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基于LTCC的片式收发组件垂直互联与封装技术研究 [2025-12-03] |
基于LTCC的片式收发组件垂直互联与封装技术研究Research on Vertical Interconnection and Packaging Technology of Tile-type TR Module Based on LTCC【作者】 滕鲁 中国科学院电子学研究所 【导师】 陈永强 中国科学院空天信息创新研究院 低温共烧陶瓷(LTCC,Low Temperature Co-fired Ceramics)技术是一种陶瓷电路基板制作技术,由于其布线密度高、布线层数多、易于埋置器件和允许使用高电导率金属导体等优点而广泛应用于高集成度毫米波电路组件制作。分层结构的片式收发组件便是低温共烧陶瓷技术的典型应用场景,而片式收发组件体积小、重量轻、集成度高的特点正符合于近些年相控阵雷达系统小型化的趋势,具有较高的研究价值和实用意义。而垂直互联与封装技术正是片式收发组件在节省空间、减小装配难度的基础上提高传输性能和整体可靠性的关键。因此,本文围绕片式收发组件的垂直互联与封装技术开展研究,设计并实现了一种装配简单、性能可靠的板间互联结构,并在前人的工作基础上完成了一款工作在X波段、外形为20mm*20mm*5mm、重量为3.7g的片式收发组件的设计与制作,具有一定的创新性和实用价值。本文首先简要介绍了低温共烧陶瓷(LTCC)技术的概况,包括其工艺流程、技术特点、常用材料、主要优势和基本设计规则,论证了其用于片式收发组件的可行性和重要性,为后续的研究开展提供了理论基础。其次,对于基于低温共烧陶瓷基板的几种垂直互联和过渡结构进行了设计建模和仿真优化,主要包含LTCC类同轴结构、微带-带状线过渡结构, LTCC类同轴-FR4类同轴过渡结构和LTCC类同轴-BGA-LTCC类同轴过渡结构,为在后续片式收发组件中具体应用这些结构做了铺垫。在前述的几种垂直互联与过渡结构基础上,提出了一种基于毛纽扣的垂直互联结构,完成了该结构的仿真设计与优化,并制作了实物和相应的测试件进行了实际的装配和测试,证明了其传输性能和实用意义并提出了一些改进思路。最后进行了片式收发组件的设计,分为整体方案、版图设计与制作、组件的组装、组件的测试四个部分。整体方案部分包含了技术指标、原理框图、芯片选型、收发链路预算和三维结构布局等内容;版图设计与制作部分包含了片式组件的LTCC壳体基板、LTCC盖板和测试平台的版图设计,并给出了制作完成的实物结果;组件组装部分给出了实际组装的详细工艺流程和组装完成后的整个组件测试系统;组件测试部分介绍了整体组件的测试过程和测试结果,在此基础上发现了一些存在的问题并提出了相应的改进思路,主要包括组件辐射端通孔和BGA球和盖板连接器结构的一体化优化改进,灵活使用毛纽扣这种弹性连接器,简化信号传输路径,减小装配难度,提高组件的可靠性。 基于LTCC的片式收发组件垂直互联与封装技术研究.pdf |



