[发明专利]基片集成同轴波导互连阵列结构

说明书

本发明提供了一种基片集成同轴波导互连阵列结构，包括至少一个单通道结构，内导体层设置于第一外导体层和第二外导体层之间；第一介质层设置于第一外导体层和内导体层之间，第二介质层设置于内导体层和第二外导体层之间；金属化通孔阵列纵向贯穿构纵向贯穿。第一外导体层、第二外导体层、金属化通孔阵列组成外导体，多个单通道结构在水平、垂直方向形成阵列，共享外导体。垂直方向相邻单通道结构共用同一层外导体层。水平方向相邻单通道结构共用同一列金属化通孔阵列。本发明用作电路板级/封装级/芯片级的互连电路，具有频带宽、时延串扰低、电磁兼容性能好的优点，适合于吉比特以上的高速数据多通道并行传输，并且在横向和纵向具有可扩展性。

技术领域

本发明涉及电路板级/封装级/芯片级的高速数据传输互连技术领域，具体地，涉及一种基片集成同轴波导互连阵列结构。

背景技术

随着社会的发展与进步，对太比特数据传输速率的需求正变得愈发迫切。应对太比特数据传输速率的需求，高速电互连技术成为系统得以实现的关键。传统互连采用微带线/带状线/共面波导等结构，基于准TEM模式或者TEM模式实现信号的互连互通，适合速率在吉比特以下的基带信号传输。但其开放式的物理结构在高频条件下显示出高损耗的缺点，并且损耗随频率的上升而急剧增加，严重制约信号传输的距离和速率；当传输速率超过吉比特时，还将引起严重的串扰、时延、畸变、码间干扰等信号完整性及电磁干扰问题。虽然串行链路技术的引入可降低电互连线间的串扰，但同时也降低了信号的传输密度；均衡和预加重技术虽然补偿了传统电互连在高频时的损耗，扩展了带宽，但仍无法避免电磁干扰(EMI)问题，同时还增加了额外的电路开销，导致成本的大幅上升。总之，传统电互连技术已经无法满足新一代数据传输的需求，迫切需要发展适合更高传输速率的新型电互连技术。目前正在研究基于矩形波导的基片集成波导互连，该互连结构是由上下导体板和通孔阵列构成的电子带隙结构，其信道呈现高通、宽频带特性，但是由于采用TE10模式，因此无法直接传输基带信号，必须经过调制解调将基带信号搬移到矩形波导互连的传输带宽中，增加了系统的复杂性，并且其信道带宽还受到调制解调器件带宽的限制。

而单通道的基片集成同轴波导作为分立器件，其封闭式的电路结构具有信号损耗小、信号时延低、串扰弱、抗电磁干扰能力强的优点，并且由于其采用TEM模式，因此适合传输基带信号，但是单通道的基片集成同轴波导互连传输速率有限。

发明内容

本发明针对传统互连线采用开放式的微带线/带状线/共面波导结构面临速率低、损耗高、抗电磁干扰能力弱的问题，而单通道基片集成同轴波导互连传输速率有限，提供了一种将同轴波导互连阵列集成到基片上的基片集成同轴波导互连阵列结构，该结构通过外层金属层和金属化通孔、内层金属层、介质层分别构成基片集成同轴波导互连阵列的外导体、内导体以及内外导体间的介质填充，实现了多通道并行传输的互连阵列。本发明提出的基片集成同轴波导互连阵列结构，不仅具有信号损耗小、信号时延低、串扰弱、抗电磁干扰能力强的优点，还可以并行传输多通道信号，从而进一步拓展了带宽、增大了数据传输速率。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种基片集成同轴波导互连阵列结构，采用准封闭式结构，基片集成同轴波导互连阵列结构的物理结构自上而下包括：至少一个单通道结构，所述单通道结构包括：第一外导体层、第一介质层、内导体层、第二介质层、第二外导体层以及金属化通孔阵列；其中：

所述内导体层设置于第一外导体层和第二外导体层之间；所述第一介质层设置于第一外导体层和内导体层之间，所述第二介质层设置于内导体层和第二外导体层之间；

所述单通道结构纵向贯穿设置有金属化通孔阵列。

优选地，第一外导体层、第二外导体层以及金属化通孔阵列共同组成单通道结构的外导体；多个单通道结构在水平和垂直两个方向形成阵列，共享外导体，组成本发明所述的基片集成同轴波导互连阵列结构。