CN1316116A - 微波范围器件中导体的垂直连接方法 - Google Patents

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Abstract

微波范围器件(106,600)中两个相互并行延伸的导体(120,110)之间的连接方法。每个导体包括导电层(160,170),介电层(150,195,198),和接地面(140,180,190)。器件中两个导体的接地面被介电芯子(130)隔开。各层按要求顺序设在另一层上。空腔(310)设在器件中,它从连接到第二导体的第一导体中的层(170)开始,按垂直于该层主方向的方向延伸直到包括在其上要设第二导体的导电层的材料层(150)。包括带线导体的元件(400)放在空腔中,元件设置成使元件的导体(470)与连接到第二导体的第一导体中的层(170)电接触。随后,第二导体的导电层(160)和它的其余的接地面和介电层设在器件上,使元件的导体(470)与第二导体的导电层(160)之间电接触。

Description

微波范围器件中导体的垂直连接方法
技术领域
本发明涉及微波范围器件中导体的垂直连接方法，最好是微波范围电路板中导体的垂直连接方法。特别是用于天线结构中的方法。
技术状态
构成电路板的公用的现有方法是多层技术。这就是说，电路板是由多层构成的，包括由导电材料构成的图形的层配置在介质材料层上。某些导电材料层也可规定用作接地面，其中材料层通常设计成矩形板。
就电路板的功能而言，各种材料层中的某些层必须在需要电接触的点互连。构成这些连接的已知方法包括共平面连接和无电流连接。这些已知方法以下将会说明。
用导电丝(“键合丝”)或已知的通孔构成共平面连接。通孔是用钻孔法或其它方式在电路板中要连接的点之间垂直构成的孔。这些孔中全部或部分填入导电材料使其导电。用键合丝的情况下，正如它的名字的表明的，用导电材料丝使两个点互连。用于共平面连接的两种方法只限于超高频使用，但用在更高频率的微波领域就很不利。
总的说来，无电连接禁止使用在微波领域中的用微带技术或微波带状线技术构成的导体之间的连接。这种方式连接意味着互连的两个导体之间有一定的距离，这样一个导体对另一导体的作用乃是通过辐射方式进行。这种导体互连方法的缺点是，它会引起较大的损耗，而且还对两个导体之间的距离有限制。
共平面连接和无电流连接的共同缺点是，这类连接达不到设计要求的阻抗。
发明的说明
为克服上述缺点，本发明提出微波电路板或其它微波范围器件中两个导体之间的垂直连接方法，可把连接设计成能提供一定的阻抗，而且，总的说来连线长度不影响阻抗。
为了克服其它的缺点，本发明提出了微波电路板或其它微波范围器件中两个导体之间的垂直连接方法，连接的损耗小。
为了解决两个问题，提出了微波电路板中或其它微波范围器件中第一导体与第二导体的连接方法，其中每个导体都包括至少一层导电层，一层介电材料层和一接地面。在那里第一和第二导体的接地面在器件中由至少用介电材料制成的第一芯子隔开。
而且，借助本发明上述的微波范围中电路板或其它电子器件中垂直连接的制造方法中至少去掉了一步。
按本方法，第一导体中的各层，器件的介电材料制成的第一芯子，和至少一个接地面和第二导体的介电层是按规定的顺序彼此配置。器件中有一空腔，空腔从连接到第二导体的第一导体中的材料层开始，按垂直于该层主要方向的方向伸延直到包括器件中在其上设有第二导体的导电层的一个材料层。
包括微波带状线导体的元件放入空腔中。配置该元件使元件的导体之间电接触并且第一导体层连接到第二导体的材料层。随后，第二导体的导电层和设在器件上的任何留下的介电层和任何留下的接地面使元件导体与第二导体的导电层之间电接触。
在器件中最好每层配置腔体，使空腔穿过那些在安装到器件上之前就具有空腔的材料层并延伸。
或者相反，把所述的材料层按要求的顺序配置在另一层上之后，在器件中穿过这些层构成该腔体，腔体通过这些层延伸。
优选实施例中，元件和空腔这样设计，使得当元件安放在空腔中时，元件的带线导体中的两个接地面中的每一面要与第一和第二导体中的接地面互连。当然可用多种不同方式进行，而在优选实施例中有效的方式是给出这样一种元件设计，其中心部分两端在连接导体的方向上，比外围部分更加伸出。
另一优选实施例中，器件中的第一导体是带状线导体，器件中的第二导体是微带导体或带状线导体。
附图说明
以下将以实施例为例并参见附图更详细地说明本发明，其中：
图1是电路板的侧剖视图，电路板中有要用本发明方法连接的导体：
图2是电路板的正剖视图，电路板中有要用本发明方法连接的导体；
图3是在本发明的方法的制造步骤中看到的电路板正剖视图，电路板中有按本发明方法设置的元件；
图4示出本发明用的元件，是从要连接的元件的导体纵剖面方向看到的正视图；
图5是表示图1元件，是从以上相对于配置该元件的器件看到的；
图6是电路板的正剖视图，电路板中有已用发明方法连接的导体。
图7示出本发明的元件的另一实施例，它与图5所示元件的相同部分中看到的。
优选实施例
图1是微波范围中使用的器件100的简单侧剖视图。器件中包括两个要连接的导体，例中所示的是微带导体110和微带线导体120。两个导体110和120分别设在介电材料制成的平面芯子130的每个侧边上，并按共同的主方向相互平行延伸。
图1中所示器件100可能应用的范围包括已知的集成天线电子装置，微带线导体构成给天线馈入电功率的分配网络部分，微带导体用于连接电子元件。这种应用中，很有希望构成馈电网络与电子元件之间的连接。
器件中的微带导体110包括接地面140，介电材料层150和导电层160。器件中的带线导体120包括导电层170和分别位于导体层170的每个侧面上的两层介电材料层195,198，和按序位于介电层195,198的侧边上的接地面180,190。
两个导体中的接地面140,180,190用导电材料，例如铜构成。
图1中所示器件中的两个导体由以下所述的微带导体110和带线导体120构成。但要强调的是，本发明可用于这两种导体的任何组合中。
图2是图1所示器件在制造过程中的沿1-1线的剖视图。用标号200指示，这种器件可用本专业技术人员公知的多种方式制造，这里对制造本身不再说明。
如图所示，图2所示的器件制造步骤中，设置了带状线导体中的所有层180,190,170,195,198，器件的介电材料芯子130，接地面140和微带导体的介电材料层150。
图3示出了按图2所示器件在后面的制造步骤中的情形，用标号300指示。按本发明，在这一步工艺中，器件中有空腔310，该空腔310以带线导体的导电层170开始基本上按垂直于该导电层的主方向的方向延伸直到包括微带导体的介电层150。
在器件600中最好设置空腔310，其由安装到器件上之前已经相应放置有空腔的各层198,170,195,190,130,140,150形成，空腔穿过这些层延伸。
或者，在所述的材料层按规定的顺序设在另一层上之后，穿过这些层形成腔体，通过这些层腔体延伸，可用已知的腐蚀或激光钻孔在本替换例中形成空腔。
图4示出要用本发明方法连接的元件400，它是以与图2和图3所示器件的相同平面看到的。元件400包括带线导体，带线导体按序包括每边被介电材料层498,498’,495,495’包围的导电层470，这些介电层的每边又被接地面480,490包围。如图4所示，元件400设计成有中心部分和两个外部部分，中心部分在一个方向的伸出大于外部部分。以下将说明这样设计的原因。
中心部分包括带线导体的导电层470，该导电层470的每边上分别有带线导体的一个介电层498’,495’。元件的每个外部部分各有一个接地面480,490和带线导体的一层介电层的一部分498,495。
图5是表示沿图4中Ⅱ-Ⅱ线剖开的元件400。如图5所示，沿该线看时，元件基本上是矩形。
最后，图6示出按本发明的器件600，它是沿与图2和3相同的线看到的。元件400已位于空腔中，空腔是按本发明构成在器件中，按此方式，元件的导体470与要互连的一个导体中的导电层170之间电接触。图6中要互连的一个导体是带线导体，器件600中的元件400的延伸部分用虚线大致标出。
按上述方式元件400放进空腔中之后，在器件600的顶上设要互连的第二导体中的导电层160。所示实施例中，第二导体用微带导体构成。
如图6所示，设计按本发明的元件400和空腔使得当元件已位于器件的空腔中时，元件的每个接地面480,490把微带导体的接地面140连接到最近设置的带线导体的接地面190。结果，在第一边都按本发明方法连接的两个导体的纵向方向建立了电磁屏蔽。
本发明方法可以使微波范围器件中的导体之间垂直连接。两个要互连的导体之间存在距离时可采用这种连接，并保持连接特性。
而且，连接可设计成既能提供所要求的阻抗而又不影响它的性能。例如，它可以使两个要互连的导体的阻抗与连接所要求的阻抗相同。正如本专业技术人员所公知的，带线元件要怎样设计才能达到一定的阻抗，这种设计以下将进一步说明。
元件400固定在同构成器件的固定层连接的器件600。可用本专业公知的多种方式来固定，例如，加压，加热，或它们的组合。按该方式，用该方法可减少器件的制造步骤。
两个导体160,170和元件的导体470之间电接触或可以通过使两个导体160,170与元件的导体470之间保持良好的机械接触，或如果合适又可以通过在其间要求电接触的一个或多个面上配置一种本身已知的容易电接触的剂料来提供，例如一种导电环氧粘接剂，安放这种粘接剂并与以上提供的热处理相结合。采取相应的措施使元件和器件的接地面也电接触。为了得到好的电接触，应把元件的导体470和它的接地面480,490设计成稍大于器件的对应部分，和图4-6所示，如果合适的话。
替代的实施例中，按本发明的元件可以用一个接地平面设计，该接地平面围绕元件形成闭合形状，这种闭合的接地面可以设计成圆形。如图7所示，如以图5所示元件的相同面看到的。接地面710的这种设计的优点是在于元件的导体720周围构成连续的屏蔽。
本发明不限于上面所示的实施例，在本发明要求保护的范围内还会有各种变化。
如上所述，本发明能用于带线型导体和微带型导体的任何组合。而且已用在上面的整个说明书中的“垂直”一词，只是为了说明按本发明的两个导体的连接方向。但是，要强调的是，“垂直”一词是说方向是垂直的，如果按图6所置的方式放置器件，换句话说，方向是指垂直于两个导体的主方向的方向，并规定两个导体之间的最短距离。
尽管上述的按本发明的元件400只是用互连两个导体的无源元件来说明的，但也可以用有源元件，并包括放大器或其它有源元件。

Claims (6)

1．微波范围中器件(100,600)中两个相互平行延伸并构成器件的一部分的第一导体(120)与第二导体之间的连接方法，第一导体和第二导体包括至少一个导电层(160,170)，至少一个介电材料层(150,195,198)和至少一个接地面(140,180,190)，器件中的第一导体和第二导体的接地面被至少一个由介电材料做成的第一芯子(130)隔开，按方法：
-按要求的顺序依次设置器件中的第一导体(120)的各层(180,198,170,195,190)，由介电材料做成的第一芯子(130)，和第二导体(110)的至少一个接地面(140)和介质层(150)，
-腔体(310)设在器件中，它从连接到第二导体的第一导体中的材料层(170)开始，按垂直于该层的主方向的方向延伸到器件中直到包括的其上要设第二导体的导电层的材料层(150)，
-包括带线导体的元件(400)放在空腔中，元件要设置成使元件的导体(470)与连接到第二导体的第一导体中的材料层(170)之间电接触；
-第二导体的导电层(160)和它其余的接地面和介电层设在器件上，使元件的导体(470)与第二导体的导电层(160)之间电接触。
2．按权利要求1的方法，把空腔设在器件(600)中，其由安装到器件上之前已经有空腔的那些层(198,170,195,190,130,140,150)形成并通过这些层延伸，
3．按权利要求1的方法，把腔体设在器件(600)中，在材料层(198,170,195,190,130,140,150)按要求的顺序设在另一材料之后，穿过这些层形成腔体，并通过这些层腔体延伸，
4．按以上任一权利要求的方法，设计空腔(310)和元件(400)使得当元件放在空腔中时，元件(400)中的带线导体中的两个接地面(480,490)中的每一个与第一和第二导体中的接地面(190,140)互连。
5．按以上任一权利要求的方法，元件(400)是有源元件。
6．按以上任一权利要求的方法，器件(600)中的第一导体(120)是带线导体，器件中的第二导体(110)是微带导体或带线导体。
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