[發明專利]半空氣填充基片集成凹槽間隙波導及其微帶過渡轉換裝置

有效

• 申請號: 202010540194.X
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111668582B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 施永榮;馮文杰;吳啟暉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01P5/10
• 分類號: H01P5/10
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

1.半空氣填充基片集成凹槽間隙波導，其特征在于，包括T基板(4)和B基板(5)，所述T基板(4)平行設于B基板(5)的正上方；

所述T基板(4)下表面設有第一金屬化層(6)，第一金屬化層(6)上覆蓋阻焊掩膜層，用于BGA焊料球(2)的植球；

所述B基板(5)下表面為第二金屬化層(7)，B基板(5)上表面的縱向兩側設有相同的金屬焊盤陣列，用于焊接BGA焊料球(2)；

所述BGA焊料球(2)按照金屬焊盤陣列對應的位置焊接在T基板(4)的下表面，然后將T基板(4)通過倒裝技術裝配于B基板(5)的正上方，從而T基板(4)和B基板(5)之間通過兩列BGA焊球陣列支撐，形成空氣間隙層(3)；

每一個BGA焊料球(2)、其正上方T基板(4)的部分、正下方B基板(5)的部分以及空氣間隙層(3)的部分構成一個BGA周期單元；

所述基片集成凹槽間隙波導的凹槽(1)位于BGA焊料球(2)之間，由空氣間隙層(3)和B基板(5)構成。

2.根據權利要求1所述的半空氣填充基片集成凹槽間隙波導，其特征在于，所述T基板(4)和B基板(5)為Al₂O₃。

3.根據權利要求1所述的半空氣填充基片集成凹槽間隙波導，其特征在于，對于W波段的基片集成凹槽間隙波導設計，所述BGA周期單元的周期p設置為0.8mm，所述BGA焊料球(2)的直徑為300um，空氣間隙層(3)的高度，BGA焊料球(2)的最終塌陷高度設置為h₂＝0.16mm，且介電常數ε_r＝9.9，損耗角正切tanδ＝0.0001，T基板(4)的高度h₁＝0.254mm，B基板(5)的高度h₃＝0.127mm，凹槽(1)兩側BGA焊球陣列之間的距離為g＝2.2mm。

4.根據權利要求1所述的半空氣填充基片集成凹槽間隙波導，其特征在于，所述BGA周期單元的周期p小于波長的一半。

5.根據權利要求4所述的半空氣填充基片集成凹槽間隙波導，其特征在于，所述BGA焊料球(2)的直徑小于0.5p。

6.根據權利要求1-5任一所述的半空氣填充基片集成凹槽間隙波導的微帶過渡轉換裝置，其特征在于，

所述過渡轉換裝置包括T形枝節(9)，阻抗匹配段(10)和一對反射焊料球(11)；

所述T形枝節(9)插入微帶線(8)和基片集成凹槽間隙波導交接處，并向基片集成凹槽間隙波導內部延伸；

所述阻抗匹配段(10)，由寬度按照一定規律漸變的微帶線段組成，位于T形枝節(9)和微帶線(8)之間；

所述一對反射焊料球(11)，其形狀規格和基片集成凹槽間隙波導中的BGA焊料球(2)一致，位于阻抗匹配段(10)中心位置兩側；

所述T形枝節(9)實現微帶線電磁場至基片集成凹槽間隙波導的凹槽(1)的分布和耦合，其內部包含了磁場匹配區域；

所述阻抗匹配段(10)實現微帶線至T形枝節(9)的阻抗匹配功能；

所述一對反射焊料球(11)實現電磁場的反射，使電磁場向基片集成凹槽間隙波導的凹槽(1)傳輸。