一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，包括內埋置無源器件的微波有機基板、帶隔條的鋁腔體，密封焊接的接插件，密封焊接的微波絕緣子，腔體上下蓋板。微波有機基板通過螺釘固定到腔體隔條上，接插件和微波絕緣子通過焊接固定到腔體上，腔體上下蓋板通過激光封焊焊接到腔體上，使腔體內部密封；本實用新型組裝工藝簡單，機械強度高，可靠性高，封裝體積小。
【專利說明】
一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構
技術領域
[0001]本實用新型屬于微波或毫米波電路與系統的小型化封裝技術領域，尤其涉及一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構。
【背景技術】
[0002]微波微組裝技術(MCM)是實現電子整機小型化、輕量化、高性能和高可靠的關鍵技術，目前普遍采用的微組裝技術是基于陶瓷基板(如低溫共燒陶瓷LTCC)的，然而陶瓷基板具有制造工藝復雜、價格昂貴、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、焊接穩定可靠，但通常的有機基板多采用單面布局，且不能進行裸芯片的微組裝，內部不能埋置無源器件，這又使得采用有機基板難以減小體積，提高集成度。因此如何結合以上兩種基板的優點，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亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0003]為了克服上述陶瓷基板價格昂貴、易脆、焊接器件附著力不強以及有機基板難以減小體積，提高集成度的缺點，本實用新型提供了一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，該電路結構組裝工藝簡單、集成度高、機械強度高、價格便宜。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[0005]—種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，其特征在于:包括內置有無源器件的微波有機基板、鋁腔體、密封型接插件和腔體上下蓋板;所述鋁腔體的底部上設置有若干凸起的隔條，所述微波有機基板固定安裝于隔條上，鋁腔體、隔條和微波有機基板之間形成有若干空腔;所述密封型接插件焊接固定于鋁腔體上;所述鋁腔體的底面和頂面通過激光封焊焊接腔體上下蓋板，使鋁腔體內部密封;所述鋁腔體焊接有多個供電絕緣子和多個微波絕緣子，用于和外部信號連接。
[0006]所述微波有機基板內置的無源器件包括電阻、電容、電感、濾波器等。
[0007]所述微波有機基板的上表面和下表面均設置有微波電路，微波有機基板上縱向設置有貫穿微波有機基板的金屬化通孔，所述微波有機基板內置有無源器件;所述無源器件通過金屬化通孔與微波有機基板上下表面的微波電路相連接。
[0008]所述微波有機基板上表面通過導電膠粘接裸芯片和附屬器件，下表面全部放置封裝器件，以實現微波電路板的電路功能。
[0009]所述微波有機基板的下表面通過鍍錫形成電路地層，電路地層位于距微波有機基板的下表面邊緣3mm范圍內。
[0010]所述微波有機基板由有機基板(FR4、4350B等材料)混合層壓而成，包含10-30層，以保證基板有足夠的厚度。
[0011]所述微波有機基板可以通過螺釘固定安裝于隔條上。
[0012]所述鋁腔體通過機加工藝形成突出的隔條，隔條將鋁腔體分隔為許多凹槽，微波有機基板固定到隔條上后，形成若干空腔。所述微波有機基板上對應空腔的位置放置器件，同時相互分隔的空腔可以起到電磁屏蔽的作用，這對于減小微波電路信號的相互干擾是很重要的。
[0013]所述密封型接插件焊接固定到鋁腔體上，從而保證電路結構的整體密封。所述密封型接插件尾端的針通過金絲或金帶鍵合與微波有機基板上的焊盤進行連接，以實現模塊的小型化;同時由于金絲或金帶是軟連接，有利于減小接觸應力，提高可靠性。
[0014]所述腔體上下蓋板通過激光封焊焊接到鋁腔體上，實現整個電路模塊的整體密封。
[0015]本實用新型具有以下有益效果:
[0016]本實用新型利用微波有機基板內埋置無源器件技術和基板正反面布置電路技術，相當于用一塊基板實現三塊單面基板的功能，可有效提高微波電路集成密度，減小電路模塊體積;采用裸芯片的微組裝技術和采用單塊基板的一體化集成技術，有利于減少內部模塊間互連的接插件，有利于減小體積，提高可靠性;采用接插件的密封焊接和上下蓋板的激光封焊，實現電路模塊的整體密封，有利于保護內部電路，提高可靠性;鋁腔體內設計的特殊隔條，有利于微波有機基板的固定和提高接地性能;微波有機基板、隔條和腔體之間形成的空腔可以起到電磁屏蔽的作用，提高微波電路的電磁兼容性能；
[0017]本實用新型的結構采用通常的有機基板加工技術、通常的鋁板機加工技術和通常的焊接技術即可實現，具有工藝簡單的優點；金屬化通孔內填充的金屬用于正反面電路之間信號的連接，在后續裝配中不再需要額外的微組裝工藝用于正反面電路的連接，簡化了組裝工藝;基板采用螺釘固定到腔體隔條上，具有機械強度高和接地良好的優點。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型整體結構示意圖。
[0019]圖中，附圖標記為:I微波有機基板，2鋁腔體，3裸芯片，4金屬化通孔，5無源器件，6密封型接插件，7腔體上蓋板，8腔體下蓋板，9隔條。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本實用新型包括:一塊內置有無源器件的微波有機基板1、鋁腔體2、密封型接插件6、密封焊接的微波絕緣子和腔體上下蓋板7、8。
[0021]所述鋁腔體2的底部上設置有若干凸起的隔條9，所述微波有機基板I通過螺釘安裝于隔條9上，鋁腔體2、隔條9和微波有機基板I之間形成有若干空腔，所述密封型接插件6和微波絕緣子焊接固定于鋁腔體2上;所述鋁腔體2的底面和頂面通過激光封焊焊接腔體上下蓋板7、8，使鋁腔體2內部密封。
[0022]所述微波有機基板I的厚度為3mm左右，該微波有機基板I采用基板混合層壓技術制造。
[0023]所述微波有機基板I上下表面通過微組裝工藝形成具有一定功能的微波電路板，貫穿微波有機基板I的金屬化通孔4用于微波有機基板I上下表面(正反面)電路連接。
[0024]所述微波有機基板I下表面對應隔條9的位置鍍錫以形成電路地層。跨越隔條的電路走線采用金屬化通孔4結合內層走線的轉接方式。
[0025]所述微波有機基板I內部埋置有電阻、電容、電感、濾波器等無源器件5，均為分立的無源器件。所述無源器件5均是在微波有機基板I的制造過程中通過焊接和微波有機基板I的壓合技術埋入微波有機基板I內，與外部電路的連接通過金屬化通孔4實現。
[0026]所述鋁腔體2，通過機加工藝形成，同時底部形成有若干突出的隔條9，隔條9和鋁腔體2形成一體，隔條9的寬度可以為3mm。隔條9將鋁腔體2分隔為許多凹槽，加工好的微波有機基板I通過螺釘固定到隔條上，形成若干空腔，以使整體電路結構機械強度高，同時使電路板接地良好。微波有機基板I的下表面對應空腔的位置可以放置器件，同時相互分隔的空腔可以起到電磁屏蔽的作用，這對于減小微波電路信號的相互干擾是很重要的。
[0027]多個用于實現微波電路的裸芯片3和附屬器件，裸芯片3和附屬器件用于實現電路功能，采用導電膠粘接到微波有機基板I上，通過金絲或金帶鍵合實現裸芯片3和微帶線以及裸芯片3之間的連接。
[0028]密封型接插件6焊接固定于鋁腔體2上，從而保證電路結構的整體密封。密封型接插件6尾端的針通過金絲或金帶鍵合與微波有機基板I上的焊盤進行連接，以實現模塊的小型化，同時由于金絲或金帶是軟連接，有利于減小接觸應力，提高可靠性。
[0029]用于電路封裝的腔體上下蓋板7、8，腔體上下蓋板7、8通過激光封焊焊接到鋁腔體2上，實現整個電路模塊的整體密封。
[0030]所述鋁腔體2焊接有多個供電絕緣子和多個微波絕緣子，用于和外部信號連接。
[0031]多個供電絕緣子，外部電路或測試儀器通過該供電絕緣子為封裝結構內部電路提供直流供電信號和調制信號。絕緣子通過焊接固定到鋁腔體2上，絕緣子針通過裹金帶壓接與內部電路連接；
[0032]多個微波絕緣子，外部電路或測試儀器通過該微波絕緣子為封裝結構內部電路提供微波信號輸入或輸出。絕緣子通過焊接固定到鋁腔體2上，絕緣子針通過裹金帶壓接與內部電路連接。
[0033]其中，微波有機基板I中有貫穿的金屬化通孔4，用于正反面電路之間的微波信號、直流供電信號、調制信號等的連接。通孔與基板電路協同設計，在基板制造時形成。由于該通孔與基板共同形成，保證了基板正反面電路的連接，所以在后續組裝中不再需要額外的微組裝工藝用于正反面電路的連接，具有工藝簡單的優點。
[0034]作為一個實例，利用本結構設計了一個微波收發通道三維電路模塊。有機基板上表面包含微波電路部分，基板下表面包含頻率源和電源分配電路，基板內埋置濾波電容等無源器件，上下表面電路間的信號通過貫穿基板的金屬化通孔連接，實現了模塊的小型化。
[0035]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，其特征在于:包括內置有無源器件(5)的微波有機基板(1)、鋁腔體(2)、密封型接插件(6)和腔體上下蓋板;所述鋁腔體(2)的底部上設置有若干凸起的隔條(9)，所述微波有機基板(I)固定安裝于隔條(9)上，鋁腔體(2)、隔條(9)和微波有機基板(I)之間形成有若干空腔;所述密封型接插件(6)焊接固定于鋁腔體(2)上;所述鋁腔體(2)的底面和頂面通過激光封焊焊接腔體上下蓋板，使鋁腔體(2)內部密封;所述鋁腔體(2)上焊接固定有多個供電絕緣子和多個微波絕緣子，用于和外部信號連接。2.根據權利要求1所述的一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，其特征在于:所述微波有機基板(I)的上表面和下表面均設置有微波電路，微波有機基板(I)上縱向設置有貫穿微波有機基板(I)的金屬化通孔(4)，所述微波有機基板(I)內置無源器件(5);所述無源器件(5)通過金屬化通孔(4)與微波有機基板(I)上下表面的微波電路相連接。3.根據權利要求1或2所述的一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，其特征在于:所述微波有機基板(I)上表面通過導電膠粘接裸芯片(3)和附屬器件形成微波電路，下表面放置封裝器件形成微波電路。4.根據權利要求3所述的一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，其特征在于:所述微波有機基板(I)的下表面通過鍍錫形成電路地層，電路地層位于距微波有機基板(I)的下表面邊緣3mm范圍內。5.根據權利要求1所述的一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，其特征在于:所述微波有機基板(I)是由10-30層的有機板材混合層壓而成。6.根據權利要求1所述的一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，其特征在于:所述隔條(9)將鋁腔體(2)分隔為若干凹槽，微波有機基板(I)固定到隔條(9)上后，形成若干空腔。7.根據權利要求1所述的一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，其特征在于:所述密封型接插件(6)焊接固定到鋁腔體(2)上，密封型接插件(6)尾端的針通過金絲或金帶鍵合與微波有機基板(I)上的焊盤進行連接。8.根據權利要求1所述的一種有機基板高密度集成的三維微波電路結構，其特征在于:所述腔體上下蓋板通過激光封焊焊接到腔體上，實現電路模塊的整體密封。
【文檔編號】H01L23/488GK205670539SQ201620401858
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】黃學驕, 黃祥, 鐘偉, 王平, 周林, 凌源, 曾榮
【申請人】中國工程物理研究院電子工程研究所