本發(fā)明涉及增益放大器，具體涉及一種增益放大器及其封裝方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各類電子設(shè)備對于半導(dǎo)體器件的性能、集成度和可靠性提出了越來越高的要求。在眾多半導(dǎo)體器件中，增益放大器作為信號處理領(lǐng)域的關(guān)鍵元件，廣泛應(yīng)用于通信、雷達、電子測量等眾多領(lǐng)域。為了滿足這些應(yīng)用場景下對信號的高質(zhì)量放大和處理需求，增益放大器的各個組成部分需要高度集成，并且在性能上要達到更高的指標。

2、傳統(tǒng)的封裝方式往往難以滿足這種高度集成化和高性能的要求。例如，在一些簡單的封裝結(jié)構(gòu)中，各個電路模塊可能分散布置，導(dǎo)致信號傳輸路徑過長，從而引入較大的信號延遲和損耗，影響放大器的整體性能。此外，隨著集成度的提高，芯片之間的電磁干擾問題也日益突出，如何在有限的空間內(nèi)有效地抑制電磁干擾，成為了半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域亟待解決的重要問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種增益放大器及其封裝方法，不但集成度高，而且還可有效地抑制電磁干擾。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

3、一種增益放大器，包括增益放大器本體和用于封裝增益放大器本體的封裝結(jié)構(gòu)；所述增益放大器本體包括輸入級芯片、增益級芯片、輸出級芯片和控制級芯片；所述封裝結(jié)構(gòu)包括多層的埋入式基板，埋入式基板的最下層設(shè)置有電源平面和地平面，埋入式基板的內(nèi)部形成有用于布線以將不同層之間的信號線路進行連接的溝槽和通孔，溝槽和通孔周圍填充有用于吸收外界輻射干擾信號的吸波材料；所述輸入級芯片設(shè)置在埋入式基板的上表面一側(cè)并通過凸點與埋入式基板電氣連接，輸入級芯片的周圍設(shè)置有金屬屏蔽罩；增益級芯片堆疊在輸入級芯片之上且通過硅通孔與輸入級芯片進行信號傳輸，增益級芯片的表面涂覆有一層防輻射涂層；輸出級芯片位于增益級芯片之上且通過硅通孔與增益級芯片連接，輸出級芯片的周圍設(shè)置有電磁屏蔽層；控制級芯片設(shè)置在輸出級芯片之上并通過金屬連線或硅通孔與增益級芯片通信連接，控制級芯片的周圍設(shè)置有隔離帶；所述埋入式基板的上表面還形成有與各芯片輸入輸出引腳連接的再分布線，再分布線周圍設(shè)置有防輻射保護環(huán)。

4、優(yōu)選的，所述再分布線表面涂覆有一層鈍化層，鈍化層上制作有作為封裝結(jié)構(gòu)的外部連接引腳的焊球或者金屬柱，焊球或者金屬柱的周圍設(shè)置有防輻射屏蔽罩。

5、優(yōu)選的，所述硅通孔內(nèi)部填充有高導(dǎo)電性的金屬材料，硅通孔的兩端通過金屬連線與相應(yīng)芯片內(nèi)部的電路連接，硅通孔的周圍填充有防輻射材料。

6、優(yōu)選的，所述輸入級芯片包括輸入級電路，增益級芯片包括可重構(gòu)電容陣列動態(tài)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，輸出級芯片包括輸出級電路；

7、所述輸入級電路用于接收輸入信號，并將輸入信號進行處理后輸出到可重構(gòu)電容陣列動態(tài)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；

8、所述可重構(gòu)電容陣列動態(tài)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)包括變壓器和集成在變壓器中的可重構(gòu)電容陣列；所述可重構(gòu)電容陣列用于根據(jù)控制信號改變其電容值以改變匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性來影響增益放大器的增益；

9、所述輸出級電路用于接收經(jīng)過可重構(gòu)電容陣列動態(tài)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)處理后的輸出信號并進行放大輸出。

10、優(yōu)選的，所述可重構(gòu)電容陣列中的電容單元采用mos管與電容級聯(lián)實現(xiàn)，電容單元的結(jié)構(gòu)為：mos管的源極和漏極連接在一起，且連接點為節(jié)點a，節(jié)點a連接控制信號輸入端，mos管的源極和漏極連接的公共端通過串聯(lián)一個電容接地，控制信號通過控制mos管的導(dǎo)通和斷開，改變電容陣列的等效電容值；所述mos管的柵極連接控制信號輸出端，通過數(shù)字信號控制mos管的柵壓來實現(xiàn)電容的通斷以改變匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性。

11、優(yōu)選的，所述控制信號由外部的數(shù)字信號處理單元產(chǎn)生；所述數(shù)字信號處理單元與輸入級電路連接，數(shù)字信號處理單元用于根據(jù)輸入信號的特性生成控制信號；所述控制級芯片包括匹配網(wǎng)絡(luò)控制器，匹配網(wǎng)絡(luò)控制器與外部的數(shù)字信號處理單元和可重構(gòu)電容陣列連接，匹配網(wǎng)絡(luò)控制器用于將數(shù)字信號處理單元產(chǎn)生的控制信號轉(zhuǎn)換為適合可重構(gòu)電容陣列的電平信號，并驅(qū)動可重構(gòu)電容陣列實現(xiàn)電容通斷的控制。

12、優(yōu)選的，所述變壓器采用多繞組變壓器結(jié)構(gòu)；所述可重構(gòu)電容陣列集成在變壓器的初級繞組和次級繞組之間。

13、優(yōu)選的，所述輸入級電路包括用于對輸入信號進行低噪聲放大處理以減少信號在放大過程中的噪聲引入的低噪聲放大器。

14、優(yōu)選的，所述輸出級電路包括用于對經(jīng)過可重構(gòu)電容陣列動態(tài)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)處理后的信號進行功率放大以滿足后續(xù)電路對信號功率的要求的功率放大器以及用于將功率放大器輸出的信號與后續(xù)電路進行匹配以減少信號反射來提高信號傳輸效率的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。

15、一種增益放大器的封裝方法，其特征在于：包括以下步驟：

16、s1.芯片準備，具體包括以下步驟：

17、s11.對增益放大器本體的輸入級芯片、增益級芯片、輸出級芯片和控制級芯片進行晶圓級別的測試，篩選出性能合格的芯片；

18、s12.在各個芯片的有源面制作金凸點或者焊料凸點；

19、s2.芯片堆疊與鍵合，具體包括以下步驟：

20、s21.將輸入級芯片放置在埋入式基板的上表面預(yù)定位置，通過熱壓鍵合或者回流焊的方式使輸入級芯片上的凸點與埋入式基板上的連接點實現(xiàn)電氣連接，且在鍵合過程中，確保輸入級芯片周圍的金屬屏蔽罩與埋入式基板的接地引腳良好連接；

21、s22.把增益級芯片對準輸入級芯片，采用硅通孔對準技術(shù)確保硅通孔的垂直對準，然后通過熱壓鍵合或者共晶鍵合的方式將兩塊芯片鍵合在一起，且在鍵合后，對增益級芯片表面的防輻射涂層進行固化處理；

22、s23.按照s22的方法依次堆疊輸出級芯片和控制級芯片，并注意各芯片之間的電磁屏蔽層和隔離帶的設(shè)置；

23、s3.圓片級封裝，具體包括以下步驟：

24、s31.對整個結(jié)構(gòu)進行光刻以定義再分布線的圖案，然后通過電鍍工藝在光刻定義的區(qū)域沉積金屬，形成再分布線，在形成再分布線的過程中，在其周圍同步制作防輻射保護環(huán)，并與接地引腳連接；

25、s32.在再分布線形成后，涂覆鈍化層；

26、s33.?在鈍化層上制作焊球或者金屬柱，并在制作焊球或金屬柱后，在其周圍安裝防輻射屏蔽罩。

27、由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得技術(shù)進步如下。

28、本發(fā)明實現(xiàn)了高度集成化，并可減小信號延遲和損耗：通過采用sip封裝技術(shù)將各個芯片集成在一起，不但實現(xiàn)了高度的系統(tǒng)集成化，而且顯著縮短了信號傳輸路徑。例如，輸入級芯片與增益級芯片之間通過硅通孔（tsv）進行垂直方向的信號傳輸，避免了傳統(tǒng)平面互連方式中因信號在布線層間多次轉(zhuǎn)折而產(chǎn)生的較大延遲和損耗，使得信號能夠更快速、高效地在芯片間傳輸，從而提高了增益放大器的整體工作頻率和帶寬性能。

29、本發(fā)明可降低信號干擾：在埋入式基板內(nèi)部，布線溝槽和通孔周圍填充吸波材料，以及在芯片周圍設(shè)置各種防輻射屏蔽結(jié)構(gòu)（如金屬屏蔽罩、電磁屏蔽層、防輻射涂層等），能夠有效吸收和屏蔽外界的電磁輻射干擾信號，從而有助于保持信號的純凈度，減少信號在傳輸過程中的失真和串擾現(xiàn)象，進一步提升了信號傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性。

30、本發(fā)明提高了增益調(diào)節(jié)精度：通過采用基于mos管與電容級聯(lián)的可重構(gòu)電容陣列，實現(xiàn)了對增益放大器增益的高精度調(diào)節(jié)。這種高精度的調(diào)節(jié)能力可以滿足現(xiàn)代射頻系統(tǒng)中對信號增益精確控制的需求，例如在接收機中，能夠更準確地放大微弱信號，避免信號失真和噪聲放大，提高接收機的靈敏度和信噪比。

31、本發(fā)明增強了匹配網(wǎng)絡(luò)的可重構(gòu)性：可重構(gòu)電容陣列集成在變壓器中，實現(xiàn)了匹配網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)可重構(gòu)。這使得增益放大器能夠適應(yīng)不同的工作條件和信號特性，如不同的頻段、信號強度等。在多頻帶通信系統(tǒng)或者頻率捷變系統(tǒng)中，這種可重構(gòu)性可以大大提高系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性，減少因為頻率變化或者信號強度變化而導(dǎo)致的性能下降。

32、本發(fā)明優(yōu)化了增益放大器的整體性能：由于可重構(gòu)電容陣列動態(tài)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)可以實時調(diào)整匹配性能，在提高增益的同時，還可以降低噪聲系數(shù)，提高線性度等。在整個射頻系統(tǒng)中的前置放大器或者中頻放大器等采用本發(fā)明的技術(shù)方案后，能夠提高系統(tǒng)的信號處理能力，降低功耗，提高通信質(zhì)量等。