一种金丝键合的微波芯片

本发明涉及微波电路，特别是涉及一种金丝键合的微波芯片。

背景技术：

1、随着科技的迅速发展，全球的通信业务大幅度增加，对信息传输速率的要求也越来越高，传输信号频率逐渐由低频率向高频率发展。在雷达、电子对抗和通信等领域中，电子系统逐步朝着高密度、高速率、高可靠性、高性能和低成本等方向发展。金丝键合是利用金丝连接同种或异种金属、半导体、塑料及陶瓷的一种特殊的焊接方式，在微波多芯片电路中，常采用金丝键合技术来实现微带传输线、单片微波集成电路和集总式元器件之间的互连。与数字电路中互连线不同的是，键合金丝的参数特性如数量、长度、拱高、跨距、焊点位置等都会微波传输特性产生严重的影响。因此，分析金丝键合的电磁特性、并有效地设计金丝互连电路，对实现和提高多芯片电路的性能具有十分重要的意义。

2、实际上，考虑芯片存在尺寸公差和热膨胀，在连接的两个基片之间需预留一段小间隙。在微波应用中，影响性能的关键技术是微带与微带的连接技术，传统金丝键合结构示意图如图2所示：主要由介质基板01、微带02、键合金丝组成03，通过将键合金丝03焊接到不相邻的两个介质基板01上，使不同芯片组件或微带传输结构互连，实现在微带02上传输微波信号。在低频传输中，传统金丝键合结构表现出良好的性能。随着信号传输频率的增加，键合金丝本身的寄生电感和电阻会引起阻抗的不连续效应，对信号传输特性产生重大的负面影响，导致信号传输质量变差。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本实用新型的目的在于设计一款在x波段（8-12ghz）具有理想信号传输特性的模型，对键合金丝在微波电路中引起阻抗不连续的问题进行补偿，从而提高信号的传输特性。

2、本实用新型提供了一种金丝键合的微波芯片，以解决传输过程中的信号传输质量较差的问题。具体技术方案如下：包括第一微带线、第二微带线以及单根键合金丝03，第一微带线和第二微带线通过键合金丝03连接；

3、第一微带线包括第一介质基板01、微带02、第一端口激励10；微带02和第一端口激励10设置于第一介质基板01上表面；微带02的其中一端构成微波芯片的源端，用于外接电流，微带02的另一端与第一端口激励10相连，第一端口激励10与键合金丝03的输入端相连并输出电流；

4、第二微带线包括第二介质基板04、微波网络结构、以及第二端口激励09；微波网络结构和第二端口激励09设置于第二介质基板04上表面；微波网络结构包括串联的两组t型微带，用于与键合金丝03阻抗匹配，微波网络结构的一端与与键合金丝03的输出端相连并接收的电流，微波网络结构的另一端与第二端口激励09相连，第二端口激励09构成第二微带线的负载端，并输出电流。

5、优选地，所述第一介质基板01和第二介质基板04均采用双面覆铜板材料。

6、优选地，微波芯片源端和第一传输线负载端特性阻抗均为50欧姆；

7、从所述微波芯片源端至所述负载端，所述多个微带依次包括第一微带05、第二微带06、第三微带07、第四微带08；

8、第一微带的长为2.041mm，宽为0.77mm，

9、第二微带的长为0.292mm，宽为1.324mm，

10、第三微带的长为1.793mm，宽为0.792mm，

11、第四微带的长为0.467mm，宽为0.678mm，

12、第一微带05、第二微带06、第三微带07、第四微带08厚度均为0.035mm；微波芯片大小为6mm×6.364mm×3mm。

13、优选地，所述微带02、第一微带05、第二微带06、第三微带07以及第四微带08的材质相同，均采用铜。

14、优选地，所述第一微带线和第二微带线与键合金丝03的连接方式为焊接。

15、优选地，所述微带02、第一微带05、第二微带06、第三微带07以及第四微带08一体成型。

16、本实用新型采用的键合金丝数量是单根，既可以保证较低的成本，又能达到信号传输性能的优化。在第二传输线上增设微波网络，通过微波网络的多个串联微带对键合金丝进行阻抗匹配，能够消除传统金丝键合结构等效电路中串联电感l与串联电阻r的影响，在x波段消除键合金丝引起的阻抗不连续效应，降低回波损耗与插入损耗，可有效优化传统金丝键合结构的x波段频率响应，从而提高信号传输性能，保证信号传输质量，使信号正常传输。可见，通过本方案可以解决x波段频率传输过程中的信号传输质量较差的问题。

技术特征：

1.一种金丝键合的微波芯片，其特征在于，包括第一微带线、第二微带线以及单根键合金丝(03)，第一微带线和第二微带线通过键合金丝(03)连接；

2.根据权利要求1所述的一种金丝键合的微波芯片，其特征在于，所述第一介质基板(01)和第二介质基板(04)均采用双面覆铜板材料。

3.根据权利要求1所述的一种金丝键合的微波芯片，其特征在于，微波芯片源端和负载端特性阻抗均为50欧姆；

4.根据权利要求3所述的金丝键合的微波芯片，其特征在于，所述微带(02)、第一微带(05)、第二微带(06)、第三微带(07)以及第四微带(08)的材质相同，均采用铜。

5.根据权利要求1所述的金丝键合的微波芯片，其特征在于，所述第一微带线和第二微带线与键合金丝(03)的连接方式为焊接。

6.根据权利要求1至3任一所述的金丝键合的微波芯片，其特征在于，所述微带(02)、第一微带(05)、第二微带(06)、第三微带(07)以及第四微带(08)一体成型。

技术总结
本技术提供了一种金丝键合的微波芯片，包括第一微带线、第二微带线以及单根键合金丝，第一微带线和第二微带线通过键合金丝连接；第一微带线包括第一介质基板、微带、第一端口激励；第二微带线包括第二介质基板、微波网络结构、以及第二端口激励；微带的其中一端构成微波芯片的源端，第二端口激励构成微波芯片的负载端，电流从源端通过键合金丝流向负载端；微波网络结构包括串联的两组T型微带，用于与键合金丝阻抗匹配。通过本方案可以解决X波段频率传输过程中的信号传输质量较差的问题。

技术研发人员：李浩,禹胜林,魏志杰
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：20221111
技术公布日：2024/1/12