一种Ka频段TR组件SiP芯片结构及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种Ka频段TR组件SiP芯片结构及其设计方法，涉及相控阵雷达射频前端领域，将Ka频段功放芯片、Ka频段低噪放芯片、射频开关、Ka频段移相衰减多功能芯片、Ka频段功分/功合网络以及控制芯片通过微系统技术，封装成一个多通道Ka频段SiP芯片；本发明专利技术，采用了新材料、新工艺，并利用多层板技术以及三维封装堆叠等技术路线进行设计，在有限的空间内既增大了单SiP芯片的输出功率，也解决了因输出功率大而导致的散热问题。大而导致的散热问题。大而导致的散热问题。

【技术实现步骤摘要】
一种Ka频段TR组件SiP芯片结构及其设计方法


[0001]本专利技术涉及相控阵雷达射频前端领域，具体涉及一种Ka频段TR组件SiP芯片结构及其设计方法。

技术介绍

[0002]本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0003]有源相控阵雷达，有多个辐射器，每个辐射器都有自己独立的发射和接收(T/R)单元，通过数字波束形成技术，形成多个独立的控制波束，能够对所覆盖空域中多批目标同时探测和跟踪。
[0004]传统的相控阵天线与收发组件集成形式有砖块式和瓦片式，但是随着雷达系统发射频率的不断提高，相控阵天线阵列间距越来越小，T/R组件(下文简称为TR组件)相适应安装空间也越来越小，这给TR组件的设计带来了一定的难度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：针对目前随着雷达系统发射频率的不断提高，相控阵天线阵列间距越来越小，TR组件相适应安装空间也越来越小，这给TR组件的设计带来了一定的难度的问题，提供了一种Ka频段TR组件SiP芯片结构及其设计方法，将Ka频段功放芯片、Ka频段低噪放芯片、射频开关、Ka频段移相衰减多功能芯片、Ka频段功分/功合网络以及控制芯片通过微系统技术，封装成一个多通道Ka频段SiP芯片，解决了上述问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种Ka频段TR组件SiP芯片结构，具体包括：
[0008]SiP芯片壳体，所述SiP芯片壳体包括：第一基板和围框，所述第一基板置于围框内；所述第一基板一面安装有Ka频段功放芯片、Ka频段低噪放芯片和射频开关，第一基板另一面安装有供SiP芯片与外部连接的BGA植球；优选地，所述围框呈矩形，下上开口，上方通过盖板进行密封，下方由第一基板进行密封；
[0009]第二基板，所述第二基板安装在围框内，与第一基板分层设置；所述第二基板上安装有Ka频段移相衰减多功能芯片、Ka频段功分/功合网络和控制芯片；
[0010]所述Ka频段功放芯片与Ka频段低噪放芯片分别与射频开关连接，所述Ka频段低噪放芯片通过射频开关与Ka频段移相衰减多功能芯片连接，所述Ka频段移相衰减多功能芯片与Ka频段功分/功合网络连接；优选地，所述Ka频段功放芯片和Ka频段低噪放芯片实现信号的放大；射频开关实现收发通道的切换；Ka频段移相衰减多功能芯片实现信号的衰减与相位延时；控制芯片实现信号移相量和衰减量的控制；Ka频段功分/功合网络分为Ka频段功分网络和Ka频段功合网络，用于实现信号的分配与合成。
[0011]进一步地，所述第一基板上设有用于安装第二基板的安装部，所述第二基板位于第一基板的上方；
[0012]所述安装部上设有供第一基板和第二基板电性连接的过孔。
[0013]进一步地，所述第一基板上安装有Ka频段功放芯片、Ka频段低噪放芯片和射频开关的一面与第二基板上未安装Ka频段移相衰减多功能芯片、Ka频段功分/功合网络和控制芯片的一面相对设置；
[0014]所述第一基板上安装有BGA植球的一面与围框的底面在同一水平线上。
[0015]进一步地，所述围框的顶面上设有盖板，用于对SiP芯片壳体进行封状；
[0016]所述盖板与第二基板之间，以及第一基板与第二基板之间均具有散热间隙。
[0017]进一步地，所述安装部包括：垂直于第一基板上设置的安装墙，所述安装墙上设有用于安装第一基板的安装台阶；所述过孔设置在安装墙内。
[0018]进一步地，所述第一基板和第二基板均为陶瓷基板。
[0019]一种Ka频段TR组件SiP芯片设计方法，具体包括如下步骤：
[0020]步骤S1：通过烧结一体工艺将第一基板与围框烧结为一体，形成SiP芯片壳体；
[0021]步骤S2：采用导电胶工艺将Ka频段功放芯片、Ka频段低噪放芯片和射频开关粘贴在第一基板上；
[0022]步骤S3：然后通过金丝键合工艺将Ka频段功放芯片、Ka频段低噪放芯片和射频开关与第一基板连接；
[0023]步骤S4：采用导电胶将第二基板粘接在第一基板上；
[0024]步骤S5：采用导电胶工艺将Ka频段移相衰减多功能芯片和控制芯片粘贴在第一基板上；
[0025]步骤S6：然后通过金丝键合工艺将Ka频段移相衰减多功能芯片和控制芯片与第二基板连接；
[0026]步骤S7：将Ka频段功分/功合网络器件组装、焊接至第二基板上；
[0027]步骤S8：盖上盖板，采用平行封焊进行密封。
[0028]与现有的技术相比本专利技术的有益效果是：
[0029]1、一种Ka频段TR组件SiP芯片结构及其设计方法，将Ka频段功放芯片、Ka频段低噪放芯片、射频开关、Ka频段移相衰减多功能芯片、Ka频段功分/功合网络以及控制芯片通过微系统技术，封装成一个多通道Ka频段SiP芯片；其采用了新材料、新工艺，并利用多层板技术以及三维封装堆叠等技术路线进行设计，在有限的空间内既增大了单SiP芯片的输出功率，也解决了因输出功率大而导致的散热问题；且体积小、重量轻、可靠性高。
附图说明
[0030]图1为一种Ka频段TR组件SiP芯片的侧视示意图；
[0031]图2一种Ka频段TR组件SiP芯片的爆炸示意图
[0032]图3为4通道Ka频段TR组件SiP芯片的原理框图。
[0033]附图标记：1
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第一基板，2
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围框，3
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Ka频段功放芯片，4
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Ka频段低噪放芯片，5
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射频开关，6
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BGA植球，7
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第二基板，8
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Ka频段移相衰减多功能芯片，9
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Ka频段功分网络，10
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Ka频段功合网络，11
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控制芯片，12
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过孔，13
‑
盖板。
具体实施方式
[0034]需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者
操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0035]下面结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。
[0036]实施例一
[0037]有源相控阵雷达，有多个辐射器，每个辐射器都有自己独立的发射和接收TR单元，通过数字波束形成技术，形成多个独立的控制波束，能够对所覆盖空域中多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ka频段TR组件SiP芯片结构，其特征在于，包括：SiP芯片壳体，所述SiP芯片壳体包括：第一基板和围框，所述第一基板置于围框内；所述第一基板一面安装有Ka频段功放芯片、Ka频段低噪放芯片和射频开关，第一基板另一面安装有供SiP芯片与外部连接的BGA植球；第二基板，所述第二基板安装在围框内，与第一基板分层设置；所述第二基板上安装有Ka频段移相衰减多功能芯片、Ka频段功分/功合网络和控制芯片；所述Ka频段功放芯片与Ka频段低噪放芯片分别与射频开关连接，，所述Ka频段低噪放芯片通过射频开关与Ka频段移相衰减多功能芯片连接，所述Ka频段移相衰减多功能芯片与Ka频段功分/功合网络连接。2.根据权利要求1所述的一种Ka频段TR组件SiP芯片结构，其特征在于，所述第一基板上设有用于安装第二基板的安装部，所述第二基板位于第一基板的上方；所述安装部上设有供第一基板和第二基板电性连接的过孔。3.根据权利要求2所述的一种Ka频段TR组件SiP芯片结构，其特征在于，所述第一基板上安装有Ka频段功放芯片、Ka频段低噪放芯片和射频开关的一面与第二基板上未安装Ka频段移相衰减多功能芯片、Ka频段功分/功合网络和控制芯片的一面相对设置；所述第一基板上安装有BGA植球的一面与围框的底面在同一水平线上。4.根据权利要求3所述的一种Ka频段TR组件SiP芯片结构，其特征在于，所述围框的顶面上设有盖板，用于对SiP芯片壳体进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：白明顺，吴斌，谢峰，吴波，
申请(专利权)人：航天科工微电子系统研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：