《电子技术应用》
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毫米波CQFN外壳地孔设计与优化
2023年电子技术应用第2期
周昊,颜汇锃,施梦侨,程凯
中国电子科技集团公司第五十五研究所,江苏 南京 210016
摘要: 基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺,介绍了一款封装尺寸为7 mm×7 mm×1.2 mm 的四侧无引线扁平陶瓷 (CQFN)型外壳,以满足毫米波微波器件封装的小型化需求。就如何解决陶瓷外壳高频信号传输时电磁泄漏问题,利用仿真软件分别从信号传输的不同方向对屏蔽地孔作了设计与优化。通过仿真对比,对不同区域的地孔与电磁信号的屏蔽关系进行了论述和总结。结果显示,外壳传输端口可覆盖0.1 GHz~40 GHz的宽频率范围,其插入损耗≤0.65 dB,电压驻波比≤1.50。
中图分类号:TN454
文献标志码:A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223009
中文引用格式: 周昊,颜汇锃,施梦侨,等. 毫米波CQFN外壳地孔设计与优化[J]. 电子技术应用,2023,49(2):111-114.
英文引用格式: Zhou Hao,Yan Huizeng,Shi Mengqiao,et al. A design of the circle via in the millimeter CQFN package[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(2):111-114.
A design of the circle via in the millimeter CQFN package
Zhou Hao,Yan Huizeng,Shi Mengqiao,Cheng Kai
The 55 Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Nanjing 210016, China
Abstract: This paper discussed a CQFN shell in 7 mm×7 mm×1.2 mm which was based on HTCC technology for the miniaturization needs of millimeter wave microwave device packaging. In order to solve the problem of electromagnetic leakage during high frequency signal transmission of ceramic shell, the shielding ground hole is designed and optimized from different directions of signal transmission by using HFSS. Through simulation comparison, the shielding relationship between ground hole and electromagnetic signal in different areas is discussed and summarized. The results show that the RF pin could be used in the band from 0.1 GHz~40 GHz. The insertion loss of RF ports is less than 0.65 dB. The VSWR of the package is less than 1.50.
Key words : CQFN;40 GHz;HTCC

0 引言

    在器件技术的推动下,单片微波集成电路(MMIC)向着毫米波和多功能应用领域发展[1-2]。封装外壳作为连接芯片与外部电路的唯一桥梁,其不仅承担了机械支撑的外部保护作用,还是信号传输的重要通道。适用于微波电路封装的陶瓷外壳逐渐向高频率、高功率、高集成和高可靠的方向发展。利用高温共烧技术制备的四侧无引线扁平陶瓷(Ceramic Quard Flat No-lead,CQFN)外壳具备结构强度高、耐恶劣环境以及在测试、安装过程中不存在引脚受外界应力而产生形变等优点,可以保证集成电路封装的可靠性,以满足长期储存、高可靠等要求比较高的环境中使用。与SOIC、TSOP、QFP和TQFP等封装形式相比,CQFN型外壳在封装面积、封装高度、封装重量和寄生效应等方面均有优异特性[3-4]。因此,CQFN外壳逐渐成为MMIC的主要封装形式。

    与一般集成电路封装需求相比,适用于微波电路的CQFN型外壳在设计和加工制造方面难度更大。在微波设计方面,中国电科55所陆续报道了多款覆盖C波段、X波段和Ku波段的陶瓷外壳[5-8]。在制造工艺方面,通过结构设计和关键工艺技术的突破,重点解决了小节距陶瓷外壳产品的冲孔、注浆、细线条金属化印刷问题,CQFN型外壳的节距可覆盖至0.50 mm [9-10]

    由于CQFN型外壳的封装尺寸小,增加了高频微波传输设计的难度。本文介绍了一款基于HTCC技术的CQFN型外壳,重点对陶瓷外壳微波传输通道的屏蔽地孔进行了设计与优化,其使用频率覆盖至40 GHz,可为同类型产品设计提供借鉴意义。




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作者信息:

周昊,颜汇锃,施梦侨,程凯

(中国电子科技集团公司第五十五研究所,江苏 南京 210016)




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