CN212277365U - 一种柔性轻薄多通道传输线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种柔性轻薄多通道传输线，包括依次相连的多层传输线端口、中间传导线以及多层传输线端口；中间传导线包括依次设置的第一金属层、第一介质层、中间走线层、第二介质层和第二金属层，以及贯穿各层的第一金属化通孔；多层传输线端口包括与第一介质层相连的第三介质层，与中间走线层相连的端口走线层，与第二介质层相连的第四介质层，贯穿各层的金属化接地孔，贯穿第三介质层与端口走线层相连的第一金属化连接孔以及与第一金属化连接孔相连的焊盘。与传统传输线比较具备易于集成化、适合多信道传输、低插损与低反射损耗、低剖面、抗弯折性以及低吸湿性等优点；适应于MIMO技术与信息化通信的大数据通信需求，具备广阔的应用前景。

Description

一种柔性轻薄多通道传输线

技术领域

本实用新型涉及传输线技术领域，尤其涉及一种柔性轻薄多通道传输线。

背景技术

2017年，苹果公司在旗舰机上首度规模应用液晶聚合物天线和软板,用于提高天线的高频性能并减小空间占用。其中软板天线单机价值约为8-10美元, 而iPhone7的独立PI天线单机价值约为0.4美元,从PI天线到软板天线单机价值提升约20倍。此外iPhoneX还在中继线和摄像头中使用软板。iPhoneX首度规模使用软板意义重大,可解读为苹果为5G提前布局与验证；对于消费电子行业层面,软板正成为高频高速和小型化趋势下新的软板技术浪潮。

软板的柔性是其小型化的关键,而软板兼有良好的柔性能力和高频高速性能,小型化趋势下软板多通道传输线对PI软板的替代,以及软板多通道传输线对天线传输线和传统高速接口传输线的替代；品类扩张:预计2018三款新 iPhone均配置软板多通道传输线天线,且未来有望应用到iPad等全线产品, 同时安卓高端机型有望逐步跟进；架构升级:随着MIMO普及及其阶数增加, 天线数量增多且设计更复杂。仅考虑手机天线的部份,我们预计2017-2021年软板多通道传输线天线市场有望从3.72亿美元增长到42.42亿美元。集成天线和射频前端等元器件的软板多通道传输线封装将为长期趋势。

伴随手机、可穿戴产品等对小型化的极致追求,将元器件埋置在多层电路板中是行业技术长期发展趋势。5G时代天线和射频前端中的元器件数量都将急剧增加,将毫米波电路埋置封装到多层电路板内的需求日益迫切。多层结构的软板多通道传输线可实现天线和射频前端等高频电路的模组化封装,其功能属性和产品价值均得到质的提升。

近年随着无线通讯技术的发展，终端设备向着轻薄趋势发展，对于传统的单线单信道模式提出挑战。目前，工业界对于传输线的新设计需求主要包括，低剖面(即，外观小型化且轻薄化)、低损耗、多通道传输以及低功耗等。传统的传输线包括同轴线、微带线以及带状线和波导线等，其中，同轴线具备抗干扰与低损耗特性，但是，单线单通道传输特性必然引起传输线繁杂不易安装；波导传输具备高功率容量与低损耗特性，然而通常成本较高，设备较笨重；微带线虽然具备低剖面优势，但很难兼顾宽带与低损耗传输特性。

综上可知，同轴线、微带线与波导线均不符合新型传输线设计需求。带状线具备低损耗和抗干扰的特性，更重要的是，可以设计多通道信号传输。随着材料工艺的发展，具备低介电常数与低反射角正切参数的柔性材料被设计出来，为本实用新型提供了基础材料。一般而言，为了使传输线与天线和射频电路等元件阻抗匹配，带状线的剖面一般比较低，长期折弯容易使得传输线断裂。通过加粗传输线的方式可以增强其自身的机械强度，但往往难以保证信号线与天线及射频前端的阻抗匹配以及自身抗弯折特性。本实用新型所述的基于柔性材料的新型传输线，兼顾传输线自身的抗弯折与低损耗以及低剖面优势，并且对于MIMO多信道技术的应用具有推动作用。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种柔性轻薄多通道传输线。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种柔性轻薄多通道传输线，包括依次相连的多层传输线端口、中间传导线以及多层传输线端口；

所述中间传导线包括依次设置的第一金属层、第一介质层、中间走线层、第二介质层和第二金属层，以及贯穿所述第一金属层、所述第一介质层、所述中间走线层、所述第二介质层和所述第二金属层的第一金属化通孔；

所述多层传输线端口包括与所述第一介质层相连的第三介质层，与所述中间走线层相连的端口走线层，与所述第二介质层相连的第四介质层，贯穿所述第三介质层、所述端口走线层以及所述第四介质层的金属化接地孔，贯穿所述第三介质层与所述端口走线层相连的第一金属化连接孔以及与所述第一金属化连接孔相连的焊盘。

进一步的，所述中间走线层包括一个或多个，当所述中间走线层包括多个时，相邻所述中间走线层之间分别设置有所述第一金属化通孔。

进一步的，多个所述中间走线层的两端分别设置有第一金属化接地孔。

进一步的，所述第一介质层、所述第二介质层、所述第三介质层以及所述第四介质层均为柔性、低介电常数、低吸湿性材料制成。

进一步的，所述中间传导线的表面涂覆有隔绝材料层。

进一步的，所述第一介质层和所述第一金属层、所述第二介质层和所述第二金属层之间采用无胶压合方式连接。

进一步的，所述焊盘与所述第一金属化连接孔同轴设置，所述焊盘的外径大于所述第一金属化连接孔的外径。

进一步的，所述多层传输线端口和所述中间传导线分别包括多层，所述中间传导线中的所述中间走线层包括多个，每层所述中间传导线中的所述多个中间走线层交错设置。

进一步的，所述焊盘包括多个，每个所述焊盘分别通过所述第一金属化连接孔与对应所述端口走线层相连。

本实用新型的柔性轻薄多通道传输线，与传统传输线比较具备易于集成化、适合多信道传输、低插损与低反射损耗、低剖面、抗弯折性以及低吸湿性等优点；适应于MIMO技术与信息化通信的大数据通信需求，具备广阔的应用前景。

本实用新型的柔性轻薄多通道传输线，相邻所述第一金属层、第二金属层之间采用所述第二金属化通孔/盲孔进行连接，改善接地性；柔性软板的第一金属层、第二金属层兼有良好的柔性能力和高频高速性能，使得该柔性轻薄多通道传输线体积小；所述第一介质层、所述第二介质层、所述第三介质层以及所述第四介质层采用无胶压合方式连接；所述中间走线层次、所述端口走线层位于相邻两层介质板层中间，对称嵌入所述第一介质层和第二介质层、第三介质层和第四介质层中。本实用新型的柔性轻薄多通道传输线是基于传输线以及电磁场理论研究提出的，可以在低剖面、低损耗的柔性材料介质上实现多层压合，得到集成化的多信道低损耗传输线组合，满足多天线的传输要求。

附图说明

图1为本实用新型的柔性轻薄多通道传输线的结构示意图；

图2为本实用新型的柔性轻薄多通道传输线的中间传导线的结构分层图；

图3为本实用新型的柔性轻薄多通道传输线的多层传输线端口的结构示意图；

图4为本实用新型的柔性轻薄多通道传输线的单层双走线结构的中间传导线的接地示意图；

图5为本实用新型的柔性轻薄多通道传输线的单层单走线结构的中间传导线的接地示意图；

图6为本实用新型的柔性轻薄多通道传输线的分层示意图；

图7为本实用新型的柔性轻薄多通道传输线的多层传输线端口标识以及端口焊盘分布图；

图8a、8b、8c为本实用新型的柔性轻薄多通道传输线的插损的仿真数据；

图9a、9b、9c为本实用新型的柔性轻薄多通道传输线的回波损耗的仿真数据；

图中标记为：多层传输线端口1，第三介质层11，端口走线层12，第四介质层13，金属化接地孔14，第一金属化连接孔15，焊盘16，中间传导线2，第一金属层21，第一介质层22，中间走线层23，第二介质层24，第二金属层 25，第一金属化通孔26，第一金属化接地孔27。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图9c所示，一种柔性轻薄多通道传输线，包括依次相连的多层传输线端口1、中间传导线2以及多层传输线端口1；

所述中间传导线2包括依次设置的第一金属层21、第一介质层22、中间走线层23、第二介质层24和第二金属层25，以及贯穿所述第一金属层21、所述第一介质层22、所述中间走线层23、所述第二介质层24和所述第二金属层 25的第一金属化通孔26；

所述多层传输线端口1包括与所述第一介质层22相连的第三介质层11，与所述中间走线层23相连的端口走线层12，与所述第二介质层24相连的第四介质层13，贯穿所述第三介质层11、所述端口走线层12以及所述第四介质层 13的金属化接地孔14，贯穿所述第三介质层11与所述端口走线层12相连的第一金属化连接孔15以及与所述第一金属化连接孔15相连的焊盘16。

所述第一介质层22、所述第二介质层24、所述第三介质层11以及所述第四介质层13均为柔性、低介电常数、低吸湿性材料制成。

所述第一介质层22、所述第二介质层24、所述第三介质层11以及所述第四介质层13均为柔性、低介电常数、低吸湿性材料制成。所述中间走线层23、所述端口走线层12应尽量减少弯折，并且走线应该顺畅，降低弯折处的损耗。

采用了新型柔性材料作为设计的基础板材，即第一金属层21、第二金属层 25，该种材料具备柔软特性，保证了该柔性轻薄多通道传输线的抗弯折以及耐用性；所述第一介质层22、第二介质层24具备低介电常数与低反射角正切特性，保证传输线的低损耗优势；此外，还具备低吸湿性，保证传输线结构的整体稳定性；所述中间走线层23层数至少一层或多层，保证了其多通道多功能传输优势；当为中间走线层23时，走线与走线之间可通过所述第一金属化通孔26来改善走线间隔离度；所述第一金属化通孔26将上下相邻的所述第一金属层21、第二金属层25连通，有利于改善接地稳定性。

所述中间走线层23包括一个或多个，当所述中间走线层23包括多个时，相邻所述中间走线层23之间分别设置有所述第一金属化通孔26。

多个所述中间走线层23的两端分别设置有第一金属化接地孔27。

所述中间传导线2的表面涂覆有隔绝材料层。这样，可以避免其它射频电路电磁互扰。

所述第一介质层22和所述第一金属层21、所述第二介质层24和所述第二金属层25之间采用无胶压合方式连接。

所述焊盘16与所述第一金属化连接孔15同轴设置，所述焊盘16的外径大于所述第一金属化连接孔15的外径。

所述多层传输线端口1和所述中间传导线2分别包括多层，所述中间传导线2中的所述中间走线层23包括多个，每层所述中间传导线23中的所述多个中间走线层23交错设置。可以有效降低各个所述中间走线层23之间的耦合。

所述焊盘16包括多个，每个所述焊盘16分别通过所述第一金属化连接孔 15与对应所述端口走线层12相连。所述多层传输线端口1处设置密集的所述第一金属化连接孔15，可以改善端口处的反射损耗。每条所述柔性轻薄多通道传输线均采用所述第一金属化连接孔15/金属化盲孔与顶层金属材质的所述焊盘16连接，这部分的设计可有有效降低损耗，改善插损，其中，第一金属化连接孔15/金属化盲孔的孔径设计需保证所述端口走线层12与所述焊盘16间的阻抗匹配良好，此外，需满足现有工艺的最小孔径要求。

本实用新型的柔性轻薄多通道传输线，与传统传输线比较具备易于集成化、适合多信道传输、低插损与低反射损耗、低剖面、抗弯折性以及低吸湿性等优点；适应于MIMO技术与信息化通信的大数据通信需求，具备广阔的应用前景。

本实用新型的柔性轻薄多通道传输线，相邻所述第一金属层、第二金属层之间采用所述第二金属化通孔/盲孔进行连接，改善接地性；柔性软板的第一金属层、第二金属层兼有良好的柔性能力和高频高速性能，使得该柔性轻薄多通道传输线体积小；所述第一介质层、所述第二介质层、所述第三介质层以及所述第四介质层采用无胶压合方式连接；所述中间走线层次、所述端口走线层位于相邻两层介质板层中间，对称嵌入所述第一介质层和第二介质层、第三介质层和第四介质层中。本实用新型的柔性轻薄多通道传输线是基于传输线以及电磁场理论研究提出的，可以在低剖面、低损耗的柔性材料介质上实现多层压合，得到集成化的多信道低损耗传输线组合，满足多天线的传输要求。

以上所述，仅是本实用新型的最佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种柔性轻薄多通道传输线，其特征在于：包括依次相连的多层传输线端口、中间传导线以及多层传输线端口；

所述中间传导线包括依次设置的第一金属层、第一介质层、中间走线层、第二介质层和第二金属层，以及贯穿所述第一金属层、所述第一介质层、所述中间走线层、所述第二介质层和所述第二金属层的第一金属化通孔；

所述多层传输线端口包括与所述第一介质层相连的第三介质层，与所述中间走线层相连的端口走线层，与所述第二介质层相连的第四介质层，贯穿所述第三介质层、所述端口走线层以及所述第四介质层的金属化接地孔，贯穿所述第三介质层与所述端口走线层相连的第一金属化连接孔以及与所述第一金属化连接孔相连的焊盘。

2.如权利要求1所述的柔性轻薄多通道传输线，其特征在于：所述中间走线层包括一个或多个，当所述中间走线层包括多个时，相邻所述中间走线层之间分别设置有所述第一金属化通孔。

3.如权利要求2所述的柔性轻薄多通道传输线，其特征在于：多个所述中间走线层的两端分别设置有第一金属化接地孔。

4.如权利要求1所述的柔性轻薄多通道传输线，其特征在于：所述第一介质层、所述第二介质层、所述第三介质层以及所述第四介质层均为柔性、低介电常数、低吸湿性材料制成。

5.如权利要求1所述的柔性轻薄多通道传输线，其特征在于：所述中间传导线的表面涂覆有隔绝材料层。

6.如权利要求1所述的柔性轻薄多通道传输线，其特征在于：所述第一介质层和所述第一金属层、所述第二介质层和所述第二金属层之间采用无胶压合方式连接。

7.如权利要求1所述的柔性轻薄多通道传输线，其特征在于：所述焊盘与所述第一金属化连接孔同轴设置，所述焊盘的尺寸大于所述第一金属化连接孔的外径。

8.如权利要求1所述的柔性轻薄多通道传输线，其特征在于：所述多层传输线端口和所述中间传导线分别包括多层，所述中间传导线中的所述中间走线层包括多个，每层所述中间传导线中的所述多个中间走线层交错设置。

9.如权利要求1所述的柔性轻薄多通道传输线，其特征在于：所述焊盘包括多个，每个所述焊盘分别通过所述第一金属化连接孔与对应所述端口走线层相连。

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