[发明专利]用于雷达收发机的天线装置

说明书

现有技术

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的、雷达收发机的天线装置，该雷达收发机特别是用于在机动车的环境中确定距离和/或速度。

这种雷达收发机、即发送/接收模块在微波和毫米波领域中用于在空间中定位物体或者用于确定速度，特别是机动车的速度。这种雷达收发机特别地被用于驾驶员辅助系统，这些系统例如用于确定在一个车辆前面行驶的另外的车辆的距离以及用于距离调节。在此，这种雷达收发机为了在空间中定位物体以及为了确定速度而发出电磁波形式的超高频的信号，这些信号被目标物体反射，并且又被雷达收发机接收并且进一步处理。在此，通常多个这种雷达收发机被连接为一个总模块。在使用在汽车中的情况下，优选地使用在76至81GHz范围中的频率。

由DE 196 48 203 A1已公开了一种多辐射的机动车雷达系统。在这种雷达系统中，发射和接收单元以及天线被设置在不同的承载体上。

由本申请人的未被提前公开的序列号为309374申请中，给出一种用于单片雷达收发机的、具有尤其是非常薄的电学上起作用的氧化物层的、技术上简单并且可低成本地制造的天线装置，该收发机在高的工作频率上，特别是在76至81GHz的范围中提供了大的可复制性、高的可靠性和高的带宽。为此规定，该天线包括设置在芯片上的第一部分和一个与所述第一部分间隔有距离地设置的并且辐射耦合到该第一部分上的第二部分。所述第二部分在此例如被设置在天线罩上。

两个天线部分可以通过贴片(Patch)或者偶极子或者也可通过缝隙来形成，其中贴片或者偶极子通过一个与其对置的另外的贴片、缝隙或者偶极子来激励。

通过在同样具有公差的辐射的装置部分/子部分上设置带有天线结构的带有公差的壳体部分，形成了高的公差链，其中所述装置部分/子部分此外还具有定位公差。它们在小于30GHz的频率范围中还可以被控制，然而在较高的频率的情况下、特别是在超过76GHz的频率范围中则强烈地上升，并且只能以大的开销来考虑。经验上的研究得出了在122GHz时大约20μm的绝对公差。这种公差允许尺寸在机械上非常难以实现。

因此本发明的任务在于，将这种类型的用于雷达收发机的天线装置这样地改进，使得在雷达收发机的并且特别是其天线的部件的简单安装的情况下，即使在77、120或者140GHz附近的频率范围中也得到高的可复制性和高的可靠性。

发明优点

该任务通过一种具有权利要求1的特征的用于雷达收发机的天线装置解决。

本发明的基本思想在于，将天线的第二部分设置在天线承载体或者另外的芯片上，该天线承载体或者另外的芯片本身通过倒装芯片连接(Flip-Chip-Verbindungen)固定在第一部分上面。这样，天线的第二部分不会如现有技术中所公开的那样被固定在壳体部分上，该壳体部分通过机械的安装被设置在天线的构成天线辐射部分的第一部分上面。通过在倒装芯片连接中由于表面张力而引起的自聚集(selbstfokussierende)作用，天线承载体或者另外的芯片以及由此天线的第二部分被对准到设置在芯片上的第一天线部分。在此，可以实现小于20μm的公差尺寸。

天线承载体可以由极为不同的材料构成。在一种有利的实施形式中规定，天线承载体通过软板衬底(Softboard-Substrat)构成。然而它也可以由金属化的陶瓷承载体来实现。

在其上设置了天线第一部分的芯片同样可以由软板衬底构成。然而它也可以是陶瓷或者低温共烧陶瓷(LTCC)。

所述芯片和所述另外的芯片可以通过硅和/或硅锗和/或硅锗芯片构成：这种芯片随后又可以被安装在由软板、陶瓷或者LTCC制成的承载体上。芯片和承载体在这种情况下形成一个单元。

倒装芯片连接优选地通过基本上截断的球形的焊接连接、所谓的凸点(Bump)来实现。在具有100μm的球直径的凸点的情况下，通过这种方式可以实现在第一和第二天线部分之间的小于20μm的公差。

在一种优选的实施形式中规定，焊接连接的至少一部分构成了一个屏蔽物质(Abschirmmasse)，该屏蔽物质与芯片的物质(Masse)导电连接。由此，可以实现一种附加的上部的屏蔽物质，它被引导到雷达收发机的电路上。

屏蔽可以极有利地通过这种方式来进一步改善，即焊接连接、所谓的凸点彼此具有一个距离，该距离小于通过天线发射的射线的波长的1/10。