基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装制造技术

本发明专利技术涉及一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装，该微带线封装结构由顶层介质板（1）和底层介质板（2）两层介质板粘接而成。顶层介质板（1）的上表面印刷有金属层，并在介质板（1）上有周期性金属过孔（3）；底层介质板（2）上表面印刷有方形金属贴片（4），在中间位置设有微带线（5），其下表面印刷有接地金属层。本发明专利技术使用低成本的介质板对微带线封装，解决了微带线封装的成本问题，以及传统微带线中存在辐射损耗、平面波和空腔谐振问题，同时具有结构简单、尺寸小、带宽宽、损耗低以及结构稳定等优点，更易于集成、组装和加工。

【技术实现步骤摘要】
基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装
本专利技术涉及电子
，具体涉及一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装。
技术介绍
微带线是用于传输微波信号的一种传输线，其在很多领域得到了广泛使用。与金属波导相比，微带线具有体积小、重量轻、工作频带宽、可靠性高以及制造成本低等特性。但是，传统微带线存在辐射损耗、表面波和空腔谐振等问题。基片集成间隙波导（SubstrateIntegratedGapWaveguide,SIGW），能有效地抑制空间辐射和表面波。由于基片集成间隙波导（SIGW）中传输的是准TEM波，当其与微带线集成时，就不存在模式转换损耗。基片集成间隙波导（SIGW）使用介质板作为间隙层，保证了稳定的间隙高度，克服了间隙波导（GW）难以保证连续的空气间隙高度的问题。近来基于基片集成间隙波导（SIGW）对传统微带线的封装技术被提出，但其使用的介质板成本偏高，且对加工精度要求较高。这样，使得基片集成间隙波导（SIGW）技术的应用受到了较大的限制。本专利技术基于基片集成间隙波导（SIGW）来微带线封装，使用两层低成本的介质板实现对微带线的封装，同时两层介质板的组装可以通过螺丝固定，也可以通过粘接固定在一起。本专利技术实现了低成本对传统微带线的封装，同时可以抑制空间辐射和表面波，而且能实现高的传输性能、低成本、易组装和小尺寸的电路设计。本
技术实现思路
，经文献检索，未见与本专利技术相同的公开报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，设计出一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装。包括：顶层介质板（1）和底层介质板（2），其中：a、顶层介质板（1）的上表面印刷有金属层，在顶层介质板（1）上打有周期性金属过孔（3）；b、底层介质板（2）上表面印刷有周期性方形金属贴片（4），周期性方形金属贴片（4）位于周期性金属过孔（3）的正下方；周期性金属过孔（3）与周期性方形金属贴片（4）一起构成蘑菇形电磁带隙（EBG）结构上；介质板（2）的下表面印刷有金属层；传输微带线（5）印刷在介质板（2）上表面的中间位置，且与周期性方形金属贴片（4）无交叠；c、所述一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装的两层介质板的介电常数和厚度均不同，两层介质板可通过粘接或螺丝固定在一起；d、所述一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装的顶层介质板（1）与底层介质板（2）宽度相同，但长度不同；底层介质板（2）比顶层介质板（1）的长度略长，以裸露出一定长度的微带线，便于测试。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装顶层介质板（1）廉价的FR4介质板或Rogers4350B，和底层介质板（2）均采用廉价的Rogers4003C介质板。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装顶层介质板（1）的厚度比底层介质板（2）的厚度要厚，以减少传导损耗，降低空间辐射和表面波，获得较宽的带宽。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装增加底层介质板（2）的厚度会降低微带线的高频截止频率；当底层介质板（2）的厚度较小时，增加底层介质板（2）的厚度将增加微带线的低频截止频率；当底层介质板（2）的厚度增加到一定程度后，随着底层介质板（2）的厚度增加，微带线的低频截止频率将不再改变。如上所述的基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装，调整顶层介质板（1）和底层介质板（2）的介电常数能实现使该微带线封装的工作带宽得到改变；增加顶层介质板（1）的介电常数，将降低微带线的高频截止频率；增加底层介质板（2）介电常数，将同时降低微带线的高频截止频率和低频截止频率。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装对底层介质板（2）的损耗角正切要求较高，需尽量选择损耗角正切小的介质板，但对顶层介质板（1）的损耗角正切要求不高，可选择更便宜的较大损耗的介质板，以降低成本。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装采用了方形金属贴片（4），在相同面积（即电感相同）下，方形贴片比圆形贴片有更小的尺寸，这样可以有效减小在两个方形金属贴片（4）单元之间有更宽的间隙，从而可以更好的布置微带线。如上所述，新型基片集成间隙波导传输准TEM模式，有利于与TEM模式的微带线的集成，降低集成时的模式转换损耗。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装仅采用两层介质板构成了基片集成间隙波导结构，使该微带线封装结构采用的介质板最少化，有利于减少介质板消耗量和方便组装。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装不同于传统间隙波导（GW）的间隙层为空气，该微带线封装结构的间隙层为底层介质板（1），从而有一个稳定的间隙高度。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装顶层介质板（1）和周期过孔（3）以及方形金属贴片（4）组成理想磁导体（perfectmagneticconductor，PMC）层，有效减少了空间辐射损耗，抑制了平面波，同时解决了空间谐振的问题。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：1、解决了传统微带线封装中辐射损耗和平面波的问题；2、具有小尺寸，低剖面，易集成，易加工；3、结构稳定，传输性能好；4、具有较宽的工作频带。附图说明图1为本专利技术低成本基片集成间隙波导的微带线封装的整体结构图。图2为本专利技术低成本基片集成间隙波导的微带线封装的顶层介质板上表面图。图3为本专利技术低成本基片集成间隙波导的微带线封装的顶层介质板下表面图。图4为本专利技术低成本基片集成间隙波导的微带线封装的底层介质板上表面图。图5为本专利技术低成本基片集成间隙波导的微带线封装的底层介质板下表面图。图6为本专利技术低成本基片集成间隙波导的微带线封装顶层介质板使用Rogers40350B的S11和S21的测试图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。如图1-5所示，一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装，包括：顶层介质板（1），底层介质板（2），其中：a、顶层介质板（1）的上表面印刷有金属层，在顶层介质板（1）上打有周期性金属过孔（3）；b、底层介质板（2）上表面印刷有周期性方形金属贴片（4），周期性方形金属贴片（4）位于周期性金属过孔（3）的正下方；周期性金属过孔（3）与周期性方形金属贴片（4）一起构成蘑菇形电磁带隙（EBG）结构上；介质板（2）的下表面印刷有金属层；传输微带线（5）印刷在介质板（2）上表面的中间位置，且与周期性方形金属贴片（4）无交叠；c、所述一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装的两层介质板的介电常数和厚度均不同，两层介质板可通过粘接或螺丝固定在一起；d、所述一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装的顶层介质板（1）与底层介质板（2）宽度相同，但长度不同；底层介质板（2）比顶层介质板（1）的长度略长，以裸露出一定长度的微带线，便于测试。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装顶层介质板（1）廉价的FR4介质板或Rogers4350B，和底层介质板（2）均采用廉价的Rogers4003C介质板。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装顶层介质板（1）的厚度比底层介质板（2）的厚度要厚，以减少传导损耗，降低空间辐射和表面波，获得较宽的带宽。如上所述，基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装增加底层介质板（2）的厚度会降低微带线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装，其特征在于，包括顶层介质板（1），底层介质板（2），其中：a、顶层介质板（1）的上表面印刷有金属层，在顶层介质板（1）上打有周期性金属过孔（3）；b、底层介质板（2）上表面印刷有周期性方形金属贴片（4），周期性方形金属贴片（4）位于周期性金属过孔（3）的正下方；周期性金属过孔（3）与周期性方形金属贴片（4）一起构成蘑菇形电磁带隙（EBG）结构上；介质板（2）的下表面印刷有金属层；传输微带线（5）印刷在介质板（2）上表面的中间位置，且与周期性方形金属贴片（4）无交叠；c、所述一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装的两层介质板的介电常数和厚度均不同，两层介质板可通过粘接或螺丝固定在一起；d、所述一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装的顶层介质板（1）与底层介质板（2）宽度相同，但长度不同；底层介质板（2）比顶层介质板（1）的长度略长，以裸露出一定长度的微带线，便于测试。

【技术特征摘要】
1.一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装，其特征在于，包括顶层介质板（1），底层介质板（2），其中：a、顶层介质板（1）的上表面印刷有金属层，在顶层介质板（1）上打有周期性金属过孔（3）；b、底层介质板（2）上表面印刷有周期性方形金属贴片（4），周期性方形金属贴片（4）位于周期性金属过孔（3）的正下方；周期性金属过孔（3）与周期性方形金属贴片（4）一起构成蘑菇形电磁带隙（EBG）结构上；介质板（2）的下表面印刷有金属层；传输微带线（5）印刷在介质板（2）上表面的中间位置，且与周期性方形金属贴片（4）无交叠；c、所述一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装的两层介质板的介电常数和厚度均不同，两层介质板可通过粘接或螺丝固定在一起；d、所述一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装的顶层介质板（1）与底层介质板（2）宽度相同，但长度不同；底层介质板（2）比顶层介质板（1）的长度略长，以裸露出一定长度的微带线，便于测试。2.根据权利要求书1所述的一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装，其特征在于：所述的顶层介质板（1）和底层介质板（2）采用廉价的FR4或Rogers4350B或4003C介质板。3.根据权利要求书1所述的一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装，其特征在于：所述的顶层介质板（1）的厚度比底层介质板（2）的厚度要厚，以减少传导损耗，降低空间辐射和表面波，获得较宽的带宽。4.根据权利要求书1所述的一种基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装，其特征在于：所述的增加底层介质板（2）的厚度会降低微带线的高频截止频率；当底层介质板（2）的厚度较小时，增加底层介质板（2）的厚度将增加微带线的低频截止频率；当底层介质板（2）的厚度增加到一定程度后，随着底层介质板（2）的厚度增加，微带线的低频截止频率将不再改变。5.根据权利要求书1所述的一种基于基片集成间隙波导的...

【专利技术属性】
技术研发人员：申东娅，董明，张秀普，袁洪，任文平，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南,53