混合印刷电路板制造技术

本申请公开了一种混合印刷电路板，其包括低频基板，高频基板，以及单片微波集成电路晶粒，所述MMIC晶粒倒装于所述高频基板上，所述低频基板包括第一低频基板和第二低频基板，所述高频基板包括第一高频基板和第二高频基板，所述第一高频基板和第二高频基板相互间隔并层压于所述第二低频基板的一表面，所述第一低频基板层压于所述第二低频基板的所述表面且位于所述第一高频基板和第二高频基板之间，所述第一高频基板、第二高频基板和所述倒装的单片微波集成电路晶粒，以及所述第一低频基板共同定义一腔体。本申请能够有效降低杂散电感，从而获得更好的工作带宽，提高系统的射频性能。

【技术实现步骤摘要】
混合印刷电路板
本申请涉及集成电路
，更具体地说，本申请涉及一种用于芯片倒装的混合印刷电路板。
技术介绍
目前，在集成电路
，传统的芯片模块封装是通过使用多个分立集成电路(IC，IntegratedCircuits)以及多个有源和无源电子元件组成的。采用这些传统方法的缺点是体积大，功耗大，信号线长，随着工作频率不断提高，其已经成为一个制约提高模块性能的严重问题。与使用多个分立集成电路以及多个有源和无源电子元件组成的传统系统不同，多芯片模块(MCM，Multi-ChipModule)封装技术由于克服了分立元件的缺陷，近年来获得了长足的发展。但是，封装尺寸的减小和运行频率的提高给系统级封装(SiP，System-In-Package)厂商带来了一些挑战。由于技术的限制和不同特性材料的集成，电路基板的成本大幅提高。另外，由于工艺性问题，有时则有可能需要在模块的高频性能上作出妥协。工业上广泛使用的典型MCM基板是低温共烧陶瓷(LTCC，Co-firedCeramics)，陶瓷和层压玻璃纤维印刷电路板，每种材料都有其优点和缺点：1、LTCC，虽然其由于损耗正切常数低而具有良好的射频性能，但基板容易翘曲，图案比薄膜处理的陶瓷基板精确度低，制造成本高。2、陶瓷，基于薄膜的基板具有上述所有材料中最好的射频和微波性能。但是，由于其成本很高，所以应当被用于必要的地方。同时，其材料本身十分易碎，应特别注意安装。此外，可供选择的基板厚度也是有限的，因此限制了设计的灵活性。3、层压玻璃纤维材料，选择层厚的成本低，灵活性大。可设算大量的层数以实现复杂的性能。然而，其缺陷在于它们在微波频段的高损耗特性。图1示出了一种使用传统混合基板设计的MCM方案。在这种设计中，将高频单片微波集成电路(MMIC，MonolithicMicrowaveIntegratedCircuits)晶粒安装在由陶瓷和有机层压印刷线路板组成的混合基板上。MMIC晶粒和基板之间通过键合引线电连接。由于通常位于晶粒顶部的键合焊盘与基板表面之间的高度差异，以及MMIC晶粒的物理厚度，键合引线的长度不能太短，在实际情况下，键合引线的长度大约在50μm至100μm之间。由于这种过长的键合引线长度，及其显著的固有杂散电感，因此会限制系统的射频性能。此外，图1所示的结构中层压有机层压印刷线路板的层数非常有限，有可能降低整个系统功能的复杂性，这是不理想的。倒装芯片设计是降低键合引线产生的杂散电感的有效方法。在微波电路中，通常需要为电磁波传播创建一个空腔。典型的高性能基板(例如陶瓷)的材料是十分易碎的，因此在使用倒装芯片组装工艺时，缺少制造出这种空腔的可行性。这种空腔的高度被限制在约60μm的凸起触点内，难以通过改变腔的高度来优化射频/微波性能。有鉴于此，确有必要提供一种制造成本低、电路功能复杂以及工作带宽更好的用于芯片倒装的混合印刷电路基板。
技术实现思路
本申请的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种制造成本低、电路功能复杂以及工作带宽更好的用于芯片倒装的混合印刷电路基板。为了实现上述申请目的，本申请提供了一种混合印刷电路板，其包括低频基板，高频基板，以及单片微波集成电路(MMIC，Multi-ChipModule)晶粒，所述MMIC晶粒倒装于所述高频基板上，其中，所述低频基板包括第一低频基板和第二低频基板，所述高频基板包括第一高频基板和第二高频基板，所述第一高频基板和第二高频基板相互间隔并层压于所述第二低频基板的一表面，所述第一低频基板层压于所述第二低频基板的所述表面且位于所述第一高频基板和第二高频基板之间，所述第一高频基板、第二高频基板和所述倒装的MMIC晶粒，以及所述第一低频基板共同限定一腔体。作为本申请的一种实施方式，所述第一高频基板和第二高频基板表面分别设有第一辐射单元和第二辐射单元，所述MMIC晶粒靠近所述腔体的表面设有第三辐射单元，所述第一辐射单元和第二辐射单元分别位于所述腔体的两侧，所述MMIC晶粒位于所述腔体的上方。作为本申请的一种实施方式，所述第一、第二辐射单元和第三辐射单元用于收发电磁波，所述第三辐射单元和第一低频基板之间的距离是电磁波的半波长的整数倍。作为本申请的一种实施方式，所述低频基板包括N块层压低频基板，所述N块层压低频基板从第一低频基板、第二低频基板开始依次层压。作为本申请的一种实施方式，所述第一低频基板的表面积小于所述第二低频基板的表面积。作为本申请的一种实施方式，所述第一高频基板和第二高频基板与第一低频基板之间分别设置有间隙。作为本申请的一种实施方式，所述MMIC晶粒通过一凸起结构倒装设置在第一高频基板和第二高频基板上。作为本申请的一种实施方式，所述MMIC晶粒和高频基板之间的间距小于等于60μm。作为本申请的一种实施方式，所述高频基板的材质选自氧化铝、氮化铝、氧化铍、石英、陶瓷和蓝宝石中的一种或多种。作为本申请的一种实施方式，所述N块层压低频基板之间通过低频基板间开设的通孔和穿过通孔的内层导线实现电连接。相对于现有技术，本申请混合印刷电路板在低频基板、高频基板和MMIC晶粒之间设置用于电磁波传输的腔体，通过采用不同厚度的第一低频基板使得腔体的高度为电磁波长的一半，能够有效降低杂散电感，从而获得更好的工作带宽，提高系统的射频性能。同时，本申请混合印刷电路板可以任意地增加基板的层数，使得电路的功能复杂性得到提高。此外，由于昂贵的高性能材料只是用在关键的射频和微波电路上，因此可以降低成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1所示为传统混合基板设计的示意图。图2为本申请混合印刷电路板的示意图。图3为使用传统电路板的两种放大器设计的频率响应特性。图4为使用本申请混合印刷电路板的两种放大器设计的频率响应特性。其中，附图标记说明如下：10低频基板200b第二辐射单元10a第一低频基板300a第三辐射单元10b第二低频基板302凸起结构10n第N低频基板30MMIC晶粒20高频基板70腔体20a第一高频基板1放大器120b第二高频基板2放大器2200a第一辐射单元具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合印刷电路板，其包括低频基板，高频基板，以及单片微波集成电路晶粒，所述单片微波集成电路晶粒倒装于所述高频基板上，其中，所述低频基板包括第一低频基板和第二低频基板，所述高频基板包括第一高频基板和第二高频基板，所述第一高频基板和第二高频基板相互间隔并层压于所述第二低频基板的一表面，所述第一低频基板层压于所述第二低频基板的所述表面且位于所述第一高频基板和第二高频基板之间，所述第一高频基板、第二高频基板和所述倒装的单片微波集成电路晶粒，以及所述第一低频基板共同限定一腔体；所述单片微波集成电路晶粒通过一凸起结构倒装设置在第一高频基板和第二高频基板上；其中，所述第一高频基板和第二高频基板表面分别设有第一辐射单元和第二辐射单元，所述单片微波集成电路晶粒靠近所述腔体的表面设有第三辐射单元，所述第一辐射单元和第二辐射单元分别位于所述腔体的两侧，所述单片微波集成电路晶粒位于所述腔体的上方；所述第一、第二辐射单元和第三辐射单元用于收发电磁波，所述第三辐射单元和第一低频基板之间的距离是电磁波的半波长的整数倍。

【技术特征摘要】
1.一种混合印刷电路板，其包括低频基板，高频基板，以及单片微波集成电路晶粒，所述单片微波集成电路晶粒倒装于所述高频基板上，其中，所述低频基板包括第一低频基板和第二低频基板，所述高频基板包括第一高频基板和第二高频基板，所述第一高频基板和第二高频基板相互间隔并层压于所述第二低频基板的一表面，所述第一低频基板层压于所述第二低频基板的所述表面且位于所述第一高频基板和第二高频基板之间，所述第一高频基板、第二高频基板和所述倒装的单片微波集成电路晶粒，以及所述第一低频基板共同限定一腔体；所述单片微波集成电路晶粒通过一凸起结构倒装设置在第一高频基板和第二高频基板上；其中，所述第一高频基板和第二高频基板表面分别设有第一辐射单元和第二辐射单元，所述单片微波集成电路晶粒靠近所述腔体的表面设有第三辐射单元，所述第一辐射单元和第二辐射单元分别位于所述腔体的两侧，所述单片微波集成电路晶粒位于所述腔体的上方；所述第一、第二辐射单...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁亚兴，商松泉，
申请(专利权)人：深圳市傲科光电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44