[发明专利]具有倒装的器件矩阵的电路结构

说明书

本发明涉及一种电路结构，该电路具有倒装在基板上的集成电路，基板上有金属导体与集成电路相连。特别涉及具有多个器件、并且基板上的金属导体提供器件间互连的那种集成电路。

由于GaAs集成电路相对较昂贵，因此通常将微波和毫米(mm)波电路制作成混合电路。要求使用GaAs的有源器件制造在GaAs芯片上，然后该GaAs芯片安装在具有如硅、Al₂O₃、BeO和AlN等的不太昂贵的基片的母板上。

通过对应每个有源器件制造单独的集成电路或芯片制成具有多个有源器件的常规电路。电路金属导体和无源器件印制在母板上，然后每个芯片安装在母板上的指定地点。芯片上的集成电路可以很简单，例如仅一个FET。也可以很复杂，引入多种器件可提供所有的功能，例如放大器的功能。

复杂的电路需要制备和安装大量的这种芯片。单独处理小芯片的综合要求也趋于使制造工艺一定程度上成本增加。此外，当芯片具有复杂的电路时，它的制造更昂贵，是由于与具有更简单的等同芯片相比，它需要更大的GaAs基片，混合电路结构的益处也不能全部实现。

因此需要一种构造混合电路的方法，当应用于微波和毫米波电路时，混合电路结构可使GaAs基片的尺寸最小化，并且易于制造，从而可以降低成本有效地制造。

本发明通过一种改进的混合电路及其制造方法提供这些特点。芯片的结构为具有多个电器件，每个电器件具有至少一个有控制端和两个载流端的有源器件、至少两个芯片引出端与每个有源器件相关，包括与控制端相关的第一芯片引出端和与一个载流端相关的第二芯片引出端。形成在基板上的电路，称做整个混合电路的支路，具有对应于每个芯片端的基底引出端以及基底引出端之间的互连。芯片倒装到支路上，每个芯片引出端安装到相关的基底引出端，以使电器件电互连。

芯片最好从含有器件的大阵列的晶片上切下。之后芯片含有相邻器件较小阵列，这些器件可以相同或不同。因此支路引出端也设置在对应的阵列中，用于互连芯片引出端。

在一个优选形式中，本发明提供一种连接多个基本上等同的有源器件的装置，用于多功能(多种功能)和复合功能(一种功能的复合)操作的目的。这些器件安装在一个芯片上，之后该芯片倒装在具有无源元件的母板上。如果这些无源器件制作在芯片上，那么昂贵的有源介质的尺寸将增大，从而极大地增加了整个成本。这是由于有源区通常比无源区小得多。

使用本发明可制造许多不同种类的电路，例如放大器、振荡器、检测器、混频器、以及其它使用多个相同或不同有源器件的其它电路，最好是使用单个有源器件矩阵的芯片。

作为特定的例子，根据本发明制成的推挽功率R.F.放大器包括具有分别的控制端(栅)和载流端(漏和源)的第一对有源器件，例如场效应晶体管(FET)。每个有源器件的一个载流端连接到参考电势，例如电路地或虚地。如变压器或平衡-不平衡转换器的输入电磁耦合器具有输入原边导体，该导体电连接在成对有源器件的第一个的输入端和控制端之间。输入副边导体电磁连接到输入原边导体，并电连接在成对有源器件的第二个的输入参考电势和控制端之间。

输出电磁耦合器具有电连接在第一有源器件的另一个载流端和输出端之间的原边导体。输出第二导体电磁连接到输出原边导体，并电连接在第二有源器件的另一个载流端和输出原边导体的参考电势之间。

因此，输出端的信号为成对有源器件传导的信号的组合。成对有源器件形成在具有分别的连接到有源器件引出端的单个芯片上，该芯片倒装到变压器或平衡-不平衡转换器形成其上的基板的对应端上。输入和输出变压器或平衡-不平衡转换器也可以作为槽线或共平面波导形成在基板上。槽线可以为U形，第一部分与第二部分相邻地延伸，第一部分与沿第二部分传输的信号电磁耦合。第一和第二部分由延伸到U形槽线中的半岛形导体限定。芯片相对于基板以一个有源器件的控制端倒装在半岛形导体上的方式安装。一个实施例通过使用U形槽线端部的圆形开口，将槽线转换成共平面波导。这些开口的功能相当于开路，由此使延伸到U形槽线中作为开端导体引线(leg)形成的分别的信号导体承载输入信号。

因此显然本发明提供一种可简单和经济地构成的电路。通过下面对优选实施例的详细介绍和附图的图示，本发明的这些和其它特征和优点将很显然。

图1为制造本发明的电路使用的具有FET阵列的局部晶片简化平面图。

图2为根据本发明使用图1的阵列中的一组FET制成的推挽放大器电路的示意图。

图3为使用具有FET扩展阵列的芯片的图2的多级串联连接电路的示意图。

图4为可在图3的电路中使用的芯片的简化平面图。