柔性基板集成波导的制作方法

专利名称：柔性基板集成波导的制作方法
柔性繊^&导駄领域本发明涉及繊誠结鄉域，尤微及繊^^导。尤其就于高鹏 号， ^^导^1、需的。 背景狱 问题当前的通信系统证实正草膽系^^小型化^t^。 ，B信道滤波器 在这些通信系统中均为关键部件，并_§^5^1信的选掛示准除了另啲以外还包括 織的性能、尺寸、龍和駄。为了不同天线单元采用射束转换机制的多射束天线系统为了将天线单， 接到系统部件而需要相对大的空间。这麵鹏数搞损綺环良匹配的影响， 特别舰于^lt波频率区域中的纖电线。另外，在鹏鄉各之间具有低乡機性， 因此，串鄉响了滤波器的特性。然而，織小型化一方面穀ij纖尺寸的限制(因为系统需要高增益的織， 而，孔SR寸直接与^ii皿比例)，另一方面，取决 电网络的尺寸。因 此，如果馈电网络可以被带腊的更小，那么齡系统的尺寸和损耗也赚最小化。为了满足现^f，的J^统需求，可iiJl^ffi微带^^实现该馈电网络。 微带线可以简单集成在系统中，并可以需要较少的空间，然而OT射和产生不必 要的信号(串扰)。进~^，它们穀搞损耗的影响，特别劍于^t波频率。引起关注的微波带状馈电线的^f决方案是^m导(WG)。 ^部件已 纟矿泛应用于毫米波系统。它们具有舰的低损辦性，并且不会产生不必要的 辐射。因此，它们也倉辦为琉电餓系统等实现信道滤波器。然而，它们的集 淑艘阻碍了^^e^高容量的H^面的应用。另外，常规的WG需要鋭 转换到集成平面电路；典型的^^案術只大并且需要高精确度的匹配工艺，而 iTCSi以^iM^波频率范围。现有駄系纖WMti^;化的常规方法J^OT多层i^^^统。然后翻简单的微带线赫共面郷微电，并舰^!A—层到下一层^^鹏。微職有 时穀杯必要的^t和高损耗，例如特别是在4^^ffi中。 目的本发明的目ra于JI^^于微波和^t波部件和子系统的低损耗、低g的 信号^j^g。船卜，带鹏^M容易，但题劍M允许t^构的部件。 发明内容本发明涉及可操作用于引导电磁波的繊誠鍋，戶;MM誠鍋是一賴鹏元，鄉可操作用于分别弓瞎电磁波的^hS^^M导以及可操作用于接收柳^t电磁波的多^F面，，戶;M多个平面，分别皿到所述多个有利地，所^S^^M导包含鹏和微带导体。有利地，戶;f^s^^&导中的至^"4^含电敏波频^^波器。 有利地，戶;M繊^^导中的至^"4^含錢，戶;Ms^可操作用于互^Bf ^a^m^导中的至少两个。 有利地，戶;MSi包含多路魏器。 有利地，戶;MS^^^j以多层繊实施。 有利地，臓平面織中的至少两个分别位于不同层。 有禾哋，戶;M繊^^导中的至少两个分别位于不同层。 有称也，戶; ^1^的至^^分同时敲; 有繊* 导的~^分。 有禾哋，戶;M平面織中的至^"个和戶;M相应的繊^^导之间的雜包織繊。本发明涉及一种伟ijm^s的^g的方法，所^a包括多个层，戶;f^M分别包括部件，其中,在与产生相应层的部件称自应层相同的步骤中通3^ ^g的层产生。在带j^h^s的^g的另一种方法中，戶;f^a包括多个层，戶;MM^别包括部件，由itWte该體的所有其他部件产生之后,腐錢的层产生。 有利地，戶;f^MS細申M31M^"层。


本发明的1T征、目的和有益皿将ilil下列结合附图的具体描述变得更为明显，其中图1 ^*发明的^ 括 ^)的实施例;图2是本发明的包括 ，的另一个实施例； 图3是本发明的^§ ，的另一个实施例；图4是本发明的包括SI^)的另一个实施例；以及图5是本发明的包括 结构的另一个实施例。 具体实m式图1示出 1，其包含其顶视图2和^lg面3。顶视图2，戶;M顶视图允许看到部^fcfe位于表BT面的部件，戶;M表面包括顶Hla，该顶视图示出第一平面織4a，第二平面纖4b,第三平面織4c， 相应微带线6a^6b，6c，相应S^^m导(SIWG)5a^5b,5c以及相应馈機7ajb,7c, 鄉部分/ ^繊11 ^±^中。所有J^IS的部件均位于相同繊部件 上，因此旨嫩随后称^^步被库怖在相同晶片或半导体繊或LCP (液晶聚溯) S^S于動口臓繊娜1的招可期柳料上。平面幾4Mb，4c體淑亍，并沿X^T湖X辦尔，彼此等距，且被定形駄 形(quadratically)。平面，4Mb,4c分别具有宽度W和长度L。戶/fe^平面，也 可以以另一形式比如圆形或曲线形(curved way)来定形，禾R/皿决于由戶; ^天 线产生和辐射的电磁场的所^^廓，具有彼此之间的不同距离。在另一个例子中， 至少两^F面，J1S^集，构的部分称^娥尔地关于娥狩由X皿和/或 相对于顶视图2相互间水平船卩/或垂JjW动。当然平面，4a^4b，4c也育, 别具有不同的尺寸。微带线6Wb包括关于顶视图2的7K平和垂直线，其相互垂直，更特别的， 戶/f^平行或垂直于娥^ X。水平^唾直线或垂直线与7jC平^t间的，点形成拐角。本发明不限于戶;f^角，而是可以分别在两縫直线之间实鹏角和圆角以减小电磁波的泄漏。垂直于X轴并且是相应6^微带线6a^6b,6c的部分的线 延伸3151两^^4a和4b，或4b和4c之间的空间的中部，更精确地说，戶腿具有与两^^相等的距离。当然，戶;^并不限于戶;Mir征，而是肖辦更加誕 所述m之一延伸。m^t多片有角度的直附微带^i^折s^成微带线也是可能的，所述角度大于90度。微带线6a^6b,6c分别S3^;M天线4a^b,4c和所述基 板* 导5a^5b,5c。在该实施例中，所有的微带线6a^6b,6c具有相同的宽度，在 其它实施例中，其可以根据例如传输言号的频率针对相应的殘而变化。繊^M导5a^5b,5c分别^g^Mit 8讽8c和繊器鹏9,c。 SIWG是一种电介 波导(WG)， ^^合,^tW^MM^阵列的平面S^内 以实i见WG的ii^，也被称为柱墙(postwall)。滤波器Mil 9a^9b,9c由ffilit两侧周期14^g的鹏棘征，戶;f^l^形^lii中部的凹a^^Mii繊变窄，如图1所示。层的Hi啲iimS^S^^导5a^5b，5c的中心^t像到 戶; i^的另H产生自戶;M， 4a^4b,4c之一的信号首先穿过相应的馈OTI 8a^8b,8c，随后iaA相应的滤波器鹏9a^9b，9c。当然，有維号戶;M31的馈顿 道和滤Mil的部件的 ^J以feS转。第一 ^导5a比第I^R^^ 导5b长，由，; ^rM^^导5b比第HS^^J^导5c长。第HS^集 自导5b至4i于第三平面，4c的长度。第一皿皿波导5a至少足够紹lj ^!第一和第二平面天线4a和4b。第HS^皿波导5c具有最小长度以至d^ 括倉嫩:t^^到第三微带线6c和第三馈电微带线7c的滤波器ilit 9c。当第一 S^fel^导5a在"^i^l天线时，第二S^誠波导5b在平，汗娥斜由X的 另""f'J^1，。 ^H个S^^^导5a^5b，5c相互平行，且分别平^平面天 线4Mb,4c的行以及平行于)^斜由X。当然，在另一些实施例中SIWG不限于互 相平行。在图l中S^^^导5a^5b,5c的宽度分别小于平面纖4a^4b,4c，但大 于微職6a至6c，7a至7c的宽度，戶腿宽度錢直于^f糊X测量的。在该实 施例中，所有SIWG具有同样的宽度，意味着戶;f^l^具有至其在SIWG的另一 侧放置的相/Sffi路的相同距离。在其它实施例中，SIWG的皿可以不同，取决 于例女0^t信号的频率。馈M道8a^8b,8c和滤MiI 9a^9b,9c的分lSi不同的例 子中可以不同，但是在图l中，滤Mit9a^9b,9c自一个Sfe^M导5a^5b,5c 总是具有恒定的长度，并包括比第一和第Z^^皿波导50b的馈^1道8Wb 小得多的区域。在其它例子中，繊^^导5a^5b,5c包繊Mit^^搶M 道。第一、第m第三馈电微带线7ajb,7c分别附着到第一、第ln第H^^集 成波导5a^5b，5c,并且可操作用于为信号 点，子，朋述信号由，接收并fflil繊^^导:^拼部部件(图中标出)，或由外部漸悌收并MS板* 导^5纖以进行鄉。这鲍括接收器柳^|#1的外部部件可以 位于与 ， 1相同的部4牛上，^^须借助线纟M0M^T^至im^) 1 。 第一、第m第三馈电微带线7a^7b,7c育^^似于以i^M的第一、第3口第三微带线6讽6c另,成。Sl&誠娜l的截面3示出第一、第m第HMllaJlb,llc，鹏15,分 另iJ^S第一层12a^l2b，12c，第二层13aJ3b,13c禾口第三层14aJ4b,14c的第一、第 :^口第三平面^1￥ 213^1"第一、第m第三微带线6a^6b,6c,第HS^集 雌导5c和第三馈电微带线7c。如在顶视图2中所蹈啲，微带线6Wb连接到它们相应的織4Mb,然而为清鹏见，戶; ^^在截面3中并未显示。^^21a与平面織4a^^，婉括第一层12a，第二层13a和第三层14a。 平面天线4a在截面3中显示为^1￥ 21a，而^￥ 21a在顶视图2中显示为平 面天线4a。另外的，群21b和21c分别对应^^群21a。第一、第m嘴三 层12aJ3aJ4a相S^间距离相等，但是并不限于此实施例。同样在图1中，所有 三层12aJ3aJ4a具有同样的尺寸，且髓垂直《^ 15的轴A排列为一行。在 另外的例子中，层12aJ3aJ4a可以相互之间7K平或垂mife偏移，以ffi31电磁波改 变相互盼鹏。廳14aJ4b,14c驗到微带线6a^6b,6c，并M^它安置于其上 的层12a^l3aa2b,13b,12c,13c。在另1仔中，其它层也可以分别驗到微带线。 因此，任何雜层与微带线的组合都是可以的，更f賴啲，0f^m—和第三层、鄉m第一层(等等) 以驗至|」戶; ^微带线。平面織也不被约束为只有3层，而是可以分别包括至^>~层。第HS^^^导5c包括几^15各，其中例如第三滤波器鹏的一4 &标 记为10c。鹏^131—层产生的，并a^^第HS^^^导5c的上层22a和下 层22b。 M均相互平行，且垂直^fiM。 i:M和下层22a和22b,上与微带线如6c或7c的形淑射以，但是比戶;f^微带线具有更大的宽度。所有部件，除了如图1所示的层llajlb，llc "卜，均由诸如金或铜鋼金和铜制成的多层之类的金 属构成，借此所述通路被完全填充或利用所述金属成分加衬里(line)。层 llajlb,llc由任何柔性材料例如液晶复矿质(polymere)构成。层的厚度可以是 25或50或100pm，并可根据设if^,加或减小。通路之间的距离在入g/10的 范围内，^k入g4樣繊中的波长。M相拉间不应该^fc^，以便會遣 在柱之间不会泄漏。11^的直径取决于 高度，由此由^'J^M^，当总S^ 高度增加时，戶;f3^E,增加。m的直径的范围有利Jtt 100 " m至200 ix m之间，并且不限于戶;M值，而競终取决于频率。关于审腊方面，所有部分(織，、搶波器和导体)縦同一层中同时带腊。鹏可以在識的繊结构^t后制造，或在与同一层的部件被制造的相同步骤中被制造。当然也可以省,带线6讽6c并胆接将繊^^导与^m如有必要的话，舰弯曲娜鹏述*^ ^导的曲形(curve),如图3、 4或5中所说明的。图2显示了Sfe^lla的第二实例，其包括戶;Mm二实例的顶视图2a禾嚙 面3a。戶;ft^二实例的顶视图2a显示了第一、第m第三平面，4Mb，4c,第三 S^^^导5d，第三微带线6d，馈电微带线16d，第1卩第一繊^ 导5e,5f 以麟1碟一微纖6e,6f,借jihH会tS^的第一、第四和第根lllUlgJld在 顶视图中可见。S^上，图2的所有部件对应于图1的部件，除了随后分别描述 的特性和舰。第二实例的截面3a显示九个层lld至lln，六个导电层 15aJ6a^6b，15b,15c,16c，不針絲一繊 ^导的鹏15a延伸翻第:zS 板 ^导的鹏15b的W并服终鹏膽—繊^^导的鹏15a变化 到第三基板集成波导的顶层16c以及第一、第二和第三平面天线的相应层 12aJ3aJ4aJ2b,13b,14b,12c,13c,14c。 M长度不限于战駄的长度，但^i、须 至少从相应的 集成波导的 变{^'顺层，以^1共戶/ ^ 皿波导中的电 磁波的^^和引导。所有平面纖的层分别體^H^Sfe的第一层魏旭上， 更特别的，平面殘的戶;M^^层被體为三纟錢板的所述层lld-Um上的唯一 的层。第一 * 导5f包括,I6c和,I5c的一部分，第^K^^ 导5e包括顶层16b和地层15b的一部分，第HS^皿波导5d包括顶层16a和 鹏15a的1分。基本上，层15aJ5b,15c,16aJ6b，16c分别包括微带线6g6e,6d， 皿波导5f,5e,5d和馈电微带线，例如在顶视图2a上可见的^H己为16d的那 个。所述层15a^5b,15c,16a^l6b,16c顿具有一样的厚度并相互平行，但是并不限 于戶脱^t特征。另外，在两个相邻的且位于 1^下的8^ ^导之间可以 ^ES茧(图2中;^出)以便信号可以^^悉SIWG之间被共享。i^3至由相 应的SIWG的例如I5b的/^M和例如16a的顶层中的通子L^形^/人位于上部的 SIWG至U位于底部的SIWG的鹏的鹏形成；因此，客妙卜的鹏必多MS于所 述孔周围的鹏上。其它允i條号的分离和集合的S^也是可以的。例如，鹏 16a的一部分育,^fM向願15b并且与戶jf^j^合并。同样的，^F行于顶 层16a的j^M 15a ifeJ^W向戶;f^/^ 15b并且与其合并。其上肖激方爐导^M号线来控制。计权装置可以设计成一个或多个调节器的形式，例如滑动调节器 或旋转调节器，人们例如称之为均衡器。这些调节器可以被分配不同发光装置的颜色。这样例如在前述具有三个不同的LED的发光器情况 下设置了一个调节器用于调节绿色LED的光线，设置了一个调节器用 于调节红色LED的光线，以及设置了 一个调节器用于调节琥珀色LED 的光线。如果使用者在前述具有三个LED的发光器的例子的情况下已 经设置混合色为琥珀色，并且他希望为了突出绿色商品而加强绿色光 成分，则他可以通过控制分配给绿色LED的调节器产生尽可能最大的 绿色光线。最好为计权装置配置一个计算装置，它自动地在控制用于绿色 LED的调节器时使用于红色LED的调节器同时前进同样的大小并同 时退回用于琥珀色LED的调节器。这里调节器实现自动计算出的跟随 运动，以保持所设置的混合色不变。对于观看者而言，显然如果不存在这种自动跟随的话，当使用者 向增大方向推动用于绿色LED的调节器时将出现混合色的变化。这种 变化恰恰由根据本发明的计权装置所避免了 。控制器可以具有一个指示装置，它指示或显示合成光线的频语组 成(对应于计权装置的实际调整状态)或各个光源所发射的子光线的 频谱组成。在具有三个不同颜色的LED的发光器情况下，三个LED 例如可以显示在一个坐标系中，其x轴表示波长，并且根据调节器的 实际调节位置显示相应的强度分布。总和光线或合成光线，即由这些 发光器共同发出的光线的频谱分布，也可以通过这种方式被显示。有意义的是，控制器可由于颜色选择装置或计权装置被使用者控 制而引起各光源所发射的光线的实时变化。特别是根据本发明可涉及 一种按照DALI协议进行信号通信的发光控制系统。本发明所述发光控制系统特别涉及一个发光器网络，其中多个发 光器通过信号线与 一个或多个控制器相连接。但本发明所述控制系统 也可以是一个独立发光器的组成部分，并且例如还具有直接安装在发连接到第二平面織4b的第二分支18b。最终體在繊 ^导5d的馈顿道8d之下,Mit在一端^BMM^ 20 lfeta宽，戶; ^i^ 20用作殘共用器17的入口角。天^^用器17最终ilM^gait節变中间的分离通路19分为两 个分支。根据信号弓贼的分配，分离鹏19肯嫩移动以便于为特定的平面繊提 供更多的肯瞳。第一和第二織4Mb的第一层是可见的，并體^H维娜的同 —层llg)上。现有M的矩,导(WG)的解决方案是将，WG ^SJ盼化的(claded) Sfe中作为如图1至5 ^的S^^^导(SIWG)。 SIWG ^以其低损耗、 低^为特点，并B^作为微波和^^波部件和子系统在许多出版物中^i。SIWG， ^^电，織本身和鹏熗波娜律隨在同一部件中，并E^ffl 同一材料且在同"^骤中帝腊(图l)。由于对所有的部件細相同的审Ji^， 因此不必在子电路部件之间设计，的转变。为了将来系统的小型化，M^件 被^S淑尔为三维模块的多层结构(图2)。多种部件售嫩堆叠于^jIfc^h以形,DM^的^t莫块(图2)。这种堆叠 结构的优点在于，在库iJ3tMf呈中，形成SIWG所需的通孔育嫩在一賴骤中希i腊。 駄法能获得极低的妒赫以及M^P件之间的樹氐的性肯蹉异。SIWG采用柔性板材料带腊，以便它育辦被弯曲觀有樹可靴以最小1機 个系駅寸。藏性板材料包括例如液晶聚糊。常规的，WG尺寸I^C，笨重目.軍暈大。相t"下，SIWG尺寸小得多， 并且因雌系统中仅需要较小的集成空间。對以于常夫M^ WG， SIWG不会在 波导外辐射，并且因此具有低损耗和可以忽略的串扰。由于SIWG由分化的(金属化的)繊律i腊，因此織部分，SIWG和其他电路部件例如sit滤波器肯辦aai同样的律ij^^、在相同的希i，骤内以及由相同的材料带腊。根据图i， siwg和mt间的转换将更加简单，这a^腐转换包括简单的 微带，共平面^ 转换。由于^^波波导应用需^ 范围内的精度，因此相比较于传统波导所需的鍋打磨方法，細嫩i鹏(用于SIWG)的带J^Mf呈 是专用的。SIWG为具有多层结构衝共了可能。SIWG肖辦,为多层，，因此，节 省了许多空间，且馈电WG将不会穀脾话干扰。SIWG采用柔性材料育娜舰折sai最小^^^R寸，因此，导致了更高的^t密度。至i,赃为止，4mS、，、馈电网络和如iSii滤波器的子部件B^作为独 立部辦i腊，并采用昂贵的装配电^^到1。因此，本发明的顿W^;势如下臓 所有这，电路部件与SIWG "^，ij一个fe^中，因此可以iil便好的电性能，更小的尺寸，更高的，密度以，终形^MMr的产品。,由于部件均采用多层^U置，并采用相同的波导技术(此姬旨SIWG)制造，因駅寸更小。 由于串扰更小，鹏部件之间的转J顿少，战做(电气微)更小， 并因此具有更小的波謝锁性能，鹏有顿的射频性能。 相同的通孔會嫩TO于不同的波导，特别是不同层上的波导、搶波器。这样 就可以简化制itMI呈，因此會^斷氏妒财。另外，由^fffi子UbS在多种部件之间被共享，故可以M^需考虑的，步骤的差异性，因此使得产ft^加。J赃详细解释液晶聚糊(LCP)，其仅为肯調于本发明的材料的例子。液晶 聚，是丰S^独特的一类基于p^S苯甲酸和相关单体的部膽晶芳香麟酯。 液晶聚鄉滩在液相时形成高度有序鍋的区域。典型地，LCP在高温下具有突出的mw性质，极好的耐化学性，固有的阻燃性以及良好的气候性。液晶聚合 物来源于多种形式，从可高 ^至何注塑的化^|。烧结是一种用粉末审J^品的方法，i!MM^才料(低于其熔点)彭唭颗粒相互粘着为止。LCP的惰性格外大。在Mjt^高时，它们比大多数化学律挤imra，戶腐化学制挤抱括芳烃棘卣代烃，强酸，碱，酮，以及其t^蚀ffl^lk物质。雜沸水中的7Ki ll定 性也很ifc异。使该聚合物性能恶化的环境是高S^，高浓度硫磺酸以及沸腾的 腐蚀性材料。
权利要求
1、一种可操作用于引导电磁波的基板集成结构(1)，所述基板集成结构(1)是一个集成单元，包括分别可操作用于引导电磁波的多个基板集成波导(5a，5b，5c)，以及可操作用于接收和/或发射电磁波的多个平面天线(4a，4b，4c)，所述多个平面天线(4a，4b，4c)分别耦合到所述多个基板集成波导(5a，5b，5c)。
2、 根据权利要求1戶腐的縫，其中戶腿S^^^导(5a^5b,5c)包繊 路(10c)禾口微带导体(22a和22b)。
3、 根据权利要求1和2戶;M的装置，其中所述M^m导(5"b,5c)中 的至4一怖括电磁波频繊波器(9我9c)。
4、 根据以上蹈啲权利要求中的一项所述的縫，其中^ ^S^^M导 。中的至^"賴括錢，戶;f^si可操作用于鹏脱繊^^导(5a^5b，5c)中的至少两个。
5、 根据权利要求4皿的^g，其中戶;MSi包括多路转接器(17)。
6、 根据以上蹈啲权利要求中的一项所述的體，其中戶;f^繊誠结构(1)以多层基板(11)实施。
7、 根据以上提到的权利要求中的一项所述的装置，其中所述平面天线 (4a^4b，4c)中的至少两个分别位于不同层处。
8、 根据以上魁啲权利要求中的一项所述的装置，其中戶;MS^^&导(5a^b，5c)中的至少两个分别位于不同层处。
9、 根据权利要求8所述的装置，其中所 ]珞(lOc)的至^1分同时是 所有S^^M导(5a^5b,5c)的一部分。
10、 根据以上提到的权利要求中的一项所述的装置，其中所述平面天线 (4a^b,4c)中的至4^个和，相应的 ^波导(5a^5b,5c)之间的^i包括 微带幾6疯6c)。
11、 根据以上提到的权利要求中的一项所述的装置，其中基板集成波导 (5Wb,5c)相互平行。
12、 根据以上蹈啲权利要求中的一卿舰的體，其中平面織(4a^4b,4c)相互平行。
13、 根据以上蹈鹏权利要求中的一卿;M的^g，其中至^一个 波导體在平面織(4Mb,4c)的HI!,4"个繊M^导體在平面織 C4a^b,4c)的另HS"
14、 一种用^'Jit^应于权利要求1到13之一的^g的方法，戶;f^^s包 括多个层，所跪分别包括部件，其中通路在与产生相应层的部件和/或相应层相同的步骤中M:所述装置的层产生。
15、 一种用于库ijit^g的方法，戶; ^g^应于根据以上Jts的权利要求i 至i3之一戶M的驢，朋; ^a包括多个层，戶/f^M分别包括部件，其中ffl^^0f^g的所有其他部件产4^后il31^述^a^生。
16、 根据权利要求15戶腿的用刊iji^g的方法，其中鹏延伸垂13i3i至4一个层。
全文摘要
本发明涉及柔性基板集成波导。本发明涉及一种可操作用于在基板集成结构中引导电磁波的装置，所述基板集成结构被制造在一个部件中。详细地说，平面天线是所述基板集成结构的一部分，它与电磁波波导相连。本发明也考虑了在多层基板中的上述提及的部件的三维结构。
文档编号H05K1/02GK101227794SQ20071018009
公开日2008年7月23日 申请日期2007年12月21日 优先权日2006年12月22日
发明者M·艾-蒂克里蒂, S·科克 申请人:索尼德国有限责任公司