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毫米波CQFN外殼地孔設(shè)計(jì)與優(yōu)化

2023年電子技術(shù)應(yīng)用第2期

周昊，顏匯锃，施夢(mèng)僑，程凱

中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所，江蘇南京 210016

摘要： 基于高溫共燒陶瓷（HTCC）工藝，介紹了一款封裝尺寸為7 mm×7 mm×1.2 mm 的四側(cè)無引線扁平陶瓷（CQFN）型外殼，以滿足毫米波微波器件封裝的小型化需求。就如何解決陶瓷外殼高頻信號(hào)傳輸時(shí)電磁泄漏問題，利用仿真軟件分別從信號(hào)傳輸?shù)牟煌较驅(qū)ζ帘蔚乜鬃髁嗽O(shè)計(jì)與優(yōu)化。通過仿真對(duì)比，對(duì)不同區(qū)域的地孔與電磁信號(hào)的屏蔽關(guān)系進(jìn)行了論述和總結(jié)。結(jié)果顯示，外殼傳輸端口可覆蓋0.1 GHz～40 GHz的寬頻率范圍，其插入損耗≤0.65 dB，電壓駐波比≤1.50。

關(guān)鍵詞： 四側(cè)無引線扁平陶瓷 40GHz HTCC

中圖分類號(hào)：TN454
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223009
中文引用格式： 周昊，顏匯锃，施夢(mèng)僑，等. 毫米波CQFN外殼地孔設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J]. 電子技術(shù)應(yīng)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

在器件技術(shù)的推動(dòng)下，單片微波集成電路（MMIC）向著毫米波和多功能應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展^[1-2]。封裝外殼作為連接芯片與外部電路的唯一橋梁，其不僅承擔(dān)了機(jī)械支撐的外部保護(hù)作用，還是信號(hào)傳輸?shù)闹匾ǖ馈＿m用于微波電路封裝的陶瓷外殼逐漸向高頻率、高功率、高集成和高可靠的方向發(fā)展。利用高溫共燒技術(shù)制備的四側(cè)無引線扁平陶瓷（Ceramic Quard Flat No-lead，CQFN）外殼具備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、耐惡劣環(huán)境以及在測(cè)試、安裝過程中不存在引腳受外界應(yīng)力而產(chǎn)生形變等優(yōu)點(diǎn)，可以保證集成電路封裝的可靠性，以滿足長期儲(chǔ)存、高可靠等要求比較高的環(huán)境中使用。與SOIC、TSOP、QFP和TQFP等封裝形式相比，CQFN型外殼在封裝面積、封裝高度、封裝重量和寄生效應(yīng)等方面均有優(yōu)異特性^[3-4]。因此，CQFN外殼逐漸成為MMIC的主要封裝形式。

與一般集成電路封裝需求相比，適用于微波電路的CQFN型外殼在設(shè)計(jì)和加工制造方面難度更大。在微波設(shè)計(jì)方面，中國電科55所陸續(xù)報(bào)道了多款覆蓋C波段、X波段和Ku波段的陶瓷外殼^[5-8]。在制造工藝方面，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵工藝技術(shù)的突破，重點(diǎn)解決了小節(jié)距陶瓷外殼產(chǎn)品的沖孔、注漿、細(xì)線條金屬化印刷問題，CQFN型外殼的節(jié)距可覆蓋至0.50 mm ^[9-10]。

由于CQFN型外殼的封裝尺寸小，增加了高頻微波傳輸設(shè)計(jì)的難度。本文介紹了一款基于HTCC技術(shù)的CQFN型外殼，重點(diǎn)對(duì)陶瓷外殼微波傳輸通道的屏蔽地孔進(jìn)行了設(shè)計(jì)與優(yōu)化，其使用頻率覆蓋至40 GHz，可為同類型產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供借鑒意義。

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作者信息：

周昊，顏匯锃，施夢(mèng)僑，程凱

（中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所，江蘇南京 210016）

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