基于LTCC/BCB的K波段放大器三維封裝設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2020-12-06 18:52
由于尺寸、重量和功率等問題的限制,傳統(tǒng)采用“磚式”組件的有源相控陣天線在直升機(jī)、無人機(jī)、導(dǎo)引頭、小衛(wèi)星等平臺(tái)上應(yīng)用時(shí)存在不足。收發(fā)組件作為有源相控陣天線的核心部件,其架構(gòu)的選擇很大程度上決定了相控陣天線的布局,是影響天線重量和尺寸的重要因素。與傳統(tǒng)“磚式”組件采用平面集成相比,采用垂直互連結(jié)構(gòu)的三維集成電路在小型化方面有著無與倫比的優(yōu)勢(shì),通過研究放大器的三維集成封裝設(shè)計(jì)對(duì)收發(fā)組件的小型化有著重要意義。LTCC(Low Temperature Cofire Ceramic,低溫共燒陶瓷)技術(shù)有著三維立體布線、無源元件可埋置在基板內(nèi)層,可預(yù)留空腔實(shí)現(xiàn)芯片埋置等特點(diǎn),在微波電路三維集成設(shè)計(jì)中受到青睞。但是由于采用厚膜工藝實(shí)現(xiàn)印制圖形,在毫米波頻段電性能的一致性有所不足。而BCB(Benzocyclobutene,苯并環(huán)丁烯)因其低介電常數(shù)和低介質(zhì)損耗,采用薄膜工藝可實(shí)現(xiàn)高精度布線,在毫米波頻段應(yīng)用具有優(yōu)勢(shì)。將LTCC與BCB相結(jié)合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),為進(jìn)一步提升毫米波放大器的三維集成性能提供了可能。本文首先從微波傳輸理論入手,對(duì)LTCC傳輸線結(jié)構(gòu)和垂直互連結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。對(duì)基于LTCC和BCB的厚薄...
【文章來源】:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院北京市
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1線性陣有源相控陣?yán)走_(dá)示意圖??達(dá)、、型和型,TR組
圖1.1線性陣有源相控陣?yán)走_(dá)示意圖??隨著有源相控陣?yán)走_(dá)共形、隱身、輕型化和小型化等需求,傳統(tǒng)的T/R組件??的單層結(jié)構(gòu)封裝形式已難以滿足小型化、輕薄化的要求。因此,三維封裝結(jié)構(gòu)應(yīng)??運(yùn)而生,不同于傳統(tǒng)的二維平面封裝,三維封裝技術(shù)可以充分利用橫向和縱向空??間,采用層疊式結(jié)構(gòu),提高組件內(nèi)電路密度,減小了組件體積,滿足小型化要求??⑶。三維封裝技術(shù)在傳統(tǒng)的二維平面加工和封裝技術(shù)的基礎(chǔ)上,在垂直方向上增??加了封裝,減小了整體封裝體積,實(shí)現(xiàn)了高密度集成,如圖1.2所示。相比較于??平面二維封裝結(jié)構(gòu),三維封裝結(jié)構(gòu)的互連線長(zhǎng)度較短,傳輸快,信號(hào)傳輸速率提??升大于40%,同時(shí)三維封裝具備很大的降低成本潛力,成熟的工藝約能降低成本??45%左右;而且,三維封裝可以實(shí)現(xiàn)異質(zhì)集成,使得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及功能更加優(yōu)??良和多元化[61。??
圖1.3?LTCC表層微帶線到中間層帶狀線的垂直通孔互連結(jié)構(gòu)圖??2011年,Xin?Wang等人報(bào)道了一種小型化射頻前端。該射頻前端基于LTCC??技術(shù),共有四個(gè)通道,包括一個(gè)發(fā)射通道和三個(gè)接收通道,實(shí)物如圖1.4所示。??其工作頻率為79GHz?81GHz,該射頻前端輸出功率大于8dBm[11)。??圖1.?4?Xing?Wang設(shè)計(jì)的收發(fā)射頻前端??2013年,韓國(guó)研制了一款T/R組件,該組件采用LTCC技術(shù)實(shí)現(xiàn)小型化,如??圖?1.5?所示,該?T/R?組件體積為?17.8mmxl7.9mmx0.7mm。保玻。??4??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]毫米波電路中腔體效應(yīng)仿真設(shè)計(jì)[J]. 高炳西,齊登鋼,吳博文,張丹,馮輝. 電子世界. 2018(09)
[2]Ka-K波段收發(fā)模塊的3D系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)設(shè)計(jì)[J]. 汪鑫,劉豐滿,吳鵬,王啟東,曹立強(qiáng). 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2017(08)
[3]基于BCB的薄膜多層基板在毫米波T/R組件中的應(yīng)用[J]. 張兆華,崔魯婧,李浩,王從香. 微波學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]LTCC技術(shù)簡(jiǎn)介及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 侯旎璐,汪洋,劉清超. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn). 2017(01)
[5]小型化層疊式三維T/R組件[J]. 萬濤,王耀召. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]LTCC厚薄膜混合基板加工研究[J]. 黨元蘭,趙飛,唐小平,梁廣華,盧會(huì)湘,嚴(yán)英占,劉曉蘭. 電子工藝技術(shù). 2016(02)
[7]基于MEMS技術(shù)的三維集成射頻收發(fā)微系統(tǒng)[J]. 祁飛,楊擁軍,楊志,汪蔚. 微納電子技術(shù). 2016(03)
[8]厚薄膜混合氮化鋁多層基板技術(shù)研究[J]. 陳寰貝,梁秋實(shí),劉玉根,王子良. 真空電子技術(shù). 2015(04)
[9]基于LTCC的毛紐扣垂直互連技術(shù)研究[J]. 司建文,徐利,王子良. 電子與封裝. 2015(06)
[10]一種基于LTCC技術(shù)毫米波垂直互連過渡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 賈文強(qiáng),陳建榮. 電子設(shè)計(jì)工程. 2015(10)
博士論文
[1]基于LTCC技術(shù)的微波毫米波收發(fā)組件研究[D]. 王正偉.電子科技大學(xué) 2012
[2]微波毫米波前端中的LTCC技術(shù)研究[D]. 王志剛.電子科技大學(xué) 2010
[3]微波毫米波LTCC關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 夏雷.電子科技大學(xué) 2008
碩士論文
[1]苯并環(huán)丁烯/POSS復(fù)合低介電材料及其性能研究[D]. 李勝宇.西南科技大學(xué) 2018
[2]小體積低功耗的北斗收發(fā)模塊研究與設(shè)計(jì)[D]. 余華偉.東南大學(xué) 2018
[3]高密封裝用BGA焊球制備工藝研究[D]. 李濤.河南科技大學(xué) 2017
[4]射頻高效率功率放大器設(shè)計(jì)[D]. 廖兵兵.電子科技大學(xué) 2017
[5]基于LTCC技術(shù)的垂直互連微波傳輸特性研究[D]. 柳磊.西安電子科技大學(xué) 2015
[6]3mmLTCC收發(fā)組件技術(shù)研究[D]. 胡亮.電子科技大學(xué) 2015
[7]E類及逆E類射頻功率放大器的研究[D]. 方智奇.南京理工大學(xué) 2014
[8]系統(tǒng)級(jí)封裝多層堆疊鍵合技術(shù)研究[D]. 呂亞平.華中科技大學(xué) 2014
[9]集成化垂直互連的研究[D]. 羅鑫.西南交通大學(xué) 2012
[10]微波LTCC垂直通孔互連建模研究[D]. 張屹遐.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):2901868
【文章來源】:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院北京市
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1線性陣有源相控陣?yán)走_(dá)示意圖??達(dá)、、型和型,TR組
圖1.1線性陣有源相控陣?yán)走_(dá)示意圖??隨著有源相控陣?yán)走_(dá)共形、隱身、輕型化和小型化等需求,傳統(tǒng)的T/R組件??的單層結(jié)構(gòu)封裝形式已難以滿足小型化、輕薄化的要求。因此,三維封裝結(jié)構(gòu)應(yīng)??運(yùn)而生,不同于傳統(tǒng)的二維平面封裝,三維封裝技術(shù)可以充分利用橫向和縱向空??間,采用層疊式結(jié)構(gòu),提高組件內(nèi)電路密度,減小了組件體積,滿足小型化要求??⑶。三維封裝技術(shù)在傳統(tǒng)的二維平面加工和封裝技術(shù)的基礎(chǔ)上,在垂直方向上增??加了封裝,減小了整體封裝體積,實(shí)現(xiàn)了高密度集成,如圖1.2所示。相比較于??平面二維封裝結(jié)構(gòu),三維封裝結(jié)構(gòu)的互連線長(zhǎng)度較短,傳輸快,信號(hào)傳輸速率提??升大于40%,同時(shí)三維封裝具備很大的降低成本潛力,成熟的工藝約能降低成本??45%左右;而且,三維封裝可以實(shí)現(xiàn)異質(zhì)集成,使得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及功能更加優(yōu)??良和多元化[61。??
圖1.3?LTCC表層微帶線到中間層帶狀線的垂直通孔互連結(jié)構(gòu)圖??2011年,Xin?Wang等人報(bào)道了一種小型化射頻前端。該射頻前端基于LTCC??技術(shù),共有四個(gè)通道,包括一個(gè)發(fā)射通道和三個(gè)接收通道,實(shí)物如圖1.4所示。??其工作頻率為79GHz?81GHz,該射頻前端輸出功率大于8dBm[11)。??圖1.?4?Xing?Wang設(shè)計(jì)的收發(fā)射頻前端??2013年,韓國(guó)研制了一款T/R組件,該組件采用LTCC技術(shù)實(shí)現(xiàn)小型化,如??圖?1.5?所示,該?T/R?組件體積為?17.8mmxl7.9mmx0.7mm。保玻。??4??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]毫米波電路中腔體效應(yīng)仿真設(shè)計(jì)[J]. 高炳西,齊登鋼,吳博文,張丹,馮輝. 電子世界. 2018(09)
[2]Ka-K波段收發(fā)模塊的3D系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)設(shè)計(jì)[J]. 汪鑫,劉豐滿,吳鵬,王啟東,曹立強(qiáng). 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2017(08)
[3]基于BCB的薄膜多層基板在毫米波T/R組件中的應(yīng)用[J]. 張兆華,崔魯婧,李浩,王從香. 微波學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]LTCC技術(shù)簡(jiǎn)介及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 侯旎璐,汪洋,劉清超. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn). 2017(01)
[5]小型化層疊式三維T/R組件[J]. 萬濤,王耀召. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]LTCC厚薄膜混合基板加工研究[J]. 黨元蘭,趙飛,唐小平,梁廣華,盧會(huì)湘,嚴(yán)英占,劉曉蘭. 電子工藝技術(shù). 2016(02)
[7]基于MEMS技術(shù)的三維集成射頻收發(fā)微系統(tǒng)[J]. 祁飛,楊擁軍,楊志,汪蔚. 微納電子技術(shù). 2016(03)
[8]厚薄膜混合氮化鋁多層基板技術(shù)研究[J]. 陳寰貝,梁秋實(shí),劉玉根,王子良. 真空電子技術(shù). 2015(04)
[9]基于LTCC的毛紐扣垂直互連技術(shù)研究[J]. 司建文,徐利,王子良. 電子與封裝. 2015(06)
[10]一種基于LTCC技術(shù)毫米波垂直互連過渡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 賈文強(qiáng),陳建榮. 電子設(shè)計(jì)工程. 2015(10)
博士論文
[1]基于LTCC技術(shù)的微波毫米波收發(fā)組件研究[D]. 王正偉.電子科技大學(xué) 2012
[2]微波毫米波前端中的LTCC技術(shù)研究[D]. 王志剛.電子科技大學(xué) 2010
[3]微波毫米波LTCC關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 夏雷.電子科技大學(xué) 2008
碩士論文
[1]苯并環(huán)丁烯/POSS復(fù)合低介電材料及其性能研究[D]. 李勝宇.西南科技大學(xué) 2018
[2]小體積低功耗的北斗收發(fā)模塊研究與設(shè)計(jì)[D]. 余華偉.東南大學(xué) 2018
[3]高密封裝用BGA焊球制備工藝研究[D]. 李濤.河南科技大學(xué) 2017
[4]射頻高效率功率放大器設(shè)計(jì)[D]. 廖兵兵.電子科技大學(xué) 2017
[5]基于LTCC技術(shù)的垂直互連微波傳輸特性研究[D]. 柳磊.西安電子科技大學(xué) 2015
[6]3mmLTCC收發(fā)組件技術(shù)研究[D]. 胡亮.電子科技大學(xué) 2015
[7]E類及逆E類射頻功率放大器的研究[D]. 方智奇.南京理工大學(xué) 2014
[8]系統(tǒng)級(jí)封裝多層堆疊鍵合技術(shù)研究[D]. 呂亞平.華中科技大學(xué) 2014
[9]集成化垂直互連的研究[D]. 羅鑫.西南交通大學(xué) 2012
[10]微波LTCC垂直通孔互連建模研究[D]. 張屹遐.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):2901868
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