满足60GHz及更高频率应用需求的MMIC

基于硅锗(SiGe)BiCMOS工艺)以及带片上功放的宽带宽砷化镓(GaAs)和氮化镓(GaN)放大器整合起来以在60、70甚至94 GHz频段实现大功率输出的产品出现。

吸收器方案

应对这些问题的另一种方法是采用辐射吸收材料(RAM)来封装芯片。RAM对微波能量反射少，而微波能量对其穿透能力低。对芯片空腔的内部以及空腔内RAM的焊固区位进行涂覆是常用作法。

然而，其中一些材料必须做得很厚才能有效地匹配毫米波频的辐射能量阻抗。因此，要形成恰好可放置在合适位置并被固焊在只有几毫米大小空腔内的RAM块就并非易事。很多时候，它需要训练有素工程师的人为干预。这反过来又提升了成本、降低了产量。

其它薄些的材料往往依赖波长效应来吸收辐射。这就使它们与生俱来地具有窄带特征且可能无法抑制某个特定频率的谐波以及空腔的高阶共振模式。此外，许多可吸收微波频率的材料在60、70和100GHz时的吸收效率会变得相当低。当挨近MMIC芯片使用可吸收毫米波能量的材料来抑制有害影响时要非常小心才可能避免恶化期望的电路性能以至造成电路无法工作。

半导体封装

对诸如60GHz极短距离无线个人局域网或77/79 GHz汽车雷达等一两个毫米波应用来说，其工作带宽相对窄或输出功率低。在这些场合，可采用低成本、用塑料封装MMIC芯片的传统半导体封装，但它以性能为代价。这种封装在高频时的巨大损耗清楚表明，它实在不适用于大多数微波应用，更不用说用在毫米波部件和系统中了。

其它方案包括用于半导体的陶瓷封装，如低温共烧陶瓷(LTCC)或氧化铝。这些方案常用于军事或航空组件，它们一般能提供良好的可靠性及抵御环境侵袭的能力，但对商业用途来说仍很昂贵。其中一些方法涉及机加工或蚀刻处理以及随后的硅基板涂覆，这些处理的成本很高。所有这些技术仍需要导电的涂层或表面甚至RAM来吸收任何不需要的微波能量。

MMIC Solutions使用简单的低成本技术在多层电路板内为MMIC芯片形成一个空腔，它无需金属加工且用一个低成本封盖来保护MMIC器件(图2)。很容易制造的封盖可以自动组装。对其涂覆的导电表面进行精确安放以吸收不期望的毫米波能量，并使其能在即使高于100GHz工作频率的条件下消除共振问题。该技术已被用于建构60GHz/V频段(图3)射频通信模块以及100GHz/W频段的被动成像应用。

装配问题

模块和组件的自动化装配会提供重复性(例如，芯片位置和绑定线长度)以及更可预测的性能。确实，自动化往往能降低损耗并有助于提升性能，多年来它一直在微波组件领域使用。即使在若干小批量军事和航空应用中也确信无疑在采用自动化方法。

自动化还对降低用于移动运营商网络通信回程链路中点对点射频的微波模块的成本起着重要作用。此外，它还被用在更新的低成本汽车雷达系统中。

然而，自动化制造60GHz及以上频率的毫米波系统要困难得多。对安置和绑定 MMIC芯片的公差要求更严苛，拥有所需昂贵设备的制造商也更少。封装还必须足够大以便相关设备及自动化装配过程中所用的拾取夹具能对其进行操控，从而将引发如前所述的空腔共振、吸收材料及其它方面的问题。

诸如许多商用毫米波应用固有的高阶调制和快速频率捷变等高度复杂的系统问题不仅助推了对更高芯片集成度的要求且正如这些问题本身所引致的，它也要求在模块封装中整合进更多器件。

这些组件可以是“芯片和导线”类的MMIC器件或诸如连接器、电容器、稳压器和振荡器等各种表贴器件。常规作法是，把金属外壳做得大些以装下通过玻璃金属密封的互连着高频元件的表面贴装电路板。但这种方法无法实现小型化也做不到大范围部署所需的低成本。

电路板模块

如果电路板材具有良好的微波或毫米波特性，则在一块电路板上组装实现一个带

表贴元件和高频“芯片和导线”器件的模块就有可能。Rogers (比如其Duroid产品)、Taconic及其它一些厂家生产的多层基板材料就因适用于微波应用而广为人知。

但出于刚性和支撑方面的考虑，大多这类高频电路板采用的都是玻璃纤维。当对这些材料进行切割以为MMIC芯片生成凹槽或空腔时，会引发问题。纤维材质粗糙的边沿可能迷惑高精度自动装配所使用的机器视觉系统。

另外，在高温装配过程中，因为不同层内纤维的导向不同，所以各层可能会有相对移动。这可能会大大降低其性能，结果甚至是灾难性的，因为自动化毫米波组装需要高精密的结构和器件安置。

就前面提到的多层电路板，MMIC Solutions使用Rogers的新型液晶聚合物(LCP)材料。这种材料消除了这种影响，从而使采用高产的MMIC芯片和表贴器件的自动装配技术来制造可工作在60GHz及更高频率的模块成为可能。

100GH