[发明专利]基于LTCC技术的微带-带状线转换

说明书

一、技术领域

本发明涉及微电子技术领域，涵盖了LTCC技术、微带-带状线转换等技术，利用一种类似于矩形同轴线的变形结构实现LTCC层叠结构中表面微带传输线与层内带状线的转换。该技术可应用于基于LTCC技术的收发组件等领域。

二、背景技术

随着微波射频电路和微电子技术不断发展，电子系统日趋小型化、轻量化，各种电路工艺如薄膜技术，多层电路板技术，陶瓷技术受到越来越多的关注。日渐成熟的微波多芯片组件技术把芯片的微组装技术、混合集成电路的厚膜技术以及印制板技术中多层基板技术融为一体，大大减小了电路体积，提高了集成度和可靠性，全面提升了系统的整体性能。其中低温共烧陶瓷(LTCC)技术被认为是最适合于微波毫米波多芯片组件(MCM)而且最具前途的一种技术。它采用微波传输线(如微带线、带状线和共面波导)、逻辑控制线和电源线的混合信号设计，将它们组合在一个LTCC三维微波传输结构中，并且可将电阻、电容和电感等无源元件集成在LTCC多层微波电路基板中，进一步提高集成度和可靠性。LTCC技术，是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在900℃下烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装MMIC，制成无源/有源集成的功能模块。

在LTCC的多层设计中，常常需要一种结构连接内部元件和表面元件，微带线和共面波导一般用于表面传输线。在内部，由于带状线埋置于上下两地之间，能很好地屏蔽辐射，所以带状线是内部传输线的良好选择。传输微波信号的微带线和带状线之间通过垂直互联以提高电路密度和减小电路的体积。在LTCC三维互联结构中，由于每层传输线的特性不同，层与层之间如果采用通常的方式，即通过实心通孔连接，而一个通孔相当于一个电感，这势必将影响信号在层间传输的匹配性能。微带线与带状线之间的转换如果设计不当，将对电路中微波信号的传输产生严重的影响，例如微波辐射和能量反射等等，增加电路中的损耗。因此，在LTCC技术中，合理的设计微带线和带状线之间的转换，以实现阻抗的良好匹配，从而减小电路中的损耗，提高电路的匹配性能则显得十分重要。本发明中设计的一种基于LTCC技术的微带线到带状线的转换将有效减少信号传输的损耗，改善电路的匹配性能。

三、发明内容

本发明的目的在于实现一种基于LTCC技术的Ku波段微带-带状线的转换结构，这个结构便于加工，低成本，并且能够有效改善信号在多层之间传输的匹配性能，主要应用于基于LTCC层叠技术的多芯片组件中微带线与带状线之间的垂直转换。

本发明采用如下技术方案：

一种应用于基于LTCC层叠技术的多芯片组件中微带线与带状线之间的垂直转换，包括LTCC基板表层用于传输信号的微带线，层内用于传输信号的带状线和连接微带线与带状线的一种类似于矩形同轴线的变形结构。微波信号由表层通过这种类矩形同轴线的结构传输到内层的带状线，再由另一个这样的类矩形同轴线传输到表层的微带线。

这种类似于矩形同轴线的结构，包含了一个用于连接微带线和带状线的信号通孔和若干用于屏蔽的通孔。连接微带线和带状线的信号通孔相当于矩形同轴线的内导体，而由若干通孔围成的多边形则相当于矩形同轴线的外层屏蔽层，此结构不同于通常所采用的直接通孔连接的方式，其具有以下特点：

1.适用于基于LTCC层叠技术的多芯片组件。这种结构主要用于微波信号在LTCC多层之间的转换，以减小电路的体积，实现系统的小型化和轻量化；

2.实现微带线与带状线之间的阻抗匹配。一般微带线和带状线都设计成50欧姆的阻抗，连接他们之间的结构也必须设计成50欧姆。设计中可先计算出类矩形同轴线的参数，再进行适当的仿真优化就可很好的实现微带线与带状线之间的阻抗匹配；

3.有效改善电路匹配性能，减小微波信号在层间传输的微波辐射和能量反射等因素造成的损耗；

4.便于LTCC工艺的实现，这种转换结构简单易行，便于加工，成本低。

四、附图说明

下面参照附图详细地说明本发明，其中：

图1LTCC层分布示意图

图2类矩形同轴线的示意图

图3微带线-带状线转换的平面图

图4微带线-带状线转换的立体图

图5微带线-带状线转换的仿真与测试结果

五、具体实施方式