CN101436581A - 微波低波段超微型混合集成电路及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
微波低波段超微型混合集成电路,在适合传输射频信号的介质材料基片上具有通过超微细微带薄膜工艺制作的微波低波段的无源电路,符合微波低波段电路特性的有源电路器件楔焊固定在所述基片上,无源电路和有源电路器件在基片上结合成一个完整的电路。其制备工艺步骤包括基片激光打孔、平坦化、清洗、溅射、孔金属化、选择性电镀、划片、键合、外壳封装、测试。将微波低波段超微型分布参数电路与超微细微带薄膜工艺巧妙结合,避免将占面积的无源元件制作在昂贵的砷化镓等芯片基片上,使低成本、微型化的微波低波段电路得以实现,为微波低波段无线通信整机和系统提供一系列理想的微型化邮票式模片或模组。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种无线通信领域中微波低波段超微型混合集成电路,特别是涉及一种超微型化、低成本的微波低波段混合集成电路的设计思想及工艺制备方法。
背景技术
目前,对雷达、电子战和通讯等电子设备中微波电路“微型化”的呼声甚高,“微型化”的含义远比其名词本身寓意要广泛,它至少还意味着:一致性、低价格和高可靠(参考“关于微波电路的微型化技术”《现代雷达》顾墨琳1991,13(5)P70)。
近年来,微波低波段无线通信领域技术发展极其迅猛,超微型化的微波器件不断问世,使用现有的微波混合集成电路及制备工艺已经无法满足电路日益精细化、微型化的要求,特别需要寻找一种超微型化、低成本的微波低波段混合集成电路的设计思想及制备工艺。
二十世纪八十年代以来,微波工程师们对微波低波段微型化的集成电路感到困惑。RFIC、MINI等特种器件虽然迅猛发展,种类五花八门,这给当前爆炸性增长的微波低波段无线通信带来麻烦,不利于微波低波段无线通信的产业化。
在低波段微波电路设计中,现有的混合微波集成电路(HMIC)技术,在电路性价比、电路尺寸、制备工艺之间还存在诸多技术难点,不利于电路小型化和集成化。
例如3dB交指电桥,若其做在介电常数为9.6,厚度为0.5的陶瓷基片上,其缝宽为几十个微米,用现有的混合微波集成技术无法实现;而如果是制作3dB锯齿耦合正交电桥,若采用单节结构,其缝宽更是低达几微米,现有的混合微波集成技术更是无法实现,而是用两个8.34dB锯齿耦合正交电桥串接而成,其尺寸大约是单节的2.5倍。
又例如,现有的自动增益控制(AGC)低波段接收组件是由多个单片电路组合而成,若要实现低波段的低噪声、高增益、高动态的AGC组件,其尺寸在200×60×25mm左右。尤其是现有接收组件中的滤波器多采用腔体式的,不利于集成。
再例如,现有八管功率合成模组是由几个单片电路组合而成,存在增益低、尺寸大等缺点。
现有混合微波集成电路(HMIC)技术的制作工艺,主要包括刻图、制版、定位光刻、超声波打孔、真空蒸发镀膜、刻蚀、超声波点焊、电镀等工艺流程,采用传统的感光膜光刻制作的平面电路图形,其分辩率低,最高只能达到0.1mm的线条水平,图形精确度不高,采用的焊连线电镀则进一步恶化了线条控制,对于微米级的线条无法实现。这使得进一步小型化、集成化受到限制,特别对微波低波段电路的小型化更加受到限制。虽然目前半导体制造技术能达到纳米级的精度,但因其制造设备及工艺过程中的消耗极其昂贵,因此微米级的微波低波段的电路绝无可能、也绝无必要采用半导体集成电路的制造技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种微波低波段超微型混合集成电路。
本发明进一步要解决的技术问题是,提供一种低成本的微波低波段超微型混合集成电路的制备工艺。
本发明的总体设计思想是,用微波集成电路技术解决微波低波段分布参数电路超微型化的问题,既要基本电路及功能电路微型化,又要适合低成本批量生产。
具体地说,本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种微波低波段超微型混合集成电路,其特征是:在适合传输射频信号的介质材料基片上具有通过超微细微带薄膜工艺制作的微波低波段超微型电路的无源电路,符合微波低波段电路特性的微波低波段超微型电路的有源电路器件楔焊固定在所述基片上,所述的无源电路和有源电路器件在所述基片上结合成一个完整的微波低波段超微型混合集成电路。
在上述方案中,适合传输射频信号的介质材料基片为纯度99.6%以上的三氧化二铝陶瓷基片,或者蓝宝石基片,基片的厚度H范围为0.1mm≤H≤0.6mm。
本发明进一步的技术解决方案如下:一种微波低波段超微型混合集成电路的制备工艺,是一种超微细微带薄膜工艺,包括如下步骤:首先在基片上激光打通孔,研磨抛光获得平坦化表面,平坦化后的基片进行清洗再溅射获得电镀需要的引镀层,然后再通过小孔金属化和选择性电镀,然后进行划片制得电路片;再通过键合在电路片上楔焊上各种有源器件以及完成跳线,最后将电路片封装于金属外壳内送电路性能测试。
本发明的有益效果如下:根据总体设计思想,将微波低波段超微型分布参数电路与超微细微带薄膜工艺巧妙结合,避免将占面积的无源元件制作在昂贵的砷化镓等芯片基片上,使低成本、微型化的微波低波段电路得以实现,电路尺寸一般为传统电路的十分之一。巧妙结合体现在:电路设计中注重各单元电路的匹配问题,选择最适当的有源器件,以满足个别电路的特性需求,不必因单一半导体材料而使电路特性有所牺牲;选用含裸芯片的低电压器件,用于实现微型化,广泛采用大面积细缝隙的单节3dB锯齿耦合正交电桥和大面积细线条的3dB交指正交电桥,用于实现平衡电路,采用大面积细缝隙和大面积陡直的细线条形成分布参数电感,从而将含大面积细线条分布参数电路集成在高介电常数的基片上。工艺上,在借鉴纳米级半导体工艺的部分技术、结合传统混合微波集成电路工艺的部分技术的基础上,为微波低波段超微型混合集成电路产品的实现提供了一种独特的超微细微带薄膜制备工艺。采用半导体的大基片、多单元的方式加工,生产效率高,产品一致性、重复性好。工艺采用选择性电镀,最大限度节省镀层金属材料;外接微型化的电阻、电容以及有源器件而非直接集成在电路片上,大大降低了工艺复杂度,提高生产效率和降低生产成本,易于实现多品种的规模化生产。
依照本发明思路已经开发出众多微波低波段超微型混合集成电路,例如3dB交指电桥、单节的3dB锯齿耦合正交电桥、微带带通滤波器等单元电路,射频平衡放大器、射频功率合成器、射频选频放大模组、射频平衡混频器、双平衡混频器、镜像抑制混频器、微波匹配型PIN二极管电调衰减器、射频自动增益控制外差式接收模组、ALC功放组件、VCO振荡器、微带双工器、微型中继站等高性能功能模组,还将陆续开发出新的微波低波段超微型混合集成电路,为微波低波段无线通信整机和系统提供一系列理想的微型化邮票式模片或模组,这将在很大程度上改变整机和系统的产业链,成为微波低波段电路器件微型化进程中的一个重要里程碑。
附图说明:
图1为本发明实施例1微波低波段超微型射频平衡放大电路原理示意图。
图2为本发明实施例1微波低波段超微型射频平衡放大电路版图。
图3为本发明实施例2微波低波段超微型射频选频放大模组电路原理示意图。
图4为本发明实施例2微波低波段超微型射频选频放大模组电路版图。
图5为本发明实施例3微波低波段超微型射频自动增益控制外差式接收模组电路原理示意图。
图6为本发明实施例3微波低波段超微型射频自动增益控制外差式接收模组电路版图。
图7为本发明实施例4微波低波段超微型微带双工器电路原理示意图。
图8为本发明实施例4微波低波段超微型微带双工器电路版图。
图9为本发明实施例5微波低波段超微型中继站电路原理示意图。
图10为本发明实施例5微波低波段超微型中继站电路版图。
图11为本发明微波低波段超微型混合集成电路制备工艺流程图。
具体实施方式:
下面参照附图并结合实施例对本发明中优选的五个微波低波段超微型混合集成电路分别进行详细描述,并结合具体的工艺流程,对本发明制备工艺进行详细描述。但是本发明不局限于所给出的实施例。
如图1所示,实施例1,本发明微波低波段超微型射频平衡放大器的电路组成包括一个IC放大器件PA、两个3dB正交电桥B1、B2,IC放大器件PA的两个输入端S1、S2分别连接3dB正交电桥B1的耦合端OH、直通端ZT,IC放大器件PA的两个输出端C1、C2分别连接3dB正交电桥B2的耦合端OH、直通端ZT,射频输入RFin连接3dB正交电桥B1的输入端in,3dB正交电桥B2的输出端out的输出即为平衡放大的射频输出RFout,3dB正交电桥B1、B2的隔离端ISO分别连接50欧姆电阻R1、R2后接地。
如图1和图2所示,3dB正交电桥B1、B2以及IC放大器件PA的外围电路通过超微细微带薄膜工艺制作在陶瓷基片TJ上,IC放大器件PA楔焊固定在陶瓷基片TJ上。
本实施例中,3dB正交电桥可以是单节3dB锯齿耦合正交电桥或者3dB交指正交电桥,陶瓷基片TJ为介电常数9.6、厚度0.2mm、平面尺寸15mm×12mm的三氧化二铝陶瓷基片;IC放大器件型号为alm-1222。
用agilent公司生产的信号源N5182A,频谱仪E4404B,网络分析仪E5071B以及HP公司生产的噪声源N8970B对本实施例射频平衡放大器进行测试,测试结果见表1:
如图3和图4所示,实施例2,本发明微波低波段超微型射频选频放大模组的电路组成包括两级平衡放大电路BP1、BP2和微带带通滤波器BPF,射频输入RFin连接第一级平衡放大电路BP1的输入端in,第一级平衡放大电路BP1的输出端out连接微带带通滤波器BPF的输入端in,微带带通滤波器BPF的输出端out连接第二级平衡放大电路的输入端in,第二级平衡放大电路输出端out的输出即为放大模组的射频输出RFout;所述的平衡放大器BP1由一个IC放大器件PA1和两个3dB正交电桥B11、B12组成,IC放大器件PA1的两个输入端分别连接3dB正交电桥B11的耦合端OH、直通端ZT,IC放大器件PA1的两个输出端分别连接3dB正交电桥B12的耦合端OH、直通端ZT,3dB正交电桥B11的输入端为平衡放大电路BP1的输入端in,3dB正交电桥B12的输出端为平衡放大电路的输出端out,3dB正交电桥B11、B12的隔离端ISO分别连接50欧姆电阻R11、R12后接地,平衡放大器BP2的电路结构与平衡放大器BP1相同;两级平衡放大电路的3dB正交电桥B11、B12、B21、B22及其IC放大器件PA1、PA2的外围电路、微带带通滤波器BPF通过超微细微带薄膜工艺制作在陶瓷基片TJ上,IC放大器件PA1、PA2楔焊固定在陶瓷基片TJ上。本实施例中,3dB正交电桥可以是单节3dB锯齿耦合正交电桥或者3dB交指正交电桥,微带带通滤波器BPF为高选择性椭圆函数带通滤波器,陶瓷基片TJ为介电常数9.9、厚度0.3mm、平面尺寸45mm×15mm的三氧化二铝陶瓷基片,IC放大器件型号为alm-1222。
如图5和图6所示,实施例3,本发明微波低波段超微型射频自动增益控制外差式接收模组的电路组成包括射频信号输入RFin依次连接的平衡放大器BP1、匹配型电调衰减器EAT、微带带通滤波器BPF、平衡放大器BP2、单平衡混频器MIX,由单平衡混频器MIX输出中频信号IF。RF信号输入到平衡放大器BP1,经放大后进入电调衰减器EAT,从后级放大输出端耦合取样信号经检波、直流放大后加至电调衰减器EAT的控制端,从而实现对平衡放大器B1的自动增益控制;信号通过电调衰减器后进入微带带通滤波器,经滤波后,信号进入平衡放大器B2进行二次放大,随后信号在单平衡混频器MIX中与本振信号LO混频得到需要的中频IF信号,这就实现了射频自动增益控制外差式接收模组的功能。所述的平衡放大器(参见图1)由一个IC放大器件和两个3dB正交电桥组成。本例中平衡放大器BP1、BP2中的3dB正交电桥及其IC放大器件的外围电路、匹配型电调衰减器EAT、微带带通滤波器BPF、单平衡混频器MIX及其连接电路通过超微细薄膜工艺制作在陶瓷基片TJ上,IC放大器件PA1、PA2楔焊固定在陶瓷基片TJ上。
本实施例中,3dB正交电桥可以是单节3dB锯齿耦合正交电桥或者3dB交指正交电桥,陶瓷基片TJ为介电常数9.9、厚度0.5mm、平面尺寸55mm×18mm的三氧化二铝陶瓷基片;微带带通滤波器BPF为高选择性椭圆函带通数滤波器,IC放大器件型号为alm-1222。
如图7和图8所示,实施例4,本发明微波低波段超微型微带双工器的电路组成包括三个微带带通滤波器BPF1、BPF2、BPF3和两个3dB正交电桥B1、B2,第一滤波器BPF1的B端与第一电桥B1的输入输出接口G连接,其通带频率与第二、第三滤波器BPF2、BPF3的不相同,第二、第三滤波器BPF2、BPF3的通带频率相同,并接于第一电桥B1、第二电桥B2的耦合端OH、直通端ZT之间:BPF2的D端连接B1的OH端,BPF2的C端连接B2的OH端,BPF3的F端连接B1的ZT端,BPF3的E端连接B2的ZT端,第二电桥B2的隔离端ISO连接一个50欧姆电阻R后接地,第二电桥B2的输入输出接口I、第一电桥B1的另一个输入输出接口H以及第一滤波器BPF1的另一端A即为微带双工器的三个输入输出接口K、L、J。构成本发明微带双工器的三个微带带通滤波器BPF1、BPF2、BPF3和两个3dB正交电桥B1、B2及其连接电路通过超微细微带薄膜工艺制作在陶瓷基片TJ上。
本实施例中,3dB正交电桥可以是单节3dB锯齿耦合正交电桥或者3dB交指正交电桥,微带带通滤波器BPF为高选择性椭圆函数带通滤波器,陶瓷基片TJ为介电常数9.9、厚度0.5mm、平面尺寸35mm×30mm的三氧化二铝陶瓷基片。
如图9和图10所示,实施例5,本发明微波低波段超微型中继站电路,由两个微带双工器DUP1、DUP2以及上、下行放大链路FOP、REP组成,上、下行放大链路为微波低波段超微型选频放大模组,以下行放大链路REP为例,选频放大模组的组成包括两级平衡放大器BP1、BP2和微带带通滤波器BPF4,射频输入RFin连接第一级平衡放大器BP1的输入端in,第一级平衡放大器BP1的输出端out连接微带带通滤波器BPF的输入端in,微带带通滤波器BPF的输出端out连接第二级平衡放大器的输入端in,第二级平衡放大器输出端out的输出即为放大模组的射频输出RFout;同样的上行放大链路FOP组成包括依次连接的第一级微型平衡放大器BP3、微带带通滤波器BPF5、第二级微型平衡放大器BP4;第一个微带双工器DUP1的下行信号输出端TX1连接下行放大链路REP的第一级微型平衡放大器BP1的信号输入端in,下行放大链路REP的第二级微型平衡放大器BP2的信号输出端out连接第二个微带双工器DUP2的下行信号输入端RX1;第二个微带双工器DUP2的上行信号输出端TX2连接上行放大链路FOP的第一级微型平衡放大器BP3的信号输入端in,上行放大链路FOP的第二级微型平衡放大器AMP4的信号输出端out连接第一个微带双工器DUP1的上行信号输入端RX2。图1、图2中第一个微带双工器DUP1的天线口BS对应基站,第二个微带双工器DUP2的天线口MS对应用户。图中箭头表示信号传输方向。所述的微带双工器的电路组成(参见图7)包括三个微带带通滤波器和两个3dB正交电桥;所述上、下行放大链路中的微型平衡放大器(参见图1)由一个IC放大器件和两个3dB正交电桥组成;所述的微带双工器的微带带通滤波器、3dB正交电桥、上下行放大链路的微带带通滤波器、微型平衡放大器的3dB正交电桥、IC放大器件的外围电路,及其连接电路通过超微细微带薄膜工艺制作在陶瓷基片TJ上,电路中的IC放大器件楔焊固定在陶瓷基片TJ上。本实施例中,3dB正交电桥可以是单节3dB锯齿耦合正交电桥或者3dB交指正交电桥,微带带通滤波器为高选择性椭圆函数带通滤波器,陶瓷基片TJ为介电常数9.9、厚度0.5mm、平面尺寸107mm×39mm的三氧化二铝陶瓷基片。
如图11所示,本发明超微细微带薄膜工艺的具体步骤如下:
1、基片:提供未抛光的基片。采用未抛光的基片有利于后续的激光打孔中基片对激光能量的吸收。
2、激光打孔:使用YAG激光进行通孔加工。激光打孔前在基片表面涂覆一层黑墨。涂覆黑墨也是利于基片对激光能量的吸收。该工艺具有高效率、高集成度、小孔径(孔径0.1~0.2mm)等优点,能很好的满足超微型化射频平面电路的设计要求。
3、平坦化:使用研磨机以及抛光机对基片进行表面平坦化并根据电路设计需要控制基片厚度,同时消除激光打孔时沉积在基片表面的熔渣。
4、清洗:经过激光打孔、减薄、抛光的基片,先使用异丙醇、丙酮、酒精等试剂在加热并超声条件下清洗后再烘箱烘干。
5、溅射:对烘干后的基片的正反面各进行一次磁控溅射,从而得到两面以钛和金为材料的引镀层。
6、小孔金属化:将溅射后的基片通过压膜机将固体感光膜压制在基片正面并进行光刻,只露出通孔区域,再对基片背面进行全版电镀加厚同时实现小孔金属化。
7、选择性电镀:
a.选用一次性涂胶厚达10微米的正性光刻胶涂胶光刻。其前烘温度控制在100℃~110℃,坚膜温度控制在75℃~85℃,坚膜时间控制在5~10分钟,通过提高前烘温度而降低坚膜温度并延长坚膜时间的方法实现了线条(线缝)的高陡直性(80°以上)、高分辨率(5微米左右)以及高精确性(±1微米);
b.选择性电镀金,镀层厚度可达8微米。由于电镀薄膜被完全限制在光刻胶所定义的“模具”内,其线宽以及陡直性由“模具”完全确定;
c.去除光刻胶,并使用腐蚀液腐蚀去除非定义区域的引镀层。
8、划片:使用砂轮划片或激光划片划切出电路单元,至此,基片上制作有微波低波段超微型混合集成电路无源电路的电路片制作完成。
9、键合:
a.通过共晶粘片的方式将有源元件裸芯片楔焊固定于电路片表面的电路上,
b.通过银浆粘片的方式将有源元件封装芯片以及微型化的电阻、电容、二极管无源元件楔焊固定于电路片表面的电路上,
c.通过热压焊引线键合机用金丝或金带对电路进行跳线连接。并用低介电常数非导电胶涂覆在引线键合区域以保护键合引线。
10、根据功能用途需要将电路封装于金属外壳中。
11、将封装电路交测试人员进行电路性能调试、测试。至此,本发明微波低波段超微型混合集成电路制作完毕。
Claims (9)
1、微波低波段超微型混合集成电路,其特征是:在适合传输射频信号的介质材料基片上具有通过超微细微带薄膜工艺制作的微波低波段超微型电路的无源电路,符合微波低波段电路特性的微波低波段超微型电路的有源电路器件楔焊固定在所述基片上,所述的无源电路和有源电路器件在所述基片上结合成一个完整的微波低波段超微型混合集成电路。
2、根据权利要求1所述的微波低波段超微型混合集成电路,其特征是:所述的基片为纯度99.6%以上的三氧化二铝陶瓷基片,或者蓝宝石基片,基片的厚度H范围为:
1mm≤H≤0.6mm。
3、根据权利要求1所述的微波低波段超微型混合集成电路,其特征是一种射频平衡放大器电路,组成包括一个IC放大器件、两个3dB正交电桥,IC放大器件的两个输入端分别连接第一个3dB正交电桥的耦合端、直通端,IC放大器件的两个输出端分别连接第二个3dB正交电桥的耦合端、直通端,射频输入连接第一个3dB正交电桥的输入端,第二个3dB正交电桥输出端的输出即为平衡放大的射频输出,两个3dB正交电桥的隔离端分别连接一个电阻后接地,两个3dB正交电桥以及IC放大器件的外围电路通过超微细微带薄膜工艺制作在陶瓷基片上,IC放大器件楔焊固定在该陶瓷基片上,所述的陶瓷基片为介电常数9.6、厚度0.2mm的三氧化二铝陶瓷基片。
4、根据权利要求1所述的微波低波段超微型混合集成电路,其特征是一种射频选频放大模组电路,组成包括两级平衡放大电路和微带带通滤波器,射频输入连接第一级平衡放大电路的输入端,第一级平衡放大电路的输出端连接微带带通滤波器的输入端,微带带通滤波器的输出端连接第二级平衡放大电路的输入端,第二级平衡放大电路输出端的输出即为放大模组的射频输出;所述的平衡放大电路由一个IC放大器件和两个3dB正交电桥组成,IC放大器件的两个输入端分别连接第一个3dB正交电桥的耦合端、直通端,IC放大器件的两个输出端分别连接第二个3dB正交电桥的耦合端、直通端,第一个3dB正交电桥的输入端为平衡放大电路的输入端,第二个3dB正交电桥的输出端为平衡放大电路的输出端,两个3dB正交电桥的隔离端分别连接一个电阻后接地;两级平衡放大电路的3dB正交电桥及其IC放大器件的外围电路、微带带通滤波器通过超微细微带薄膜工艺制作在陶瓷基片上,IC放大器件楔焊固定在陶瓷基片上,所述的微带带通滤波器为高选择性椭圆函数带通滤波器,陶瓷基片为介电常数9.9、厚度0.3mm的三氧化二铝陶瓷基片。
5、根据权利要求1所述的微波低波段超微型混合集成电路,其特征是一种射频自动增益控制外差式接收模组电路,组成包括射频信号输入依次连接的平衡放大器、匹配型电调衰减器、微带带通滤波器、平衡放大器、单平衡混频器,由单平衡混频器输出中频信号;所述的平衡放大器由一个IC放大器件和两个3dB正交电桥组成,所述平衡放大器的3dB正交电桥及其IC放大器件的外围电路、匹配型电调衰减器、微带带通滤波器、单平衡混频器通过超微细微带薄膜工艺制作在陶瓷基片上,IC放大器件楔焊固定在陶瓷基片上,所述的微带带通滤波器为高选择性椭圆函数带通滤波器,陶瓷基片为介电常数9.9、厚度0.5mm的三氧化二铝陶瓷基片。
6、根据权利要求1所述的微波低波段超微型混合集成电路,其特征是一种微带双工器电路,组成包括三个微带带通滤波器和两个3dB正交电桥,第一滤波器的一端与第一电桥的一个输入输出接口连接,其通带频率与第二、第三滤波器不相同,第二、第三滤波器的通带频率相同,并接于第一电桥、第二电桥的耦合端、直通端之间,第二电桥的隔离端连接一个电阻后接地,第二电桥的输入输出接口、第一电桥的另一个输入输出接口以及第一滤波器的另一端即为微带双工器的三个输入输出接口,所述的微带带通滤波器和3dB正交电桥及其连接电路通过超微细微带薄膜工艺制作在陶瓷基片上,所述的微带带通滤波器为高选择性椭圆函数带通滤波器,陶瓷基片为介电常数9.9、厚度0.5mm的三氧化二铝陶瓷基片。
7、根据权利要求1所述的微波低波段超微型混合集成电路,其特征是一种中继站电路,由两个微带双工器以及上、下行放大链路组成,所述的上、下行放大链路为微波低波段超微型选频放大模组,包括两级微型平衡放大器和微带带通滤波器,射频输入连接第一级微型平衡放大器的输入端,第一级微型平衡放大器的输出端连接微带带通滤波器的输入端,微带带通滤波器的输出端连接第二级微型平衡放大器的输入端,第二级平衡放大器输出端的输出即为放大模组的射频输出,第一个微带双工器的下行信号输出端连接下行放大链路的第一级微型平衡放大器的信号输入端,下行放大链路的第二级微型平衡放大器的信号输出端连接第二个微带双工器的下行信号输入端;第二个微带双工器的上行信号输出端连接上行放大链路的第一级微型平衡放大器的信号输入端,上行放大链路的第二级微型平衡放大器的信号输出端连接第一个微带双工器的上行信号输入端;所述的微带双工器的电路组成包括三个微带带通滤波器和两个3dB正交电桥;所述上、下行放大链路中的微型平衡放大器由一个IC放大器件和两个3dB正交电桥组成;所述的微带双工器的微带带通滤波器、3dB正交电桥、上下行放大链路的微带带通滤波器、微型平衡放大器的3dB正交电桥、IC放大器件的外围电路,及其连接电路通过超微细微带薄膜工艺制作在陶瓷基片上,电路中的IC放大器件楔焊固定在陶瓷基片上;所述的陶瓷基片为介电常数9.9、厚度0.5mm的三氧化二铝陶瓷基片;所述的微带带通滤波器为椭圆函数的微带带通滤波器。
8、微波低波段超微型混合集成电路的制备工艺,是一种超微细微带薄膜工艺,包括如下步骤:首先在基片上激光打通孔,研磨抛光获得平坦化表面,平坦化后的基片进行清洗再溅射获得电镀需要的引镀层,然后再通过小孔金属化和选择性电镀,然后进行划片制得电路片;再通过键合在电路片上楔焊上各种有源器件以及完成跳线,最后将电路片封装于金属外壳内送电路性能测试。
9、根据权利要求8所述的微波低波段超微型混合集成电路的制备工艺,其特征是具体步骤如下:
(1)、基片:提供未抛光的基片;
(2)、激光打孔:使用YAG激光进行通孔加工,激光打孔前在基片表面涂覆一层黑墨;
(3)、平坦化:使用研磨机以及抛光机对基片进行表面平坦化并根据电路设计需要控制基片厚度,同时消除激光打孔时沉积在基片表面的熔渣;
(4)、清洗:经过激光打孔、减薄、抛光的基片,先使用异丙醇、丙酮、酒精试剂在加热并超声条件下清洗后再烘箱烘干;
(5)、溅射:对烘干后的基片的正反面各进行一次磁控溅射,得到两面以钛和金为材料的引镀层;
(6)、小孔金属化:将溅射后的基片通过压膜机将固体感光膜压制在基片正面并进行光刻,只露出通孔区域,再对基片背面进行全版电镀加厚同时实现小孔金属化;
(7)、选择性电镀:
a.选用一次性涂胶厚达10微米的正性光刻胶涂胶光刻,其前烘温度控制在100℃~110℃,坚膜温度控制在75℃~85℃,坚膜时间控制在5~10分钟,
b.选择性电镀金,镀层厚度达8微米,
c.去除光刻胶,并使用腐蚀液腐蚀去除非定义区域的引镀层;
(8)、划片:使用砂轮划片或激光划片划切出电路单元,至此,基片上制作有微波低波段超微型混合集成电路无源电路的电路片制作完成;
(9)、键合:
a.通过共晶粘片的方式将有源元件裸芯片楔焊固定于电路片表面的电路上,
b.通过银浆粘片的方式将有源元件封装芯片以及微型化的电阻、电容、二极管无源元件楔焊固定于电路片表面的电路上,
c.通过热压焊引线键合机用金丝或金带对电路进行跳线连接,并用低介电常数非导电胶涂覆在引线键合区域;
(10)、根据功能用途需要将电路封装于金属外壳中;
(11)、将封装电路交测试人员进行电路性能调试、测试,至此,微波低波段超微型混合集成电路制作完毕。
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