毫米波有源相控阵射频前端集成制造技术.pdf

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1、第26卷第6期2013年”月机电产品开发与钐)新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．26，No．6Nov．，2013文章缩号：1002-6673(2013)06-011-04毫米波有源相控阵射频前端集成制造技术谢义水(中国电子科技集团公司第十研究所，四川成都610036)摘要：毫米波有源相控阵射频前端工艺集成度高，立体组装、先进封装材料、Ttk组件热路设计和芯片技术是实现有源相控阵射频前端集成制造的关键技术。综合国内外研究发展现状，系统封装、综合集成以及多功

2、能芯片技术是有源相控阵射频前端集成制造技术的未来发展趋势。关键词：毫米波有源相控阵；射频前端；集成制造中图分类号：TN95文献标识码：Adoi：lO．3969／j．issn．1002-6673．2013．06．004IntegratedManufacturingTechnologyforRFFront-endofMillimeter-waveActivePhasedArrayXIEYi—Sh“(ThelOthInst．ofChineseElectronicTechnologyCorporation，ChengduSichuan610

3、036，China)Abstract：ThemanufacturingtechnologyforRF在om—endofMillimeter—waveActivePhasedArrayishighlyintegrated．Combined、)l，idlthedevelopmentintheworld．thetechnologyofThree—dimensionalassembly，advancedpackagingmaterials，thermalcircuitdesignforTRmodule，andmulti—functionch

4、ivtechnologyalekeytechnologies．Asasummary，systeminpackage，comprehensiveintegrationandmulti—functionchiptechnologyarethefuturedevelopmenttrendofintegratedmanufacturingtechnology．Keywords：millimeteractivephasedarray；IkFfront——end；integrationtechnology0引言有源相控阵射频前端是毫米波雷达、导

5、引头等装备的关键部件，包括相控阵天线阵面、TR组件、控制电路以及散热系统等。在有源相控阵射频前端设计制造过程中面临着诸多实际问题，例如，如何实现在设备功率成倍增长的同时减小设备的体积：如何解决电子器件高密度集成设计以及产生的热量通过何种方式散失等。有源相控阵射频前端的功能实现不仅取决于射频前端的设计要素。而且在更大的程度上取决于这些设计要素的工艺集成方式。有源相控阵射频前端制造工艺复杂，具有极强的集成制造特点，更高效的集成制造技术开发和新型材料的合理应用是实现一体化有源相控阵射频前端的关键。1国外发展现状美国、德国、法国等发达国家在

6、有源相控阵射频前端集成制造技术上居于领先地位。美国德州仪器公司曾开发出了Ka频段4x4发射子阵，阵元间距为0．8倍发修稿日期：2013-10-03作者简介：谢义水(1969-)，男，研究员级高级工程师。主要从事电子装备工艺技术研究和工艺总体工作。射波长，结果显示其4位PIN二极管移相器插损4．5dB，阵元发射功率100roW，馈电网络的插损5dB[11。德国IMsT公司开发的基于L1陀C的Ka频段8x8瓦片式智能天线终端。共17层，其中11层集成了混频器、滤波器以及功放等．其余6层主要为液体冷却系统，封装结构合理，集成制造方式有效田

7、。法国Thales公司开发的8×8数字接收瓦片模块，包括电源、控制以及光学接口等组件，整个厚度100ram，重量尚不足8kg，达到了小型化集成制造技术上的领先水平131。在多功能芯片集成制造技术进展方面．欧洲于2005年曾提出将多个MMICs和数字控制电路集成于一体．并研制通用性良好的“内核模块”．集中完成传统TR组件的收发开关、幅相控制等功能【4】。另外，荷兰TNO物理与电子实验室此前开发出了一款X波段’m芯片．集成了衰减器、移相器、射频开关、功放等功能，采用的是0．2斗mpHEMT工艺，达到了较高的集成水平[51；诺格与雷声公司

8、先后开发出了各自的Ka波段多功能芯片，集成度较高，经济性较好[61。2006年，Raytheon公司研制成功一款拥有600个发射单元、35GHz、低成本的二维有源相控阵导引头样机．它采用单片集成TR组件，单个有源发射单元的成本只需要3