[发明专利]一种低成本低损耗带地补偿的毫米波封装结构

说明书

本发明公开了一种低成本低损耗带地补偿的毫米波封装结构，封装结构包括信号线补偿网络和地线谐振补偿网络两个部分。信号线采用L‑C‑L的T型补偿网络，地线利用LC串联谐振补偿网络。以上两个补偿网络可进行独立设计，降低封装结构设计复杂度，大量减少设计时间。通过对PCB进行挖槽处理，控制槽深度，可将芯片嵌在PCB中，使芯片和PCB表面高度相同，减小绑定线的长度，提升封装的带宽，减小损耗。分开封装结构PCB两边的地，减少地回流路径，减少外界干扰。使用一种预先加宽微带线的方法，减少因实际加工线宽误差所带来的性能影响。此外，本发明采用的多层层叠结构提供了多层PCB走线的选择，方便实现芯片直流信号的引出。

技术领域

本发明涉及毫米波电路封装结构，属于毫米波封装技术领域。

背景技术

随着移动通信、卫星通信等方面的迅猛发展，对系统通信速率要求越来越高。由于毫米波频段有着极为丰富的频谱资源，毫米波通信变得越来越重要。在毫米波系统中最重要的就是射频前端，它包括毫米波收发机和天线。毫米波收发机内部的模块或者收发机和天线间需通过某种方式连接。作为一种简单低成本的互连方案，绑定线封装被广泛使用。在毫米波频段的应用中，绑定线等效为一个串联的电感，它对系统的性能影响很大。在大部分设计中，芯片一般放置在印刷电路板PCB的表面，这通常会导致绑定线很长。从电路效果上来看，这等效为在电路的输出端或者输入端引入一个比较大的电感，导致阻抗不匹配，回波损耗变差，增加电路的损耗，最终影响系统性能。之前对毫米波电路的封装大多是建立在多级滤波器的基础上。在实际的设计过程中，由于需要优化的参数比较多，通常需要在仿真上花费大量的时间。而且，之前的封装主要完成对信号线的补偿，很少没有涉及对地线的补偿处理。在电路性能上，这会导致整个电路性能下降。此外，之前的大部分封装在设计过程中较少考虑PCB加工误差，这将会导致实际加工出来的产品性能与仿真不一致。

发明内容

发明目的：针对现有技术的上述缺点，本发明提出一种低成本低损耗带地补偿的毫米波封装结构，可增加封装结构的带宽，降低插入损耗，减少外界干扰，减弱PCB加工时带来的误差所带来的性能影响。此外，该发明还可有效加快设计时间。

技术方案：一种低成本低损耗带地补偿的毫米波封装结构，采用PCB的层叠结构，将第四层金属和第三层金属作为封装结构主体，其第四层金属上包括信号线补偿网络和地线谐振补偿网络；第三层金属作为地层，为整个PCB板上的参考地，第三层金属两边的地要隔开；在第二层金属和第一层金属分布直流和地的走线；其中，所述芯片需要嵌入到PCB开设的槽中，确保芯片表面高度和PCB表面高度一致。通过实现芯片表面和PCB表面处于同一高度，可减小绑定线的长度，增大封装结构的带宽，降低损耗。

所述信号线补偿网络由绑定线电感、微带线并联电容、微带线电感三部分构成，形成一个L-C-L的补偿网络；最后该补偿网络通过特征阻抗为50欧姆的微带线引出。

所述地线谐振补偿网络由绑定线电感、微带线电容两部分构成，形成一个LC串联谐振网络。

割裂所述PCB两边的地，减少封装结构中PCB地的回流路径，减小外界干扰。

预先加宽所述PCB中的微带线，以减少工艺误差带来的影响。

本发明包括信号线补偿网络和地线谐振补偿网络两个部分。所述信号线补偿网络由三部分组成：与芯片连接的绑定线作为串联电感、与绑定线相连的较宽微带线作为并联对地电容、较细的微带线作为串联电感；上述的三部分共同组成一个L-C-L的补偿网络；该补偿网络通过特征阻抗为50欧姆的微带线引出。所述地线谐振补偿网络由两部分组成：与芯片连接的绑定线作为串联电感、与绑定线相连的微带线作为串联的对地电容；上述两部分共同组成一个LC串联谐振网络。