[发明专利]应用于60GHz的气密性金属-陶瓷外壳

说明书

本发明是一种应用于60GHz的气密性金属—陶瓷外壳，其结构包含金属热沉、金属框架和陶瓷绝缘子；其中，所述金属热沉上设计有四个螺丝固定开孔与两个垂直方向的矩形波导，所述矩形波导的长边上各有一个开糟，陶瓷绝缘子嵌入矩形波导的开糟内，金属框架与金属热沉连接，形成封装60GHz芯片的外壳；高频信号传输通道采用波导—微带过渡结构，将矩形波导的TE波转换为微带线的准TEM波，使信号从外部电路传输到外壳内部芯片。优点：1、外壳采用矩形波导作为输入输出端口，即可以更加方便地与外部电路互连，又可以实现插入损耗低、功率容量大。2、陶瓷绝缘子采用陶瓷—金属—陶瓷的结构，不仅能够起到波导—微带转换的作用，还可以实现气密性封装。

技术领域

本发明是一种应用60GHz的气密性金属—陶瓷外壳 ，属于芯片封装领域。

背景技术

随着5G通讯、卫星通讯等技术的发展，毫米波芯片越来越多，

随之而来的是毫米波外壳的需求量也越来越大，然而传统的微波外壳的RF传输结构由于色散、谐振等原因，在毫米波频段插入损耗过大，无法满足封装芯片的要求，因此，对于毫米波芯片，现在多采用裸芯片封装技术，但这种方法无法满足航空、航天等高可靠的要求。

发明内容

本发明提出的是一种应用于60GHz的金属—陶瓷外壳及设计方法，其目的旨在克服现在外壳在毫米波频段因色散、谐振等原因而导致的插入损耗过大的问题。

本发明的技术解决方案:

一种应用于60GHz的气密性金属—陶瓷外壳，其结构包括金属热沉、金属框架和陶瓷绝缘子；其中，所述金属热沉上设计有四个螺丝固定开孔与两个垂直于金属热沉的矩形波导，所述矩形波导只有一个开槽，且两个矩形波导的槽口对开，陶瓷绝缘子嵌入矩形波导的开槽内，金属框架与金属热沉连接，构成封装60GHz芯片的气密性金属—陶瓷外壳；高频信号传输通道采用波导—微带过渡结构，将矩形波导的TE波转换为微带线的准TEM波，使信号从外部电路传输到外壳内部芯片。

本发明的优点：

1、外壳采用矩形波导作为输入输出端口，即可以更加方便地与外部电路互连，又可以实现插入损耗低、功率容量大。

2、陶瓷绝缘子采用陶瓷—金属—陶瓷的结构，不仅能够起到波导—微带转换的作用，还可以实现气密性封装。

附图说明

图1是应用于60GHz的气密性金属—陶瓷外壳的结构示意图；

图2是应用于60GHz的气密性金属—陶瓷外壳的波导—微带过渡结构的原理图；

图3是陶瓷绝缘子的加工工艺流程图；

图4是应用于60GHz的气密性金属—陶瓷外壳的金属热沉示意图；

图5是应用于60GHz的气密性金属—陶瓷外壳的金属框架示意图。

图6是应用于60GHz的气密性金属—陶瓷外壳的波导—微带结构仿真结果。

图中，1是金属热沉1，2是陶瓷绝缘子，3是金属框架。

具体实施方式

一种应用于60GHz的气密性金属—陶瓷外壳，其结构包括金属热沉、金属框架和陶瓷绝缘子；其中，所述金属热沉上设计有四个螺丝固定开孔与两个垂直于金属热沉的矩形波导，所述矩形波导只有一个开槽，且两个矩形波导的槽口对开，陶瓷绝缘子嵌入矩形波导的开槽内，金属框架与金属热沉连接，构成封装60GHz芯片的气密性金属—陶瓷外壳；高频信号传输通道采用波导—微带过渡结构，将矩形波导的TE波转换为微带线的准TEM波，使信号从外部电路传输到外壳内部芯片。

所述金属框架上设有两个凹槽，利用焊钎工艺将金属框架与金属热沉焊接在一起，热沉上的矩形波导卡在框架的凹槽内，在矩形波导的顶端形成短路面。