一种基于多芯片技术的可变增益微波放大器的开发与实现

摘要

宽带 T/R组件是固态有源相控阵电子战装备的关键模块,也是国内外装备研究中的前沿与热点技术。本文开发的可变增益微波放大器应用于宽带 T/R组件的接收通道,其性能决定了T/R组件的接收灵敏度和接收动态范围,是T/R组件的关键部件之一。
　　本文面向具有实用意义的 T/R组件需求,提出了可变增益放大器的开发与实现中需同时突破三项关键技术难题:1)12×12×2mm3的尺寸内实现放大、6Bit衰减控制等功能;2)批产中的相位和幅度一致性;3)高效率的批量制造。本文围绕以上关键技术的解决,系统性的开展了如下的研究:
　　1)采用多芯片模块技术(MCM)作为系统设计的基本方案,选用微波单片集成电路(MMIC)裸芯片作为核心功能元件以及高精度的薄膜陶瓷电路基板,实现了产品的高密度集成设计,满足苛刻的尺寸要求。在采用EDA软件对电路的增益、驻波、噪声性能仿真分析的基础上,完成了放大器的物理拓扑结构设计。在装配方案设计中,为保证产品的实现,分解了芯片粘接和丝焊工艺须达到的工艺指标。
　　2)为实现产品批量生产中对相位幅度一致性、质量水平和生产效率的要求,开发了适应于该产品的自动装配和自动测试技术。深入剖析了自动芯片粘接和自动丝焊两项关键技术在微波 MCM产品中应用的特殊性,通过实验确定了完整的工艺条件和控制方法,解决了密集MMIC芯片的自动装配难题。此外,采用基于GPIB总线技术开发了自动测试系统,实现了高效率的指标测试。
　　3)最后通过初步的试生产验证,结果表明本文开发的可变增益微波放大器完全满足 T/R组件需求的各项性能指标,开发的自动装配和测试系统具有较高的批量生产的一致性、质量水平和生产效率。
　　本文的研究解决了本单位在 MCM技术在微波集成产品工程化应用的难题,形成了电路、结构、工艺、测试一体化设计的模式,为新一代高密度集成的微波组件开发和实现平台打下了坚实的基础。

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第一章 绪 论

1.1应用背景

1.2 MCM技术现状与发展

1.3本文主要工作

1.4本论文的结构安排

第二章 基于MCM技术的集成方案设计

2.1放大器的系统设计方案

2.2器件选择

2.3主要性能指标仿真及分析

2.4 MCM物理拓扑结构设计

2.5集成装配方案

2.6可测试性设计

2.7本章小结

第三章 自动装配测试技术开发

3.1自动芯片粘接技术开发

3.2自动丝焊技术开发

3.3自动测试系统的开发

3.4本章小结

第四章 试生产测试与分析

4.1产品性能测试与分析

4.2可靠性验证与分析

4.3自动装配与自动测试系统性能

4.4本章小结

第五章 结 论

5.1本文的主要贡献

5.2下一步工作的展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果