[发明专利]三维堆叠封装集成TR模组

权利要求书

1.一种三维堆叠封装TR模组，包括：在Z向堆叠组装的上多层介质基板（1），下多层介质基板（2）和用于气密封装上多层介质基板（1）内开腔的金属盖板（3），其特征在于：上多层介质基板（1）中制有一个嵌入集成了四通道多功能数模混合Corechip芯片（4）的上基板矩形开腔体，矩形开腔内台阶上，沿Corechip芯片（4）Y方向的矩形两侧长边和沿X方向一侧宽边上分别印制有上基板微带接口（5），同时在上多层介质基板（1）底部印制电路面制作有与上述上基板微带接口（5）连通的上基板同轴接口（6），以及用于Corechip芯片（4）低频馈电的上基板低频接口（7）；在下多层介质基板（2）中制有两个相向对称中心面，分别装配有双通道TR芯片（8）的下基板矩形开腔体；并在下多层介质基板（2）矩形开腔台阶上印制有平行于X方向的两对下基板微带接口（9）和沿Y方向左右对称分布的两对下基板微带接口（11），以及位于下多层介质基板（2）底面且与平行于X方向的下基板微带接口（9）相互馈通的下基板同轴接口（10），位于下多层介质基板（2）顶面且与沿Y方向左右对称分布的下基板微带接口（11）相互馈通的下基板同轴接口（12）；四通道多功能数模混合Corechip芯片（4）和双通道TR芯片（8）通过多层基板内的Z向金属化过孔和层间走线并采用上下基板对位堆叠方式完成互连；由封装体内部和对外的高低频互联接口，实现整个三维堆叠TR模组内部和对外的高低频信号馈通。

2.如权利要求1所述的三维堆叠封装TR模组，其特征在于：用于毫米波收发信号放大功能的双通道TR芯片（8）设置于下层；用于信号幅相调制和数字闭环控制的四通道多功能数模混合Corechip芯片（4）设置于上层，以此构成在Z向的堆叠拓展的射频有源功能层，实现整个四通道TR模组的3D-SIP。

3.如权利要求1所述的三维堆叠封装TR模组，其特征在于：上多层介质基板（1）、下多层介质基板（2）、金属盖板（3）以及裸芯片共同组装构成毫米波四通道TR组件3D-SIP封装模组，其对外呈现为一个由位于下多层介质基板（2）底面的下基板同轴接口（10）和下基板同轴传输电路（13）构成的5口射频网络，并附带一组由下基板低频接口（15）构成的对外低频馈电接口，其余高低频接口在组装全部完成后均融入到3D-SIP封装模组内形成内部接口。

4.如权利要求1所述的三维堆叠封装TR模组，其特征在于：TR模组内部三维空间不同射频有源功能层的高低频互联，TR模组对外毫米波信号和低频控制信号的馈通，均由含有内层信号走线和层间Z向金属化过孔的上多层介质基板（1）和下多层介质基板（2）共同对位堆叠互联实现。

5.如权利要求1所述的三维堆叠封装TR模组，其特征在于：TR模组对外毫米波信号连接均采用表贴式介质填充类同轴接口形式，介质填充类同轴电路由多层基板内的Z向金属化过孔等效构建而成。

6.如权利要求1所述的三维堆叠封装TR模组，其特征在于：多层介质基板的实现方式包含低温共烧陶瓷（LTCC）、高温共烧陶瓷（HTCC）或叠压有机基板。

7.如权利要求1所述的三维堆叠封装TR模组，其特征在于：TR模组内部对毫米波信号的有效屏蔽和约束，由制作于上多层介质基板（1）和下多层介质基板（2）中、相互独立且良好隔离的闭合空气腔结构提供物理实现途径。

8.如权利要求7所述的三维堆叠封装TR模组，其特征在于：空气腔结构由介质基板层间和表面的印制金属面，基板内金属化过孔排列而成的孔栅阵列以及金属盖板（3）共同构成。

9.如权利要求1所述的三维堆叠封装TR模组，其特征在于：装配方式上，上多层介质基板（1）和下多层介质基板（2）中对应的毫米波芯片采用金丝跳线键合于微带接口的方式分别独立组装，再二次对位堆叠装配。

10.如权利要求1所述的三维堆叠封装TR模组，其特征在于：上多层介质基板（1）底面和下多层介质基板（2）顶面除开高低频接口外均对应构建闭合环形金属区，在外部对位工装支持下采用焊接方式实现两者的装配，以实现下多层介质基板（2）中两个独立对称开腔的气密封装；同时金属盖板（3）与上多层介质基板（1）也通过焊接方式装配，实现上多层介质基板（1）中开腔的气密封装。