一种电子元件和电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种电子元件和电子设备。


背景技术：

2.功率放大器(简称：功放)是无线基站中承担功率放大的关键部件。功放的特性指标包括饱和功率和效率，它们决定了基站的功耗、尺寸、散热形态要求等。相比较传统的遥控射频单元(remote radio unit，rru)的功放，大规模多进多出(massive mimo，mm)技术下的功放呈现出小功率、集成度高等特点。
3.如图1-1所示，为功放的基于封装芯片的平面布局解决方案示意图，是一个典型的两级放大电路，由偏置电路、控制电路、匹配电路以及有源芯片等部分组成。但是这四个部分放置于同一平面上，尺寸过大，需要考虑小型化措施以满足mm产品的需求。
4.当前，如图1-2所示，单片微波集成电路(monolithic microwave integrated circuit，mmic)解决方案将部分匹配电路、偏置电路甚至部分控制电路集成到有源芯片上，能够大幅降低整个链路的面积，以满足mm产品的小型化需求。
5.但是，无源电路与有源电路做到一个有源芯片上，无源电路需要与有源电路采用相同的工艺，成本较高，相对于传统的表面贴装器件(surface mounted devices,smd)器件，芯片上集成的无源电路耐压、q值均较差，会影响链路的性能(增益、效率及饱和功率等)，而且芯片的流片时间非常长(一般为几个月)，性能迭代非常慢，且流片价格非常昂贵。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种电子元件和电子设备，用于实现了立体层叠结构，降低面积，改善散热。
7.本技术第一方面提供一种电子元件，包括上盖板、下盖板和围框。其中，上盖板承载第一电路，下盖板承载第二电路，围框分别连接上盖板与下盖板，围框内设有互连线路，所述互连线路用于实现第一电路和第二电路的互连，第一电路和第二电路在互不干涉的情况下垂直方向上有重叠，由于围框的高度不低于预设高度，预设高度高于第一电路的高度和第二电路的高度之和，因此实现了上盖板和下盖板的之间的立体层叠结构，降低该电子设备的面积。
8.在一些可能的实现方式中，所述围框的材质为pcb或塑料制品，用于固定连接上盖板和下盖板。
9.在一些可能的实现方式中，当围框的材质是pcb板时，围框可以内设无源集成电路，用于在所述第一电路和所述第二电路之间传输直流偏置信号、开关控制信号和/或射频信号。常见的无源集成电路包括功分器和/或耦合电路。
10.在一些可能的实现方式中，当围框的材质为塑料制品时，也可以不内设无源集成电路，而是将无源集成电路设置在上盖板上。
11.在一些可能的实现方式中，所述围框可以进行金属化处理，使其具有屏蔽信号的
能力，用于屏蔽信号。具体的，金属化处理可以为电镀的方式，所使用的金属可以为铜、金、镍、钯等金属。
12.在一些可能的实现方式中，所述第一电路包括辅助电路器件，所述辅助电路器件包括控制电路和/或偏置电路。需要说明的是，辅助电路器件为成套设备中(除主电路以外)用于控制、测量、信号和调节，数据处理等电路上所有的导电部件。
13.在一些可能的实现方式中，第一电路还可以使用表面贴装器件(surface mounted devices，smd)器件做匹配，相对于高集成的mmic解决方案，smd的q值和损耗均比较小，链路性能较好(增益、效率及饱和功率等)，成本更低。
14.在一些可能的实现方式中，所述上盖板设置在trx板上。在一些可能的实现方式中，所述上盖板为trx板，节省了材料，并降低了重量。在一些可能的实现方式中，所述上盖板的材质为射频板材，与所述trx板通过lga互连。
15.在一些可能的实现方式中，所述第二电路包括电子元件匹配电路、核心射频匹配电路和有源芯片。那么，在平台上进行电子元件上的开发时，可以基于不同的通信频段，匹配不同的结构，由于下盖板220上设置的第一电路为有源电路，那么可以仅在下盖板220上进行设计，而即围框230和上盖板210是复用的，仅需设计其无源电流匹配即可，增强了供应连续性和开发的灵活性。
16.在一些可能的实现方式中，第二电路还可以使用表面贴装器件(surface mounted devices，smd)器件做匹配，相对于高集成的mmic解决方案，其q值和损耗均比较小，链路性能较好(增益、效率及饱和功率等)，成本更低。
17.在一些可能的实现方式中，所述第二电路为分立器件或未做封装的有源芯片。由于无需在下盖板设置无源电路，克服了当前无源电路与有源部分做到一个芯片上，无源电路需要与有源部分采用相同的工艺，成本较高的缺陷。另外，相比较mmic的方案，由于第二电路为分立器件或未做封装的有源芯片，芯片的流片时间非常短，性能迭代非常快，由于流片价格非常昂贵，从而降低了成本，具有较强的供应连续性。
18.在一些可能的实现方式中，所述下盖板设置在散热齿上。
19.在一些可能的实现方式中，所述下盖板和所述散热齿之间设置有烧结块。
20.本技术第二方面提供了一种电子设备，包括如第一方面中各种实现方式所述的电子元件。
21.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
22.上盖板承载第一电路，下盖板承载第二电路，围框分别连接上盖板与下盖板，围框内设有互连线路，互连线路用于实现第一电路和第二电路的互连，第一电路和第二电路在互不干涉的情况下垂直方向上有重叠，由于围框的高度不低于预设高度，预设高度高于第一电路的高度和第二电路的高度之和，因此实现了上盖板和下盖板的之间的立体层叠结构，降低该电子设备的面积。
附图说明
23.图1-1为两级放大电路的示意图；
24.图1-2为mmic解决方案的集成芯片的示意图；
25.图2-1为本技术实施例中提供的一种电子元件的示意图；
26.图2-2为本技术实施例中提供的一种电子元件的实物示意图；
27.图2-3为本技术实施例中提供的一种电子元件的另一示意图；
28.图2-4为本技术实施例中在水平方向上观察的电子元件的拆分图；
29.图2-5为本技术实施例中将电子元件中上盖板可以设置在trx板上的示意图；
30.图2-6为本技术实施例中将电子元件中trx板作为上盖板的示意图；
31.图2-7为本技术实施例中将下盖板设置在散热齿上的示意图；
32.图2-8为本技术实施例中将下盖板焊接在辅助烧结块的示意图；
33.图3为本技术实施例中的一种电子设备的实施例示意图。
具体实施方式
34.本技术实施例提供了一种电子元件和电子设备，用于实现了立体层叠结构，降低面积，改善散热。
35.在本技术实施例中，电子元件是电子电路中的基本元素，通常是个别封装，并具有两个或两个以上的引脚，例如功放模组(power amplifier module，pam)。电子设备是指内部具有电子电路，并应用电子技术软件发挥作用的设备。电路是指由介质层以及设置于介质层上的线路、焊盘、过孔组成的结构，用于实现电子元件之间的相互连接以构成一个具有特定功能的电子电路，比如为无线基站内的大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output，massive mimo)天线收发电路。
36.功率放大器(简称：功放)是无线基站中承担功率放大的关键部件。功放的特性指标包括饱和功率和效率，它们决定了基站的功耗、尺寸、散热形态要求等。相比较传统的rru的功放，mm技术下的功放呈现出小功率、集成度高等特点。一个典型的两级放大电路由偏置馈电电路、控制电路、射频匹配电路以及有源芯片等部分组成，但是这些都放置于同一平面上，尺寸过大，需要考虑小型化措施以满足mm产品的需求。
37.单片微波集成电路(monolithic microwave integrated circuit，mmic)解决方案将部分匹配电路、偏置电路甚至部分控制电路集成到芯片上，能够大幅降低整个链路的面积，以满足mm产品的小型化需求。但是，无源电路与有源电路做到一个芯片上，无源电路需要与有源电路采用相同的工艺，成本较高，相对于传统的smd器件，芯片上集成的无源电路耐压、q值均较差，会影响链路的性能(增益、效率及饱和功率等)，而且芯片的流片时间非常长(一般为几个月)，性能迭代非常慢，且流片价格非常昂贵。
38.为此，请参考图2-1，本技术提供了一种电子元件200，包括：上盖板210、下盖板220和围框230，其中，上盖板210承载第一电路，下盖板220承载第二电路，围框230分别连接上盖板210与下盖板220，围框230内设有互连线路，互连线路用于实现第一电路和第二电路的互连。
39.在本技术实施例中，电子元件200可以为功率放大器，也可以为其他在基站中的电子元件，此处不做限定。
40.具体的，请参考图2-2，为电子元件200的立体图，如图2-3所示，为在水平方向上观察的电子元件200的合并图，如图2-4所示，为在水平方向上观察的电子元件200的拆分图。
41.下面，分别对本技术实施例中的围框230、上盖板210和下盖板220分别进行详细描述。
42.一、围框230。
43.1、围框230的高度。
44.在本技术实施例中，由于围框230的高度不低于预设高度，预设高度高于第一电路的高度和第二电路的高度之和，因此实现了上盖板210和下盖板220的之间的立体层叠结构，降低该电子设备200的面积。
45.例如，如图2-3所示，第一电路的高度为1毫米(mm)，第二电路的高度为1.5mm，围框230的高度为3mm，由于3mm》1mm 1.5mm，那么，当上盖板210承载第一电路，下盖板220承载第二电路时，实现了立体层叠结构，降低电子元件200的面积，或者说，在相同的面积下，该电子元件200可以设置更多的电路。
46.反之，若第一电路的高度为2毫米(mm)，第二电路的高度为2mm，围框230的高度为3.5mm，由于3.5mm《2mm 2mm，那么，当上盖板210承载第一电路，下盖板220承载第二电路时，无法实现立体层叠结构，也无法降低整个电子元件的面积。
47.优选的，围框230的高度不超过另一预设值，以免造成空间上的浪费，同时增大了第一电路和第二电路之间通信的难度，增大了匹配难度，也影响了其结构强度。例如，第一电路的高度为1mm，第二电路的高度为1mm，二者相加为2mm，若设置围框230的高度为10mm，那么造成不必要的空间浪费。
48.需要说明的是，所称的第一电路和第二电路为在互不干涉的情况下垂直方向上有重叠位置的电路。例如，如图2-3所示的电路1和电路2，或者电路3和电路4，或者电路2和电路3,。而电路1和电路4而不属于这种情况。在本技术实施例中，所称互不干涉指的是两个电路之间互相并无接触。
49.在本技术实施例中，如图2-3所示，围框230中设置有互连线路，互连线路既可以设置在围框230的边墙上，该互连线路用于分别连接第一电路和第二电路，用于实现第一电路和第二电路的互连。
50.2、围框230的材质。
51.在一些可能的实现方式中，围框230的材质可以为印刷线路板(printed circuit board，pcb)或塑料制品，用于固定上盖板210和下盖板220。
52.pcb是重要的电子部件，极其广泛地应用在电子产品的生产制造中。pcb可以代替复杂的布线，实现电路中各元件之间的电气连接，不仅简化了电子产品的装配、焊接工作，减少传统方式下的接线工作量，大大减轻工人的劳动强度。
53.在一些可能的实现方式中，围框230也可以是其他材质制成，此处不做限定。
54.3、围框230内设无源集成电路。
55.在一些可能的实现方式中，当围框230的材质是pcb板时，围框230可以内设无源集成电路，用于在第一电路和第二电路之间通信。
56.需要说明的是，常见的无源集成电路包括功分器和/或耦合电路。其中，功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。耦合电路连接各个功能电路，实现能量和信号的传输的电路。
57.在本技术实施例中，当围框230内设无源集成电路后，第一电路和第二电路之间可以传输直流偏置信号、开关控制信号和/或射频信号。
58.在一些可能的实现方式中，当围框230的材质为塑料制品时，也可以不内设无源集成电路，而是将无源集成电路设置在上盖板210上。
59.4、围框230具有金属化处理。
60.当第一电路和第二电路通信时，为了防止信号泄露，可以对围框230进行金属化处理，以屏蔽信号。具体的，金属化处理可以为电镀的方式，所使用的金属可以为铜、金、镍、钯等金属。在本技术实施例中，通过对围框230进行金属化处理，使其具有屏蔽信号的能力。
61.二、上盖板210。
62.1、第一电路的构成。
63.在一些可能的实现方式中，第一电路可以包括辅助电路器件，辅助电路器件包括控制电路和/或偏置电路等无源电路。
64.需要说明的是，辅助电路器件为成套设备中(除主电路以外)用于控制、测量、信号和调节，数据处理等电路上所有的导电部件。
65.在本技术实施例中，控制电路是gb/t 5226.1-2019/iec 60204-1：2016中的术语与定义，用于机械和电气设备控制(包括检测)的电路。
66.需要说明的是，晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大，就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点，所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位(可根据计算获得)。这些外部电路就称为偏置电路。
67.在一些可能的实现方式中，第一电路还可以使用表面贴装器件(surface mounted devices，smd)器件做匹配，相对于高集成的mmic解决方案，smd的q值和损耗均比较小，链路性能较好(增益、效率及饱和功率等)，成本更低。
68.2、上盖板210设置在收发信机单元(transceiver，trx)板上。
69.在一些可能的实现方式中，该电子元件200可以为一功率放大器，如图2-5所示，可以具有trx板，上盖板210可以设置在trx板上。
70.在一些可能的实现方式中，上盖板210的材质为射频板材，可以实现与trx板通过栅格阵列封装(land grid array，lga)互连。需要说明的是，lga与英特尔处理器之前的封装技术socket 478相对应，它也被称为socket t。lga主要通过金属触点式封装取代了以往的针状插脚。
71.3、上盖板210为trx板。
72.在一些可能的实现方式中，如图2-6所示，还可以将trx板作为上盖板210，节省了材料，并降低了重量。
73.当在平台上进行电子元件上的开发时，可以基于不同的通信频段，匹配不同的结构，由于下盖板220上设置的第一电路为有源电路，那么可以仅在下盖板220上进行设计，而即围框230和上盖板210是复用的，仅需设计其无源电路即可，增强了供应连续性和开发的灵活性。
74.三、下盖板220。
75.在本技术实施例中，下盖板220的材质为pcb，用于承载第二电路。
76.1、第二电路的构成。
77.在一些可能的实现方式中，第二电路包括功率放大器匹配电路、核心射频匹配电
路和有源芯片等有源电路。由于无法在下盖板220设置无源电路，克服了当前无源电路与有源部分做到一个芯片上，无源电路需要与有源部分采用相同的工艺，成本较高的缺陷。
78.在一些可能的实现方式中，第二电路还可以使用表面贴装器件(surface mounted devices，smd)器件做匹配，相对于高集成的mmic解决方案，其q值和损耗均比较小，链路性能较好(增益、效率及饱和功率等)，成本更低。
79.2、第二电路的形式。
80.在一些可能的实现方式，第二电路为分立器件或未做封装的有源芯片。
81.需要说明的是，分立器件是一种微型电子元件或部件，通过采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。
82.未做封装的有源芯片又称为裸片(die)，是指在foundry(加工厂)生产出来的芯片，上只有用于封装的压焊点(pad)，是不能直接应用于实际电路当中的。裸片(die)既是在foundry(加工厂)生产出来的芯片，即是晶圆经过切割测试后没有经过封装的芯片。
83.相比较mmic的方案，由于第二电路为分立器件或未做封装的有源芯片，芯片的流片时间非常短，性能迭代非常快，由于流片价格非常昂贵，从而降低了成本，具有较强的供应连续性。
84.3、下盖板220设置在散热齿上。
85.目前业界主流的mimo解决方案中，将有源芯片与散热齿之间存在一层trx板。在本技术实施例中，由于通过上盖板210连接trx板，或者上盖板210就是trx板，如图2-7所示，可以将下盖板220设置在散热齿上，更有利于下盖板220上有源电路(第二电路)的散热。
86.可选的，如图2-8所示，下盖板220和散热齿之间可以设置有烧结块，该烧结块用于辅助散热，用于降低第二电路的温度，提升整个模组的散热能力和功率容量。
87.请参考图3，本技术还提供了一种电子设备300，包括如上所述的电子元件200。该电子设备300包括但不限于功率放大器。
88.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
89.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。