半导体结构的天线、封装天线、无线电器件及电子设备的制作方法

本申请涉及无线电，尤其涉及一种半导体结构的天线、封装天线、无线电器件及电子设备。

背景技术：

1、封装天线(antenna-in-package，aip)技术是通过封装材料与工艺将天线集成在携带芯片的封装内，很好地兼顾了天线性能、成本及体积。

2、在毫米波频段，天线加工的微小尺寸偏差都有可能带来性能的急剧恶化。为了减小天线的封装难度，需要设计出结构简单并且兼具波束偏转和宽波束能力的天线单元。

技术实现思路

1、本申请提供一种半导体结构的天线、封装天线、无线电器件及电子设备，该天线的结构简单，并且兼具波束偏转和宽波束能力。

2、第一方面，本申请实施例提供一种半导体结构的天线，所述半导体结构呈金属层和介质层交替堆叠结构，以及还包括连通至少两个金属层的金属结构；所述金属层包括第一金属层、至少一层第二金属层、和第三金属层；

3、所述天线包括：利用所述半导体结构中各金属层和金属结构而构成的辐射结构，以及利用各所述金属层和金属结构中的至少之一而构成的馈电结构；

4、其中，所述辐射结构，用于在具有波束偏转的辐射范围内进行能量转换，其包括：第一辐射部件和第二辐射部件，所述第一辐射部件形成于所述第二金属层，所述第二辐射部件以所述金属结构形式连接在所述第一辐射部件与所述第三金属层；

5、所述馈电结构，耦接于所述辐射结构以激励所述辐射结构。

6、在一种可能的实施方式中，所述天线包括多个所述辐射结构；其中，每一所述辐射结构中的所述第一辐射部件形成于不同的所述第二金属层；其中至少一个所述辐射结构通过所述馈电结构馈电。

7、在一种可能的实施方式中，其中至少一个所述辐射结构通过感应耦合的方式馈电。

8、在一种可能的实施方式中，所述第一辐射部件呈片状；所述第二辐射部件呈片状或者柱状。

9、在一种可能的实施方式中，所述第一辐射部件的第一边的尺寸为l1，所述第二辐射部件的第一边的尺寸为l2，所述l1与所述l2的总的尺寸是基于半个介质波长而设置的；其中，所述第一辐射部件的第一边和第二辐射部件的第一边连接，以供第二辐射部件连接在所述第二金属层和所述第三金属层之间。

10、在一种可能的实施方式中，所述辐射结构还包括第三辐射部件，所述第三辐射部件形成于所述第三金属层，藉由所述辐射结构中的其他辐射部件进行感应馈电。

11、在一种可能的实施方式中，所述馈电结构馈电于所述第一辐射部件。

12、在一种可能的实施方式中，所述半导体结构属于芯片裸片的封装结构。

13、本申请实施例提供的天线，相比于现有技术中的天线结构更简单；并且本申请实施例提供的天线具有较大的波束偏转方向和波束宽度。

14、第二方面，本申请实施例提供一种封装天线，包括：至少一个第一方面所述的天线。

15、在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的封装天线，多个所述天线构成发射天线阵列、或接收天线阵列；其中，多个天线的波束偏转不同。

16、在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的封装天线，还包括：多个金属柱，所述多个金属柱位于所述天线的外围。

17、本申请实施例提供的封装天线包括第一方面所述的天线，由于天线的结构较为简单，从而降低了天线封装的难度，同时实现了封装天线的小型化。同时由于天线具有较大的波束偏转方向和波束宽度，使得封装天线具有较大的波束偏转方向和波束宽度。

18、第三方面，本申请实施例提供一种无线电器件，包括：

19、芯片裸片，包括信号发射端和信号接收端；

20、封装结构，用于封装所述芯片裸片，其中，所述封装结构包括第二方面所述的封装天线；所述封装天线中的发射天线连接所述信号发射端，所述封装天线中的接收天线连接所述信号接收端。

21、在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的无线电器件，无线电器件包括：雷达传感器。

22、本申请实施例提供的无线电器件，通过采用第二方面所述的封装天线，由于封装天线中的天线单元结构简单，实现了雷达封装芯片的小型化；同时由于天线具有较大的波束偏转方向和波束宽度，使得无线电器件具有较宽的探测范围和探测方向。

23、第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：

24、设备本体；以及

25、设置于所述设备本体上如第三方面所述的无线电器件。

26、本申请实施例提供的电子设备，通过采用前述的无线电器件，由于天线具有较大的波束偏转方向和波束宽度，从而提升了电子设备的探测范围和探测方向。

27、本申请实施例提供一种半导体结构的天线、封装天线、无线电器件及电子设备，所述半导体结构呈金属层和介质层交替堆叠结构，以及还包括连通至少两个金属层的金属结构；所述金属层包括第一金属层、至少一层第二金属层、和第三金属层；所述天线包括：利用所述半导体结构中各金属层和金属结构而构成的辐射结构，以及利用各所述金属层和金属结构中的至少之一而构成的馈电结构；其中，所述辐射结构，用于在具有波束偏转的辐射范围内进行能量转换，其包括：第一辐射部件和第二辐射部件，所述第一辐射部件形成于所述第二金属层，所述第二辐射部件以所述金属结构形式连接在所述第一辐射部件与所述第三金属层；所述馈电结构，耦接于所述辐射结构以激励所述辐射结构。本申请实施例提供的天线结构简单，并且具有较大的波束偏转方向和波束宽度。

技术特征：

1.一种半导体结构的天线，其特征在于，所述半导体结构呈金属层和介质层交替堆叠结构，以及还包括连通至少两个金属层的金属结构；所述金属层包括第一金属层、至少一层第二金属层、和第三金属层；

2.根据权利要求1所述的半导体结构的天线，其特征在于，所述天线包括多个所述辐射结构；其中，每一所述辐射结构中的所述第一辐射部件形成于不同的所述第二金属层；其中至少一个所述辐射结构通过所述馈电结构馈电。

3.根据权利要求2所述的半导体结构的天线，其特征在于，其中至少一个所述辐射结构通过感应耦合的方式馈电。

4.根据权利要求1-3任一项所述的半导体结构的天线，其特征在于，所述第一辐射部件呈片状；所述第二辐射部件呈片状或者柱状。

5.根据权利要求1所述的半导体结构的天线，其特征在于，所述第一辐射部件的第一边的尺寸为l1，所述第二辐射部件的第一边的尺寸为l2，所述l1与所述l2的总的尺寸是基于半个介质波长而设置的；其中，所述第一辐射部件的第一边和第二辐射部件的第一边连接，以供第二辐射部件连接在所述第二金属层和所述第三金属层之间。

6.根据权利要求1所述的半导体结构的天线，其特征在于，所述辐射结构还包括第三辐射部件，所述第三辐射部件形成于所述第三金属层，藉由所述辐射结构中的其他辐射部件进行感应馈电。

7.根据权利要求1所述的半导体结构的天线，其特征在于，所述馈电结构馈电于所述第一辐射部件。

8.根据权利要求1所述的半导体结构的天线，其特征在于，所述半导体结构属于芯片裸片的封装结构。

9.一种封装天线，其特征在于，包括：至少一个如权利要求1-8任一项所述的天线。

10.根据权利要求9所述的封装天线，其特征在于，多个所述天线构成发射天线阵列或接收天线阵列；其中，多个天线的波束偏转不同。

11.根据权利要求9所述的封装天线，其特征在于，还包括：多个金属柱，所述多个金属柱位于所述天线的外围。

12.一种无线电器件，其特征在于，包括：

13.根据权利要求12所述的无线电器件，其特征在于，无线电器件包括：雷达传感器。

14.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结
本申请实施例提供一种半导体结构的天线、封装天线、无线电器件及电子设备。半导体结构呈金属层和介质层交替堆叠结构，以及还包括连通至少两个金属层的金属结构；金属层包括第一金属层、至少一层第二金属层、和第三金属层；天线包括：利用半导体结构中各金属层和金属结构而构成的辐射结构，以及利用各金属层和金属结构中的至少之一而构成的馈电结构；其中，辐射结构包括：第一辐射部件和第二辐射部件，第一辐射部件形成于所述第二金属层，第二辐射部件以金属结构形式连接在第一辐射部件与第三金属层；馈电结构，耦接于辐射结构以激励辐射结构。本申请实施例提供的天线结构简单，并且具有较大的波束偏转方向和波束宽度。

技术研发人员：李珊,庄凯杰,陈哲凡,黄雪娟,王典
受保护的技术使用者：加特兰微电子科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11