一种紧密集成的芯片封装结构及由其形成的相控阵列射频收发装置的制作方法

文档序号:19410547发布日期:2019-12-14 00:21阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种紧密集成的芯片封装结构,其特征在于,n个芯片在基板的顶层依次排列,芯片的信号线位置、地平面敷铜。每个芯片粘接至所述的基板的顶层,且所述的基板的顶层在布置所述的芯片的位置下方也敷铜,所述的芯片下方的敷铜和所述的基板的底面金属通过过孔连接,所述的基板的顶层和底层的地平面也通过过孔连接;n个所述的芯片的焊盘之间通过水平方向长度<2mm的棒线或金属连线连接,所述的芯片的焊盘与所述的基板的焊盘之间也通过棒线或金属连线连接,n≥2。

2.一种紧密集成的芯片封装结构,其特征在于,基板的顶部开设有带顶部开口的腔体,n个芯片在所述的基板的腔体内依次排列,所述的基板的顶部未开口部分的信号线位置、地平面敷铜,每个芯片粘接至所述的腔体的底面,且所述的腔体在布置所述的芯片的位置下方也敷铜,所述的芯片下方的敷铜和所述的基板的底面金属通过过孔连接,所述的基板的接地金属层通过过孔连接;n个所述的芯片的焊盘之间通过水平方向长度<2mm的棒线或金属连线连接,所述的芯片的焊盘与所述的基板的焊盘之间也通过棒线或金属连线连接,n≥2。

3.一种由权利要求1或2所述的封装结构形成的相控阵列射频发射装置,其特征在于,该发射装置包括一颗基于半导体工艺一生产芯片a、一颗基于半导体工艺二生产的芯片b和m个天线,芯片a包括一路功分器、m通道增益/相位控制电路和m通道信号放大器,芯片b包括m通道功率放大器;射频输入信号经过芯片a的功分器得到,m通道输出通过芯片a的增益/相位控制电路移相加权,然后经过芯片a的信号放大器和芯片b的功率放大器,最后在天线处以电磁波的形式发射出去;芯片a与封装基板之间,芯片b与封装基板之间,芯片a与b之间通过棒线或金属连线连接,其中芯片a与芯片b之间的棒线或金属连线水平方向长度<2mm,以实现紧密集成的目的。

4.一种由权利要求1或2所述的封装结构形成的相控阵列射频发射装置,其特征在于,该发射装置包括一颗基于半导体工艺一生产的芯片c,两颗基于半导体工艺二生产的芯片b和n个天线,n=2·m,芯片c包括一路功分器、n通道增益/相位控制电路和n通道信号放大器,每颗芯片b包括m通道功率放大器,射频输入信号经过芯片c的功分器得到n通道输出,它们通过芯片c的增益/相位控制电路移相加权,然后经过芯片c的信号放大器和芯片b的功率放大器,最后在天线处以电磁波的形式发射出去。芯片b与芯片c之间,芯片b与封装基板之间通过棒线或金属连线连接,其中芯片b与芯片c之间的棒线或金属连线水平方向长度<2mm,以实现紧密集成的目的。

5.根据权利要求4或5所述的相控阵列射频发射装置,其特征在于,所述的半导体工艺一为sicmos工艺,半导体工艺二为sigebicmos工艺或iii-v族化合物半导体工艺。

6.一种由权利要求1或2所述的封装结构形成的相控阵列单波束合成射频接收装置,其特征在于,该接收装置包括p个天线、使用半导体工艺三生产的芯片d和使用半导体工艺四生产的芯片e;芯片d包括p通道低噪声放大器;芯片e包括p通道信号放大器、p通道增益/相位控制电路和一个功合器,天线接收的p通道射频信号分别经过芯片d的每个通道的低噪声放大器,经过芯片e的每个通道的信号放大器和增益/相位控制电路移相加权,并在芯片e的功合器处求和输出;芯片d与封装基板之间、芯片d与芯片e之间、芯片e与封装基板之间通过棒线或金属连线连接,其中芯片d与芯片e之间的棒线或金属连线水平方向长度<2mm,以实现紧密集成的目的。

7.一种由权利要求1或2所述的封装结构形成的相控阵列单波束合成射频接收装置,其特征在于,该接收装置包括q个天线,两颗基于半导体工艺三生产的芯片d和一颗基于半导体工艺四生产的芯片f,q=2·p;芯片d包括p通道低噪声放大器;芯片f包括q通道信号放大器、q通道增益/相位控制电路和一个功合器;天线接收的q通道射频信号分别经过芯片d的每个通道的低噪声放大器,经过芯片f的每个通道的信号放大器和增益/相位控制电路移相加权,并在芯片f的功合器处求和输出;芯片d与封装基板之间、芯片d与芯片f之间通过棒线或金属连线连接,其中芯片d与芯片f之间的棒线或金属连线水平方向长度<2mm,以实现紧密集成的目的。

8.一种由权利要求1或2所述的封装结构形成的相控阵列两波束合成射频接收装置,其特征在于,该接收装置包括p个天线、使用半导体工艺三生产的芯片d和使用半导体工艺四生产的芯片g,芯片d包括p通道低噪声放大器;芯片g包括p通道信号放大器、p通道增益/相位控制电路和两路功合器;p通道射频信号分别经过芯片d的每个通道的低噪声放大器,经过芯片g的每个通道的信号放大器和增益/相位控制电路移相加权,并分别连接至两路功合器处求和输出,最终产生两路射频输出信号b1、b2;芯片d与封装基板之间、芯片d与芯片g之间、芯片g与封装基板之间通过棒线或金属连线连接,其中芯片d与芯片g之间的棒线或金属连线水平方向长度<2mm,以实现紧密集成的目的。

9.一种由权利要求1或2所述的封装结构形成的相控阵列两波束合成射频接收装置,其特征在于,该接收装置q个天线、使用半导体工艺三生产的芯片d和使用半导体工艺四生产的芯片h,q=2·p;芯片d包括p通道低噪声放大器;芯片h包括q通道信号放大器、q通道增益/相位控制电路和两路功合器;天线接收的q通道射频信号分别经过芯片d的每个通道的低噪声放大器,经过芯片h的每个通道的信号放大器和增益/相位控制电路移相加权,并分别连接至两路功合器处求和输出,最终产生两路射频输出信号b1、b2;芯片d与封装基板之间、芯片d与芯片h之间通过棒线或金属连线连接,其中芯片d与芯片h之间的棒线或金属连线水平方向长度<2mm,以实现紧密集成的目的。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的射频接收装置,其特征在于,所述的半导体工艺三为sigebicmos工艺或iii-v族化合物半导体工艺,半导体工艺四为sicmos工艺。


技术总结
本发明公开一种紧密集成的芯片封装结构及由其形成的相控阵列射频收发装置,该封装结构整合多颗不同生产工艺的芯片设计封装,而非独立设计每颗芯片的封装再在板级互连,从而有效减小了整体的面积,提高了系统集成度,同时改善了射频性能,降低了应用成本,使得在高频卫星通信相控阵中应用多颗不同生产工艺芯片成为可能。

技术研发人员:徐志伟;李娜雨;厉敏;张梓江;王绍刚;高会言
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:2019.08.01
技术公布日:2019.12.13
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