[发明专利]基于扇出型晶圆级封装的多端口功率组合栅格阵列天线

说明书

本发明提供了一种基于扇出型晶圆级封装的多端口功率组合栅格阵列天线，其包括射频芯片，设置在基板层中；天线辐射单元，位于第一RDL层中，并呈栅格阵列排布，其中馈电点设置在天线辐射单元的栅格长边与短边的交点上；接地板，设置在所述基板层上面的第二RDL层中；所述第二RDL层位于第一RDL层的下方；馈电网络，包括设置在第三RDL层中的RDL馈线，所述第三RDL层位于基板层的下方；所述射频芯片的背部金属板与接地板相连，前端的射频信号垫与位于其底部的RDL馈线相连。采用本发明的技术方案，能够较好的部署在无线终端设备上而又不占用过多空间，同时能够有效的降低天线与芯片的连接时的能量损耗和减少发热。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种基于扇出型晶圆级封装的多端口功率组合栅格阵列天线。

背景技术

毫米波具有频率高、波长短、频谱宽、窄波束的特点，可以提供高速的传输速率和良好的方向性，加上其对应的天线物理尺寸很小，易于构建大规模的天线阵列并集成在无线终端设备上，很好的契合了未来通信的发展需求。天线作为通信系统最前端的器件，实现高增益、方向性强的电磁信号辐射是整个通信系统工作的前提，而小尺寸的天线设计有助于降低功耗和便于在无线终端设备上集成。多端口的天线馈电方式有利于提高馈电效率，降低损耗并能够实现更丰富的天线辐射模式，使得在单一的天线口径下实现多方向性的电磁信号辐射。

目前，带有DPA（Doherty auxiliary power amplifie）的多端口环形片上天线实现了62GHz-68GHz间6GHz的14.2dBm平均输出功率，伴随着平均20.2%的PAE和-26,7dB的EVM（error vector magnitud）；多端口功率组合贴片天线能够实现稳定的反射系数，并能够通过对天线的端口馈入不同相位的激励来控制实现天线的6种辐射模式；采用多个球形介质馈电的谐振腔天线可以通过改变各个输入端口的信号相位来控制天线的极化和波束指向。但是，片上天线存在占用芯片面积大、成本高、不利于散热和设备的小型化的问题。而球形介质馈电导致天线辐射单元与芯片之间的连接电路过于复杂，不利于连接电路的设计。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种基于扇出型晶圆级封装的多端口功率组合栅格阵列天线，实现紧凑的天线尺寸、多功能辐射和低损耗的天线与芯片连接。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种基于扇出型晶圆级封装的多端口功率组合栅格阵列天线，其包括

射频芯片，设置在基板层中；

天线辐射单元，位于第一RDL层中，并呈栅格阵列排布，其中馈电点设置在天线辐射单元的栅格长边与短边的交点上；

接地板，设置在所述基板层上面的第二RDL层中；所述第二RDL层位于第一RDL层的下方；

馈电网络，包括设置在第三RDL层中的RDL馈线，所述第三RDL层位于基板层的下方；

所述射频芯片的背部金属板与接地板相连以实现散热，前端的射频信号垫与位于其底部的RDL馈线相连。

扇出型晶圆级封装是毫米波应用领域最具潜力的封装技术之一，具有更小的电气距离，更好的电气性能和更高的集成灵活性，很适合用于毫米波波段的无源器件的封装。本发明的技术方案基于扇出型晶圆级封装，改进的天线结构紧凑，具有多功能辐射性能，天线与芯片连接损耗低。

作为本发明的进一步改进，所述天线辐射单元位于模塑料层上，所述模塑料层位于第二RDL层的上方；所述射频芯片镶嵌在基板层中。

作为本发明的进一步改进，所述天线辐射单元的尺寸大于射频芯片的尺寸。

作为本发明的进一步改进，所述射频信号垫位于第三RDL层的上方。