SE512566C2 - Metod för vertikal förbindning av ledare i en anordning på mikrovågsområdet - Google Patents

Description

20 25 30 35~ 5122 566 övre arbetsfrekvensen, vilket är en klar nackdel framför allt vid tillämpningar på det högre mikrovågsområdet.

Icke-galvaniska förbindelser tillämpas i stort sett uteslutande på mikrovågsområdet, för förbindelser mellan ledare vilka är utförda i mikrostripteknik eller i striplineteknik. Denna typ av förbindelse innebär att två ledare som skall förbindas med varandra placeras på ett visst avstånd från varandra, på ett sådant vis att den ena ledaren påverkar den andra ledaren genom strålning.

Nackdelar med denna metod att förbinda ledare med varandra är att den ger relativt höga förluster, samt att den har begränsningar för hur stort avståndet mellan de två ledarna kan vara.

En gemensam nackdel hos koplanara förbindelser och icke- galvaniska förbindelser är dessutom att dessa typer av förbindelser är svåra att utforma så att de ger den impedans som önskas.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN: Ett problem som löses med hjälp av föreliggande uppfinning är således att skapa en vertikal förbindelse mellan två ledare i ett kretskort eller anordning på mikrovågsområdet, där förbindelsen kan utformas så att den ges en viss önskad impedans i stort sett oberoende av annan förbindelsens längd.

Ytterligare ett problem som löses genom föreliggande uppfinning är att skapa en vertikal förbindelse mellan två ledare i ett kretskort mikrovågsområdet, vilken förbindelse har låga förluster. eller annan anordning på «Dessa två problem, löses med_ hjälp av .en metod_ för förbindning av en första och en andra ledare i ett kretskort eller annan anordning på mikrovågsområdet, där vardera ledaren innefattar åtminstone ett ledande skikt, 10 15 20 25 30 35 5123 see ett skikt av ett dielektriskt material och ett jordplan, där den första och den andra ledarens jordplan är åtskilda från varandra i anordningen av åtminstone en första kärna av ett dielektriskt material.

Genom uppfinningen elimineras vidare minst ett moment vid applicering av tidigare kända vertikala förbindningar i kretskort eller andra elektronikanordningar på mikrovågsområdet.

Enligt. metoden anordnas de olika skikten i den första ledaren, anordningens första kärna av dielektriskt material, den andra ledarens åtminstone ena jordplan och dielektriska skikt på varandra i önskad ordning. I anordningen anordnas en kavitet, från det skikt i den första ledaren som skall förbindas med den andra ledaren, och i rät vinkel mot detta skikts huvudriktning, upp till och med det lager i anordningen på vilket den andra ledarens ledande skikt skall vila.

I kaviteten anordnas en komponent vilken innefattar en striplineledare. Komponenten anordnas så att elektrisk A kontakt uppnås mellan komponentens ledare och det skikt i den första ledaren som skall förbindas med den andra ledaren. Därefter anordnas den andra ledarens ledande skikt, dess eventuella övriga dielektriska skikt och eventuella övriga jordplan på anordningen så att elektrisk kontakt uppnås mellan komponentens ledare och den andra ledarens ledande skikt.

Kaviteten anordnas företrädesvis i anordningen genom att vart och ett av de skikt genom vilka kaviteten skall sträcka sig uppvisar kaviteter innan respektive skikt appliceras på anordningen.

Som ett alternativ kan kaviteten upptas i anordningen genom de skikt genom vilka kaviteten skall sträcka sig efter det 'Ill l "|I'I"\| HI I H I l \ II 10 15 20 25 30 35 512 566 att nämnda skikt är anordnade på varandra i önskad ordning.

I en föredragen utföringsform utformas komponenten och kaviteten så att när komponenten är anordnad i kaviteten kommer vardera av de två jordplanen i komponentens striplineledare att förbinda jordplan i den första och den andra ledaren med varandra. Detta kan givetvis ske på ett antal olika sätt, men görs i en föredragen utformningsform genom att ge komponenten en utformning med ett mittparti som i den riktning i vilken ledarna skall förbindas skjuter ut längre i bägge sina ändar än tvâ omgivande ytterpartier.

I ytterligare en föredragen utföringsform är den första ledaren i anordningen en stripline ledare och den andra ledaren i anordningen en mikrostripledare eller en striplineledare.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA: Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hjälp av exempel på utföringsformer och med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Fig 1 visar ett tvärsnitt från sidan av den typ av kretskort i vilket ledare skall förbindas med hjälp av uppfinningen, och Fig 2 visar ett tvärsnitt framifrån av ett kretskort i vilket ledare skall förbindas med hjälp av uppfinningen, och Fig 3 visar ett tvärsnitt framifrån av ett kretskort i vilket en komponent enligt uppfinningen skall anordnas, sett under ett steg av uppfinningen, och Fig 4 visar_ en komponent för __användning enligt uppfinningen, sedd framifrån i längsriktningen av de ledare komponenten är avsedd att förbinda, och 10 15 20 25 30 - 35 sgz see Fig 5 visar komponenten från fig 1 sedd ovanifrån relativt den anordning i vilken komponenten skall anordnas, och Fig 6 visar ett tvärsnitt framifrån av ett kretskort i vilket ledare har förbundits med hjälp av uppfinningen, och Fig 7 visar en alternativ utföringsform av en komponent för användning enligt uppfinningen, sedd i samma snitt som komponenten i fig 5.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER= I fig 1 visas ett förenklat tvärsnitt från sidan av en anordning 100 avsedd för bruk på mikrovågsområdet.

Anordningen innefattar två ledare som skall förbindas, i det visade exemplet en mikrostripledare 110 och en striplineledare 120. De två ledarna 110,120 är anordnade på ömse sidor om en plan kärna 130 av dielektriskt material och sträcker sig parallellt med varandra i en gemensam huvudriktning.

Bland tänkbara tillämpningsområden för anordningen 100 i fig l kan nämnas så kallad antennintegrerad elektronik, där striplineledaren ingår i ett så kallat fördelningsnät för att mata antennenheter med energi, och mikrostripledaren används för att förbinda elektronikkomponenter. I sådana tillämpningar kan det vara ett starkt önskemål att vilja skapa en förbindelse mellan matningsnätet och elektronikkomponenterna.

Mikrostripledaren 110 i anordningen innefattar ett jordplan 140, ett skikt 150 av ett dielektriskt material, samt ett ledande skikt 160. Striplineledaren 120 i anordningen innefattar ett ledande skikt 170, två skikt l95,l98 av dielektriskt material belägna på ömse sidor om det ledande skiktet 170, samt två jordplan 180, 190, vilka i sin tur är 10 15 20 25 30 35 51% see belägna på ömse sidor om skikten 195,198 av dielektriskt material.

Jordplanen 140, 180, 190 i bägge ledarna är utformade i ett elektriskt ledande material, exempelvis koppar.

De tvâ ledare som visas i anordningen i fig 1 och beskrivs i det följande utgörs, som nämnts, av en mikrostripledare 110 och en striplineledare 120. Det bör dock framhållas att uppfinningen kan tillämpas på godtyckliga kombinationer av dessa två typer av ledare.

I fig 2 visas ett tvärsnitt längs linjen I-I av anordningen i fig 1 under ett stadium av framställningen av anordningen, betecknad med hänvisningssiffran 200 . Eftersom framställning av anordningar av denna typ kan göras på ett kommer själva flertal av fackmannen välkända sätt framställningen ej att beskrivas närmare här.

Som framgår av ritningen har i det stadium av framställningen av anordningen som visas i fig 2 anordnats samtliga skikt 180,190,l70,l95,198 i striplineledaren, anordningens kärna 130 av 'dielektriskt material, samt skikt 150 av mikrostripledarens jordplan 140 och dielektriskt material.

I fig 3 visas anordningen från fig 2 i ett senare stadium av framställningen, betecknad med hänvisningssiffran 300.

Enligt uppfinningen finns i detta stadium av nætoden en kavitet 310 i anordningen. Denna kavitet 310 sträcker sig från striplineledarens ledande skikt 170, i väsentligen rät vinkel mot detta skikts huvudriktning, upp till och med mikrostripledarens dielektriska skikt 150.

Kaviteten 310 anordnas företrädesvis i. anordningen 600 genom att vart och ett av de skikt l98,170,195,190,130,140,l5O genonl vilka. kaviteten skall 10 15 20 25 30 35 5@2 see sträcka sig uppvisar kaviteter på motsvarande ställen redan innan respektive skikt appliceras på anordningen.

Som ett alternativ kan kaviteten upptas i anordningen genom de skikt genom vilka kaviteten skall sträcka sig efter det att nämnda skikt är anordnade på varandra i önskad ordning.

Som exempel på sätt att skapa kaviteter enligt detta alternativ kan nämnas etsning och laserborrning.

I fig 4 visas en komponent 400 avsedd för bruk i samband med metoden enligt uppfinningen, sedd i samma plan som anordningen i fig 2 och 3. Komponenten 400 innefattar en striplineledare, vilken i sin tur innefattar ett ledande skikt 470 omgivet på vardera sidan av ett skikt 498,498';495,495' av ett dielektriskt material vilka är omgivna på vardera sidan av jordplan 480,490. Som framgår av fig 4 är komponenten 400 utformad med ett mittparti och två ytterpartier, där mittpartiet i en ledd har en större utsträckning än ytterpartierna. Orsaken till denna utformning kommer att framgå av beskrivningen nedan.

Mittpartiet innefattar striplineledarens ledande skikt 470 samt, på ömse sidor om detta, en del 498', 495' av ett av striplineledarens dielektriska skikt. Komponentens vardera ytterparti innefattar ett av de två jordplanen 480,490 samt en del 498,495 av ett av striplineledarens dielektriska skikt.

I fig 5 visas komponenten 400 från fig 4 sedd längs linjen II-II i fig 4. Som framgår av fig 5 är komponenten sedd längs denna linje väsentligen rektangulär.

I fig 6 visas så slutligen en anordning 600 tillverkad enligt uppfinningen, sedd längs samma linje som i fig 2 och A 3. I den kavitet som enligt uppfinningen har tagits upp i anordningen har komponenten 400 placerats, på ett sådant vis att elektrisk kontakt uppnås mellan komponentens ledare 470 och det ledande skiktet 170 i den ena av de ledare som | \ UIIIIIIIIH! I! HV NU I! 10 15 20 25 30 35_ 5128566 man önskar förbinda med varandra, i fig 6 striplineledaren.

Komponentens 400 utsträckning i anordningen 600 visas grovt med en streckad linje.

Efter det att komponenten 400 på ovan beskrivet vis har placerats i kaviteten anordnas ovanpå anordningen 600 det ledande skiktet 140 i den andra av de ledare vilka skall förbindas med varandra. I det visade exemplet utgörs den andra ledaren av mikrostripledaren.

Soul vidare framgår av fig 6 har komponenten 400 och kaviteten enligt uppfinningen utformats så att när komponenten har placerats i anordningens kavitet förbinder vart och ett av komponentens två jordplan 480,490 mikrostripledarens jordplan 140 med det mest närbelägna av striplineledarens jordplan 190. På grund av denna utformning bildas i de två ledarnas längsriktning en elektromagnetisk skärm.på ömse sidor om den förbindelse som enligt uppfinningen skapas mellan de två ledarna.

Således har genom uppfinningen en vertikal förbindelse kunnat skapas mellan två ledare i en anordning på mikrovågsområdet. Med bibehållna prestanda hos förbindelsen kan förbindelsen anpassas till det avstånd som föreligger mellan de två ledare som skall förbindas med varandra.

Vidare kan förbindelsen utformas så att den ges önskad impedans utan att dess övriga prestanda påverkas. Det kan exempelvis vara önskvärt att förbindelsen har samma impedans som de två ledare vilka förbinds med varandra.

Eftersonl det är välkänt för fackmannen hur ett striplineelement utformas för att ge det en viss impedans kommer denna utformning ej att beskrivas närmare här.

Komponenten 400 fixeras i anordningen 600 i samband med att de skikt vilka bygger upp anordningen fixeras. Detta kan ske på ett antal för fackmannen välkända sätt, exempelvis press eller värme, eller en kombination av dessa. Härigenom 10 15 20 25 30 35 5129566 minskas genom uppfinningen det antal moment som ingår i tillverkningen av anordningen.

Elektrisk kontakt mellan komponentens ledare 470 och de två ledarna 140, 170 kan uppnås antingen genom god mekanisk kontakt mellan ledarna 140, 170 och komponentens ledare 470, eller eventuellt genom att på en eller flera av de ytor mellan vilka man vill ha elektrisk kontakt anbringa ett medel av i och för sig känt slag för underlättande av elektrisk kontakt, exempelvis ett ledande epoxylim, vilket härdar i samband med den ovan nämnda temperaturbehandlingen. Motsvarande åtgärder för elektrisk kontakt kan även göras med avseende på jordplanen hos komponenten respektive anordningen. För att tillse att god kontakt uppnås kan dessutom komponentens ledare 470 och dess jordplan 480, 490 eventuellt utformas med något större dimensioner än nwtsvarande delar av anordningen, vilket visas i fig 4-6.

I en alternativ utföringsform kan komponenten enligt uppfinningen utformas med ett jordplan vilket bildar en sluten form kring komponentens ledare. Ett sådant slutet jordplan kan utformas cirkulärt, vilket visas i fig 7, sedd i samma plan som komponenten i fig 5. En fördel med en sådan utformning av jordplanet 710 är att en sammanhängande skärm bildas kring komponentens ledare 720.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan visade exemplen på utföringsformer utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Exempelvis kan, som nämnts tidigare, uppfinningen tillämpas på valfri kombination av ledare av typerna stripline och mikrostrip. Vidare har genomgående i beskrivningen ovan ordet "vertikalt" använts för att beskriva den riktning i vilken de två ledarna förbinds enligt uppfinningen. Det bör framhållas att med ordet "vertikalt" avses den riktning som blir vertikal om anordningen placeras på det sätt som har il H H H M | M w m w' nn | U \ \'|'¶| HH MVH H H 10 51102 566 visats i fig 6. Den riktning som avses är med andra ord en riktning som är vinkelrät mot de tvâ ledarnas huvudriktning och som definierar kortaste avståndet mellan de två ledarna.

Genomgående har komponenten 400 enligt uppfinningen ovan skildrats som en passiv komponent vilken bara används för att förbinda två ledare med varandra. Givetvis kan även komponenten vara aktiv, och innefatta exempelvis en förstärkare eller annan aktiv komponent.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 51; see PATENTKRAV:

1. Metod för förbindning av en första (120) och en andra (110) ledare vilka sträcker sig parallellt med varandra och ingår i en anordning (100, 600) på mikrovågsområdet, där den första och den andra ledaren innefattar åtminstone ett ledande skikt (160;170), åtminstone ett skikt (150;195,198) av ett dielektriskt material och åtminstone ett jordplan (140;l80,190), där den första och den andra ledarens jordplan är åtskilda i anordningen av åtminstone en första kärna (130) av ett dielektriskt material, enligt vilken metod: - de olika skikten (l80,198,170,195,190) i den första ledaren (120), anordningens första kärna (130) av dielektriskt material, den andra ledarens (110) åtminstone ena jordplan (140) och dielektriska skikt (150) anordnas på varandra i önskad ordning, - i anordningen anordnas en kavitet (310), vilken sträcker sig från det skikt (170) i den första ledaren som skall förbindas med den andra ledaren, och i rät vinkel mot detta skikts huvudriktning, upp till och med det lager (150) i anordningen på vilket den andra ledarens ledande skikt skall vila, - i kaviteten anordnas en komponent (400) vilken innefattar en striplineledare, varvid komponenten anordnas så att elektrisk kontakt uppnås mellan komponentens ledare (470) och det skikt (170) i den första ledaren som skall förbindas med den andra ledaren, - den andra ledarens ledande skikt (140), dess övriga jordplan och dielektriska skikt anordnas på anordningen så att elektrisk kontakt uppnås mellan komponentens ledare (470) och den andra ledarens ledande skikt (140).

2. Metod enligt krav 1, enligt vilken metoden kaviteten (310) anordnas i anordningen (600) genom att vart och ett | ll lllIlllllllllll |l| l|||'| lll 'lll l'l|| lll l l 10 15 20 25 51122 566 av de skikt (198,l70,l95,190,l30,140,l50) genom vilka kaviteten (310) skall sträcka sig uppvisar kaviteter på motsvarande ställen innan respektive skikt appliceras på anordningen.

3. Metod enligt krav 1, enligt vilken metoden kaviteten (310) upptas i skikt (198,170,195,190,130,l40,l50) genom vilka kaviteten skall sträcka sig efter det att nämnda skikt är anordnade på anordningen (600) genom de varandra i önskad ordning.

4. Metod enligt något av föregående krav, enligt vilken metod kaviteten (310) och komponenten (400) utformas så att när komponenten är anordnad i kaviteten kommer vardera av de två jordplanen (480,490) i striplineledaren i komponenten (400) att förbinda jordplan (l90,l40) i den första och den andra ledaren med varandra.

5. Metod enligt något av föregående krav, enligt vilken metod komponenten (400) är aktiv.

6. Metod enligt något av föregående krav, enligt vilken metod den första ledaren (120) i anordningen (600) är en striplineledare och den andra ledaren (110) i anordningen är en mikrostripledare eller en striplineledare.