[发明专利]晶圆级封装中球栅阵列毫米波宽带匹配结构及设计方法

权利要求书

1.晶圆级封装中球栅阵列毫米波宽带匹配结构，其特征在于，包括微波介质基板（91），所述的微波介质基板（91）上表面沿着x轴正方向依次连接的第一枝节（11）信号线、多级阶梯阻抗谐振器、前端电路传输线（18）；所述的多级阶梯阻抗谐振器包括微波介质基板（91）上表面沿着x轴正方向依次连接的第二枝节（12）、第三枝节（13）、第四枝节（14）、第五枝节（15）、第六枝节（16）、第七枝节（17）信号线，所述的信号线为接地共面波导结构；第一枝节（11）到第七枝节（17）信号线均为矩形，其y轴方向的中心线在一条直线上；第一枝节（11）到第四枝节（14）信号线的宽度依次递增，第四枝节（14）到第七枝节（17）的信号线的宽度依次递减；第一枝节（11 ）到第六枝节（16）的y轴方向的中心线到两侧金属接地板（81）的宽度相同，第七枝节(17)的y轴方向的中心线到两侧金属接地板（81）的宽度沿着x轴正方向缩径，前端电路传输线（18）的y轴方向的中心线到两侧金属接地板（81）的宽度相同；毫米波信号经过第一枝节（11）信号线传输至多级阶梯阻抗谐振器实现宽带匹配，再由多级阶梯阻抗谐振器传输至前端电路传输线（18）输出；

所述的晶圆级封装中球栅阵列毫米波宽带匹配结构还包括硅基芯片（1）、中心信号BGA焊球连接结构（31）、圆形金属盘（21）、宽带匹配结构、前端电路传输线（18）以及环形缝隙（41）；所述的硅基芯片（1）通过中心信号BGA焊球连接结构（31）、以倒装方式与微波介质基板（91）互连；硅基芯片（1）的上表面包括用于传输毫米波信号的电路信号线（61），硅基芯片（1）的内部包括与电路信号线（61）垂直连接的中心信号硅通孔（51），硅基芯片（1）下表面包括与中心信号硅通孔（51）垂直连接的圆形BGA焊盘（19）；所述的环形缝隙（41）位于硅基芯片（1）下表面，环形缝隙（41）的外边缘与圆形BGA焊盘（19）为同心圆，其直径大于圆形BGA焊盘（19）的直径，用于中心信号硅通孔（51）到中心信号BGA焊球连接结构（31）的阻抗补偿；毫米波信号从硅基芯片（1）内部的电路信号线（61）经中心信号硅通孔（51）、BGA焊盘（19）传输至中心信号BGA焊球连接结构（31），再依次通过圆形金属盘（21）、第一枝节（11）信号线、多级阶梯阻抗谐振器、传输到前端电路传输线（18）上输出；

所述的圆形金属盘（21）的x轴负方向刻蚀有半圆形缝隙（22），所述的半圆形缝隙（22）的边缘半圆形的半径与第一枝节（11）的y轴方向的中心线到两侧金属接地板（81）的宽度相同。

2.根据权利要求1所述的晶圆级封装中球栅阵列毫米波宽带匹配结构，其特征在于，所述的微波介质基板（91）包括上表面的两侧金属接地板（81）、下表面的下层金属接地板（82）、以及用于连接两侧金属接地板（81）与下层金属接地板（82）的金属过孔（71）；所述的金属过孔（71）均匀地分布在第一枝节（11）到第七枝节（17）信号线以及前端电路传输线（18）两侧，用于将信号束缚在枝节以及前端电路传输线（18）周围。

3.根据权利要求1所述的晶圆级封装中球栅阵列毫米波宽带匹配结构，其特征在于，所述的硅基芯片（1）内部的还包括多个环绕接地硅通孔（52），所述的多个环绕接地硅通孔（52）以中心信号硅通孔（51）为中心、均匀的环绕布置在中心信号硅通孔（51）周围，用于将信号束缚在中心信号硅通孔（51）周围。

4.根据权利要求1所述的晶圆级封装中球栅阵列毫米波宽带匹配结构，其特征在于，所述的硅基芯片（1）与微波介质基板（91）之间还包括多个环绕BGA焊球连接结构（32），所述的多个环绕BGA焊球连接结构（32）以中心信号BGA焊球连接结构（31）为中心，均匀的呈U型环绕布置在中心信号BGA焊球连接结构（31）周围，相邻的两个环绕BGA焊球连接结构（32）之间的间距相等，将硅基芯片（1）与微波介质基板（91）上表面的两侧金属接地板（81）连接，用于将信号束缚在中心信号BGA焊球连接结构（31）周围。