呈现至少一个示例实施例,但应了解存在大量变化。还应了解,一个或多个示例实施例仅仅是例子,且并不意在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。实际上,以上具体实施方式将向本领域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。上文已根据在前文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在后续权利要求书中使用,以指示权利要求书中的引入次序。因此,此类数字标识符可在具体实施方式与后续权利要求之间变化以反映元件的引入次序的差异。
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