[發明專利]基于HTCC工藝的大功率多通道多芯片3D立體封裝結構

在審

• 申請號: 202310122189.0
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN116247033A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 呂清剛;許浩;歐乃銘;岳浩然;熊新;鄧方科;鄭軼
• 申請（專利權）人: 成都華芯天微科技有限公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L23/373;H01L23/367;H01L25/00
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 吳桂芝

本發明公開了一種基于HTCC工藝的大功率多通道多芯片3D立體封裝結構，屬于雷達及通信射頻前端領域，包括多層陶瓷基板，其與腔體采用HTCC工藝一體化制作；基板正面和/或正面腔體內布設有在n個收發通道中輸出峰值功率大于3W的第一射頻器件，基板反面和/或反面腔體內布設有在n個收發通道中輸出峰值功率小于等于3W的第二射頻器件；基板反面還設有電平轉換芯片、或門。將多個收發通道的不同功能、不同輸出功率的射頻器件分設于基板與腔體的兩面并垂直互連，實現了大功率多通道多芯片3D立體封裝，提高了封裝結構的散熱效率，實現了多通道多芯片封裝的小型化布局，形成了板級高密度集成的標準化、模塊化TR組件。

技術領域

本發明涉及雷達及通信射頻前端領域，尤其涉及一種基于HTCC工藝的大功率多通道多芯片3D立體封裝結構。

背景技術

探測衛星星座組網應用以及一箭多星發射模式對單顆衛星的體積、重量提出了嚴格要求，作為主載荷的相控陣雷達，必須開展小型化、輕量化設計。若需打破傳統的雷達天線組成，實現獨立分離的天線陣列、TR組件等分部件一體化設計，則AoB構架是實現高密度集成和低成本制造的主要方式，其核心在于多通道、多功能的多芯片封裝和應用。AoB構架已在衛通地面終端天線中廣泛使用，但由于其主要采用輸出功率不大于200mW的小功率發射芯片或接收芯片，對封裝的面積尺寸和熱傳導能力等要求不高，因此單層電路平面布局的封裝即可滿足要求。

基于TSV技術能夠實現多芯片堆疊，形成3D布局結構，然而由于其采用硅基材料以及半實心孔，芯片封裝的散熱能力較差，多用于開展輸出功率不大于500mW的多通道小功率功放、低噪放、無源功分等多芯片的高密度封裝。

綜上所述，現有的多芯片封裝形式在功率較大的雷達探測領域或對環境條件要求較高的軍品、宇航領域缺乏適用性。因此，對相控陣雷達天線中大功率發射通道和接收通道進行多通道多芯片封裝，實現尺寸更小、功率更大的多芯片高密度集成與3D立體小型化封裝形式構架，解決封裝的散熱問題，對實現低剖面、輕量化的載荷相控陣雷達天線，并基于該相控陣天線實現大規模組網應用具有重大意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的問題，提供了一種基于HTCC工藝的大功率多通道多芯片3D立體封裝結構。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于HTCC工藝的大功率多通道多芯片3D立體封裝結構，其包括雙面基板，開設于雙面基板上的腔體；基板正面和/或正面腔體內布設有在n個收發通道中輸出峰值功率大于3W的第一射頻器件，基板反面和/或反面腔體內布設有在n個收發通道中輸出峰值功率小于等于3W的第二射頻器件；n為大于1的正整數；基板和/或腔體上還布設有電源管理芯片；

每個收發通道內的第一射頻器件與第二射頻器件經基板多層過孔垂直互連，電源芯片與第一射頻器件和/或第二射頻器件互連，并將封裝對外的功能接口引至基板底面；

基板正面設有正面蓋板，基板反面設有反面蓋板，進而實現n個收發通道中器件的封裝；

基板反面還設有電平轉換芯片、或門，外部控制信號經電平轉換芯片轉換后傳輸至射頻器件，或門與第一雙路電源調制芯片、第二雙路電源調制芯片連接，用于實現控制信號的邏輯轉換；

所述基板為多層陶瓷基板，多層陶瓷基板與腔體采用HTCC工藝一體化制作。

在一示例中，所述基板為具有圍框的陶瓷基板。

在一示例中，所述基板正面利用多層開腔方式形成多個下沉式凹槽，以安裝高于圍框高度的第一射頻器件，且正面蓋板與正面腔體共晶焊接為一體；陶瓷基板反面利用臺階式多層開腔方式形成腔體空間，以安裝第二射頻器件，且反面蓋板與反面腔體共晶焊接為一體。

在一示例中，所述正面蓋板、反面蓋板均為可伐合金金屬蓋板。