[发明专利]一种太赫兹单片电路过渡结构

说明书

本发明公开一种太赫兹单片电路过渡结构，应用于太赫兹单片电路封装技术领域，针对现有技术存在的回波变差，损耗变大的问题，本发明通过将倒置微带线与放大器芯片进行连接，与传统的金丝键合连接形式相比，本发明的倒置微带线结构省去了跳金丝在高频段因寄生效应产生的不利影响，做到了无跳线连接；与倒置共面波导过渡结构相比，本发明的倒置微带线结构减少了需要涂抹导电胶的次数和部位，极大的降低了人工装配难度，同时能够保证与单片电路实现稳定可靠且无失配的连接。

技术领域

本发明属于太赫兹单片电路封装技术领域，特别涉及一种太赫兹单片电路过渡结构。

背景技术

频率为100GHz～1THz、波长为3mm～30μm的电磁波称为太赫兹波,在频谱上位于微波与红外光波之间，因而兼有两种波谱的双重特点。与较低频段的微波相比，它们的特点是：1、利用的频谱范围宽，信息容量大。2、易实现窄波束和高增益的天线，因而分辨率高，抗干扰性好。3、穿透等离子体的能力强。4、多普勒频移大，测速灵敏度高。亚毫米波在通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学和波谱学方面都有重大的意义。

单片电路封装技术是片上放大电路与各种模块化设备对接的关键技术，而传统的微波单片电路主要采用金丝或者金带跳线进行封装，然后连接微带-波导过渡探针至波导腔体实现芯片-过渡结构-波导的信号转换，这种跳线连接方式引入的不连续性较大，特别是太赫兹频段，金丝跳线形式的芯片封装技术已经不能保证良好的传输特性，主要表现在高损耗，高反射，并且由于太赫兹芯片尺寸较小，跳线形式的过渡结构无法保证良好的重复性和一致性。面对传统封装技术无法完成良好的信号过渡的问题，目前解决的方法主要有：1.采用片上天线直接向波导结构辐射的方法完成片上信号-导波信号的转换，然而这种方法完成的片上电路装配前完全无法进行片上测试，这对模块的成品率构成了巨大的威胁，并且片上天线对单片工艺有更高更复杂的要求，并不适用于所有工艺线；2.采用倒置共面波导的方式，通过涂抹导电胶实现过渡结构与单片电路之间的连接，并且需要在6处准确涂抹导电胶，但是由于太赫兹单片电路两端的标准射频GSG(地-信号-地)pad尺寸较小(如G波段的pad尺寸为30μm×50μm)，且GSG之间的缝隙也很窄(大约15-20μm)，加之目前装配基本上是人工操作，人工涂抹导电胶很容易产生涂抹位置不准确以及导电胶用量不恰当的问题，从而使得倒置共面波导过渡结构与单片电路稳定连接的误差率很大。同时由于导电胶在高温烘烤凝固的过程中容易发生扩散，引使得单片电路的输入输出端阻抗发生变化，进而造成倒置共面波导过渡结构与单片电路连接失配，主要表现在于回波变差，损耗变大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种太赫兹单片电路过渡结构，通过倒置微带线实现过渡结构与太赫兹单片电路之间的无跳线连接，保证连接匹配可靠的同时极大的降低了人工装配的难度。

本发明采用的技术方案为：一种太赫兹单片电路过渡结构，包括两个倒置微带线结构，输入波导与输出波导分别通过一个倒置微带线结构与单片电路连接；

所述倒置微带线结构包括：介质基片，以及位于介质基片上的E面探针、阻抗匹配线、高阻线、50Ohm倒置微带线、末端金属pad，所述E面探针、高阻线、阻抗匹配线、50Ohm倒置微带线、末端金属pad依次连接。

还包括：输入端减高波导2、输出端减高波导8；记两个倒置微带线结构为：第一倒置微带线结构、第二倒置微带线结构；

输入波导通过输入端减高波导与第一倒置微带线结构连接，所述第一倒置微带线结构的E面探针位于输入端减高波导内，第一倒置微带线结构的末端金属pad通过导电胶与单片电路连接；输出波导通过输出端减高波导与第二倒置微带线结构连接，所述第二倒置微带线结构的E面探针位于输出端减高波导内，第二倒置微带线结构的末端金属pad通过导电胶与单片电路连接。

所述单片电路包括两个S pad，其中一个S pad与第一倒置微带线结构的末端金属pad连接，另一个S pad与第二倒置微带线结构的末端金属pad连接。