一种大功率瓦片式TR组件制造技术

本发明专利技术公开了一种大功率瓦片式TR组件，涉及属于相控阵技术领域，包括第一电路载板，第一电路载板表面开设有第一盲槽，第一盲槽内设置第二电路载板，第一电路载板内开设有用于固设收发射频芯片组的第一腔体，第一电路载板内嵌设有金属载板，第一电路载板在与金属载板接合区域开设第二盲槽，第二盲槽内设有功率放大器且功率放大器与金属载板固连，第二电路载板的两个正对应的表面上开设有第三盲槽，第三盲槽内设有收发驱动芯片和幅相控制芯片中的任意一种，两个表面第三盲槽内设置芯片不同，收发射频芯片组、功率放大器、收发驱动芯片和幅相控制芯片经分布在第一电路载板内的第一传输走线与分布在第二电路载板内的第二传输走线进行信号互联。线进行信号互联。线进行信号互联。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率瓦片式TR组件


[0001]本专利技术属于有源相控阵
，特别是毫米波相控阵
，具体涉及一种大功率瓦片式TR组件。

技术介绍

[0002]随着有源相控阵天线的广泛应用，在一些对体积要求较高的使用平台，需要天线的尺寸进一步缩小，集成度进一步提高。砖式相控阵天线由于TR通道在天线轴线方向进行集成，导致天线会比较厚，越来越难满足使用要求，而瓦片式相控阵天线的TR通道放置方向平行于相控阵天线阵面孔径，能够极大地缩短天线轴向尺寸。
[0003]目前传统瓦片式TR组件只在天线口径尺寸方向进行横向集成，并且考虑栅瓣抑制等需求，通道尺寸受限于半波长，集成密度要求非常高，必须采用高密度集成技术。目前大部分瓦片式TR组件都是针对小功率应用设计，芯片集成度高，射频电路可以通过一层电路实现，较为简单。对于瓦片式TR组件的大功率应用，大功率的实现需要使用大功率GaN功放芯片来满足大功率和高效率的要求，GaN功放芯片由于采用的芯片制程工艺与传统芯片不同，因此不能与TR组件中其他的GaAs或CMOS芯片集成在一片芯片上，只能采用分离芯片的方式实现，从而导致TR组件的芯片种类多、芯片占用面积较大。由此可见，由于功能复杂、所需芯片数量多、芯片及电路占用面积大等诸多因素，导致大功率瓦式式TR组件的集成难度非常大。特别是在毫米波频段，例如Ku、Ka、W等频段，由于天线口径较小，在单个天线单元面积内，无法放置一个大功率TR通道的所有芯片。
[0004]可见，立体堆叠集成方式为实现瓦片式TR组件大功率应用的一种可行手段，但是设计难度非常大，少有的几个关于大功率瓦片式TR组件的报道，由于其叠层结构复杂，致使电路载板上的射频走线非常复杂、连接器使用较多等，最终使得TR组件的生产、装配工艺难度较大，且测试性也较差，不具备较高的实用性。
[0005]综上所述，针对大功率瓦片式TR组件，一种易于生产、装配、测试的立体堆叠集成方式亟待提出。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提出了一种大功率瓦片式TR组件，用以解决传统瓦片式TR组件只在天线口径面进行横向集成，致使大功率功放芯片无法布局的技术问题，以及为实现大功率应用，鲜有的立体堆叠集成方案可制造性较低的技术问题。
[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种大功率瓦片式TR组件。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种大功率瓦片式TR组件，包括第一电路载板，第一电路载板的表面开设有第一盲槽，第一盲槽内设置有第二电路载板，第一电路载板内开设有用于固设收发射频芯片组的第一腔体，第一电路载板内还嵌设有金属载板，第一电路载板在与金属载板接合的区域
开设第二盲槽，第二盲槽内设置有功率放大器且功率放大器与金属载板固连，第二电路载板的两个正对应的表面上均开设有第三盲槽，每个第三盲槽内设置有收发驱动芯片和幅相控制芯片中的任意一种，且两个表面的第三盲槽内设置的芯片不同，收发射频芯片组、功率放大器、收发驱动芯片和幅相控制芯片经分布在第一电路载板内的第一传输走线与分布在第二电路载板内的第二传输走线进行信号互联。
[0009]进一步的，所述第一盲槽沿第一电路载板的厚度方向开设，第二电路载板的放置方向与第一电路载板的长度方向平行，所述第三盲槽开设在第二电路载板平行于第一电路载板长度方向的两个表面。
[0010]进一步的，所述金属载板垂直于第二电路载板的放置方向。
[0011]进一步的，所述第一传输走线与第二传输走线通过固设在第一盲槽内或固设在第二电路载板表面的连接点进行信号互联。
[0012]进一步的，所述第一传输走线与连接点焊接，所述第二传输走线与连接点焊接。
[0013]进一步的，所述收发驱动芯片设置在远离第一盲槽槽底的第三盲槽内。
[0014]进一步的，所述金属载板与所述第一电路载板焊接。
[0015]进一步的，所述第一电路载板为多层PCB板、多层LTCC板或多层HTCC板中的任意一种，所述第二电路载板为多层PCB板、多层LTCC板或多层HTCC板中的任意一种。
[0016]进一步的，所述第一传输走线与收发射频芯片组、功率放大器通过金丝键合连接，第二传输走线与幅相控制芯片、收发驱动芯片通过金丝键合连接，所述收发射频芯片组通过导电银胶与第一电路载板粘接，所述幅相控制芯片、收发驱动芯片通过导电银胶与第二电路载板粘接，所述功率放大器与金属载板焊接。
[0017]进一步的，所述TR组件还包括第一金属围框、第一盖板、第二金属围框和第二盖板，所述第一电路载板通过所述第一金属围框和所述第一盖板进行气密封装，所述第二电路载板通过所述第二金属围框和所述第二盖板进行气密封装。
[0018]本专利技术具有的有益效果为：（1）利用多层电路载板灵活开腔的特点，在第一电路载板上开设第一腔体、第一盲槽和第二盲槽，在第二电路载板的两个正对应的表面均开设第三盲槽，将TR组件中的TR芯片分为三层进行集成，第一层芯片为固设在第一腔体内的收发射频芯片组，一般的，收发射频芯片组包括收发开关、限幅器和低噪放，第二层芯片为固设在其中一个第三盲槽内的幅相控制芯片，第三层芯片为固设在另一个第三盲槽内的收发驱动芯片，将功率放大器固设在第二盲槽内，此架构为TR芯片的立体空间三维堆叠，即在天线单元面积内实现了TR芯片和功率放大器的纵向集成，据此实现了瓦片式TR组件的大功率应用；（2）传统瓦片式TR组件利用单个多层电路载板作为TR芯片的装配载体，本专利技术为实现瓦片式TR组件的大功率应用，将传统的单个多层电路载板进行解耦，分离为第一电路载板（模块一）和第二电路载板（模块二），且将TR芯片也进行了模块化分离，分离出来的每个模块（模块一或模块二）均可单独进行芯片装配，装配好后的模块二可以采用专用测试夹具对其进行测试，测试合格后再装配到模块一中，与此同时，在出现故障时，也可方便地对模块二进行更换维修，因此相较于传统未解耦的瓦片式TR组件而言，本专利技术实现的大功率瓦片式TR组件的生产性、测试性和维修便捷性得到了较好的提升；（3）通过在第一电路载板内嵌设金属载板，并将发热严重的功率放大器焊接在金
属载板上，将功率放大器的发热量直接传导到金属载板上，使得本专利技术实现的大功率瓦片式TR组件具备良好的散热特性；（4）传统的多层电路载板之间的信号互联常采用射频连接器、低频连接器等，本专利技术在将传统的单个多层电路载板进行解耦后，通过连接点的设置，实现模块一和模块二的信号互联，避免了上述射频连接器和低频连接器等的使用，降低了TR组件的设计难度和成本；（5）通过将上述模块一和模块二分别进行独立的气密封装，相比于仍旧采用传统TR组件的整体气密封装方式而言，本专利技术实现的TR组件具备了较好的气密特性。
附图说明
[0019]图1为大功率TR组件的一种原理框图；图2为大功率瓦片式TR组件的立体层叠示意图；图3为GaN功率放大器与金属载板的一种连接示意图；图中，1、第一电路载板；2、第二电路载板；3、第一盲槽；4、第一腔体；5、金属载板；6、第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率瓦片式TR组件，其特征在于，包括第一电路载板，第一电路载板的表面开设有第一盲槽，第一盲槽内设置有第二电路载板，第一电路载板内开设有用于固设收发射频芯片组的第一腔体，第一电路载板内还嵌设有金属载板，第一电路载板在与金属载板接合的区域开设第二盲槽，第二盲槽内设置有功率放大器且功率放大器与金属载板固连，第二电路载板的两个正对应的表面上均开设有第三盲槽，每个第三盲槽内设置有收发驱动芯片和幅相控制芯片中的任意一种，且两个表面的第三盲槽内设置的芯片不同，收发射频芯片组、功率放大器、收发驱动芯片和幅相控制芯片经分布在第一电路载板内的第一传输走线与分布在第二电路载板内的第二传输走线进行信号互联。2.根据权利要求1所述的一种大功率瓦片式TR组件，其特征在于，所述第一盲槽沿第一电路载板的厚度方向开设，第二电路载板的放置方向与第一电路载板的长度方向平行，所述第三盲槽开设在第二电路载板平行于第一电路载板长度方向的两个表面。3.根据权利要求2所述的一种大功率瓦片式TR组件，其特征在于，所述金属载板垂直于第二电路载板的放置方向。4.根据权利要求1所述的一种大功率瓦片式TR组件，其特征在于，所述第一传输走线与第二传输走线通过固设在第一盲槽内或固设在第二电路载板表面的连接点进行信号互联。5.根据权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹磊，崔玉波，魏大海，
申请(专利权)人：成都锐芯盛通电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：