[發明專利]基于電熱兼容的多層LTCC基板的發射前端裝置

有效

• 申請號: 202210161488.0
• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114554688B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 吳林晟;徐仲麟;鐘祥林;邱良豐;董錚;佘勝團;毛軍發
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H05K1/18
• 分類號: H05K1/18;H05K1/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于電熱兼容的多層LTCC基板的發射前端裝置，包括：第一和第二表面貼裝單元、設置于第一表面貼裝單元外側的用于保護芯片以及設有信號輸入輸出口的中空圍墻結構單元以及設置于第一和第二表面貼裝單元之間的電源供電以及數字電路布線單元、用于連通各個芯片的輸入輸出信號的無源電路互連單元和接地散熱單元，輸入信號通過中空圍墻單元輸入無源電路互連單元的帶狀線功分器，并進一步輸出至表面貼裝單元上的元器件，并通過微帶線和金屬鍵合線信號傳輸后通過中空圍墻單元輸出信號。本發明能夠保證功率放大器芯片去耦要求的同時，滿足了大面積散熱地的需求，從而實現多芯片組件高密度封裝下的高性能和高散熱能力。

技術領域

本發明涉及的是一種微波設備領域的技術，具體是一種基于電熱兼容的多層LTCC基板的發射前端裝置。

背景技術

現有低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics，LTCC)技術是多芯片組件技術中的一種多層布線基板技術，該技術將未燒結的流延陶瓷材料疊層在一起而制成的多層電路，內有印制互連導體、元件和電路，并將該結構燒制成一個集成式陶瓷多層材料，然后在表面貼裝裸芯片等構成具有一定部件或系統功能的高密度微電子組件技術。

發明內容

本發明針對現有小尺寸LTCC基板上多芯片集成以及組件高密度封裝下的散熱缺陷，提出一種基于電熱兼容的多層LTCC基板的發射前端裝置，利用一分四功分器將輸入信號分為四路輸出信號，通過上下表面同時貼裝芯片的方式以及各功能單元域的合理布局實現組件小型化設計，又通過同時使用兩種去耦電容的方式為芯片散熱接地面留出空間，保證功率放大器芯片去耦要求的同時，滿足了大面積散熱地的需求，從而實現多芯片組件高密度封裝下的高性能和高散熱能力。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種基于電熱兼容的多層LTCC基板的發射前端裝置，包括：第一和第二表面貼裝單元、設置于第一表面貼裝單元外側的用于保護芯片以及設有信號輸入輸出口的中空圍墻結構單元以及設置于第一和第二表面貼裝單元之間的電源供電以及數字電路布線單元、用于連通各個芯片的輸入輸出信號的無源電路互連單元和接地散熱單元，其中：輸入信號通過中空圍墻單元輸入無源電路互連單元的帶狀線功分器，并進一步輸出至表面貼裝單元上的元器件，并通過微帶線和金屬鍵合線信號傳輸后通過中空圍墻單元輸出信號。

所述的多層LTCC基板是指：經LTCC印刷金屬布線加工工藝實現且每層均有一側印刷有金屬層的基板。

所述的中空圍墻結構單元的高度大于芯片高度，該中空圍墻結構單元具體包括：若干層中空LTCC基板、信號輸入輸出口以及供電電路控制電路引出口，其中：中空LTCC基板是指圍繞在中央貼裝芯片類似圍墻結構的中心挖空的基板，其高度需要大于芯片的高度以起到保護作用，四面圍墻既可保護中心芯片又可通過圍墻內的金屬化通孔設置信號輸入輸出口以及供電電路控制電路引出口。

所述的表面貼裝單元用于貼裝芯片以及電容器等器件，可以選擇裝置的單面貼裝或者雙面貼裝，該表面貼裝單元具體包括：裝置上表面或下表面一層完整的LTCC基板、LTCC基板上印刷有金屬，其中：金屬包括接地面和信號線，芯片以及電容器通過導電銀膠貼裝在裝置表面LTCC基板印刷的金屬接地面上，信號線是連接芯片的信號的輸入與輸出。

所述的表面貼裝單元上進一步設有砷化鎵芯片和電容器，其中：砷化鎵芯片通過背面金屬接地，平板電容背面接地，它們能夠共用相同的接地面，因而在芯片周圍分布多個平板電容，既能夠為芯片提供去耦電容，又能夠加大芯片的接地面面積，從而提供良好的散熱條件。

所述的砷化鎵芯片和電容器中，同層貼裝芯片與芯片之間以及芯片與平板電容之間的互連方式通過金屬鍵合線相連。