本发明涉及有源相控阵天线和芯片电连接，更具体地，涉及一种一种适合大规模有源相控阵天线阵列的结构及其制作方法。
背景技术：
1、对于目前的大规模有源相控阵天线技术，举例来说，一种毫米波cmos相控阵芯片及大规模集成天线阵列系统，这种大规模高集成度有源相控阵天线系统，最大规模可达4096个贴片天线单元，1024个芯片，其多采用集成度更高、尺寸更小的瓦式一体化结构设计，且整个阵列由多个子阵列互联组成。
2、这种大规模有源相控阵天线阵列，各级子阵互联大大增加了整个阵列的设计难度，这种互联设计主要除了需要考虑各级电源和时钟信号的互相连接，还需确保降低各连接面及连接面间接插件的无源互调值，避免过大的互调信号影响相控阵测控系统的接收工作性能，这些设计都会极大地增加生产装配工作量，影响天线生产进度。
3、另外在现有的有源相控阵天线系统中，都是将芯片管脚焊接在基板对应的电镀焊盘上来完成芯片电气连接，以此来实现信号传输，如上述大规模高集成度有源相控阵天线系统，每副天线阵列最多需装配1024个芯片，不可能对所有芯片进行装前测检，这样在出现芯片或者焊接质量不合格的情况下，无法单独拆除和更换芯片，需将其所在子阵进行整体更换，这样就会导致大量的浪费，极大地提高生产成本。
4、而且对于上述的大规模有源相控阵天线阵列，其机械强度也是一个很大的问题，这是因为将芯片焊接在基板上这种连接方式属于一种钢性连接，这种大面积的钢性连接在受到高频率地同频机械振动容易致使多处芯片管脚在焊点处发生裂缝或错位等问题，使部分芯片失去对天线单元的控制从而影响整个天线阵列辐射性能；此外各子阵级间的互联机械强度也是一个很大的挑战。
5、另一方面，针对电源分配设计，现有大规模有源相控阵天线系统也存在巨大的挑战，如上例中，在保证高功率前提下，这种毫米波cmos相控阵芯片及大规模集成天线阵列系统，低电压大电流已成为电源设计的必然趋势，但是由于芯片的电源分配网络采用满足高频性能的印刷电路板制成，这种高频印刷电路板表面铜层厚度不足且铜阻极大，电源设计整体电流大，这就导致电流流经电源分配网络越长压降越大，芯片供电电压越小，而天线方向图成像原理要求整个天线辐射阵面输出幅度满足“中间大两边小”的分布趋势，上述电源分配设计明显无法满足这样的要求。
6、同时要满足输入直流电，隔绝交流电，每个芯片电源分配网络上的滤波电容必不可少，且每路电源都要连接滤波电容，而如上例中，这种毫米波cmos相控阵芯片及大规模集成天线阵列系统，每副天线阵列最多需装配1024个芯片，这样滤波电容的数目庞大，而且都要通过焊接连接电源分配网络，同时为了更好地发挥滤波电容“通交流隔直流”的作用，滤波电容往往近距离环绕分布芯片四周，从而导致在有限面积的天线基板上滤波电容放置困难或者放置空间不足，以及大大地增加了电源分配网络设计的复杂程度。
技术实现思路
1、本发明正是针对上述现存的技术问题，提出了一种适合大规模有源相控阵天线阵列的结构及其制作方法。
2、本发明通过下述技术方案来实现：
3、本发明公开了一种适合大规模有源相控阵天线阵列的结构及其制作方法，包括芯片、基板、压合互连馈电部分：芯片的管脚为晶圆级锡球或铜柱镀金封装；基板由制作了互连线与精准定位孔的多层高频印刷电路板组成，基板正反两面分别集成贴片天线单元和定位精准的芯片焊盘；压合互连馈电部分包括开有芯片定位框的定位板、固定和馈电双用途的接地上盖板和电源夹合板及多个接地上盖板螺钉和电源夹合板螺钉。
4、在本发明中，依次将定位板对准置于基板上，将芯片放入芯片定位框内，接上电源夹合板和接地上盖板，通过对位插入电源夹合板螺钉与接地上盖板螺钉并旋紧螺母完成固定及给芯片通电。在本发明中，芯片无须焊接，同时经由厚度足够的电源夹合板和接地上盖板给芯片通电，传输损耗小，并且滤波电容连接于电源夹合板和接地上盖板之间，通过上述一系列技术方案有效地解决了现存的技术问题。
5、在本发明中优选的，所述基板正面前端部分设有通信接口，所述通信接口采用并行总线通信的数据传输方式来对阵列所有芯片进行广播分布式并行控制。
6、在本发明中优选的，所述基板上接定位板，所述定位板设有多处芯片定位框，与所有芯片一一对应；同时芯片定位框内壁有一定高度的内向斜坡，以方便取放芯片，将芯片完全置于芯片定位框内，且芯片外壁与芯片定位框内壁恰好接触。
7、在本发明中优选的，所述接地上盖板和电源夹合板通过芯片压接凸台和矩形槽上下嵌套组合，二者上下相接处使用绝缘导热胶隔离。
8、在本发明中优选的，所述接地上盖板具有多个表面平整的芯片压接凸台，所述芯片压接凸台表面朝下，分布在芯片正上方，与所有芯片一一对应，凸台表面贴有弹性金属片，同时每个凸台四周边沿设有用来焊接滤波电容接地端的焊盘。
9、在本发明中优选的，所述电源夹合板开有多个矩形槽，所述矩形槽分布在芯片正上方，与所有芯片一一对应，同时每个矩形槽四周槽边设有用来焊接滤波电容电源端的焊盘。
10、在本发明中优选的，所述矩形槽稍大于芯片压接凸台，所述芯片压接凸台、矩形槽和芯片中心位置处于同一上下轴线上，所述接地上盖板的电容接地端焊盘和电源夹合板的电容电源端焊盘在同一高度。
11、在本发明中优选的，所述接地上盖板和电源夹合板中间夹层设有弹性金属板，三者接触面平整且依次上下堆叠组合，所述弹性金属板和电源夹合板上下连接处使用绝缘导热胶隔离。
12、在本发明中优选的，所述电源夹合板开有用来放置滤波电容电源端的滤波电容卡槽，所述滤波电容卡槽内部设有与电源夹合板一体的弹性金属片。
13、在本发明中优选的，所述弹性金属板开有与弹性金属板一体的弹性金属片，所述弹性金属片与滤波电容接地端恰好接触且一一对应，同时弹性金属片与滤波电容中心位置处于同一上下轴线上。
14、在本发明中优选的，所述接地上盖板螺钉与电源夹合板螺钉等间隔交替分布，所述接地上盖板螺钉与电源夹合板螺钉所用的螺母均为非金属螺母。
15、在本发明中优选的，所述接地上盖板螺钉上下垂直依次贯穿接地上盖板、电源夹合板、定位板与基板，且确保均匀分布在相邻芯片间距线的中心轴线上。
16、在本发明中优选的，所述电源夹合板螺钉上下垂直依次贯穿电源夹合板、定位板与基板，且确保均匀分布在相邻芯片间距线的中心轴线上。
17、在本发明中优选的，所述压合互连和馈电部分设有压力调节螺钉，所述压力调节螺钉上下垂直依次贯穿接地上盖板与电源夹合板直至弹性金属片，且分布在芯片中心正上方，与所有芯片一一对应。
18、与现有技术相比，本发明拥有如下的优点和效果：
19、本发明芯片电连接方式可自由选择压接或焊接，在上述方案芯片压接在基板上后，可直接拆除和更换芯片，以此可以极大地避免浪费，降低生产成本，同时整个阵列可作为一个整体无需考虑传统子阵间的互联设计问题。
20、本发明芯片压接方式属于弹性连接，对于大规模的有源相控阵天线阵列，在受到高频率机械振动的作用力时，这种弹性连接方式可以起到很好的缓冲作用，减少连接处裂缝或错位等问题的发生，而且无需考虑子阵间互联的机械强度问题。
21、另一方面，本发明中供电电流经由接地上盖板和电源夹合板给芯片供电，所选接地上盖板和电源夹合板厚度较大，阻抗较小，芯片的电压下降问题得到有效地减小，这样整个大规模阵列所有芯片的供电电压会更加容易满足天线方向图成像的要求，设计和后期调控难度有效降低。
22、同时，本发明中滤波电容焊接在接地上盖板和电源夹合板之间，无需围绕焊接在芯片周围，且无需通过焊接连接电源分配网络，这样滤波电容分布空间充足且电源分配网络设计更简单化。