CN115513153B - 一种大功率多通道多芯片3d立体封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，属于雷达及通信射频前端领域，包括基板，开设于基板上的腔体；基板正面和/或正面腔体内布设有在n个收发通道中输出峰值功率大于3W的第一射频器件，基板反面和/或反面腔体内布设有在n个收发通道中输出峰值功率小于等于3W的第二射频器件；第一射频器件与第二射频器件经基板多层过孔垂直互连，并将封装对外的功能接口引至基板底面。将多个收发通道的不同功能、不同输出功率的射频器件分设于基板与腔体的两面并垂直互连，实现了大功率多通道多芯片3D立体封装，提高了封装结构的散热效率，实现了多通道多芯片封装的小型化布局，形成了板级高密度集成的标准化、模块化TR组件。

Description

一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构
技术领域
本发明涉及雷达及通信射频前端领域，尤其涉及一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构。
背景技术
探测卫星星座组网应用以及一箭多星发射模式对单颗卫星的体积、重量提出了严格要求，作为主载荷的相控阵雷达，必须开展小型化、轻量化设计。若需打破传统的雷达天线组成，实现独立分离的天线阵列、TR组件等分部件一体化设计，则AoB构架是实现高密度集成和低成本制造的主要方式，其核心在于多通道、多功能的多芯片封装和应用。AoB构架已在卫通地面终端天线中广泛使用，但由于其主要采用输出功率不大于200mW的小功率发射芯片或接收芯片，对封装的面积尺寸和热传导能力等要求不高，因此单层电路平面布局的封装即可满足要求。
基于TSV技术能够实现多芯片堆叠，形成3D布局结构，然而由于其采用硅基材料以及半实心孔，芯片封装的散热能力较差，多用于开展输出功率不大于500mW的多通道小功率功放、低噪放、无源功分等多芯片的高密度封装。
综上所述，现有的多芯片封装形式在功率较大的雷达探测领域或对环境条件要求较高的军品、宇航领域缺乏适用性。因此，对相控阵雷达天线中大功率发射通道和接收通道进行多通道多芯片封装，实现尺寸更小、功率更大的多芯片高密度集成与3D立体小型化封装形式构架，解决封装的散热问题，对实现低剖面、轻量化的载荷相控阵雷达天线，并基于该相控阵天线实现大规模组网应用具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的问题，提供一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其包括双面基板，开设于双面基板上的腔体；基板正面和/或正面腔体内布设有在n个收发通道中输出峰值功率大于3W的第一射频器件，基板反面和/或反面腔体内布设有在n个收发通道中输出峰值功率小于等于3W的第二射频器件；n为大于1的正整数；基板和/或腔体上还布设有电源管理芯片；
每个收发通道内的第一射频器件与第二射频器件经基板多层过孔垂直互连，电源芯片与第一射频器件和/或第二射频器件互连，并将封装对外的功能接口引至基板底面；
基板正面设有正面盖板，基板反面设有反面盖板，进而实现n个收发通道中器件的封装。
在一示例中，所述基板为多层陶瓷基板，多层陶瓷基板与腔体采用HTCC工艺一体化制作。
在一示例中，所述基板为具有围框的陶瓷基板。
在一示例中，所述基板正面利用多层开腔方式形成多个下沉式凹槽，以安装高于围框高度的第一射频器件，且正面盖板与正面腔体共晶焊接为一体；陶瓷基板反面利用台阶式多层开腔方式形成腔体空间，以安装第二射频器件，且反面盖板与反面腔体共晶焊接为一体。
在一示例中，所述正面盖板、反面盖板均为可伐合金金属盖板。
在一示例中，所述收发通道的发射链路包括发射功放芯片；还包括收发链路中用于切换与隔离的双环行器，发射功放芯片与双环行器连接；还包括按照接收链路顺次连接的限幅器芯片、接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片，限幅器芯片与双环行器连接；还包括电源管理芯片，电源管理芯片与发射功放芯片、接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片的供电端口连接；
发射功放芯片、双环行器、限幅器芯片、接收低噪放芯片为第一射频器件，接收驱动放大芯片为第二射频器件。
在一示例中，所述发射功放芯片、限幅器芯片、接收低噪放芯片设于基板正面，双环行器设于正面腔体；接收驱动放大芯片、电源管理芯片设于反面腔体。
在一示例中，所述电源管理芯片为双路电源调制芯片。
在一示例中，所述功能接口以BGA形式引出至基板底面。
在一示例中，所述3D立体封装结构的面积尺寸满足相控阵雷达天线无栅瓣波束扫描的阵元间距决定的布局约束限制条件。
需要进一步说明的是，上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
与现有技术相比，本发明有益效果是：
1.在一示例中，通过将输出功率大于3W的大功率射频器件布设于基板一面，同时将输出功率较小的射频器件布设于基板另一面，且器件间垂直互联，实现了大功率多通道多芯片3D立体封装，能够避免平面封装中多基板焊接时由于对位精度、焊料用量等问题导致的电路无法导通或者短路的风险；同时，通过将不同输出功率射频器件分设于基板两面，使基板两面形成温度阶梯，利于热量传导，提高了封装结构的散热效率；进一步地，本发明3D立体封装实现了多通道多芯片封装的小型化布局，装配使用，实现了板级高密度集成的标准化、模块化TR组件。
2.在一示例中，采用基于HTCC工艺的氮化铝陶瓷一体成型制作封装基板、围框，结合金属管壳盖板，具备优良的热传导性能；进一步地，大功率的第一射频器件的热耗通过基板→围框→盖板→组件安装散热面的最短散热路径进行传导散热，第二射频器件通过基板按上述相同路径进行传导散热，使多芯片封装具备高效散热能力，功放芯片的结温远低于一级降额条件，具备优异的平台环境适应性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明优选示例中双通道多芯片3D立体封装组成框图；
图2为本发明优选示例中双通道多芯片3D立体封装HTCC叠层及垂直互连示意图；
图3为本发明优选示例中双通道多芯片3D立体封装结构外观正面示意图；
图4为本发明优选示例中双通道多芯片3D立体封装结构外观反面示意图；
图5为本发明优选示例中双通道多芯片3D立体封装正面布局示意图；
图6为本发明优选示例中双通道多芯片3D立体封装反面布局示意图；
图7为本发明优选示例中双通道多芯片3D立体封装散热途径示意图。
图中：1-第一收发通道、11-第一发射功放芯片、12-第一双环行器、13-第一限幅器芯片、14-第一接收低噪放芯片、15-第一接收驱动放大芯片、16-第一双路电源调制芯片、2-第二收发通道、21-第二发射功放芯片、22-第二双环行器、23-第二限幅器芯片、24-第二接收低噪放芯片、25-第二接收驱动放大芯片、26-第二双路电源调制芯片、3-基板、41-正面盖板、42-反面盖板、5-围框、6-芯片电容、7-电平转换芯片、8-BGA球、9-或门、101-导热胶垫、102-散热板、103-混压PCB板、104-第一接收馈电端接口、105-第一发射馈电端接口、106-第二发射馈电端接口、107第二接收馈电端接口、108-第一天线端接口、109-第二天线端接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，使用序数词 (例如，“第一和第二”、“第一至第四”等 )是为了对物体进行区分，并不限于该顺序，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在一示例中，一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，位于相控阵雷达天线前端，该3D立体封装结构包括用于布设收发通道中器件的基板，优选为叠层基板，基板上开设有用于实现器件走线的过孔，且基板上还开设有腔体，优选在基板两面均开设腔体，形成正面腔体与反面腔体；基板正面以及正面腔体上布设有位于n个收发通道中输出峰值功率大于3W的第一射频器件；反面腔体布设有位于n个收发通道中输出峰值功率小于等于3W的第二射频器件，n为大于1的正整数；基板和/或腔体上还设有电源芯片，用于相控阵雷达天线中大功率发射通道的电源芯片的输出功率一般小于3W，且为实现基板面积的有效利用，即在有限的基板面积下将收发通道中器件充分布设于基板上，一般将电源芯片设于反面腔体内。进一步地，基板正面还可布设满足收发通道信号收发功能的第一基础元件和/或辅助芯片，基板反面还可布设满足收发通道信号收发功能的第二基础元件和/或辅助芯片，基础元件为电容、电感等，辅助芯片为逻辑门芯片、电平转换芯片等。
进一步地，每个收发通道内的第一射频器件与第二射频器件经基板多层过孔垂直互连，同时电源芯片与第一射频器件和/或第二射频器件互联；具体地，若第一射频器件、第二射频器件均需电源芯片供电，此时基板上与电源芯片相对设置的射频器件与电源芯片垂直互联，基板上与电源芯片同侧设置的射频器件直接与电源芯片水平互联，以此实现收发通道的信号收发供能。当然，若需引入基础元件以保证收发通道的正常运行，此时基础元件一般与其需要连接的射频器件同侧设置，以降低互联难度。最后，将收发通道中各器件间互联过程中形成的对外功能接口引至基板底面，便于与外部器件互联。其中，功能接口包括控制接口、射频接口、电源接口等。
进一步地，布设有器件（如第一射频器件、第二射频器件、电源芯片、基础元件、辅助芯片等）的基板正面设有正面盖板，基板反面设有反面盖板，进而实现大功率多通道多芯片3D立体封装，形成板级高密度集成的标准化、模块化TR组件（收发组件），根据阵面布局，与天线装配集成可拼接为超大规模的相控阵天线，提供优异的雷达威力性能。
在一示例中，基板为基于HTCC工艺制作的多层陶瓷基板，优选采用氮化铝陶瓷材料作为封装基板，导热性能优异。更为具体地，多层陶瓷基板与腔体采用HTCC工艺一体化制作，保证腔体制作可靠性的同时减小了制作工艺。进一步地，通过HTCC工艺制作的多层陶瓷以及每层的过孔，实现层间垂直互连，按照链路连接基础元件、射频器件、电源芯片以及辅助芯片，形成3D立体电路结构。
在一示例中，基板为具有围框的陶瓷基板，优选仅在陶瓷基板正面设置围框；进一步地，围框为氮化铝陶瓷围框，并通过HTCC工艺与陶瓷基板叠层烧结制成，即陶瓷基板、围框的一体化制备得到，以此保证基板与围框之间的对位精度，同时能够使热传导更连续，提升了散热性能。
在一示例中，当仅陶瓷基板正面设有围框时，利用多层开腔方式在陶瓷基板正面形成下沉式凹槽即正面腔体，以安装高于围框高度的第一射频器件，同时将其他器件布设于基板正面，当所有正面器件完成安装后，使正面盖板与围框共晶焊接为一体，优选采用金锡焊料与氮化铝陶瓷基板围框共晶焊接为一体，以实现气密封装；利用台阶式多层开腔方式在陶瓷基板反面形成腔体空间即反面腔体，以安装第二射频器件，并在基板反面安装其他器件（如基础元件），当所有反面器件完成安装后，使反面盖板与陶瓷基板共晶焊接为一体，优选采用铅锡焊料与与氮化铝陶瓷基板共晶焊接为一体，以实现气密封装。作为一选项，正面盖板、反面盖板均为可伐合金金属盖板，导热性能好，且机械强度大。
在一示例中，收发通道的发射链路包括发射功放芯片；还包括收发链路中用于切换与隔离的双环行器，发射功放芯片与双环行器连接；还包括按照接收链路顺次连接的限幅器芯片、接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片，限幅器芯片与双环行器连接，以实现各通道的发射信号的功率放大，回波信号的接收与低噪声放大，收发分时切换工作，并且收发之间相互隔离；收发通道还包括电源芯片，电源芯片与发射功放芯片、接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片的供电端口连接。其中，双环行器包括相互连接的一级环行器和二级环行器，环行器与天线连接，天线独立设于本发明封装结构外部。发射功放芯片、双环行器、限幅器芯片、接收低噪放芯片均为输出峰值功率大于3W的第一射频器件，设于基板正面和/或正面腔体，优选地，发射功放芯片、限幅器芯片、接收低噪放芯片设于基板正面，双环行器设于正面腔体；接收驱动放大芯片为第二射频器件，设于基板反面和/或反面腔体，优选地，接收驱动放大芯片、电源管理芯片设于反面腔体。进一步地，基板正面、基板反面还布设有直流偏置供电所需的隔直芯片电容。
优选地，电源芯片为双路电源调制芯片，其中一路提供发射功放芯片的漏极直流偏置供电，控制发射通道的通断；另一路提供接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片的漏极直流偏置供电，控制接收通道的通断；两路电源相互独立，提供不同的直流偏置电压。本示例中，发射功放芯片、限幅器芯片、接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片以及双路电源调制芯片等热源芯片的热耗通过氮化铝陶瓷基板和围框高效率传输至可伐合金金属盖板，实现优良的热传导散热；其中，布局在陶瓷基板正面，输出峰值功率达到3W以上的高热耗发射功放芯片，具有更短的热传导路径，提高了散热效率。
在一示例中，本发明大功率多通道多芯片3D立体封装结构包括n个收发通道，每个收发通道的通断通过对通道内的芯片供电通断进行独立控制，每个收发通道内的发射通道与接收通道的切换通过对各自通道内的芯片供电通断进行独立控制，即多通道工作相互独立，可根据控制信号进行每个收发通道的通断及收发工作状态的切换。具体地，工作在发射状态时，收发控制信号使电源调制芯片输出发射通道功放芯片所需的工作电压，使发射通道导通，而接收通道关闭，发射射频信号输入，经功放芯片饱和放大至满足威力要求的功率后，输出至双环行器的第一级环路馈入天线，并与接收通道隔离的同时，保障天线端反射的发射信号与发射通道隔离，保护功放芯片；工作在接收状态时，收发控制信号使电源调制芯片输出接收通道低噪放芯片和接收驱动放大芯片所需的工作电压，使接收通道导通，而发射通道关闭，来自天线端接收的射频信号输入，经双环行器的两级环路，与发射通道隔离，进入接收通道，通过限幅器、低噪放芯片和驱动放大后，输出至后端接收链路。
在一示例中，功能接口以BGA形式引出至基板底面，以形成大功率多通道多芯片3D立体封装的对外接口，包括n个天线端的射频接口、n个馈电端的射频接口、收发控制接口与供电接口；接口引脚采用BGA形式，实现低损耗传输特性和尺寸小型化。
在一示例中，3D立体封装结构的面积尺寸满足相控阵雷达天线无栅瓣波束扫描的阵元间距决定的布局约束限制条件，以此保证相控阵雷达天线能够正常工作。
将上述示例进行组合，得到本发明优选示例，以实现Ku频段星载相控阵雷达天线中大功率多通道多芯片的3D立体封装为例进行说明：
Ku频段星载相控阵雷达天线无栅瓣波束扫描范围决定的相邻阵元间距为9mm，除去外部电路、器件的布局空间，预留给前端收发通道和其他功能电路的面积非常紧凑，因此，采用双通道多芯片3D立体封装实现标准化、模块化TR组件的收发通道功能电路集成布局。双通道多芯片3D立体封装实现2个收发通道的发射信号的功率放大，回波信号的接收与低噪声放大，收发分时切换工作，并且收发之间相互隔离。每个收发通道的通断通过对通道内的芯片供电通断进行独立控制，每个收发通道内的发射通道与接收通道的切换通过对各自通道内的芯片供电通断进行独立控制。
如图1所示，双通道多芯片3D立体封装包括第一收发通道1和第二收发通道2。其中，第一收发通道1的发射链路包括第一发射功放芯片11；第一收发通道1还包括收发链路中用于切换与隔离的第一双环行器12，第一发射功放芯片11与第一双环行器12连接；第一收发通道1还包括按照接收链路顺次连接的第一限幅器芯片13、第一接收低噪放芯片14、第一接收驱动放大芯片15，第一限幅器芯片13与第一双环行器12连接；还包括第一双路电源调制芯片16，与第一发射功放芯片11、第一接收低噪放芯片14、第一接收驱动放大芯片15连接；第二收发通道2的发射链路包括第二发射功放芯片21；第二收发通道2还包括收发链路中用于切换与隔离的第二双环行器22，第二发射功放芯片21与第二双环行器22连接；第二收发通道2还包括按照接收链路顺次连接的第二限幅器芯片23、第二接收低噪放芯片24、第二接收驱动放大芯片25，第二限幅器芯片23与第二双环行器22连接；还包括第二双路电源调制芯片26，与第二发射功放芯片21、第二接收低噪放芯片24、第二接收驱动放大芯片25连接。每个收发通道的通断控制采用双路电源调制芯片实现，其中一路提供发射功放芯片的漏极直流偏置供电，控制发射通道的通断；另一路提供接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片的漏极直流偏置供电，控制接收通道的通断；两路电源相互独立，提供不同的直流偏置电压。
双通道多芯片3D立体封装的尺寸满足相控阵雷达天线无栅瓣波束扫描的阵元间距决定的布局约束限制条件，面积为16mm×13mm。针对单颗器件的尺寸，双环行器为6mm×5.8mm×2.5mm，功放芯片为3.5mm×1.9mm×0.1mm，限幅器芯片为1.0mm×0.6mm×0.1mm，接收低噪放芯片为1.95mm×0.8mm×0.1mm，接收驱动放大芯片为1.6mm×0.85mm×0.1mm，双路电源调制芯片为2.0mm×1.1mm×0.1mm，再结合芯片电容、电平转换等其他元器件，单层平面排布无法摆放2个收发通道的全部元器件与芯片。因此对芯片的布局采用基于HTCC工艺的氮化铝陶瓷材料作为封装基板，在基板的正、反两面布局不同的元器件、芯片；通过HTCC工艺制作的多层陶瓷以及每层的过孔，实现层间垂直互连，按照链路连接相应的元器件与芯片，如图2（仅示出了第一收发通道中器件互联关系，第二收发通道中器件被第一收发通道器件遮挡）所示，包括封装底部发射通道输入接口到基板正面与第一发射功放芯片11的射频连接，基板正面第一双环行器12与封装底部至天线端的接口的射频连接，基板正面第一接收低噪放芯片14与基板反面第一接收驱动放大芯片15的射频连接，基板反面第一接收驱动放大芯片15与封装底部接收通道输出接口的射频连接，封装底部供电、控制接口与基板反面第一双路电源调制芯片16的连接，基板反面第一双路电源调制芯片16与基板正面的第一发射功放芯片11、第一接收低噪放芯片14供电的连接，形成3D立体电路结构。图2中，RF_Top表示顶面射频层；RF_Bot表示底面射频层；GND表示接地层；POWER表示供电层；SPI表示控制线层；SL表示带状线射频层；NC表示不连接；L表示走线层。其中，垂直互连设计具备低插损特性，在Ku频段≤0.5dB，使双通道多芯片3D立体封装的单通道发射输出功率≥2.5W，单通道接收噪声系数≤3dB，具备优良的射频微波性能。
进一步地，双通道多芯片3D立体封装基于HTCC工艺制作的多层陶瓷，如图3所示，正面根据第一双环行器、第二双环行器的高度，利用多层开腔及叠层，下沉装配两个双环行器，并实现与基板一体化的陶瓷封装围框；如图4所示，背面通过台阶式多层开腔及叠层，实现装配背面芯片与器件的腔体空间；最终通过HTCC工艺将大功率多通道多芯片3D立体封装机构一次成型，采用可伐合金作为封装的金属管壳，包括正面盖板与反面盖板；正面盖板采用金锡焊料与氮化铝陶瓷基板围框共晶焊接为一体，实现正面芯片的气密封装；反面盖板采用铅锡焊料与与氮化铝陶瓷基板共晶焊接为一体，实现反面芯片的气密封装；如图3、图5所示，陶瓷基板的正面排布有第一双环行器12、第二双环行器22、第一发射功放芯片11、第二发射功放芯片21、第一限幅器芯片13、第二限幅器芯片23、第一接收低噪放芯片14、第二接收低噪放芯片24及部分芯片电容6；如图4、图6所示，陶瓷基板的反面排布有第一接收驱动放大芯片15、第二接收驱动放大芯片25、部分芯片电容6以及第一双路电源调制芯片16、第二双路电源调制芯片26；陶瓷基板的反面还设有电平转换芯片7、或门9，外部控制信号经电平转换芯片转换后传输至对应的射频器件，或门与第一双路电源调制芯片、第二双路电源调制芯片连接，用于实现控制信号的逻辑转换。如图6所示，基板反面还设有第一收发通道中第一接收馈电端接口104、第一收发通道中第一发射馈电端接口105、第一收发通道中第一天线端接口108、第二收发通道中第二接收馈电端接口107、第二收发通道中第二发射馈电端接口106以及第二收发通道中第二天线端接口109。进一步地，氮化铝陶瓷材料具备高导热特性，该材料的热传导率达到260W/(m·k)，比常规氧化铝陶瓷高5倍以上，热膨胀系数(4.5×10-6/℃)与Si(3.5-4×10-6/℃)和GaAs(6×10-6/℃)匹配。如图7所示，正面盖板上还依次设有导热胶垫101、散热板102，散热板优选为铝合金散热板；反面盖板上还设有混压PCB板103，优选为微波多层混压板。需要进一步说明的是，图7中填充为黑色的矩形框为热源芯片，填充为黑色的箭头表示散热路径，可以看出，发射功放芯片、限幅器芯片、接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片以及双路电源调制芯片等热源芯片的热耗通过氮化铝基板→氮化铝围框→金属盖板→导热胶垫→散热板安装散热面的进行传导散热，而位于基板反面的接收驱动放大芯片、双路电源调制芯片也能通过氮化铝基板按相同的途径进行传导散热，使多芯片封装具备高效散热能力。其中，布局在陶瓷基板正面，输出峰值功率达到3W以上的高热耗发射功放芯片，具有更短的热传导路径。
进一步地，双通道多芯片3D立体封装的对外接口包括2个与天线端的射频接口、2个馈电端的射频接口、收发控制接口与供电接口，接口引脚采用BGA形式，实现低损耗传输特性和尺寸小型化，尺寸为16mm×13mm×5.2mm。
本优选示例中，针对有限的布局空间，利用HTCC工艺实现多层氮化铝陶瓷基板，将2个收发通道所需的环行器、功放芯片、低噪放芯片、限幅器芯片、驱动放大芯片、功分芯片以及收发电源调制芯片进行正、反双面布局，通过基板内的垂直互连，构建3D立体电路结构，实现多通道多芯片封装的小型化布局，装配使用，实现板级高密度集成的标准化、模块化TR组件，根据阵面布局，与天线装配集成可拼接为超大规模的相控阵天线，提供优异的雷达威力性能。
以上具体实施方式是对本发明的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：包括基板，开设于基板上的腔体；基板正面和/或正面腔体内布设有第一射频器件，第一射频器件为n个收发通道中输出峰值功率大于3W的器件，基板反面和/或反面腔体内布设有第二射频器件，第二射频器件为n个收发通道中输出峰值功率小于等于3W的器件；n为大于1的正整数；基板和/或腔体上还布设有电源管理芯片；
每个收发通道内的第一射频器件与第二射频器件经基板多层过孔垂直互连，电源芯片与第一射频器件和/或第二射频器件互连，并将封装对外的功能接口引至基板底面；
基板正面设有正面盖板，基板反面设有反面盖板，进而实现n个收发通道中器件的封装。
2.根据权利要求1所述的一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：所述基板为多层陶瓷基板，多层陶瓷基板与腔体采用HTCC工艺一体化制作。
3.根据权利要求1所述的一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：所述基板为具有围框的陶瓷基板。
4.根据权利要求3所述的一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：所述基板正面利用多层开腔方式形成多个下沉式凹槽，以安装高于围框高度的第一射频器件，且正面盖板与正面腔体共晶焊接为一体；陶瓷基板反面利用台阶式多层开腔方式形成腔体空间，以安装第二射频器件，且反面盖板与反面腔体共晶焊接为一体。
5.根据权利要求1所述的一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：所述正面盖板、反面盖板均为可伐合金金属盖板。
6.根据权利要求1所述的一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：所述收发通道的发射链路包括发射功放芯片；还包括收发链路中用于切换与隔离的双环行器，发射功放芯片与双环行器连接；还包括按照接收链路顺次连接的限幅器芯片、接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片，限幅器芯片与双环行器连接；还包括电源管理芯片，电源管理芯片与发射功放芯片、接收低噪放芯片、接收驱动放大芯片的供电端口连接；
发射功放芯片、双环行器、限幅器芯片、接收低噪放芯片为第一射频器件，接收驱动放大芯片为第二射频器件。
7.根据权利要求6所述的一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：所述发射功放芯片、限幅器芯片、接收低噪放芯片设于基板正面，双环行器设于正面腔体；接收驱动放大芯片、电源管理芯片设于反面腔体。
8.根据权利要求6所述的一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：所述电源管理芯片为双路电源调制芯片。
9.根据权利要求1所述的一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：所述功能接口以BGA形式引出至基板底面。
10.根据权利要求1所述的一种大功率多通道多芯片3D立体封装结构，其特征在于：所述3D立体封装结构的面积尺寸满足相控阵雷达天线无栅瓣波束扫描的阵元间距决定的布局约束限制条件。
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