[發明專利]基于改進的波導探針過渡對芯片進行模塊化封裝的結構

有效

• 申請號: 201511006043.1
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105609489B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 王瑞濤;唐海林;熊永忠
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: H01L23/66
• 分類號: H01L23/66
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 趙正寅

本發明公開了一種基于改進的波導探針過渡對芯片進行模塊化封裝的結構。本發明包括金屬腔體；所述金屬腔體內設有一個以上的波導腔體，一片以上的過渡探針；所述過渡探針其中一端端部位于波導腔體內，所述過渡探針另一端設有需要封裝的芯片；所述芯片通過鍵合金線與過渡探針相接，且在相接處設有導電膠或/和金屬凸臺。本發明回波損耗良好，有效減小封裝模塊與芯片之間的能量反射。

技術領域

本發明涉及微波、毫米波以及太赫茲通信技術領域，具體涉及一種基于改進的波導探針過渡對芯片進行模塊化封裝的結構。

背景技術

隨著集成電路工藝的快速發展，芯片的工作頻率已經進入毫米波及太赫茲頻段，且具有高集成度、低成本等優點，已經在集成收發電路、集成單元電路等方面有了很大的進展。

毫米波及太赫茲頻段下對芯片進行模塊化封裝需要采用金絲鍵合，會引入額外的損耗，且會使芯片的模塊輸入輸出端口的匹配變差，使得芯片的能量傳輸受到限制。

波導腔體可以在很寬的帶寬內低損耗的傳輸能量，石英基片具有很小的介質損耗角；合理的利用石英探針和波導腔體的過渡結構，可以明顯的改善模塊化封裝引入的額外損耗以及芯片到模塊輸入輸出端口的匹配問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種基于改進的波導探針過渡對芯片進行模塊化封裝的結構。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于改進的波導探針過渡對芯片進行模塊化封裝的結構，包括金屬腔體；所述金屬腔體內設有一個以上的波導腔體，一片以上的過渡探針；所述過渡探針其中一端端部位于波導腔體內，所述過渡探針另一端設有需要封裝的芯片；所述芯片通過鍵合金線與過渡探針相接，且在相接處設有導電膠或/和金屬凸臺。

進一步地，所述波導腔體包括輸入波導腔和輸出波導腔，且在輸入波導腔和輸出波導腔的側邊分別開設有一個供過渡探針插入的波導腔耦合窗。

再進一步地，每個波導腔耦合窗處均設有一個過渡探針，且過渡探針的其中一端采用共面波導形式與芯片通過鍵合金線相連。

更進一步地，所述過渡探針為E面耦合探針或H面耦合探針。當過渡探針為E面耦合探針時，波導腔耦合窗的中線距波導腔段路面為四分之一波導波長。當過渡探針為H面耦合探針時，過渡探針伸入波導腔的一端的中心距波導腔段路面為四分之一波導波長。

另外，所述芯片與過渡探針相接處的剖面設有導電膠。

此外，所述金屬凸臺的高度與芯片高度相等。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

（1）本發明回波損耗良好，有效減小封裝模塊與芯片之間的能量反射；

（2）本發明插入損耗低，在W波段，對具有輸入輸出兩個端口進行波導探針過渡的封裝模塊，引入的損耗典型值為2dB；

（3）本發明的工作帶寬可以覆蓋整個波導工作的頻段；

（4）本發明具有普適性，可以應用到其他波段以及推廣到采用其他工藝的芯片；

（5）本發明設計簡單，加工方便；

（6）本發明模塊端口采用標準法蘭接頭，便于安裝與測試。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明實施例所采用的硅襯底功率放大器芯片增益和回波損耗的片上測試圖。

圖3為本發明實施例進行模塊化封裝后增益與回波損耗的側視圖。