一种基于多芯片封装的抗辐射导航模块的制作方法

本发明涉及导航，特别涉及一种基于多芯片封装的抗辐射导航模块。

背景技术：

1、中高轨卫星导航模块是安装在中高轨卫星上的导航模块，可以为卫星提供实时位置、轨道、授时信息，是中高轨卫星重要组成部分。中高轨卫星所处空间环境复杂，容易受到各种高能粒子影响，对电路长生较大破坏，影响导航模块正常工作。另外，中高轨导航模块接收gnss导航星座卫星发射的主瓣正常信号、主瓣泄漏及旁瓣导航信号完成导航定位，容易受到地面的导航信号干扰，影响导航模块正常工作。综上所述，中高轨导航模块在设计生产时需要综合考虑空间辐射和干扰信号的影响。

2、另外，传统的星载导航模块将独立封装的射频芯片、基带芯片、存储电路等导航组成芯片按照相应的功能连接起来，需要外接大量的阻容件和配套芯片，电路设计需要处理复杂的pcb布局布线问题，pcb线路在电路板上占据大量面积，导致传统星载导航模块尺寸大，功耗高、成本高，制约着导航模块的小型化发展。

3、随着电子技术的发展，集成电路的需求向更加小型化、多功能、轻量化方向转变，尤其对航天航空领域而言小型化、多功能、轻量化的需求更加急切。封装技术尤其是多芯片封装技术的发展，使集成电路向多功能、高性能、高集成度发展成为一个趋势。

技术实现思路

1、本发明所解决的技术问题是：针对传统星载接收机尺寸大、功耗高、成本高等问题，提供一种基于多芯片封装的抗辐射导航模块，将实现导航定位功能的多种裸芯片通过多芯片封装技术集成在一个封装体内，实现导航信号接收处理，并具备抗辐射能力,满足中高轨卫星定位应用需求。

2、本发明的技术方案是：一种基于多芯片封装的抗辐射星载导航模块，该抗辐射星载导航模块包括射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片；

3、射频处理芯片，包括两个射频通道，每个射频通道对导航卫星信号进行放大、滤波、下变频处理，得到模拟中频信号，将模拟中频信号进行模数转换，得到数字中频信号，将数字中频信号发送至基带处理模块，将模拟中频信号发送至模数转换芯片；

4、基带处理芯片，包括抗干扰和非抗干扰两种工作模式，非抗干扰模式下，对射频处理芯片发送过来的数字中频信号进行捕获跟踪、电文解调处理，得到卫星导航原始观测数据；抗干扰模式下，对模数转换芯片输出的数字中频信号进行干扰抑制处理，同时对射频处理芯片发送过来的数字中频信号和进行干扰抑制处理之后的数字中频信号进行捕获跟踪、电文解调处理，得到卫星导航原始观测数据；选择卫星导航原始观测数据，完成定位解算、定轨运算；将定位定轨数据、卫星导航原始观测数据输出；

5、flash存储芯片，用于存储基带处理芯片的运行程序，基带处理芯片运行所需要的参数；

6、模数转换芯片，对收到的模拟中频信号进行重采样和量化操作，得到数字中频信号发送至基带处理芯片。

7、上述抗辐射星载导航模块还包括基板、管壳及盖板；

8、射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片均为裸芯片，通过引线键合工艺连接在基板上；

9、基板为多层基板，通过各层的逻辑布线，实现射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片之间的电气互联；

10、管壳，用来放置完成互连和引线键合的基板；

11、盖板，与管壳结合，完成抗辐射星载导航模块封装。

12、优选地，射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片键合到基板上后使用流动型填充胶对基板上的裸芯片进行填充，保障裸芯片在基板上实现充分粘合，之后在管壳背面进行盖板，完成芯片封装。

13、优选地，所述射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片

14、均为具备抗辐射功能的芯片。

15、优选地，所述模数转换芯片位数在12位以上，允许输入信号的动态范围大于72db。

16、优选地，所述基带处理芯片包括导航定位单元、抗干扰模块和通信交互单元；

17、抗干扰模块，将模数转换芯片输出的数字中频信号转换至频域，得到导航信号的频谱值，将导航信号的频谱值与预设门限做比较，将超出预设门限的频谱值在频域进行置零处理，得到去除干扰的导航信号频谱，将去除干扰的导航信号频谱转换到时域，发送给导航定位单元；

18、导航定位单元，包括抗干扰和非抗干扰两种工作模式，非抗干扰模式下，对射频处理芯片发送过来的数字中频信号进行捕获跟踪、电文解调处理，得到卫星导航原始观测数据；抗干扰模式下，对模数转换芯片输出的数字中频信号进行干扰抑制处理，同时对射频处理芯片发送过来的数字中频信号和进行干扰抑制处理之后的数字中频信号进行捕获跟踪、电文解调处理，得到卫星导航原始观测数据；选择卫星导航原始观测数据，完成定位解算、定轨运算；

19、通信交互单元，用于设置导航定位单元工作模式、射频通道的工作频率，输出定位定轨数据、卫星导航原始观测数据和监测导航定位单元工作状态，实现导航定位单元程序上注、关键参数上注。

20、优选地，所述预设门限需要导航信号平均功率乘以合适的门限判决系数，门限判决系数为4～10。

21、优选地，所述射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片生产工艺采用0.18μm六层金属硅栅cmos工艺。

22、优选地，所述引线键合工艺为金丝键合，键合丝材料为金丝，键合丝直径小于等于25μm。

23、优选地，外部引脚采用设置在基板背面的全阵列bga焊球阵列引出。

24、本发明相对于现有技术的有益效果是：

25、(1)、本发明抗辐射导航模块具备抗干扰性能，可以抑制空间干扰信号，增加产品可靠性和环境适应性。

26、(2)、本发明采用多芯片封装工艺，实现了星载导航功能模块小型化，相比现有技术中的适用于中高轨卫星的星载导航模块组部件，在满足其高精度、高可靠使用前提下，降低了星载导航模块设计难度，依靠本发明的星载导航模块，外部只需要简单的电源管理及相应的配套阻容件就可以完成星载导航模块组部件设计，大大减少星载导航模块组部件重量，体积；

27、(3)、本发明抗辐射导航模块封装所选用的裸芯片均具备抗辐射性能，可以适用于空间中高轨环境使用；

28、(4)、本发明抗辐射导航模块通过裸芯片间的互连，使信号走线长度更短，信号质量得以提升，进而提升模块性能。

技术特征：

1.一种基于多芯片封装的抗辐射星载导航模块，其特征在于包括射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片；

2.根据权利要求1所述的一种基于多芯片封装的抗辐射星载导航模块，其特征在于还包括基板、管壳及盖板；

3.根据权利要求1所述的一种基于多芯片封装的抗辐射星载导航模块，其特征在于射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片键合到基板上后使用流动型填充胶对基板上的裸芯片进行填充，保障裸芯片在基板上实现充分粘合，之后在管壳背面进行盖板，完成芯片封装。

4.根据权利要求1所述的一种基于多芯片封装的抗辐射星载导航模块，其特征在于所述射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片均为具备抗辐射功能的芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于多芯片封装的抗辐射星载导航模块，其特征在于所述模数转换芯片位数在12位以上，允许输入信号的动态范围大于72db。

6.根据权利要求1所述的一种基于多芯片封装的抗辐射星载导航模块，其特征在于所述基带处理芯片包括导航定位单元、抗干扰模块和通信交互单元；

7.根据权利要求6所述的一种基于多芯片封装的抗辐射星载导航模块，其特征在于所述预设门限需要导航信号平均功率乘以合适的门限判决系数，门限判决系数为4～10。

8.根据权利要求1所述一种基于多芯片封装技术的抗辐射导航模块，其特征在于所述射频处理芯片、基带处理芯片、flash存储芯片、模数转换芯片生产工艺采用0.18μm六层金属硅栅cmos工艺。

9.根据权利要求1所述一种基于多芯片封装技术的抗辐射导航模块，其特征在于所述引线键合工艺为金丝键合，键合丝材料为金丝，键合丝直径小于等于25μm。

10.根据权利要求1所述一种基于多芯片封装技术的抗辐射导航模块，其特征在于外部引脚采用设置在基板背面的全阵列bga焊球阵列引出。

技术总结
本发明公开了一种基于多芯片封装的抗辐射星载导航模块，属于导航技术领域，包括射频处理芯片、基带处理芯片、FLASH存储芯片、模数转换芯片；射频处理芯片、基带处理芯片、FLASH存储芯片、模数转换芯片均为裸芯片，通过引线键合工艺连接在基板上，选用的裸芯片具有抗辐射功能，使其能够满足空间轨道应用。抗辐射星载导航模块可以提供实时的导航、定位、测姿、测向、授时功能，满足通讯卫星、遥感卫星及各类型航天器的导航控制和空间探测应用。同时克服现有星载导航模块体积大，走线难，成本高等问题。

技术研发人员：刘肖姬,冯长磊,李文杰,刘志刚,倪枫,王蕊,李楠,郭权,吕冰
受保护的技术使用者：北京时代民芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15