CN107294549A - 一种基于sip技术的超短波小型化射频前端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SIP技术的超短波小型化射频前端，它是一种工作在超短波频段的小型化下变频器。它由变频链路、滤波器、放大器、变频本振、控制电路等部件组成。本发明利用LTCC、MMIC及SIP等技术，将一个完整的超短波变频链路集成于两块LTCC电路上，之后利用二次成型层间互联技术将两块LTCC电路堆叠起来以进一步缩减模块尺寸。本发明将超短波频段的信号经滤波放大后进行两次下变频，最终输出140MHz中频信号，具备增益控制及中频带宽选择功能。相较于传统技术，本发明大大缩减了电路的结构尺寸，特别适用于机载设备使用。

Description

一种基于SIP技术的超短波小型化射频前端

技术领域

本发明涉及通信领域中的一种超短波频段射频前端，其可以实现对超短波信号的滤波、放大并下变频至140MHz中频，特别适用于超短波接收机使用的射频前端。

技术背景

面对无线通信系统小型化、多功能化的要求，基于系统级封装技术SIP(System InPackage)设计小型化射频前端，已经成为国内外电子领域的研究热点，并被认为是未来射频电子技术发展的主流趋势。现有超短波射频前端一般采用传统印制板工艺，使用带封装的元件搭建电路，模块射频互联结构采用传统同轴插座，模块尺寸较大。传统超短波射频前端并不能很好的满足机载设备对模块尺寸、重量的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种由多种新技术组合的超短波小型化射频前端，相较于传统方案，大幅缩减了结构尺寸，可以满足机载设备的小型化需求。

本发明采用的技术方案是：

一种基于SIP技术的超短波小型化射频前端，包括带有空腔结构的上下两层LTCC电路板、毛纽扣结构、可伐屏蔽壳和设置在上下两层LTCC电路板空腔结构内的MMIC芯片和SMT元件；所述的上层LTCC电路板的下表面和下层LTCC电路板的上表面对应位置分别设置有层间互连孔，毛纽扣结构设置于上下两层LTCC电路板的层间互连孔处；可伐屏蔽壳、上层LTCC电路板、毛纽扣结构和下层LTCC电路板按从上到下的顺序堆叠焊接在一起。

其中，所述的MMIC芯片通过共晶焊接的方式分别安装到上下两层LTCC电路板的空腔中，并通过超声键合方式分别与上下两层LTCC电路板连接。

其中，所述的SMT元件通过高温无铅焊膏分别焊接在上下两层LTCC电路板的空腔中。

其中，可伐屏蔽壳、上层LTCC电路板、毛纽扣结构和下层LTCC电路板按从上到下的顺序使用低温无铅焊膏焊接在一起。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

1.本方案采用堆叠的方式大幅缩减了模块尺寸；

2.采用LTCC陶瓷基板，电路设计灵活，射频性能优良，与微组装工艺兼容，装配容易。

3.采用毛纽扣结构作为层间射频信号互连结构，大幅缩减了互连结构尺寸。

4.传统毛纽扣结构需要外加压力以保证毛纽扣与电路板接触良好，本发明采用板间焊料冷却凝固后的结合力保证毛纽扣与电路板接触良好。

附图说明

图1是本发明专利的电器原理方框图；

图2是本发明专利的二次成型层间互连技术说明图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

如图1所示，一种基于SIP技术的超短波小型化射频前端由上下两层LTCC电路板堆叠组成，上层LTCC电路板上设置有混频器、频率综合器、低通滤波器、带通滤波器等元件。下层LTCC电路板上设置有混频器、频率综合器、带通滤波器、低通滤波器、射频放大器、数控衰减器等元件。

所述下层LTCC电路将输入的30MHz～3000MHz超短波信号，与频率综合器产生的本振信号混频后产生一中频信号，该一中频信号经过滤波放大后通过毛纽扣层间互连结构输入到上层LTCC电路中。

所述上层LTCC电路，将下层通过毛纽扣层间互连结构传输进来的一中频信号，根据信号带宽进行滤波放大，之后与频率综合器产生的二本振信号进行混频，产生140MHz的中频信号，该信号经过滤波放大后输出最终的140MHz中频信号。

如图2所示，一种基于SIP技术的超短波小型化射频前端，包括可伐屏蔽壳、带有空腔结构的上下两层LTCC电路板、毛纽扣结构和设置在上下两层LTCC电路板空腔结构内的MMIC芯片和SMT元件；所述的上层LTCC电路板的下表面和下层LTCC电路板的上表面对应位置分别设置有层间互连孔，毛纽扣结构设置于上下两层LTCC电路板的层间互连孔处；可伐屏蔽壳、上层LTCC电路板、毛纽扣结构和下层LTCC电路板按从上到下的顺序使用低温无铅焊膏堆叠焊接在一起。所述的MMIC芯片通过共晶焊接的方式分别安装到上下两层LTCC电路板的空腔中，并通过超声键合方式分别与上下两层LTCC电路板连接。所述的SMT元件通过高温无铅焊膏分别焊接在上下两层LTCC电路板的空腔中。

实施过程为：首先，基于共晶焊接工艺，使用AuSn焊料，在280℃的焊接温度下，将MMIC芯片分别安装到上下两层LTCC电路板中，之后使用超声波键合方法将MMIC芯片与LTCC电路板进行连接，之后使用高温无铅焊膏将SMT元件安装到LTCC电路中，最后使用低温无铅焊膏，在220℃的焊接温度下将可伐屏蔽壳、上层LTCC电路板、毛纽扣结构和下层LTCC电路板按从上到下的顺序堆叠焊接在一起，形成一个20mm×20mm×5mm的一体化SIP封装的超短波模块。

本发明使用二次成型层间互连技术，将两块LTCC电路上下堆叠安装，实现了LTCC电路的三维封装，大幅缩减了电路尺寸，上下两块LTCC电路使用毛纽扣结构实现射频信号低损耗传输，使用板间焊料结合力提供毛纽扣结构的压合力。

Claims (4)

1.一种基于SIP技术的超短波小型化射频前端，其特性在于：包括可伐屏蔽壳、带有空腔结构的上下两层LTCC电路板、毛纽扣结构和设置在上下两层LTCC电路板空腔结构内的MMIC芯片和SMT元件；所述的上层LTCC电路板的下表面和下层LTCC电路板的上表面对应位置分别设置有层间互连孔，毛纽扣结构设置于上下两层LTCC电路板的层间互连孔处；可伐屏蔽壳、上层LTCC电路板、毛纽扣结构和下层LTCC电路板按从上到下的顺序堆叠焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种基于SIP技术的超短波小型化射频前端，其特性在于：所述的MMIC芯片通过共晶焊接的方式分别安装到上下两层LTCC电路板的空腔中，并通过超声键合方式分别与上下两层LTCC电路板连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于SIP技术的超短波小型化射频前端，其特性在于：所述的SMT元件通过高温无铅焊膏分别焊接在上下两层LTCC电路板的空腔中。

4.根据权利要求1所述的一种基于SIP技术的超短波小型化射频前端，其特性在于：可伐屏蔽盖、上层LTCC电路板、毛纽扣结构和下层LTCC电路板按从上到下的顺序使用低温无铅焊膏焊接在一起。