[发明专利]一种三维异构集成综合射频前端微系统

权利要求书

1.一种三维异构集成综合射频前端微系统，其特征在于：

采用多层硅转接板堆叠结构，包括电源管理芯片、超宽带混频器芯片、射频开关矩阵芯片、多个可调滤波器芯片以及多个功率可重构收发芯片；

其中，多个所述功率可重构收发芯片内嵌于一层或多层硅转接板；所述电源管理芯片内嵌于一层设有所述功率可重构收发芯片的硅转接板；所述超宽带混频器芯片和所述射频开关矩阵芯片均内嵌于同一层硅转接板；设有所述电源管理芯片的硅转接板与设有所述超宽带混频器芯片和射频开关矩阵芯片的硅转接板为不同层的硅转接板；各个可调滤波器芯片通过一体化加工设于两层硅转接板之间，形成夹层结构，所述夹层结构包括两层没有内嵌芯片的硅转接板以及设于该两层硅转接板之间的可调滤波器芯片，所述夹层结构设于所述超宽带混频器芯片和所述射频开关矩阵芯片所在层外侧，或设于所述超宽带混频器芯片和所述射频开关矩阵芯片所在层与所述电源管理芯片所在层之间；

所述功率可重构收发芯片集成发射通道和接收通道，其发射通道包含一路高功率放大器和一路线性功率放大器以实现功率切换，接收通道包含前置滤波器和低噪声放大器；每个所述功率可重构收发芯片均通过一个所述可调滤波器芯片连接所述射频开关矩阵芯片；所述射频开关矩阵芯片连接所述超宽带混频器芯片；所述电源管理芯片用于提供控制信号和电源供电。

2.根据权利要求1所述的三维异构集成综合射频前端微系统，其特征在于：

各层硅转接板均采用电阻率在1000 Ohm·cm以上的高阻硅为基板。

3.根据权利要求2所述的三维异构集成综合射频前端微系统，其特征在于：

硅转接板通过设于其表面的绝缘层和重布线层实现同层信号的水平互连，通过穿透基板的射频硅通孔实现异层信号的垂直互连。

4.根据权利要求1所述的三维异构集成综合射频前端微系统，其特征在于：

内嵌于同一层硅转接板的各所述功率可重构收发芯片采用水平错位排布，且其底部的基板设有接地散热硅通孔以实现接地和散热。

5.根据权利要求4所述的三维异构集成综合射频前端微系统，其特征在于：

各层硅转接板四周通过设置金属围坝实现气密。

6.根据权利要求1所述的三维异构集成综合射频前端微系统，其特征在于：

单层硅转接板的厚度为100-300μm，相邻两层硅转接板的基板之间间隔缝隙为10-20μm。

7.根据权利要求1所述的三维异构集成综合射频前端微系统，其特征在于：

采用七层硅转接板堆叠结构，包括两个所述电源管理芯片、两个所述超宽带混频器芯片、两个所述射频开关矩阵芯片、四个所述可调滤波器芯片以及四个所述功率可重构收发芯片。

8.根据权利要求7所述的三维异构集成综合射频前端微系统，其特征在于：

四个所述功率可重构收发芯片内嵌于第一、二层硅转接板；两个所述电源管理芯片内嵌于第二层硅转接板；两个所述超宽带混频器芯片和两个所述射频开关矩阵芯片均内嵌于第五层硅转接板；四个所述可调滤波器芯片与第三、四、六、七层硅转接板一体化加工，两个所述可调滤波器芯片设于第三、四层硅转接板之间，两个可调滤波器芯片设于第六、七层硅转接板之间。

9.根据权利要求7所述的三维异构集成综合射频前端微系统，其特征在于：

四个所述功率可重构收发芯片的工作频率分别为300MHz-3GHz、2GHz-6GHz、5GHz-12GHz、10GHz-18GHz。