[发明专利]半模加脊方同轴基片集成波导互连装置

说明书

本发明提供了一种半模加脊方同轴基片集成波导互连装置，包括自上而下依次设置的金属层L1，介质层L2，金属层L3，介质层L4和金属层L5；在金属层L1与金属层L5之间设置有金属化通孔阵列，所述金属层L3包含一非接地金属和一接地金属，所述接地金属为所述半模加脊方同轴基片集成波导互连装置的脊，所述接地金属被金属化通孔贯穿；所述金属层L3的非接地金属构成内导体；所述金属层L1、金属层L3的接地金属、金属层L5、金属化通孔阵列构成外导体；介质层L2与介质层L4采用介电常数不同的两种介质。本发明使用了两个介电常数，并作为设计参数，使得设计自由度有显著的提升，更能适应复杂的复合介质环境的互连需求。

技术领域

本发明涉及电路板级/芯片级的高速数据传输技术领域，具体地，涉及一种半模加脊方同轴基片集成波导互连装置，尤其是一种不同介电常数介质填充的半模加脊方同轴基片集成波导互连装置。

背景技术

随着集成电路发展，集成电路对互连和器件要求也不断提高。宽带宽、小型化、高密度集成化和优良的电磁兼容性的传输线的越来越重要。基片集成技术以其低廉的成本和与平面电路良好的兼容性逐渐凸显出其诱人的优势。

微带线和共面波导是最常用的平面传输线，它们支持具有超宽单模带宽和简单结构的准TEM模式。但是，由于他们开放结构，在高频率下会出现严重的色散和相邻线路之间的串扰。因此，它们不适合在高密度集成中应用。

基片集成波导(SIW)是另一种平面集成波导，具有优良的屏蔽性能和低损耗。随后，一系列小型化或宽带宽更宽的基片集成波导SIW结构被提出，如半模SIW(HMSIW)，折叠SIW(FSIW)，脊SIW(RSIW)。然而，基于基片集成波导的传输结构的主模都是TE模式，不能直接传输基带信号。

基片集成同轴线(SICL)可以看作是一种具有加载内导体的基片集成波导，该结构支持TEM模式传输，具有良好的屏蔽性能。因此适用于传输基带信号且能高密度集成。文献[2:]：专利文献号为CN105226359A的专利文献公开了一种方同轴基片集成波导互连结构，包括外导体、内导体，外导体与内导体之间设置有介质。该发明结构即是基片集成同轴线结构。该方案所述的方同轴基片集成波导结构为准屏蔽结构，主模为TEM模，可以直接传输基带信号，可以高密度集成。在公开号为CN112186321A的中国专利文献中，公开了一种加脊方同轴基片集成波导互连装置，包括外导体、内导体，外导体与内导体之间设置有介质；所述加脊方同轴基片集成波导互连装置的物理结构自上而下分为五层，第一层为金属层L1，第二层为介质层L2，第三层为金属层L3，第四层为介质层L4，第五层为金属层L5。该文献所述的加脊方同轴基片集成波导结构为准封闭式结构，采用TEM模式传输信号，可以用作电路板级/芯片级的互连线电路。

文献[1][3]报道了一种加脊基片集成同轴线，包括外导体，内导体，内外导体之间填充有均匀的介质。所述加脊基片集成同轴线物理结构自上而下分为五层，第一层为金属层L1，第二层为介质层L2，第三层为金属层L3，第四层为介质层L4，第五层为金属层L5，其中第三层包含两侧的金属脊和中间金属内导体。金属层L1,金属层L3的两脊，金属层L5被两排连续金属过孔贯穿，共同构成外导体。该结构具备电磁兼容性能良好、低损耗、低色散、支持直流信号的优势。且相比于方同轴基片集成波导结构，具备更紧凑的尺寸和更大的单模带宽。但其单模带宽受高次模(TE10模)的截止频率限制。

文献[4]报道了一种两种介质填充的加脊基片集成波导，该结构在经典的加脊基片集成波导(RSIW[5])中填充了两层介电常数的不同的介质。相比于均匀介质填充的加脊基片集成波导,采用不同介质填充的加脊基片集成波导极大增加了单模带宽。然而由于加脊基片集成波导是单导体结构，其主模是TE10模，不能直接传输基带信号。

对比文件/参考文献：