理想磁導(dǎo)體(PMC)封裝技術(shù)概述當(dāng)系統(tǒng)工作在較低的頻段時(shí)，傳輸線能夠以主模的模式在不封閉的條件下進(jìn)行傳輸。然而當(dāng)頻率應(yīng)用場(chǎng)景變換為類似于D波段這種高頻時(shí)，傳輸線上除了主模傳輸外，還會(huì)產(chǎn)生許多對(duì)性能造成嚴(yán)重影響的高次模，為了降低由該問(wèn)題所引入的不利影響，通常采用金屬腔體對(duì)其進(jìn)行屏蔽的方法。另外，金屬腔體還可以增加整個(gè)模塊的可靠性，為內(nèi)部電路提供一個(gè)良好的接地環(huán)境。在對(duì)腔體的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該確保波導(dǎo)模式主模的截止頻率高于微帶傳輸線所要傳輸?shù)淖罡哳l率的要求。在滿足該條件下時(shí)，能夠使得波導(dǎo)的傳輸模式得到抑制的同時(shí)，又不影響傳輸線的主模傳輸。波導(dǎo)傳輸?shù)闹髂Ｔ诮橘|(zhì)基板介電常數(shù)較低時(shí)一般為由導(dǎo)帶上的橫向表面電流產(chǎn)生的LSM模式，此時(shí)截止頻率的計(jì)算公式如下：fc在以上關(guān)系式里，a，b分別表示波導(dǎo)腔體的寬于高。h與εr在對(duì)傳輸線所在的腔體進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常使腔體的頂部與介質(zhì)板保持5h~10h的距離，使腔體側(cè)面與介質(zhì)板上層金屬帶的距離不小于3h，以防止腔體對(duì)傳輸線的主模傳輸造成不利影響。根據(jù)以上分析，并結(jié)合HFSS或者CST等電磁仿真軟件，可以設(shè)計(jì)出腔體的加工尺寸并仿真驗(yàn)證。另外需要考慮到的是，需要使用HFSS軟件的終端端口對(duì)腔體進(jìn)行諧波分析，防止腔體內(nèi)部產(chǎn)生諧振影響信號(hào)的傳輸。本文所設(shè)計(jì)的腔體封裝結(jié)構(gòu)采用的材質(zhì)為紫銅，同時(shí)在腔體表面鍍上2um厚度的金以增加腔體穩(wěn)定性。在本文所設(shè)計(jì)得芯片-平面?zhèn)鬏斁€-矩形波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中，芯片與石英介質(zhì)板之間采用金絲鍵合的工藝進(jìn)行互聯(lián)，由于該處結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)不連續(xù)會(huì)導(dǎo)致高次模的產(chǎn)生，為了抑制由其所引入的不利影響，在設(shè)計(jì)電容補(bǔ)償措施的同時(shí)還加入了理想磁導(dǎo)體封裝（PMC）結(jié)構(gòu)。如圖2.23所示，為PMC結(jié)構(gòu)的基本模型。在芯片與石英電路板的互聯(lián)處的上方設(shè)置該周期性柱體結(jié)構(gòu)。當(dāng)周期性柱體的底部與介質(zhì)板上層金屬的距離小于λ/4時(shí)，介質(zhì)板到周期性柱體底部之間的腔體會(huì)因無(wú)法滿足電磁波傳輸所需要的邊界條件而禁止一切電磁波的傳輸。在所設(shè)計(jì)的周期性單元中，長(zhǎng)方體的邊長(zhǎng)A為0.23mm，各柱子之間的間距W為0.41mm，柱體以下空氣腔的高度H0為0.225mm，整體封裝的高度H1為0.76mm。圖2.23PMC周期性柱體結(jié)構(gòu)示意圖利用電磁仿真軟件CST對(duì)以上PMC結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，通過(guò)本征模求解器對(duì)其進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如上所示，需要注意的是，在對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真時(shí)應(yīng)該考慮到柱體下方在使用時(shí)會(huì)裝載芯片或者介質(zhì)板。仿真結(jié)果如圖3.13所示。阻帶頻率范圍是（），通過(guò)仿真驗(yàn)證能夠滿足在D波段收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)需要。圖3.13周期性柱體色散圖解如圖3.14所示，為使用PMC結(jié)構(gòu)的模型與傳統(tǒng)模型的仿真對(duì)比圖。a應(yīng)用PMC封裝技術(shù)的結(jié)構(gòu)b傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)c應(yīng)用PMC封裝技術(shù)的CPW結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果d傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)仿真結(jié)構(gòu)e芯片-MSL-波導(dǎo)采用PMC結(jié)構(gòu)前后仿真對(duì)比圖由上述仿真結(jié)果可知，PMC封裝結(jié)構(gòu)對(duì)于芯片-介質(zhì)板不連續(xù)處產(chǎn)生的高次模能夠做到有效抑制。同時(shí)周