薄膜電路技術在tr組件中的應用-wenkub
2022-11-18 17:13:23 本頁面
【正文】 導電膠固定在孔內(nèi)，控制好安裝芯片的孔的深度使芯片與金屬表面在同一平面內(nèi)并精確定位，表面涂敷一層適于毫米波領域使用的 BCB 等介質(zhì)材料，最后在芯片焊盤處刻蝕通孔，進行薄膜多層電路的制作。組件的尺寸 cm,最大增益 dB。 薄膜多層電路技術由于具有明顯的優(yōu)點和缺點，因此在制造 T/R 組件的選擇上，可以有兩種方案。 受雷達波束柵瓣效應 (相鄰兩個輻射單元的 中心距小于工作波長的一半 )以及重量、成本等限制， T/R 組件的小型化、集成化、輕量化將是其發(fā)展趨勢。 2. 薄膜電路技術在 T/R 組件中應用的特點分析 隨著雷達技術的發(fā)展，有源相控陣雷達成為主流，而其核心則是 T/R 組件，通常每部雷達含有成千上萬只 T/R 組件。薄膜電路主要特點：制造精度比較 高 (薄膜線寬和線間距較小 )，可實現(xiàn)小孔金屬化，可集成 電阻 、電容、電感、空氣橋等無源元件，并且根據(jù)需要，薄膜電路可以方便地采用介質(zhì)制造多層電路。薄膜多層電路是指采用真空蒸發(fā)、濺射、電鍍等薄膜工藝以及濕法刻蝕和干法刻蝕 (反應離子刻蝕、等離子刻蝕、激光刻蝕 )等圖形形成技術，在拋光的基板 (陶瓷、硅、玻璃等材料 )上制作導體 (Cu 或 Au 等 )布線與絕緣介質(zhì)膜 (PI 或 BCB 等 )相互交疊的多層互連結構。 T/R 組件不論其使用頻率是否相同，也不論其使用場合是否相同，其基本構成是相同的，主要是由 功率放大器 、驅(qū)動放大器、 T/R 開關 、移相器、限幅器、低噪聲放大器、環(huán)流器、邏輯控制電路等組成，其結構框圖如圖 1 所示 (1)。為了滿足其性能要求，采用低溫共燒陶瓷 LTCC、高溫共燒陶瓷 HTCC、薄膜多層電路技術、多層微波印制電路技術等多層集成技術來研制和生產(chǎn) T/R 組件成為必然選擇，幾種多層技術的比較見表1(2~3)。第一，可以采用薄膜技術在 陶瓷基板 或金屬基板上直接制造 T/R 組件(4~5)，發(fā)揮薄膜高精度、高集成度、高功率的性能，這種方法成本較高； 第二，將薄膜技術和其他多層電路技術 (如厚膜技術、 HTCC、 LTCC 等 )結合起來 (68)，制造 T/R 組件，揚長避短，既發(fā)揮其他基板容易實現(xiàn)多層的特點，從而克服薄膜技術本身制造層數(shù)不足的缺點，又能發(fā)揮薄膜技術本身的高精度、高性能特長。主要工藝為：先在 毫米厚的鉬基片上，采用銅導體和聚酰亞胺的薄膜多層工藝制造直流和控制信號主板，然后在 厚的低損耗 Al2O3 陶瓷板 上用薄膜工藝制 造 RF 傳輸線，最后將 RF 部分和芯片、電容等裝配在低頻主板上。這種技術的突出優(yōu)點是所有芯片或無源器件 (如耦合器、濾波器等 )可以同時裝配，裝配不采用金絲鍵合手段也不用倒裝芯片，以解決毫米波頻段金絲鍵合帶來的一致性控制以及寄生效應難題；同時也可解決采用倒裝芯片帶來的功率耗散問題，芯片的熱 量可以通過金屬底板快速散去。 采用 Al/SiC 材料作基板，必須預先加工成形并進行鍍 Ni/Au 金屬化，有源芯片和無源器件可以直接貼裝于凹腔內(nèi)，并使其與基板表面在同一平面上，其中高功率 GaAs 芯片采用 AuSn 高溫焊料焊于基板凹腔內(nèi)，以保證熱傳導并降低器件結點溫度；非功率芯片和無源器件可以采用導電膠貼于基板凹腔內(nèi)。其結構示意圖如圖 4 所示 ,在同一塊氧化鋁陶瓷基板 (厚 )上，正面采用薄膜技術做微帶電路，背面采用厚膜技術做 4 層布線，正面薄膜電路和背面厚膜電路之間的互連采用 激光打孔 的方法實現(xiàn)，芯片和器件埋在陶瓷板孔內(nèi) 。預先將 HTCC 基板開槽并金屬化，將功率芯片貼裝預槽內(nèi)，使之與基板表面持平，然后在其上實施 HDI 工藝。基于 HTCC 的薄膜多層互連技術可以將 電源線 、地層、信號線布在 HTCC中 , 以滿足耐功率需要并減少薄膜多層層數(shù)。利用 LTCC 容易實現(xiàn)多層的特點，把直流電源線、控制信號 線做在不同的層上，還可埋置電阻、電容等無源器件。從結構圖上可以看出，芯片安裝在 LTCC 表面的凹腔內(nèi)，可以減小鍵合長 度及關聯(lián)電感，芯片熱量可通過背面的散熱通孔柱傳到下面的熱沉上，可克服 LTCC 熱導率低的缺點。 低溫共燒多層陶瓷 (LTCC)技術特點與應用 字體 : 小 中 大 | 打印 發(fā)表于 : 20201023 12:11 作者 : 00d44 來源 : 微波技術網(wǎng) 單晶片模組技術尚未實用化之前，被動元件在成本及特性的因素下，無法完全整合於 IC 內(nèi)，必須利用外接的方式來達到功能模組，但是因為在功能模組上所使用的被動元件數(shù)目相當多，容易造成可靠度低、高生產(chǎn)成本及基板面積不易縮小等缺點，所以利用低溫共燒多層陶瓷（ LowTemperature Cofired Ceramics； LTCC）技術來克服上述的缺點。 除了晶片、石英震盪
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