CN116093567B - 射频介质集成同轴长距离传输结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种射频介质集成同轴长距离传输结构，包括设定在多层介质板中的射频介质集成同轴以及印制在多层介质板内的若干个圆形金属铜箔，射频介质集成同轴由中心内导体金属化过孔以及围绕中心内导体金属化过孔圆形阵列分布的若干个外导体金属化过孔组成，沿中心内导体金属化过孔中心线方向线性间隔分布着若干个圆形金属铜箔，圆形金属铜箔与中心内导体金属化过孔同心且相连接，同时，不与外导体金属化过孔相连接。本发明在传统射频介质集成同轴的基础上，沿中心内导体金属化过孔中心线方向线性间隔放置了若干个圆形金属铜箔，从而改变了射频信号传输过程中的电磁场型，改善了长距离传输的驻波，降低了长距离传输的损耗。
Description
技术领域
本发明涉及三维多芯片组件技术领域，具体而言，涉及一种射频介质集成同轴长距离传输结构。
背景技术
由于现代电子科学技术的快速发展，如今的电子设备正在向小尺寸、体积轻量化、连接可靠性高、实现多种功能和低制作成本方向发展，尤其是对于像隐形战机、舰船和卫星等高要求的电子装备，实现器件小尺寸、体积轻量化对于改善其电气性能指标和灵活的机动性更为重要和关键。电子设备进一步得到高性能和小尺寸的主要制约已经不再是元器件本身的因素，而是组装和封装的工艺技术和形式结构。目前，单一的单片微波集成电路芯片还不能满足工作在微波毫米波频段的复杂的系统级设备集成，而在上世纪90年代发展起来的MCM——多芯片组件技术，解决了目前系统集成化的矛盾，即把多个MMIC和其他片式元器件封装在一块具有高密度的多层互连基板上，从而实现一个独立的系统级组件，这样是目前实现电子设备尺寸小型化、体积轻量化、连续可靠性高、实现多种功能、提高性能优良性的最有效的途径之一，并且可以最大程度范围内实现高集成度、改善单片IC性能。由于大规模集成电路和封装连技术的高速发展趋势，然而如今的2D-MCM已经不能达到新一代通信系统设备、微波或毫米波雷达运用的高要求，经过国内外科研人员的不懈努力，现在的多芯片封装技术已经研究发展到三维封装阶段，也就是在二维平面电子封装MCM(2D-MCM)的基础上，从而沿垂直的Z轴方向发展的高集成度电子封装技术，从而实现了三维多芯片组件(3D-MCM)。实现3D-MCM不仅能够提高组装密度，同时使得电子产品实现多种功能，高速信号传输、良好的工作性能、高可靠性和低制作成本。近年来，3D-MCM技术是是实现系统集成的重要技术途径，并且广泛应用在军事宇航、卫星、计算机、通信等领域。
在3D-MCM中，形成3D结构的重要条件在于怎么样实现各层平面电路间的垂直互连。垂直互连是指3D-MCM中信号层、地线层、电源层之间的相互连接。射频电路的垂直互连技术，主要关注的是损耗问题，即它的电气特性要满足插入损耗低、反射系数低、隔离度高、低串扰等要求。垂直互连是实现3D-MCM最重要技术之一，也是关键技术之一。射频介质集成同轴是在3D-MCM中实现射频信号垂直互连的常用手段，射频介质集成同轴是指可在多层基板中制作的类射频同轴线结构，其由中心金属化信号过孔以及圆周围绕在它周围的金属化屏蔽过孔构成。然而，这种结构在短距离传输中性能较好，传输距离变长以后性能变逐渐恶化，这种现象在毫米波频段更加显著。在3D-MCM往更高集成密度发展的同时，更多层堆叠，更大的Z向尺寸成为必然趋势，因此，Z向长距离传输是必须要克服的难题。
发明内容
本发明旨在提供一种射频介质集成同轴长距离传输结构，以解决传统射频介质集成同轴传输距离变长以后性能变差的的问题。
本发明提供的一种射频介质集成同轴长距离传输结构，包括设定在多层介质板中的射频介质集成同轴以及印制在多层介质板内的若干个圆形金属铜箔，所述射频介质集成同轴由中心内导体金属化过孔以及围绕中心内导体金属化过孔圆形阵列分布的若干个外导体金属化过孔组成，沿中心内导体金属化过孔中心线方向线性间隔分布着若干个圆形金属铜箔，所述圆形金属铜箔与中心内导体金属化过孔同心且相连接，同时，不与外导体金属化过孔相连接。
在一些实施例中，所述多层介质板为混压印制板。
在一些实施例中，所述多层介质板为高温共烧陶瓷或低温共烧陶瓷。
在一些实施例中，沿中心内导体金属化过孔中心线方向线性间隔分布的所述若干个圆形金属铜箔的直径相同。
在一些实施例中，沿中心内导体金属化过孔中心线方向线性间隔分布的所述若干个圆形金属铜箔的直径均不相同或部分不相同。
在一些实施例中，沿中心内导体金属化过孔中心线方向线性间隔分布的所述若干个圆形金属铜箔的间隔距离相同。
在一些实施例中，沿中心内导体金属化过孔中心线方向线性间隔分布的所述若干个圆形金属铜箔的间隔距离均不相同活部分不相同。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明在传统射频介质集成同轴的基础上，沿中心内导体金属化过孔中心线方向线性间隔放置了若干个圆形金属铜箔，从而改变了射频信号传输过程中的电磁场型，改善了长距离传输的驻波，降低了长距离传输的损耗。
2、本发明与传统射频介质集成同轴对外接口相同，应用时不改变现有3D-MCM中的其它技术，与现有3D-MCM技术有很好的融合度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中射频介质集成同轴长距离传输结构的三维透视图。
图2为本发明一个实施例的射频介质集成同轴长距离传输结构与传统射频介质集成同轴结构在长距离传输情况下的|S11|曲线对比图；
图3为本发明一个实施例的射频介质集成同轴长距离传输结构与传统射频介质集成同轴结构在长距离传输情况下的|S12|曲线对比图。
图标：1-多层介质板、2-中心内导体金属化过孔、3-外导体金属化过孔、4-圆形金属铜箔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本实施例提出一种射频介质集成同轴长距离传输结构，包括设定在多层介质板1中的射频介质集成同轴以及印制在多层介质板1内的若干个圆形金属铜箔4，所述射频介质集成同轴由中心内导体金属化过孔2以及围绕中心内导体金属化过孔2圆形阵列分布的若干个外导体金属化过孔3组成，沿中心内导体金属化过孔2中心线方向线性间隔分布着若干个圆形金属铜箔4，所述圆形金属铜箔4与中心内导体金属化过孔2同心且相连接，同时，不与外导体金属化过孔3相连接。
在一些优选的实施例中，多层介质板1可以是混压印制板，也可以是高温共烧陶瓷或低温共烧陶瓷，抑或是其它可以实现多层电路结构的电路板；沿中心内导体金属化过孔2中心线方向线性间隔分布的若干个圆形金属铜箔4的直径可以相同也可以不相同均不相同或其中几个不相同，沿中心内导体金属化过孔2中心线方向线性间隔分布的若干个圆形金属铜箔4的间隔距离可以等间距也可以不等间距均不等间距或部分不等间距，以及圆形金属铜箔4的具体数量，可根据实际情况进行调整以达到最佳效果。
如图2所示为本发明一个实施例的射频介质集成同轴长距离传输结构与传统射频介质集成同轴结构在长距离传输情况下的|S11|曲线对比图。
如图3所示为本发明一个实施例的射频介质集成同轴长距离传输结构与传统射频介质集成同轴结构在长距离传输情况下的|S12|曲线对比图。
从图2、图3可以看出，本发明一个实施例的射频介质集成同轴长距离传输结构的长距离传输驻波好、损耗低。这是因为，本发明在传统射频介质集成同轴的基础上，沿中心内导体金属化过孔2中心线方向线性间隔放置了若干个圆形金属铜箔4，从而改变了射频信号传输过程中的电磁场型，改善了长距离传输的驻波，降低了长距离传输的损耗。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种射频介质集成同轴长距离传输结构，其特征在于，包括设定在多层介质板(1)中的射频介质集成同轴以及印制在多层介质板(1)内的若干个圆形金属铜箔(4)，所述射频介质集成同轴由中心内导体金属化过孔(2)以及围绕中心内导体金属化过孔(2)圆形阵列分布的若干个外导体金属化过孔(3)组成，沿中心内导体金属化过孔(2)中心线方向线性间隔分布着若干个圆形金属铜箔(4)，所述圆形金属铜箔(4)与中心内导体金属化过孔(2)同心且相连接，同时，不与外导体金属化过孔(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的射频介质集成同轴长距离传输结构，其特征在于，所述多层介质板(1)为混压印制板。
3.根据权利要求1所述的射频介质集成同轴长距离传输结构，其特征在于，所述多层介质板(1)为高温共烧陶瓷或低温共烧陶瓷。
4.根据权利要求1所述的射频介质集成同轴长距离传输结构，其特征在于，沿中心内导体金属化过孔(2)中心线方向线性间隔分布的所述若干个圆形金属铜箔(4)的直径相同。
5.根据权利要求1所述的射频介质集成同轴长距离传输结构，其特征在于，沿中心内导体金属化过孔(2)中心线方向线性间隔分布的所述若干个圆形金属铜箔(4)的直径均不相同或部分不相同。
6.根据权利要求1所述的射频介质集成同轴长距离传输结构，其特征在于，沿中心内导体金属化过孔(2)中心线方向线性间隔分布的所述若干个圆形金属铜箔(4)的间隔距离相同。
7.根据权利要求1所述的射频介质集成同轴长距离传输结构，其特征在于，沿中心内导体金属化过孔(2)中心线方向线性间隔分布的所述若干个圆形金属铜箔(4)的间隔距离均不相同或部分不相同。
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