[发明专利]一种基于非均匀电磁超材料的射频微系统

说明书

本发明涉及系统级封装技术领域，提出一种基于非均匀电磁超材料的射频微系统，包括腔室；多个电磁辐射源，其布置于所述腔室中，其中所述多个电磁辐射源被配置为产生频率各不相同的电磁辐射；以及非均匀电磁超材料层，其包括多个吸波区域，其中所述多个吸波区域被配置为吸收频率各不相同的电磁辐射。

技术领域

本发明总的来说涉及系统级封装技术领域。具体而言，本发明涉及一种基于非均匀电磁超材料的射频微系统。

背景技术

随着射频系统级封装(RF SiP Radio Frequency System in Package)朝着高功率、多芯片异质集成和射频微系统小型化的方向发展，RF SiP在有限空间内的辐射源种类越来越多，各类辐射源的辐射频率与辐射特性也各不相同，因此导致RF SiP内的电磁环境越来越复杂，需要对所述电磁环境越进行改善以提高系统的稳定性。

传统上改善所述电磁环境的技术方案通常包括屏蔽技术方案和吸波技术方案。

屏蔽技术方案通常采用金属外壳接地，其中金属外壳屏蔽可以很好地屏蔽电磁辐射，然而其无法吸收电磁波进而会导致RF SiP腔体内辐射源产生的电磁波被束缚在金属外壳内，引起RF SiP腔体内电磁环境的污染，甚至会引起腔体谐振自激动，因此通常需要采用电磁屏蔽与吸波相配合的技术方案。

传统的吸波材料通常为复合磁性材料或者多空介质材料，其可以针对特定频带的电磁波进行吸波。然而传统的吸波材料应用到RF SiP中时存在下列问题：传统的吸波材料的厚度通常为毫米或者厘米量级，然而RF SiP中可利用的空间通常为微米量级，因此传统的吸波材料的厚度难以满足要求；另外传统的吸波材料通常是均匀分布的，但目前RF SiP中辐射源种类越来越多、频带跨度也越来越大。而均匀分布的吸波材料的吸收频带单一，很难对多个频率的多辐射源同时进行高吸收率的吸波。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种基于非均匀电磁超材料的射频微系统，包括：

腔室；

多个电磁辐射源，其布置于所述腔室中，其中所述多个电磁辐射源被配置为产生频率各不相同的电磁辐射；以及

非均匀电磁超材料层，其包括多个吸波区域，其中所述多个吸波区域被配置为吸收频率各不相同的电磁辐射。

在本发明一个实施例中规定，所述非均匀电磁超材料层包括：

基板；

电磁超材料单元，其布置于所述基板的第一侧，其中所述电磁超材料被配置为吸收电磁辐射；以及

金属屏蔽层，其布置于所述基板的第二侧，其中所述金属屏蔽层被配置为屏蔽电磁辐射。

在本发明一个实施例中规定，所述多个吸波区域包括多种电磁超材料单元，其中所述多种电磁超材料单元被配置为吸收频率各不相同的电磁辐射。

在本发明一个实施例中规定，所述非均匀电磁超材料层包括电阻性薄膜单元，其中所述电阻性薄膜单元布置于所述电磁超材料单元处和\或所述电阻性薄膜单元布置于多个所述电磁超材料单元之间的连接处。

在本发明一个实施例中规定，所述电磁超材料单元被配置为感应电磁辐射以形成传导电流和位移电流，并且利用所述电磁超材料单元的电阻消耗能量。

在本发明一个实施例中规定，所述电阻性薄膜单元被配置为利用其电阻消耗能量。

在本发明一个实施例中规定，所述电磁辐射源包括芯片以及打线。

在本发明一个实施例中规定，所述基于非均匀电磁超材料的射频微系统包括硅通孔、球栅阵列以及阻容器件。

在本发明一个实施例中规定，所述非均匀电磁超材料层为通过RDL工艺构造。