CN113540915A - 一种微同轴射频传输线及其gsg转接口 - Google Patents

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张光瑞
杨云春
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Abstract

本发明公开了一种微同轴射频传输线的地‑信号‑地GSG转接口，包括：外导体，所述外导体的内部包括空腔，所述外导体的底端设有第一地线连接端和第二地线连接端；内导体，悬空设置在所述空腔内；所述内导体包括信号线连接端，所述信号线连接端包括水平部和竖直部，所述水平部位于所述第一地线连接端与所述第二地线连接端之间，所述竖直部位于所述内导体和所述水平部之间；外导体覆盖部，与所述外导体一体成型，用于覆盖所述竖直部；上述GSG转接口通过增加外导体覆盖部包裹信号线连接端的弯折或拐角区域，从而减小GSG转接口处信号线的辐射损耗。

Description

一种微同轴射频传输线及其GSG转接口
技术领域
本申请涉及射频传输技术领域，尤其涉及一种微同轴射频传输线及其GSG转接口。
背景技术
矩形微同轴传输技术是一种基于MEMS微机械加工工艺的射频传输技术，由于其独特的电磁波结构，使其具有超宽带、无色散、低损耗、高功率容量、高隔离度等特点。矩形微同轴传输线可以采用常用的电气连接接口，实现与外围电路的连接。一种常见的连接接口是地(ground)-信号(signal)-地(ground)的GSG转接口，用于探针测试或金丝键合连接芯片等。而目前微同轴的GSG转接口的问题是：转接口处的内导体存在较大的辐射损耗。
发明内容
本发明提供了一种微同轴射频传输线及其GSG转接口，以解决或者部分解决现有的微同轴射频传输线的GSG转接口存在较大的辐射损耗的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种微同轴射频传输线的地-信号-地GSG转接口，所述GSG转接口包括：
外导体，所述外导体的内部包括空腔，所述外导体的底端设有第一地线连接端和第二地线连接端；
内导体，悬空设置在所述空腔内；所述内导体包括信号线连接端，所述信号线连接端包括水平部和竖直部，所述水平部位于所述第一地线连接端与所述第二地线连接端之间，所述竖直部位于所述内导体和所述水平部之间；
外导体覆盖部，与所述外导体一体成型，用于覆盖所述竖直部。
可选的，所述外导体覆盖部的厚度范围为5μm～200μm。
可选的，所述GSG转接口还包括：支撑介质条，所述支撑介质条架设在所述空腔内，用于支撑所述内导体。
可选的，所述外导体包括五层铜结构，所述外导体覆盖部与第三层铜结构，第四层铜结构和第五层铜结构一体成型。
可选的，所述外导体包括十一层铜结构，所述外导体覆盖部与第五层铜结构至第十一层铜结构一体成型。
根据本发明另一个可选的实施例，提供了一种微同轴传输线路的GSG转接口的制备方法，用于获得前述技术方案中的GSG转接口，所述制备方法包括：
获取衬底；
光刻步骤：在所述衬底上旋涂光刻胶，获得牺牲层，通过光刻方法在所述牺牲层上制作预设图形，获得光刻后的牺牲层；
沉积步骤：通过电化学方法，在所述光刻后的牺牲层上沉积导体金属，获得包括导体金属的牺牲层；
平坦化步骤：对所述包括导体金属的牺牲层进行平坦化处理，获得平坦后的牺牲层；
重复所述光刻步骤，所述沉积步骤和所述平坦化步骤，获得包括内导体，外导体，外导体覆盖部和多层牺牲层的叠层结构；
释放所述叠层结构中的所述多层牺牲层，获得所述GSG转接口。
可选的，所述光刻方法为厚胶紫外光刻。
可选的，每一层导体金属的厚度为5～200μm。
可选的，所述导体金属为铜金属。
根据本发明又一个可选的实施例，提供了一种微同轴射频传输线，所述微同轴射频传输线采用前述技术方案中的GSG转接口。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种微同轴射频传输线及其GSG转接口，基于GSG设置在微同轴底层铜的结构，通过增加外导体覆盖部包裹信号线连接端的弯折或拐角区域，从而减小GSG转接口处信号线的辐射损耗。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据现有的一种微同轴结构示意图；
图2示出了根据本发明一个实施例的不包括覆盖部的微同轴的GSG接口示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的包括覆盖部的微同轴GSG转接口的示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例的微同轴传输线路的GSG转接口的制备方法流程示意图；
附图标记说明：
1、外导体；11、第一地线连接端；12、第二地线连接端；13、外导体覆盖部；2、内导体；21、信号线连接端；211、水平部；212、竖直部。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
通常来说，微同轴传输线的具有如附图1所示的结构，包括外导体，通过介质条的作用悬在空腔内的内导体。在探针连接微同轴传输线时，需要通过对应的GSG转接口进行连接。附图2示出了一种微同轴的GSG接口，其GSG接口位于微同轴的底层铜上，由于信号线连接端在底层铜位置，而内导体在微同轴的中间铜位置，因此信号线连接端需要弯折，如此导致信号传输出现拐角，会产生较大的功率辐射损耗。
为了解决因为信号连接线弯折导致的辐射损耗大这个问题，根据一个可选的实施例，如图2～图3所示，提供了如下的一种GSG转接口结构：
GSG转接口包括：外导体1，所述外导体1的内部包括空腔，所述外导体1的底端设有第一地线连接端11和第二地线连接端12；内导体2，悬空设置在所述空腔内；所述内导体2包括信号线连接端21，所述信号线连接端21包括水平部211和竖直部212，所述水平部211位于所述第一地线连接端11与所述第二地线连接端12之间，所述竖直部212位于所述内导体2和所述水平部211之间；外导体覆盖部13，与所述外导体1一体成型，用于覆盖所述竖直部212。
上述方案的改进原理是：基于GSG设置在底层铜的方案，通过外导体覆盖部13包裹信号线连接端21的弯折或拐角区域，从而抑制辐射损耗。为了获得练好的辐射损耗抑制效果，通过试验确定外导体覆盖部13的可选覆盖厚度范围为5～200微米；优选覆盖厚度范围为50μm～100μm，可以良好抑制辐射损耗。
为了避免支撑信号线，GSG转接口还包括支撑介质条，所述支撑介质条架设在所述空腔内，用于支撑所述内导体2。
通过仿真模拟和试验验证，确定了导体覆盖部的可选覆盖区域：对于常见的具有五层铜结构的半高铜基微同轴射频传输线，则外导体覆盖部13为上三层铜结构，即覆盖部与第三层铜结构，第四层铜结构和第五层铜结构一体成型，可获得良好的减小辐射损耗的效果。对于具有十一层铜结构的全高铜基微同轴射频传输线，则外导体覆盖部13与第五层铜结构至第十一层铜结构一体成型，也可获得良好的减小辐射损耗的效果。
根据前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，如图4所示，提供了一种用于获得前述实施例中的GSG转接口的制备方法，包括：
S1：获取衬底；可选的，可以晶圆为衬底，也可以以蓝宝石、半导体或陶瓷为衬底；
S2：光刻步骤：在所述衬底上旋涂光刻胶，获得牺牲层，通过光刻方法在所述牺牲层上制作预设图形，获得光刻后的牺牲层；
S3：沉积步骤：通过电化学方法，在所述光刻后的牺牲层上沉积导体金属，获得包括导体金属的牺牲层；
S4：平坦化步骤：对所述包括导体金属的牺牲层进行平坦化处理，获得平坦后的牺牲层；可选的，可使用研磨或抛光处理，对每层牺牲层进行平坦化处理；
S5：重复所述光刻步骤，所述沉积步骤和所述平坦化步骤，获得包括内导体，外导体，外导体覆盖部和多层牺牲层的叠层结构；
S6：释放所述叠层结构中的所述多层牺牲层，获得所述GSG转接口。
为了更好地去除牺牲层，可以在叠层结构的四周预留释放孔，使剥离液与光刻胶充分反应。
通常来说，导体金属采用金属铜，从而获得铜基微同轴传输线的转接口。在其它可能的应用场景下，也可以使用金属银作为沉积金属，制备银基微同轴传输线。
可选的，上述方案中采用的光刻方法，可以是为厚胶紫外光刻方法，对应的光刻胶可采用SU-8光刻胶。
可选的，每一层沉积的导体金属的厚度范围可以是5μm～200μm；优选沉积厚度为50μm～100μm。
以制备常用的五层铜的铜基微同轴GSG转接口为例，其工艺步骤流程如下：
(1)取一晶圆作为衬底；
(2)通过厚胶光刻方法在晶圆上沉积第一层铜，然后平坦化；
(3)通过厚胶光刻方法沉积第二层铜，然后平坦化；
(4)沉积制备支撑层，通过光刻，刻蚀方法，形成支撑条；
(5)通过厚胶光刻方法沉积第三层铜，然后平坦化；
(6)通过厚胶光刻方法沉积第四层铜，然后平坦化；
(7)通过厚胶光刻沉积第五层铜，然后平坦化；
(8)去除光刻胶，形成具有微同轴结构的GSG转接头。
基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种微同轴射频传输线，所述微同轴射频传输线采用前述实施例中的GSG转接口。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种微同轴射频传输线及其GSG转接口，基于GSG设置在微同轴底层铜的结构，通过增加外导体覆盖部包裹信号线连接端的弯折或拐角区域，从而减小GSG转接口处信号线的辐射损耗。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种微同轴射频传输线的地-信号-地GSG转接口，其特征在于，所述GSG转接口包括：
外导体，所述外导体的内部包括空腔，所述外导体的底端设有第一地线连接端和第二地线连接端；
内导体，悬空设置在所述空腔内；所述内导体包括信号线连接端，所述信号线连接端包括水平部和竖直部，所述水平部位于所述第一地线连接端与所述第二地线连接端之间，所述竖直部位于所述内导体和所述水平部之间；
外导体覆盖部，与所述外导体一体成型，用于覆盖所述竖直部。
2.如权利要求1所述的GSG转接口，其特征在于，所述外导体覆盖部的厚度范围为5μm～200μm。
3.如权利要求1所述的GSG转接口，其特征在于，还包括：支撑介质条，所述支撑介质条架设在所述空腔内，用于支撑所述内导体。
4.如权利要求1所述的GSG转接口，其特征在于，所述外导体包括五层铜结构，所述外导体覆盖部与第三层铜结构，第四层铜结构和第五层铜结构一体成型。
5.如权利要求1所述的GSG转接口，其特征在于，所述外导体包括十一层铜结构，所述外导体覆盖部与第五层铜结构至第十一层铜结构一体成型。
6.一种微同轴传输线路的GSG转接口的制备方法，其特征在于，用于获得如权利要求1～5任一权项所述的GSG转接口，所述制备方法包括：
获取衬底；
光刻步骤：在所述衬底上旋涂光刻胶，获得牺牲层，通过光刻方法在所述牺牲层上制作预设图形，获得光刻后的牺牲层；
沉积步骤：通过电化学方法，在所述光刻后的牺牲层上沉积导体金属，获得包括导体金属的牺牲层；
平坦化步骤：对所述包括导体金属的牺牲层进行平坦化处理，获得平坦后的牺牲层；
重复所述光刻步骤，所述沉积步骤和所述平坦化步骤，获得包括内导体，外导体，外导体覆盖部和多层牺牲层的叠层结构；
释放所述叠层结构中的所述多层牺牲层，获得所述GSG转接口。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述光刻方法为厚胶紫外光刻。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，每一层导体金属的厚度为5～200μm。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述导体金属为铜金属。
10.一种微同轴射频传输线，其特征在于，所述微同轴射频传输线采用如权利要求1～5任一权项所述的GSG转接口。
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