本文介绍一种微波系统电路的高密度集成设计方式，旨在使用3D堆叠的结构使整机更小。本设计思路采用陶瓷HTCC,LTCC和多层印制板混合互联的方式进行设计，首先是设计基于HTCC或者LTCC的多层印制板电路，通过将裸芯片安装在陶瓷多层印制板电路上，将陶瓷多层印制板电路制备成电路模块。然后将半成品的PCB进行局部开孔或者盲槽，再将陶瓷HTCC或LTCC电路模块内埋置或者镶嵌在多层印制板之内。之后通过印制板的灌胶和刷铜浆进行多层印制板和陶瓷多层电路模块的内部信号互联，完成电路互联和固化之后再进行其它电路的层压。这样制备成印制板模块后，通过再次在印制板表面进行焊接其它表贴器件，完成将整个系统组装于印制板之内。

    一个微波系统产品，例如一个KA波段的相控阵雷达，内部往往集成了微波电路、中射频电路、模拟和数字电路以及电源电路等。不同模块的划分是因为设计的频段、方法和需求存在差异，往往按照不同的需求设计不同的子模块电路，以往在微波系统电路设计时，在产品的数量不够时，因为设计成本问题往往无法选用在晶圆级进行电路互联的设计方法，来实现更高一级的系统电路集成设计。当前广泛采用的一种系统集成方式是，将不同的电路设计成模块电路，然后通过连接器或连接线将不同的子模块电路进行互联。这样既满足了不同模块的功能设计，也有容易维修和定位问题的优点。其缺点是模块化的设计和组装方式使得信号互联的路径加长，连接器的加入给模块组装和连接带来的便利，但是同时增加了信号流动的距离，带来了更大的信号损失、更大的体积和更高的成本，也增大了系统的复杂性，更容易引入外部的噪声。近些年来出现了基于HTCC或LTCC的混合集成电路，基于HTCC或LTCC的MCM混合集成电路可以实现厚薄膜电路的混合集成设计，薄膜电路的设计方法可以满足更精密的电路图形设计要求，由于线径和孔径的精度和尺寸的降低，可以满足更密集的电路互联。更能将部分无源电路进行内埋，实现3D高密度互联的多功能电路集成。同时陶瓷电路具有高导热性能，也满足高密度组装的散热要求。一般制备成MCM的陶瓷多功能电路模块后，再贴装在印制板表面，和其它的电路进行互联。这种方式比前面说的电路集成方式的集成度要更高。但是目前由于陶瓷MCM电路的生产成本较高，工艺相对难度大一些。一般会采用将陶瓷MCM电路制作成单独模块或者进行贴装，贴装采用的QFN或者BGA封装方式，需要对电路内的信号进行一次封装转接。因此还是存在互联路径增加，同时陶瓷MCM电路的贴装需要占据宝贵的表层电路空间，使得其它的电路需要进行设计避让，并因此提高了互联的长度。总结来说以往的设计思路往往存在连接多、连接路径长的缺点，使得系统集成的密度较小。

    以前也有人提出以下的集成方式，将无源器件和有源器件贴在PCB的中间层，然后再进行压合，但是实际在压合时，温度和压力可能会让芯片产生损伤。该方法在实际制作时工艺难度非常大。

    本文提出的这种方法的优点在于，可以将系统中不同的设计需求的电路进行高密度集成设计。在微波频段，由于寄生参数的影响，对电路精度的要求更高。但是微波频段的电路和整个系统电路的占比又不是很大。以往为了适配不同的设计要求，低频的电路往往采用FR4的多层板设计，中射频电路往往采用4350B这种电路板进行设计。部分高频电路需要使用高介电常数的材料设计，以满足小体积的需求。部分电路则要求采用低介电常数的材料进行设计，以满足低插入损耗的要求。正是因为在设计中的不同需求导致实际电路设计中会采用多种材料，然后再进行混合装配。例如采用5880这种低介电常数的材料设计射频前端，采用陶瓷材料来设计滤波器等无源电路，采用5880这种低介电常数的进行电路互联降低高频损耗。本文提出的电路设计方式，可以实现顶层采用低介电常数的材料进行压合，陶瓷MCM电路内埋到电路板中。由于陶瓷管壳耐高温高压，因此在压合过程中能满足工艺设计要求。新的方式可以将电路设计中的不同需求集成在同一个印制板以内。以实现系统内电路的高密度互联、将系统集成方式小型化，降低互联的路径长度和方式，减少连接器的使用。

    该方法需要注意的有不同材料之间的热膨胀系数是不一样的，应当在材料选择和加工时注意因此带来的信号互联金属断裂的风险。