接地共面波导到悬置微带线的宽带过渡结构制造技术

一种接地共面波导到悬置微带线的宽带过渡结构，包括：由上而下依次堆叠设置的第一至第三衬底、设置于第一衬底与第二衬底之间的第一地平面、设置于第三衬底上表面的第二地平面、均匀接地共面波导单元、梯形渐变接地共面波导单元、均匀微带线单元、梯形渐变微带线单元和悬置微带线单元。本发明专利技术通过由接地共面波导、微带线、悬置微带线、多段导带等腰梯形渐变结构以及等腰梯形开槽结构的组合，在不增加衬底层数和不附加机械转接结构的情况下，实现了具有较大工作带宽的接地共面波导到悬置微带线的过渡结构，满足三维集成电路中信号宽带、低损耗传输和电路探针测试的需求。低损耗传输和电路探针测试的需求。低损耗传输和电路探针测试的需求。

【技术实现步骤摘要】
接地共面波导到悬置微带线的宽带过渡结构


[0001]本专利技术涉及的是一种三维集成电路领域的技术，具体是一种接地共面波导到悬置微带线的宽带过渡结构。

技术介绍

[0002]悬置微带线技术是指对微带线下衬底或基板进行挖空并空气填充的传输结构。由于空气的相对介电常数近似为1，悬置微带线不但可以使介质损耗显著减小，还可以适当增加传输线尺寸，从而降低电路特性对加工容差的灵敏度。在三维集成电路中，悬置微带线通常位于顶层，用于实现高性能的集成无源器件和集成天线。为使用探针进行测试，悬置微带线需要与同样位于顶层的接地共面波导进行连接。在三维集成电路中，接地共面波导单元与悬置微带线单元的结构和尺寸有显著差异，相连接会引入很大的不连续性，影响过渡结构以及整个传输网络的工作带宽。但现有悬置微带线的过渡结构集中于悬置微带线和传统金属波导之间的过渡，而金属波导体积大且需要额外的机械结构与悬置微带线相连，不适用于三维集成电路。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有三维集成电路中不同类型传输线的宽带低损耗过渡转接与协同设计的不足，提出一种接地共面波导到悬置微带线的宽带过渡结构，在不增加衬底层数和不附加机械转接结构的情况下，实现了较大的工作带宽，满足三维集成电路中信号传输和电路探针测试的需求。通过接地共面波导和微带线的多段过渡结构匹配接地共面波导和悬置带状线，为悬置微带线提供了测试与集成条件。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术涉及一种接地共面波导到悬置微带线的宽带过渡结构，包括：由上而下依次堆叠设置的第一至第三衬底、设置于第一衬底与第二衬底之间的第一地平面、设置于第三衬底上表面的第二地平面、均匀接地共面波导单元、梯形渐变接地共面波导单元、均匀微带线单元、梯形渐变微带线单元和悬置微带线单元。
[0006]所述的悬置微带线单元包括：由上而下依次设置的悬置微带线导带、位于第二衬底对应悬置微带线导带下方的空气腔以及位于第三衬底的上表面的悬置微带线地面。
[0007]所述的悬置微带线导带包括：由上而下依次设置的导带上表面金属条、连接上表面和下表面金属条的金属化通孔阵列以及导带下表面金属条。
[0008]所述的均匀接地共面波导单元包括：设置于第一衬底的上表面的均匀接地共面波导导带、对称设置于接地共面波导导带两侧的矩形地电极以及设置于第一衬底与第二衬底之间的均匀接地共面波导地面。
[0009]所述的梯形渐变接地共面波导单元包括：设置于第一衬底上表面的等腰梯形接地共面波导导带、对称设置于等腰梯形接地共面波导导带两侧的梯形地电极以及设置于第一衬底与第二衬底之间的梯形渐变接地共面波导地面。
[0010]所述的矩形地电极与梯形地电极相连为多边形结构，构成接地共面波导两侧地电极。
[0011]所述的均匀微带线单元包括：位于第一衬底上表面的均匀微带线导带以及设置于第一衬底与第二衬底之间的均匀微带线地面。
[0012]所述的梯形渐变微带线单元包括：位于第一衬底上表面的等腰梯形微带线导带、位于第一衬底与第二衬底之间的等腰梯形开槽结构以及位于第三衬底上表面的梯形渐变微带线地面。
[0013]所述的均匀接地共面波导单元的均匀接地共面波导导带、梯形渐变接地共面波导单元的等腰梯形接地共面波导导带、均匀微带线单元的均匀微带线导带、梯形渐变微带线单元的等腰梯形微带线导带与悬置微带线单元的悬置微带线导带的导带上表面金属条依次相连。
[0014]所述的第一地平面上对应梯形渐变微带线单元的位置设有等腰梯形开槽结构。
[0015]所述的均匀接地共面波导单元的均匀接地共面波导地面、梯形渐变接地共面波导单元的梯形渐变接地共面波导地面与均匀微带线单元的均匀微带线地面依次相连构成第一地平面。
[0016]所述的梯形渐变微带线单元的梯形渐变微带线地面与悬置微带线单元的悬置微带线地面依次相连构成第二地平面。
[0017]所述的第二地平面与第一地平面通过金属化通孔阵列相连。技术效果
[0018]本专利技术作为三维集成电路中便于探针测试的接地共面波导与低损耗的悬置微带线之间的宽带过渡结构，实现了三维集成电路中悬置微带线的可测试与集成转接结构。与现有技术相比，本专利技术显著降低了接地共面波导和悬置微带线间过渡结构的反射系数和插入损耗，具有覆盖微波和毫米波频段的宽频低损耗响应特性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术整体结构的三维视图及正视图和侧视图；
[0020]图中：a为三维视图、b为正视图、c为侧视图；
[0021]图2为本专利技术的结构分层示意图；
[0022]图中：a为第一衬底及其上方金属示意图、b为第一和第二衬底中间的金属示意图、c为第二和第三衬底及两者间的金属地示意图；
[0023]图3为本专利技术用于性能验证的背对背结构的俯视图；
[0024]图4为本专利技术用于性能验证的背对背结构的S
11
和S
12
仿真、测试响应对比图。
[0025]图中：1第一衬底、2第二衬底、3第三衬底、4均匀接地共面波导导带、5接地共面波导两侧地电极、5
‑
1矩形地电极、5
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2梯形地电极、6第一地平面、6
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1均匀接地共面波导地面、6
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2梯形渐变接地共面波导地面、6
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3均匀微带线地面、7金属化通孔阵列、8等腰梯形接地共面波导导带、9均匀微带线导带、10等腰梯形微带线导带、11等腰梯形开槽结构、12悬置微带线导带、12
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1导带上表面金属条、12
‑
2导带下表面金属条、12
‑
3连接上表面和下表面金属条的金属化通孔阵列、13空气腔、14第二地平面、14
‑
1梯形渐变微带线地面、14
‑
2悬置微带线地面。
具体实施方式
[0026]如图1、图2所示，为本实施例涉及一种接地共面波导到悬置微带线的宽带过渡结构，包括：由上而下依次堆叠设置的第一至第三衬底1～3，依次设置的均匀接地共面波导单元、梯形渐变接地共面波导单元、均匀微带线单元、梯形渐变微带线单元和悬置微带线单元。
[0027]所述的悬置微带线单元包括：由上而下依次设置的悬置微带线导带12、位于第二衬底对应悬置微带线导带12下方的空气腔13以及位于第三衬底3的上表面的悬置微带线地面14
‑
2。
[0028]所述的悬置微带线导带12包括：上而下依次设置的导带上表面金属条12
‑
1、连接上表面和下表面金属条的金属化通孔阵列12
‑
3、导带下表面金属条12
‑
2。
[0029]所述的均匀接地共面波导单元包括：设置于第一衬底1的上表面的均匀接地共面波导导带4、对称设置于接地共面波导导带4两侧的矩形地电极5
‑
1以及设置于第一衬底1与第二衬底2之间的均匀接地共面波导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接地共面波导到悬置微带线的宽带过渡结构，其特征在于，包括：由上而下依次堆叠设置的第一至第三衬底、设置于第一衬底与第二衬底之间的第一地平面、设置于第三衬底上表面的第二地平面、均匀接地共面波导单元、梯形渐变接地共面波导单元、均匀微带线单元、梯形渐变微带线单元和悬置微带线单元；所述的悬置微带线单元包括：由上而下依次设置的悬置微带线导带、位于第二衬底对应悬置微带线导带下方的空气腔以及位于第三衬底的上表面的悬置微带线地面；所述的均匀接地共面波导单元包括：设置于第一衬底的上表面的均匀接地共面波导导带、对称设置于接地共面波导导带两侧的矩形地电极以及设置于第一衬底与第二衬底之间的均匀接地共面波导地面；所述的梯形渐变接地共面波导单元包括：设置于第一衬底上表面的等腰梯形接地共面波导导带、对称设置于等腰梯形接地共面波导导带两侧的梯形地电极以及设置于第一衬底与第二衬底之间的梯形渐变接地共面波导地面；所述的均匀微带线单元包括：位于第一衬底上表面的均匀微带线导带以及设置于第一衬底与第二衬底之间的均匀微带线地面；所述的梯形渐变微带线单元包括：位于第一衬底上表面的等腰梯形微带线导带、位于第一衬底与第二衬底之间的等腰梯形开槽结构以及位于第三衬底上表面的梯形渐...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏彬，吴林晟，李晨晨，毛军发，侯芳，朱健，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：