改善太赫兹倍频器散热的石英电路的制作方法

本发明涉及倍频电路技术领域，尤其涉及一种改善太赫兹倍频器散热的石英电路。

背景技术：

太赫兹（thz）波是指频率在0.3-3thz范围内的电磁波，广义的太赫兹波频率是指100ghz到10thz，其中1thz=1000ghz。太赫兹波在高速无线通信，雷达，人体安全检测等领域具有广阔的应用前景，要实现微波、毫米波和太赫兹频段信号的发射和接收，离不开各种微波、毫米波和太赫兹发射器件，而发射电路主要基于肖特基倍频二极管来制作的倍频器来实现将低频的毫米波信号倍频到太赫兹频段。

目前用于毫米波和太赫兹频段的倍频电路主要有两种形式，一种为平衡式倍频，一种是非平衡式倍频两种结构。平衡式电路中，肖特基二极管阳极一半开启，另一半关闭；而非平衡式电路中，肖特基二极管所有阳极同时开启或者同时关闭，同步工作。在太赫兹三倍频结构中，多采用平衡式倍频的方案，其中肖特基二极管的中间焊接在石英电路上，肖特基二极管的两端，其中一端直接通过导电胶接地，而另一端通过一个片上电容接地。

太赫兹频率低端（100ghz-600ghz）倍频器一般采用混合集成的形式，由于倍频器需要工作在较大的驱动功率下来获得倍频频率功率的提升，倍频器的效率一般在20%左右，即有80%的能量进行了热耗散，因此对太赫兹倍频器热管理越来越重要。目前在太赫兹频段的倍频器主要是基于石英电路基板的混合集成电路，这是由于石英电路的介电系数较小，同时其在太赫兹频段本身的损耗系数较小，但是石英电路的散热性能较差，采用基于石英电路的倍频器在工作几分钟后，即会出现倍频器发热的情况，由于倍频器温度的升高，会进一步反馈给倍频电路，导致倍频效率的下降。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可有效改善肖特基倍频二极管的散热，提高其倍频效率的石英电路。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种石英电路，包括石英基板，所述石英基板的正面设置有太赫兹频段的倍频电路，所述倍频电路包括肖特基倍频二极管，其特征在于：与所述肖特基倍频二极管相对应的石英基本的背面形成有若干个微孔结构，所述微孔结构用于将所述肖特基倍频二极管产生的热量进行散发。

进一步的技术方案在于：所述微孔结构的宽度大于所述肖特基倍频二极管的宽度，所述微孔结构的长度与所述石英基板的宽度一致。

进一步的技术方案在于：所述肖特基倍频二极管采用倒装焊接的形式固定在所述石英基板的正面。

优选的，所述石英基板的厚度为50微米。

优选的，所述微孔结构通过刻蚀工艺形成。

优选的，所述微孔的深度为30微米。

进一步的技术方案在于：所述倍频电路的工作形式有两种形式，一种为平衡式倍频，一种是非平衡式倍频两种结构；平衡式电路中，肖特基二极管阳极一半开启，另一半关闭；而非平衡式电路中，肖特基二极管所有阳极同时开启或者同时关闭，同步工作。

进一步的技术方案在于：在太赫兹三倍频结构中，采用平衡式倍频，其中肖特基倍频二极管的中间焊接在石英电路上，肖特基二极管的两端，其中一端直接通过导电胶接地，而另一端通过一个片上电容接地。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本技术：
所述石英电路在肖特基倍频二极管下方的石英基板上刻蚀石英微孔，通过刻蚀数个微孔，可有效改善肖特基倍频二极管的散热，本申请所述石英电路基于现有常用的石英电路，与现有倍频器电路兼容；在石英电路上制作微结构，工艺简单；可有效改善太赫兹倍频器的散热，提高倍频器的散热效率和倍频效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述石英电路的结构示意图；

图2是本发明实施例所述石英电路的部分结构示意图；

其中：1、石英基板；2、肖特基倍频二极管；3、微孔结构；4、微孔。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-如图2所示，本发明实施例公开了一种改善太赫兹倍频器散热的石英电路，包括石英基板1，所述石英基板1的正面设置有太赫兹频段的倍频电路，所述倍频电路包括肖特基倍频二极管2，所述倍频电路可以使用现有技术中的倍频电路，其具体电路形式在此不做赘述。本发明不同于现有技术之处在于：与所述肖特基倍频二极管2相对应的石英基本1的背面形成有若干个微孔结构3，所述微孔结构3用于将所述肖特基倍频二极管2产生的热量进行散发。

进一步的技术方案在于：所述微孔结构3的宽度可以大于所述肖特基倍频二极管2的宽度，所述微孔结构3的长度与所述石英基板1的宽度一致，提高微孔结构的散热效果。

进一步的，如图2所示，所述肖特基倍频二极管2采用倒装焊接的形式固定在所述石英基板1的正面。优选的，所述石英基板1的厚度可以为50微米，需要说明的是，所述石英基本1的厚度可以根据石英电路进行适当调整。

进一步的，所述微孔结构3通过刻蚀工艺形成，需要说明的是，所述微孔结构3还可以使用其它工艺进行制作，在此不做赘述；优选的，所述微孔4的深度可以为30微米，需要说明的是，所述微孔4的深度还可以为其它数值，在此不一一列举。

进一步的，所述倍频电路的工作形式有两种形式，一种为平衡式倍频，一种是非平衡式倍频两种结构；平衡式电路中，肖特基二极管阳极一半开启，另一半关闭；而非平衡式电路中，肖特基二极管所有阳极同时开启或者同时关闭，同步工作。在太赫兹三倍频结构中，采用平衡式倍频，其中肖特基倍频二极管的中间焊接在石英电路上，肖特基二极管的两端，其中一端直接通过导电胶接地，而另一端通过一个片上电容接地。

综上，本申请所述石英电路在肖特基倍频二极管下方的石英基板上刻蚀石英微孔，通过刻蚀数个微孔，可有效改善肖特基倍频二极管的散热，本申请所述石英电路基于现有常用的石英电路，与现有倍频器电路兼容；在石英电路上制作微结构，工艺简单；可有效改善太赫兹倍频器的散热，提高倍频器的散热效率和倍频效率。

技术特征：

1.一种改善太赫兹倍频器散热的石英电路，包括石英基板（1），所述石英基板（1）的正面设置有太赫兹频段的倍频电路，所述倍频电路包括肖特基倍频二极管（2），其特征在于：与所述肖特基倍频二极管（2）相对应的石英基本（1）的背面形成有若干个微孔结构（3），所述微孔结构（3）用于将所述肖特基倍频二极管（2）产生的热量进行散发。

2.如权利要求1所述的改善太赫兹倍频器散热的石英电路，其特征在于：所述微孔结构（3）的宽度大于所述肖特基倍频二极管（2）的宽度，所述微孔结构（3）的长度与所述石英基板（1）的宽度一致。

3.如权利要求1所述的改善太赫兹倍频器散热的石英电路，其特征在于：所述肖特基倍频二极管（2）采用倒装焊接的形式固定在所述石英基板（1）的正面。

4.如权利要求1所述的改善太赫兹倍频器散热的石英电路，其特征在于：所述石英基板（1）的厚度为50微米。

5.如权利要求1所述的改善太赫兹倍频器散热的石英电路，其特征在于：所述微孔结构（3）通过刻蚀工艺形成。

6.如权利要求1所述的改善太赫兹倍频器散热的石英电路，其特征在于：所述微孔（4）的深度为30微米。

7.如权利要求1所述的改善太赫兹倍频器散热的石英电路，其特征在于：所述倍频电路的工作形式有两种形式，一种为平衡式倍频，一种是非平衡式倍频两种结构；平衡式电路中，肖特基二极管阳极一半开启，另一半关闭；而非平衡式电路中，肖特基二极管所有阳极同时开启或者同时关闭，同步工作。

8.如权利要求7所述的改善太赫兹倍频器散热的石英电路，其特征在于：在太赫兹三倍频结构中，采用平衡式倍频，其中肖特基倍频二极管的中间焊接在石英电路上，肖特基二极管的两端，其中一端直接通过导电胶接地，而另一端通过一个片上电容接地。

技术总结
本发明公开了一种改善太赫兹倍频器散热的石英电路，涉及倍频电路技术领域。所述石英电路包括石英基板，所述石英基板的正面设置有太赫兹频段的倍频电路，所述倍频电路包括肖特基倍频二极管，与所述肖特基倍频二极管相对应的石英基本的背面形成有若干个微孔结构，所述微孔结构用于将所述肖特基倍频二极管产生的热量进行散发。本申请所述石英电路基于现有常用的石英电路，与现有倍频器电路兼容；在石英电路上制作微结构，工艺简单；可有效改善太赫兹倍频器的散热，提高倍频器的散热效率和倍频效率。

技术研发人员：安国雨;张志国;刘育青;郭黛翡;张洋阳;冯雪琳
受保护的技术使用者：北京国联万众半导体科技有限公司
技术研发日：2020.07.27
技术公布日：2020.10.30