專利名稱:一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，包括LTCC基板、可伐金屬載板、有機基板、帶隔墻的鋁腔體、接插件、供電和微波絕緣子和腔體上下蓋板；隔墻上面向上依次安裝可伐金屬載板、LTCC基板；隔墻下面安裝有機基板；接插件焊接于有機基板上；若干供電絕緣子和微波絕緣子焊接固定于隔墻上，絕緣子針一端焊接到背面基板焊盤相應(yīng)位置，絕緣子針另一端通過金絲鍵合連接到正面LTCC基板焊盤上；腔體上蓋板通過激光封焊焊接到腔體上，使上腔體內(nèi)部密封；本實用新型組裝工藝簡單，機械強度高，封裝體積小。
【專利說明】
一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于微波或毫米波電路與系統(tǒng)的小型化封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]微波微組裝技術(shù)(MMCM)是實現(xiàn)電子整機小型化、輕量化、高性能和高可靠的關(guān)鍵技術(shù)，LTCC(低溫共燒陶瓷)基板由于微波信號傳輸性能好、可實現(xiàn)無源器件的內(nèi)埋置，因此基于LTCC基板和微組裝的技術(shù)是實現(xiàn)微波模塊和系統(tǒng)小型化的重要途徑。然而陶瓷基板具有價格較貴、易脆、陶瓷基板上焊接器件附著力不強等缺點。而有機基板雖然價格便宜、機械強度高、焊接穩(wěn)定可靠，但通常的有機基板不能進行裸芯片的微組裝，這又使得采用有機基板難以減小體積，提高集成度。因此如何結(jié)合以上兩種基板的優(yōu)點，降低成本，提高集成度和可靠性，是微波或毫米波電路小型化封裝技術(shù)亟待解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服上述陶瓷基板和有機基板的缺點，充分發(fā)揮兩種基板各自的優(yōu)點，提高集成度，減小體積，本實用新型提供了一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，該電路結(jié)構(gòu)體積小，工藝簡單，機械強度高。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括LTCC基板、可伐金屬載板、有機基板、鋁腔體、接插件和腔體上下蓋板;所述鋁腔體包括兩側(cè)面和位于兩側(cè)面中間水平的隔墻;所述腔體上下蓋板分別固定于鋁腔體的上下開口處，使上下腔體內(nèi)部密封，保護裸芯片不受外部環(huán)境影響;腔體上蓋板與鋁腔體側(cè)面、隔墻之間形成上面的空腔，腔體下蓋板與鋁腔體側(cè)面、隔墻之間形成下面的空腔;所述上面的空腔內(nèi)，隔墻上面向上依次安裝可伐金屬載板、LTCC基板;所述下面的空腔內(nèi)，隔墻下面安裝有機基板;所述接插件焊接于有機基板上;所述隔墻上焊接固定有若干供電絕緣子和微波絕緣子。
[0006]所述LTCC基板通過焊接方式固定于可伐金屬載板上，可伐金屬載板通過螺釘固定于隔墻上;所述有機基板通過螺釘固定與腔體隔墻上。
[0007]所述LTCC基板的上表面通過導(dǎo)電膠粘接有裸芯片和封裝器件以實現(xiàn)微波電路板的電路功能，裸芯片通過金絲鍵合和微帶線之間連接。
[0008]所述LTCC基板是由5-30層，每層厚度為0.094mm的ferro A6s材料層壓為一體后在850 0C -900 0C低溫共燒而成。
[0009]所述有機基板采用通常的微波基板材料(FR4等)，一面布置電路放置器件，另一面全部鍍錫以和鋁腔體接觸，產(chǎn)生良好接地效果。
[0010]所述鋁腔體通過機加工藝生產(chǎn)，中間留一定厚度的隔墻，以保證可伐載板和有機基板能固定，同時螺釘不能穿透隔墻，以保證上下空腔的密封性。
[0011 ]所述接插件采用彎插型接插件。
[0012]所述供電絕緣子和微波絕緣子尾部的針的一端焊接到有機基板焊盤相應(yīng)位置，另一端通過金絲鍵合連接到LTCC基板的焊盤上。
[0013]所述腔體上蓋板通過激光封焊焊接到鋁腔體上，所述腔體下蓋板通過螺釘固定到鋁腔體上。
[0014]本實用新型具有以下有益效果:
[0015]本實用新型正面利用LTCC基板結(jié)合裸芯片的微組裝技術(shù)可有效減小電路模塊體積，提高微波電路集成度。背面基板采用通常的微波基板材料(FR4等)，主要放置低頻帶封裝的器件，方便固定，同時可以降低成本;鋁腔體中間設(shè)計的隔墻，可將上下腔體分隔為兩個獨立空間，有利于減小相互之間的電磁干擾，優(yōu)化電磁兼容性能。同時上腔體可以完全密封，保護LTCC基板上的裸芯片，提高可靠性;LTCC基板焊接到可伐金屬載板上，再將可伐載板通過螺釘固定到腔體隔墻上，有利于提高可維修性;接插件采用彎插型接插件，直接焊接到背面基板上，減少了飛線焊接的使用，有利于提高可生產(chǎn)性和可靠性；
[0016]本實用新型的結(jié)構(gòu)采用通常的LTCC基板結(jié)合裸芯片的微組裝工藝和封裝器件的焊接工藝以及通常的金屬結(jié)構(gòu)機加工藝即可實現(xiàn)，工藝簡單;可伐金屬載板、有機基板采用螺釘固定到隔墻上，具有機械強度高和接地良好的優(yōu)點。
【附圖說明】

[0017]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，附圖標(biāo)記為:1LTCC基板，2可伐金屬載板，3有機基板，4鋁腔體，5供電絕緣子和微波絕緣子，6接插件，7腔體上蓋板，8腔體下蓋板，9電子元器件，10隔墻。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本實用新型包括:LTCC基板1、可伐金屬載板2、有機基板3、鋁腔體4、接插件6和腔體上下蓋板7、8。
[0020]所述鋁腔體4包括兩側(cè)面和位于兩側(cè)面中間水平的隔墻10;所述腔體上下蓋板分別固定于鋁腔體4的上下開口處，使上下腔體內(nèi)部密封，保護裸芯片不受外部環(huán)境影響。所述腔體上蓋板7通過激光封焊焊接到鋁腔體4上，所述腔體下蓋板8通過螺釘固定到鋁腔體4上。
[0021]所述腔體上蓋板7與鋁腔體4側(cè)面、隔墻10之間形成上面的空腔，腔體下蓋板8與鋁腔體4側(cè)面、隔墻10之間形成下面的空腔;所述上面的空腔內(nèi)，隔墻10上面向上依次安裝可伐金屬載板2、LTCC基板I;所述下面的空腔內(nèi)，隔墻10下面安裝有機基板3;所述接插件6焊接于有機基板3上;所述隔墻10上焊接固定有若干供電絕緣子和微波絕緣子5。
[0022]所述LTCC基板I通過焊接方式固定于可伐金屬載板2上，可伐金屬載板2通過螺釘固定于隔墻10上;所述有機基板3通過螺釘固定與腔體隔墻10上。
[0023]所述LTCC基板I是由5-30層，每層厚度為0.094mm的ferro A6s材料層壓為一體后在850 0C -900 0C低溫共燒而成，LTCC基板I厚度可選取Imm左右。所述LTCC基板I的中間層和上表面可印刷金屬層從而形成電路。LTCC基板I生產(chǎn)好后，LTCC基板I的上表面通過導(dǎo)電膠粘接有裸芯片和封裝器件以實現(xiàn)微波電路板的電路功能，裸芯片通過金絲鍵合和微帶線之間連接，LTCC基板I的下表面鍍鉑銀以形成電路地層。
[0024]所述可伐金屬載板2采用與LTCC基板I熱膨脹系數(shù)匹配的金屬材料，從而使LTCC基板I在后續(xù)的組裝工藝中不碎裂，同時可伐金屬載板2還起到固定LTCC基板I和接地的作用?？煞ソ饘佥d板2可通過機加工藝加工成與LTCC基板I 一致的外形，并且加工有安裝耳，以方便螺釘固定到鋁腔體4上。所述可伐金屬載板2表面鍍金，以與LTCC基板I焊接。
[0025]所述有機基板3采用通常的微波基板材料(FR4等)，一面布置電路，放置電子元器件9，另一面全部鍍錫以和鋁腔體4接觸，產(chǎn)生良好接地效果。
[0026]所述鋁腔體4通過機加工藝生產(chǎn)，中間留一定厚度的隔墻10，以保證正面可伐載板和背面有機基板3能通過螺釘固定在腔體隔墻10上，同時螺釘不能穿透隔墻10，以保證上腔體的密封性。所述鋁腔體4內(nèi)部、供電絕緣子和微波絕緣子5的安裝孔位置鍍金，以方便絕緣子焊接和提高電磁兼容性能。
[0027]所述供電絕緣子和微波絕緣子5尾部的針的一端焊接到有機基板3的焊盤相應(yīng)位置，另一端通過金絲鍵合連接到LTCC基板I的焊盤上。
[0028]所述接插件6采用彎插型接插件，直接焊接到背面基板上，從而避免了采用飛線的連接。同時由于背面全為封裝的器件，背面腔體也不用密封，所以也不必使用密封焊接型的接插件。
[0029]作為一個實例，利用本結(jié)構(gòu)設(shè)計了一個微波收發(fā)小型化三維電路模塊。結(jié)構(gòu)正面部分包含微波電路部分，采用LTCC基板結(jié)合裸芯片的微組裝技術(shù)實現(xiàn);背面部分包含頻率源和電源分配電路，采用有機基板結(jié)合封裝器件的焊接技術(shù)實現(xiàn);正面和背面電路間的信號通過絕緣子連接實現(xiàn)。該模塊體積小，工藝簡單，成本低。
【主權(quán)項】
1.一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括LTCC基板(I)、可伐金屬載板(2)、有機基板(3)、鋁腔體(4)、接插件(6)和腔體上下蓋板;所述鋁腔體(4)包括兩側(cè)面和位于兩側(cè)面中間水平的隔墻(10);所述腔體上下蓋板分別固定于鋁腔體(4)的上下開口處;所述腔體上蓋板(7)與鋁腔體(4)側(cè)面、隔墻(10)之間形成上面的空腔，所述腔體下蓋板(8)與鋁腔體(4)側(cè)面、隔墻(10)之間形成下面的空腔;所述上面的空腔內(nèi)，隔墻(10)上面向上依次安裝可伐金屬載板(2)、LTCC基板(I);所述下面的空腔內(nèi)，隔墻(10)下面安裝有機基板(3);所述接插件(6)焊接于有機基板(3)上;所述隔墻(10)上焊接固定有若干供電絕緣子和微波絕緣子(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述LTCC基板(I)通過焊接方式固定于可伐金屬載板(2)上，可伐金屬載板(2)通過螺釘固定于隔墻(10)上;所述有機基板(3)通過螺釘固定與腔體隔墻(10)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述LTCC基板(I)的上表面通過導(dǎo)電膠粘接有裸芯片和封裝器件，所述裸芯片通過金絲鍵合和微帶線連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述LTCC基板(I)是由5-30層，每層厚度為0.094mm的ferro A6s材料層壓為一體燒制而成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有機基板(3)采用微波基板材料，有機基板(3)的下面布置電路放置器件，有機基板(3)的上面鍍錫和鋁腔體(4)接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述接插件(6)采用彎插型接插件。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述供電絕緣子和微波絕緣子(5)尾部的針的一端焊接到有機基板(3)焊盤相應(yīng)位置，另一端通過金絲鍵合連接到LTCC基板(I)的焊盤上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微組裝小型化的三維微波電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述腔體上蓋板(7)通過激光封焊焊接到鋁腔體(4)上，所述腔體下蓋板(8)通過螺釘固定到鋁腔體(4)上。
【文檔編號】H01L23/14GK205723496SQ201620398045
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】黃學(xué)驕, 黃祥, 惠力, 曾榮, 龍雙, 劉清鋒, 黃維, 郝海龍
【申請人】中國工程物理研究院電子工程研究所