封装作为半导体芯片的辅助手段，是实现高密度多样化电子信息设备的关键技术之一。随着电子技术的飞速发展，目前采取的封装手段和封装方式越来越无法满足系统使用要求，多功能、小型化、高集成度成为封装技术的发展趋势。采用三维集成技术，将多种不同尺寸、不同功能的有源或无源器件立体集成在同一封装中从而构成系统集成的系统级封装(SystemInPackage)技术应运而生，其中微波毫米波领域的系统级封装技术更是国内外研究前沿和热点。　　本文在广泛调研和跟踪国内外系统级封装在微波毫米波领域研究动态基础上，结合小型化T/R组件应用需求，利用LTCC多层基板研制出多种可应用于机载、星载等领域的小型化T/R组件，体现了SIP技术在微波毫米波领域的巨大优势。　　本文首先阐述了该项目的研究背景，回顾了系统级封装技术的国内外研究现状，说明了系统级封装的概念和研究方法。针对系统级封装急需解决的板内垂直互连问题进行理论分析，电路设计、三维仿真和实验制作，解决了三维垂直传输中微波信号的不连续性问题，并利用该垂直互连电路改进传统的X波段T/R组件结构，减小组件体积并简化了组件安装方式。　　针对系统级封装三维立体集成要求，分别利用BGA和LGA技术设计完成两种板间垂直互连方式，理论分析了两种互连结构设计方法，提取了垂直互连结构等效电路模型。针对卫星通信线极化天线应用背景，提出一种自调整线极化拓扑结构，利用板间垂直互连结构设计并制造该种小型化双输出发射模块，研究分析并设计了线极化天线所需模块、子线阵及最终满阵，并对该线极化发射相控阵进行远场方向图测试，测试结果表明，该相控阵性能良好，可通过电控自行调整线极化方向，可广泛应用于线极化卫星通讯系统。针对毫米波高密度多通道集成T/R组件，将MMIC芯片埋置于LTCC腔体内，设计完成两种共面波导-带状线过渡结构实现多重腔体MMIC芯片间互连。利用砷化镓工艺提出了一种新颖的测试方法，对毫米波无源结构进行精确测试，并采用剥离技术对该结构进行参数剥离，从而得到精确测试结果。最终利用LTCC技术研制完成多通道毫米波T/R组件，测试结果表明，该毫米波组件体积小、集成度高、性能优异，一致性较好。针对毫米波组件热问题，利用红外热成像分析仪对组件功率放大器进行热测试分析，同时采用热仿真软件Flotherm进行热仿真，仿真与测试结果表明该组件温度可控，散热良好，满足系统使用要求。最后通过热仿真软件对不同大小、不同位置的通孔排布进行研究，对小型化高密度组件的热设计提供一定的思路和帮助。　　本文针对三维集成组件进行研究，将每一层封装电路上下叠层安装起来，利用平面电路的底面和侧面垂直互连，最终形成三维立体组件，研究结果表明，研制出的两通道三维接收模块性能良好，封装密度高，达到了设计要求。　　最后，对本文完成工作进行总结，对系统级封装的发展方向进行展望。前述研究工作在国内解决了微波系统级封装一些基础问题，并通过各类微波组件进行验证，得到了一批体积小、性能优异的T/R组件，部分成果已实现批量生产并应用到某些型号产品之中，表明系统级封装技术在微波系统中的重要意义。