硅基双介质集成同轴传输结构

发布时间：2021-01-21 17:22

　　针对硅基系统级封装技术的发展需求,以及硅基板上传统的信号传输结构传输损耗大、抗串扰能力差等问题,提出一种新型的硅基双介质集成同轴传输结构。该结构基于体硅微加工工艺设计而成,具有全封闭式的外导体以及单晶硅和空气两种介质。由于结构的复杂性,提出等效矩形同轴传输结构设计方法来简化设计流程,并用有限元仿真验证了此设计方法的有效性。将双介质集成同轴传输结构与硅基板上的若干传统传输结构的性能进行仿真对比,结果表明该新型传输结构具有更低的插入损耗及更好的抗串扰性能。最后,制备了双介质集成同轴结构和相应的硅基带状线实物样品并进行了测试对比,测试结果与仿真结果保持一致并较好地验证了仿真分析的结论。 

【文章来源】：微波学报. 2020,36(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

硅基双介质集成同轴传输结构三维图

图2展示了硅基双介质集成同轴传输结构的截面图。图中各个变量的含义如表1所示。表1 双介质同轴传输各参数定义 符号 定义 符号 定义 w1 硅块宽度 ε1 单晶硅介电常数 w2 凹槽宽度 ε2 空气介电常数 win 内导体带宽 h 硅块高度、凹槽深度

从表1可以看到,对于双介质集成同轴传输结构的设计,涉及的参数有w1、w2、win以及h(本文设置硅块高度及凹槽深度相等以简化模型),共4个变量。这给结构设计带来了较大的难度。为了减少设计工作量,提出一种等效传输结构设计方法。这种方法是将图2所示的双介质集成同轴传输结构等效为图3所示的矩形同轴传输结构。图2所示的双介质集成同轴传输结构与图3所示等效矩形同轴传输结构具有十分相似的传输特性和电磁场分布。基于这种相似性及传输线理论中的分布参数模型,可以通过等效图2和图3所示两种模型的单位长度电容来简化双介质集成同轴传输结构的设计。在等效过程中,假定等效矩形同轴传输结构中的硅块厚度、凹槽深度、内导体宽度均与原双介质集成同轴传输结构相同,从而降低最终等效结果的变异,提升最终结构设计的准确性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]硅基转接板上传输线的电学特性[J]. 周静,万里兮,戴风伟,王惠娟.  科学技术与工程. 2013(20)



本文编号：2991582