微波元件和模塊的自動化生產已有多年歷史。無數應用得益于大規模微波點對點鏈接所提供的能力。但在頻率約為60GHz的毫米波頻段，這些產品仍無法實行自動化生產。

通過集成各種甚高頻單片器件來成功實現毫米波模塊和子系統往往需要豐富的經驗。在模塊封裝設計以及如何調適組件、如何在適當的地方添加吸收材料以使模塊正常工作并優化其性能方面，工程師門遇到了重重困難。

幾乎沒有例外，毫米波公司都是小規模的業內專家，它們為軍事、航空航天和研究應用手工制造產品。封裝和制造方面的困難限制了毫米波系統的部署以及這些頻段的使用，這些困難使產品難以大幅降低成本、縮小體積、減輕重量。

對60GHz及更高頻率元件的需求

隨著手機以及廣播和閉路電視內回程高清視頻對視頻流需求的增加，人們對毫米波頻可用的充裕帶寬很感興趣。未壓縮高清視頻需要1.4Gbps帶寬。此外，3G長期演進(LTE)服務才剛剛開始在移動網絡上部署，每個基站都需要100Mbps的回程能力。在毫米波頻段，共有多達7GHz帶寬可供這些應用使用。

這些超高頻段內的充裕帶寬還可為雷達和成像系統提供更高分辨率。例如，調頻連續波(FMCW)雷達的目標間隔分辨力正比于掃頻帶寬。用于諸如車輛自適應巡航控制和車道變換輔助等非軍用批量應用的精確毫米波雷達，目前已部署在77和79GHz頻段。

用于檢測衣服內所藏匿武器和爆炸物的最新掃描系統也需要毫米波頻段內的寬帶寬(圖1)。主動發射系統通常依賴于類似雷達的掃頻方式；而僅接收的被動系統則要求在約100GHz附近的W頻段、超過20GHz的帶寬內都要有良好的靈敏度和高增益。

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封裝問題

大多數微波和毫米波器件及子系統包含金屬外殼或涂覆著金屬層的外殼，在殼體上要磨制成形用于安裝小型MMIC芯片和其它元件的空腔。在MMIC芯片、綁定線和其它元件的制造和使用過程中，這些通常鍍金的外殼對它們起著保護作用，并使它們免受外部環境的侵害。外殼還使器件免受由系統內其它電子器件及工作環境引入的電磁輻射的干擾。

當然，對許多應用來說，這種金屬模塊在尺寸、重量和成本方面遠非理想。例如，用于提供協助飛行員在黑暗場所、惡劣天氣以及“燈光管制”條件下(沙塵暴)起停直升機的實時圖像的空中系統需要小巧輕便的毫米波組件，這種要求與對目前正在測試的無人駕駛飛行器上的成像系統的要求一脈相承。

所有微波電路都輻射能量，互連導線、綁定線和芯片本身都是輻射源。當波長接近MMIC芯片大小的時候，許多或許可在較低頻率下忽略不計的電磁效應，開始變得嚴重得多，此時電磁效應甚至主導系統功能從而破壞系統性能。

耦合進電路其它部分的輻射能量往往導致不期望、甚至災難性的行為。用于固放MMIC芯片的“空腔”以及非平面電路板上過濾器構造內的非體傳導所產生的共振就是例證。共振往往導致毫米波模塊完全失效。不期望的毫米波輻射輕易地“泄漏”進并影響到系統內所有部件的情況使實用裝備的制造面臨艱巨挑戰。

倒晶封裝方案

倒晶封裝MMIC是有助于減輕這些影響的一種方法，其中，芯片“臉”朝下與帶互連的基板固焊在一起。由石英或陶瓷(通常是氧化鋁)以及多種有機高頻電路板材料形成的薄膜或厚膜電路就屬于這類基板。

芯片連接通常是可在高頻下提供低損耗過渡的由各類焊料形成的凸點。但，即使是非導體基板表面的接近都會影響芯片的高頻性能。

但因缺少熱效率足夠的基板，倒晶芯片組裝無法實現大面積接觸。因此，必須借助芯片前面和焊固凸點對許多高頻MMIC芯片來說相對高的散熱加以管理。MMIC芯片和基底材料間熱系數的不匹配也可能在運行中產生可靠性問題。

諸如在MMIC芯片和基板間灌入非導電填料等針對該問題的解決方案，常會影響微波性能。此外，大多MMIC芯片的平面特征可能不足以為所有連接提供可靠的低損耗凸點。意欲對倒晶封裝芯片進行查驗、調整調適甚至返工的無能為力也意味著倒晶芯片組裝技術并非對所有毫米波子系統都適用。

小體積空腔

為防止在該電路的基本工作頻率上建立起共振模式，有可能使裹覆有源器件的空腔足夠小。然而，在更高頻率下的共振模式仍然會耦合進器件和基板，從而繼續嚴重影響電路性能。

即使是這種方法，吸波材料也必不可少。另外，在60GHz及更高的毫米波頻，為規避共振而把空腔做得足夠小的要求就變得不切實際了，特別是當需要對MMIC芯片進行低成本自動裝配和綁定時。