阅读说明：本技术 基于sip封装的高集成度tr模块 (High integration TR module based on SIP encapsulation ) 是由 胡斌 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：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。(The invention discloses a high-integration TR module based on SIP packaging, which comprises a TR module body, wherein a plurality of cavities are arranged in the TR module body, and SIP packaging modules are arranged in the cavities; the SIP packaging module comprises a support plate, an HTCC ceramic substrate and a cover plate, wherein the HTCC ceramic substrate is sequentially composed of an amplitude-phase control chip layer, a DGND layer, an analog power supply layer, two dielectric layers, a radio frequency chip, a power division network layer, a low-frequency control layer and a multilayer AGND layer from the top layer to the bottom layer, the top of the HTCC ceramic substrate is connected with the cover plate through a welding layer, the bottom of the HTCC ceramic substrate is connected with the support plate through the welding layer, the amplitude-phase control chip layer, the analog power supply layer, the radio frequency chip, the power division network layer and the low-frequency control layer are respectively connected with the four AGND layers through VIA channels to output analog signals and convert digital signals through the DGND layers to output, and the amplitude-phase control chip layer and the low-frequency control layer are connected through the VIA channels.)

基于SIP封装的高集成度TR模块

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。