基于封裝天線（AiP）的過孔分析

1引言

無線通信技術(shù)的發(fā)展要求RF系統(tǒng)體積越來越小，功能越來越強(qiáng)大。傳統(tǒng)方法將芯片級天線與RF收發(fā)機(jī)一起安裝在PCB電路板上，天線占據(jù)的空間阻礙了系統(tǒng)的小型化。為了克服芯片級天線的缺點(diǎn)，與單芯片接收機(jī)更好的匹配，最近幾年，張躍平等提議了封裝天線（AiP）。第一個封裝天線是在陶瓷封裝中實(shí)現(xiàn)，天線與單芯片收發(fā)機(jī)之間的互相影響、封裝天線的優(yōu)化設(shè)計、雙通帶封裝天線、封裝天線的等效電路、天線與放大器的協(xié)同設(shè)計等均被人們研究。本文研究了封裝天線中過孔對天線性能的影響，并提出了這種天線的等效電路。結(jié)果表明，不同位置和數(shù)量的接地孔對天線的性能有不同的影響，合理選擇封裝過程中的接地結(jié)構(gòu)，可以有效改善天線的帶寬。

2封裝天線概念

圖1為封裝天線的結(jié)構(gòu)示意圖，自上而下依次為：天線、中間介質(zhì)層(內(nèi)部有空腔)、系統(tǒng)PCB。一般IC芯片封裝的上表面是用來標(biāo)識生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品型號的，封裝天線將天線集成在芯片上表面，在封裝的中間層即天線的下方有一個內(nèi)部空腔，用來放置其他RF模塊。為了減少天線與腔體內(nèi)RF模塊的耦合，在兩層之間加入了一個額外的金屬層，可以把它看作天線的地平面，它通過四周均勻分布的金屬過孔與整個RF系統(tǒng)地平面連接，這些金屬過孔的位置和數(shù)量會影響天線與腔體內(nèi)RF模塊的性能。

圖1為封裝天線的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2天線結(jié)構(gòu)圖