一种三维瓦片式微波封装组件制造技术

本发明专利技术公开了一种三维瓦片式微波封装组件，其特征在于包括盖板、盒体、高密度电路基板、弹性连接器、金属支撑架、低频连接器和射频连接器，所述盖板采用两种膨胀系数不同的复合材料，所述盖板由高膨胀系数复合材料封装低膨胀系数复合材料而成；所述高密度电路基板设置在所述盖板和所述盒体上；所述弹性连接器用于连接分别设置在所述盖板和所述盒体上的高密度电路基板；所述金属支撑架设置在所述盒体内；所述低频连接器设置在所述盖板上；所述射频连接器设置在所述盖板和所述盒体上。利用不同膨胀系数复合材料封装成盖板，实现盖板既能与盒体气密封装，又能作为高密度电路基板的可局部气密机械支撑板，提高了三维瓦片微波封装组件的气密性能。

【技术实现步骤摘要】
一种三维瓦片式微波封装组件
本专利技术涉及微电子封装领域，尤其是一种三维瓦片式微波封装组件。
技术介绍
传统的砖式相控阵天线结构采用元器件放置方向垂直于相控阵天线阵面孔径，微波组件电路采用纵向集成横向组装方式。砖式微波组件包含一行或一列多功能芯片、移相器、功分器以及其他一些元器件，砖式微波组件制造工艺简单，但是纵向尺寸较大，安装空间比较大，不利于结构共形。瓦片相控阵天线结构采用元器件放置方向平行于相控阵天线阵面孔径，面子阵电路采用横向集成纵向组装方式。瓦片微波组件纵向尺寸小，集成度和封装效率比砖式结构高、体积小、成本低。砖式微波组件采用二维平面集成技术，封装盖板只是用作气密隔离，比较容易实现气密封装。瓦片微波采用三维立体结构，封装盖板除了用作气密隔离，还需要作为电路基板的机械支撑，比较难实现气密封装。《米波瓦式相控阵天线TR组件》(赵青、黄健)介绍了把射频输入/输出接口移到垂直于腔体方向，把功率芯片直接安装在金属盒体上散热，并没有阐述如何实现三维电气互连和组件整体气密封装。《高密度集成有源相控阵天线体系架构与设计方法》(何庆强、何海丹等)论文中介绍了一种瓦式有源相控阵天线体系架构，介绍了电路和芯片设计方法，并没有详细介绍瓦片式微波组件内部结构和气密封装方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种采用不同膨胀系数复合材料封装成盖板，实现盖板既能与盒体气密封装，又能作为高密度电路基板的可局部气密机械支撑板的三维瓦片式微波封装组件。本专利技术采用的技术方案如下：一种三维瓦片式微波封装组件，其特征在于包括盖板、盒体、高密度电路基板、弹性连接器、金属支撑架、低频连接器和射频连接器，所述盖板采用两种膨胀系数不同的复合材料，所述盖板由高膨胀系数复合材料封装低膨胀系数复合材料而成；所述高密度电路基板设置在所述盖板和所述盒体上；所述弹性连接器用于连接分别设置在所述盖板和所述盒体上的高密度电路基板；所述金属支撑架设置在所述盒体内；所述低频连接器设置在所述盖板上；所述射频连接器设置在所述盖板和所述盒体上。进一步地，所述盖板复合材料膨胀系数之差0＜CTE1-CTE2≤10其中，CTE1为高膨胀系数复合材料的膨胀系数，CTE2为低膨胀系数复合材料的膨胀系数。进一步地，所述盖板复合材料的长度之差3≤L-E≤5其中，L为所述盖板中高膨胀系数复合材料的长度，E为所述盖板中低膨胀系数复合材料的长度。进一步地，所述盒体与所述盖板的高膨胀系数复合材料焊接。进一步地，所述高密度电路基板与所述盖板的低膨胀系数复合材料固定连接。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：采用不同膨胀系数复合材料封装成盖板，实现盖板既能与盒体气密封装，又能作为高密度电路基板的可局部气密机械支撑板，提高了三维瓦片微波封装组件的气密性能，该种结构设计的微波封装组件气密漏率小于5×10-8mbar.l/s,产品可靠性提高30％；三维瓦片微波组件将高密度电路基板装配在盖板的低膨胀系数复合材料中构成顶层电路，将高密度电路基板装配在盒体中构成底层电路，电路层间采用弹性连接器和金属支撑架连接实现了三维微波信号的垂直互联。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为本专利技术实施例提供的三维瓦片式微波封装组件的结构图。其中1-盖板、2-盒体、3-高密度电路基板、4-弹性连接器、5-金属支撑架、6-低频连接器、7-射频连接器图2为本专利技术实施例提供的盖板结构示意图。其中1-1为高膨胀系数复合材料、1-2为低膨胀系数复合材料具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。图1为本专利技术实施例提供的三维瓦片式微波封装组件的结构图，如图1所示，一种三维瓦片式微波封装组件，其特征在于包括盖板1、盒体2、高密度电路基板3、弹性连接器4、金属支撑架5、低频连接器6和射频连接器7，所述盖板1采用两种膨胀系数不同的复合材料，所述盖板1由高膨胀系数复合材料封装低膨胀系数复合材料而成；所述高密度电路基板3设置在所述盖板1和所述盒体2上；所述弹性连接器4用于连接分别设置在所述盖板1和所述盒体2上的高密度电路基板3；所述金属支撑架5设置在所述盒体2内；所述低频连接器设置6在所述盖板1上；所述射频连接器7设置在所述盖板1和所述盒体2上。所述盖板1复合材料膨胀系数之差0＜CTE1-CTE2≤10其中，CTE1为高膨胀系数复合材料的膨胀系数，CTE2为低膨胀系数复合材料的膨胀系数。两种复合材料的膨胀系数差异超过10时，两种复合材料在高低温作用下界面容易因材料膨胀系数失配过大，出现裂纹而发生漏气。高膨胀系数复合材料尺寸越大，激光焊接越不容易漏气，但是会引起整个复合材料翘曲，同时低膨胀系数复合材料固定高密度电路基板面积会越小，因此所述盖板复合材料的长度之差满足3≤L-E≤5其中，L为所述盖板俯视图中高膨胀系数复合材料的长度，E为所述盖板俯视图中低膨胀系数复合材料的长度。图2为本专利技术实施例提供的盖板结构示意图，优化地，所述高膨胀系数复合材料与低膨胀系数复合材料的封装方式包括压力熔渗法和真空钎焊法。所述盒体2与所述盖板1的高膨胀系数复合材料焊接，优化地，所述焊接方式为多温度梯度激光焊接；微波组件顶层电路高密度电路基板3固定连接在所述盖板1的低膨胀系数复合材料中，微波组件底层电路高密度电路基板3固定连接在所述盒体2上；微波组件层间电路采用弹性连接器4和金属支撑架5连接，所述弹性连接器4用于连接分别设置在所述盖板1和所述盒体2的高密度电路基板3，所述弹性连接器4垂直于所述盖板1和所述盒体2的底层面，所述金属支撑架5设置在所述盒体2内，所述金属支撑5架垂直于所述弹性连接器4，用于实现三维微波信号垂直互联；所述低频连接器6固定连接在所述盖板1的低膨胀系数复合材料中；所述射频连接器7设置在所述盒体2和所述盖板1的低膨胀系数复合材料中。采用不同膨胀系数复合材料封装成盖板，实现盖板既能与盒体气密封装，又能作为高密度电路基板的局部气密机械支撑板，提高了三维瓦片微波封装组件的气密性能，该种结构设计的微波封装组件气密漏率小于5×10-8mbar.l/s,产品可靠性提高30％。本专利技术并不局限于前述的具体实施方式。本专利技术扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维瓦片式微波封装组件，其特征在于包括盖板、盒体、高密度电路基板、弹性连接器、金属支撑架、低频连接器和射频连接器，所述盖板采用两种膨胀系数不同的复合材料，所述盖板由高膨胀系数复合材料封装低膨胀系数复合材料而成；所述高密度电路基板设置在所述盖板和所述盒体上；所述弹性连接器用于连接分别设置在所述盖板和所述盒体上的高密度电路基板；所述金属支撑架设置在所述盒体内；所述低频连接器设置在所述盖板上；所述射频连接器设置在所述盖板和所述盒体上。

【技术特征摘要】
1.一种三维瓦片式微波封装组件，其特征在于包括盖板、盒体、高密度电路基板、弹性连接器、金属支撑架、低频连接器和射频连接器，所述盖板采用两种膨胀系数不同的复合材料，所述盖板由高膨胀系数复合材料封装低膨胀系数复合材料而成；所述高密度电路基板设置在所述盖板和所述盒体上；所述弹性连接器用于连接分别设置在所述盖板和所述盒体上的高密度电路基板；所述金属支撑架设置在所述盒体内；所述低频连接器设置在所述盖板上；所述射频连接器设置在所述盖板和所述盒体上。2.根据权利要求1所述的一种三维瓦片式微波封装组件，其特征在于，所述盖板复合材料膨胀系数之差0＜CTE1-CTE2≤10其中，CTE1为高膨胀系数复合材料的膨胀系数，CTE2为低膨胀系数复合材料的膨胀系数。3.根据权利要求1所述的一种三维瓦片式微波封装组件，其特征在于，所述盖板复合材料的长度之差3≤L-E≤5其中，L为所述盖板中高膨胀系数复合材料的长度，E为所述盖板中低膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：季兴桥，来晋明，李悦，王超杰，余雷，吴昌勇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51