专利名称：多层衬底和卫星广播接收设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多层衬底，其用于卫星广播接收设备，或用于在卫星广播和卫星通讯中使用的低噪音阻断(LNB，low noise block-down)转换器，以及一使用相关多层衬底的卫星广播接收设备(后面称为“LNB转换器”)。
背景技术：
作为在LNB转换器中使用的衬底，一所谓的双层衬底(双侧衬底)已被传统地使用。如图10所示，该双层衬底具有一衬底介电层105，其由基体材料特氟纶(Teflon)制成，且在两侧镀有铜以形成微带线101，102。在该微带线上，如图11所示，将成为信号线的电路图形形成于该衬底的前层，且全部的后层接地，以获得低损失和稳定的传输特性。也就是说，如图12所示，通过一波导113传播的无线电波信号被引入到由一框架112和一底盘111所包围的空间，且通过一探针120被传输到形成于双层衬底110的前层101中的微带线中。图13示出了在图12中与传输部分相邻的该双层衬底的一部分的结构。构成探针120的一伸出部分101a伸入到通孔121中，该伸出部分被置于在从微带线的信号线延伸出来的衬底介电层105的一伸出部分上。在LNB转换器的电路形成于该衬底上时，使用双层衬底依旧是有利的，因为该衬底的整个后侧被接地以保持整个接地状态不变。
随着近来和多通道卫星广播和卫星通讯以及从多个卫星接收的发展，已形成了用采用单个LNB转换器的接收系统取代采用多个LNB转换器的接收系统的趋势。这样在将来需要如此一个LNB转换器以适应在单个LNB转换器中的传统的LNB电路，而不出现任何问题。进一步地，将来的LNB转换器将必须转换和分配用于输出的信号。这样，更加需要信号的良好隔离以防止其间的相互干扰。
在用于LNB转换器的传统双层衬底中，信号线不可避免地彼此相互交错。这样，传统上使用了一种用半刚性电缆或类似的东西强制分隔信号的方法。在适应于近来的多卫星系统的LNB转换器中，信号交错部分进一步地复杂，其装配在物理上是困难的。
为此，一可能的解决办法就是使用如图14所示的多层衬底。该多层衬底具有第一层101，第二层102，第三层103和第四层104的构图层，和两衬底介电层105，107以及置于其间的粘结绝缘层。该多层衬底，如图15所示，有两个双层衬底作为其基体，他们被粘结绝缘层106结合在一起。这样，这个多层衬底具有一个四层的结构，前图和后图分别被包含在这两个双层衬底中。通过层叠相应数目的双层衬底，提供四层，六层和八层的多层结构也是可能的。
在LNB转换器中使用的多层衬底中，零件能够被装在最外层或表面层，即在如图16所示的四层衬底的情况下的第一层和第四层。该微带线图案也能够在表面形成。在这种情况下，与微带线相对的接地层相对应的图案在从衬底表面不可见的内层中形成，即在四层衬底情况下的第二和第三层中。
然而，对于通过层叠上述的双层衬底而形成的多层衬底，被置于内层的接地层与封装该衬底的外壳电绝缘。这样，特别在高频时，可能经受传输损失，与双层衬底相比较，这将成为阻碍多层衬底使用的绊脚石。
如上所述，如图12和13所示的在双层衬底中的探针与衬底电路间的连接允许低损失电源。这是因为在探针邻近位置的部分被金属底盘和框架所包围以防止电波泄漏，从而使传输损失最小化。对于多层衬底，即四层衬底，如果提供微带线图案在第一层，且提供接地图案在第二层即内层，则不能够提供如图12和13所示的构造。在这种情况下，第三和第四构图层的插入造成传输特性大程度地下降。也就是说，在双层衬底的情况下，该双层衬底被夹在底盘和框架间以防止无线电波泄漏，且与此同时，探针的接地和电路连接部分的地表面被通常地提供以足够稳定地线。相比较，在四层衬底的情况下，很难确保置于内构图层线路的接地和底盘的接地间良好的接触。即，在双层衬底的后表面的接地图案和底盘间插入了额外的一双层衬底，大大地降低了传输特性。现在，这阻碍了多层衬底在LNB转换器中的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一多层衬底，其可以防止可能发生在多通道传输/接收时的噪音和串扰，且确保传输损失与当使用一双边衬底时同样小，以及提供一使用该多层衬底的LNB转换器。
根据本发明的LNB转换器设有一包含一微带线和一探针的多层衬底，且可使得源于天线的电波信号通过一波导传播后通过探针传输到微带线。该多层衬底设有一波导通孔，且该探针被装备从该多层衬底深入到该通孔中。在该多层衬底中，在一侧构成表面层的构图层设有该微带线的信号线和构成该探针一部分的伸出部分。另一构图层设有与该信号线相对应的接地图案，其具有一部分，该部分至少从上面看与该伸出部分的根部重叠，且构成与该根部相对的在另一侧的表面层。没有其他的构图层插在该根部和构成另一侧的表面层的部分之间。
构成在另一侧与该根部相对的表面层的部分可以是衬底表面层的一部分(最下层)，其在相对于多层衬底的衬底表面层(最上层)的另一侧，在该多层衬底中设有探针的伸出部分。此外，也可以是内构图层的一部分，其通过移除最下层相应的部分被暴露出来以提供一表面层。
换句话说，本发明提供了在设有多层衬底的LNB转换器中的下列从(1)至(3)的结构中的任意一个，以降低高频信号的传输损失。(1)在该结构中，接地层由衬底表面构图形成，其能够接触到外壳如底盘的地线，而非一内构图层。(2)在该结构中，与信号线对应的接地层通过加工和暴露内构图层形成，使得其与外壳如底盘接触。(3)在该结构中，采用如结构(1)的多层衬底以形成具有衬底表面层构图的接地部分，以降低传输损失且有利于该LNB转换器的装配。
在上述的结构(1)至(3)中，当确保低损失传输性能时，该多层衬底的优良特征能够发挥至最大。即，采用多层衬底的LNB转换器具有许多优点，包括由于使用多层结构致使尺寸减小，简化复杂的电线，有利于装配，以及改善可靠度。虽然作为单个项目的衬底成本现在依旧十分昂贵，且仅少量使用几个这样的衬底，但可以整体上导致制造成本的降低。
本发明提供了下列效果。在从多个卫星接收信号的LNB转换器中，信号不可避免地相互交错，传统使用的外部电缆变得不必要。取代地，多层衬底，在装配上简单，能够被使用以实现一LNB转换器，确保高水平隔离和具有低传输损失的高性能。因为愈发多的多层衬底适用于LNB转换器，该衬底的单个价格也将降低，这将进一步促进现存LNB转换器的尺寸减小。
本发明的前述的和其它的目的，特征，方面和优点将在本发明的下列详细描述中，并结合附图，变得愈发显而易见。
图1是根据本发明第一实施例的在LNB转换器中使用的多层衬底的剖面图。
图2是图1所示的多层衬底的第一构图层在通孔附近的俯视平面图。
图3是图1所示的多层衬底的第四构图层在通孔附近的俯视平面图。
图4是图1所示的多层衬底的第二和第三构图层在通孔附近的俯视平面图。
图5是使用如图1所示的多层衬底的LNB转换器的分解透视图。
图6是根据本发明的第二实施例的在LNB转换器中使用的多层衬底的剖面图。
图7示出了图6中的多层衬底附带一底盘和一框架的情况。
图8是根据本发明的第三实施例的在LNB转换器中使用的多层衬底的剖面图。
图9是从底盘一例看过去图8中多层衬底的俯视平面图。
图10是传统双侧衬底的剖面图。
图11是传统微带线的剖面图。
图12是传统电路衬底的信号传输部分的透视图。
图13是传统双侧衬底的信号传输部分的剖面图。
图14是传统多层衬底的剖面图。
图15是一剖面图，其示出了该四层衬底是如何由双侧衬底形成的。
图16是传统四层衬底的信号传输部分的剖面图。
优选实施例此后，本发明的实施例将参考附图加以描述。
第一实施例图1是根据本发明第一实施例的在LNB转换器中使用的多层衬底的剖面图。该多层衬底10具有被一粘合绝缘层6结合在一起的两双侧衬底。在多层衬底10上提供一个通孔21，且一探针20被提供伸入到通孔21中。探针20由伸出部分1a以及伸出部分5a，7a，6a组成，其中伸出部分1a从设有微带线的第一构图层1中伸出，而伸出部分5a，7a，6a从两衬底绝缘层5，7和绝缘层6中伸出。
另一表面构图层4，而非第一构图层1，具有一与第一层的伸出部分1a的根部1b相对的部分4a。在根部1b和与根部1b相对的部分4a间没有其它构图层插入。一接地图案被置于第四构图层4中。该接地图案在周围部分与底盘11相接触。图2是图1所示的多层衬底的第一构图层围绕通孔部分的俯视平面图。伸出部分1a伸入到通孔21中，形成探针的一部分。图3是第四构图层围绕通孔部分的俯视平面图。从顶部看过去，与伸出部分1a相对应的部分4a形成后侧的表面层部分，而在部分4a与第一层的伸出部分1a间没有其它构图层。图4是第二和第三构图层2，3的俯视平面图。第二和第三构图层2，3具有凹入部分2a，3a，其从通孔21延伸出来，以便不插入在第一层的根部1b和与根部1b相对应的第四层部分4b之间。
现在描述包括多层衬底10的LNB转换器30的结构。参考图5，多层衬底10被夹在一金属底盘11和一金属框架12之间。在LNB转换器中，通过波导13被传播的电信号通过从多层衬底伸出的探针20被输入到多层衬底的电路部分。该电信号的输入可以被称为电源供给或馈电。
金属底盘11的作用是紧固多层衬底10且提供多层衬底和外部终端的公共地线，以及作为用于传输从天线反射的高频无线电波信号的波导。金属框架12结合金属底盘11以实现向多层衬底上的电路的信号传输，电波屏蔽，与底盘集成的接地，以及LNB转换器的气密封装。
接收时，源于卫星的微弱信号作为一载波，高频信号被传输至多层衬底的电路。源于卫星的信号被抛物面碟形天线反射，且集中在LNB转换器的波导内。从多层衬底伸出的探针使得在波导中的阻抗与电路中的阻抗相匹配，通过该波导传播的无线电波被传输到多层衬底的电路部分，特别是微带线。
使用上述多层衬底在支持多通道传输/接收的同时，确保好的NF(噪音指数)性能且减少传输损失。
第二实施例图6是根据本发明的第二实施例的在LNB转换器中使用的多层衬底的剖面图。在本实施例中，正如在第一实施例中的情况，形成一探针的伸出部分1a被置于在构成微带线的第一构图层中。该探针包括从衬底绝缘层5伸出的一部分；然而，其不包括从任何其它绝缘层或衬底绝缘层中伸出的部分。
在不能够与底盘接触的第二构图层2和第三构图层3中，即与多层衬底的内层相对应的构图层中，与伸出部分1a的根部1b相对应的部分被去除。相比之下，在第四构图层中，从顶部看过去与伸出部分1a的根部1b相对应的部分4a没有被去除。第四构图层被用作接地层。
在这个结构中，该线路的接地层是第二构图层。第四构图层仅在第二和第三构图层被去除，在必需接触底盘11的一部分中用作替代接地层。
在包括多层衬底的LNB转换器中，探针部分的接地状况特别重要，其严重影响NF值。第二和第三构图层的俯视平面图如图4所示。
图7是夹在一底盘11和一金属框架12间的多层衬底10的剖面图。多层衬底10具有被夹在且紧固在金属框架12和底盘11间的周围部分。金属框架12和底盘11的功能如上所述。同样地，第二和第三构图层仅被提供在探针与电路部分的连接部分，使得能够获得基本上与使用一双侧衬底相同的NF值。
内部构图层，或在这种情况下的第二和第三层的最佳条件需要通过制造几种多层衬底并监控其NF值来决定。最好的模式就是传输损失变小的情况。在包含具有本发明结构的多层衬底，底盘、框架的LNB转换器中，其如图5所示进行组装，其NF值本质上与由一双侧衬底组成的LNB转换器相同，且噪音特性的下降能够得以防止。
第三实施例图8是根据本发明的第三实施例的在LNB转换器中使用的多层衬底的剖面图。在如图8所示的多层衬底中，如上所述与伸出部分1a的根部1b相对应的第三和第四构图层3和4的部分被去除掉。如图8和9所示的结构可使得特性下降减少，且给底盘提供接地线。因此，本实施例确保了最佳的NF性能和传输特性。
然而，本实施例是有缺点的，在于，为生产出这样一个多层衬底，各衬底需要在粘结在一起之前进行加工，与第一和第二实施例中衬底在粘结后再加工的情况相比，其增加了加工步骤的数目。
虽然已详细地描述和阐明本发明，可以清楚地理解其仅在于阐述和举例，而不是限制，本发明的精神和范围仅通过附加的权利要求书加以限制。
权利要求
1.一种卫星广播接收设备包括一多层衬底(10)，其具有一微带线和一探针(20)，该多层衬底由至少三个构图层组成，每两个相邻的所述构图层间插入有一介电层，该设备使得来自于天线的无线电波信号通过一波导传播并通过所述探针传输到所述微带线，其中该多层衬底具有一波导通孔(21)，该探针设置成从该多层衬底伸入该通孔，以及在该多层衬底的构图层中，一设有所述微带线的信号线的表面构图层(1)具有一构成所述探针一部分的一伸出部分(1a，1b)，且一设有与所述微带线相对应的接地构图的构图层(4，2，3)具有一个从顶部看至少与所述伸出部分的根部(1b)重叠的部分(4a，2a，3a)，且构成与所述根部相对的另一侧的表面层(4，2，3)，而在所述根部(1b)和构成在另一侧的表面层的部分(4a，2a，3a)之间没有其它插入的构图层。
2.如权利要求1所述的卫星广播接收设备，其中，包括在另一侧构成表面层的部分的所述构图层是这样的构图层(4)，其构成与所述多层衬底的所述表面层(1)相对侧上的衬底表面层，在该多层衬底的该表面层(1)中形成了所述微带线的信号线。
3.如权利要求1所述的卫星广播接收设备，其中在另一侧构成表面层的所述部分是一内构图层(2，3)的一部分，其通过移出包括与所述多层衬底的表面层(1)相对的一侧的表面构图层的各层上相应的部分而被暴露出来，在该多层衬底的该表面层(1)中形成了所述微带线的信号线。
4.如权利要求1所述的卫星广播接收设备，包括一置于所述多层衬底的所述天线侧的底盘(11)，以在所述多层衬底和底盘之间包围一空间；以及一框架(12)，其布置成在所述底盘和该框架之间夹着所述多层衬底，且在所述的多层衬底和该框架之间设有一空间，该框架构成所述波导的一端部，其中，设有所述微带线的所述一表面构图层(1)被设置于所述框架(12)的一侧，且设有所述接地图案的另一表面构图层被置于所述底盘(11)的一侧。
5.如权利要求1所述的卫星广播接收设备，其中所述的探针(20)包括所述一表面构图层的伸出部分(1a，1b)以及所述介电层(5，7)的一伸出部分。
6.如权利要求5所述的卫星广播接收设备，其中当所述的多层衬底包括两个双侧衬底时，所述探针(20)进一步包括置于所述两个双侧衬底之间的一接合绝缘层(6)的一伸出部分。
7.一种多层衬底(10)，其具有一微带线和一探针(20)，并形成有至少三层构图层，且每两个相邻的所述构图层之间设有一介电层，其中所述多层衬底设有一波导通孔(21)，所述探针设置成从所述多层衬底伸入该通孔中，以及在该多层衬底的构图层中，一设有所述微带线的信号线的表面构图层(1)具有一构成所述探针一部分的伸出部分(1a，1b)，且一设有与所述信号线相对应的接地构图的构图层(4，2，3)具有这样的部分(4a，2a，3a)，从顶部看过去，该部分至少与所述伸出部分的根部(1b)重叠，且构成与所述根部相对的另一侧的表面层，而在所述根部(1b)和构成另一例表面层的部分(4a，2a，3a)之间没有其它插入的构图层。
8.如权利要求7所述的多层衬底，其中，包括在另一侧构成表面层的部分的所述构图层是这样的构图层(4)，其构成与所述多层衬底的所述表面层(1)相对侧上的衬底表面层，在该多层衬底的该表面层(1)中形成了所述微带线的信号线。
9.如权利要求7所述的多层衬底，其中在另一侧构成表面层的所述部分是一内构图层(2，3)的一部分，其通过移出与所述多层衬底的表面层(1)相对的一侧的表面构图层上相应的部分而被暴露出来，在该多层衬底中，形成了所述微带线的信号线。
10.如权利要求7所述的多层衬底，其中所述的探针(20)包括所述一表面构图层的伸出部分(1a，1b)以及所述介电层(5，7)的一伸出部分。
11.如权利要求10所述的多层衬底，其中当所述的多层衬底包括两个双侧衬底时，所述探针(20)进一步包括置于所述两个双侧衬底之间的一接合绝缘层(6)的一伸出部分。
全文摘要
提供了一多层衬底，其确保在减小噪音的同时，传输损失与当使用双边衬底时同样小，以及一LNB转换器。该多层衬底包括一四层衬底，其具有构图层(1，2，3，4)及夹在构图层中的介电层(5，6，7)。设有一微带线的信号线的表面构图层(1)具有一伸出部分(1a)。设有与该信号线相对应的接地图案的构图层(4)具有一部分(4a)，该部分至少从上面看与该伸出部分(1a)的根部(1b)重叠，且构成与根部相对的在另一侧的表面层，没有其他的构图层(2，3)插在相关的部分间。
文档编号H04B1/18GK1452268SQ0312254
公开日2003年10月29日 申请日期2003年4月17日 优先权日2002年4月17日
发明者加藤正广 申请人:夏普公司