LCP基板在微波毫米波系统封装的应用

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第１０卷第ｌＯ期曾策，高能武，林玉敏：ＬＣＰ基板在微波／毫米波系统封装的应用

的厚度。极薄的ＬＣＰ基板有利于微波／毫米波系统的高密度互联和小型化。

ＬＣＰ同ＰＩ一样，也是一种挠性基板。这项性能的潜在应用是构造非平面天线，如拱形天线、可折叠天线等。

２．６可形成复杂的多层结构

用较低熔点（２８０℃）的ＬＣＰ薄膜作为粘接层，较高熔点（３１５℃）的ＬｃＰ基板作为“芯板”，采用成熟的ＰＣＢ工艺，可形成复杂的多层结构。如图３所示【１３】。

图３一种。二ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ”的ＬＣＰ多层电路结构

复杂的多层结构类似于Ｌ，ＴＣＣ基板，可以埋入电阻、电容、电感等无源器件。ＬＣＰ多层压合工艺温度远较ＬＴｃｃ低，因此可以在基板内部直接埋置ＭＭＩＣ等有源器件。ＬＣＰ单层基板厚度最薄可低至２５¨ｍ，仅为一般Ｕ℃Ｃ的１／４，因此多层ＬＣＰ基板可实现更高的集成度密度。

此外，ＬＣＰ基板也可与其他有机基板材料（如ＰＴＦＥ、ＦＲ４等）进行混合层压，以满足特定的需求。２．７其他

作为电路基板材料，ＬＣＰ在耐化学／环境、耐辐射，气体释放、阻燃特性、介电强度，重量等方面均有很好的表现，并且适合于空间应用。此外，作为聚合物材料，ＬｃＰ也有一些缺点，比如导热率低，并非完全气密，成本相对于ＰＩ等材料较高等。总之，ＬＣＰ作为一种新型基板材料，其综合性能优异，在微波／毫米波系统应用中有着非常强的吸引力。

３ＬｃＰ基板在微波／毫米波系统中的应用

近年来，基于ＬＣＰ基板的微波／毫米波电路应用研究发展迅速，最重要的研究方向是系统级封装ＳｏＰ（ＳｙｓｔｅｍｏｎＰａｃｌ【ａｇｉｎｇ）技术的应用。ＳＯＰ的重要技术特征之一是采用功能化的基板，在基板中埋入无源和有源器件，实现系统化的集成。ＳｏＰ的概念示意图如图４所示。

３．１微波／毫米波传输和信号过渡

常规的微带线、带状线、共面波导测试结果与仿真结果非常接近：在１００¨ｍ厚的ＬＣＰ基板上，微带线插损仅Ｏ．１ｌｄＢ／ｍｍ＠４０ＧＨｚ，与哪Ｅ基板几乎一致。

图４ｓＯＰ概念示意图（Ｂｒｙ锄ｃｈｒｉｓｔｉｅ设计）１１哪

ＳＯＰ中过孔（Ｖｉａ）用于微波／毫米波信号的层间垂直互联。得益于ＬＣＰ材料的低介电常数，过孔带来的不连续性可以通过控制尺寸得到优化Ｉ

３．２电阻．电容和电感器件的埋置

电阻材料一般为ＮｉＰ、Ｎｉｃｒ或ＮｉｃｒＡｌＳｉ，方阻值２０￣２００可选。采用溅射或者蒸发工艺，直接在ＬＣＰ基材上制作；也可以选用附电阻膜铜箔（如商品化的的Ｔｃ妒或ｏｈｍｅｇａ－Ｐｌ旷），采用热压工艺与ＬｃＰ基材结合，然后通过蚀刻减成工艺形成电阻。不通过激光调阻，可达到±２０％的阻值精度。

极薄的ＬＣＰ基材本身就可以作为高Ｑ值的电容使用。对高容值的电容需求，应选用填充陶瓷粉末的高介电常数薄膜（如３Ｍ公司的Ｃ—Ｐｌｙ）混合层压，实现＞ｌｎＦ／ｃｍ２的电容密度。

ＭｅｋｉｔａＦ．Ｄａｖｉｓ等人【１５】研究了在ＬＣＰ基板上集成的电感性能，发现采用分布在两层的多圈电感，可以很容易获得Ｑ＞１６５的３．４ｎＨ的电感，而面积仅为Ｏ．６ｍｍ×０．６ｍｍ。

３．３集成微波／毫米波无源器件

基片集成平面波导（ｓｌｗＧ）基于经典的矩形波导理论，是一类重要的微波／毫米波元件。它品质因素高，易于和基板集成，是ＳＯＰ中常用到的单元电路，如图５所示。

图５一种ＬＣＰ基板制造的毫米波ＳＩＷＧ滤波器

利用ＬＣＰ基板的多层结构优势，可类似于ＬＴＣＣ基板，集成多种形式的滤波器、功分器、耦合器、巴伦等。实现微波／毫米波无源器件在基板内的高度集成，是ＳＯＰ技术有别干ＭｃＭ和ＳＩＰ的关键特性。３．４有源器件的埋入和封装

ＬＣＰ材料本身具有很高的气密性，属于。几乎气

．７．万方数据

第ｌＯ卷第１０期电子与封装

密”的材料。采用图６所示的封装结构ｆ川，在水中浸泡４８ｈ后，测试微波性能，与埋置前相比几乎相等。

图６埋置ＭＭＩＣ封装结构示意

而Ｌｉｎ舔Ｊａｕｎｉｓｌ【ｉｓ等人对图７的封装作了更进一步的理论分析和涣４试…Ｊ，表明该封装结构可以通过ＭｉＩ．ｓ吐８８３一１０１４的气密性测试，达到了《×ｌ仃８Ｈｅｃ酏ａ舡ｎ的要求。水汽含量则通过了Ｍｉｌ面ｄ一８８３一１０１８的测试，远远小于５０００×ｌｃｒ６＠１０００ｈ，８５℃／８５％Ｉｍ要求。

图７一种ＬＣＰ基板气密性测试封装

虽然ＬＣＰ的水汽透过率较低，但也应认识到它并不是一种完全气密的材料。因此应尽量保留表面的金属铜箔，减少ＬＣＰ介质的水汽通路，才有可能获得可靠的气密封装。

４展望

ＬＣＰ作为一种新型微波／毫米波有机基板材料，有传统ＰＴＦＥ基板所不具备的诸多特性。此外，ＬＣＰ基板材料不仅能满足高性能微波／毫米波系统要求，兼具低成本的优势，因此在军用、民用领域都将得到广泛的关注和应用。

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Ｍｕｍｌａｙ盯Ｏ卜羽ｎｉｃｓｕｂｓ昀储明．ｍＥＥＴｒ档．Ａ札Ｐａｃｋ２００７，３０（３）．【ｌ１】ＬｉｎａｓＪ姗ｉｓｋｉｓ，ＢｒｉａｎＦａｒｒｅｌｌ，Ａｎｄｒ它ｗＨａｎｒｅｙ．ＬＣＰＰＣＢ－ｂａｓｅｄＰａｃｋａｇｉＩｌｇ矗竹Ｈｉｇｈ－Ｐｅｍ脚孤ｃｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｄ．Ｖ觚ｃｅｄＰａｃｋａｇ：ｉＩｌｇ，２００６（１０）：４０４２．

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作者简介：

曾策（１９７８．），男，四川成都人，

工程师，现在中国电子科技集团公司

第２９研究所从事微波电路基板和微组

装工艺技术的研究和开发工作。万方数据