基于硅基三维集成的微小型雷达高频大功率有源子阵制造技术

技术编号:26649892 阅读:83 留言:0更新日期:2020-12-09 00:37
本发明专利技术公开了一种基于硅基三维集成的微小型雷达高频大功率有源子阵,包括硅基阵列天线、散热冷板和硅基T/R组件;硅基天线阵列与硅基T/R组件采用纳米银浆烧结在散热冷板上,通过烧结于冷板内的射频绝缘子实现信号传输;硅基T/R组件呈现两层结构,上层为收发放大模块,下层为控制模块,层间通过硅通孔实现三维互联,与外部信号传输通过硅基T/R组件最下层硅圆片表面的焊球阵列封装完成。本发明专利技术利用硅基三维集成技术实现雷达高频大功率有源子阵天线与收发多通道集成,实现一体化、轻小型、可扩展、高效散热设计,大幅降低系统体积和重量,满足雷达系统多功能、模块化、高可靠、小型化等发展需求。

【技术实现步骤摘要】
基于硅基三维集成的微小型雷达高频大功率有源子阵
本专利技术涉及射频收发领域,具体设计一种基于硅基三维集成的微小型雷达高频大功率有源子阵,可以应用于精确制导、电子对抗、汽车防撞雷达等领域。
技术介绍
雷达高频大功率有源子阵作为相控阵雷达的核心部件,是决定雷达整机小型化、轻量化、低成本以及高可靠工作的最重要因素。现有的雷达高频大功率有源子阵一般采用多芯片组件技术(MCM)或选择LTCC工艺实现规模集成。授权专利技术专利(CN104062636B,专利技术名称:S波段16通道T/R组件片上系统集成设计方法,公开日:2017年1月11日)介绍了一种采用了片上系统集成设计方法实现的S波段16通道T/R组件,该组件内部按照功能模块进行划分,采用以“金丝键合”或者“倒扣焊”为代表的高密度微组装电路技术来实现片上系统集成设计,共使用3种芯片和1个集成模块实现T/R组件通道内部功能。相比于本专利技术,基于MCM技术的T/R组件内部高频时键合引线的寄生效应、键合引线之间的耦合效应、倒扣焊相邻焊点过大的间距和寄生参数直接制约雷达大功率有源子阵集成的密度和灵活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于硅基三维集成的微小型雷达高频大功率有源子阵,其特征在于,包含由上至下依次设置的硅基阵列天线层(1)、散热冷板层(2)和硅基T/R组件层(3),所述散热冷板层(2)设置射频绝缘子(31),所述硅基阵列天线层(1)与所述硅基T/R组件层(3)固定于所述散热冷板层(2)的两侧,并通过冷板层(2)内的所述射频绝缘子(31)实现信号连接;所述硅基T/R组件层(3)包含若干个单元组件(5),所述单元组件(5)呈两层结构;任意一个所述单元组件(5)作为三维堆叠的基本模块,将多个所述基本模块向上堆叠延伸以形成整个硅基T/R组件层(3);/n所述单元组件(5)中的每层结构设置一层硅转接板(6)和位于...

【技术特征摘要】
1.一种基于硅基三维集成的微小型雷达高频大功率有源子阵,其特征在于,包含由上至下依次设置的硅基阵列天线层(1)、散热冷板层(2)和硅基T/R组件层(3),所述散热冷板层(2)设置射频绝缘子(31),所述硅基阵列天线层(1)与所述硅基T/R组件层(3)固定于所述散热冷板层(2)的两侧,并通过冷板层(2)内的所述射频绝缘子(31)实现信号连接;所述硅基T/R组件层(3)包含若干个单元组件(5),所述单元组件(5)呈两层结构;任意一个所述单元组件(5)作为三维堆叠的基本模块,将多个所述基本模块向上堆叠延伸以形成整个硅基T/R组件层(3);
所述单元组件(5)中的每层结构设置一层硅转接板(6)和位于所述硅转接板(6)上方的一层硅帽(13);
所述硅转接板(6)上设置金属和多层二氧化硅介质层(7),用于信号交叉互联;每层二氧化硅介质层(7)上布置有金属,最上层的二氧化硅介质层(7)上布置的金属的上表面设有金属微凸点阵列,用于倒装芯片的键合或转接板的堆叠封帽。


2.如权利要求1所述的微小型雷达高频大功率有源子阵,其特征在于,
所述硅帽(13)的腔体(10)内侧设有屏蔽金属层(11),以实现电磁屏蔽。


3.如权利要求2所述的微小型雷达高频大功率有源子阵,其特征在于,
硅基T/R组件层(3)的三维堆叠封装后,将所述腔体(10)内的功能芯片的信号从转接板(13)的上表面的焊球(15)导出;
所述功能芯片包含:功率放大器、接收限幅低噪放多功能芯片、四通道收发幅相多功能芯片、控制和驱动芯片。


4.如权利要求1所述的微小型雷达高频大功率有源子阵,其特征在于,
所述金属微凸点阵列为铜微凸点阵列(9),所述金属为铜金属。


5.如权利要求1所述的微小型雷达高频大功率有源子阵,其特征在于,
所述单元组件(5)的上层包含收发放大模块,所述单元组件(5)的下层包含控制模块;所述单元组件(5)的上、下两层之间通过硅通孔(TSV)...

【专利技术属性】
技术研发人员:张乐琦汪霆雷苏坪周凯丁勇郭培培茹莉王继昇
申请(专利权)人:上海无线电设备研究所
类型:发明
国别省市:上海;31

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