本實用新型實施例涉及電子器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合內(nèi)嵌型電磁帶隙結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著電子系統(tǒng)向著高速度、高密度、高功耗、低電壓和大電流的趨勢發(fā)展，系統(tǒng)中大量高速開關(guān)器件同時進(jìn)行狀態(tài)切換時，會引起嚴(yán)重的同步開關(guān)噪聲(Simultaneous Switching Noise，SSN)，同步開關(guān)噪聲會激起平面諧振，引起地彈問題和電磁輻射(EMI)，地彈直接影響工作速度和產(chǎn)品可靠性，這將成為高速、高性能數(shù)字系統(tǒng)發(fā)展的主要瓶頸，因此，抑制同步開關(guān)噪聲是急于解決的技術(shù)問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，提出了許多抑制SSN的方法，主要包括使用分立式去耦電容、嵌入式電容及電源層分割等，但是這些方法都存在一定的不足,例如分立式去耦電容，其原理主要是通過降低電源平面或者地平面的阻抗，利用自諧振來實現(xiàn)抑制效果，但由于自諧振本身的限制，使得在高于600MHz頻率時，電容器將無法正常工作，從而失去抑制效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┮环N混合內(nèi)嵌型電磁帶隙結(jié)構(gòu)，用以提供一種成本低，且能實現(xiàn)超寬帶抑制SSN的的電磁帶隙結(jié)構(gòu)。

為達(dá)到上述目的，本申請采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本實用新型實施例提供一種混合內(nèi)嵌型電磁帶隙結(jié)構(gòu)，包括：電源平面、地平面以及位于所述電源平面和所述地平面之間的絕緣介質(zhì)；在所述電源平面的第一面設(shè)置有至少一個電磁帶隙結(jié)構(gòu)，所述電源平面的第一面指所述電源平面未與所述絕緣介質(zhì)相連的一面；所述電磁帶隙結(jié)構(gòu)用于抑制同步開關(guān)噪聲；所述電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括以M行×N列分布的M×N個基本單元，所述M×N個基本單元周期分布，所述基本單元為30mm×30mm的Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)，其中，M和N為大于或等于3的整數(shù)；所述M×N個基本單元中每相鄰的兩個基本單元之間采用L-型橋連接；Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括：呈正方形的第二邏輯單元，所述第二邏輯單元的四個邊中每相鄰兩個邊上均蝕刻有一個L型結(jié)構(gòu)；在所述M×N個基本單元中存在Q個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)，在所述Q個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)中的每個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域蝕刻有目標(biāo)溝槽，一個所述Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)的目標(biāo)溝槽與內(nèi)嵌在所述Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)內(nèi)的L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)一致，一個所述Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)的目標(biāo)溝槽用于內(nèi)嵌一個L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)，在Q個目標(biāo)溝槽中的每個目標(biāo)溝槽內(nèi)均內(nèi)嵌有一個L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)，其中，所述Q為大于或等于4且小于或等于M×N的整數(shù)；Q個L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)按照第一預(yù)設(shè)規(guī)則排列。

本實用新型實施例是在30mm×30mm周期性Z-Bridge EBG結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，按照第一預(yù)設(shè)規(guī)則排列有選擇性的在原單元的中心區(qū)域挖空并插入小型L-Bridge EBG結(jié)構(gòu)。由于電磁帶隙結(jié)構(gòu)是由具有帶阻特性的周期性結(jié)構(gòu)組成，它的材料可以是金屬，鐵磁或者是鐵電物質(zhì)，也可以是各種合適的材料，本實用新型通過在Z-Bridge EBG結(jié)構(gòu)插入小型L-Bridge EBG結(jié)構(gòu)，使得在阻帶范圍內(nèi)將SSN噪聲限制在Z-Bridge EBG結(jié)構(gòu)內(nèi)，無法向外傳播，從而可以達(dá)到抑制SSN的作用。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，本實用新型實施例提供的絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)為4.4，所述絕緣介質(zhì)的耗散因子為tanδ＝0.02的FR4材料，所述絕緣介質(zhì)的厚度為0.4mm。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，第一預(yù)設(shè)規(guī)則為：在所述M×N個基本單元中每個基本單元內(nèi)均內(nèi)嵌有所述L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)；

或者，所述第一預(yù)設(shè)規(guī)則為：Q個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)中每相鄰兩個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)之間間隔一個未蝕刻有目標(biāo)溝槽的Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)。

結(jié)合第一方面至第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中任意一項，在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中，平面型電磁帶隙結(jié)構(gòu)的尺寸為長90mm×寬90mm×高0.4mm。

結(jié)合第一方面至第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中任意一項，在第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中，電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括以3行×3列分布的9個基本單元。

結(jié)合第一方面至第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中任意一項，在第一方面的第五種可能的實現(xiàn)方式中，L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括：呈正方形的第一邏輯單元，在所述第一邏輯單元的四個邊上分別設(shè)置有Z型橋，四個Z型橋中的每個Z型橋均包括第一垂直部、第一平行部端以及第二垂直部，其中，所述第一垂直部和所述第二垂直部均與所述第一平行部垂直，任意一個Z型橋的第一平行部和與所述Z型橋連接的邊平行，且所述任意一個Z型橋的第一平行部和與所述Z型橋連接的邊之間存在間隙，一個Z型橋的第一垂直部與第一邏輯單元的一個邊連接，一個Z型橋的第二垂直部為自由端。

結(jié)合第一方面至第一方面的第五種可能的實現(xiàn)方式中任意一項，在第一方面的第六種可能的實現(xiàn)方式中，第一邏輯單元的邊長為12.8mm，所述間隙為0.2mm，所述Z型橋的長度為12.4mm，所述Z型橋第二垂直部的寬度為0.2mm，所述第一垂直部的寬為0.2mm，所述第二垂直部的寬為0.2mm，所述第一垂直部距離與其所連接的邊的首端之間的距離為0.4mm，所述首端為位于所述邊上，且遠(yuǎn)離所述第二垂直部的一端。

結(jié)合第一方面至第一方面的第六種可能的實現(xiàn)方式中任意一項，在第一方面的第七種可能的實現(xiàn)方式中，L型結(jié)構(gòu)包括第二平行部和第三垂直部，所述第三垂直部和所述第二平行部垂直，四個L型結(jié)構(gòu)中任意一個L型結(jié)構(gòu)的第二平行部位于所述四個邊中第一邊上，所述四個L型結(jié)構(gòu)中任意一個L型結(jié)構(gòu)的第三平行部位于第二邊上，所述第一邊為所述四個邊中任意一個，所述第二邊為與所述第一邊相鄰的邊，任意一個第二平行部和其所在的邊之間存在縫隙。任意一個L型結(jié)構(gòu)的第三垂直部和與其相鄰的一個第二平行部之間存在空隙。

結(jié)合第一方面至第一方面的第七種可能的實現(xiàn)方式中任意一項，在第一方面的第八種可能的實現(xiàn)方式中，Q個L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)或者所述Q個Z-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)中內(nèi)嵌有5個端口，所述5個端口中的一個端口用作輸入端口，所述5個端口中的其余4個端口用作輸出端口。

結(jié)合第一方面至第一方面的第八種可能的實現(xiàn)方式中任意一項，在第一方面的第九種可能的實現(xiàn)方式中，5個端口中每個端口的電阻為50Ω。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的一種混合內(nèi)嵌型電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本實用新型實施例提供的一種混合內(nèi)嵌型電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3為本實用新型實施例提供的一種混合內(nèi)嵌型電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖三；

圖4為本實用新型實施例提供的一種混合內(nèi)嵌型電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖四；

圖5為本實用新型實施例提供的一種混合內(nèi)嵌型電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖五。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地描述。

如圖1所示，本實用新型實施例提供一種混合內(nèi)嵌型電磁帶隙結(jié)構(gòu)，包括：電源平面10、地平面20以及位于電源平面10和地平面20之間的絕緣介質(zhì)30；在電源平面10的第一面設(shè)置有至少一個電磁帶隙結(jié)構(gòu)，所述電源平面10的第一面指所述電源平面未與所述絕緣介質(zhì)相連的一面；所述電磁帶隙結(jié)構(gòu)用于抑制同步開關(guān)噪聲。

電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括以M行×N列分布的M×N個基本單元，所述M×N個基本單元周期分布，如圖2所示，所述基本單元為30mm×30mm的Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)50，其中，M和N為大于或等于3的整數(shù)；所述M×N個基本單元中每相鄰的兩個基本單元之間采用L-型橋連接；Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)50包括：呈正方形的第二邏輯單元，所述第二邏輯單元的四個邊中每相鄰兩個邊上均蝕刻有一個L型結(jié)構(gòu)501；

在所述M×N個基本單元中存在Q個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)50，在所述Q個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)50中的每個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)50的中心區(qū)域蝕刻有目標(biāo)溝槽，一個所述Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)的目標(biāo)溝槽與內(nèi)嵌在所述Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)內(nèi)的L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)一致，一個所述Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)的目標(biāo)溝槽用于內(nèi)嵌一個L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)40，在Q個目標(biāo)溝槽中的每個目標(biāo)溝槽內(nèi)均內(nèi)嵌有一個L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)，其中，所述Q為大于或等于4且小于或等于M×N的整數(shù)；Q個L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)40按照第一預(yù)設(shè)規(guī)則排列。

Q的個數(shù)可以根據(jù)M×N來確定。

本實用新型實施例是在30mm×30mm周期性Z-Bridge EBG結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，按照第一預(yù)設(shè)規(guī)則排列有選擇性的在原單元的中心區(qū)域挖空并插入小型L-Bridge EBG結(jié)構(gòu)。由于電磁帶隙結(jié)構(gòu)是由具有帶阻特性的周期性結(jié)構(gòu)組成，它的材料可以是金屬，鐵磁或者是鐵電物質(zhì)，也可以是各種合適的材料，本實用新型通過在Z-Bridge EBG結(jié)構(gòu)插入小型L-Bridge EBG結(jié)，使得在阻帶范圍內(nèi)將SSN噪聲被限制在Z-Bridge EBG結(jié)構(gòu)內(nèi)，無法向外傳播，從而可以達(dá)到抑制SSN的作用。

可選的，絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)為4.4，所述絕緣介質(zhì)的耗散因子為tanδ＝0.02的FR4材料，所述絕緣介質(zhì)的厚度為0.4mm。

可選的，一方面，第一預(yù)設(shè)規(guī)則為：在所述M×N個基本單元中每個基本單元內(nèi)均內(nèi)嵌有所述L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)。

或者，另一方面，第一預(yù)設(shè)規(guī)則為：Q個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)中每相鄰兩個Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)之間間隔一個未蝕刻有目標(biāo)溝槽的Z-bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)。示例性的，如圖3所示，圖3以M和N均為3，Q為5為例示出了本實用新型實施例提供的Q個L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)的分布示意圖。

可選的，平面型電磁帶隙結(jié)構(gòu)的尺寸為長90mm×寬90mm×高0.4mm。

優(yōu)選的，電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括以3行×3列分布的9個基本單元。

可選的，如圖4所示，L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)40包括：呈正方形的第一邏輯單元401，在所述第一邏輯單元401的四個邊上分別設(shè)置有Z型橋402，四個Z型橋402中的每個Z型橋402均包括第一垂直部4021、第一平行部端4022以及第二垂直部4023，其中，所述第一垂直部4021和所述第二垂直部4023均與所述第一平行部4022垂直，任意一個Z型橋的第一平行部4022和與所述Z型橋402連接的邊平行，且所述任意一個Z型橋的第一平行部4022和與所述Z型橋402連接的邊之間存在間隙g3，一個Z型橋的第一垂直部4021與第一邏輯單元401的一個邊連接，一個Z型橋402的第二垂直部4023為自由端。

可選的，如圖4所示，第一邏輯單元401的邊長a3為12.8mm，間隙g3為0.2mm，所述Z型橋b2的長度為12.4mm，Z型橋第二垂直部4023的寬度w3為0.2mm，所述第一垂直部4021的寬w5為0.2mm，所述第二垂直部4023的寬w4為0.2mm，所述第一垂直部4021距離與其所連接的邊的首端之間的距離g4為0.4mm，首端為位于邊上且遠(yuǎn)離所述第二垂直部4023的一端。

可選的，如圖5所示，L型結(jié)構(gòu)包括第二平行部5011和第三垂直部5012，所述第三垂直部5012和所述第二平行部5011垂直，四個L型結(jié)構(gòu)中任意一個L型結(jié)構(gòu)的第二平行部5011位于所述四個邊中第一邊上，所述四個L型結(jié)構(gòu)中任意一個L型結(jié)構(gòu)的第三平行部位于第二邊上，所述第一邊為所述四個邊中任意一個，所述第二邊為與所述第一邊相鄰的邊。任意一個第二平行部和其所在的邊之間存在縫隙。任意一個L型結(jié)構(gòu)的第三垂直部5012和與其相鄰的一個第二平行部5011之間存在空隙。

如圖5所示，第二基本單元502的邊長a1＝30mm，第二平行部5011的長度b1＝29.4mm,第二平行部5011的寬度為w1＝0.1mm；任意一個第二平行部和其所在的邊之間存在縫隙g1＝0.2mm，任意一個L型結(jié)構(gòu)的第三垂直部5012和與其相鄰的一個第二平行部5011之間存在空隙w2＝0.2mm,第二平行部5011的寬度的寬度為g2＝0.2mm,

可選的，Q個L-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)或者Q個Z-Bridge電磁帶隙結(jié)構(gòu)中內(nèi)嵌有5個端口，所述5個端口中的一個端口用作輸入端口，所述五個端口中的其余四個端口用作輸出端口。

可選的，5個端口中每個端口的電阻為50Ω。

表1.新型EBG結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)Z-Bridge、L-Bridge和完整電源平面關(guān)于S13參數(shù)的對比表

表1

由表1可以知道，本實用新型實施例通過在Z-Bridge結(jié)構(gòu)中內(nèi)嵌L-Bridge，使得本實用新型實施例提供的結(jié)構(gòu)的帶寬大于L-Bridge結(jié)構(gòu)單獨組成的電磁帶隙結(jié)構(gòu)以及Z-Bridge結(jié)構(gòu)單獨組成的電磁帶隙結(jié)構(gòu)。

以上所述，僅為本申請的具體實施方式，但本申請的保護(hù)范圍并不局限于此，任何在本申請揭露的技術(shù)范圍內(nèi)的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本申請的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。