基于SiP技术T/R组件关键技术研究

发布时间：2021-03-16 08:14

　　有源相控阵雷达是当代军事领域中重要的武器装备之一,能够实现预警搜索、敌我识别、跟踪定位、精确制导、无源探测等多种功能,并且具有较强的多目标接战能力和良好的抗干扰性能。在有源相控阵雷达技术中,T/R组件承担着至关重要的角色,作为核心部件,T/R组件性能的好坏将直接决定雷达整机指标的优劣。而对于移动武器平台,其搭载的有源相控阵雷达对T/R组件的小型化、轻量化及低功耗又提出了更高的要求。在这种背景下,一种新型的封装技术——SiP（system in package）系统级封装技术的诞生则能够很大程度上推动T/R组件的小型化进程。其能够最大限度的实现T/R组件的小型化、高密度化及高可靠性。本文基于Si P技术对T/R组件中的关键技术展开研究,主要完成了一下几个方面的工作:1、确定了组件的总体设计方案;对收发支路进行了详细的增益估算及功率估算;提出并详细分析了实现该T/R组件三维封装结构的多层复合介质基板技术。2、创新性的提出了单层、三层膜片加载式微带-微带穿层互连结构,并对该结构进行了理论分析、仿真验证和加工测试。测试结果表明,在所需要的频段内,信号回波损耗大于20dB,插入损耗小于2dB。3... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 基于SIP技术T/R组件的研究意义
    1.2 国内外研究现状和发展趋势
    1.3 本文主要研究内容
第二章 T/R组件设计方案
    2.1 T/R组件技术指标
    2.2 T/R组件方案设计
        2.2.1 总体方案设计
        2.2.2 总体电路实施方案
    2.3 收发支路设计
        2.3.1 接收支路设计
        2.3.2 发射支路设计
    2.4 多层复合介质基板
    2.5 小结
第三章 多层基板互连结构研究
    3.1 多层基板传输线
        3.1.1 多层基板微带线
        3.1.2 多层基板类接地型共面波导结构
    3.2 单层膜片加载式微带-微带互连结构
        3.2.1 理论分析
            3.2.1.1 类同轴传输区
            3.2.1.2 单层膜片加载微带-微带互连区
        3.2.2 仿真分析
    3.3 三层膜片加载式微带-微带互连结构
    3.4 多层基板微带-微带90度转角互连结构设计
    3.5 双孔式微带-微带互连结构设计
    3.6 三层复合介质基板双膜片加载式微带-微带互连结构设计
    3.7 小结
第四章 多层基板键合互连仿真研究
    4.1 微带线之间的键合互联
        4.1.1 微带线之间金带键合建模分析
        4.1.2 微带线之间金丝键合建模分析
    4.2 微带线键合互连处距微带-微带互连孔中心最短距离分析
        4.2.1 采用金带键合距互连孔最短距离分析
        4.2.2 采用金丝键合距互连孔最短距离分析
    4.3 芯片与微带线键合互连仿真分析
        4.3.1 芯片金丝键合仿真分析
        4.3.2 芯片与芯片之间最短距离分析
        4.3.3 芯片距离微带线转角的最短距离分析
        4.3.4 微带-微带互连结构距离芯片的最短距离分析
    4.4 小结
第五章 多层基板加工精度误差分析
    5.1 单层、三层膜片加载微带-微带互连结构膜片半径加工误差分析
        5.1.1 单层膜片互连结构
        5.1.2 三层膜片互连结构
    5.2 信号通孔位置偏移误差分析
    5.3 导体带宽度误差分析
    5.4 金属通孔加工误差分析
        5.4.1 金属通孔加工半径误差
            5.4.1.1 金属接地孔半径误差
            5.4.1.2 信号通孔半径误差
        5.4.2 接地屏蔽孔间距误差
    5.5 复合介质基板误差分析
        5.5.1 CLTE介质基板介电常数变化
        5.5.2 基板和半固化片厚度变化
    5.6 小结
第六章 T/R模块热仿真分析
    6.1 T/R组件散热设计方案
        6.1.1 功率放大器散热设计方案一
        6.1.2 功率放大器散热设计方案二
    6.2 仿真模型的建立
        6.2.1 散热结构
        6.2.2 模型中的材料特性及热源设置
    6.3 热仿真结果及验证
        6.3.1 PA芯片a方案一热仿真
            6.3.1.1 四层复合介质基板PA芯片a方案一
            6.3.1.2 三层复合介质基板PA芯片a方案一
        6.3.2 T/R组件所有有源芯片方案一热仿真
        6.3.3 PA芯片b方案一热仿真
        6.3.4 PA芯片b方案二热仿真
    6.4 小结
第七章 加工版图及测试分析
    7.1 多层介质基板互连结构加工版图及测试
        7.1.1 三层膜片加载式微带-微带互连结构加工版图
        7.1.2 互连结构测试结果及分析
        7.1.3 单层膜片加载互连及其他改进型互连结构版图设计
    7.2 T/R组件总体版图设计及加工测试
        7.2.1 总体版图一
        7.2.2 总体版图二
    7.3 接收支路及发射支路装配及测试
        7.3.1 接收支路测试
        7.3.2 发射支路测试
    7.4 小结
第八章 全文工作总结与展望
    8.1 本文的主要贡献
    8.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]C波段全固态T/R组件设计[J]. 郭庆,吕慎刚.  微波学报. 2013(04)
[2]系统级封装（SiP）技术研究现状与发展趋势[J]. 胡杨,蔡坚,曹立强,陈灵芝,刘子玉,石璐璐,王谦.  电子工业专用设备. 2012(11)
[3]多功能相控阵雷达发展现状及趋势[J]. 罗敏.  现代雷达. 2011(09)
[4]国外雷达技术新进展概述[J]. 朱峥嵘.  信息化研究. 2010(06)
[5]基于LTCC技术的SIP研究[J]. 洪求龙,吴洪江,王绍东.  半导体技术. 2008(05)
[6]X波段T/R组件高密度组装技术[J]. 程明生,陈该青,陈奇海,蒋健乾.  电子机械工程. 2006(04)
[7]X波段双通道T/R组件的LTCC基板电路的设计[J]. 王周海,李雁,王小陆,郑林华.  雷达科学与技术. 2005(05)



本文编号：3085722