一种基于HTCC的Ku波段集成封装微波组件的制作方法

一种基于htcc的ku波段集成封装微波组件
技术领域
1.本实用新型属于微波通讯电子器件技术领域，尤其涉及一种基于htcc的ku波段集成封装微波组件。


背景技术：

2.射频微波组件是雷达、电子对抗、通信等系统的核心组成部分，其技术指标直接制约着各类系统的性能；随着射频微波电路的快速发展，传统的二维独立封装集成方式很难满足现在的系统需求，对组件模块的小型化、多芯片模块技术(microwave multi-chip module,mmcm)、系统级封装(system in packuge,sip)以及射频链路三维集成提出了更高的要求。
3.复合多层板技术是研制小型化、高集成和高可靠微波毫米波多芯片组件的关键技术，从最初常用的各类有机基板，到ltcc(低温共烧陶瓷)技术及htcc(高温共烧陶瓷)技术，虽然有机多层基板在成熟度和成本上有明显的优势，但是在将无源器件集成方面，因为精度等问题，局限性较大；共烧陶瓷材料作为近来收到广泛关注的新型材料，在集成无源器件方面有着独厚的优势，并且可以集成无源的电阻、电容、电感等元件，而htcc(高温共烧陶瓷)因其良好的热导率被得到了越来越多的重视。
4.高温共烧陶瓷(htcc)主要是以钨金属作为导体材料与氧化铝等陶瓷材料在1600℃左右实现共烧，并通过钎焊、镀覆等工艺完成不同材料零件连接和表面处理的外壳加工技术得到。由于镀覆金厚度远小于ltcc技术的印刷金厚度，htcc封装的成本优势明显。针对导体电阻率大引起的高频封装损耗过大问题，通过材料、设计和工艺制造等技术突破，htcc外壳的适用频率越来越高，平面传输型、垂直传输型等多种封装形式的外壳可在ku波段内实现全覆盖。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种基于htcc的ku波段集成封装微波组件弥补了传统有机基板在高频混频集成电路中使用的缺陷，提高产品的可靠性，解决了小型化封装组件的高频工作的问题。
6.为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：
7.本实用新型提供一种基于htcc的ku波段集成封装微波组件，包括柯伐金属围框、射频芯片模块、多层htcc电路片、激光封焊盖板、平行封焊盖板和数字芯片模块；
8.所述射频芯片模块与多层htcc电路片共晶连接；所述柯伐金属围框与多层htcc电路片焊接；所述柯伐金属围框与平行封焊盖板平行封焊连接；所述柯伐金属围框与多激光封焊盖板激光封焊连接；所述多层htcc电路片与射频芯片模块共晶连接。
9.本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的基于htcc的ku波段集成封装微波组件具有工作频率高、层数多、热导率高和布线密度高的特点，所述可伐金属围框具有导电性强、集成密封性的特点，激光封焊盖板和平行封焊盖板具有易集成、可靠性高的特点；所述
多层htcc电路片、射频芯片模块、射频芯片模块和柯伐金属围框通过共晶、粘接、焊接、激光封焊和平行封焊的方法实现了集成封装和高密封性。
10.进一步地，所述射频芯片模块设于多层htcc电路片上侧，所述数字芯片模块设于多层htcc电路片下侧。
11.采用上述进一步方案的有益效果为：将数字电路与射频电路进行正反面堆叠，并在htcc电路片中间层实现信号隔离，提高电磁兼容性。
12.进一步地，所述射频芯片模块包括从左到右依次设置的第一射频芯片rf chip 1st和第二射频芯片rf chip 2nd；所述数字芯片模块包括从左到右依次设置的控制芯片control chip和电源芯片power chip。
13.采用上述进一步方案的有益效果为：所述数字芯片通过多层htcc电路片将控制及电源信号传递至射频芯片，射频芯片通过多层htcc电路片将射频信号传递至组件相应输出焊盘。
14.进一步地，所述多层htcc电路片采用高温共烧陶瓷基板。
15.采用上述进一步方案的有益效果为：所述共烧陶瓷主要是以钨金属作为导体材料与氧化铝等陶瓷材料在1600℃左右实现共烧，并通过钎焊、镀覆等工艺完成不同材料零件连接和表面处理的外壳加工技术得到，且由于镀覆金厚度远小于ltcc技术的印刷金厚度，htcc封装的成本优势明显，平面传输型、垂直传输型等多种封装形式的外壳可在ku波段内实现全覆盖。
16.进一步地，所述多层htcc电路片包括若干片htcc电路片，且各htcc电路片堆叠设置。
17.采用上述进一步方案的有益效果为：各htcc电路片堆叠设置，使该微波组件具有工作频率高、小型化、集成封装、气密性强、性能高的优点，在工作频段内稳定性能好、工作温度范围广，具有广泛应用前景。
18.进一步地，所述集成封装微波组件的输入阻抗和输出阻抗均采用50欧姆的焊盘。
19.采用上述进一步方案的有益效果为：所述集成封装微波组件的输入阻抗和输出阻抗均采用50欧姆的焊盘，相应的封装及焊盘间距具有可替换性。
20.进一步地，所述集成封装微波组件外部为圆角正方形，其中，其外围的几何参数为6.5mm～6.6mm。
21.采用上述进一步方案的有益效果为：本方案提供的集成封装微波组件在传统微波组件基础上加入了热仿真及高密度布线技术，将传统微波组件的尺寸显著缩小。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例中基于htcc的ku波段集成封装微波组件的结构示意图。
23.图2为本实用新型实施例中基于htcc的ku波段集成封装微波组件的示意图。
24.其中：1、柯伐金属围框；2、射频芯片模块；3、多层htcc电路片；4、激光封焊盖板；5、平行封焊盖板；6、数字芯片模块。
具体实施方式
25.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解
本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
26.如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，本方案提供一种基于htcc的ku波段集成封装微波组件，包括柯伐金属围框1、射频芯片模块2、多层htcc电路片3、激光封焊盖板4、平行封焊盖板5和数字芯片模块6；
27.所述射频芯片模块2与多层htcc电路片3共晶连接；所述柯伐金属围框1与多层htcc电路片3焊接；所述柯伐金属围框1与平行封焊盖板5平行封焊连接；所述柯伐金属围框1与激光封焊盖板4激光封焊连接；所述多层htcc电路片3与数字芯片模块6共晶连接；
28.所述多层htcc电路片、射频芯片模块、射频芯片模块和柯伐金属围框通过共晶、粘接、焊接、激光封焊和平行封焊的方法实现了集成封装和高密封性。
29.所述射频芯片模块2设于多层htcc电路片3上侧，所述数字芯片模块6设于多层htcc电路片3下侧；
30.所述射频芯片模块2包括从左到右依次设置的第一射频芯片rf chip 1st和第二射频芯片rf chip 2nd；所述数字芯片模块6包括从左到右依次设置的控制芯片control chip和电源芯片power chip；
31.所述数字芯片通过多层htcc电路片将控制及电源信号传递至射频芯片，射频芯片通过多层htcc电路片将射频信号传递至组件相应输出焊盘。
32.所述多层htcc电路片3采用高温共烧陶瓷基板；
33.所述多层htcc电路片3包括若干片htcc电路片，且各htcc电路片堆叠设置；
34.所述共烧陶瓷主要是以钨金属作为导体材料与氧化铝等陶瓷材料在1600℃左右实现共烧，并通过钎焊、镀覆等工艺完成不同材料零件连接和表面处理的外壳加工技术得到，且由于镀覆金厚度远小于ltcc技术的印刷金厚度，htcc封装的成本优势明显，平面传输型、垂直传输型等多种封装形式的外壳可在ku波段内实现全覆盖；各htcc电路片堆叠设置，使该微波组件具有工作频率高、小型化、集成封装、气密性强、性能高的优点，在工作频段内稳定性能好、工作温度范围广，具有广泛应用前景。
35.所述集成封装微波组件的输入阻抗和输出阻抗均采用50欧姆的焊盘；
36.所述集成封装微波组件的输入阻抗和输出阻抗均采用50欧姆的焊盘，相应的封装及焊盘间距具有可替换性。
37.如图2所示，所述集成封装微波组件外部为圆角正方形，其中，其外围的几何参数为6.5mm～6.6mm。
38.本实用新型的工作原理为：本方案提供的基于htcc的ku波段集成封装微波组件，所述柯伐金属围框1与多层htcc电路片3焊接，其中多层htcc电路片3采用高密度布线技术及射频垂直互联技术将数字信号和模块信号进行布局、分区及互联；所述射频芯片模块2和数字名模块6分别与平行封焊盖板5通过微组装工艺与多层htcc电路片3进行粘接及互联；激光封焊盖板4和平行封焊盖板5通过封焊技术分别与柯伐金属围框1进行封焊，保证整个组件的气密性；所述各部件均采用输入阻抗和输出阻抗为50欧姆的焊盘，其中数字芯片模块6通过多层htcc电路片3将控制芯片输出的控制信号及电源芯片输出的电源信号传递至射频芯片模块2，射频芯片模块2通过多层htcc电路片3将射频信号传递至输出组件对应的
输出焊盘。
39.本实用新型的有益效果为：本实用新型所述多层htcc电路片具有层数多和布线密度高的特点；所述射频及数字芯片具有小型化、集成度高的特点，所述内部所有部件和电路均采用先进的微组装工艺进行生产装配，该微波组件可满足实际工程应用的微波组件散热要求；该组件基于htcc的ku波段集成封装微波组件在传统微波组件基础上加入了热仿真及高密度布线技术，将传统微波组件的尺寸显著缩小；该微波组件将htcc基板外形与金属围框有效结合，在实现毫米波性能的同时实现了sip封装，可满足气密封装要求；该微波组件集成密度显著提升，大大减小了电路尺寸，具有体积小、性能稳定、指标一致性高等特点，同时具有良好的输入输出匹配，适合批量化生产，生产成本大大减小，适用于雷达、电子对抗和卫星通信等各类微波系统中。