[發(fā)明專利]一種基于三維打印制造技術(shù)的小型化微波電路封裝屏蔽盒

有效

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• 申請日: 2015-06-09
• 公開（公告）號: CN104968186B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊偉;唐萬春;周佳威;施永榮;于正永;馬建;文星;劉瑩瑩;李寶珠
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李媛媛

本發(fā)明公開了一種基于三維打印制造技術(shù)的新型微波電路封裝屏蔽盒。該屏蔽盒不僅具有較小的電尺寸，同時具有良好的腔模抑制性能；它包括金屬盒蓋和金屬盒腔，其中金屬盒蓋通過三維打印制造技術(shù)實現(xiàn)。金屬盒蓋的內(nèi)表面上排列有二維周期結(jié)構(gòu)單元，該結(jié)構(gòu)單元由金屬柱和“凹”字形金屬蓋組成，形成倒置雨傘型結(jié)構(gòu)，其中，金屬柱的一端與屏蔽盒蓋的內(nèi)表面垂直相連，金屬柱的另一端與“凹”字形金屬蓋的凹槽底部內(nèi)表面垂直相連。每個倒置雨傘型結(jié)構(gòu)單元和正下方的屏蔽盒底之間構(gòu)成串聯(lián)電感電容諧振，倒置雨傘型結(jié)構(gòu)單元之間則構(gòu)成并聯(lián)電感電容諧振，這兩種諧振共同構(gòu)成了抑制封裝屏蔽盒內(nèi)噪聲的阻帶，可以有效的保證封裝屏蔽盒內(nèi)的微波電路正常工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁場與微波技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種基于三維打印制造技術(shù)的新型微波電路封裝屏蔽盒。

背景技術(shù)

隨著微波集成電路生產(chǎn)工藝的不斷進步，許多復(fù)雜的微波、毫米波電路模塊組件被開發(fā)出來適應(yīng)時代的發(fā)展。由于多數(shù)微波、毫米波電路模塊組件處于戶外工作環(huán)境，因此容易受到惡劣自然環(huán)境的影響，所以一般情況下需要對其進行金屬封裝屏蔽；這樣做帶來的另一個好處就是可以防止封裝內(nèi)部電路模塊和周圍外界環(huán)境之間的電磁干擾。但是，由于金屬屏蔽盒自身也是一種諧振腔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部微波電路輻射的電磁場會激勵起金屬屏蔽盒自身的多個諧振模式，如果這些諧振模式的諧振頻率和封裝在屏蔽盒內(nèi)電路的工作頻率相近的話，就會對內(nèi)部電路形成干擾，降低電路的相關(guān)性能。因此，有效抑制高集成微波電路封裝屏蔽盒內(nèi)的噪聲是近年來的一個研究熱點。

傳統(tǒng)的抑制微波電路封裝屏蔽盒內(nèi)噪聲的方法就是將電路模塊直接固定在金屬屏蔽盒中，并在金屬屏蔽盒內(nèi)部利用金屬壁劃分幾個獨立的隔離區(qū)域(一般為放置有源器件的位置區(qū)域)，即構(gòu)成幾個小型金屬腔，并在這些小型金屬腔區(qū)域的屏蔽盒蓋下表面貼附上吸波材料以抑制高Q值的腔體諧振模式。這種封裝方法通常是將電路模塊設(shè)計好以后進行后期調(diào)試，導(dǎo)致產(chǎn)品研發(fā)周期時間加長、成本提高、且有時候隔離效果不是十分理想，另外吸波材料的使用還會在高頻引入較大的額外損耗。

針對于此，瑞典科學(xué)家提出了縫隙波導(dǎo)封裝技術(shù)，該技術(shù)理念利用理想電壁和理想磁壁之間不支持電磁波傳播的基本原理，通過在金屬屏蔽盒蓋的下方引入四分之一波長的金屬柱陣列將金屬盒蓋等效為理想磁壁，實現(xiàn)了噪聲傳播的高阻抗表面，但是這樣做的缺點就是低頻噪聲抑制需要的金屬柱長度較長，屏蔽盒的厚度較大；且單元尺寸較大，不利于有限屏蔽盒內(nèi)加載更多的金屬柱單元，削弱了噪聲隔離度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于三維打印制造技術(shù)的新型微波電路封裝屏蔽盒，以克服微波電路加載金屬屏蔽盒引起腔體諧振噪聲的技術(shù)缺陷；且引入三維打印技術(shù)加工所設(shè)計的復(fù)雜屏蔽盒結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)機械加工工藝的不足。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于三維打印制造技術(shù)的新型微波電路封裝屏蔽盒，包括封裝屏蔽盒蓋和封裝屏蔽盒腔，所述封裝屏蔽盒蓋的內(nèi)表面上排列有二維周期結(jié)構(gòu)單元，該結(jié)構(gòu)單元由金屬柱和“凹”字型金屬蓋構(gòu)成，形成倒置雨傘型結(jié)構(gòu)，其中，金屬柱的一端與屏蔽盒蓋的內(nèi)表面垂直相連，金屬柱的另一端與“凹”字型金屬蓋的凹槽底部內(nèi)表面垂直相連；所述封裝屏蔽盒腔底部的內(nèi)表面設(shè)有一層介質(zhì)襯底，所述“凹”字型金屬蓋與介質(zhì)襯底之間有一定的間距。

進一步地，所述封裝屏蔽盒蓋由三維打印制造技術(shù)加工制作而成。

進一步地，所述金屬柱的截面為圓形、長方形或者正方形。