[實(shí)用新型]一種基于人工表面等離子體的電磁干擾輻射抑制結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920399795.6
• 申請(qǐng)日: 2019-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209658169U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李爾平;張友飛;李天武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海寧利伊電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/552
• 分類號(hào): H01L23/552;H01L23/60;H05K9/00
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林超<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于人工表面等離子體的電磁干擾輻射抑制結(jié)構(gòu)。整個(gè)抑制結(jié)構(gòu)分為上層金屬層和下層有耗介質(zhì)層，金屬層印刷在有耗介質(zhì)層上表面，金屬層主要由四個(gè)人工表面等離子體單元沿周向均布排列構(gòu)成；每個(gè)人工表面等離子體單元由13個(gè)的“十”字形結(jié)構(gòu)依次串接組合而成，每個(gè)“十”字形結(jié)構(gòu)包括短長(zhǎng)金屬條，短長(zhǎng)金屬條的中點(diǎn)相交并垂直布置；短金屬條沿同一直線依次連接成同一金屬條，長(zhǎng)金屬條相平行，從中間至兩邊的長(zhǎng)金屬條的長(zhǎng)度h逐漸增加且兩邊以中間呈對(duì)稱分布。本實(shí)用新型適用于封裝芯片的EMI輻射抑制，能在較寬的頻帶內(nèi)對(duì)芯片實(shí)現(xiàn)有效抑制，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)，厚度薄，抑制效果好，使用范圍廣，不受噪聲源限制等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及芯片以及印刷電路板的電磁干擾抑制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種基于人工表面等離子激元(Spoof Surface Plasmon Polariton,SSPP)的EMI(Electromagnetic Interference,EMI)輻射抑制結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用于芯片以及印刷電路板的輻射抑制。

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)的高速發(fā)展，新一代芯片技術(shù)的集成度和復(fù)雜的進(jìn)一步提高，同時(shí)也給抑制EMI技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定，不同電子產(chǎn)品在3米和10米處最大電場(chǎng)必須低于相應(yīng)指標(biāo)以規(guī)范電子產(chǎn)品的輻射量，若輻射量超標(biāo)將被禁售。因此，對(duì)EMI輻射抑制新方法的研究格外迫切。

傳統(tǒng)的EMI輻射抑制方法包括20-H準(zhǔn)則，共模濾波器，電磁帶隙結(jié)構(gòu)和分離式電容去耦墻等。20-H準(zhǔn)則作為經(jīng)驗(yàn)法則并不能針對(duì)大多數(shù)抑制問(wèn)題，共模濾波器明顯增加了布線密度，從而不利于提高集成度。電磁帶隙結(jié)構(gòu)由于其復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，一定程度上增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決以上背景技術(shù)和現(xiàn)有方法的不足，本實(shí)用新型提出了基于SSPP的EMI輻射抑制方案。本實(shí)用新型能夠在特定頻帶內(nèi)將芯片附件的電磁場(chǎng)限制在SSPP結(jié)構(gòu)附近，既不能向外輻射也不能傳播到PCB板的邊緣，只能在SSPP駐波結(jié)構(gòu)上來(lái)回震蕩，從而被介質(zhì)和金屬所消耗，減小了EMI輻射。本實(shí)用新型在封裝芯片和EMI輻射抑制領(lǐng)域具有著重要應(yīng)用價(jià)值。

為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

整個(gè)抑制結(jié)構(gòu)分為位于上層的金屬層P和位于下層的有耗介質(zhì)層D，金屬層P印刷在有耗介質(zhì)層D上表面，金屬層P主要由四個(gè)人工表面等離子體單元在有耗介質(zhì)層D上表面沿周向均布排列構(gòu)成，四個(gè)人工表面等離子體單元對(duì)稱排列在有耗介質(zhì)層D上表面中心的四邊，四個(gè)人工表面等離子體單元結(jié)合和尺寸相同但方向布置不同；每個(gè)人工表面等離子體單元由13個(gè)的“十”字形結(jié)構(gòu)依次串接組合而成，每個(gè)“十”字形結(jié)構(gòu)包括相垂直交叉布置的短金屬條和長(zhǎng)金屬條，短金屬條和長(zhǎng)金屬條的中點(diǎn)相交并垂直布置；13個(gè)的“十”字形結(jié)構(gòu)的短金屬條沿同一直線依次連接成同一金屬條，13個(gè)的“十”字形結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)金屬條相平行，13個(gè)的“十”字形結(jié)構(gòu)從中間至兩邊的長(zhǎng)金屬條的長(zhǎng)度h逐漸增加且兩邊以中間呈對(duì)稱分布，形成對(duì)稱特征。

短金屬條連接構(gòu)成的金屬條垂直于有耗介質(zhì)層D中心向外的徑向方向。

所述的短金屬條的長(zhǎng)度小于長(zhǎng)金屬條的長(zhǎng)度。

所述有耗介質(zhì)層D采用FR4板材，介電常數(shù)為4.4，介質(zhì)損耗角的正切值為0.02。

所述抑制結(jié)構(gòu)的抑制工作頻段為8.4GHz–12GHz。

本實(shí)用新型的EMI輻射抑制結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)用于芯片封裝和EMI輻射抑制。

本實(shí)用新型的抑制結(jié)構(gòu)基于表面等離子體的表面波特性和傳播截止特性，使得芯片輻射出的電磁場(chǎng)在與芯片平面垂直的縱向迅速衰減，電磁場(chǎng)只能被束縛在表面等離子體表面附近。而在橫向由于不同尺寸的截止特性而形成駐波，避免了其傳播到基板邊緣后輻射出去，因此電磁波只能被限制在表面等離子體結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進(jìn)而被介質(zhì)和金屬損耗，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射的抑制。