[发明专利]微波低波段超微型混合集成电路及其制备工艺

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种无线通信领域中微波低波段超微型混合集成电路，特别是涉及一种超微型化、低成本的微波低波段混合集成电路的设计思想及工艺制备方法。

背景技术

目前，对雷达、电子战和通讯等电子设备中微波电路“微型化”的呼声甚高，“微型化”的含义远比其名词本身寓意要广泛，它至少还意味着：一致性、低价格和高可靠(参考“关于微波电路的微型化技术”《现代雷达》顾墨琳1991，13(5)P70)。

近年来，微波低波段无线通信领域技术发展极其迅猛，超微型化的微波器件不断问世，使用现有的微波混合集成电路及制备工艺已经无法满足电路日益精细化、微型化的要求，特别需要寻找一种超微型化、低成本的微波低波段混合集成电路的设计思想及制备工艺。

二十世纪八十年代以来，微波工程师们对微波低波段微型化的集成电路感到困惑。RFIC、MINI等特种器件虽然迅猛发展，种类五花八门，这给当前爆炸性增长的微波低波段无线通信带来麻烦，不利于微波低波段无线通信的产业化。

在低波段微波电路设计中，现有的混合微波集成电路(HMIC)技术，在电路性价比、电路尺寸、制备工艺之间还存在诸多技术难点，不利于电路小型化和集成化。

例如3dB交指电桥，若其做在介电常数为9.6，厚度为0.5的陶瓷基片上，其缝宽为几十个微米，用现有的混合微波集成技术无法实现；而如果是制作3dB锯齿耦合正交电桥，若采用单节结构，其缝宽更是低达几微米，现有的混合微波集成技术更是无法实现，而是用两个8.34dB锯齿耦合正交电桥串接而成，其尺寸大约是单节的2.5倍。

又例如，现有的自动增益控制(AGC)低波段接收组件是由多个单片电路组合而成，若要实现低波段的低噪声、高增益、高动态的AGC组件，其尺寸在200×60×25mm左右。尤其是现有接收组件中的滤波器多采用腔体式的，不利于集成。

再例如，现有八管功率合成模组是由几个单片电路组合而成，存在增益低、尺寸大等缺点。

现有混合微波集成电路(HMIC)技术的制作工艺，主要包括刻图、制版、定位光刻、超声波打孔、真空蒸发镀膜、刻蚀、超声波点焊、电镀等工艺流程，采用传统的感光膜光刻制作的平面电路图形，其分辩率低，最高只能达到0.1mm的线条水平，图形精确度不高，采用的焊连线电镀则进一步恶化了线条控制，对于微米级的线条无法实现。这使得进一步小型化、集成化受到限制，特别对微波低波段电路的小型化更加受到限制。虽然目前半导体制造技术能达到纳米级的精度，但因其制造设备及工艺过程中的消耗极其昂贵，因此微米级的微波低波段的电路绝无可能、也绝无必要采用半导体集成电路的制造技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种微波低波段超微型混合集成电路。

本发明进一步要解决的技术问题是，提供一种低成本的微波低波段超微型混合集成电路的制备工艺。

本发明的总体设计思想是，用微波集成电路技术解决微波低波段分布参数电路超微型化的问题，既要基本电路及功能电路微型化，又要适合低成本批量生产。

具体地说，本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种微波低波段超微型混合集成电路，其特征是：在适合传输射频信号的介质材料基片上具有通过超微细微带薄膜工艺制作的微波低波段超微型电路的无源电路，符合微波低波段电路特性的微波低波段超微型电路的有源电路器件楔焊固定在所述基片上，所述的无源电路和有源电路器件在所述基片上结合成一个完整的微波低波段超微型混合集成电路。

在上述方案中，适合传输射频信号的介质材料基片为纯度99.6％以上的三氧化二铝陶瓷基片，或者蓝宝石基片，基片的厚度H范围为0.1mm≤H≤0.6mm。

本发明进一步的技术解决方案如下：一种微波低波段超微型混合集成电路的制备工艺，是一种超微细微带薄膜工艺，包括如下步骤：首先在基片上激光打通孔，研磨抛光获得平坦化表面，平坦化后的基片进行清洗再溅射获得电镀需要的引镀层，然后再通过小孔金属化和选择性电镀，然后进行划片制得电路片；再通过键合在电路片上楔焊上各种有源器件以及完成跳线，最后将电路片封装于金属外壳内送电路性能测试。