高隔离度宽带开关的制作方法_2

文档序号:9729819阅读:来源:国知局
封装中的信号耦合的实施例源的图。当RF信号通过RF输入焊线53和RF输出焊线51传输时,焊线53和51以及1C芯片20的物理结构在信号中引入耦合,耦合会对RF开关封装的隔离具有不利影响。图3从概念上图示出会在RF输入焊线53与RF输出焊线51之间发生的三种不同的耦合源。1C芯片20本身的耦合可以建模为1C芯片20的引线33与31之间的电容耦合。1C芯片20耦合可称为片上耦合,耦合是由于RF开关的有限关断状态电容引起的。
[0028]另外,信号耦合引入到RF输入焊线53与RF输出焊线51之间并且可在概念上划分成由于焊线53和51的垂直部产生的耦合以及由于焊线53和51的水平部产生的耦合。RF输入焊线53与RF输出焊线51之间的耦合可以建模为电感耦合。RF输入焊线53与RF输出焊线51的垂直部之间的电感耦合增强了 1C芯片20的电容片上耦合。因此,在至少一个实施方案中,控制RF输入焊线53和RF输出焊线51的水平部的几何结构以偏移1C芯片20和RF输入焊线53与RF输出焊线51的垂直部分的组合电容耦合。
[0029]在标准的RF开关中,单独最小化这三种信号耦合源中的每一个,从而最小化RF开关的总耦合。一种减少RF输入焊线53与RF输出焊线51之间的耦合的方法是最大化焊线53与51之间的间距。然而,该技术受限于封装件10、焊垫(未示出)和1C芯片20的尺寸。例如,由于RF开关的总尺寸减小,RF输入焊线53和RF输出焊线51能够间隔的最大距离不能充分限制焊线55与51之间的耦合以获得期望的隔离带宽。另外,通过改变1C芯片20的尺寸或者减小开关电路的有效关断状态电容,能够减少1C芯片耦合,但是,这会对RF开关的其他性能参数具有负面影响,例如插入损耗和功率使用,从而导致封装件的RF输入端口和RF输出端口之间有限的隔离度。还可以通过改变所使用的封装技术(例如,通过使用倒装芯片封装)来解决RF开关的隔离效果,但是,这些改变既增加了开关成本,又增大了复杂度。
[0030]另一种用来最小化信号耦合的方法显示在图4中。图4是图示出根据实施方案的一种改变焊线之间耦合的方法的图。在该实施方案中,通过将接地焊线55放置成紧靠近具有引出端的焊线51或53中的一者来减少焊线51与53之间的耦合。在一个实施例中,引出端是50欧姆的引出端。在图4所示的实施例中,接地接头55布置成靠近RF输出焊线51。此处,输入到RF输入焊线53的电流在接地接头55中诱发电流,这依次在RF输出焊线51中诱发反向电流,从而抵消了 RF输入焊线53与RF输出焊线51之间的耦合。
[0031]返回参考图3,在一些实施方案中,选择焊线51和53的配置或几何结构,以使焊线51和53中产生的电感耦合抵消1C芯片20中产生的电容耦合。因此,不是将各耦合源最小化,而是通过改变焊线51和53的几何结构来操纵来自焊线51和53的耦合,使得其基本上与由于1C芯片20而引入的耦合异相。特别地,在RF开关的关注频带内,由于焊线51和53引入的耦合被选择为与1C芯片20所引入的耦合基本异相且具有类似的量级。根据RF开关的设计要求,能够选择焊线耦合的相位和量值以在期望频带内在开关的隔离度曲线中引入凹口。通过将凹口引入隔离度曲线中,能够相对于传统的隔离方法提高隔离带宽。
[0032]焊线51和53之间耦合的相位和量值是焊线几何结构的函数。因此,通过调节例如焊线51和53的角度、长度和/或取向,能够选择焊线51和53之间的信号耦合的这些参数。然而,所描述的技术不限于调节上述几何结构特性。任何影响焊线51和53的耦合的设计因素能够用来调节焊线5中的耦合的相位和量值。例如,如图4所示,接地接头55可以放置在焊线51和53中的一个附近。在该实现方式中,由于在接地接头55中诱发的电流,能够减少焊线51和53之间的耦合的量值。另外,可以调节任何影响1C芯片20引入的耦合的设计因素以抵消与焊线51和53的总信号耦合。因此,任何影响RF焊线51和53和/或1C芯片20的耦合的相位和振幅的设计因素被认为落在所描述技术的范围内。
[0033]图5是图示出根据实施方案的各种RF输出焊线的图。图5示出了 1C芯片20、RF输入引线33和RF输出引线31以及RF输入焊线53和RF输出焊线51的俯视图。通过改变RF输出焊线51的角度,来调节RF输入焊线53和RF输出焊线51之间的角度以形成多种状态(状态1至状态5)。在状态1中,RF输出焊线51关于RF输入焊线51形成180°角。在状态5,RF输入焊线53和RF输出焊线51形成90°角。类似地,在状态2、3和4中,RF输入焊线53和RF输出焊线51分别形成了大约157.5°,135°和112.5°的角度。
[0034]图6是图示出图5的RF焊线配置的隔离度的曲线图。图6所示的曲线图示出了多个RF开关的以dB计的隔离度,其中在如图5所示的状态1与状态5之间调节RF输出焊线5的角度。
[0035]如状态1至状态5的绘图中所示,隔离度曲线中的凹口基于RF输出焊线51与RF输入焊线53形成的角度而变化。随着RF输出焊线53接近相对于RF输入焊线51的垂直取向,RF焊线53和51之间的耦合在低频区域中增加(即,在l-2GHz区域内)。如状态3的绘图中所示,在焊线耦合与1C芯片耦合异相且焊线和1C芯片耦合的量值相似的点上,在隔离度对频率性能中形成了凹口。状态4和状态5中的每个中的凹口形成于高频下。因此,如图6的隔离度曲线中所示,在频率隔离度在低频区域中降级的同时,通过使得来自两个机构的隔离度异相从而在隔离度对频率性能中引入隔离凹口,能够获得较宽频带隔离。
[0036]在图6的隔离度曲线中的每个凹口处,与相邻频率相比,减少了 1C封装中的总体电耦合。因此,在本公开中使用的术语减少可以是指对于选定的频带而言1C封装相对于邻近选定频带的频率的电耦合的减少。根据至少一个实施方案,由于不同电耦合源之间的抵消,产生了电耦合的减少,例如隔离凹口。当不同的耦合源彼此异相时,对于某频率范围,将减少1C封装的总体耦合。
[0037]根据至少一个实施方案,选择焊线53和51的几何结构以增大RF开关的隔离带宽。这表现为带宽内的隔离凹口。在多极RF开关封装中,效果可以表现为期望带宽内的多个隔离凹口。
[0038]图7是示出根据实施方案的1C芯片与QFN封装基板之间的焊线连接的图。具体地,图7的实施方案包括QFN封装11,其具有1C芯片21。1C芯片21包括多个引线30,多个引线30包括多个多个RF输入引线32、34以及多个RF输出引线31、32和36。QFN封装还包括多个引线40,其与1C芯片21的引线30电连接。具体地,RF输入引线33、24和38分别经由焊线53、54和58与QFN封装引线43、44和48连接,RF输出引线31、32和36分别经由焊线51,52和56与QFN封装引线41、42和46连接。
[0039]在图示的实施方案中,1C芯片21将可能经历电信号耦合的多个RF输入和输出引线31至38连接。特别地,焊线51至58中的每一个均可以包括由于施加到其的RF信号而引起的与其他焊线51至58的电信号耦合。此外,如结合图3所描述的,由于焊线51至58的几何结构,例如由于焊线51和58的垂直部和水平部,焊线51至58会经历电感耦合和电容耦合,并且会进一步经历在1C芯片21中产生的电容耦合。
[0040]在一些实施方案中,选择焊线51至58中的每一个的几何形状和定位,以使得在焊线51至58中产生的电感耦合和电容耦合抵消在1C芯片21中产生的电容耦合的至少一部分。由于焊线51至58中的每一个可以与其他焊线51至58中的每一个进行电感耦合或电容耦合,所以所选的几何形状可以基于其他焊线51至58的位置和几何结构。另外,通过基于成对焊线51至58的预期工作频带来改变焊线51至58的几何结构和定位来选择每对焊线51至58的隔离度曲线中的凹口。
[0041]采用上述方案的设备能够实现到各种电子设备中。电子设备的实施例可以包括但不限于消费电子产品、消费电子产品的零件、电子测试装备等。电子产品的实施例可以包括但不限于医疗设备、移动电话、电话、平板计算设备、电视机、计算机监控器、计算机、手持式计算机、个人数字助理(PDA)、微波、冰箱、汽车、立体音响系统、盒式记录器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、M
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