CN114300445A - 一种sip封装的射频装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SIP封装的射频装置，属于集成电路封装技术领域。所述射频装置包括壳体组件和信号组件。壳体组件包括基板、环框和盖板，基板和盖板密封固定环框的底部和顶部，以形成空腔，环框中插装有多个隔板，且隔板的两侧边分别连接基板和盖板，以将空腔划分为多个信号腔。信号组件包括多个射频芯片、输入管脚和输出管脚，多个射频芯片和多个信号腔一一对应，各射频芯片位于相对应的信号腔中，输入管脚和输出管脚均插装在基板中，且输入管脚和输出管脚分别与各射频芯片通过射频微带线导通。本发明实施例提供的一种SIP封装的射频装置，可以将不同射频芯片进行隔离，从而将上述不同射频信号进行隔离，提高信号质量。
Description
技术领域
本发明属于集成电路封装技术领域，更具体地，涉及一种SIP封装的射频装置。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，通信系统对射频前端的小型化要求也逐渐提高，近年来逐渐兴起的SiP(System In a Package系统级封装)具有体积小，集成度高，功能全面等特性，逐渐进入人们的视野。SiP的一大优势是可以将越来越多的功能芯片压缩进越来越小的外形尺寸中，比如可穿戴设备或医疗植入设备等，通过更小的空间占用而包含了更多功能，在效果上，这就实现了在一个封装中封装一个完整的电子系统。射频SiP正如其名称一样，是将多个多种功能的射频芯片集成在一个封装内，以达到小型化和多功能的目的。射频SiP中所采用的射频芯片均为射频裸芯片，通过金丝键合，将多个芯片进行级联，以实现特定的射频性能，同时实现射频前端的小型化和模块化。
目前，SIP封装的射频装置中腔室内安装多个射频芯片，各射频芯片对应一种频率的射频信号。由于电磁波具有空间的传输特性，不同射频信号在同一个腔室内会相互绕串耦合，导致信号质量降低。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种SIP封装的射频装置，其目的在于提高不同射频信号之间的隔离度，提高信号质量。
本发明提供了一种SIP封装的射频装置，所述射频装置包括壳体组件和信号组件；
所述壳体组件包括基板、环框和盖板，所述基板和所述盖板密封固定所述环框的底部和顶部，以形成空腔，所述环框中插装有多个隔板，且所述隔板的两侧边分别连接所述基板和所述盖板，以将所述空腔划分为多个间隔布置的信号腔；
所述信号组件包括多个射频芯片、输入管脚和输出管脚，多个所述射频芯片和多个所述信号腔一一对应，各所述射频芯片位于相对应的所述信号腔中，所述输入管脚和所述输出管脚均插装在所述基板中，且所述输入管脚和所述输出管脚分别与各所述射频芯片通过射频微带线导通。
可选地，所述壳体组件还包括隔框，所述隔框的外周壁和所述环框的内周壁连接在一起，且多个所述隔板插装在所述隔框内，且所述隔框和多个所述隔板一体成型。
可选地，所述隔框和所述环框焊接连接。
可选地，所述基板包括第一板体、第二板体、第三板体、第四板体和多个陶瓷介质层，所述第一板体、所述第二板体、所述第三板体和所述第四板体之间依次通过一个所述陶瓷介质层连接，且所述环框和多个所述射频芯片均位于所述第一板体上，所述输入管脚和所述输出管脚插装在所述第四板体中。
可选地，所述第一板体和所述第二板体之间的所述陶瓷介质层厚度为0.6mm，所述第二板体和所述第三板体之间的所述陶瓷介质层厚度为0.2mm，所述第三板体和所述第四板体之间的所述陶瓷介质层厚度为0.2mm。
可选地，所述壳体组件为方形结构，且所述壳体组件的长为20-25mm，宽为10-15mm，高为3-5mm。
可选地，所述信号腔的数量为3个。
可选地，所述基板、所述环框和所述盖板在惰性气体下通过激光焊缝连接在一起。
可选地，所述输入管脚、所述输出管脚和所述射频微带线的特性阻抗均为50欧姆。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
1、高隔离度。根据射频信号的不同(射频、中频和本振信号等)，在该SIP封装内部设置多个隔板，将不同射频芯片进行隔离，从而将上述不同射频信号进行隔离，提高不同射频信号之间的隔离度，提高信号质量。
2、制作简单。相比SOC(系统级芯片技术)，射频SiP封装技术难度小，成本低，更易于实现，开发周期较短，更能快速实现产品的产出。
3、体积小。该射频装置优选尺寸为：23mm*12mm*4.3mm，与采用塑封器件和射频印制板搭建的同功能模块相比，尺寸缩小达80％以上，更有利于整合到射频前端系统中，减小射频前端的体积。
4、可维修性。该射频装置缝焊后，若出现射频芯片损伤导致性能下降，可对该射频装置进行开盖，对射频芯片进行更换，而不用对整个射频装置进行报废处理，可进一步降低器件成本。
5、射频芯片工作更加稳定可靠。该射频装置在惰性气体中进行激光缝焊。激光缝焊后，射频装置具备较强的气密性，内部射频芯片与裸露在空气中的同类型射频芯片相比，更不容易损伤和受到腐蚀，器件工作更加稳定可靠。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种SIP封装的射频装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种SIP封装的射频装置的剖视图；
图3是本发明实施例提供的基板的剖视图；
图4是本发明实施例提供的隔框的装配示意图。
图中各符号表示含义如下：
1、壳体组件；10、信号腔；11、基板；111、第一板体；112、第二板体；113、第三板体；114、第四板体；115、陶瓷介质层；12、环框；121、隔板；13、盖板；14、隔框；2、信号组件；21、射频芯片；22、输入管脚；23、输出管脚；24、射频微带线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例提供的一种SIP封装的射频装置的结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种SIP封装的射频装置的剖视图，如图1和图2所示，射频装置包括壳体组件1和信号组件2。
壳体组件1包括基板11、环框12和盖板13，基板11和盖板13密封固定环框12的底部和顶部，以形成空腔，环框12中插装有多个隔板121，且隔板121的两侧边分别连接基板11和盖板13，以将空腔划分为多个间隔布置的信号腔10。
图3是本发明实施例提供的基板的剖视图，如图3所示，信号组件2包括多个射频芯片21、输入管脚22和输出管脚23，多个射频芯片21和多个信号腔10一一对应，各射频芯片21位于相对应的信号腔10中，输入管脚22和输出管脚23均插装在基板11中，且输入管脚22和输出管脚23分别与各射频芯片21通过射频微带线24导通。
对于本发明实施例提供的一种SIP封装的射频装置，由于基板11和盖板13密封固定环框12的底部和顶部，以形成空腔，环框12中插装有多个隔板121，且隔板121的两侧边分别连接基板11和盖板13，多个射频芯片21和多个信号腔10一一对应，从而可以将空腔划分为多个间隔布置的信号腔10，即每一个隔离的信号腔10对应一种射频信号的射频芯片21，进而将不同射频信号进行隔离，提高不同射频信号之间的隔离度，提高射频信号质量。
另外，输入管脚22和输出管脚23均插装在基板11中，且输入管脚22和输出管脚23分别与各射频芯片21通过射频微带线24导通，从而通过输入管脚22和输出管脚23实现对各射频芯片21的电信号输入和输出。
也就是说，本发明实施例提供的一种SIP封装的射频装置，可以将不同射频芯片21进行隔离，从而将上述不同射频信号进行隔离，提高不同射频信号之间的隔离度，提高信号质量。
在本实施例中，信号腔10的数量为3个，即对应3种射频芯片21，其分别对应射频信号、中频信号和本振信号，从而实现对应射频信号、中频信号和本振信号的隔离，进而提高中频信号质量。
示例性地，左侧A区域为本振信号腔，中间B区域为中频信号腔，右侧为射频信号腔。
图4是本发明实施例提供的隔框的装配示意图，如图4所示，壳体组件1还包括隔框14，隔框14的外周壁和环框12的内周壁连接在一起，且多个隔板121插装在隔框14内，且隔框14和多个隔板121一体成型。
在上述实施方式中，通过隔框14可以将多个隔板121连接在一起，并通过隔框14的外周壁和环框12的内周壁连接可以实现对多个隔板121的统一安装。
示例性地，隔板121、隔框14和环框12均为金属结构件。
示例性地，隔框14和环框12焊接连接。
再次参见图3，基板11包括第一板体111、第二板体112、第三板体113、第四板体114和多个陶瓷介质层115，第一板体111、第二板体112、第三板体113和第四板体114之间依次通过一个陶瓷介质层115连接，且环框12和多个射频芯片21均位于第一板体111上，输入管脚22和输出管脚23插装在第四板体114中。
在上述实施方式中，第二板体112对第一板体111起到匹配的作用，第三板体113主要用于对射频微带线24走线，第四板体114对第一板体111、第二板体112、第三板体113、输入管脚22和输出管脚23起到支撑的作用。
示例性地，第一板体111、第二板体112、第三板体113、第四板体114为金属结构件，陶瓷介质层115为氮化铝陶瓷结构。
另外，第一板体111和第二板体112之间的陶瓷介质层115厚度为0.6mm，第二板体112和第三板体113之间的陶瓷介质层115厚度为0.2mm，第三板体113和第四板体114之间的陶瓷介质层115厚度为0.2mm。
在本实施例中，壳体组件1为方形结构，且壳体组件1的长可以为20-25mm，宽可以为10-15mm，高可以为3-5mm，这样大大降低了整个射频装置的尺寸。
另外，基板11、环框12和盖板13在惰性气体下通过激光焊缝连接在一起，从而通过激光缝焊，射频装置具备较强的气密性。并且，在惰性气体下可以避免内部射频芯片21裸露，内部射频芯片21与裸露在空气中的同类型射频芯片21相比，更不容易损伤和受到腐蚀，器件工作更加稳定可靠。
示例性地，输入管脚22、输出管脚23和射频微带线24的特性阻抗均为50欧姆，可以方便与外围50欧姆射频微带线连接使用。
本发明提供的一种SIP封装的射频装置，可以将外部输入的100MHz～800MHz的中频信号，上变频到2GHz～5GHz射频信号进行输出，其中本振为外部提供，输入功率为-6dBm～-5dBm，射频最高输出功率为-20dBm～-18dBm，链路增益大于30dB。射频信号带外谐杂波抑制大于65dB。
以下简要说明本发明相对于现有技术具有如下的优点及特性：
1、高隔离度。根据射频信号的不同(射频、中频和本振信号等)，在该SIP封装内部设置多个隔板121，将不同射频芯片21进行隔离，从而将上述不同射频信号进行隔离，提高不同射频信号之间的隔离度，提高信号质量。
2、制作简单。相比SOC(系统级芯片技术)，射频SiP封装技术难度小，成本低，更易于实现，开发周期较短，更能快速实现产品的产出。
3、体积小。该射频装置优选尺寸为：23mm*12mm*4.3mm，与采用塑封器件和射频印制板搭建的同功能模块相比，尺寸缩小达80％以上，更有利于整合到射频前端系统中，减小射频前端的体积。
4、可维修性。该射频装置缝焊后，若出现射频芯片21损伤导致性能下降，可对该射频装置进行拆卸盖板13，对射频芯片21进行更换，而不用对整个射频装置进行报废处理，可进一步降低器件成本。
5、射频芯片21工作更加稳定可靠。该射频装置在惰性气体中进行激光缝焊。激光缝焊后，射频装置具备较强的气密性，内部射频芯片21与裸露在空气中的同类型射频芯片21相比，更不容易损伤和受到腐蚀，器件工作更加稳定可靠。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种SIP封装的射频装置，其特征在于，所述射频装置包括壳体组件(1)和信号组件(2)；
所述壳体组件(1)包括基板(11)、环框(12)和盖板(13)，所述基板(11)和所述盖板(13)密封固定所述环框(12)的底部和顶部，以形成空腔，所述环框(12)中插装有多个隔板(121)，且所述隔板(121)的两侧边分别连接所述基板(11)和所述盖板(13)，以将所述空腔划分为多个间隔布置的信号腔(10)；
所述信号组件(2)包括多个射频芯片(21)、输入管脚(22)和输出管脚(23)，多个所述射频芯片(21)和多个所述信号腔(10)一一对应，各所述射频芯片(21)位于相对应的所述信号腔(10)中，所述输入管脚(22)和所述输出管脚(23)均插装在所述基板(11)中，且所述输入管脚(22)和所述输出管脚(23)分别与各所述射频芯片(21)通过射频微带线(24)导通。
2.根据权利要求1所述的一种SIP封装的射频装置，其特征在于，所述壳体组件(1)还包括隔框(14)，所述隔框(14)的外周壁和所述环框(12)的内周壁连接在一起，且多个所述隔板(121)插装在所述隔框(14)内，且所述隔框(14)和多个所述隔板(121)一体成型。
3.根据权利要求2所述的一种SIP封装的射频装置，其特征在于，所述隔框(14)和所述环框(12)焊接连接。
4.根据权利要求1所述的一种SIP封装的射频装置，其特征在于，所述基板(11)包括第一板体(111)、第二板体(112)、第三板体(113)、第四板体(114)和多个陶瓷介质层(115)，所述第一板体(111)、所述第二板体(112)、所述第三板体(113)和所述第四板体(114)之间依次通过一个所述陶瓷介质层(115)连接，且所述环框(12)和多个所述射频芯片(21)均位于所述第一板体(111)上，所述输入管脚(22)和所述输出管脚(23)插装在所述第四板体(114)中。
5.根据权利要求4所述的一种SIP封装的射频装置，其特征在于，所述第一板体(111)和所述第二板体(112)之间的所述陶瓷介质层(115)厚度为0.6mm，所述第二板体(112)和所述第三板体(113)之间的所述陶瓷介质层(115)厚度为0.2mm，所述第三板体(113)和所述第四板体(114)之间的所述陶瓷介质层(115)厚度为0.2mm。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种SIP封装的射频装置，其特征在于，所述壳体组件(1)为方形结构，且所述壳体组件(1)的长为20-25mm，宽为10-15mm，高为3-5mm。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种SIP封装的射频装置，其特征在于，所述信号腔(10)的数量为3个。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种SIP封装的射频装置，其特征在于，所述基板(11)、所述环框(12)和所述盖板(13)在惰性气体下通过激光焊缝连接在一起。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种SIP封装的射频装置，其特征在于，所述输入管脚(22)、所述输出管脚(23)和所述射频微带线(24)的特性阻抗均为50欧姆。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114823552A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-07-29 | 北京升宇科技有限公司 | 一种适于批量生产的高可靠芯片封装结构及封装方法 |
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2021
- 2021-12-20 CN CN202111586284.3A patent/CN114300445A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN114823552A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-07-29 | 北京升宇科技有限公司 | 一种适于批量生产的高可靠芯片封装结构及封装方法 |
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