一种微波ltcc基板垂直互连结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微波电路技术领域，具体涉及一种微波LTCC基板垂直互连结构。
【背景技术】
[0002]LTCC技术由于其在微波毫米波段表现出优异的微波性能，已成为二维微波多芯片组装的一项主流技术。LTCC技术是在生瓷带上利用机械或激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷、叠片、层压及烧结等工艺制作所需要的电路图形，850°C下烧结制成三维空间互不干扰的高密度组件，表面可以贴装MMIC芯片，制成三维多芯片微波模块。
[0003]多芯片微波电路模块组装技术中最关键的难点是实现多芯片微波电路模块间的垂直互连，即上下二维微波电路模块的输入输出垂直相互连接。微波电路模块中的垂直互连包括层问微波信号地之间的互连，既要保证微波信号损耗小，又要有结构的简单和牢固。
[0004]目前常采用以下几种方法实现微波电路的垂直组装:
[0005]第一种为徐利等人在专利CN103515356 “一种叠层式三维LTCC垂直互连微波模块”中提出的利用毛纽扣结构实现微波信号的垂直互连。该方法虽易定位、易拆卸、成本低，但存在附加结构过多、体积过大、金属支撑体加工难度大且高频性能差等不足。
[0006]第二种为蒋明等人在文章“LTCC三维MCM技术”中提出的利用侧面引出传输线进行交叉叠层互连的技术，该方法虽然节省空间，但该方法的不足是，由于需要在LTCC基板的侧面进行传输线印刷，对LTCC的制作工艺要求极高，可实现性差。
[0007]第三种为严伟等人在文章“基于LTCC技术的三维集成微波组件”(《电子学报》2005年第11期)中提出的利用穿墙结构实现微波信号的互连，该方法信号损耗驻波比较小、连接方便、易于散热，但该方法组装密度减小的十分有限，接头的形状和焊缝对高频性能影响十分显著。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种微波LTCC基板垂直互连结构，能够实现微波电路的高密度、高可靠性组装，具有较好的微波传输性能。
[0009]为了达到上述目的，本实用新型包括上层LTCC基板和下层LTCC基板，上层LTCC基板的内部设置有一个转接PAD，转接PAD连接有上层基板带状线，上层LTCC基板的上、下表面均设置有若干表面焊盘，下层LTCC基板的上表面设置有与上层LTCC基板的表面焊盘相对应的上表面焊盘，以及与上层基板带状线相对应的下层基板共面波导，转接PAD与上层LTCC基板下表面对应的表面焊盘连接，上层LTCC基板下表面的表面焊盘与相对应的上表面焊盘间通过金属球连接。
[0010]所述上层LTCC基板和下层LTCC基板的厚度均为0.76mm。
[0011]所述转接PAD中部开设有通孔，转接PAD通过通孔与下表面焊盘连接，中间通孔旁设置有17根相同直径的接地通孔。
[0012]所述下层LTCC基板的上表面焊盘为六个，六个上表面焊盘竖直两列排列在下层LTCC基板的上表面，每列三个；上层LTCC基板的表面焊盘为i^一个，其中六个表面焊盘竖直两列排列在上层基板的上表面，每列三个，五个表面焊盘竖直两列排列在上层LTCC基板的下表面，其中一列为两个，另一列为三个。
[0013]与现有技术相比，本实用新型在上层LTCC基板内设置上层基板带状线，下层LTCC基板的上表面设置有下层基板共面波导，通过金属球连接上层基板带状线与下层基板共面波导，组成BGA垂直互连结构连接上层LTCC基板和下层LTCC基板，实现了微波元件的多层立体组装，因此减小了占用的平面面积，提高了组装密度，由于采用上下层垂直连接结构，层间安装的裸芯片具有更好的保护，具有较好的微波传输性能。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图；
[0015]图2为本实用新型上层LTCC基板的结构示意图；
[0016]图3为本实用新型下层LTCC基板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0018]参见图1、图2和图3，本实用新型包括上层LTCC基板I和下层LTCC基板2，上层LTCC基板I和下层LTCC基板2的厚度均为0.76mm，上层LTCC基板I的内部设置有一个转接PAD 7，转接PAD 7连接有上层基板带状线3，上层LTCC基板I的上、下表面均设置有若干表面焊盘4，下层LTCC基板2的上表面设置有与上层LTCC基板I的表面焊盘4相对应的上表面焊盘8，以及与上层基板带状线3相对应的下层基板共面波导6，转接PAD 7与上层LTCC基板I下表面对应的表面焊盘4连接，下表面焊盘4与相对应的上表面焊盘8间通过金属球5连接；
[0019]上层基板带状线3和下层基板共面波导6采用金属球5进行共地连接，转接PAD7中部开设有通孔，转接PAD 7通过通孔与下表面焊盘4连接，中间通孔旁设置有17根相同直径的接地通孔；
[0020]下层LTCC基板2的上表面焊盘8为六个，六个上表面焊盘8竖直两列排列在下层LTCC基板2的上表面，每列三个；上层LTCC基板I的表面焊盘4为^^一个，其中六个表面焊盘4竖直两列排列在上层基板I的上表面，每列三个，五个表面焊盘4竖直两列排列在上层LTCC基板I的下表面，其中一列为两个，另一列为三个。
[0021]LTCC基板的生瓷带由Ferro公司提供，上层LTCC基板I设置有上层基板带状线3，下层LTCC基板2设置有下层基板共面波导6，均为带地的共面波导，上层基板带状线3和下层基板共面波导6的中间信号微带线宽度为0.27_，距两边为0.2_，转接PAD7的中间通孔直径为0.1mm，距其Imm处为17根相同直径的接地通孔，上下转接PAD直径分别为0.4mm、0.6mm，带状线宽度为0.25mm，与共面波导进行圆滑过渡。
[0022]将金属球放入下层LTCC基板2对应的腔体结构内，将上层基板的焊盘与下层基板的焊盘进行位置对应，将焊盘与金属球焊接，实现微波信号的传输。
【主权项】
1.一种微波LTCC基板垂直互连结构，其特征在于:包括上层LTCC基板(I)和下层LTCC基板(2)，上层LTCC基板(I)的内部设置有一个转接PAD (7)，转接PAD (7)连接有上层基板带状线(3)，上层LTCC基板(I)的上、下表面均设置有若干表面焊盘(4)，下层LTCC基板(2)的上表面设置有与上层LTCC基板(I)的表面焊盘(4)相对应的上表面焊盘(8)，以及与上层基板带状线(3)相对应的下层基板共面波导(6)，转接PAD (7)与上层LTCC基板(I)下表面对应的表面焊盘⑷连接，上层LTCC基板⑴下表面的表面焊盘⑷与相对应的上表面焊盘(8)间通过金属球(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种微波LTCC基板垂直互连结构，其特征在于:所述上层LTCC基板(I)和下层LTCC基板(2)的厚度均为0.76mm。
3.根据权利要求1所述的一种微波LTCC基板垂直互连结构，其特征在于:所述转接PAD(7)中部开设有通孔，转接PAD(7)通过通孔与对应的表面焊盘(4)连接，中间通孔旁设置有17根相同直径的接地通孔。
4.根据权利要求1所述的一种微波LTCC基板垂直互连结构，其特征在于:所述下层LTCC基板(2)的上表面焊盘(8)为六个，六个上表面焊盘(8)竖直两列排列在下层LTCC基板(2)的上表面，每列三个；上层LTCC基板⑴的表面焊盘⑷为十一个，其中六个表面焊盘(4)竖直两列排列在上层基板(I)的上表面，每列三个，五个表面焊盘(4)竖直两列排列在上层LTCC基板(I)的下表面，其中一列为两个，另一列为三个。
【专利摘要】本实用新型公开了一种微波LTCC基板垂直互连结构，包括上层LTCC基板和下层LTCC基板，上层LTCC基板的内部设置有一个转接PAD，转接PAD连接有上层基板带状线，上层LTCC基板的上、下表面均设置有若干表面焊盘，下层LTCC基板的上表面设置有与上层LTCC基板的表面焊盘相对应的上表面焊盘，以及与上层基板带状线相对应的下层基板共面波导，上层基板带状线与下层基板共面波导通过金属球连接，下表面焊盘与相对应的上表面焊盘间通过金属球连接。本实用新型采用BGA垂直互连结构，实现了微波元件的多层立体组装，因此减小了占用的平面面积，提高了组装密度，由于采用上下层垂直连接结构，层间安装的裸芯片具有更好的保护。
【IPC分类】H01L23-538
【公开号】CN204271075
【申请号】CN201420693905
【发明人】于铠达, 高苏芳, 王俊峰, 郝沄, 黄华, 李建国, 黄征
【申请人】中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年11月18日