[发明专利]超大功率、超低噪声射频接收前端模块及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种城堡式表面贴装TTL/CMOS电平驱动的超大功率、 超低噪声射频接收前端模块及其制备方法，属于移动通信技术领域。

技术背景

第三代移动通信和新一代宽带移动通信的TD-SCDMA和WIMAX系统 均采用TDD模式，所以在基站系统中，功放PA到天线ANT和低噪放LNA 到天线间需要一个大功率开关SW来控制收发切换。其应用模式图9所示：

目前的TD-SCDMA和WIMAX系统基站中，收发切换开关SW和低噪 声放大器LNA是两个分离模块，这种应用方式在基站的批量生产中出现以 下问题：

第一、开关模块和低噪声模块作为两个独立器件都满足各自的电性能要 求，但表贴在功放电路板上连接后，由于个体差异，两个模块间有部分存在 阻抗不匹配的现象，导致端口驻波比增大、插入损耗增大、噪声系数降低等 不良后果，降低攻放模块的电性能指标，进而影响整机的系统性能指标，甚 至导致整机系统NG，这样将降低整机系统的生产效率，增加生产成本；

第二、两个模块独立应用，占用空间大，不利于整机集成，也不利于整 机降低成本，减小能耗。而且两个模块单独供电、单独控制更增加了电路的 复杂性，增加了出错概率，不利于最终生产调试。

发明内容

本发明提出的是一种适用于3G的TD-SCDMA和WIMAX等TDD系统 基站整机用的城堡式表面贴装TTL/CMOS电平驱动的超大功率、超低噪声 射频接收前端模块及其制备方法，目的之一旨在满足TD-SCDMA及WIMAX 系统基站功放超大功率切换控制的长时间/极限条件下的大功率工作条件，在 射频功率大于35W的条件下，能安全可靠工作，并且保证整机的接收通道 具有良好的噪声系数和更高的接收灵敏度。目的之二旨在提高接收前端的集 成度，降低成本，优化性能。

本发明的技术解决方案：超大功率、超低噪声射频接收前端模块，其结 构是ANT-TX通道采用一个低串联电阻、低热阻的大功率PIN二极管作为开 关元件，ANT-RX通道采用两个小电容、低串联电阻的中功率PIN二极管作 为开关元件。这样制作的开关电路在ANT-TX与ANT-RX两个通道间形成 两个不对称通道，分别满足两个通道对功率、隔离度、插入损耗等要求。两 个通道间的切换控制由集成硅驱动芯片实现，在ANT-RX通道后级连接一个 砷化镓集成低噪放芯片，构成接收通道，满足接收通道的噪声系数及增益要 求。

超大功率、超低噪声射频接收前端模块的制备方法，其特征是该方法包 括如下工艺步骤：

一、在高导热的RO4350基板上用银奖粘接超高导热性能的AIN(氮化 铝)衬底、集成硅驱动芯片、ANT-RX通道的两个PIN二极管芯片以及集成 砷化镓低噪放芯片；

二、在AIN衬底上用银浆粘接ANT-TX通道的大功率PIN二极管芯片；

三、PIN二极管芯片与RO4350基板之间，硅芯片与RO4350之间，砷化 镓芯片与RO4350之间通过键合金丝连接。

该方法的工艺步骤还包括：

在RO4350基板上对应AIN衬底的部分打密集通孔矩阵，在通孔矩阵上 用银浆粘接AIN衬底，AIN衬底TX端与电路板之间连接通过金丝(25MIL) 键合连接，通过AIN衬底到密集通孔矩阵散热，可以提高电路板的散热能力， 减小热阻；

在AIN衬底上用银浆粘接ANT-TX通道的大功率PIN二极管芯片。大 功率PIN二极管芯片阳极与电路板之间连接通过金丝(25MIL)键合连接。 使用大功率PIN二极管芯片而不是封装好的二极管可以减少二极管的热阻， 利于散热。而且也避免了封装带来的附加性能影响。

在RO4350基板上用银浆粘接ANT-RX通道上的两个PIN二极管芯 片。PIN二极管芯片阳极与微带线之间连接通过金丝(25MIL)键合连接。

在RO4350基板上用银浆粘接集成硅驱动芯片。集成硅驱动芯片与电 路板对应位置之间连接通过金丝(25MIL)键合连接。

在RO4350基板上用银浆粘接集成砷化镓低噪放芯片。集成砷化镓低 噪放芯片与电路板对应位置之间连接通过金丝(25MIL)键合连接。

陶瓷帽用环氧树脂胶粘接在电路板之上。