針對硅基系統(tǒng)級封裝技術(shù)的發(fā)展需求,以及硅基板上傳統(tǒng)的信號傳輸結(jié)構(gòu)傳輸損耗大、抗串?dāng)_能力差等問題,提出一種新型的硅基雙介質(zhì)集成同軸傳輸結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)基于體硅微加工工藝設(shè)計(jì)而成,具有全封閉式的外導(dǎo)體以及單晶硅和空氣兩種介質(zhì)。由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,提出等效矩形同軸傳輸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法來簡化設(shè)計(jì)流程,并用有限元仿真驗(yàn)證了此設(shè)計(jì)方法的有效性。將雙介質(zhì)集成同軸傳輸結(jié)構(gòu)與硅基板上的若干傳統(tǒng)傳輸結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行仿真對比,結(jié)果表明該新型傳輸結(jié)構(gòu)具有更低的插入損耗及更好的抗串?dāng)_性能。最后,制備了雙介質(zhì)集成同軸結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的硅基帶狀線實(shí)物樣品并進(jìn)行了測試對比,測試結(jié)果與仿真結(jié)果保持一致并較好地驗(yàn)證了仿真分析的結(jié)論。 

【文章來源】：微波學(xué)報(bào). 2020,36(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

硅基雙介質(zhì)集成同軸傳輸結(jié)構(gòu)三維圖

圖2展示了硅基雙介質(zhì)集成同軸傳輸結(jié)構(gòu)的截面圖。圖中各個(gè)變量的含義如表1所示。表1 雙介質(zhì)同軸傳輸各參數(shù)定義 符號 定義 符號 定義 w1 硅塊寬度 ε1 單晶硅介電常數(shù) w2 凹槽寬度 ε2 空氣介電常數(shù) win 內(nèi)導(dǎo)體帶寬 h 硅塊高度、凹槽深度

從表1可以看到,對于雙介質(zhì)集成同軸傳輸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),涉及的參數(shù)有w1、w2、win以及h(本文設(shè)置硅塊高度及凹槽深度相等以簡化模型),共4個(gè)變量。這給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了較大的難度。為了減少設(shè)計(jì)工作量,提出一種等效傳輸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。這種方法是將圖2所示的雙介質(zhì)集成同軸傳輸結(jié)構(gòu)等效為圖3所示的矩形同軸傳輸結(jié)構(gòu)。圖2所示的雙介質(zhì)集成同軸傳輸結(jié)構(gòu)與圖3所示等效矩形同軸傳輸結(jié)構(gòu)具有十分相似的傳輸特性和電磁場分布�；谶@種相似性及傳輸線理論中的分布參數(shù)模型,可以通過等效圖2和圖3所示兩種模型的單位長度電容來簡化雙介質(zhì)集成同軸傳輸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在等效過程中,假定等效矩形同軸傳輸結(jié)構(gòu)中的硅塊厚度、凹槽深度、內(nèi)導(dǎo)體寬度均與原雙介質(zhì)集成同軸傳輸結(jié)構(gòu)相同,從而降低最終等效結(jié)果的變異,提升最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硅基轉(zhuǎn)接板上傳輸線的電學(xué)特性[J]. 周靜,萬里兮,戴風(fēng)偉,王惠娟.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2013(20)



本文編號：2991582