[发明专利]基于改进的波导探针过渡对芯片进行模块化封装的结构

说明书

本发明公开了一种基于改进的波导探针过渡对芯片进行模块化封装的结构。本发明包括金属腔体；所述金属腔体内设有一个以上的波导腔体，一片以上的过渡探针；所述过渡探针其中一端端部位于波导腔体内，所述过渡探针另一端设有需要封装的芯片；所述芯片通过键合金线与过渡探针相接，且在相接处设有导电胶或/和金属凸台。本发明回波损耗良好，有效减小封装模块与芯片之间的能量反射。

技术领域

本发明涉及微波、毫米波以及太赫兹通信技术领域，具体涉及一种基于改进的波导探针过渡对芯片进行模块化封装的结构。

背景技术

随着集成电路工艺的快速发展，芯片的工作频率已经进入毫米波及太赫兹频段，且具有高集成度、低成本等优点，已经在集成收发电路、集成单元电路等方面有了很大的进展。

毫米波及太赫兹频段下对芯片进行模块化封装需要采用金丝键合，会引入额外的损耗，且会使芯片的模块输入输出端口的匹配变差，使得芯片的能量传输受到限制。

波导腔体可以在很宽的带宽内低损耗的传输能量，石英基片具有很小的介质损耗角；合理的利用石英探针和波导腔体的过渡结构，可以明显的改善模块化封装引入的额外损耗以及芯片到模块输入输出端口的匹配问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种基于改进的波导探针过渡对芯片进行模块化封装的结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于改进的波导探针过渡对芯片进行模块化封装的结构，包括金属腔体；所述金属腔体内设有一个以上的波导腔体，一片以上的过渡探针；所述过渡探针其中一端端部位于波导腔体内，所述过渡探针另一端设有需要封装的芯片；所述芯片通过键合金线与过渡探针相接，且在相接处设有导电胶或/和金属凸台。

进一步地，所述波导腔体包括输入波导腔和输出波导腔，且在输入波导腔和输出波导腔的侧边分别开设有一个供过渡探针插入的波导腔耦合窗。

再进一步地，每个波导腔耦合窗处均设有一个过渡探针，且过渡探针的其中一端采用共面波导形式与芯片通过键合金线相连。

更进一步地，所述过渡探针为E面耦合探针或H面耦合探针。当过渡探针为E面耦合探针时，波导腔耦合窗的中线距波导腔段路面为四分之一波导波长。当过渡探针为H面耦合探针时，过渡探针伸入波导腔的一端的中心距波导腔段路面为四分之一波导波长。

另外，所述芯片与过渡探针相接处的剖面设有导电胶。

此外，所述金属凸台的高度与芯片高度相等。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明回波损耗良好，有效减小封装模块与芯片之间的能量反射；

（2）本发明插入损耗低，在W波段，对具有输入输出两个端口进行波导探针过渡的封装模块，引入的损耗典型值为2dB；

（3）本发明的工作带宽可以覆盖整个波导工作的频段；

（4）本发明具有普适性，可以应用到其他波段以及推广到采用其他工艺的芯片；

（5）本发明设计简单，加工方便；

（6）本发明模块端口采用标准法兰接头，便于安装与测试。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明实施例所采用的硅衬底功率放大器芯片增益和回波损耗的片上测试图。

图3为本发明实施例进行模块化封装后增益与回波损耗的侧视图。