使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线和制造该传输线的方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月31日提交的韩国专利申请no.2018-0103930的优先权和权益，其公开内容通过整体引用合并于此。

本发明涉及一种传输线，更具体地，涉及一种使用通过在高电压下静电纺丝液体树脂而形成的纳米结构材料的传输线以及制造该传输线的方法。

背景技术：

为了以小损耗传输或处理超高频信号，低损耗和高性能传输线是必要的。通常，传输线处的损耗大致分为由金属引起的导体损耗和由电介质引起的介电损耗。特别地，当电介质的介电常数较高时，由电介质引起的损耗增加，并且当电阻较大时，功率损耗增加。

因此，为了制造用于传输超高频信号的低损耗和高性能传输线，必须使用具有低介电常数和小损耗正切值的材料。特别地，为了有效地发送具有在五代(5g)移动通信网络中使用的从3.5ghz到28ghz的频带中的频率的信号，甚至在超高频带中也具有低损耗的传输线的重要性也越来越增加。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的涂层制造传输线的方法，该纳米结构材料具有低介电常数并且能够在该低介电常数下减小损耗正切值，以减小由电介质引起的传输线损耗，从而满足低损耗和高性能传输线的需要。

根据本发明的一个方面，提供一种传输线，该传输线包括：由纳米氟隆形成的第一纳米氟隆层，在该第一纳米氟隆层上方形成由绝缘材料形成的第一涂层，并且在该第一纳米氟隆层下方形成由绝缘材料形成的第二涂层；第一图案，其由形成在所述第一涂层上的第一导电层形成；以及第一接地层，其形成在所述第二涂层下方。这里，所述纳米氟隆是通过在高电压下静电纺丝液体树脂而形成的纳米结构材料。

所述第一图案可以包括通过蚀刻所述第一导电层形成的接地线和信号线。

所述传输线可以进一步包括：位于所述第一图案上的第二纳米氟隆层，所述第一图案形成在所述第一涂层上，并且所述第一涂层通过蚀刻暴露，在所述第二纳米氟隆层上方设置由绝缘材料形成的第三涂层；以及形成在所述第三涂层上的第二接地层。

所述传输线可以进一步包括：位于所述第一图案上的第二纳米氟隆层，所述第一图案形成在所述第一涂层上，并且所述第一涂层通过蚀刻暴露，在所述第二纳米氟隆层上方形成由绝缘材料形成的第三涂层；形成在所述第三涂层上的第二接地层；形成在所述第二接地层上的第三纳米氟隆层，在该第三纳米氟隆层上方设置由绝缘材料形成的第四涂层，并且在该第三纳米氟隆层下方设置由绝缘材料形成的第五涂层；形成在所述第四涂层上的第二导电层；以及第二图案，其通过蚀刻所述第二导电层形成并被配置为传输信号。所述第二图案可以包括通过蚀刻所述第二导电层形成的接地线和被配置为发送信号的信号线。

所述传输线可以进一步包括：位于所述第二图案上的第四纳米氟隆层，所述第二图案形成在所述第四涂层上，并且所述第四涂层通过蚀刻暴露，在所述第四纳米氟隆层上方设置由绝缘材料形成的第六涂层；以及形成在所述第六涂层上的第三接地层。

可通过使用粘合带或粘合剂或使用其中将热施加到粘合带上的热粘合的粘合来进行定位。第一至第六涂层可以是聚酰亚胺(pi)，并且导电层可以是铜(cu)。

根据本发明的另一个方面，提供了一种使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法。所述方法包括：通过用绝缘材料涂覆由纳米氟隆形成的第一纳米氟隆层的顶部和底部分别在所述顶部和所述底部上形成第一涂层和第二涂层；在所述第一涂层上形成第一导电层；通过蚀刻所述第一导电层形成发送和接收信号的第一图案；以及在所述第二涂层上形成第一接地层。这里，所述纳米氟隆是通过在高电压下静电纺丝液体树脂而形成的纳米结构材料。

形成所述第一图案可以包括通过蚀刻所述第一导电层形成接地线和信号线。

所述方法可以进一步包括：在所述第一图案上定位第二纳米氟隆层，所述第一图案形成在所述第一涂层上，并且所述第一涂层通过蚀刻暴露，在所述第二纳米氟隆层上方设置由绝缘材料形成的第三涂层；以及在所述第三涂层上形成第二接地层。

所述方法可以进一步包括：在所述第一图案上定位第二纳米氟隆层，所述第一图案形成在所述第一涂层上，并且所述第一涂层通过蚀刻暴露，在所述第二纳米氟隆层上方设置由绝缘材料形成的第三涂层；以及在所述第三涂层上形成第二接地层。

所述方法可进一步包括：通过用绝缘材料涂覆由纳米氟隆形成的第三纳米氟隆层的顶部和底部分别在所述顶部和所述底部上形成第四涂层和第五涂层；在所述第二接地层上形成所述第三纳米氟隆层，在所述第三纳米氟隆层上方形成所述第四涂层，在所述第三纳米氟隆层下方形成所述第五涂层；在所述第四涂层上形成第二导电层；以及通过蚀刻所述第二导电层形成发送和接收信号的第二图案。

所述方法可进一步包括：在所述第二图案上定位第四纳米氟隆层，在该第四纳米氟隆层上方形成由绝缘材料形成的第六涂层，所述第二图案形成在所述第四涂层上，并且所述第四涂层通过蚀刻暴露；以及在所述第四纳米氟隆层上形成第三接地层。可通过使用粘合带或粘合剂或使用其中将热施加到粘合带上的热粘合的粘合来进行定位。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显，其中：

图1示出了一种通过静电纺丝制造纳米氟隆的设备的示例；

图2示出了带状线传输线的示例；

图3(a)是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第一实施例的横截面视图；

图3(b)示出了具有涂覆有绝缘材料的顶部和底部的第一纳米氟隆层；

图4是传输线的横截面视图，并且示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的与第一纳米氟隆层的粘附；

图5是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第二实施例的横截面视图；

图6是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第三实施例的横截面视图；

图7是传输线的横截面视图，并且示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的与第二纳米氟隆层的粘附；

图8是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第四实施例的横截面视图；

图9是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第五实施例的横截面视图；

图10是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第六实施例的横截面视图；

图11示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第一实施例；

图12示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第二实施例；

图13示出了使用纳米结构材料制造传输线的方法的第三实施例；

图14示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第四实施例；

图15a、图15b和图15c示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第五实施例；

图16a和图16b示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第六实施例；以及

图17a和图17b示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第七实施例。

具体实施方式

在下文中，将参考所附附图详细描述本发明的示例性实施方式。由于说明书中公开的实施例和附图中示出的部件仅仅是本发明的示例性实施例，并且不表示本发明的技术概念的整体，应当理解，在本申请提交时可以存在能够替代实施例和部件的各种等同物和修改。

首先，将描述在根据本发明的使用纳米结构材料的传输线中使用的纳米结构材料。纳米结构材料是指通过在高电压下静电纺丝液体树脂而形成的材料，在本文中将其称为纳米氟隆。图1示出了一种通过静电纺丝制造纳米氟隆的设备的示例。当将包括聚合物的聚合物溶液注入注射器中并且施加高电压并且聚合物溶液以一定速度流入注射器和在其上进行纺丝的基板之间时，由于表面张力将电施加到从毛细管末端悬浮的液体上，纳米尺寸的线形成，并且随着时间的推移，作为纳米结构材料的非织造纳米纤维累积。通过如上所述累积纳米纤维形成的材料是纳米氟隆。作为用于静电纺丝的聚合物材料，例如存在聚氨酯(pu)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、尼龙(聚酰胺)、聚丙烯腈(pan)等。由于低介电常数和其中的大量空气，纳米氟隆可以用作传输线的电介质。

图2示出了带状线传输线的示例。参照图2，带状线传输线可以包括传输信号的信号线210、围绕信号线210的电介质220以及用作外屏蔽的导体230。

图3(a)是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第一实施例的横截面视图。参照图3(a)，根据本发明的关于使用纳米结构材料的传输线的第一实施例包括第一纳米氟隆层310、第一绝缘层320、第二涂层330、第一图案350和第一接地层360。第一纳米氟隆层310由纳米氟隆形成。如图3(b)所示，提供第一纳米氟隆层310，同时在第一纳米氟隆层310上方设置由绝缘材料形成的第一涂层320，并且在第一纳米氟隆层310下方设置由绝缘材料形成的第二涂层330。

第一涂层320是绝缘材料并涂覆第一纳米氟隆层310的顶部，并且第二涂层330是绝缘材料并涂覆第一纳米氟隆层310的底部。

绝缘材料是能够防止蚀刻溶液被吸收的材料，并且例如可以使用聚酰亚胺(pi)作为耐热塑料，其是有机聚合物化合物。

第一图案350可通过蚀刻形成在第一涂层320上的第一导电层340而形成，并用作发送信号的传输线。此外，第一接地层360形成在第一纳米氟隆层310下方。

图4是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第二实施例的横截面视图。参照图4，在根据本发明的关于使用纳米结构材料的传输线的第二实施例中，当形成根据本发明的使用纳米结构材料的传输线的第一实施例时，进一步形成接地线410和420，并且第一图案430用作信号线。即，通过蚀刻第一导电层340形成接地线410和420以及信号线430。

图5是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第三实施例的横截面视图。参见图5，除了根据本发明的使用纳米结构材料的传输线的第一实施例(参照图3)之外，根据本发明的关于使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第三实施例还包括第二纳米氟隆层510和第二接地层530，第二纳米氟隆层510的顶部上形成有由绝缘材料形成的第三涂层520。

第二纳米氟隆层510可以定位于形成在第一涂层320上的第一图案350上方，并且第一涂层320通过蚀刻暴露，并且第二纳米氟隆层510可以通过粘合来定位。可通过使用粘合带、粘合剂或其中将热施加到粘合带上的热粘合来进行粘附。第二接地层530形成在第三涂层520上。

图6是示出根据本发明的与第二纳米氟隆层510的粘附的传输线的横截面视图，并且附图标记625表示第二纳米氟隆层510与第一涂层320和第一图案350之间的粘附。

图7是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第四实施例的横截面视图。参照图7，关于使用纳米结构材料的传输线的第四实施例包括第三纳米氟隆层710，在该第三纳米氟隆层710上方形成由绝缘材料形成的第四涂层720，并且在该第三纳米氟隆层710下方形成由绝缘材料形成的第五涂层730，并且该第三纳米氟隆层710设置在根据本发明的使用纳米结构材料的传输线的第三实施例上方。

第二图案750可以通过蚀刻形成在第四涂层720上的第二导电层740来形成，并且用作发送信号的信号线。

图8是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第五实施例的横截面视图。参照图8，在根据本发明的关于使用纳米结构材料的传输线的第五实施例中，当形成根据本发明的使用纳米结构材料的传输线的第四实施例时，进一步形成接地线810和820，并且第二图案830用作信号线。即，通过蚀刻第二导电层740形成接地线810和820以及信号线830。

图9是示出根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料的传输线的第六实施例的横截面视图。参照图9，关于根据本发明的使用纳米结构材料的传输线的第六实施例还包括第四纳米氟隆层910，在该第四纳米氟隆层910上方形成由绝缘材料形成的第六涂层920和在第六涂层920上形成的第三接地层930。

第四纳米氟隆层910可以定位于形成在第四涂层720上的第二图案750上方，并且第四涂层720通过蚀刻暴露，并且第四纳米氟隆层910可以通过粘合来定位。可通过使用粘合带、粘合剂或其中将热施加到粘合带上的热粘合来进行粘附。第三接地层930可以形成在第六涂层920上。

图10是示出根据本发明的与第四纳米氟隆层910的粘附的传输线的横截面视图，并且附图标记1075表示第四纳米氟隆层910与第四涂层720和第二图案750之间的粘附。

同时，图11示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第一实施例。参照图11(a)，由纳米氟隆形成的第一纳米氟隆层1110的顶部和底部涂覆有绝缘材料。然后，在第一纳米氟隆层1110上方形成第一涂层1120，并且在第一纳米氟隆层1110下方形成第二涂层1130。参照图11(b)，在第一涂层1120上形成第一导电层1140。

参照图11(c)，通过蚀刻第一导电层1140形成发送和接收信号的第一图案1150。第一接地层1160定位在第一纳米氟隆层1110下方。

图12示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第二实施例。参照图12，在根据本发明的关于使用纳米结构材料制造传输线的方法的第二实施例中，当如图11(c)中所示形成根据本发明的使用纳米结构材料制造传输线的方法的第一实施例时，进一步形成接地线1210和1220，并且第一图案1230用作信号线。即，通过蚀刻第一导体层1140形成接地线1210和1220以及信号线1230。

图13示出了根据本发明的使用纳米结构材料制造传输线的方法的第三实施例。图13(a)示出了在图11(c)中所示的根据本发明的关于使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第一实施例的结果。如图13(b)所示，第二纳米氟隆层1310位于制造传输线的方法的第一实施例的结果上，该第二纳米氟隆层1310的顶部上形成了由绝缘材料形成的第三涂层1320。例如，在制造传输线的方法的第一实施例中，其上形成有第三涂层1320的第二纳米氟隆层1310可以粘附(1325)到形成在第一涂层1120上的第一图案1150以及通过蚀刻暴露的第一涂层1120。此外，第二接地层1330可以形成在第三涂层1320之上。该定位可以通过粘合1325来执行。可通过使用粘合带、粘合剂或其中将热施加到粘合带上的热粘合来执行粘合1325。

图14示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第四实施例。此外，图14(a)示出了在图12中所示的根据本发明的关于使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第二实施例。如图14(b)所示，第二纳米氟隆层1410位于制造传输线的方法的第二实施例的结果上，该第二纳米氟隆层1310的顶部上形成了由绝缘材料形成的第三涂层1420。例如，在制造传输线的方法的第二实施例中，第二纳米氟隆层1410可以粘附(1425)到形成在第一涂层1120上的接地线1210和1220以及信号线1230，并且第一涂层1120通过蚀刻暴露。可通过使用粘合带、粘合剂或其中将热施加到粘合带上的热粘合来执行粘合1425。此外，第二接地层1430可以形成在第三涂层1420上。

图15a、图15b和图15c示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第五实施例。参照图15a，由纳米氟隆形成的第三纳米氟隆层1510的顶部和底部涂覆有绝缘材料。然后，在第三纳米氟隆层1510上方形成第四涂层1520，并且在第三纳米氟隆层1510下方形成第五涂层1530。

参照图15b，作为图13b所示的本发明第三实施例的结果，第三纳米氟隆层1510位于传输线的第二接地层1330上方，在第三纳米氟隆层1510上方形成第四涂层1520，在第三纳米氟隆层1510下方形成第五涂层1530，如图15a所示。然后，第二导电层1540形成在第四涂层1520上。参照图15c，在第四涂层1520上形成第二导电层1540，然后通过蚀刻第二导电层1540形成发送和接收信号的第二图案1550。

图16a和图16b示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第六实施例。图16a示出了如图15b所示的第五实施例中形成在第四涂层1520上的第二导电层1540。参照图16b，在第四涂层1520上形成第二导电层1540，然后通过蚀刻第二导电层1540形成发送和接收信号的信号线1610，以及接地线1620和1630。

图17a和图17b示出了根据本发明的使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第七实施例。图17a示出了在图15c中所示的关于使用根据本发明的通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造传输线的方法的第五实施例的结果。如图17b所示，第四纳米氟隆层1710位于制造传输线的方法的第五实施例的结果上，该第四纳米氟隆层1710的顶部上形成了由绝缘材料形成的第六涂层1720。例如，其上形成有第六涂层1720的第四纳米氟隆层1710可以粘附(1725)到形成在第五涂层1520上的第二图案1550，并且第五涂层1520通过蚀刻暴露。然后，第三接地层1730可以形成在第六涂层1720上。该定位可以通过粘合1725来执行。可通过使用粘合带、粘合剂或其中将热施加到粘合带上的热粘合来执行粘合1725。

根据本发明的实施例，在使用纳米结构材料的涂层的传输线和制造传输线的方法中，通过将在高电压下静电纺丝树脂形成的纳米结构材料用作传输线的电介质，可以使得传输线的电介质的介电常数低，并且损耗正切值可以在低介电常数下减小。

特别地，根据本发明实施例的传输线可以用作低损耗扁平电缆，用于降低在五代(5g)移动通信网络中使用的从3.5ghz到28ghz的频带中高频信号的传输损耗。

虽然已经参照附图中所示的实施例描述了本发明，但是应当理解，这些实施例仅仅是示例，本领域普通技术人员可以进行各种修改及其等同物。因此，本发明的技术范围应当由所附权利要求书的技术概念来限定。