一种V波段器件的表贴封装端口与气密封装制造技术

本发明专利技术提供一种V波段器件的表贴封装端口与气密封装，它包括基板（1），其特征在于：在基板（1）上设有两层接地金属层（5），在其中一个接地金属层（5）上设有一组芯片（2），在基板（1）内设有一组金属填充柱（6），在每个芯片（2）一侧均连通有共面波导（7）构成V波段端口，在两个芯片（2）通过第二共面波导（8）进行连通，在基板（1）上还连接有上盖。本发明专利技术结构简单、有使用方便，可批量生产，可靠性高，适应性强等优点。适应性强等优点。适应性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种V波段器件的表贴封装端口与气密封装
[0001]
：本专利技术涉及电子通讯设备封装
，尤其涉及一种V波段器件的表贴封装端口与气密封装。
[0002]
技术介绍
：随着军、民两用通讯设备的迅猛发展，电子通讯设备小型化、轻量化、大带宽及高可靠性是未来发展趋势，新的通讯设备对器件封装形式提出了较高要求。目前通信系统的应用越来越广泛，通信系统对于通信容量的需求急剧增大，在大带宽的需求下系统工作频率也越来越高，因此毫米波发射芯片被广泛使用。由于裸芯片一般并不能直接测试和使用，传统的方法往往采用金属封装、裸芯片塑封以及陶瓷外壳气密封装等。
[0003]V波段是毫米波频段中40GHz~75GHz的一段频谱划分，在此频段内，其波长较短，方向性好，具有通信的保密性与方向性，同时该频段具有大带宽、分辨率高、抗干扰抗截获能力强等特点，因此，采用V波段毫米波器件已经成为未来保密通信系统发展的主要频段之一。
[0004]但是对于V波段毫米波器件封装一直是该波段器件的难点，目前，30GHz以下频段常用LTCC（低温共烧陶瓷）等方式封装，此种封装方式具有良好的兼容性、集成度高、使用方便，但在更高的频段损耗较大。
[0005]目前国外，对于此频段大多采用标准波导的形式，该种方式虽然一定程度的能减小器件体积，但对于器件得进一步小型化有很大的限制，不易于器件的进一步集成，目前国内提出了波导微带转换封装结构，虽然提高了器件的集成度，器件尺寸有一定的减小，但是外部接口必须采用波导形式，安装使用不方便，不便于器件与其他电路后端电路集成。
[0006]
技术实现思路
：本专利技术就是为克服现有技术中的不足，提供一种V波段器件的封装端口与气密封装本申请提供以下技术方案：一种V波段器件的表贴封装端口与气密封装，它包括基板，其特征在于：在基板的上、下表面上分别设有一层上、下接地金属层，上接地金属层上设有一组芯片，在基板上设有一组过孔，在过孔内填充有与上、下接地金属层连通的金属填充柱；在每块一块芯片一侧连通有共面波导单元，在两个芯片之间的上接地金属层上设有与芯片连通的第二共面波导，在每块芯片下方的下接地金属层上设有一组与芯片连通的表贴端口，通过键合金丝将芯片与共面波导相连；芯片包含压控振荡器与四倍频器芯片、放大器芯片,其中四倍频器与压控振荡器集成在一起，其中压控振荡器产生中心频率15GHz的Ku波段射频信号，产生的信号分成两路，分别作为本振与射频输出信号，其中射频输出路通过四倍频器进行频率的转化，形成中心频率60GHz的V波段射频信号，进行信号输出，各端口均通过键合引线与表贴传输线连接；在上接地金属层上设有覆盖整个上接地金属层的上盖。
[0007]在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：
所述的上盖包括下端与基板上的接地金属层连接有围框，在围框上连接有盖板。
[0008]所述的共面波导单元包括分布在上接地金属层上的上层共面波导和分布在下接地金属层上的下层共面波导以及分布在二者之间并与二者连通的金属填充柱。
[0009]专利技术优点：本专利技术结构简单、有使用方便，可批量生产，可靠性高，适应性强等优点。同时使毫米波器件进一步小型化，便于与后端电路集成。
[0010]附图说明：图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1去除上盖后的俯视图；图3是本专利技术中共面波导的结构示意图；图4是一个共面波导单元形成的一个传输端口的方针验证图；图5是另一个共面波导单元形成的另一个传输端口的方针验证图。
[0011]具体实施方式：如图1和2所示，一种V波段器件的表贴封装端口与气密封装，它包括由ALN或Al2O3或Rogers材料制成的基板1，在基板1的上表面和下表面上覆盖有对应的上接地金属层5和下接地金属层5a。
[0012]在基板1上设有一组连通基板1的上、下表面的过孔，在过孔内填充有金属填充柱6，通过金属填充柱6连通上接地金属层5和下接地金属层5a。这样射频信号与地之间形成空间回路，减少射频信号对板内其它信号影响，另外起到对其他信号进行屏蔽，防止其他信号对它的干扰。
[0013]在上接地金属层5上布设有两块间隔分布的芯片2。 芯片包含压控振荡器与四倍频器芯片和放大器芯片,其中四倍频器与压控振荡器集成在一块芯片上。压控振荡器产生中心频率15GHz的Ku波段射频信号，产生的信号分成两路，分别作为本振与射频输出信号，其中射频输出路通过四倍频器进行频率的转化，形成中心频率60GHz的V波段射频信号，进行信号输出。
[0014]在每块一块芯片2一侧均设有一个共面波导单元从而形成两个传输端口，通过键合金丝将芯片2与共面波导单元连通。其中一个共面波导单元形成的传输端口为中心频率15Ghz左右的Ku波段端口，另一个共面波导单元形成的传输端口为中心频率60Ghz左右的V波段端口。
[0015]所述的共面波导单元包括在上接地金属层5上通过一个闭环结构的隔离槽c制备出的上层共面波导a，在闭环结构的隔离槽c中有两条平行分布的纵向的直线段c2，在直线段一端连通有弧形槽c3，另一端连通有横线段c4。
[0016]在下接地金属层5a上通过U形的第二隔离槽c1制备出的在层共面波导b，上下层共面波导a、b通过分布在二者之间并与二者连通的金属填充柱6形成连通。所述共面波导单元通过键合引线d与对应的芯片2连通。所述第二隔离槽c1的宽度大于隔离槽c的宽度。共面波导单元内的金属填充柱6的直径大于共面波导单元外的其它金属填充柱6的直径。两个共面波导单元中的隔离槽c和第二隔离槽c1的结构相同，差别只是隔离槽c和第二隔离槽的尺寸有所差异，在图2中可以毫无疑义的呈现这里不再赘叙共面波导单元的设置，通过上下层共面波导a、b形成导体背靠式的共面波导该种
形式的共面波导，中间传输线和两侧金属地以及中间传输线和下端面金属之间形成的两个并联的电容，可以大大降低共面波导的特性阻抗。
[0017]在所述的两块芯片2之间的上接地金属层5上通过另一对隔离槽c制备出第二共面波导7，用来连通两块芯片2。通过键合金丝将芯片2与第二共面波导7。
[0018]信号传输时，通过芯片产生射频信号分别通过共面波导同时输出经过基板垂直传输线，传输到基板下方，最终经基板底部下接地金属层5a的表贴传输线将器件产生的射频信号发射出去。
[0019]在每块芯片2下方的下接地金属层5a上设有一组与芯片2连通的表贴端口。
[0020]在上接地金属层5上设有覆盖整个上接地金属层5的上盖。所述的上盖包括下端与基板1上的接地金属层5连接有金属的围框3，在围框3上连接有金属的盖板4。通过上进行密封和屏蔽电磁波完成封装。
[0021]对该种共面波导CPW结构进行理论分析计算，共面波导零阶阻抗近似式为：其中相对介电常数=1+
‑
1）式中第一类完全椭圆积分之比，
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(0≤k≤0.707)
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(0.707≤k≤1)其中，= ，k5= ，a的数值为图3中2a宽度的一半，b为图3中2b宽度的一半，h为基板的厚度，而t为接地金属层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种V波段器件的表贴封装端口与气密封装，它包括基板（1），其特征在于：在基板（1）的上、下表面上分别设有一层上、下接地金属层（5、5a），在上接地金属层（5）上设有一组芯片（2），在基板（1）上设有一组过孔，在过孔内填充有与上、下接地金属层（5、5a）连通的金属填充柱（6）；在每块一块芯片（2）一侧连通有共面波导单元，在两个芯片（2）之间的上接地金属层（5）上设有与芯片（2）连通的第二共面波导（7），在每块芯片（2）下方的下接地金属层（5a）上设有一组与芯片（2）连通的表贴端口；在上...

【专利技术属性】
技术研发人员：史一明，潘结斌，陈婧瑶，李泽瑞，李文翰，王文婧，丁继洪，
申请(专利权)人：华东光电集成器件研究所，
类型：发明
国别省市：