[發(fā)明專利]一種微波多層電路中金絲鍵合寬帶匹配結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910261574.7
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109935949B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于鵬飛;張孔;王光池;陳興國;季飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
• 主分類號: H01P5/00
• 分類號: H01P5/00;H01P11/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發(fā)明公開了一種微波多層電路中金絲鍵合寬帶匹配結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法，應(yīng)用于多層電路板，多層電路板包括若干層介質(zhì)板，其中，在當(dāng)前層介質(zhì)板的金絲鍵合點處設(shè)置第一匹配結(jié)構(gòu)，且在當(dāng)前層介質(zhì)板的下方的介質(zhì)板中，位于金絲鍵合點處的下方的位置第二匹配結(jié)構(gòu)；第一匹配結(jié)構(gòu)位于多層電路板中的表層介質(zhì)板中，第二匹配結(jié)構(gòu)位于多層電路板中的中間層介質(zhì)板，第一匹配結(jié)構(gòu)和第二匹配結(jié)構(gòu)通過金屬填充的過孔連接。本發(fā)明具有在微波多層電路中金絲鍵合匹配結(jié)構(gòu)匹配帶寬寬、匹配結(jié)構(gòu)尺寸小以及插入損耗低的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于多層介質(zhì)板的微波多芯片組件(MMCM)技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及MMCM中射頻芯片與電路基板間互聯(lián)匹配。

背景技術(shù)

雷達(dá)和通訊技術(shù)的發(fā)展，對微波多芯片組件(MMCM)的性能指標(biāo)和小型化提出了越來越高的要求。當(dāng)前，基于微波多芯片組件技術(shù)的小型化、綜合化和集成化的組件和系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。通過將微波無源結(jié)構(gòu)、有源裸芯片、控制電路、電容、電阻等元器件組裝在同一塊電路基板上，達(dá)到減少組裝層次、節(jié)約成本、提高可靠性的目的。隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，多層電路板的使用，使得微波組件的體積和重量得到成倍的減少。

在基于多層電路板微波組件的設(shè)計中，芯片和傳輸線間互連，多層電路之間的垂直互連等內(nèi)部互聯(lián)結(jié)構(gòu)，對組件的性能、尺寸和成本都有著很大的影響。近些年來，很多研究人員對MMCM內(nèi)部互聯(lián)結(jié)構(gòu)展開研究，其中很重要的一塊就是金絲鍵合匹配，很多理論成果已經(jīng)在工程實踐中得到證實和推廣。

研究人員通過數(shù)值仿真和解析解計算對金絲模型進(jìn)行分析和寄生參數(shù)提取，并提出了很多有效的匹配結(jié)構(gòu)。1991年Steve Nelson等人給出了金絲鍵合結(jié)構(gòu)寄生參數(shù)的等效電路，并引入了一種翼型節(jié)匹配結(jié)構(gòu)。目前，在微波頻段，這種翼型節(jié)匹配結(jié)構(gòu)被廣泛使用，用來補(bǔ)償金絲鍵合結(jié)構(gòu)帶來的感性寄生參數(shù)。其主要不足是需要在金絲兩端的鍵合點處同時進(jìn)行匹配。在射頻芯片與傳輸線之間的鍵合連接的情況下，我們只能在電路板一側(cè)設(shè)計匹配結(jié)構(gòu)，單純使用翼型節(jié)結(jié)構(gòu)，其匹配性能很難滿足需求；同時，電路板表層有限的匹配空間，更增加了匹配的難度。2007年南京理工大學(xué)李成國等人基于5階帶通濾波器原理對翼型節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。2009年東南大學(xué)毫米波國家重點實驗室張紅影等人通過微帶調(diào)配分支線，實現(xiàn)了毫米波金絲鍵合結(jié)構(gòu)的單側(cè)匹配。但是這些設(shè)計方法在匹配帶寬、匹配結(jié)構(gòu)尺寸、插入損耗等方面仍不能很好的滿足工程應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)的微波多層電路中金絲鍵合匹配結(jié)構(gòu)匹配帶寬窄、匹配結(jié)構(gòu)尺寸大以及插入損耗高的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：一種微波多層電路中金絲鍵合寬帶匹配結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于多層電路板，所述多層電路板包括若干層介質(zhì)板，其中，在當(dāng)前層介質(zhì)板的金絲鍵合點處設(shè)置第一匹配結(jié)構(gòu)，且在當(dāng)前層介質(zhì)板的下方的介質(zhì)板中，位于所述金絲鍵合點處的下方的位置第二匹配結(jié)構(gòu)；所述當(dāng)前層介質(zhì)板設(shè)置為多層電路板中的表層介質(zhì)板，所述在當(dāng)前層介質(zhì)板的下方的介質(zhì)板設(shè)置為多層電路板中的中間層介質(zhì)板，所述第一匹配結(jié)構(gòu)和第二匹配結(jié)構(gòu)通過金屬填充的過孔連接。

優(yōu)選的，所述當(dāng)前層介質(zhì)板中設(shè)置第一微帶線和第二微帶線，第一微帶線和第二微帶線之間有間隔；第一匹配結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一微帶線朝向第二微帶線的一端，且所述第一匹配結(jié)構(gòu)通過金絲與第二微帶線連接。

優(yōu)選的，所述第二匹配結(jié)構(gòu)位于所述第一匹配結(jié)構(gòu)的正下方。

優(yōu)選的，所述第一匹配結(jié)構(gòu)包括一段微帶高阻線、第一金屬焊盤，所述微帶高阻線的一端與所述第一微帶線連接，所述微帶高阻線的另一端與所述第一金屬焊盤的一端連接，所述第一金屬焊盤與所述第二微帶線之間有間隔，所述第一金屬焊盤和第二微帶線之間通過金絲壓焊連接。

優(yōu)選的，所述第二匹配結(jié)構(gòu)為第二金屬焊盤，第二金屬焊盤位于第一金屬焊盤的正下方，第二金屬焊盤與第一金屬焊盤通過金屬填充的過孔連通。

優(yōu)選的，所述過孔為垂直過孔。