TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端及其制备方法，其结构是发射通道采用一个PIN二极管，接收支路采用两个PIN二极管及一个芯片电容作为开关元件构成串联开关电路，在接收支路后连接两个砷化镓低噪放芯片构成整个接收通道。接收前端氮化铝基板、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片粘接在标准封装引线框中心金属衬底上；在氮化铝基板上构成收发开关切换电路，二极管芯片、芯片电容、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片之间以及上述芯片与标准封装引线框对应管脚间用金丝键合连接。设计满足规模生产的标准封装，具有集成度高，成本低，性能优，一致性好，使用便利等优点。

【技术实现步骤摘要】
TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端及其制备方法
本专利技术涉及的是一种TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端及其制备方法，属于移动通信
。
技术介绍
第三代移动通信和新一代宽带移动通信的TD-SCDMA和WIMAX系统、以及TD-LTE系统均采用TDD模式，在基站系统中，发射通道功放(PA)到天线(ANT)和接收通道到天线(ANT)间由一个大功率开关(SW)来控制收发切换；接收通道的低噪声放大器放大天线从空中接收到的微弱信号，其噪声，非线性，匹配等性能对整个接收机至关重要。现代移动通信技术要求射频器件、模块向高选择性，低成本和小型化的方向发展。第三代第四代移动通信系统的发展，通信速率大大提高，对射频器件、模块在大功率和高集成度上提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端及其制备方法，其目的旨在I)满足TDD系统基站功放极大功率切换控制的工作条件，能安全可靠工作，并且保证整机的接收通道具有极低的噪声系数和更高的接收灵敏度；2)提高接收前端的集成度，在QFN6X6-40L标准封装中集成功率开关、驱动和低噪放芯片，降低成本，优化性能。本专利技术的技术解决方案:一种TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端，其结构是发射通道采用一个PIN 二极管，接收支路采用两个PIN 二极管及一个芯片电容作为开关元件构成串联开关电路；在接收支路后级连两个砷化镓低噪放芯片，构成整个接收通道；一个砷化镓开关芯片用于旁路第二级低噪放。其特征在于:在QFN6X6-40L标准封装内制作集开关、驱动和低噪放一体化的接收前端，氮化铝基板、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片分别粘接在QFN6X6-40L标准封装引线框中心金属衬底上；在氮化铝基板上分别粘接三个PIN 二极管芯片、一个芯片电容构成收发开关切换电路，开关切换电路的驱动由集成硅驱动芯片实现。PIN 二极管芯片、芯片电容、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片之间用金丝键合连接，PIN 二极管芯片、芯片电容、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片与QFN6X6-40L标准封装引线框对应管脚间用金丝键合连接。开关、驱动以及低噪放一体化接收前端的制备方法，包括以下步骤: 1)在QFN6X6-40L标准封装引线框中心金属衬底上用银浆粘接氮化铝AlN基板、砷化镓低噪放芯片、砷化镓开关芯片以及硅驱动芯片； 2)在氮化铝AlN基板上用银浆粘接功率开关的三个PIN二极管芯片以及电容芯片； 3)PIN 二极管芯片、电容芯片与氮化铝基板之间，PIN 二极管芯片与QFN6X6-40L标准封装引线框管脚之间，氮化铝基板与QFN6X6-40L标准封装引线框管脚，砷化镓低噪放芯片、砷化镓开关芯片以及硅驱动芯片与QFN6X6-40L标准封装引线框管脚之间均通过键合金丝连接。本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果: I)可在QFN6X6-40L标准封装内实现开关、驱动及低噪声一体化，并在射频连续波120W的大功率条件下能安全可靠工作。2)满足了 TD-SCDMA、WIMAX及TD-LTE系统基站功放大功率切换控制的要求；满足TD-SCDMA, WIMAX及TD-LTE频段接收通道的低噪声系数和增益要求，整个接收前端噪声系数可低至0.7dB，增益典型值达33 dB，具有更高的灵敏度以及集成度，成本低，性能优。3)接收通道中采用两级砷化镓低噪放芯片，具有第二级低噪放旁路功能，可根据输入信号的大小进行增益调节，在输入信号较大的应用场景下，通过增益调节增大后续电路的动态范围。旁路的同时第二级低噪放下电，减小旁路状态时的功耗。发射通道导通时，两极低噪放可同时下电，减小整个射频前端的功耗。4)本专利技术在QFN6X6-40L标准封装内实现开关、驱动以及低噪放一体化，较现有的接收前端模块，尺寸更小，产品通用性好，具有更好的规模化生产性，有效降低了产品本身的成本；集成度更高，有效减小使用方外围电路的尺寸，降低电路成本。5)本专利技术为超宽带接收前端，匹配电路均在外围完成，可通过不同的匹配电路应用于几百兆至几千兆的各种通信系统，具有良好的应用灵活性。6)采用多芯片组装(MCM)技术，裸芯片直接粘接加工方法，从而降低了芯片与基板之间的热阻，并避免了封装带来的附加效应对性能的影响，大功率开关采用高导热氮化铝(ALN)基板进行电路设计，通过高导热银浆粘接在QFN6X6-40L标准封装中心金属衬底上，降低了 PIN 二极管芯片与应用电路间的热阻。采用这种设计优化了模块电性能，使模块的可靠性，产品电性能均得到提升，同时降低了模块的使用成本。本专利技术是针对TD-LTE等TDD通信标准的整机系统而研发的集开关、驱动以及低噪放一体的接收前端。采用先进的多芯片组装技术(MCM)，标准封装技术，产品在3G以及4G的TDD工作模式系统中具有更小损耗、更高隔离度、更大功率容量、更高的可靠性、更小的噪声系数、更高的增益。【附图说明】图1是本专利技术的电路结构及芯片粘接、引线键合示意图，图中I到40共40个数字表示QFN6 X 6-40L-40L标准封装的40个引脚。图2是氣化招基板不意图。图3是低噪放芯片示意图。图4是开关芯片不意图。图5是集成娃驱动芯片不意图。图6是本专利技术的应用示意图。 图7是图6的电路图。图中的I是功放、2是TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端、3是天线、4是接收处理单元、5是控制和匹配电路。【具体实施方式】TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端，其结构是发射通道采用一个PIN 二极管，接收支路采用两个PIN 二极管及一个芯片电容作为开关元件构成串联开关电路；在接收支路后级连两个砷化镓低噪放芯片，构成整个接收通道；一个砷化镓开关芯片用于旁路第二级低噪放；在QFN6X6-40L标准封装内制作集开关、驱动和低噪放一体化的接收前端，氮化铝基板、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片分别粘接在QFN6X6-40L标准封装引线框中心金属衬底上；在氮化铝基板上分别粘接三个PIN 二极管芯片、一个芯片电容构成收发开关切换电路，开关切换电路的驱动由集成硅驱动芯片实现。PIN 二极管芯片、芯片电容、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片之间用金丝键合连接，PIN 二极管芯片、芯片电容、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片与QFN6X6-40L标准封装引线框对应管脚间用金丝键合连接。开关、驱动以及低噪放一体化接收前端的制备方法，包括以下步骤: 1)在QFN6X6-40L标准封装引线框中心金属衬底上用银浆粘接氮化铝AlN基板、砷化镓低噪放芯片、砷化镓开关芯片以及硅驱动芯片； 2)在氮化铝AlN基板上用银浆粘接功率开关的三个PIN二极管芯片以及电容芯片； 3 ) PIN 二极管芯片、芯片电容与氮化铝AlN基板之间，PIN 二极管芯片与QFN6 X 6-40L标准封装引线框管脚之间，氮化铝AlN基板与QFN6 X 6-40L标准封装引线框管脚，砷化镓低噪放芯片、砷化镓开关芯片以及硅驱动芯片与QFN6X6-40L标准封装引线框管脚之间均通过键合金丝连接。所述的选用有中心金属衬底的QFN6X6-40L标准封装引线框，在QFN6X6-40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端，其特征是发射通道采用一个PIN二极管，接收支路采用两个PIN二极管及一个芯片电容作为开关元件构成串联开关电路；在接收支路后级连两个砷化镓低噪放芯片，构成整个接收通道；其中砷化镓开关芯片用于旁路第二级低噪放；其特征在于：在QFN6×6?40L标准封装内制作集开关、驱动和低噪放一体化的接收前端，氮化铝基板、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片分别粘接在QFN6×6?40L标准封装引线框中心金属衬底上；在氮化铝基板上分别粘接三个PIN二极管芯片、一个芯片电容构成收发开关切换电路，开关切换电路的驱动由集成硅驱动芯片实现；将PIN二极管芯片、芯片电容、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片之间用金丝键合连接，?PIN二极管芯片、芯片电容、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片与QFN6×6?40L标准封装引线框对应管脚间用金丝键合连接。

【技术特征摘要】
1.一种TDD开关、驱动和低噪放一体化接收前端，其特征是发射通道采用一个PIN二极管，接收支路采用两个PIN 二极管及一个芯片电容作为开关元件构成串联开关电路；在接收支路后级连两个砷化镓低噪放芯片，构成整个接收通道；其中砷化镓开关芯片用于旁路第二级低噪放；其特征在于:在QFN6X6-40L标准封装内制作集开关、驱动和低噪放一体化的接收前端，氮化铝基板、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片分别粘接在QFN6X6-40L标准封装引线框中心金属衬底上；在氮化铝基板上分别粘接三个PIN 二极管芯片、一个芯片电容构成收发开关切换电路，开关切换电路的驱动由集成硅驱动芯片实现；将PIN 二极管芯片、芯片电容、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片之间用金丝键合连接，PIN 二极管芯片、芯片电容、砷化镓低噪放芯片、硅驱动芯片以及砷化镓开关芯片与QFN6X6-40L标准封装引线框对应管脚间用金丝键合连接。2.如权利要求1的一种基于权利要求1所述的开关、驱动以及低噪放一体化接收前端的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 1)在QFN6X6-40L标准封装引线框中心金属衬底上用银浆粘接氮化铝AlN基板、砷化镓低噪放芯片、砷化镓开关芯片以及硅驱动芯片； 2)在氮化铝AlN基板上用银浆粘接功率开关的三个PIN二极管芯片以及电容芯片； 3 ) PIN 二极管芯片、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄贞松，许庆，宋艳，
申请(专利权)人：南京国博电子有限公司，
类型：发明
国别省市：