CN113168941A - 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 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用纳米结构材料制造传输线的方法。该使用纳米结构材料制造传输线的方法包括：在由纳米氟隆形成的第一纳米氟隆层上方定位第一绝缘层；在所述第一绝缘层上方形成第一导电层；蚀刻所述第一导电层以形成发送或接收信号的第一图案；以及在所述第一纳米氟隆层下方定位第一接地(GND)层，其中，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。根据本发明，通过在高电压下静电纺丝树脂而形成的纳米结构材料被用作传输线的电介质，使得传输线的电介质具有低介电常数并且能够在低介电常数状态下减小损耗正切值。此外，根据本发明的使用纳米结构材料的传输线可以用作低损耗扁平电缆，用于降低在五代移动通信网络(5G Network)中使用的从3.5GHz频带到28GHz频带中超高频信号的传输损耗。

Description

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
技术领域
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来制造传输线的方法。
背景技术
为了以低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的材料。特别地，为了有效地发送在5G移动通信网络中使用的具有3.5GHz频带到28GHz频带中的频率的信号，甚至在超高频带中具有低损耗的传输线和天线的重要性也越来越增加。
发明内容
技术问题
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。
技术方案
根据本发明的一个方面，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。该方法包括：在包括纳米氟隆的第一纳米氟隆层上方定位第一绝缘层；在所述第一绝缘层上方形成第一导电层；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；以及在所述第一纳米氟隆层下方定位第一接地层。这里，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。
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。该方法包括：在第一绝缘层上形成第一导电层；在包括纳米氟隆的第一纳米氟隆层上方定位所述第一绝缘层；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；以及在所述第一纳米氟隆层下方定位第一接地层。这里，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。
所述方法可进一步包括：在形成于所述第一绝缘层上的所述第一图案上定位第二纳米氟隆层并且所述第一绝缘层通过所述蚀刻暴露；以及在所述第二纳米氟隆层上定位第二接地层。
所述方法可进一步包括：在形成于所述第一绝缘层上的所述第一图案上定位第二纳米氟隆层并且所述第一绝缘层通过所述蚀刻暴露；在所述第二纳米氟隆层上定位第二接地层；在所述第二接地层上定位第三纳米氟隆层；在所述第三纳米氟隆层上定位第二绝缘层；在所述第二绝缘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。
形成所述第二图案可以包括通过蚀刻所述第二导电层形成信号传输线和接地端子。
所述方法可进一步包括：在形成于所述第二绝缘层上的所述第二图案上定位第四纳米氟隆层并且所述第二绝缘层通过所述蚀刻暴露；以及在所述第四纳米氟隆层上定位第三接地层。
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。
有益效果
根据本发明的实施例，在使用纳米结构材料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，可以使得作为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，根据本发明的实施例的根据制造传输线的方法制造的传输线可以用作低损耗扁平电缆，用于降低五代(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。
附图说明
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是示出根据本发明的使用传输线制造方法制造的传输线的第一实施例的横截面视图；
图4是示出根据本发明的根据传输线制造方法的与第一纳米氟隆层的粘合的传输线的横截面视图；
图5是示出根据本发明的使用传输线制造方法制造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传输线制造方法制造的传输线的第三实施例的横截面视图；
图7是示出根据本发明的根据传输线制造方法的与第二纳米氟隆层610的粘合的传输线的横截面视图；
图8是示出根据本发明的使用传输线制造方法制造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传输线制造方法制造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传输线制造方法制造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15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16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17a、图17b和图17c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18a、图18b、18c和图18d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八实施例；
图19a和图19b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九实施例；以及
图20a和图20b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十实施例。
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，例如有聚氨酯(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200的示例。参照图2，带状线传输线200可以包括发送信号的信号线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是示出根据本发明的使用传输线制造方法制造的传输线的第一实施例的横截面视图。参照图3，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、第一图案340和第一接地层350。第一纳米氟隆层310包括纳米氟隆。在第一绝缘层320中，绝缘材料位于第一纳米氟隆层310上方，并且例如可以通过粘合来定位。绝缘材料是能够防止蚀刻溶液被吸收的材料，并且例如，可以使用作为有机聚合物化合物的聚酰亚胺(PI)作为耐热塑料。
第一图案340可通过蚀刻形成在第一绝缘层220上的第一导电层330而形成，并用作发送信号的传输线。此外，第一接地层350可以位于第一纳米氟隆层310下方，并且例如可以通过粘合来定位。
与第一纳米氟隆层310的粘合可使用粘合带、粘合剂或者其中将热施加到粘合带上的热粘合来进行。
图4是示出根据本发明的根据传输线制造方法的与第一纳米氟隆层310的粘合的传输线的横截面视图。附图标记410表示第一纳米氟隆层410和第一绝缘层420之间的粘合，附图标记420表示第一纳米氟隆层310和第一接地层350之间的粘合。
图5是示出根据本发明的使用传输线制造方法制造的传输线的第二实施例的横截面视图。参照图5，在关于根据本发明制造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的第一图案340时，进一步形成接地线510和520，并且第一图案340用作信号线。即，通过蚀刻第一导体层330形成接地线510和520以及信号线530。
图6是示出根据本发明的使用传输线制造方法制造的传输线的第三实施例的横截面视图。参照图6，除了使用本发明的制造方法制造的传输线的第一实施例(参照图3)之外，关于根据本发明的制造方法制造的传输线的第三实施例还包括第二纳米氟隆层610和第二接地层620。
第二纳米氟隆层610可以定位于形成在第一绝缘层320上的第一图案340上方，并且第一绝缘层320通过蚀刻暴露，并且第二纳米氟隆层610可以通过粘合来定位。第二接地层620可以定位在第二纳米氟隆层上方并且可以通过粘合来定位。与第二纳米氟隆层610的粘合可使用粘合带、粘合剂或者其中将热施加到粘合带上的热粘合来进行。
图7是示出根据本发明的根据传输线制造方法的与第二纳米氟隆层610的粘合的传输线的横截面视图。附图标记710表示第二纳米氟隆层610和第一绝缘层320以及第一图案340之间的粘合，并且附图标记720表示第二纳米氟隆层610和第二接地层620之间的粘合。
图8是示出根据本发明的传输线制造方法使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造的传输线的第四实施例的横截面视图。参照图8，除了根据本发明的使用纳米结构材料的传输线的第三实施例(参照图6)之外，根据本发明的关于使用纳米结构材料的传输线的第四实施例还包括第三纳米氟隆层610、第二绝缘层820和第二图案840。第三纳米氟隆层810可以定位在第二接地层620上方并且可以通过粘合来定位。第二绝缘层820可以定位在第三纳米氟隆层810上方并且可以通过粘合来定位。第二图案840可以通过蚀刻形成在第二绝缘层820上方的第二导电层830来形成，并且用作发送信号的信号线。与第三纳米氟隆层810的粘合可使用粘合带、粘合剂或者其中将热施加到粘合带上的热粘合来进行。
图9是示出根据本发明的传输线制造方法使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造的传输线的第五实施例的横截面视图。参照图9，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的第二图案840时，进一步形成接地线910和920，并且第二图案930用作信号线。即，通过蚀刻第一导体层830形成接地线910和920以及信号线930。
图10是示出根据本发明的传输线制造方法使用通过静电纺丝形成的纳米结构材料制造的传输线的第六实施例的横截面视图。参照图10，除了根据本发明的使用纳米结构材料的传输线的第四实施例(参照图8)之外，根据本发明的关于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1010和第三接地层1020。
第三纳米氟隆层1010可以定位于形成在第二绝缘层820上的第二图案840上方，并且第二绝缘层820通过蚀刻暴露，并且第三纳米氟隆层1010可以通过粘合来定位。第三接地层1020可以定位在第三纳米氟隆层1010上方并且可以通过粘合来定位。与第三纳米氟隆层1010的粘合可使用粘合带、粘合剂或者其中将热施加到粘合带上的热粘合来进行。
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)，第一绝缘层1120定位在由纳米氟隆形成的第一纳米氟隆层1110上方。例如，使用粘合到第一纳米氟隆层1110的粘合带或粘合剂，或者通过其中将热施加到粘合带上的热粘合，第一绝缘层1120可以定位在第一纳米氟隆层1110上方。在第一绝缘层1120上方形成第一导电层1130。
参照图11(b)，通过蚀刻第一导体层1130形成发送和接收信号的第一图案1140。第一接地层定位在第一纳米氟隆层1110下方。例如，第一接地层1150可定位在第一纳米氟隆层1110下方，使用粘合带或粘合剂或者通过其中热被施加到粘合带的热粘合而，粘合到第一纳米氟隆层1110的底部。
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(b)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的第一图案1140时，进一步形成接地线1210和1220，并且第一图案1140用作信号线。即，通过蚀刻第一导体层1130可形成接地线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三实施例。首先，制备绝缘导电制品13，其中第一导电层1130形成在第一绝缘层1120上方。绝缘导电制品13定位在第一纳米氟隆层1110上方。
通过将绝缘导电制品13定位在第一纳米氟隆层1110上方然后蚀刻第一导电层1130来形成发送和接收信号的第一图案1310。第一接地层1150定位在第一纳米氟隆层1110下方。
绝缘导电制品13可以定位在第一纳米氟隆层1110上方，并且第一接地层1150可以定位在第一纳米氟隆层1110下方，通过粘合1115和1155(例如，使用粘合带或粘合剂，或者通过其中将热施加到粘合带的热粘合)，粘合到第一纳米氟隆层1110。
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。参照图14，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四实施例中，当如图13(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三实施例时，进一步形成接地线1410和1420，并且第一图案1430用作信号线。即，通过蚀刻第一导体层1130形成接地线1410和1420以及信号线1430。
图15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15(a)示出了在图11(b)中所示的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一实施例。如图15(b)所示，第二纳米氟隆层1510定位在制造传输线的方法的第一实施例的结果上。例如，在制造传输线的方法的第一实施例中，第二纳米氟隆层1510可以粘合(1525)到形成在第一绝缘层1120上的第一图案1140，并且第一绝缘层1120通过蚀刻暴露。此外，第二接地层1520可以定位在第二纳米氟隆层1510上方。可以通过粘合1515实现上述定位。粘合1515或1525可以使用粘合带或粘合剂或者通过其中将热施加到粘合带的热粘合来执行。
图16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。此外，图16(a)示出了在图13(c)中所示的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三实施例。如图16(b)所示，第二纳米氟隆层1610定位在制造传输线的方法的第三实施例的结果上。例如，在制造传输线的方法的第三实施例中，第二纳米氟隆层1510可以粘合(1615)到形成在第一绝缘层1120上的第一图案1310，并且第一绝缘层1120通过蚀刻暴露。此外，第二接地层1520可以定位在第二纳米氟隆层1510上方。可以通过粘合1515实现上述定位。粘合1615或1625可以使用粘合带或粘合剂或者通过其中将热施加到粘合带的热粘合来执行。
图17a、图17b和图17c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七实施例。如图17c所示，第二纳米氟隆层1710定位在如图17a所示的根据本发明的制造传输线的方法的第二实施例的结果上，或者图17b中所示的第四实施例的结果上，并且第二接地层1720定位在第二纳米氟隆层1710上方。第二纳米氟隆层1710可以定位在接地线1210和1220上或1410和1420上，并且第一绝缘层1120和第二接地层1720可以通过粘合1715和1725定位在第二纳米氟隆层1710上。
图18a、图18b、图18c和图18d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八实施例。图18a示出了图15c中所示的根据本发明的制造传输线的方法的第五实施例的结果。图18b示出了图16b中所示的根据本发明的制造传输线的方法的第六实施例的结果。参照图18c，第三纳米氟隆层1810定位在如图18a所示的根据本发明的制造传输线的方法的第五实施例的结果的第二接地层1520或1620上，或者如图18b所示的根据本发明的制造传输线的方法的第六实施例的结果上，然后第二绝缘层1820定位在第三纳米氟隆层1810上方。
参照图18d，在第二绝缘层1820上方形成第二导电层1830，然后通过蚀刻第二导电层1830形成作为信号线的第二图案1840。与第三纳米氟隆层1810接触的第二接地层1520和1510以及第二绝缘层1810可以使用粘合带或粘合剂或通过其中将热施加到粘合带的热粘合而彼此粘合(1815和1825)。
图19a和图19b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九实施例。图19a涉及图18b并示出了在根据本发明的制造传输线的方法的第八实施例中在第二绝缘层1820上形成第二导电层1830。参照图19b，根据本发明的制造传输线的方法的第八实施例如图19a所示地形成，然后通过蚀刻第二导电层1830形成信号传输线1930和接地线1910和1920。与第三纳米氟隆层1810接触的第二接地层1520和1510以及第二绝缘层1810可以使用粘合带或粘合剂或通过其中将热施加到粘合带的热粘合而彼此粘合(1815和1825)。
图20a和图20b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十实施例。图20a涉及图18d并且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八实施例的结果。
参照图20b，第三纳米氟隆层2010定位在第二图案1840上，第二图案1840在制造传输线的方法的第八实施例中形成，并且第二绝缘层1820通过蚀刻暴露，然后在第三纳米氟隆层2010上形成第三接地层2020。这里，通过使用粘合带或粘合剂或者通过其中将热施加到粘合带的热粘合的粘合2015和2025，可以将第三纳米氟隆层2010定位在第二图案1840上，并且第二绝缘层1820通过蚀刻暴露。
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。

Claims (8)

1.一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，该方法包括：
在包括纳米氟隆的第一纳米氟隆层上方定位第一绝缘层；
在所述第一绝缘层上方形成第一导电层；
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
在所述第一纳米氟隆层下方定位第一接地层，
其中，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。
2.一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，该方法包括：
在第一绝缘层上方形成第一导电层；
在包括纳米氟隆的第一纳米氟隆层上方定位所述第一绝缘层；
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
在所述第一纳米氟隆层下方定位第一接地层，
其中，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。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，形成所述第一图案包括通过蚀刻所述第一导电层形成接地线和信号线。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：
在形成于所述第一绝缘层上的所述第一图案上定位第二纳米氟隆层并且所述第一绝缘层通过所述蚀刻暴露；以及
在所述第二纳米氟隆层上定位第二接地层。
5.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：
在形成于所述第一绝缘层上的所述第一图案上定位第二纳米氟隆层并且所述第一绝缘层通过所述蚀刻暴露；
在所述第二纳米氟隆层上定位第二接地层；
在所述第二接地层上定位第三纳米氟隆层；
在所述第三纳米氟隆层上定位第二绝缘层；
在所述第二绝缘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。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述第二图案包括通过蚀刻所述第二导电层形成信号传输线和接地端子。
7.根据权利要求5所述的方法，所述方法进一步包括：
在形成于所述第二绝缘层上的所述第二图案上定位第四纳米氟隆层并且所述第二绝缘层通过所述蚀刻暴露；以及
在所述第四纳米氟隆层上定位第三接地层。
8.根据权利要求1、2、4、5和7中任一项所述的方法，其中，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。
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