[发明专利]集成天线阵列封装结构和方法

说明书

一种装置包括天线阵列封装盖，该天线阵列封装盖包括辐射表面、与辐射表面相对设置的配合表面、以及天线阵列子方向图阵列，其中每个天线阵列子方向图包括至少一个天线元件。天线阵列封装还包括与天线阵列封装盖的配合表面配合的子方向图接口封装阵列。子方向图接口封装阵列中的每个子方向图接口封装包括封装载体、电耦合和机械耦合到封装载体的子方向图集成电路、以及与天线阵列子方向图的天线元件的一组接口线，天线阵列子方向图对应于子方向图接口封装。本文还公开了用于将上述装置安装到主机电路中的方法。

背景技术

本发明总体上涉及无线设备封装结构，并且具体地，涉及用于封装具有例如毫米波RF集成电路等半导体芯片的天线阵列结构以形成紧凑集成无线通信系统的技术。

当构造具有集成天线阵列的无线通信封装结构时，重要的是实现提供适当的天线特性(例如，高效率、宽带宽、良好的辐射特性等)和阵列可配置性(例如，行和列中的天线元件)同时提供低成本和可靠的封装解决方案的封装设计。

封装无线通信系统的典型方法包括创建单个封装或模块化封装。使用单个封装需要为可能需要的每个可能的天线配置创建完整的定制封装。这种方法增加了前期设计成本、制造返工成本和库存成本。模块化封装降低了上述成本，但是降低了大天线阵列的天线元件相对于彼此的均匀性和/或放置精度，并且由此降低了天线性能。

发明内容

在本发明的一个实施例中，一种装置包括天线阵列封装盖，其包括辐射表面、与辐射表面相对设置的配合表面、以及天线阵列子方向图阵列，其中每个天线阵列子方向图包括至少一个天线元件。天线阵列封装还包括与天线阵列封装盖的配合表面配合的子方向图接口封装阵列。每个子方向图接口封装可以包括封装载体；子方向图集成电路，其电耦合并且机械耦合到封装载体；以及一组接口线，其对应于天线阵列子方向图的天线元件，天线阵列子方向图对应于子方向图接口封装。

每个子方向图接口封装可以被设置在天线阵列子方向图阵列的对应天线阵列子方向图下方。子方向图集成电路可以倒装芯片接合到封装载体，并且包括封装载体的天线阵列封装可以安装在主机电路上。例如，天线阵列封装可以通过球栅格阵列(BGA)或平面栅格阵列(LGA)插座安装在主机电路上。主机电路可以包括一个或多个散热器，一个或多个散热器通过多个热导管热连接到子方向图集成电路。

本文还公开了用于将上述装置安装到主机电路中的方法。在本发明的一个实施例中，第一方法包括提供天线阵列封装盖，提供子方向图接口封装，将多个子方向图接口封装配合到天线阵列封装盖的配合表面以产生天线阵列封装，以及将天线阵列封装安装到主机电路上。在本发明的一个实施例中，第二种方法包括提供天线阵列封装盖，提供子方向图接口封装，以及将多个子方向图接口封装安装到主机电路上。第二种方法还包括在将多个子方向图接口封装安装到主机电路之后，将多个子方向图接口封装配合到天线阵列封装盖的配合表面。

上述装置和方法能够提供具有降低的前期设计成本、制造返工成本和库存成本的无线通信系统，而不降低那些系统所使用的天线元件的均匀性和放置精度。

附图说明

为了容易理解本发明的实施例的优点，将通过参考在附图中示出的具体实施例来呈现以上简要描述的实施例的更具体的描述。应理解，这些附图仅描述了本发明的一些实施例，因此不应被认为是对范围的限制，将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释本发明的实施例，其中：

图1A、1B和1C是根据本发明的实施例的天线阵列封装的截面视图图示；

图2A、2B和2C是根据本发明的实施例的天线阵列封装盖的平面视图图示；

图3A、3B和3C是根据本发明的实施例的具有间隔器框架的天线阵列封装的截面视图图示；以及

图4A和4B是根据本发明的实施例的天线系统制造方法的示例的流程图。

具体实施方式