双向耦合器及射频模组的制作方法

本发明适用于耦合及射频模组芯片领域，尤其涉及一种双向耦合器及射频模组。

背景技术：

1、双向耦合器是一种常见的射频器件，可以将电磁波从主传输线路中耦合到副传输线路中，且在主传输线输入信号时，不论前向和反向输入都可以实现定量的能量传输。

2、在射频模组中，双向耦合器可以对天线输出功率或trx输出功率进行分配及检测，以便实现最优传输。耦合结构的设计保证了能量在不同传输线之间的传输效率，具体可用方向性来体现，方向性越高说明双向耦合器的能量传输效率越高，当输入信号只对目标端口进行传输且其他端口均没有信号传输时，方向性为无穷大。

3、目前，在射频前端芯片die（晶粒）内的双向耦合器设计是利用耦合结构中的电磁场相互作用来实现的，然而耦合结构实现方向性的性能比较有限，以结构为出发点实现系统的高方向性成为技术难点。

技术实现思路

1、本发明提供一种双向耦合器及射频模组，旨在解决现有双向耦合器的受限于耦合结构难以提高方向性的问题。

2、为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种双向耦合器，所述双向耦合器为多个金属层堆叠形成的层结构，根据层叠顺序包括第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层和第五金属层，所述第三金属层设置有所述双向耦合器的耦合端口和隔离端口，所述第四金属层为用于实现所述第三金属层和所述第五金属层电连接的通孔金属，所述耦合端口和所述隔离端口分别设置有延伸自所述第三金属层的传输通路区域的延长走线，所述延长走线的末端设置有通孔，所述延长走线通过所述第四金属层连接所述通孔、并电连接至所述第五金属层，所述第三金属层利用所述延长走线使所述第五金属层成为相互电连接的异层结构，实现所述第三金属层的同层耦合，以提高所述双向耦合器的耦合系数。

3、更进一步地，所述第一金属层为铝金属层，所述第二金属层为第一通孔金属层，所述第三金属层为metal4金属层，所述第四金属层为第二通孔金属层，所述第五金属层为metal3金属层，metal4、metal3为半导体封装的版图层次。

4、更进一步地，所述第三金属层与所述第五金属层在所述双向耦合器中多个金属层的堆叠方向上具有不接触的耦合区域，所述耦合区域的大小用于调整所述第三金属层的同层耦合系数的大小。

5、更进一步地，所述第一金属层设置有所述双向耦合器的输出端口，所述第三金属层设置有所述双向耦合器的输入端口，所述第二金属层为通孔金属，所述第一金属层通过预先设置的通孔连接所述第二金属层、并电连接至所述第三金属层。

6、更进一步地，所述第一金属层设置有所述双向耦合器的输入端口，所述第三金属层设置有所述双向耦合器的输出端口，所述第二金属层为通孔金属，所述第一金属层通过预先设置的通孔连接所述第二金属层、并电连接至所述第三金属层。

7、第二方面，本发明还提供一种射频模组，所述射频模组包括如上所述的双向耦合器。

8、本发明所达到的有益效果，在于对现有双向耦合器的结构进行优化，提出了一种多金属层堆叠形成的双向耦合器结构，该结构通过在具有耦合端口和隔离端口的传输通道末端悬挂延长走线，再通过打孔的方式连接至不同的金属层，并利用其他金属层的走线增加与主传输通路在空间中的接触面积，从而增强双向耦合器的耦合系数，进而对方向性进行调控，通过多金属层堆叠且同层耦合的结构实现了双向耦合器在目标频段内方向性的性能的提高。

技术特征：

1.一种双向耦合器，其特征在于，所述双向耦合器为多个金属层堆叠形成的层结构，根据层叠顺序包括第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层和第五金属层，所述第三金属层设置有所述双向耦合器的耦合端口和隔离端口，所述第四金属层为用于实现所述第三金属层和所述第五金属层电连接的通孔金属，所述耦合端口和所述隔离端口分别设置有延伸自所述第三金属层的传输通路区域的延长走线，所述延长走线的末端设置有通孔，所述延长走线通过所述第四金属层连接所述通孔、并电连接至所述第五金属层，所述第三金属层利用所述延长走线使所述第五金属层成为相互电连接的异层结构，实现所述第三金属层的同层耦合，以提高所述双向耦合器的耦合系数。

2.如权利要求1所述的双向耦合器，其特征在于，所述第一金属层为铝金属层，所述第二金属层为第一通孔金属层，所述第三金属层为metal4金属层，所述第四金属层为第二通孔金属层，所述第五金属层为metal3金属层，metal4、metal3为半导体封装的版图层次。

3.如权利要求1所述的双向耦合器，其特征在于，所述第三金属层与所述第五金属层在所述双向耦合器中多个金属层的堆叠方向上具有不接触的耦合区域，所述耦合区域的大小用于调整所述耦合系数的大小。

4.如权利要求1所述的双向耦合器，其特征在于，所述第一金属层设置有所述双向耦合器的输出端口，所述第三金属层设置有所述双向耦合器的输入端口，所述第二金属层为通孔金属，所述第一金属层通过预先设置的通孔连接所述第二金属层、并电连接至所述第三金属层。

5.如权利要求1所述的双向耦合器，其特征在于，所述第一金属层设置有所述双向耦合器的输入端口，所述第三金属层设置有所述双向耦合器的输出端口，所述第二金属层为通孔金属，所述第一金属层通过预先设置的通孔连接所述第二金属层、并电连接至所述第三金属层。

6.一种射频模组，其特征在于，所述射频模组包括如权利要求1-5任一项所述的双向耦合器。

技术总结本发明适用于耦合及射频模组芯片领域，尤其涉及一种双向耦合器及射频模组，所述双向耦合器为多个金属层堆叠形成的层结构，根据层叠顺序包括第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层和第五金属层，所述第三金属层通过延长走线连接至所述第五金属层，所述第三金属层利用所述延长走线使所述第五金属层成为相互电连接的异层结构，实现所述第三金属层的同层耦合，以提高所述双向耦合器的耦合系数。本发明通过多金属层堆叠且同层耦合的结构实现了双向耦合器在目标频段内方向性的性能的提高。技术研发人员：刘博,郭嘉帅受保护的技术使用者：深圳飞骧科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25