實現(xiàn)寬帶高效、小尺寸低成本的內(nèi)匹配器件制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波器件的制作方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實現(xiàn)寬帶高效、小尺寸低成本的內(nèi)匹配器件制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前、個人移動通訊設(shè)備已經(jīng)成為人們相互溝通、了解世界的主要工具之一，和我們的生活、工作以及娛樂慢慢的融合在一起。人們對獲取信息的內(nèi)容、處理信息的速度的需求日益增強(qiáng)，主要體現(xiàn)在對移動設(shè)備的功能和信息處理速度要求的越來越高，使得移動終端制造廠商競爭愈演愈烈。推動相關(guān)通信系統(tǒng)不斷升級換代，關(guān)鍵通信芯片的通信指標(biāo)、能耗指標(biāo)等不斷改進(jìn)，諸如無線LAN、WIF1、WIMAX和個人移動設(shè)備等，其整體性能不斷得到提升和加強(qiáng)，外形尺寸不斷減小。目前3G個人移動設(shè)備已經(jīng)廣泛使用，4G通信設(shè)備已經(jīng)推出，5G通信正在研發(fā)，因此對核心器件、電路的性能要求也越來越高，越來越迫切。
[0003]發(fā)射通道和接收通道是通信系統(tǒng)中最為關(guān)鍵、必不可少的功能單元，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的相互傳遞，其核心的功率器件的技術(shù)指標(biāo)基本上制約著通道的主要技術(shù)指標(biāo)。目前在通信系統(tǒng)中只是對器件的功率、效率和線性度提出了較高的要求，忽略了器件的封裝尺寸、成本等具有經(jīng)濟(jì)效益的指標(biāo)。
[0004]國內(nèi)外可用于通信領(lǐng)域的器件較多，按照輸入、輸出端口阻抗的阻抗值可分為50 Ω器件和非50Ω兩類，代表著兩種不同的使用方式。端口值為50Ω的器件是指輸入、輸出阻抗都是50Ω器件，這類器件通過采用高介電常數(shù)的板材及鍵合金絲把有源芯片的阻抗匹配到50Ω，用戶使用時非常方便，但是可使用的頻率范圍窄，帶寬在幾十MHz范圍之內(nèi)，價格比較昂貴。非50Ω器件的端口值沒有確定值，使用時需要參照供貨商提供的S參數(shù)，用戶自己設(shè)計匹配電路，把輸入、輸出匹配50 Ω。這類器件的生產(chǎn)成本低，將技術(shù)難度轉(zhuǎn)到了用戶方，通常會占用很大的腔體空間，使用起來非常不方便。
[0005]通信設(shè)備使用窄帶器件多、寬帶器件少的主要原因有以下幾點:通信設(shè)備使用的器件工作的頻率較低，集中在L、S波段，實現(xiàn)寬帶的技術(shù)難度較大；實現(xiàn)寬帶需要多節(jié)匹配電路或者多種容值的片式電容，制作成的器件往往體積非常龐大，占用系統(tǒng)空間大，批次性生產(chǎn)一致性差；設(shè)備的功能簡單，不需要較大的數(shù)據(jù)處理能力等因素限制了寬帶器件的研發(fā)、應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種實現(xiàn)寬帶高效、小尺寸低成本的內(nèi)匹配器件制作方法，通過所述工藝制造的內(nèi)匹配器件具有頻段寬、效率高、易使用、尺寸小的優(yōu)點。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種實現(xiàn)寬帶高效、小尺寸低成本的內(nèi)匹配器件制作方法，其特征在于所述方法包括以下步驟:
I)柵匹配電路和漏匹配電路制作:將設(shè)計好的柵匹配電路圖形和漏匹配電路圖形按照瓷片工藝流程分別生長在陶瓷基片上，對陶瓷基片進(jìn)行激光打孔并電鍍接地，形成柵匹配電路和漏匹配電路；
2)匹配電容制作:匹配電容基于GaAs工藝平臺，制作在GaAs襯底基片上，首先在GaAs襯底基片上制作電容下電極，接著生長一層AlN層作為介質(zhì)，再在介質(zhì)層上制作電容的上電極，下電極通過過孔接地，上電極通過鍵合與微帶線連接；
3)有源芯片制作:有源芯片制作基于GaN工藝平臺，采用0.25 μ m工藝制作有源芯片的GaN HEMT器件及穩(wěn)定電路；
4)裝配過程:首先將柵匹配電路、漏匹配電路以及有源芯片采用金錫焊料燒結(jié)在金屬襯底上，接著將匹配電容和10pF電容采用導(dǎo)電膠粘接在柵匹配電路和漏匹配電路上，最后用直徑25um的鍵合線把各個部件鍵合連接在一起。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案在于:所述陶瓷基片為Al2O3陶瓷基片。
[0009]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述方法采用瓷片工藝，麗IC工藝，裝配工藝等工序?qū)崿F(xiàn)具有頻段寬、效率高、易使用、尺寸小的優(yōu)點的器件制作。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明中柵匹配電路的示意圖；
圖2是本發(fā)明中漏匹配電路的示意圖；
圖3是本發(fā)明中匹配電容的示意圖；
圖4是本發(fā)明10pF電容的示意圖；
圖5是本發(fā)明中有源器件的示意圖；
圖6是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0012]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0013]該方法主要包括以下步驟:
I)設(shè)計
原理圖設(shè)計的目的是為了器件具有較好的效率指標(biāo)，輸入、輸出阻抗匹配到50 Ω ;在較寬的頻帶滿足使用需求，通過合理有效的布局減小器件尺寸。寬帶器件對于穩(wěn)定性的要求較高，為了提高器件的穩(wěn)定性以及減小器件體積，將提高穩(wěn)定性的電路和有源器件做在了一起。
[0014]2)元器件制作
為了減小器件的尺寸，必須減小器件里每個元部件的尺寸。影響器件尺寸的元部件主要有:柵匹配電路、漏匹配電路、匹配電容、有源芯片、鍵合金絲。借助目前最新的生產(chǎn)工藝平臺，結(jié)合設(shè)計制作了尺寸非常小的匹配元器件，和匹配電路。
[0015]3)元器件裝配
將制作完成的匹配元器件及匹配電路采用燒結(jié)、粘接、鍵合等工藝，固定在載體片上或金屬陶瓷封裝的管殼里。
[0016]具體的，本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)寬帶高效、小尺寸低成本的內(nèi)匹配器件制作方法，所述方法包括以下步驟:
1)柵匹配電路和漏匹配電路制作:將設(shè)計好的柵匹配電路(如圖1所示)和漏匹配電路(如圖2所示)圖形按照瓷片工藝流程生長在陶瓷基片上，對陶瓷基片進(jìn)行激光打孔并電鍍接地，形成柵匹配電路和漏匹配電路，優(yōu)選的，所述陶瓷基片為Al2O3陶瓷基片；
2)匹配電容制作:匹配電容基于GaAs工藝平臺，制作在GaAs襯底基片上，首先在GaAs襯底基片上制作電容下電極，接著生長一層AlN層作為介質(zhì)，再在介質(zhì)層上制作電容的上電極，下電極通過過孔接地，上電極通過鍵合與微帶線連接，如圖3所示；
3)有源芯片制作:有源芯片制作基于GaN工藝平臺，采用0.25 μ m工藝制作有源芯片的GaN HEMT器件及穩(wěn)定電路，如圖5所示；
4)裝配過程:首先將柵匹配電路、漏匹配電路以及有源芯片采用金錫焊料燒結(jié)在金屬襯底上，接著將匹配電容和10pF電容(如圖4所示)采用導(dǎo)電膠粘接在柵匹配電路和漏匹配電路上，最后用直徑25um的鍵合線把各個部件鍵合連接在一起，如圖6所示。
[0017]所述方法采用瓷片工藝，MMIC工藝，裝配工藝等工序?qū)崿F(xiàn)具有頻段寬、效率高、易使用、尺寸小的優(yōu)點的器件制作。
【主權(quán)項】
1.一種實現(xiàn)寬帶高效、小尺寸低成本的內(nèi)匹配器件制作方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: 1)柵匹配電路和漏匹配電路制作:將設(shè)計好的柵匹配電路圖形和漏匹配電路圖形按照瓷片工藝流程分別生長在陶瓷基片上，對陶瓷基片進(jìn)行激光打孔并電鍍接地，形成柵匹配電路和漏匹配電路； 2)匹配電容制作:匹配電容基于GaAs工藝平臺，制作在GaAs襯底基片上，首先在GaAs襯底基片上制作電容下電極，接著生長一層AlN層作為介質(zhì)，再在介質(zhì)層上制作電容的上電極，下電極通過過孔接地，上電極通過鍵合與微帶線連接； 3)有源芯片制作:有源芯片制作基于GaN工藝平臺，采用0.25 μ m工藝制作有源芯片的GaN HEMT器件及穩(wěn)定電路； 4)裝配過程:首先將柵匹配電路、漏匹配電路以及有源芯片采用金錫焊料燒結(jié)在金屬襯底上，接著將匹配電容和10pF電容采用導(dǎo)電膠粘接在柵匹配電路和漏匹配電路上，最后用直徑25um的鍵合線把各個部件鍵合連接在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)寬帶高效、小尺寸低成本的內(nèi)匹配器件制作方法，其特征在于:所述陶瓷基片為Al2O3陶瓷基片。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)寬帶高效、小尺寸低成本的內(nèi)匹配器件制作方法，涉及微波器件的制作方法技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括以下步驟：1）柵匹配電路和漏匹配電路制作；2）匹配電容制作；3）有源芯片制作；4）裝配過程：首先將柵匹配電路、漏匹配電路以及有源芯片采用金錫焊料燒結(jié)在金屬襯底上，接著將匹配電容和100pF電容采用導(dǎo)電膠粘接在柵匹配電路和漏匹配電路上，最后用直徑25um的鍵合線把各個部件鍵合連接在一起。通過所述工藝制造的內(nèi)匹配器件具有頻段寬、效率高、易使用、尺寸小的優(yōu)點。
【IPC分類】H01L21/50
【公開號】CN104900539
【申請?zhí)枴緾N201510314815
【發(fā)明人】康建磊, 方家興, 默立冬
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月10日