电子器件在射频系统中的应用

・１４ｏ・　实验科学与技术　２００７年２月　

ＳＯＰ技术的优势以及在射频领域的应用’　

张欣欣”，王鲁豫　

（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室四川成都６１００５４）　

摘要：通过对单芯片系统（ＳＯＣ）、多芯片组件（ＭＣＭ）、封装内的系统（ＳＩＰ）和单封装系统（ＳＯＰ）几种重要封　装技术的分析比较，展示了ＳＯＰ技术的显著优势，其优势使之更加适用于未来电子系统的发展。ＳＯＰ在射频领　域已有比较成功的应用，文中同时介绍了几种典型的射频ＳＯＰ（ＲＦ—ＳＯＰ）结构。　关键词：单芯片系统；多芯片组件；封装内的系统；单封装系统；射频ＳＯＰ　中图分类号：ＴＮ４３　文献标识码：Ｄ　文章编号：１６７２－４５５０（２００７）０ｌ一０１４０—０５　

Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ＳＯＰ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ＲＦ　Ｄｏｍａｉｎ　

ＺＨＡＮＧ　Ｘｉｎ・ｘｉｎ，ＷＡＮＧ　Ｌｕ・ｙｕ　

（Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍｓ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ８，　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　０ｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｎｇｄｕ　Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００５４。Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆＳＯＣ，ＭＣＭ，ＳＩＰａｎｄ　ＳＯＰ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅ　ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ　ａｄ－　ｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ＳＯＰ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈ　ｍａｋｅｓ　ｉｔ　ｍｏｒｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｕｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ．ＳＯＰ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｗｅｌｌ印ｐＨｅｄ　ｉｎ　ＲＦ　ｄｏｍａｉｎ　ａｎｄ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｔｙｐｉｃａｌ　ＲＦ—ＳＯＰ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＳＯＣ；ＭＣＭ；ＳＩＰ；ＳＯＰ；ＲＦ—ＳＯＰ　

射频电路印刷电路板的电磁兼容性设计

摘要：介绍采用Protel99 SE进行射频电路PCB设计的流程。为保证电路性能，在进行射频电路PCB设计时应考虑电磁兼容性，因而重点讨论元器件的布线原则来达到电磁兼容的目的。

关键词：射频电路 PCB 电磁兼容 布局

随着通信技术的发展，手持无线射频电路技术运用越来越广，如：无线寻呼机、手机、无线PDA等，其中的射频电路的性能指标直接影响整个产品的质量。这些掌上产品的一个最大特点就是小型化，而小型化意味着元器件的密度很大，这使得元器件（包括SMD、SMC、裸片等）的相互干扰十分突出。电磁干扰信号如果处理不当，可能造成整个电路系统的无法正常工作，因此，如何防止和抑制电磁干扰，提高电磁兼容性，就成为设计射频电路PCB时的一个非常重要的课题。同一电路，不同的PCB设计结构，其性能指标会相差很大。本讨论采用Protel99 SE软件进行掌上产品的射频电路PCB设计时，如果最大限度地实现电路的性能指标，以达到电磁兼容要求。

1 板材的选择

印刷电路板的基材包括有机类与无机类两大类。基材中最重要的性能是介电常数εr、耗散因子（或称介质损耗）tanδ、热膨胀系数CET和吸湿率。其中εr影响电路阻抗及信号传输速率。对于高频电路，介电常数公差是首要考虑的更关键因素，应选择介电常数公差小的基材。

2 PCB设计流程

由于Protel99 SE软件的使用与Protel 98等软件不同，因此，首先简要讨论采用Protel99 SE软件进行PCB设计的流程。

①由于Protel99 SE采用的是工程（PROJECT）数据库模式管理，在Windows 99下是隐含的，所以应先键立1个数据库文件用于管理所设计的电路原理图与PCB版图。

②原理图的设计。为了可以实现网络连接，在进行原理设计之间，所用到的元器件都必须在元器件库中存在，否则，应在SCHLIB中做出所需的元器件并存入库文件中。然后，只需从元器件库中调用所需的元器件，并根据所设计的电路图进行连接即可。 ③原理图设计完成后，可形成一个网络表以备进行PCB设计时使用。

mems开关在射频技术上的详细应用

MEMS开关在射频技术上的详细应用

MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）技术是一种微观尺度下制造微型机械和电子元器件的技术。由于MEMS器件具有小型化、低功耗、高可靠性和低成本等优点，因此在射频技术领域得到了广泛的应用。其中，MEMS开关在射频技术上的应用尤其重要。

1. MEMS开关的原理

MEMS开关是一种基于微机械系统的射频开关。其主要原理是利用微小的机械结构来控制射频信号的开关，从而实现对射频系统的控制。当MEMS开关处于关闭状态时，其机械结构会挡住射频信号，从而阻止信号的传输。而当MEMS开关处于打开状态时，其机械结构会打开，允许射频信号传输。

2. MEMS开关的优点

与传统的机电开关相比，MEMS开关具有以下几个优点：

（1）小型化：MEMS开关的结构非常小，可以制造出微米或纳米级别的开关，适用于微型化的射频系统。

（2）低功耗：MEMS开关的机械结构非常轻，因此需要很小的电力才能驱动它们。

（3）高可靠性：MEMS开关没有传统机电开关的机械部件，因此可以获得更高的可靠性和稳定性。

（4）高速响应：MEMS开关的机械结构非常轻，因此可以快速地响应射频信号的开关。

（5）低成本：由于MEMS开关采用微机械制造技术，因此可以大规模生产，从而降低成本。

3. MEMS开关在射频技术上的应用

MEMS开关在射频技术上的应用非常广泛，包括无线通信、雷达、卫星通信、医疗设备等领域。下面重点介绍MEMS开关在无线通信领域的应用。

（1）射频功率放大器的控制

在无线通信中，射频功率放大器（PA）是非常重要的组件，用于放大低功率的射频信号。然而，当PA处于高电平时，会产生大量的热量，从而降低设备的寿命。为了解决这个问题，可以采用MEMS开关来控制PA的输入信号。当PA处于闲置状态时，MEMS开关会将输入信号断开，从而降低功耗和热量，延长设备的寿命。

射频集成电路设计

射频集成电路设计是一种复杂的技术，它涉及到多个领域，包括电子学、通信、微波工程和半导体技术等。射频集成电路的设计需要经验丰富的工程师和先进的设计工具，以确保最终产品能够满足高性能要求。

一、射频集成电路概述

射频集成电路是指将微波和无线通信系统所需的所有功能集成在一个芯片上。这样做可以减少系统中所需部件数量，提高系统性能，并降低生产成本。射频集成电路包括各种类型的放大器、滤波器、混频器、振荡器和调制解调器等。

二、射频集成电路设计流程

1. 设计需求分析

在开始设计之前，需要对所需功能进行分析，并确定芯片的性能指标和规格要求。这些指标包括功率输出、噪声系数、带宽、灵敏度等。

2. 电路原理图设计

根据需求分析确定的规格要求，进行原理图设计。这个阶段主要涉及到各种放大器、滤波器和混频器等基本模块的设计。

3. 仿真与优化

在电路原理图设计完成后，需要进行仿真和优化。这个阶段主要利用电磁仿真软件对电路进行仿真和分析，以确定其性能指标是否符合要求，并对电路进行优化。

4. 布局设计

在完成原理图设计和仿真优化之后，需要进行布局设计。这个阶段主要涉及到芯片内部各个模块的布局，以保证芯片的性能和可靠性。

5. 接线与封装设计

在完成布局设计之后，需要对芯片进行接线和封装设计。这个阶段主要涉及到芯片内部各个模块之间的连接方式以及外部引脚的设计。

6. 芯片制造与测试

在完成接线和封装设计之后，需要将芯片制造出来，并进行测试。这个阶段主要涉及到芯片的加工、测试和质量控制等工作。

三、射频集成电路设计中的关键技术

1. 射频器件模型

射频集成电路中使用的器件包括晶体管、MOSFET、双极型晶体管等。为了更好地模拟这些器件的行为特性，需要建立精确的器件模型。

2. 传输线理论

在射频集成电路中，传输线的特性对芯片的性能和稳定性有着重要的影响。因此，需要对传输线理论进行深入研究，并采用合适的传输线模型来设计电路。