电磁共振耦合器以及高频传输装置的制造方法_3

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决定,因此例如 在绝缘电场破坏强度是20kV/mm的情况下,如图3所示,随着电介质层的厚度变厚而成正比 例关系地增加。
[0184] 因此,例如,在层间材料的绝缘电场破坏强度一定的情况下,虽然通过使用具有低 介电常数的材料,谐振器的布线长度增加,但是也能够增厚用于屏蔽高频噪声的电介质层 的厚度,能够提高绝缘耐压。
[0185] 到此为止,分别记载了第1谐振器100与第2谐振器200,但实际上,由于结构W及 功能都相同,因此没有第1谐振器100用于输入侧、第2谐振器200用于输出侧运种特别的 限制。即使将第1谐振器100用作为输出侧,将第2谐振器200用作为输入侧,也在特性上 没有问题。
[0186]W下,表示进行了使用本发明的第1实施方式来确认高频噪声的扩散的模拟的结 果。图4的(1)中表示仅在作为现有技术的谐振器部的上表面W及下表面配置了金属接地 屏蔽的电磁共振禪合器的电磁场解析结果。此外,图4的(2)中表示使用了本发明的第1 实施方式的电磁共振禪合器的电磁场解析结果。图4中的白色部分(特别是由1. 5XIO4运 一显示的部分)表示电场强度强的部分。
[0187] 如图4的(1)所示可知,在仅在上表面W及下表面配置了金属接地屏蔽的电磁共 振禪合器中,高频噪声较大地放射到形成有谐振器200的基板的外侧。
[0188]与此相对地,如图4的(2)所示,能够确认在使用了本发明的第1实施方式的电磁 共振禪合器10中,通过配置在第2谐振器200周边的第2地线220W及第2金属导体230, 电磁场噪声被抑制,高频噪声的放射被抑制在形成有电磁共振禪合器10的基板的内侧。
[0189] 由上可知,通过使用本发明的第1实施方式,从而不仅基于配置有第1接地屏蔽 140W及第2接地屏蔽240的纵向的高频噪声,而且通过第1地线120、第2地线220、金属 导体130和金属导体230,能够得到减少横向的高频噪声的效果。
[0190] 此外,第1地线120W及第2地线220不必一直具有恒定的宽度。例如,也可W如 图5所示,增大第1输入输出端子110W及第2输入输出端子210的各周边部分(例如,第 2输入输出端子210的周边部分220e)的地线的宽度。通过设为运样的结构,能够减少在谐 振器与输入输出端子的不连续的部分产生的噪声。另外,在图5中,为了容易理解地线而通 过斜线来显示。
[0191] 不仅地线120、220的宽度,地线120、220的层的厚度也不必恒定。即使仅改变一 部分的厚度,屏蔽效果也能够不存在问题地起作用。如果可W,地线120、220W及接地屏蔽 140、240优选是不受趋肤效应的影响的厚度。趋肤效应d表现为下式那样。
[0192] d.二.、/ (2p/2孔fji)
[0193]其中,
[0194]d:趋肤效应
[019引P:导体的电阻率
[0196]f:频率
[0197] y :导体的透磁率
[019引通过将地线120、220的层的厚度设为趋肤效应dW上的厚度,能够减少回流电流 的损耗,能够提高电磁共振禪合器10的效率。
[0199] 地线120、220与谐振器100、200的间隔优选与谐振器布线宽度为相同程度或者其 W上。若地线120、220与谐振器100、200的间隔过近,则地线120、220与谐振器100、200 之间的禪合会比第1谐振器100W及第2谐振器200之间的禪合变强,作为电磁共振禪合 器10的效率会降低。
[0200] 接下来,使用图2来说明本发明的第1实施方式的制造方法。
[0201] 第1实施方式的电磁共振禪合器10能够通过现有的电介质基板、即所谓的印刷电 路基板的制造技术来制造。
[0202] 第1谐振器100、第1输入输出端子110、第1地线120和第1接地屏蔽140是通 过将形成在第1电介质基板1000的两个面的金属锥利用蚀刻来图案化为任意的形状而形 成的。在第1实施方式中,作为一个例子,使用厚度35ym的铜锥来作为金属锥,使用使厚 度300ym的倾向于高介电常数的填料进行了高充电的聚苯酸树脂(PPE树脂)来作为第1 电介质基板1000。该PPE树脂的介电常数是10,绝缘电场破坏强度是20kV/mm。
[0203] 同样地,第2谐振器200、第2输入输出端子210、第2地线220W及第2接地屏 蔽240是通过将形成在第2电介质基板2000的两个面的金属锥利用蚀刻来图案化为任意 的形状而形成的。此外,与所述第1谐振器100等的情况同样地,作为一个例子,使用厚度 35ym的铜锥来作为金属锥,使用使厚度300ym的倾向于高介电常数的填料进行了高充电 的聚苯酸树脂(PPE树脂)来作为第2电介质基板2000。该PPE树脂的介电常数是10,绝 缘电场破坏强度足20kV/mm。
[0204] 在第1实施方式中,传输频率使用5. 8GHz,第1谐振器100W及第2谐振器200的 各圆周长度大约设为6mm,各布线宽度设为150ym。此外,第1地线120化及第2地线220 的各布线宽度设为300ym。
[0205] 使分别图案化了金属锥的第1电介质基板1000W及第2电介质基板2000与第1 谐振器100和第2谐振器200对置,将第3电介质基板3000设为层间膜,进行压制来使其 贴合。作为第3电介质基板3000,使用使厚度300ym的倾向于高介电常数的填料进行了高 充电的PPE树脂。
[0206] 在制作出的贴合基板使用钻头来形成贯通孔,在贯通孔的内侧实施金属锻膜。运 样,分别形成金属导体130W及金属导体230。此外,在贯通孔形成时,由于与外部元件电连 接,因此将焊盘与第1输入输出端子110W及第2输入输出端子210电连接。
[0207] 图6中表示第1实施方式的电磁共振禪合器10的传输特性。将设计值由虚线表 示,将实测值由实线表示。5. 8GHz中的传输损耗为大约1. 8地,表示能够W低损耗实现电磁 共振禪合器10,能够进行高效率的信号W及电力传输。此外,设计与实测比较具有精度地呈 一致,表示能够实现通过所述的制造方法来进行制作。
[020引到此为止,叙述了将第1地线120和第2地线220分别形成在与第1谐振器100 和第2谐振器200相同的平面上(相同的金属锥上)的方法。但是,本发明并不局限于此, 例如,也可W如图7所示,在不同的平面上形成第1地线W及第2地线。W下,使用图7来 进行说明。
[0209]第1谐振器100、第1输入输出端子110和第1接地屏蔽140是通过将形成在第1 电介质基板1000的两个面的金属锥利用蚀刻来图案化为任意的形状而形成的。第1地线 120是通过将形成在与第I~第3电介质基板1000~3000不同的第4电介质基板1100的 单面的金属锥利用蚀刻来图案化为任意的形状而形成的。
[0210] 同样地,第2谐振器200、第2输入输出端子210和第2接地屏蔽240是通过将形 成在第2电介质基板2000的两个面的金属锥利用蚀刻来图案化为任意的形状而形成的。第 2地线220是通过将形成在第5电介质基板2100的单面的金属锥利用蚀刻来图案化为任意 的形状而形成的。
[0211] 将图案化了金属锥的第1W及第4电介质基板1000、1100在与金属锥不重合的方 向上进行压制,同样地也对第2W及第5电介质基板2000、2100进行压制,最后在使第1谐 振器100和第2谐振器200对置的方向上将第3电介质基板3000设为层间膜,进行压制并 使其贴合。
[0212] 通过使用该制造方法,能够任意地形成第1地线120与第2地线220之间的电介 质层(第3电介质基板3000)的距离。
[0213] 第1谐振器100W及第2谐振器200的各圆周长度是根据使用的频率而当然变化 的值,关于第1谐振器100W及第2谐振器200的各布线宽度,是用于根据谐振器与接地屏 蔽之间的距离、即第1W及第2电介质基板1000W及2000的厚度来得到所希望的特性阻 抗的可变的值。
[0214] 当然,第1实施方式是一个例子,使用频率并不限定于5. 8GHz,能够从微米波段到 毫米波段较宽宽度地进行应用。
[0215] 根据该第1实施方式,能够容易地制造出具备电磁共振禪合器10、发送电路和接 收电路的传输装置。也就是说,一般来讲,在将高频传输装置模块化的情况下,为了安装接 收电路忍片、发送电路忍片W及绝缘元件,另外需要引线框架或者安装基板运样的支撑体。 与此相对地,在本发明的所述实施方式中,能够在包含作为绝缘元件的电磁共振禪合器10 的基板701上配置电路忍片,不另外需要支撑体,因此制造变得容易。此外,根据第1实施 方式,在使用高频的电磁共振禪合器10中,能够通过第1地线120、第2地线220、金属导体 130和金属导体230来减少横向的高频噪声,即使在使电磁共振禪合器10接近的情况下也 不会产生干扰。此外,根据第1实施方式,发送电路与接收电路之中的至少一者被配置在基 板701的主面上,因此能够缩短被配置在主面上的电路与端子之间的线704。
[0引引(第2实施方式)
[0217]本发明的第1实施方式对通过在电磁共振禪合器10的周边配置地线120、220来 减少横向的电磁噪声的放射的结构进行了说明。
[021引与此相对地,在本发明的第2实施方式所设及的电磁共振禪合器11中,其特征在 于,具备:从第1接地屏蔽向第2接地屏蔽的方向在垂直方向上延伸W使包围第1谐振布线 100的周边的第1接地壁330 ;和从第2接地屏蔽向第1接地屏蔽的方向在垂直方向上延伸 W使在与第1接地壁330不同的位置包围第2谐振布线的周边的第2接地壁430,第1接地 屏蔽与第1接地壁330电连接,第2接地屏蔽与第2接地壁430电连接,在第1接地壁330 与第2接地壁430之间存在第1电介质层332而未电连接,在第2地线与第1接地壁430 之间存在第2电介质层432而未电连接,在第1接地壁与第2接地壁之间存在第3电介质 层而未电连接,第1电介质层332与第2电介质层432的位置不存在于相同平面上。
[0219] W下,参照附图来详细说明本发明的第2实施方式。
[0220] 图8是表示本发明的第2实施方式所设及的共振禪合器11的结构的一个例子的 立体图。
[0221] 图9是将图8的电磁共振禪合器11利用通过基板1200、3200、2200的Y轴方向的 平面(通过图8的B-B'线,与基板1200、3200、2200垂直的平面)来切断的情况的截面图。
[0222] 本发明的第2实施方式中的电磁共振禪合器11具备:第1谐振器300、第2谐振器 400、第1输入输出端子310、第2输入输出端子410、第1接地屏蔽340、第2接地屏蔽440、 第1金属壁330和第2金属壁430。
[0223] 第1谐振器300是由例如作为铜的金属布线形成的环状的传输线路,且在任意的 位置的一部分具有开放部301。
[0224] 第2谐振器400是由例如作为铜的金属布线形成的环状的传输线路,且在任意的 位置的一部分具有开放部401。
[0225] 第1谐振器300W及第2谐振器400分别形成在被第3电介质基板3200隔开了 一定距离的电绝缘的不同的两个面上,且在图8W及图9的纵向(上下方向)上对置。
[0226] 第1输入输出端子310是向第1谐振器300进行高频信号的输入输出的、例如由 作为铜的金属布线形成的端子。第1输入输出端子310被配置为从第1谐振器300的圆环 状的传输线路的任意的位置向径向外突出。
[0227] 同样地,第2输入输出端子410是向第2谐振器400进行高频信号的输入输出的、 例如由作为铜的金属布线形成的端子。第2输入输出端子410被配置为从第1谐振器400 的圆环状的传输线路的任意的位置向径向外突出。
[022引在图8中,第1谐振器300W及第2谐振器400的各形状被图示为圆环形状,但与 本发明的第1实施方式同样地只要是环状即可,也可W是四边形环状或者楠圆形环状等其 他形状的环状。
[0229] 第1接地屏蔽340夹着被配置在第3电介质基板3200的下方的第1电介质基板 1200,在与配置有第1谐振器300的平面不同的平面上,由比第1谐振器300的布局面积充 分宽的金属层形成。作为一个例子,第1接地屏蔽340由四边形平面构成。
[0230] 第2接地屏蔽440夹着被配置在第3电介质基板3200的上方的第2电介质基板 2200,在与配置有第2谐振器400的平面不同的平面上,由比第2谐振器400的布局面积充 分宽的金属层形成。作为一个例子,第2接地屏蔽440由四边形平面构成。
[0231] 第1金属壁330是在外围部从第1接地屏蔽340起设立,在厚度方向上贯通第1 电介质基板1200W及第3电介质基板3200,埋入到第2电介质基板2200的一部分,并且在 横向(沿着第1谐振器300的配置面)上与第1谐振器300隔开一定的间隔,并按照包围 第1谐振器300的外周的方式配置为弯曲的壁状的、例如由作为铜的金属壁来形成的。第 1金属壁330与第1接地屏蔽340电连接。
[0232] 在第1金属壁330与第2接地屏蔽440之间存在第1电介质层332而未电连接。
[0233] 第2金属壁430是在外围部从第2接地屏蔽440起设立,在纵向上贯通第2电介 质基板2200W及第3电介质基板3200,埋入到第1电介质基板1200的一部分,并且在横向 (沿着第2谐振器400的配置面)上不与第1金属壁330重合地与第2谐振器400隔开一 定的间隔,并按照包围第2谐振器400的外周的方式配置为弯曲的壁状的、例如由作为铜的 金属壁来形成的。第2金属壁430与第2接地屏蔽440电连接。在第2金属壁430与第2 接地屏蔽340之间存在第2电介质层432而未电连接。此外,在第I金属壁330与第2金 属壁430之间,在横向上存在第3电介质层532,第1电介质层332、第2电介质层432和第 3电介质层532表示与本发明的第1实施方式中说明的电介质层同样的效果。
[0234] 在本发明的第1实施方式中,在第1地线120W及第2地线220在纵向上对置的 部分,形成电介质层(第3电介质基板)3000。与此相对地,在本发明的第2实施方式中,由 于第1接地壁330与第2接地壁430在横向上具有重叠,因此在垂直方向上不存在电介质 层的重叠。因此,在横向的全部部分上存在接地屏蔽。
[0235] 关于电介质层332、432、532的厚度或者绝缘耐压的关系,由于与本发明的第1实 施方式相同,因此运里省略记载,但由于不只利用垂直方向的第1电介质层332W及第2电 介质层432,还能够利用横向的第3电介质层532,因此设计的自由度提高。
[0236] 关于本发明的第2实施方式中的制造方法,也由于基于与本发明的第1实施方式 的制造方法相同,因此省略记载。
[0237] 在图8中,记载为第1金属壁330被配置在第2金属壁430的横向的内侧,但在第 2金属壁430被配置在第1金属壁330的内侧的情况下,第2实施方式的效果也不会变化。 [023引此外,如图10所示,也可W取代金属壁,配置地
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