專利名稱：用于表面安裝的微型微波部件的制作方法
技術領域：
本發明涉及工作在毫米頻率且具有無接觸電磁端口的電子部件。這些類型的電子部件包括至少一個工作在毫米頻率的芯片(或集成電路)，尤其應用于汽車雷達領域中。在這些類型的應用中，在毫米頻率發射電磁波，障礙反射的波被天線接收以從該波中提取這個障礙和發射波的源之間的距離信息和相對速度信息。為此，為車輛裝備包括全部定位在車輛周圍的雷達的系統，使其能夠探測對象。將工作在例如77GHz的遠程雷達定位在車輛前方，將工作在24GHz和79GHz的短程雷達定位在車輛后方和側面。將相對速度和距離信息發送到系統的中央單元，其確保例如車輛相對于對象或相對于同一條路上行駛的另一移動對象保持在確定的距離。用于汽車的使用雷達的這些系統的目的是首先提供駕駛的方便，具有供伺服系統控制車輛相對于其前方另一車輛的速度的功能，但還發出關于潛在危險的信號。
作為一般規則，用于汽車的使用雷達的這些系統包括基頻發生和微波發射和接收功能。工作在毫米頻率的部件還可用于在短距離上和非常高比特率下的通信應用。無論是什么應用，毫米頻率信號的電子處理包括低頻處理部分，可以由安裝在印刷電路上的硅集成電路實現。可以通過使用非常廣泛且廉價的技術生產這個部分，在同一個集成電路芯片上的電路元件之間或不同集成電路芯片之間生產簡單的連接。該處理還包括甚高頻部分(超過45GHz)，可以僅由適于微波頻率的半導體材料(尤其是砷化鎵GaAs及其衍生物，甚至SiGe)制成的部件和集成電路實現。這些集成電路被稱為MMIC，表示“微波單片集成電路”。這種甚高頻部分帶來了生產問題并通常被證明是成本高昂的。對于較復雜的功能，部件被制造成密封在包含大量MMIC芯片的金屬封裝中，對于麗IC電路而言，能夠放在同一個芯片中的電路元件的數量比低頻硅電路受到大得多的限制。這些芯片安裝在包括互連的襯底上，這種襯底難以生產，因此考慮到它們工作的甚高頻率，成本很高。在有很多芯片時，在混合式襯底上安裝芯片(安裝通常包括布線，以將芯片連接到混合式襯底)自身成本是非常高的。尤其是在汽車應用中，這些部件包括通過電磁耦合的無接觸端口，用于發射和接收波。利用封裝內部，尤其是內部和外部之間電磁信號的引導傳播性質操縱在這些甚高頻率下通過電磁耦合進行的發射。這種封裝尤其包括導電外殼(金屬或金屬化外殼)，其密封來自芯片或進入芯片的信號傳播線。導電外殼位于無接觸外部端口上方一定距離，使其構成(在設計部件所針對的主要工作頻率下)電磁短路，有利于通過經由這個端口的自由傳播進行信號傳輸。工作頻率R)處的端口是利用空氣中(或氣體中或真空中甚至在任何低損耗電介質材料中)電磁耦合的過渡(transition)，尤其是能夠朝向面對這些元件放置的波導輻射或能夠接收從放置于它們之前的波導輸出的電磁輻射的導電元件。密封MMIC芯片的封裝包括面對這些導電元件的不導電部分，以便允許電磁能量在波導和導電元件之間通過。
圖I示出了法國專利No. 02 14684中所述的用于汽車應用的現有技術微波部件。圖I的部件包封在封裝10中，封裝10具有無接觸電磁端口 12，該部件包括金屬基底14，充當襯底，在其上通過其背面16直接安裝MMIC微波芯片18 ;雙面陶瓷襯底20，用于封裝內部的互連并朝向封裝外部；以及金屬或金屬化外殼19，覆蓋基底，以在基底和外殼之間密封芯片和陶瓷襯底20。MMIC芯片18直接焊接或接合到基底14上。陶瓷襯底20優選是其兩面24、26都金屬化的襯底，在其正面24上包括金屬化層30以構成傳輸線，在其背面26上包括金屬化層32以構成地平面。不同電介質和導電部分的尺度使得該部件在相關工作頻率R) (77GHz)下正確工作。金屬化層30和32 —方面用于在芯片間建立互連,另一方面用于為封裝建立外部端口。
圖I的部件的無接觸電磁端口 12包括利用電磁耦合的過渡，允許77GHz頻率的無接觸信號從波導傳遞到MMIC芯片18，反之亦然。這種利用電磁耦合的過渡優選經由封裝10中(更具體而言，金屬基底14中)的開口 36進行。襯底20包括輻射元件38，例如與放在開口 36前方的波導通信，輻射元件充當著接收和發射進入或離開封裝的電磁波的元件。襯底20和芯片18之間的電連接是由線路產生的。該部件包括工作在比微波端口頻率更低的頻率的其他端口 44。MMIC芯片也通過線路46連接到這些其他端口 44。該部件通過其他端口 44與安裝在常規印刷電路上的另一類似部件或不同部件連接。圖2a和2b分別示出了法國專利No. 04 13583中所述的用于表面安裝的微型化微波部件的另一實施例的截面圖和平面圖。圖2a和2b的部件包括通過無接觸電磁耦合包封在具有端口 62的封裝61中的MMIC 芯片 60。麗IC芯片60包括有源面64和與有源面相對的背面66 ;兩個面64、66都被金屬化。有源面64包括有源面的電子部件68和電導體70、72。背面66包括背面的電導體,在背面的這些導體中，一個導體形成地平面74。該封裝61包括金屬基底80，其充當襯底，其上直接通過其背面66安裝MMIC芯片60，基底具有開口 82，用于集成電路接收或發射的電磁波通過，集成電路與金屬基底上安裝的金屬外殼84通過無接觸電磁稱合形成端口 62。MMIC芯片60在其末端之——側包括用于在封裝的金屬基底80上安裝的區域90，在另一與第一端相對的一側，通過與例如波導的電磁耦合在端口 62的水平上包括電磁過渡區92。在過渡區92的水平上，芯片的背面66不包括任何金屬化層，以允許電磁波經由無接觸端口 62通過。芯片的過渡區92優選在有源面64上包括連接到芯片的微帶線98的耦合電導體96，微帶線由有源面的導體和背面的地平面74形成。該封裝的電磁端口 62確保了該部件和耦合到該部件的波導之間微波信號的無接觸過渡。在圖2a和2b的本范例中，由金屬外殼84和金屬基底中的開口 82形成無接觸端口 62，該開口 82形成集成電路60的發射/接收的工作頻率下的波導。封裝的不同電介質和導電部分的尺度使得該部件在相關工作頻率R)(77GHz)下正確工作。在金屬基底80 —側，除了包括地電導體82之外，封裝還包括電焊盤110，用于經由互連襯底將集成電路與其它電子部件互連。芯片有源面用于其他芯片端口的電導體72由連接線112連接到封裝的電焊盤。這些其他基于接觸的端口意在向芯片發送工作頻率(77GHz)的子諧波頻率下的信號、控制信號、電源。通過模制114覆蓋集成電路的有源表面的電介質材料并露出封裝中包括安裝電焊盤的安裝表面來密封封裝。優選地，電介質材料填充封裝的無接觸電磁端口 62，但在其他實施方式中，外殼和 金屬基底之間的空間可以包含圍繞部件的氣體，例如空氣。在微波系統中，尤其是在汽車雷達的應用中，這種系統越來越多數量的功能涉及到使用車輛周圍越來越高數量的探測雷達，這樣必須做更多工作來降低系統個體功能的成本。這些汽車應用的主要問題之一是發射/接收毫米模塊的成本。這種成本起因于使用的部件，而且還起因于用于制造這些模塊的組裝技術以及用于將部件組裝在系統之內的方法。現有的解決方案不可能實現市場相關的成功目標。這些解決方案因為兩個實質原因而受限實施成本(設備、學習、再現性)、部件生產成本。本發明通過提出一種微波微型部件而可能降低具有通過電磁耦合的無接觸端口的微波部件的生產成本，該部件包括-包封在用于表面安裝的個體封裝中的MMIC微波芯片，所述芯片具有有源面和與有源面相對的背面，所述有源面包括電子元件和有源面的電導體，-至少一個通過電磁耦合實現的無接觸微波端口，用于所述封裝內部和外部之間的電信號通信，所述封裝包括對所述電磁波透明的開口，確保耦合信號以工作頻率傳輸，其特征在于其包括無源多層集成電路，該無源多層集成電路具有金屬化層和電介質材料層、頂面、金屬化底面，所述金屬化底面在所述無接觸微波端口一側上包括金屬化層中的開口，用于所述無接觸微波端口的耦合電磁波通過；在兩層電介質材料層之間的金屬化層，其具有至少一個連接到所述芯片的電子元件的電磁耦合電導體，所述耦合電導體定位成面對所述無接觸微波端口，以確保通過電磁耦合以所述工作頻率傳輸微波信號。有利地，該部件包括頻率低于工作頻率的基于接觸的微波端口。在一個實施例中，所述基于接觸的微波端口的低于工作頻率的頻率是所述工作頻率的子諧波頻率H)/n，n為大于或等于2的數字。在另一實施例中，該部件包括金屬基底，所述金屬基底具有內面、外面；所述基底中形成所述無接觸微波端口的開口 ；安裝在所述金屬基底的內面上的所述微波芯片和所述無源多層集成電路(圖3、4、7、8)。在另一實施例中，所述多層集成電路的底面的所述金屬化層形成所述封裝的地平面(圖5、6)。在另一實施例中，所述多層集成電路在其中心部分中包括腔，露出其底面的金屬化層，芯片容納在無源多層集成電路的腔中，通過其背面安裝在所述多層集成電路底面的金屬化層上(圖5)。在另一實施例中，第一層和第二層電介質材料之間，除了所述耦合電導體之外，所述無源多層集成電路在還包括用于在所述無源多層集成電路上安裝芯片的電導體，所述無源多層集成電路中心部分中的腔露出用于安裝芯片的所述電導體(圖6)。在另一實施例中，在第一層和第二層電介質材料之間，除了所述耦合電導體之外，所述無源多層集成電路還包括用于安裝芯片的電導體，在所述多層集成電路的底面的金屬化層中的開口一側，所述第二層和第三層電介質材料部分覆蓋所述第一層電介質材料，露出所述電導體，用于在所述第一層電介質材料上安裝所述芯片(圖7、8)。在另一實施例中，所述多層集成電路包括在所述底面和所述頂面之間的第一層、 第二層和第三層電介質材料；在所述第一層和所述第二層電介質材料之間的第一金屬層，所述第一金屬層至少包括電磁耦合電導體；在所述第二層和所述第三層電介質材料之間、在所述多層集成電路底面的金屬化層的開口水平上的另一金屬層，其形成針對所述無接觸微波端口中電磁波的反射平面(圖3、4、5、6、7、8)。 在另一實施例中，所述無源多層集成電路的電磁耦合電導體和地平面形成槽式天線，有利于通過所述無接觸微波端口傳輸所述工作頻率。在另一實施例中，所述耦合電導體通過微帶線電連接到所述芯片，所述微帶線由包括所述耦合電導體的金屬層的電導體和所述多層集成電路的金屬化底面形成。在另一實施例中，所述芯片麗IC和所述多層集成電路受到密封所述部件的封裝的涂層樹脂保護。在另一實施例中，所述芯片(MMIC) 100通過電導體線互連到所述多層集成電路。在另一實施例中，所述芯片(MMIC) 100通過金屬焊盤互連到所述多層集成電路。根據本發明的微波部件的一個主要目的是降低微波系統的制造成本并簡化其制造。第二個目的是能夠使用非常類似于當前用于大批量制造的技術(例如，用于塑料封裝部件的那些技術)的微波部件制造技術。為此，使用集合組裝方法，特別是在芯片安裝和布線以及封裝密封步驟中。該部件的另一目的是使其與表面安裝技術兼容，這代表在這種毫米頻率下的應用的主要優點。在根據本發明的部件中，在無接觸端口水平上的耦合電導體充當與封裝外部的波導耦合的電磁傳感器。對于根據本發明的微波部件的某些應用，除了能夠在高于45GHz (至少高達120GHz)進行有效電磁耦合的無接觸端口之外，該封裝優選包括基于接觸的端口，其不能在高于45GHz的頻率Fe下有效工作，但被設計成至少在低于工作頻率的這個頻率Fe下工作。對于某些應用而言，這個頻率Fe可能是工作頻率R)的子諧波頻率H)/n。在后一種情況下，微波部件將優選包括將子諧波頻率Fe = F0/n轉換成工作頻率所必需的倍頻模塊。不能在77GHz工作但能夠在高達40GHz或稍高頻率下工作的端口由電導體線連接到芯片或通過微波傳輸帶或共面傳播線而由金屬焊盤連接到芯片。對于更低頻率的信號(F0/n)而言，微波微型部件與同一襯底上其他部件的連接將是容易的，因為傳送的頻率低得多。連接不同部件的接觸焊盤的傳輸線將能夠在安裝襯底上制造。通過閱讀參考附圖
給出的以下詳細描述，本發明的其他特征和優點將變得顯而易見，附圖中-圖I已經描述過，表示現有技術的微波部件；-圖2已經描述過，表示現有技術的另一微波部件；-圖3a和3b分別表不根據本發明的微波部件第一實施例的平面圖和截面圖；
-圖4a和4b表示圖3a和3b的部件變體；-圖4c和4d表示安裝在印刷電路上的圖4a的部件；-圖5a和5b表示圖4a和4b的部件的替代物；-圖5c和5d表示安裝在印刷電路上的圖5a的部件；-圖6a和6b表示圖5a和5b的部件的變體；-圖6c和6d表示通過表面安裝技術組裝在印刷電路卡上的圖6a和6b的微波部件；-圖7a和7b表不圖6a和6b表不的部件的改進，包括如圖4a和4b所不位于無源多層集成電路下方的金屬基底；-圖7c和7d表示組裝在印刷電路卡上的圖7a和7b的微波部件；以及-圖8a和8b表示圖7a和7b所表示的部件的改進。圖3a和3b所示的根據本發明的部件包括微波芯片(MMIC) 100，例如用于圖I的現有技術封裝實施例的芯片，其具有包括有源元件的有源面102和芯片背面104 ;以及根據本發明所述的部件的主要特征，無源多層集成電路120，其形成用于將該部件與外部環境耦合的電磁耦合元件。無源多層集成電路120和芯片100包封在塑料封裝122中，塑料封裝122包括通過電磁耦合實現的無接觸微波端口 124，用于工作在工作頻率H)。圖3a的部件包括金屬基底134，具有內面135和外面137，用于在印刷電路上安裝部件。金屬基底134包括開口 138，用于形成微波部件的無接觸微波端口 124。無源多層集成電路120具有頂面128和底面130，在底面130和頂面128之間具有電介質材料的第一層140、第二層142和第三層144。微波芯片100通過其背面104，無源多層集成電路120通過其底面130，安裝在微波部件金屬基底134的內面135上。無源多層集成電路120還包括金屬層，電介質材料的第一層140和第二層142之間的第一金屬層146，包括至少一個電磁耦合電導體148，用于確保通過電磁耦合以工作頻率FO傳輸微波信號,在電介質材料的第二層142和第三層144之間是另一金屬層150,形成針對無接觸微波端口 124中的電磁波的反射平面。電磁耦合電導體148經由微帶線154連接到芯片100的電子元件，微帶線154由無源多層電路120的底面130的地平面和第一金屬層146的條形連接電導體形成。無源多層集成電路120的耦合電導體148提供對部件金屬基底134的開口 136處波導的激勵。一方面，微波芯片(MMIC) 100以部件的安裝金屬焊盤160的形式連接到封裝122的低頻端口，另一方面，微波芯片(MMIC) 100經由焊接到芯片100的金屬焊盤182的電導體線180連接到多層集成電路120的連接到耦合電導體148的微帶線154。無源多層集成電路120和芯片100利用接合層190安裝在金屬基底134的內面135 上。微波部件覆蓋有涂層樹脂192，確保部件的最后機械保護及其封裝122形式的包封。本實施例中的芯片100能夠處理汽車雷達的不同功能，例如接收和發射，本地和混頻振蕩器的發生，以供應中頻IF。在這種情況下，金屬焊盤160傳輸低頻。
圖4a和4b表示圖3a和3b的部件變體。在圖4a和4b的這種變體中，封裝122包括通過與印刷電路接觸實現的另一微波端口 200，用于利用批量生產制造技術安裝部件。形式是封裝的金屬焊盤160的具有接觸部200的微波端口不能在工作頻率下工作，但能夠工作在工作頻率的子諧波頻率H)/n。與圖3a和3b的實施例中的方式相同，芯片100的微波端口通過電導體線180連接到封裝200能夠工作在R)/n的端口 200。然后可以通過表面安裝技術在印刷電路卡204上組裝圖3a，3b，4a，4b的部件。圖4c和4d示出了通過表面安裝技術安裝在印刷電路上的圖4a的部件。印刷電路卡204結合了各種導體208、212，用于將電信號傳送到封裝122。導體208和地回路212通過金屬化孔214互連。從圖4a的微波部件中包括的耦合導體148，將頻率R)的電磁信號通過穿透印刷電路卡204的開口 216耦合到波導。圖4d中示出了印刷電路204上安裝的部件的封裝122的覆蓋區。圖5a和5b表示圖4a和4b的部件的替代物。對于圖5a和5b的部件而言，將無源多層集成電路220包封在包括通過要工作在工作頻率R)的電磁耦合實現的無接觸微波端口 124的微波封裝222中。無源多層集成電路222包括三層電介質材料，第一層140，第二層142和第三層144，多層集成電路的頂面224和底面225包括具有充分厚度的金屬化層226以形成地平面。圖5a和5b的部件的無源多層集成電路220在其中心部分還包括腔228，露出其背面225的金屬化層226。芯片100容納在無源多層集成電路220的腔228中，通過其背面104，將其安裝在所述多層集成電路220的底面225的金屬化層226上。在這一實施例中，無源多層集成電路220的底面225的金屬化層226充當微波部件的金屬基底，用于將其表面安裝在印刷電路上。如在圖3a和3b的實施例中那樣，多層集成電路220在無接觸微波端口 124 —側上，在電介質材料的第一層140和第二層142之間，包括耦合電導體148，在第二層142和第三層144之間，包括另一金屬層150，形成無接觸微波端口 124中的電磁波反射平面。通過接合層230將芯片100安裝在無源多層集成電路的金屬化層226上。
芯片100的有源面102的電導體通過電線180連接到無源多層集成電路220的電導體并連接到芯片的電焊盤182。放置芯片100的多層集成電路220的腔228由保護樹脂234密封。形成無源多層集成電路220的地平面的金屬化層226包括部件的無接觸端口 124水平上的開口 236，允許電磁波通過，因此，允許工作頻率R)下的與外部系統的電磁耦合。用于在印刷電路上安裝圖5a和5b的部件的外表面還結合了金屬焊盤160，使得部件能夠以低頻連接到外部系統。借助于金屬化孔238形成這些焊盤160和無源多層集成電路220的電導體之間的連接。圖5c和5d示出了通過表面組裝技術安裝在印刷電路卡240上的圖5a和5b的 部件，印刷電路卡240并入了不同導體242，可以通過金屬化孔246相互連接或與印刷電路240的地244連接。頻率R)的工作信號經由通過所述印刷電路中的開口 248安裝在印刷電路上的部件的耦合導體148耦合到波導。圖5d示出了圖5a和5b的部件在印刷電路240上看到的覆蓋區。圖6a和6b表示圖5a和5b部件的變體。圖6a和6b示出了具有兩個微波端口，即無接觸端口 124和具有接觸部的端口 200的部件。對于圖6a和6b的實施例而言，無源多層集成電路250，例如圖5a和5b的實施例包封在封裝252中的無源多層集成電路250，包括三層電介質材料，第一層140、第二層142和第三層144，多層集成電路250的頂面224和底面225包括具有充分大厚度的金屬化層226以形成地平面。在電介質材料的第一層140和第二層142之間，除了耦合電導體148之外，無源多層集成電路250還包括用于通過其有源面102安裝芯片100的電導體254。無源多層集成電路250的中心部分中的腔256露出所述電導體254，用于在無源多層集成電路250上安裝芯片100。無源多層集成電路250包括金屬化孔260、224，經由無源多層集成電路的電導體262將用于在無源多層集成電路250上安裝芯片的電導體254、262連接到微波部件的安裝電導體160。芯片100容納在無源多層集成電路250的腔256中，通過其背面102，將其經由金屬焊盤264安裝在芯片的安裝電導體254上。這些金屬焊盤264確保芯片100電連接和機械連接到無源多層集成電路250。在圖6a和6b的變化實施例中(圖中未示出)，可以通過其有源面104將芯片100安裝在芯片的安裝電導體254、262上。這種配置統稱為“倒裝芯片”。那么，芯片100的有源面104直接面對用于安裝在無源多層集成電路252的腔256中產生的芯片100的電導體254。芯片100的導體和芯片100的安裝電導體254、262之間的連接是由金屬焊盤264實現的。如在圖5a和5b的實施例中那樣，形成無源集成電路250的底面224的地平面的金屬化層226充當用于部件的基底，用于將其表面安裝在印刷電路上。
就這樣將耦合電導體148連接到芯片100的微波端口，該微波端口利用工作頻率FO的信號工作，電長度比通過電導體線連接的情況短得多。這樣有利于甚高頻下部件的工作。類似地，不用電線將微波部件的安裝金屬焊盤160實現的基于接觸的端口 200連接到芯片100，這有利于這個端口在比圖5b中所述金屬焊盤160實現的低頻端口高得多的
頻率下工作。多層集成電路250的金屬化層226還包括開口 136，允許工作頻率R)的信號傳輸到外部系統。麗IC芯片100受到密封部件的封裝的涂層樹脂266的保護。圖6c和6d表示通過表面安裝技術組裝在印刷電路卡270上的圖6a和6b的微波 部件。這個卡270尤其結合了波導開口 274。圖6d示出了圖6a和6b的部件在印刷電路270上看到的覆蓋區。圖7a和7b表不圖6a和6b表不的部件的改進，包括如圖4a和4b所不位于無源多層集成電路下方的金屬基底。對于圖7a和7b的實施例而言，封裝278包括無源多層集成電路280，該無源多層集成電路280包括三層電介質材料(第一層140、第二層142和第三層144)、頂面282和金屬化底面284。多層集成電路280安裝在金屬基底286上。在電介質材料的第一層140和第二層142之間，除了耦合電導體148之外，多層集成電路280還包括電導體254，用于通過其有源面102安裝芯片100，例如圖6a和6b的實施例中的那些。在部件的無接觸端口 124 —側，電介質材料的第二層142和第三層144部分覆蓋電介質材料的第一層140,露出用于在所述電介質材料的第一層140上安裝芯片100的電導體 254。圖7a和7b的本實施例使得能夠減少和簡化無源多層集成電路280底面的限定。通過金屬焊盤264實現安裝在包括低頻電導體284的多層集成電路280上的MMIC芯片100和無接觸耦合電導體148之間的連接，以便提高部件的最大頻率H)。用于以頻率R)將部件耦合到外部系統的無接觸端口是由微波部件的金屬基底286中的開口 243和無源多層集成電路280底面的金屬化層中相反的開口 136生成的，允許通過集成的耦合導體148與部件外部進行電磁耦合。對于其他實施例，通過金屬基底286上制造的端口焊盤160將低頻信號注入部件。這些端口焊盤160通過電導體線180連接到無源多層集成電路的電導體。圖7a和7b的部件被保護樹脂的涂層292包封。在圖7a和7b的變化實施例中(圖中未示出)，可以通過其有源面104將芯片100安裝在芯片的安裝電導體254上。這種配置統稱為“倒裝芯片”。那么，芯片100的有源面104直接面對多層無源集成電路280上制造的芯片的安裝導體254、284。芯片100的導體和芯片安裝導體254之間的連接是由金屬焊盤264實現的。圖7c和7d表示組裝在印刷電路卡上的圖7a和7b的微波部件。圖7c示出了印刷電路卡294上的圖7a和7b的部件的組件，如在其他情況下那樣，該印刷電路卡具體而言并入了開口 296，用于以工作頻率R)耦合到外部系統。圖7c示出了印刷電路294上看到的圖7a和7b的部件的覆蓋區。圖8a和8b示出了圖7a和7b所示的部件的改進。圖8a和8b的部件在所有方面都與圖7a和7b的部件相同，只是無源多層集成電路280到金屬基底286的連接是由在封裝的低頻連接160的水平上的接合或硬焊接298實現的。這樣能夠取消圖7a和7b中所示的線路線180，從而能夠經由部件安裝焊盤160增大低頻端口的最大頻率。在根據本發明的微波部件的主要優點中，可以提到以下優點-微波部件與表面安裝(SMC)技術兼容，包括超過45GHz的應用。
-盡管要管理比45GHz高得多的頻率，但使用便宜的材料來生成將要安裝微波部件的印刷電路。-取消了毫米工作頻率的引線和導線類型的連接；-為微波封裝使用集合制造技術。這樣能夠顯著減少微波部件的生產成本。根據本發明的微型部件的這些主要優點導致微波系統制造成本的顯著降低和性能水平的再現性。
權利要求
1.一種微波部件，包括 -包封在用于表面安裝的個體封裝(114，122，222，252，278)中的MMIC微波芯片(18，60，100)，所述芯片具有有源面￠4,102)以及與所述有源面相對的背面(66，104)，所述有源面包括電子元件和所述有源面的電導體(30，70，72)， -至少一個通過電磁耦合實現的無接觸微波端口(12，62，124)，用于所述封裝的內部和外部之間的電信號通信，所述封裝包括對所述電磁波透明的開口(36，82，136，236，243)，確保耦合信號以工作頻率H)傳輸， 其特征在于所述微波部件包括無源多層集成電路(120，220，250，280)，該無源多層集成電路(120，220，250，280)具有金屬化層(146，150)和電介質材料層(140，142，144);頂面(128，224);金屬化底面(130，225)，所述金屬化底面在所述無接觸微波端口(124) —側包括所述金屬化層中的開口(136，236，243)，用于利用所述無接觸微波端口使耦合電磁波通過；兩層電介質材料之間的金屬化層(146)，該金屬化層(146)具有至少一個連接到所述芯片(100)的電子元件的電磁耦合電導體(148)，所述耦合電導體(148)定位成面對所述無接觸微波端口(124)，以確保通過電磁耦合以所述工作頻率H)傳輸微波信號。
2.根據權利要求I所述的微波部件，其特征在于該微波部件包括頻率(Fe)低于工作頻率H)的基于接觸的微波端口(44，200)。
3.根據權利要求2所述的微波部件，其特征在于所述基于接觸的微波端口(44，200)的低于所述工作頻率的頻率(Fe)是所述工作頻率H)的子諧波頻率Η)/η，η為大于或等于2的數字。
4.根據權利要求I所述的微波部件，其特征在于該微波部件包括金屬基底(134)，所述金屬基底具有內面(135)、外面(137)、所述基底中形成所述無接觸微波端口(124)的開口(138)，所述微波芯片(100)和所述無源多層集成電路(120)安裝在所述金屬基底(134)的內面(135)上。
5.根據權利要求I所述的微波部件，其特征在于所述多層集成電路(226)的底面(225)的所述金屬化層(226)形成所述封裝的地平面。
6.根據權利要求I所述的微波部件，其特征在于所述多層集成電路(220)包括其中心部分中露出其底面(225)的金屬化層(226)的腔(228)，所述芯片(100)容納在所述無源多層集成電路(220)的腔(228)中，所述芯片(100)通過其背面(104)安裝在所述多層集成電路(220)的底面(225)的金屬化層(226)上。
7.根據權利要求I所述的微波部件，其特征在于在電介質材料的第一層(140)和第二層(142)之間，除了所述耦合電導體(148)之外，所述無源多層集成電路(250)還包括用于在所述無源多層集成電路(250)上安裝所述芯片(100)的電導體254，所述無源多層集成電路(250)的中心部分中的腔(256)露出用于安裝芯片(100)的所述電導體(254)。
8.根據權利要求I所述的微波部件，其特征在于在電介質材料的第一層(140)和第二層(142)之間，除了所述耦合電導體(148)之外，所述無源多層集成電路(280)還包括用于安裝芯片(100)的電導體(254)，在所述多層集成電路的底面的金屬化層(136)中的開口一側，電介質材料的所述第二層(142)和第三層(144)部分覆蓋電介質材料的所述第一層(140)，露出所述電導體(254)，用于在電介質材料的所述第一層(140)上安裝所述芯片。
9.根據權利要求I到8之一所述的微波部件，其特征在于所述多層集成電路在所述底面和所述頂面之間包括電介質材料的第一層(140)、第二層(142)和第三層(144);在電介質材料的所述第一層(140)和所述第二層(142)之間包括第一金屬層(146)，所述第一金屬層(146)至少包括電磁耦合電導體(148);在電介質材料的所述第二層(142)和所述第三層(144)之間、在所述多層集成電路的底面的金屬化層的所述開口的水平上，包括另一金屬層(150)，該另一金屬層(150)形成針對所述無接觸微波端(124)中的電磁波的反射平面。
10.根據權利要求I所述的微波部件，其特征在于所述無源多層集成電路的電磁耦合電導體(148)和地平面形成槽式天線，有利于通過所述無接觸微波端(124)傳輸所述工作頻率。
11.根據權利要求I到10之一所述的微波部件，其特征在于所述耦合電導體(148)通過微帶線(150)電連接到所述芯片(100)，所述微帶線由包括所述耦合電導體(148)的金屬層的電導體和所述多層集成電路的金屬化底面形成。
12.根據權利要求I到11之一所述的微波部件，其特征在于所述芯片(MMIC)100和所述多層集成電路受到密封所述部件的封裝的涂層樹脂的保護。
13.根據權利要求I到12之一所述的微波部件，其特征在于所述芯片(MMIC)100通過電導體線互連到所述多層集成電路。
14.根據權利要求7到12之一所述的微波部件，其特征在于所述芯片(MMIC)100通過金屬焊盤互連到所述多層集成電路。
全文摘要
本發明涉及一種微波微型部件，包括包封在用于表面安裝的個體封裝(222)中的MMIC微波芯片(100)，能夠工作在遠高于45GHz的頻率F0；至少一個通過電磁耦合實現的無接觸微波端(124)，確保耦合信號以工作頻率F0傳輸。所述部件包括無源多層集成電路(220)，無源多層集成電路(220)具有金屬化層和電介質材料層(140，142，144)；頂面(224)；金屬化底面(225)；所述金屬化底面在所述無接觸微波端(124)一側包括金屬化層中的開(236)，用于使耦合電磁波經由所述無接觸微波端口通過；兩層電介質材料之間的金屬化層(146)，其具有至少一個連接到所述芯片(100)的電子元件的電磁耦合電導體(148)，所述耦合電導體(148)定位在所述無接觸微波端(124)的水平，以確保通過電磁耦合以所述工作頻率F0傳輸微波信號。應用汽車雷達、高比特速率通信。
文檔編號H05K1/18GK102782934SQ201080024568
公開日2012年11月14日 申請日期2010年4月22日 優先權日2009年5月5日
發明者C·圖桑, P-F·阿洛姆 申請人:聯合單片電路半導體股份公司