능동 전자적 조종가능 어레이(AESA)를 위한 웨이퍼 스케일 직접 본딩된 어레이 코어 블록

• Main Authors: BAKER KAREN KANEKO, CLEMENT TERESA J, HERRICK KATHERINE J, MICOVIC MIROSLAV, CARBONNEAU CHRISTOPHER, LAROCHE JEFFREY R
• Format: Patent
• Language: Korean
• Published: 17.04.2024
• Subjects: ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS; BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; SEMICONDUCTOR DEVICES; TRANSMISSION

AESA를 위한 어레이 코어 블록은 웨이퍼 스케일 직접 본드 하이브리드(DBH) 상호연결 프로세스에 의해 함께 본딩된 2*M개의 교대하는 N-채널 RFIC 웨이퍼들 및 MMIC 전력 증폭기 웨이퍼들의 스택을 포함한다. 이 프로세스는 웨이퍼 스택을 밀봉하기 위해 본딩 표면들 사이에 금속 대 금속 본드 및 유전체 수소 본드를 둘 다 형성한다. 각각의 어레이 코어 블록은 DC 바이어스, LO 및 정보 신호들을 분배하기 위해 일 어레이의 관통 기판 금속 비아들을 포함한다. 각각의 어레이 코어 블록은 또한 각각의 본딩된 쌍의 칩들 중 적어도 하나의 칩의 백사이드 상에 형성된 마이크로 채널들, 및 RFIC 칩들 및 MMIC 전력 증폭기 칩들을 냉각하기 위해 그리고 가열된 유체를 추출하기 위해, 마이크로 채널들 및 관통 기판 비아 홀들을 통해 유체를 수용하고 순환하도록 본딩된 쌍들 중 모든 본딩된 쌍들을 위해 마이크로 채널들을 동작적으로 커플링하는 스택을 통해 형성된 관통 기판 비아 홀들을 포함한다. An Array Core Block for an AESA includes a stack of 2*M alternating N-channel RFIC and MMIC Power Amplifier wafers bonded together by a wafer-scale direct bond hybrid (DBH) interconnect process. This process forms both metal-to-metal and dielectric hydrogen bonds between bonding surfaces to seal the wafer stack. Each array core block includes an array of through substrate metal vias to distribute DC bias, LO and information signals. Each array core block also includes a cooling system including micro-channels formed on a backside of at least one of the chips in each bonded pair and through substrate via holes formed through the stack that operatively couple the micro-channels for all of the bonded pairs to receive and circulate a fluid through the micro-channels and through substrate via holes to cool the RFIC and MMIC Power Amplifier chips and to extract the heated fluid.