26GHz波段毫米波放大器空气腔型封装设计

发布时间：2021-10-28 08:38

　　针对毫米波频段放大器芯片,提出了一种基于有机封装基板和液晶聚合物盖帽的空气腔型封装结构,解决了塑封器件在毫米波频段阻抗失配、插入损耗大和热阻高等问题,且降低了封装成本。通过电磁场仿真,优化了封装管脚在毫米波频段的阻抗特性,降低了射频管脚的阻抗失配,优化了芯片焊盘与封装基板之间的键合方案,降低了封装整体的插入损耗。采用条状通孔和基板减薄方法,降低了封装结构的热阻。在24～30 GHz,封装芯片小信号增益达到21 dB,饱和输出功率达到26 dBm。与裸芯片相比,封装芯片的饱和输出功率仅损失了1 dB。芯片封装后的整体热阻为28℃/W,满足芯片可靠性应用的需求。 

【文章来源】：半导体技术. 2020,45(07)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

键合丝对射频管脚性能的影响

通过芯片的在片测试结果得到放大器裸芯片的增益。毫米波芯片一般采用背孔进行接地,在片测试时,参考地平面为芯片背面金属层。芯片封装后,射频信号的参考地平面主要为PCB的背面金属或正面铺地金属层。封装完成后,芯片背面金属层通过封装载体和焊料连接到PCB板正面铺地金属上,芯片上的有源电路接地电感会增大,封装器件的接地电感模型如图7所示。选取常用的芯片结构参数,进行芯片封装后的电磁场仿真。封装基板厚度为100 μm,测试PCB厚度为250 μm。仿真结果如图8所示,由图可见,裸芯片的接地电感(Lg)约为10 pH,封装后整体寄生接地电感增加到约40 pH。接地电感可以导致芯片上的有源电路源端负反馈增大,造成增益降低,因此在毫米波频段需要重点考虑封装的接地电感,并尽量降低接地电感。

选取常用的芯片结构参数,进行芯片封装后的电磁场仿真。封装基板厚度为100 μm,测试PCB厚度为250 μm。仿真结果如图8所示,由图可见,裸芯片的接地电感(Lg)约为10 pH,封装后整体寄生接地电感增加到约40 pH。接地电感可以导致芯片上的有源电路源端负反馈增大,造成增益降低,因此在毫米波频段需要重点考虑封装的接地电感,并尽量降低接地电感。2.1.4 封装芯片的整体仿真设计

【参考文献】：
期刊论文
[1]微波毫米波多芯片模块三维互联与封装技术[J]. 吴金财,严伟,韩宗杰.  微波学报. 2018(02)
[2]准气密空腔型外壳的封装技术[J]. 高辉,肖汉武,李宗亚.  电子与封装. 2016(11)



本文编号：3462563