一种20GHz四通道差分传输CQFN外壳

基于高温共烧陶瓷(HTCC)技术,设计了一款适用于四通道差分信号并行传输的高密度陶瓷四边无引线扁平(CQFN)外壳。差分传输的垂直结构采用侧面城堡结构和金属化过孔相结合的设计,该结构可以在保证差分信号传输质量的同时,兼顾外壳的板级安装可靠性,同时在该结构基础上对金属化过孔直径以及多通道并行结构进行仿真和优化。测试结果表明,在DC~20 GHz频段,该CQFN外壳的单通道差分传输结构的回波损耗≤-10.00 dB,插入损耗优于-1.50 dB,验证了该外壳可以有效地保证信号的完整性。利用实测数据进行信号传输验证,结果表明四通道差分传输结构可支持20 GHz信号传输。

50GHz金锡封口CQFN外壳的研究及应用

随着芯片工作频率的升高,高频封装的需求日益增加。为满足高频单片微波集成电路(MMIC)封装需求,研究并设计了50GHz金锡封口陶瓷四边扁平无引线(CQFN)外壳。金锡封口的优点在于气密性,但频率更高时,封口环引入的焊盘阻抗失配、腔体谐振问题也更加明显。通过优化高频信号焊盘外围匹配结构,使其兼顾屏蔽特性、阻抗匹配及可靠性。同时优化盖板结构,消除了带内腔体谐振。为了评估外壳性能,设计了“印制电路板(PCB)+CQFN外壳+50Ω微带线”一体化结构,该结构在DC~53GHz频带内的实测结果为:回波损耗S_(11)<-13.4dB,插入损耗S_(21)>-1.5dB。完成芯片封装并实测,芯片封装前后带内外性能基本一致。

一种20GHz0.65mm节距CQFP外壳

提出了一种应用频率达20 GHz的0.65 mm节距陶瓷四边引线扁平封装(CQFP)外壳,对高频信号的传输采用共面波导-垂直过孔-共面波导-引线的结构。对成型引线附近的阻抗不连续性进行了分析,通过信号传输引线的非等宽设计,改善了引线部位的阻抗突变,提高了信号的传输带宽。通过板级联合仿真和布线优化,将外壳应用频率提升至20 GHz。利用GSG探针对外壳样品进行测试,实测结果表明,该结构在DC~20 GHz插入损耗优于-1 dB,回波损耗不大于-15 dB。该CQFP外壳通过了机械和环境可靠性试验,可应用于高频高可靠封装领域。

小节距CQFN外壳设计与加工工艺研究

基于高温共烧陶瓷(HTCC)技术,研制出0.4 mm节距的陶瓷四边无引线扁平外壳(CQFN)。采用有限元分析软件对外壳的结构可靠性进行仿真优化,优化结果表明外壳受到的应力小于陶瓷的抗弯强度;利用电磁仿真软件对外壳的高频传输性能进行仿真优化,通过优化侧面空心金属化过孔结构、空心过孔与接地共面波导的过渡结构等,实现整体传输路径50Ω阻抗匹配。利用矢量网络分析仪和探针台对制作的外壳进行了高频传输性能的测试,测试结果表明,在DC~26 GHz频段内,外壳射频端回波损耗小于15 dB,插入损耗小于0.5 dB。设计的外壳结构和射频端口传输模型可以有效地应用到其他高频CQFN封装外壳设计中。

表贴式MMIC高密度封装外壳微波特性设计

基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺,研制了一款32根引脚方形扁平无引线封装(CQFN)型微波外壳,外形尺寸仅为5mm×5mm×1.4mm。该外壳采用侧面挂孔的方式实现微波信号从基板底部到外壳内部带状线和键合区微带线的传输,底部增加了密集阵列接地过孔以消除高密度引脚间的耦合。对制作的外壳进行了微波性能测试,在C波段内的插入损耗小于0.5dB,驻波比小于1.3,隔离度大于30dB。该小型化表贴陶瓷外壳适用于C波段的微波单片集成电路(MMIC)的高品质气密封装,且便于批量化生产。

小尺寸CQFP结构的热疲劳寿命仿真分析

采用有限元分析软件,以小尺寸陶瓷四边引线扁平封装(CQFP)结构为研究对象,对其在温度循环试验中应力应变分布进行了仿真分析。分析了引线成型角度和成型次数两种参数对焊点的影响,进而对CQFP结构在温度循环载荷作用下的疲劳寿命进行了计算。结果表明,对引线进行二次成型或者减小引线成型角度可以提高焊点的热疲劳寿命。