一種ltcc基板堆疊的微波電路三維封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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LTCC基板堆疊的微波電路三維封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]微波微組裝技術(shù)(MMCM)是實(shí)現(xiàn)電子整機(jī)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(hào)傳輸性能好、可實(shí)現(xiàn)無(wú)源器件的基板內(nèi)埋置，因此基于LTCC基板和微組裝的技術(shù)是實(shí)現(xiàn)微波模塊和系統(tǒng)小型化的重要途徑。為了進(jìn)一步減小體積，提高組裝密度，三維封裝的微組裝技術(shù)(3D-MMCM)成為國(guó)內(nèi)外研宄和應(yīng)用的熱點(diǎn)。
[0003]目前，3D-MMCM的主要實(shí)現(xiàn)方式有兩類:插裝型和基板疊層型。
[0004]插裝型3D-MMCM先把芯片焊接到基板上形成2D-MMCM模塊，再把多個(gè)2D-MMCM模塊垂直插裝在一塊公共基板上，形成一個(gè)子系統(tǒng)或系統(tǒng)。然而插裝型具有對(duì)組裝工藝要求高、垂直微帶線和水平微帶線不易焊接、封裝體積較大等缺點(diǎn)。
[0005]基板疊層式3D-MMCM即先把多種芯片焊接到基板上形成2D-MMCM模塊，再把多個(gè)2D-MMCM模塊疊壓在一起，形成一個(gè)子系統(tǒng)或系統(tǒng)。通常的上下層基板間采用焊球的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣連接，然而該種方式具有工藝復(fù)雜、焊球?qū)ξ痪纫蟾?、且焊球連接的機(jī)械強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了克服上述現(xiàn)有插裝型和基板疊層型存在的組裝工藝復(fù)雜的缺陷，本實(shí)用新型提供一種LTCC基板堆疊的微波電路三維封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)組裝工藝簡(jiǎn)單，而且對(duì)位精度要求低，機(jī)械強(qiáng)度高。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種LTCC基板堆疊的微波電路三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括上層LTCC基板、下層LTCC基板和中層鋁板，中層鋁板為中間鏤空的鋁框，所述上層LTCC基板粘接在中層鋁板的上表面上，所述下層LTCC基板粘接在中層鋁板的下表面上，所述上層LTCC基板和下層LTCC基板通過(guò)金絲或金帶實(shí)現(xiàn)電路連接。
[0009]還包括鋁腔體，所述下層LTCC基板通過(guò)導(dǎo)電膠粘接在鋁腔體的腔體內(nèi)。
[0010]所述鋁腔體上通過(guò)導(dǎo)電膠粘接有多個(gè)供電絕緣子和多個(gè)微波絕緣子。
[0011]所述金絲或金帶兩端采用鍵合方式分別固定在上層LTCC基板和下層LTCC基板上。
[0012]所述上層LTCC基板通過(guò)導(dǎo)電膠粘接在中層鋁板的上表面上，所述下層LTCC基板通過(guò)導(dǎo)電膠粘接在中層鋁板的下表面上。
[0013]所述上層LTCC基板上表面設(shè)置有微波電路，下表面鍍鉑銀以形成電路地層；所述下層LTCC基板上表面設(shè)置有微波電路，所述下層LTCC基板上表面在距邊緣2mm范圍內(nèi)鍍鉑銀以形成電路地層，所述下層LTCC基板下表面鍍鉑銀以形成電路地層，位于下層LTCC基板上表面上的電路地層與下層LTCC基板下表面的電路地層通過(guò)貫穿下層LTCC基板的通孔連接，通孔內(nèi)填充有金屬。
[0014]所述微波電路包括裸芯片和附屬器件，裸芯片和附屬器件通過(guò)導(dǎo)電膠粘接在上層LTCC基板上表面上和下層LTCC基板上表面上。裸芯片和附屬器件用于實(shí)現(xiàn)電路功能，通過(guò)金絲鍵合實(shí)現(xiàn)裸芯片和微帶線以及裸芯片之間的連接。
[0015]所述上層LTCC基板和下層LTCC基板內(nèi)埋置有電子元件，電子元件采用上層LTCC基板和下層LTCC基板內(nèi)印刷金屬共燒形成，通過(guò)上層LTCC基板和下層LTCC基板內(nèi)通孔填充金屬分別與表面微波電路連接；電子元件包括濾波器、電阻、電容、電感等。
[0016]所述上層LTCC基板和下層LTCC基板均米用5-30層，每層0.094mm厚的ferro A6s材料層壓為一體后在850°C -900°C低溫共燒而成。
[0017]所述中層鋁板厚1mm，框?qū)?mm ;外框長(zhǎng)度和寬度與上層LTCC基板一致，該中層鋁板下表面對(duì)應(yīng)下層LTCC基板上表面微波電路走線的位置厚0.5mm。
[0018]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:
[0019]本實(shí)用新型提供的低溫共燒陶瓷(LTCC)基板堆疊的微波電路三維封裝結(jié)構(gòu)由于采用兩塊傳統(tǒng)的LTCC基板外加一塊鋁板進(jìn)行堆疊實(shí)現(xiàn)三維封裝的結(jié)構(gòu)，采用通常的LTCC基板加工技術(shù)、通常的鋁板機(jī)加工技術(shù)和通常的導(dǎo)電膠粘接技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)，因此具有工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。采用金絲或金帶鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)上下層電路電氣連接，由于金絲或金帶的柔軟可彎曲特性，因此具有對(duì)位精度要求低的優(yōu)點(diǎn)。采用中間的鋁板和上下層基板粘接實(shí)現(xiàn)無(wú)縫機(jī)械連接，接觸面積比焊球連接方式更大，具有機(jī)械強(qiáng)度高和接地更好的優(yōu)點(diǎn)。上層基板和下層基板都可分布電路，相對(duì)于平面型的電路布局具有體積更小的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)該結(jié)構(gòu)具有可擴(kuò)展性，可在垂直方向堆疊更多層基板，可進(jìn)一步提高封裝密度，減小電路體積。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中標(biāo)記1、上層LTCC基板，2、下層LTCC基板，3、中層鋁板，4、金絲或金帶，5、鋁腔體。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]本實(shí)用新型包括:
[0024]一塊上層LTCC (低溫共燒陶瓷)基板1，該上層LTCC基板I采用若干層(5_30層)，單層厚度為0.094mm的ferro A6s材料層壓為一體后在850°C _900°C低溫共燒而成，上層LTCC基板I上表面通過(guò)微組裝工藝形成具有一定功能的微波電路。上層LTCC基板下表面鍍鉑銀以形成電路地層；
[0025]一塊下層LTCC基板(低溫共燒陶瓷)2，該下層LTCC基板采用若干層(5-30層)單層厚度為0.094mm的ferro A6s材料層壓為一體后在850°C _900°C低溫共燒而成，下層LTCC基板2上表面通過(guò)微組裝工藝形成具有一定功能的微波電路。下層LTCC基板2上表面距邊緣2mm范圍內(nèi)鍍鉑銀以形成電路地層，下層LTCC基板2下表面鍍鉑銀以形成電路地層，上表面地層和下表面地層通過(guò)貫穿下層LTCC基板的填充有金屬的通孔連接；
[0026]一塊中層鋁板3，該中層鋁板3為一個(gè)中間鏤空的矩形鋁框，厚1_、寬2_，外框長(zhǎng)度和寬度與上層LTCC (低溫共燒陶瓷)基板I 一致。該中層鋁板3底面對(duì)應(yīng)下層LTCC基板2上表面電路走線的位置厚0.5mm。該中層鋁板3處于中間，通過(guò)導(dǎo)電膠與上層LTCC基板I和下層LTCC基板2粘接，形成LTCC基板垂直堆疊的三維電路結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中間的空間為下層基板電路提供空間；
[0027]多個(gè)用于上下層LTCC基板微波電路連接的金絲或金帶4，金絲或金帶4用于上下層電路的微波信號(hào)、直流供電信號(hào)、調(diào)制信號(hào)等的連接。金絲和金帶采用鍵合技術(shù)從上層電路鍵合點(diǎn)連接到下層電路鍵合點(diǎn)；
[0028]多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)微波電路的裸芯片和附屬器件，裸芯片和附屬器件用于實(shí)現(xiàn)電路功能，采用導(dǎo)電膠粘接到上下層LTCC基板上，通過(guò)金絲鍵合實(shí)現(xiàn)裸芯片和微帶線以及裸芯片之間的連接。上下層LTCC基板表面都有相應(yīng)功能電路；
[0029]多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)微波電路的上下層LTCC基板內(nèi)埋置電子元件如濾波器、電阻、電容、電感等，該電子元件分別采用上下層LTCC基板內(nèi)印刷金屬共燒形成，且分別通過(guò)上下層