[发明专利]一种具有高射频信号垂直互联传输性能的LTCC基板

说明书

本发明公开了一种具有高射频信号垂直互联传输性能的LTCC基板，LTCC基板由多层生瓷片构成，且其由上到下依次为元器件安装层、信号层、电源层、接地层以及对外连接层，各层之间通过垂直通孔进行互联；所述信号层有多层，且最上层信号层与最下层信号层之间设置有信号垂直通孔，所述信号垂直通孔的下端设有空气腔。本发明的具有高射频信号垂直互联传输性能的LTCC基板在60GHz范围内插损和驻波均可以满足微波电路设计的需求，比传统的结构极大地扩展了使用频率范围，该基板设计简单快速，加工过程方便，使用频率高，应用带宽大，插损小，驻波较好，工艺实现简单，便于批量化生产。该结构可以广泛应用于基于LTCC基板微波组件中。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种具有高射频信号垂直互联传输性能的LTCC基板。

背景技术

T/R组件组装技术经历了从分立电路、到混合微波集成电路(HMIC)、到单片微波集成电路(MMIC)、到微波多芯片模块(MMCM)、再到三维立体组装微波组件和系统级组装的发展过程。从发展的规律来看，组装密度每提高10％，电路模块的体积可减少40～50％、重量减少20～30％。多层微波集成电路是由分立的有源器件与多层无源器件、互连线构成的集成电路。伴随着近年来三维基板技术的在微波领域的逐渐成熟，基于多层基板封装技术的微波组件得到了广泛的应用。这其中，使用最广的当属LTCC多层基板技术。

LTCC(低温共烧陶瓷)是一种新型的陶瓷多层基板技术，它与其它多层基板技术相比较，具有以下特点：

1)易于实现更多布线层数，提高组装密度；

2)易于内埋置元器件，提高组装密度，实现多功能；

3)便于基板烧成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查，有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本；

4)具有良好的高频特性和高速传输特性；

5)易于形成多种结构的空腔，从而可实现性能优良的多功能微波组件；

6)与薄膜多层布线技术具有良好的兼容性，二者结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件；

7)易于实现多层布线与封装一体化结构，进一步减小体积和重量，提高可靠性。

LTCC基板包括元器件安装层(顶层)、信号层、电源层、接地层和对外连接层(底层)等几部分，陶瓷介质位于各导体层之间，起电绝缘作用。顶层含各种焊盘，用以安装相位的电子元器件。为了提高组装密度，可以采用双面安装多层基板，即在基板的顶面和底面都安装电子元器件。多层基板的信号层在顶层下方，主要布置元器件之间的互连线，层数视组件规模和布线密度而定。电源层和接地层一般都独立设置，可按组件电性能的要求进行设计。陶瓷基板的以上各层由垂直通孔进行互连。

根据LTCC基板的设计微波电路的特点，LTCC基板中间层与顶层或者底层射频信号的传输性能直接决定了微波电路的性能，因此提高LTCC基板射频信号垂直互联的性能，成为使用LTCC基板进行微波电路设计的关键问题。图1为常用的LTCC基板射频信号垂直连接方式，图2为该垂直互联性能的仿真结果，从仿真结果来看，该垂直互联的插损和驻波性能在35GHz以内满足微波电路设计的要求，超过35GHz驻波性能急剧恶化，无法满足微波电路设计要求，因此如何提高LTCC基板在35GHz以上驻波和插损的性能，使其满足微波电路设计的要求成为了亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有高射频信号垂直互联传输性能的LTCC基板。