CN110596647A - 基于sip封装的高集成度tr模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于SIP封装的高集成度TR模块，包括TR模块本体，TR模块本体内设置有多个腔体，腔体内设置有SIP封装模块；SIP封装模块由载板、HTCC陶瓷基片和盖板组成，HTCC陶瓷基片自顶层至底层依次由幅相控制芯片层、DGND层、模拟供电层、两层介质层、射频芯片及功分网络层、低频控制层和多层AGND层，HTCC陶瓷基片顶部通过焊接层与所述盖板相连接，HTCC陶瓷基片底部通过焊接层与所述载板相连接，幅相控制芯片层、模拟供电层、射频芯片及功分网络层和低频控制层通过VIA通道与四层AGND层分别进行连接输出模拟信号并通过DGND层转换数字信号进行输出，幅相控制芯片层和低频控制层通过VIA通道连接，进而控制输出信号的幅度和相位。
Description
技术领域
本发明涉及雷达领域，尤其涉及一种基于SIP封装的高集成度TR模块。
背景技术
自20世纪30年代雷达问世以来，雷达技术在第二次世界大战中获得了高速发展，90年代以后，有源相控阵雷达已成为雷达发展中的主流。每部有源相控阵雷达中，包含多个TR模块，它既完成接收任务又完成发射任务和天线波束电扫描。每一个TR模块就相当于一个普通雷达的高频头，既包含有发射功率放大器，又有低噪声放大器、移相器及波束控制电路等功能电路。随着现代科技对有源相控阵雷达的要求越来越高，作为有源相控阵雷达核心部件之一的TR模块的性能也提出了更高的要求，TR模块要求集成度高、一致性好、体积小、重量轻，能适应不同的工作平台和环境；在有源相控阵系统中，TR模块是最为重要的元部件之一，其性能的优劣直接影响到相控阵天线的整体指标，而且TR模块在整个相控阵天线的成本中也占有非常大的比重，目前市场上出现的TR模块集成度较差，因此如何有效的提高TR模块的可生产性与可靠性并降低生产成本就成为一个迫切的需要。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，提供一种具有高集成度的SIP封装TR模块。
本发明的技术方案如下：
一种基于SIP封装的高集成度TR模块，包括TR模块本体，所述TR模块本体内设置有多个腔体，所述腔体内设置有SIP封装模块；
所述SIP封装模块由载板、HTCC陶瓷基片和盖板组成，所述HTCC陶瓷基片自顶层至底层依次由AGND层、幅相控制芯片层、DGND层、模拟供电层、AGND 层、介质层、射频芯片及功分网络层、介质层、AGND层、低频控制层、AGND层组成，所述HTCC陶瓷基片顶部通过焊接层与所述盖板相连接，所述HTCC陶瓷基片底部通过焊接层与所述载板相连接，所述幅相控制芯片层、模拟供电层、射频芯片及功分网络层和低频控制层通过VIA通道与四层AGND层分别进行连接输出模拟信号并通过DGND层转换数字信号进行输出，所述幅相控制芯片层和低频控制层通过VIA通道连接，进而控制输出信号的幅度和相位。
进一步地，所述盖板为气密盖板，所述盖板上设置有多个隔腔。
进一步地，所述TR模块本体还包括电源控制板，所述电源控制板通过金丝焊接与所述模拟供电层相连接。
优选的，所述载板长度为39mm-41mm，所述载板的宽度为35mm-37mm，所述载板的厚度为1.0mm-1.4mm。
优选的，所述载板采用钼铜材料制成。
进一步地，所述腔体内铺设有胶体进行密封。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
1、HTCC陶瓷基片采用多层设计，将射频、供电、控制信号进行垂直互联，有效缩短了信号的传输路径。
2、设计盖板是为了将SIP封装进行气密封装以进一步提高产品可靠性，通过设置隔腔使气密与电磁屏蔽，提高可靠性与电磁兼容性
3、电源控制板提供TR模块内中所有部件所需要的电流的控制，并通过电源控制板调整电源功率的大小，电流和电压的稳定，提高TR模块的稳定性和安全性。
4、基于SIP封装设计的TR模块，使设计变得更加灵活，可以大幅的提高设计集成度，使TR模块的体积、重量、成本及生产效率和良品率都有较大的提升。
5、采用钼铜材料制成的载板热膨胀系数与HTCC接近，可以减少环境温度变化形成的应力提高模块的可靠性，同时拥有良好的导热导电特性。
6、采用胶体进行密封保证了SIP封装模块内电路板的密闭性和散热性。
附图说明
图1为本发明实施例所述TR模块结构图；
图2为本发明实施例中SIP封装模块结构图；
图3为本发明实施例中载板结构图；
附图标记说明：
1、TR模块本体；2、SIP封装模块；201、焊接层；202、AGND层；203、幅相控制芯片层；204、DGND层；205、模拟供电层；206、介质层；207、射频芯片及功分网络层；208、低频控制层；3、盖板；4、载板；5、电源控制板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明；
实施例1：
如图1至图3所示，一种基于SIP封装的高集成度TR模块，包括TR模块本体1，TR模块本体1内设置有四个腔体，腔体内均设置有SIP封装模块2；SIP 封装模块2由载板4、HTCC陶瓷基片和盖板3组成，HTCC陶瓷基片自顶层至底层依次由AGND层202、幅相控制芯片层203、DGND层204、模拟供电层205、AGND 层202、介质层206、射频芯片及功分网络层207、介质层206、AGND层202、低频控制层208、AGND层202压缩过孔连接组成，AGND层202为模拟信号输出电路层，DGND层204为数字信号输出电路层，HTCC陶瓷基片顶部通过焊接层与盖板3相连接，HTCC陶瓷基片底部通过焊接层与载板4相连接，载板4与TR模块本体1内的腔体进行螺栓连接，同时幅相控制芯片层203、模拟供电层205、射频芯片及功分网络层207和低频控制层208通过VIA通道与四层AGND层202 分别进行连接输出模拟信号，其输出的模拟信号通过DGND层204转换数字信号进行输出，幅相控制芯片层203和低频控制层208通过VIA通道连接，进而控制输出信号的幅度和相位，HTCC陶瓷基片采用多层设计，将射频、供电、控制信号进行垂直互联，有效缩短了信号的传输路径，以一个SIP封装模块2作为一个基础单元，由4个SIP封装模块2及电源控制板5进行二次封装，装配为一个完整的TR模块。
实施例2：
在其中一个实施例中，如图1所示，盖板3为气密盖板3，将SIP封装模块 2进行气密封装以进一步提高产品可靠性，盖板3上设置有多个隔腔，隔腔的作用是屏蔽，防止射频信号串扰，提高电磁兼容性。
实施例3：
在其中一个实施例中，如图1所示，TR模块本体1还包括电源控制板5，电源控制板5位于四个SIP封装模块2下端，电源控制板5通过金丝焊接与模拟供电层205相连接，电源控制板5为模拟供电层205提供电能，同时模拟供电层205为HTCC陶瓷基片各层进行供电，带动其正常运转。
实施例4：
在其中一个实施例中，如图3所示，载板4长度为40mm，载板4的宽度为 36mm，载板4的厚度为1.2mm，SIP封装模块2的分布安装，且载板4采用钼铜材料制成，钼铜材料用于替代以往电子元件载板4采用铜、钨铜等材料，钼铜材料制成的载板4热膨胀系数与HTCC接近，其具有较低的热膨胀系数，仿真在高低温环境条件下，防止模块内部的MMIC及HTCC陶瓷基片由于热膨胀系数与金属外壳不匹配造成应力损伤，同时由于其热导率高，还可以对TR模块内部的发射芯片进行有效散热。
实施例5：
在其中一个实施例中，如图3所示，载板4采用钼铜材料制成，载板4作为整个SIP封装模块2的载体，其主要作用是低的热膨胀系数，仿真在高低温环境条件下，防止模块内部的MMIC及HTCC基片由于热膨胀系数与金属外壳不匹配造成应力损伤，同时由于其热导率高，还可以对TR模块内部的发射芯片进行有效散热，减少环境温度变化形成的应力提高模块的可靠性，同时拥有良好的导热导电特性。
实施例6：
在其中一个实施例中，如图1所示，腔体内铺设有胶体进行密封，胶体为聚酯、聚醚、MDI、NDI、PPDI、PTMM、PCLM、PTMC聚氨酯弹性胶体材料，此类胶体材料具有很好的抗压性、密封性和导热性，能够保护幅相控制芯片及控制电路延长其使用寿命。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (6)
1.一种基于SIP封装的高集成度TR模块，包括TR模块本体，其特征在于，所述TR模块本体内设置有多个腔体，所述腔体内设置有SIP封装模块；
所述SIP封装模块由载板、HTCC陶瓷基片和盖板组成，所述HTCC陶瓷基片自顶层至底层依次由AGND层、幅相控制芯片层、DGND层、模拟供电层、AGND层、介质层、射频芯片及功分网络层、介质层、AGND层、低频控制层、AGND层组成，所述HTCC陶瓷基片顶部通过焊接层与所述盖板相连接，所述HTCC陶瓷基片底部通过焊接层与所述载板相连接，所述幅相控制芯片层、模拟供电层、射频芯片及功分网络层和低频控制层通过VIA通道与四层AGND层分别进行连接输出模拟信号并通过DGND层转换数字信号进行输出，所述幅相控制芯片层和低频控制层通过VIA通道连接，进而控制输出信号的幅度和相位。
2.根据权利要求1所述的一种基于SIP封装的高集成度TR模块，其特征在于：所述盖板为气密盖板，所述盖板上设置有多个隔腔。
3.根据权利要求1所述的一种基于SIP封装的高集成度TR模块，其特征在于：所述TR模块本体还包括电源控制板，所述电源控制板通过金丝焊接与所述模拟供电层相连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于SIP封装的高集成度TR模块，其特征在于：所述载板长度为39mm-41mm，所述载板的宽度为35mm-37mm，所述载板的厚度为1.0mm-1.4mm。
5.根据权利要求4所述的一种基于SIP封装的高集成度TR模块，其特征在于：所述载板采用钼铜材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种基于SIP封装的高集成度TR模块，其特征在于：所述腔体内铺设有胶体进行密封。
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