WO2003088410A1 - Electric four-wire network with a transformation line - Google Patents

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WO2003088410A1
WO2003088410A1 PCT/DE2003/000950 DE0300950W WO03088410A1 WO 2003088410 A1 WO2003088410 A1 WO 2003088410A1 DE 0300950 W DE0300950 W DE 0300950W WO 03088410 A1 WO03088410 A1 WO 03088410A1
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line
transformation
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PCT/DE2003/000950
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Andreas Przadka
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Epcos Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling

Definitions

  • Such a device can include inductors, capacitors and transformation lines and essentially serves to adapt the impedance of a component to the external environment.
  • Such matching networks are often designed as passively integrated networks, in which the discrete elements forming the network are integrated together in a substrate, which preferably forms the carrier substrate for the component. It is even possible to form a ceramic component in a ceramic, in whose ceramic body or on the ceramic body the matching elements are applied and integrated with the component.
  • Transformation lines as components of matching networks are often implemented in a multilayer ceramic substrate in which, as mentioned, other elements can also be integrated. Transformation lines are used, for example, in front-end modules for mobile communication devices, where they can be used as part of pin-diode switches and have to achieve a phase shift of approx. 90 °, for example. Furthermore, such a transformation line should have the best possible adaptation under the given source and load impedances. A further exemplary use can be found in a transformation line in a duplexer, which, likewise used in a mobile communication terminal, connects the antenna to both the transmitting and the receiving path of the terminal.
  • transformation lines Another requirement for transformation lines, especially in mobile communication devices, is that requires little space and space.
  • the external dimensions are significantly smaller than the fraction of the wavelength in the ceramic substrate by which the phase shift is to take place. Since the phase shift can only take place with a conductor that has a certain geometric length, the transformation lines used today are unfolded and in some cases have multiple layers. Both the folding and the multi-layer design, which leads to overlap of conductor sections, result in capacitive and inductive couplings between different sections of the line. This leads to a change in the adaptation and to an additional phase shift compared to an ideal line of the same geometric length, which is of single-layer and unfolded design.
  • the available area and the position of the connection points at which the transformation line is connected to the component or the further matching network cannot be selected arbitrarily, since they depend on the other components of the circuit parts to be integrated.
  • An exemplary embodiment of a transformation line is a so-called tri-plate line, in which a, for example, folded conductor is guided between two shielding ground layers, that is to say between two metallized levels, and is separated from each of these by a ceramic layer.
  • the distance to the upper and lower shielding ground plane influences the characteristic impedance and is therefore chosen accordingly.
  • the thicknesses of the ceramic layers cannot be chosen arbitrarily, but must be selected from a limited number of available and suitable layer thicknesses, so that optimal adaptation is not possible in this way.
  • the conductor is, for example, meandered and made of two layers.
  • a symmetrical arrangement of the two levels in which the conductor runs is selected so that the characteristic impedance of the line is the same in the two conductor levels and corresponds to the impedance of source and load.
  • the coupling between the individual sections of the conductor is minimized in that sections of the conductor lying in parallel have a sufficient distance from one another which is generally greater than the width of the conductor.
  • the coupling between conductor sections in different conductor levels is reduced in that either superimposed sections in both layers are arranged at right angles to one another or by placing conductor sections of one conductor level between the projection of the conductor sections of the other level.
  • the geometric length of the conductor can be increased to increase the phase rotation of the transmission line. If the area is limited, this is only possible by moving the individual sections of the conductor closer together. As a result, however, the coupling of the line parts to one another increases, the adaptation between source and load being deteriorated.
  • the object of the present invention is therefore to provide a network with a transformation line which is also suitable for further miniaturized components and with which a desired adaptation of , for example, better than 10 dB is achieved.
  • the invention specifies a network which has a transformation line of a predetermined electrical length formed in or on a substrate.
  • the surface of the conductor is folded, the sections being rectilinear and being connected to one another at right angles.
  • the resulting disadvantageous coupling of adjacent sections of the conductor is taken into account according to the invention in that the width of the conductor in the sections is designed differently.
  • the inventors have recognized that the coupling can be influenced by deliberately changing the width of individual conductor sections, so that the desired adaptation can be achieved in individual sections by suitable choice of the conductor width.
  • the inductive coupling can be reduced, for example, by increasing the conductor width in one of the two conductor sections.
  • the conductor width in one section By increasing the conductor width in one section, the parasitic and intrinsically disruptive capacitive coupling to adjacent conductor sections can also be increased.
  • the electrical adaptation of the transmission line can be improved by varying the conductor width of an individual conductor section. Through a suitable and independent selection of the widths of all conductor sections, the adaptation can be optimized and set exactly to a desired value. Conventional circuit environments may require adaptation to 50 ⁇ , for example.
  • the invention makes it possible in a simple manner to optimize the electrical adaptation of the transformation line and thus overall the network for adapting the electrical component exactly to the desired values without this leading to an increased area requirement of the transmission line.
  • arrangements are also possible with the invention which, in known transmission lines, have led to unauthorizedly high couplings and thus to poor adaptation, but which are now compensated according to the invention.
  • Section of the conductor is understood to mean any section of the conductor with a given length. As a rule, and both for the calculation and for the construction of the transmission line, it is easier to define sections between two corner points of the folded line.
  • the transmission line according to the invention can also be designed with a conductor folded in two conductor levels.
  • the two conductor levels are separated from one another by an insulator, preferably a ceramic layer.
  • Another insulating layer, in particular another ceramic layer, separates the conductor planes from the shielding plane connected to ground.
  • the transmission line can also be designed as a tri-plate line, in which the conductor levels are arranged between two ground levels.
  • the invention it is possible to make the insulation layer that separates the two conductor planes thinner than in known transformation lines. The resulting disruptive couplings can be compensated for with the invention.
  • the two parts of the conductor running in different conductor levels are connected to one another by plated-through holes.
  • the sections are guided in such a way that there are no parallel sections in the two conductor levels come to lie on top of each other.
  • Sections parallel to one another are offset from one another at least by a minimum length in the two planes.
  • Crossings between sections in different conductor levels are preferably at a distance from the end of the section and preferably in the middle of the
  • the widths of the conductor sections as well as the spacing between parallel conductor sections should have a mostly technologically related minimum value, which is chosen, for example, at 100 ⁇ m.
  • these minimum distances and minimum widths are not the subject of the invention, but are only taken into account as boundary conditions in the optimization process and are accordingly reflected in the precise design of the transformation line. Other boundary conditions and minimum values can also be observed.
  • the geometric length of the conductor of the transformation line is chosen so that its electrical length corresponds to a ⁇ / 4 line.
  • a ⁇ / 4 line is required in many cases where the circuit state has to be changed from "SHORT” to "OPEN".
  • the transformation control of a network according to the invention can bring about a phase shift deviating from ⁇ / 4.
  • a preferred impedance adjustment is 50 ⁇ , since this value is required in many circuit environments. However, it is also possible to adapt the transformation cable and thus the network to other circuit environments that deviate from 50 ⁇ .
  • the impedance can be adjusted in a tri-plate line by varying the distances between the shielding levels and the conductor levels. However, it is also possible, especially if the available layer thicknesses in a given substrate are not sufficient to set a desired impedance, an additional one perform separate impedance transformation and provide a corresponding element in the network.
  • the network according to the invention is preferably integrated in a multilayer ceramic, for example an LTTC
  • Ceramics that are optimized for minimal shrink, for example.
  • the substrate of the network is the carrier substrate for the component on which it is attached and with which the component is contacted, for example in one step by means of an SMD process. If the component is a component working with acoustic waves, a flip-chip arrangement can be selected, for example.
  • the substrate for the network which can be an integrated network, can simultaneously represent the substrate for a module in which several components and the associated network are integrated.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a conductor of a known transmission line folded in two planes
  • FIG. 2 shows a schematic cross section of a transmission line designed as a tri-plate line
  • FIG. 3 shows a Smith diagram of a known transmission line
  • FIG. 4 shows the conductor of a transmission line according to the invention in a schematic plan view
  • Figure 5 shows the Smith chart of the transmission line according to the invention.
  • the known tri-plate arrangement consists of a first and a second conductor level LEI, LE2, which are separated from one another by a ceramic intermediate layer. Above and below the first and second conductor levels, a shielding level ME1, ME2 is also separated by a ceramic intermediate layer, for example a metallization level (see FIG. 2).
  • the conductor levels and the shielding levels are preferably arranged symmetrically to one another, so that the distances of the shielding levels ME from the adjacent conductor level LE are uniformly equal to dE.
  • the distance dE can differ from the distance dL of the two conductor levels LEI, LE2.
  • Figure 1 shows the folding of the conductor LEI in the first conductor level and shown in dashed lines the projection of the folded conductor LE2 in the second conductor level.
  • the conductor consists of straight sections that are assembled at right angles. The sections are arranged with respect to one another in the two conductor levels LEI and LE2 in such a way that rectilinear conductor sections which are parallel to one another do not come to lie one above the other.
  • the two parts LEI, LE2 of the overall conductor are connected to one another in the two levels via the through-connection DK.
  • the conductor or the transmission line is connected to an external circuit environment, for example the network or a component connected.
  • the conductor has a uniform width dO.
  • FIG. 3 shows the adaptation calculated from this known transmission line, shown in the Smith chart.
  • the adaptation of the known transmission line is significantly worse than 15 dB, the impedance adaptation is approx. 35 ⁇ .
  • the width of individual conductor sections of one or both conductor levels LEI, LE2 is now varied and in particular increased.
  • the coupling of the corresponding conductor sections AI to A6 with adjacent conductor sections of the same conductor level or the underlying conductor level LE2, not shown in FIG. 4 is reduced or changed in character.
  • the inductive coupling can be reduced, while the capacitive coupling can be increased.
  • the widths of the conductor track sections d 3 , d 4 , d 5 and d 6 are given by way of example only for the corresponding conductor sections A3, A4, A5 and A6. With d 0 a virtual "original" width of the conductor is indicated.
  • FIG. 5 shows the Smith diagram belonging to the transmission line shown in FIG. 4.
  • a comparison with FIG. 3 shows that the electrical adaptation of the transmission line according to the invention is significantly improved. It is close to 50 ⁇ and has a phase shift of, for example, exactly ⁇ / 4.
  • the extent of the phase shift can however, they can be varied accordingly in one or both of the planes by increasing or decreasing the geometric and thus also the electrical length of the conductor. A phase shift by values deviating from ⁇ / 4 is also possible.
  • Width varies and the electrical parameters are recalculated. So you get another adjustment measure.
  • a desired or required adaptation can possibly already be achieved with two adaptation measures, the effectiveness of which can be varied by interpolating the effect and accordingly changing the width of the respective section.
  • further adjustments may be necessary for the structure obtained in this way, since the individually calculated adjustment measures can influence one another.
  • a network according to the invention with the novel transformation line can be used to adapt any electrical components. It is advantageously used for passively integrated networks, which are absolutely necessary for the further miniaturization of electrical components. A particularly advantageous use for the Network for the electrical adaptation of components of front-end modules in wireless communication devices, for example in cell phones.
  • the passive integration to achieve the desired or already achieved external dimensions must be integrated into the component substrate or the front-end module substrate.
  • the substrate is reinforced by additional layers compared to the layer sequences shown in FIG. 2.
  • the thickness of the substrate or the number of layers required for this depends on the number of network elements and components to be integrated in the substrate.
  • the material for the corresponding ceramic layers is also selected.
  • an electrically insulating ceramic is used for the intermediate layer between the two conductor levels LEI and LE2, the preferably low dielectric constant of which also determines the impedance of the line.
  • a lower dielectric constant of the intermediate layer also reduces the coupling between the conductor levels. With the invention, however, such couplings can be reduced or used advantageously.
  • the ceramic layers between a conductor level LEI and a shielding level ME1 connected to ground are also set in an electrically insulating manner, although the value of the corresponding dielectric constant must also be taken into account here. The same ceramic is usually used for all ceramic layers, including the intermediate layer.
  • the intermediate layer it is also possible to use a ceramic different from the other ceramic layers for the intermediate layer, in particular in order to set the coupling, which according to the invention may be desired again, to a desired value.
  • the areas available for the individual components are generally determined by vias and other elements that are present or implemented on the same level. With the invention, a particularly good adaptation to an available, arbitrarily shaped surface can be realized.

Landscapes

  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Waveguides (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

A network is provided comprising a transformation line in order to electrically adapt an electric component which is embodied in or on a preferably ceramic substrate. Said component has a predetermined electrical length for obtaining a desired phase displacement and comprises a folded electrical conductor (LE), whereby the straight sections thereof (A) are connected together in a right-angled manner and the widths of individual conductor sections are selected differently for the compensation of couplings.

Description

Beschreibungdescription
Elektrisches Anpassungsnetzwerk mit einer TransformationsleitungElectrical adaptation network with a transformation line
Elektrische Bauelemente benötigen zu ihrer Anpassung an ihre Schaltungsumgebung häufig ein elektrisches Anpassungsnetzwerk. Ein solches kann Induktivitäten, Kapazitäten und Transformationsleitungen umfassen und dient im wesentlichen dazu, die Impedanz eines Bauelements der äußeren Umgebung anzupassen. Häufig werden solche Anpassungsnetzwerke als passiv integrierte Netzwerke ausgeführt, bei dem die das Netzwerk bildenden diskreten Elemente zusammen in einem Substrat integriert sind, welches vorzugsweise das Trägersubstrat für das Bauelement bildet. Möglich ist es sogar, ein keramisches Bauelement in einer Keramik auszubilden, in deren keramischen Körper oder auf dessen keramischen Körper die Anpaßelemente aufgebracht und mit dem Bauelement integriert sind.Electrical components often require an electrical matching network to adapt to their circuit environment. Such a device can include inductors, capacitors and transformation lines and essentially serves to adapt the impedance of a component to the external environment. Such matching networks are often designed as passively integrated networks, in which the discrete elements forming the network are integrated together in a substrate, which preferably forms the carrier substrate for the component. It is even possible to form a ceramic component in a ceramic, in whose ceramic body or on the ceramic body the matching elements are applied and integrated with the component.
Elektrische Transformationsleitungen als Bestandteile von Anpassungsnetzwerken werden häufig in einem mehrlagigen Keramiksubstrat realisiert, in dem wie angeführt noch weitere Elemente integriert sein können. Transformationsleitungen werden beispielsweise in Front-End-Modulen für Endgeräte der mobilen Kommunikation eingesetzt, wo sie als Bestandteil von Pin-Diodenschaltern zum Einsatz kommen können und zum Beispiel eine Phasenschiebung von ca. 90° erreichen müssen. Weiterhin soll eine solche Transformationsleitung eine möglichst gute Anpassung unter den vorgegebenen Quell- und Lastimpedan- zen aufweisen. Eine weitere beispielhafte angeführte Verwendung kann eine Transformationsleitung in einem Duplexer finden, welcher, ebenfalls in einem Endgerät der mobilen Kommunikation eingesetzt, die Antenne sowohl mit dem Sende- als auch dem Empfangspfad des Endgeräts verbindet .Electrical transformation lines as components of matching networks are often implemented in a multilayer ceramic substrate in which, as mentioned, other elements can also be integrated. Transformation lines are used, for example, in front-end modules for mobile communication devices, where they can be used as part of pin-diode switches and have to achieve a phase shift of approx. 90 °, for example. Furthermore, such a transformation line should have the best possible adaptation under the given source and load impedances. A further exemplary use can be found in a transformation line in a duplexer, which, likewise used in a mobile communication terminal, connects the antenna to both the transmitting and the receiving path of the terminal.
Eine weitere Anforderung an Transformationsleitungen, insbesondere in Endgeräten der mobilen Kommunikation, ist ein mög- liehst geringer Flächen- und Raumbedarf. Bei einem Front-End- Modul sind beispielsweise die Außenabmessungen wesentlich geringer als der Bruchteil der Wellenlänge im Keramiksubstrat, um welche die Phasenschiebung erfolgen soll . Da die Phasen- Schiebung nur mit einem Leiter erfolgen kann, der eine gewisse geometrische Länge aufweist, sind heute verwendete Transformationsleitungen aufgefaltet und teilweise mehrlagig ausgeführt. Sowohl durch Faltung als auch durch die mehrlagige Ausführung, die zu Überlappungen von Leiterabschnitten führt, ergeben sich kapazitive und induktive Verkoppelungen zwischen verschiedenen Abschnitten der Leitung. Dies führt zu einer Änderung der Anpassung und zu einer zusätzlichen Phasenschiebung gegenüber einer idealen Leitung der gleichen geometrischen Länge, die einlagig und ungefaltet ausgeführt ist. Dar- über hinaus kann die zur Verfügung stehende Fläche sowie die Position der Anschlußpunkte, an denen die Transformationsleitung mit dem Bauelement oder dem weiteren Anpassungsnetzwerk verbunden ist, nicht beliebig ausgewählt werden, da sie von den übrigen Komponenten der zu integrierenden Schaltungsteile abhängen.Another requirement for transformation lines, especially in mobile communication devices, is that requires little space and space. In the case of a front-end module, for example, the external dimensions are significantly smaller than the fraction of the wavelength in the ceramic substrate by which the phase shift is to take place. Since the phase shift can only take place with a conductor that has a certain geometric length, the transformation lines used today are unfolded and in some cases have multiple layers. Both the folding and the multi-layer design, which leads to overlap of conductor sections, result in capacitive and inductive couplings between different sections of the line. This leads to a change in the adaptation and to an additional phase shift compared to an ideal line of the same geometric length, which is of single-layer and unfolded design. In addition, the available area and the position of the connection points at which the transformation line is connected to the component or the further matching network cannot be selected arbitrarily, since they depend on the other components of the circuit parts to be integrated.
Eine beispielhafte Ausführung, einer Transformationsleitung ist eine sogenannte Tri-Plate-Leitung, bei der ein beispielsweise gefalteter Leiter zwischen zwei abschirmenden Massela- gen, also zwischen zwei metallisierten Ebenen geführt wird und von diesen durch je eine keramische Schicht getrennt ist. Der Abstand zur oberen und unteren abschirmenden Masseebene beeinflusst die charakteristische Impedanz und wird daher entsprechend gewählt. Technologiebedingt und durch die Not- wendigkeit der Integration mit weiteren Elementen in dem gemeinsamen Substrat lassen sich die Dicken der Keramiklagen jedoch nicht beliebig wählen, sondern müssen aus einer begrenzten Anzahl verfügbarer und geeigneter Lagendicken ausgesucht werden, so daß so eine optimale Anpassung nicht möglich ist. In einer platzsparenden bekannten Transmissionsleitung ist der Leiter beispielsweise mäandriert und zweilagig ausgeführt. Dabei wird eine symmetrische Anordnung der beiden Ebenen, in denen der Leiter verläuft, gewählt, so daß die cha- rakteristische Impedanz der Leitung in den beiden Leiterebenen gleich ist und der Impedanz von Quelle und Last entspricht. Die Verkopplung zwischen den einzelnen Abschnitten des Leiters wird dadurch minimiert, indem parallel liegende Abschnitte des Leiters einen genügenden Abstand voneinander haben, der in der Regel größer ist als die Breite des Leiters. Die Verkopplung zwischen Leiterabschnitten in unterschiedlichen Leiterebenen wird dadurch reduziert, indem entweder übereinanderliegende Abschnitte in beiden Lagen rechtwinklig zueinander angeordnet sind oder indem Leiterabschnit- te der einen Leiterebene zwischen die Projektion der Leiterabschnitte der anderen Ebene gelegt werden. Zur Erhöhung der Phasendrehung der Transmissionsleitung kann die geometrische Länge des Leiters vergrößert werden. Dies ist bei begrenzter Fläche nur möglich, indem die einzelnen Abschnitte des Lei- ters näher aneinandergerückt werden. Dadurch steigt jedoch die Verkopplung der Leitungsteile untereinander, wobei die Anpassung zwischen Quelle und Last verschlechtert wird.An exemplary embodiment of a transformation line is a so-called tri-plate line, in which a, for example, folded conductor is guided between two shielding ground layers, that is to say between two metallized levels, and is separated from each of these by a ceramic layer. The distance to the upper and lower shielding ground plane influences the characteristic impedance and is therefore chosen accordingly. Due to the technology and the need for integration with further elements in the common substrate, the thicknesses of the ceramic layers cannot be chosen arbitrarily, but must be selected from a limited number of available and suitable layer thicknesses, so that optimal adaptation is not possible in this way. In a space-saving known transmission line, the conductor is, for example, meandered and made of two layers. A symmetrical arrangement of the two levels in which the conductor runs is selected so that the characteristic impedance of the line is the same in the two conductor levels and corresponds to the impedance of source and load. The coupling between the individual sections of the conductor is minimized in that sections of the conductor lying in parallel have a sufficient distance from one another which is generally greater than the width of the conductor. The coupling between conductor sections in different conductor levels is reduced in that either superimposed sections in both layers are arranged at right angles to one another or by placing conductor sections of one conductor level between the projection of the conductor sections of the other level. The geometric length of the conductor can be increased to increase the phase rotation of the transmission line. If the area is limited, this is only possible by moving the individual sections of the conductor closer together. As a result, however, the coupling of the line parts to one another increases, the adaptation between source and load being deteriorated.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Netzwerk mit einer Transformationsleitung anzugeben, welches auch für weiter miniaturisierte Bauelemente geeignet ist und mit der eine gewünschte Anpassung von' beispielsweise besser als 10 dB erreicht wird.The object of the present invention is therefore to provide a network with a transformation line which is also suitable for further miniaturized components and with which a desired adaptation of , for example, better than 10 dB is achieved.
Diese Aufgabe wird durch ein Netzwerk mit den Merkmalen vonThis task is accomplished through a network with the characteristics of
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus weiteren Ansprüchen hervor.Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention emerge from further claims.
Die Erfindung gibt ein Netzwerk an, welches eine in oder auf einem Substrat ausgebildete Transformationsleitung einer vorgegebenen elektrischen Länge aufweist. Zur besseren Ausnutzung der für die Transformationsleitung zur Verfügung stehen- den Fläche ist der Leiter gefaltet, wobei die Abschnitte geradlinig ausgebildet sind und rechtwinklig miteinander verbunden sind. Die sich daraus ergebende an sich nachteilige Verkopplung benachbarter Abschnitte des Leiters wird erfin- dungsgemäß dadurch berücksichtigt, daß die Breite des Leiters in den Abschnitten unterschiedlich ausgebildet ist. Die Erfinder haben erkannt, daß sich durch gezielte Veränderung in der Breite einzelner Leiterabschnitte die Verkopplung beeinflussen läßt, so daß durch geeignete Wahl der Leiterbreite in einzelnen Abschnitten die gewünschte Anpassung erzielt werden kann. Werden beispielsweise zwei Leiterabschnitte betrachtet, die miteinander kapazitiv und induktiv koppeln, so kann beispielsweise die induktive Verkopplung dadurch vermindert werden, indem in einem der beiden Leiterabschnitte die Leiter- breite erhöht wird. Durch Erhöhung der Leiterbreite in einem Abschnitt kann darüber hinaus die parasitäre und an sich störende kapazitive Verkopplung zu benachbarten Leiterabschnitten erhöht werden. So kann bereits durch Variation der Leiterbreite eines einzelnen Leiterabschnitts die elektrische Anpassung der Transmissionsleitung verbessert werden. Durch geeignete und voneinander unabhängige Auswahl der Breiten aller Leiterabschnitte kann die Anpassung optimiert werden und exakt auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Herkömmliche Schaltungsumgebungen können beispielsweise eine Anpas- sung an 50 Ω erfordern.The invention specifies a network which has a transformation line of a predetermined electrical length formed in or on a substrate. To make better use of the available for the transformation management The surface of the conductor is folded, the sections being rectilinear and being connected to one another at right angles. The resulting disadvantageous coupling of adjacent sections of the conductor is taken into account according to the invention in that the width of the conductor in the sections is designed differently. The inventors have recognized that the coupling can be influenced by deliberately changing the width of individual conductor sections, so that the desired adaptation can be achieved in individual sections by suitable choice of the conductor width. If, for example, two conductor sections that couple capacitively and inductively with one another are considered, the inductive coupling can be reduced, for example, by increasing the conductor width in one of the two conductor sections. By increasing the conductor width in one section, the parasitic and intrinsically disruptive capacitive coupling to adjacent conductor sections can also be increased. The electrical adaptation of the transmission line can be improved by varying the conductor width of an individual conductor section. Through a suitable and independent selection of the widths of all conductor sections, the adaptation can be optimized and set exactly to a desired value. Conventional circuit environments may require adaptation to 50 Ω, for example.
Die Erfindung ermöglicht es in einfacher Weise, die elektrische Anpassung der Transformationsleitung und damit insgesamt das Netzwerk zur Anpassung des elektrischen Bauelements exakt auf die gewünschten Werte zu optimieren, ohne daß dies zu einem erhöhten Flächenbedarf der Trans ormationsleitung führt . Im Gegenteil werden mit der Erfindung auch Anordnungen möglich, die bei bekannten Transmissionsleitungen zu unerlaubt hohen Verkopplungen und damit zu schlechter Anpassung geführt haben, die nun jedoch erfindungsgemäß ausgeglichen werden.The invention makes it possible in a simple manner to optimize the electrical adaptation of the transformation line and thus overall the network for adapting the electrical component exactly to the desired values without this leading to an increased area requirement of the transmission line. On the contrary, arrangements are also possible with the invention which, in known transmission lines, have led to unauthorizedly high couplings and thus to poor adaptation, but which are now compensated according to the invention.
Dies erlaubt eine weitere Reduzierung des Flächenbedarfs der Transmissionsleitung sowie alternativ oder zusätzlich eine geometrische Form der Transmissionsleitung, die bisher nicht ohne weitere Nachteile zu realisieren war. So kann eine auf dem Substrat zur Verfügung stehende Fläche mit der Erfindung besser ausgenutzt werden. Ein erhöhter Flächenbedarf der Erfindung wird allein dadurch ausgeschlossen, daß sich mit der Erfindung die geometrische und damit in der Regel auch die elektrische Länge des Leiters, die maßgeblich für das Ausmaß der Phasenschiebung verantwortlich ist, nicht wesentlich ändert .This allows a further reduction in the area requirement of the transmission line and, alternatively or additionally, one geometric shape of the transmission line, which could not be realized without further disadvantages. In this way, a surface available on the substrate can be better utilized with the invention. An increased area requirement of the invention is excluded solely by the fact that the invention does not significantly change the geometrical and therefore generally also the electrical length of the conductor, which is largely responsible for the extent of the phase shift.
Unter Abschnitt des Leiters wird ein beliebiges Teilstück des Leiters mit einer gegebenen Länge verstanden. In der Regel und sowohl für die Berechnung als auch für die Konstruktion der Transmissionsleitung einfacher ist es, Abschnitte zwi- sehen zwei Eckpunkten der gefalteten Leitung zu definieren.Section of the conductor is understood to mean any section of the conductor with a given length. As a rule, and both for the calculation and for the construction of the transmission line, it is easier to define sections between two corner points of the folded line.
Wie bereits die herkömmliche Transmissionsleitung kann auch die erfindungsgemäße Transmissionsleitung mit einem in zwei Leiterebenen gefalteten Leiter ausgeführt werden. Die beiden Leiterebenen sind durch einen Isolator, vorzugsweise eine keramische Schicht, voneinander getrennt. Eine weitere isolierende Schicht, insbesondere eine weitere keramische Schicht, trennt die Leiterebenen von der mit Masse verbundenen abschirmenden Ebene .Like the conventional transmission line, the transmission line according to the invention can also be designed with a conductor folded in two conductor levels. The two conductor levels are separated from one another by an insulator, preferably a ceramic layer. Another insulating layer, in particular another ceramic layer, separates the conductor planes from the shielding plane connected to ground.
Die Transmissionsleitung kann auch als Tri-Plate-Leitung ausgeführt sein, bei der die Leiterebenen zwischen zwei Masseebenen angeordnet sind. Mit der Erfindung ist es möglich, die Isolationsschicht, die die beiden Leiterebenen trennt, dünner auszuführen als bei bekannten Transformationsleitungen. Die sich daraus ergebenden störenden Verkopplungen können mit der Erfindung kompensiert werden. Die beiden in unterschiedlichen Leiterebenen verlaufenden Teile des Leiters werden durch Durchkontaktierungen miteinander verbunden.The transmission line can also be designed as a tri-plate line, in which the conductor levels are arranged between two ground levels. With the invention it is possible to make the insulation layer that separates the two conductor planes thinner than in known transformation lines. The resulting disruptive couplings can be compensated for with the invention. The two parts of the conductor running in different conductor levels are connected to one another by plated-through holes.
In den beiden Leiterebenen werden die Abschnitte so geführt, daß keine parallelen Abschnitte in den beiden Leiterebenen übereinander zu liegen kommen. Zueinander parallele Abschnitte sind zumindest um eine Mindestlänge in den beiden Ebenen gegeneinander versetzt. Kreuzungen zwischen Abschnitten in unterschiedlichen Leiterebenen erfolgen vorzugsweise entfernt von den Abschnittsenden und vorzugsweise in der Mitte derIn the two conductor levels, the sections are guided in such a way that there are no parallel sections in the two conductor levels come to lie on top of each other. Sections parallel to one another are offset from one another at least by a minimum length in the two planes. Crossings between sections in different conductor levels are preferably at a distance from the end of the section and preferably in the middle of the
Leiterabschnitte. Bei der Variation der Breite der Leiter in einzelnen Abschnitten werden vorteilhafterweise Randbedingungen eingehalten. So sollten insbesondere die Breiten der Leiterabschnitte ebenso wie die Abstände zueinander paralleler Leiterabschnitte einen meist technologisch bedingten Mindestwert aufweisen, der beispielsweise bei 100 μm gewählt wird. Diese Mindestabstände und Mindestbreiten sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung, sondern werden lediglich als Randbedingungen beim Optimierungsverfahren berücksichtigt und schlagen sich dementsprechend in der genauen Ausgestaltung der Transformationsleitung nieder. Es können auch andere Randbedingungen und Mindestwerte eingehalten werden.Conductor portions. When varying the width of the conductors in individual sections, boundary conditions are advantageously maintained. In particular, the widths of the conductor sections as well as the spacing between parallel conductor sections should have a mostly technologically related minimum value, which is chosen, for example, at 100 μm. However, these minimum distances and minimum widths are not the subject of the invention, but are only taken into account as boundary conditions in the optimization process and are accordingly reflected in the precise design of the transformation line. Other boundary conditions and minimum values can also be observed.
Die geometrische Länge des Leiters der Transformationsleitung wird so gewählt, daß ihre elektrische Länge einer λ/4-Leitung entspricht. Eine λ/4-Leitung wird in vielen Fällen dort benötigt, wo der Schaltungszustand von "SHORT" nach "OPEN" verändert werden muß. Die Transformationsleitung eines erfindungs- gemäßen Netzwerks kann jedoch eine von λ/4 abweichende Pha- senschiebung bewirken.The geometric length of the conductor of the transformation line is chosen so that its electrical length corresponds to a λ / 4 line. A λ / 4 line is required in many cases where the circuit state has to be changed from "SHORT" to "OPEN". However, the transformation control of a network according to the invention can bring about a phase shift deviating from λ / 4.
Eine bevorzugte Impedanzanpassung liegt bei 50 Ω, da dieser Wert von vielen Schaltungsumgebungen gefordert ist. Möglich ist es jedoch auch, die Transformationsleitung und damit das Netzwerk an andere, von 50 Ω abweichende Schaltungsumgebungen anzupassen. Die Impedanzanpassung kann in einer Tri- Plate-Leitung durch Variation der Abstände der abschirmenden Ebenen zu den Leiterebenen erfolgen. Möglich ist es jedoch auch, insbesondere wenn die zur Verfügung stehenden Schicht- dicken in einem vorgegebenen Substrat zur Einstellung einer gewünschten Impedanz nicht ausreichend sind, eine zusätzliche separate Impedanztransformation durchzuführen und ein entsprechendes Element im Netzwerk vorzusehen.A preferred impedance adjustment is 50 Ω, since this value is required in many circuit environments. However, it is also possible to adapt the transformation cable and thus the network to other circuit environments that deviate from 50 Ω. The impedance can be adjusted in a tri-plate line by varying the distances between the shielding levels and the conductor levels. However, it is also possible, especially if the available layer thicknesses in a given substrate are not sufficient to set a desired impedance, an additional one perform separate impedance transformation and provide a corresponding element in the network.
Das erfindungsgemäße Netzwerk ist vorzugsweise in einer mehr- lagigen Keramik integriert, beispielsweise einer LTTC-The network according to the invention is preferably integrated in a multilayer ceramic, for example an LTTC
Keramik, die beispielsweise auf einen minimalen Shrink optimiert ist. Eine solche Low-Shrink-Keramik in LTTC-Ausführung (= low temperature cofired ceramic) erlaubt eine hohe Integration von Netzwerkelementen und gegebenenfalls zusätzlich die Integration der eigentlichen Bauelemente in die Keramik, da mit dieser Technik eine hochwertige Keramik und verlustarme metallische Leiter bei gleichzeitig exakt reproduzierbarer Bauelementgeometrie bzw. Netzwerkgeometrie erhalten werden können. Üblicherweise ist das Substrat des Netzwerks jedoch das Trägersubstrat für das Bauelement, auf dem dieses befestigt und mit dem das Bauelement kontaktiert ist, beispielsweise in einem Schritt mittels eines SMD-Prozesses . Ist das Bauelement ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement, so kann beispielsweise eine Flip-Chip-Anordnung gewählt sein.Ceramics that are optimized for minimal shrink, for example. Such a low-shrink ceramic in LTTC design (= low temperature cofired ceramic) allows a high level of integration of network elements and, if necessary, additionally the integration of the actual components in the ceramic, since with this technology a high-quality ceramic and low-loss metallic conductors are possible at the same time reproducible component geometry or network geometry can be obtained. Usually, however, the substrate of the network is the carrier substrate for the component on which it is attached and with which the component is contacted, for example in one step by means of an SMD process. If the component is a component working with acoustic waves, a flip-chip arrangement can be selected, for example.
Das Substrat für das Netzwerk, welches ein integriertes Netzwerk sein kann, kann gleichzeitig das Substrat für ein Modul darstellen, in dem mehrere Bauelemente und das dazugehörige Netzwerk integriert sind.The substrate for the network, which can be an integrated network, can simultaneously represent the substrate for a module in which several components and the associated network are integrated.
Im Folgenden wird die Erfindung sowie ein Verfahren zur Optimierung eines erfindungsgemäßen Netzwerks anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .The invention and a method for optimizing a network according to the invention are explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and the associated figures.
Figur 1 zeigt in schematischer Draufsicht einen in zwei Ebenen gefalteten Leiter einer bekannten Transmissionsleitung,FIG. 1 shows a schematic plan view of a conductor of a known transmission line folded in two planes,
Figur 2 zeigt eine als Tri-Plate-Leitung ausgebildete Transmissionsleitung im schematischen Querschnitt, Figur 3 zeigt ein Smith-Diagramm einer bekannten Transmissionsleitung,FIG. 2 shows a schematic cross section of a transmission line designed as a tri-plate line, FIG. 3 shows a Smith diagram of a known transmission line,
Figur 4 zeigt den Leiter einer erfindungsgemäßen Transmis- sionsleitung in schematischer Draufsicht,FIG. 4 shows the conductor of a transmission line according to the invention in a schematic plan view,
Figur 5 zeigt das Smith-Diagramm der erfindungsgemäßen Transmissionsleitung .Figure 5 shows the Smith chart of the transmission line according to the invention.
Eine bekannte Transmissionsleitung soll anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert werden. Die Figuren dienen dabei nur der Erläuterung und sind nicht maßstabsgetreu. Die bekannte Tri-Plate-Anordnung besteht aus einer ersten und einer zweiten Leiterebene LEI, LE2 , die durch eine keramische Zwischen- läge voneinander getrennt sind. Oberhalb und unterhalb der ersten und zweiten Leiterebene ist ebenfalls durch eine keramische Zwischenlage getrennt je eine mit Masse verbundene abschirmende Ebene ME1, ME2 angeordnet, beispielsweise eine Metallisierungsebene (siehe Figur 2) . Die Leiterebenen und die abschirmenden Ebenen sind vorzugsweise symmetrisch zueinander angeordnet, so daß die Abstände der abschirmenden Ebenen ME von der benachbarten Leiterebene LE einheitlich gleich dE ist. Der Abstand dE kann sich vom Abstand dL der beiden Leiterebenen LEI, LE2 unterscheiden. In einer bekannten Trans- missionsleitung ist beispielsweise dE = 125 μm, während dL = 95 μm ist. Figur 1 zeigt die Faltung des Leiters LEI in der ersten Leiterebene und gestrichelt dargestellt die Projektion des gefalteten Leiters LE2 in der zweiten Leiterebene. Der Leiter besteht aus geradlinigen Abschnitten, die rechtwinklig zusammengefügt sind. Die Abschnitte sind in den beiden Leiterebenen LEI und LE2 so zueinander angeordnet, daß zueinander parallele geradlinige Leiterabschnitte nicht übereinander zu liegen kommen. Über die Durchkontaktierung DK sind die beiden Teile LEI, LE2 des Gesamtleiters in den beiden Ebenen miteinander verbunden. An den beiden Anschlußpunkten Tl und T2 wird der Leiter bzw. die Transmissionsleitung mit einer äußeren Schaltungsumgebung, beispielsweise dem Netzwerk oder einem Bauelement, verbunden. Der Leiter weist eine einheitliche Breite dO auf .A known transmission line will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2. The figures are only for explanation and are not to scale. The known tri-plate arrangement consists of a first and a second conductor level LEI, LE2, which are separated from one another by a ceramic intermediate layer. Above and below the first and second conductor levels, a shielding level ME1, ME2 is also separated by a ceramic intermediate layer, for example a metallization level (see FIG. 2). The conductor levels and the shielding levels are preferably arranged symmetrically to one another, so that the distances of the shielding levels ME from the adjacent conductor level LE are uniformly equal to dE. The distance dE can differ from the distance dL of the two conductor levels LEI, LE2. In a known transmission line, for example, dE = 125 μm, while dL = 95 μm. Figure 1 shows the folding of the conductor LEI in the first conductor level and shown in dashed lines the projection of the folded conductor LE2 in the second conductor level. The conductor consists of straight sections that are assembled at right angles. The sections are arranged with respect to one another in the two conductor levels LEI and LE2 in such a way that rectilinear conductor sections which are parallel to one another do not come to lie one above the other. The two parts LEI, LE2 of the overall conductor are connected to one another in the two levels via the through-connection DK. At the two connection points T1 and T2, the conductor or the transmission line is connected to an external circuit environment, for example the network or a component connected. The conductor has a uniform width dO.
Figur 3 zeigt die aus dieser bekannten Transmissionsleitung berechnete Anpassung dargestellt im Smith-Diagramm. Die Anpassung der bekannten Transmissionsleitung liegt deutlich schlechter als 15 dB, die Impedanzanpassung bei ca. 35 Ω.FIG. 3 shows the adaptation calculated from this known transmission line, shown in the Smith chart. The adaptation of the known transmission line is significantly worse than 15 dB, the impedance adaptation is approx. 35 Ω.
Erfindungsgemäß wird nun die Breite einzelner Leiterabschnit- te einer oder beider Leiterebenen LEI, LE2 variiert und insbesondere erhöht. Dadurch wird die Verkopplung der entsprechenden Leiterabschnitte AI bis A6 mit benachbarten Leiterabschnitten derselben Leiterebene oder der darunterliegenden, in Figur 4 nicht dargestellten Leiterebene LE2 reduziert bzw. im Charakter verändert . Durch Verbreiterung eines Leiterabschnitts A kann beispielsweise die induktive Verkopplung reduziert, die kapazitive dagegen erhöht werden. Nur beispielhaft sind die Breiten der Leiterbahnenabschnitte d3, d4, d5 und d6 für die entsprechenden Leiterabschnitte A3, A4, A5 und A6 angegeben. Mit d0 ist eine virtuelle "ursprüngliche" Breite des Leiters angegeben. Eine optimale Anpassung des Leiters ergibt im Normalfall, daß die Breiten dx aller variierten Leiterabschnitte Ax voneinander unterschiedliche Werte annehmen. Möglich ist es jedoch auch, daß einzelne Leiterabschnit- te gleich breit sind. Dies betrifft insbesondere die gegenüber der ursprünglichen Struktur unveränderten Leiterabschnitte. In der Figur 4 ist nur die Leiterebene LEI dargestellt, die darunterliegende zweite Leiterebene LE2 kann und wird entsprechend verändert, so daß auch dort unterschiedlich breite Leiterabschnitte vorliegen.According to the invention, the width of individual conductor sections of one or both conductor levels LEI, LE2 is now varied and in particular increased. As a result, the coupling of the corresponding conductor sections AI to A6 with adjacent conductor sections of the same conductor level or the underlying conductor level LE2, not shown in FIG. 4, is reduced or changed in character. By widening a conductor section A, for example, the inductive coupling can be reduced, while the capacitive coupling can be increased. The widths of the conductor track sections d 3 , d 4 , d 5 and d 6 are given by way of example only for the corresponding conductor sections A3, A4, A5 and A6. With d 0 a virtual "original" width of the conductor is indicated. An optimal adaptation of the conductor normally results in the widths d x of all the varied conductor sections Ax assuming different values from one another. However, it is also possible for individual conductor sections to have the same width. This applies in particular to the conductor sections unchanged from the original structure. In FIG. 4 only the conductor level LEI is shown, the underlying second conductor level LE2 can and will be changed accordingly, so that conductor sections of different widths are also present there.
Figur 5 zeigt das zu der in der Figur 4 dargestellten Transmissionsleitung gehörige Smith-Diagramm. Durch Vergleich mit Figur 3 zeigt sich, daß die elektrische Anpassung der erfin- dungsgemäßen Transmissionsleitung wesentlich verbessert ist. Sie liegt nahe bei 50 Ω und besitzt eine Phasenschiebung von beispielsweise exakt λ/4. Das Ausmaß der Phasenschiebung kann jedoch durch Erhöhung oder Erniedrigung der geometrischen und damit auch der elektrischen Länge des Leiters in einer oder beiden der Ebenen entsprechend variiert werden. So ist auch eine Phasenschiebung um von λ/4 abweichende Werte möglich.FIG. 5 shows the Smith diagram belonging to the transmission line shown in FIG. 4. A comparison with FIG. 3 shows that the electrical adaptation of the transmission line according to the invention is significantly improved. It is close to 50 Ω and has a phase shift of, for example, exactly λ / 4. The extent of the phase shift can however, they can be varied accordingly in one or both of the planes by increasing or decreasing the geometric and thus also the electrical length of the conductor. A phase shift by values deviating from λ / 4 is also possible.
Beim Optimierungsverfahren zur Anpassung der erfindungsgemäßen Transmissionsleitung kann wie folgt vorgegangen werden. Es wird von einem Leiter mit Abschnitten einheitlicher Breite ausgegangen und dessen elektrische Kennwerte berechnet oder simulliert. Anschließend wird die Breite eines Abschnitts va- riert und die elektrischen Kennwerte erneut berechnet . Den damit erzielten Effekt (= Verschiebung der Anpassung im Smithdiagramm als Vektor) wird als Anpassungsmaßnahme für den variierten Abschnitt abgespeichert. Anschließend wird ausge- hend von der Startstruktur ein weiterer Abschnitt in derThe optimization procedure for adapting the transmission line according to the invention can be carried out as follows. A conductor with sections of uniform width is assumed and its electrical characteristics are calculated or simulated. The width of a section is then varied and the electrical parameters are recalculated. The effect thus achieved (= shift of the adjustment in the Smith chart as a vector) is saved as an adjustment measure for the varied section. Then, based on the start structure, another section in the
Breite variert und die elektrischen Kennwerte erneut berechnet. So erhält man eine weitere Anpassungsmaßnahme. Je nach vorliegendem Problem und der mit den einzelnen Anpassungsmaßnahmen erzielten Wirkungen kann gegebenenfalls bereits mit zwei Anpassungsmaßnahmen, die durch Interpolation der Wirkung und dementsprechend veränderte Breite des jeweiligen Abschnitt in ihrer Effektivität noch variiert werden können, eine gewünschte oder geforderte Anpassung erreicht werden. Für anspruchsvolle Anpassungen kann es erforderlich sein, weitere Anpassungsmaßnahme für andere Abschnitte oder für alle Abschnitte zu berechnen und die gewünschte Anpassung additiv aus den einzelnen Anpassungsmaßnahmen zusammenzusetzen. Für die so erhaltene Struktur können schließlich weitere Anpassungen erforderlich sein, da sich die einzeln berechneten Anpassungsmaßnahmen gegenseitig beeinflussen können.Width varies and the electrical parameters are recalculated. So you get another adjustment measure. Depending on the problem at hand and the effects achieved with the individual adaptation measures, a desired or required adaptation can possibly already be achieved with two adaptation measures, the effectiveness of which can be varied by interpolating the effect and accordingly changing the width of the respective section. For demanding adaptations, it may be necessary to calculate further adaptation measures for other sections or for all sections and to additively add the desired adaptation from the individual adaptation measures. Finally, further adjustments may be necessary for the structure obtained in this way, since the individually calculated adjustment measures can influence one another.
Ein erfindungsgemäßes Netzwerk mit der neuartigen Transformationsleitung kann zur Anpassung beliebiger, elektrischer Bauelemente verwendet werden. Vorteilhaft wird es für passiv in- tegrierte Netzwerke eingesetzt, die zur weiteren Miniaturisierung elektrischer Bauelemente unbedingt erforderlich ist. Eine besonders vorteilhafte Verwendung für das erfindungsge- mäße Netzwerk bei der elektrischen Anpassung von Komponenten von Front-End-Modulen in Endgeräten drahtloser Kommunikation, beispielsweise in Handys. Hier muß die passive Integration zur Erreichung der angestrebten oder bereits erreichten Au- ßenabmessungen unbedingt in das Bauelementsubstrat bzw. das Front-End-Modul-Substrat integriert sein.A network according to the invention with the novel transformation line can be used to adapt any electrical components. It is advantageously used for passively integrated networks, which are absolutely necessary for the further miniaturization of electrical components. A particularly advantageous use for the Network for the electrical adaptation of components of front-end modules in wireless communication devices, for example in cell phones. Here, the passive integration to achieve the desired or already achieved external dimensions must be integrated into the component substrate or the front-end module substrate.
Zur Aufnahme weiterer Netzwerkskomponenten und zur Erfüllung seiner Funktion als Bauelementsubstrat ist das Substrat ge- genüber den in Figur 2 dargestellten Schichtfolgen um weitere Schichten verstärkt. Die Dicke des Substrats bzw. die Anzahl der dafür erforderlichen Schichten ist von der Anzahl der in dem Substrat zu integrierenden Netzwerkelernente und - komponenten abhängig. In Abhängigkeit von der in der Sub- stratkeramik zu verwirklichenden Komponente ist auch das Material für die entsprechenden Keramiklagen ausgewählt.In order to accommodate additional network components and to fulfill its function as a component substrate, the substrate is reinforced by additional layers compared to the layer sequences shown in FIG. 2. The thickness of the substrate or the number of layers required for this depends on the number of network elements and components to be integrated in the substrate. Depending on the component to be implemented in the substrate ceramic, the material for the corresponding ceramic layers is also selected.
Im vorliegenden Fall wird für die Zwischenlage zwischen den beiden Leiterebenen LEI und LE2 eine elektrisch isolierende Keramik eingesetzt, deren vorzugsweise niedrige Dielektrizitätskonstante die Impedanz der Leitung mitbestimmt . Eine niedrigere Dielektrizitätskonstante der Zwischenlage vermindert auch die Verkopplung zwischen den Leiterebenen. Mit der Erfindung können aber solche Verkopplungen vermindert bzw. vorteilhaft genutzt werden. Auch die keramischen Schichten zwischen einer Leiterebene LEI und einer mit Masse verbundenen abschirmenden Ebene ME1 werden elektrisch isolierend eingestellt, wobei allerdings auch hier der Wert der entsprechenden Dielektrizitätskonstanten zu beachten ist. Üblicher- weise wird für alle keramischen Schichten inklusive der Zwischenlage die gleiche Keramik eingesetzt . Erfindungsgemäß ist es jedoch auch möglich, für die Zwischenlage eine von den übrigen keramischen Schichten Schichten unterschiedliche Keramik einzusetzen, um insbesondere die Verkopplung, die erfin- dungsgemäß wieder gewünscht sein kann, auf einen gewünschten Wert einzustellen. Die für die einzelnen Komponenten zur Verfügung stehenden Flächen sind in der Regel durch Durchkontaktierungen und andere in der gleichen Ebene vorhandene bzw. realisierte Elemente bestimmt. Mit der Erfindung kann eine besonders gute Anpassung an eine zur Verfügung stehende, beliebig geformte Fläche verwirklicht werden. In the present case, an electrically insulating ceramic is used for the intermediate layer between the two conductor levels LEI and LE2, the preferably low dielectric constant of which also determines the impedance of the line. A lower dielectric constant of the intermediate layer also reduces the coupling between the conductor levels. With the invention, however, such couplings can be reduced or used advantageously. The ceramic layers between a conductor level LEI and a shielding level ME1 connected to ground are also set in an electrically insulating manner, although the value of the corresponding dielectric constant must also be taken into account here. The same ceramic is usually used for all ceramic layers, including the intermediate layer. According to the invention, however, it is also possible to use a ceramic different from the other ceramic layers for the intermediate layer, in particular in order to set the coupling, which according to the invention may be desired again, to a desired value. The areas available for the individual components are generally determined by vias and other elements that are present or implemented on the same level. With the invention, a particularly good adaptation to an available, arbitrarily shaped surface can be realized.

Claims

Patentansprüche claims
1. Netzwerk zur elektrischen Anpassung eines elektrischen Bauelements, mit einer in oder auf einem Substrat ausgebildeten Transformationsleitung einer vorgegebenen elektrischen Länge bei der die Transformationsleitung einen gefalteten elektrischen Leiter (LE) umfaßt, wobei geradlinige Abschnitte (A) rechtwinklig miteinander verbunden sind und wobei die Breite (d) des Leiters in den Abschnitten unterschiedlich ist.1. Network for the electrical adaptation of an electrical component, with a transformation line formed in or on a substrate of a predetermined electrical length in which the transformation line comprises a folded electrical conductor (LE), linear sections (A) being connected at right angles to one another and the width (d) the conductor is different in the sections.
2. Netzwerk nach Anspruch 1, .•■ bei dem die Breite (d) des Leiters (LE) in den einzelnen Abschnitten (A) so gewählt ist, daß störende Verkopplungen zwi- sehen unterschiedlichen Abschnitten des Leiters kompensiert sind und eine Impedanzanpassung an die gegebene Umgebung von besser als 25 dB erreicht ist.2. Network according to claim 1, • • in which the width (d) of the conductor (LE) in the individual sections (A) is selected such that interfering couplings between different sections of the conductor are compensated and an impedance adaptation to the given environment of better than 25 dB is reached.
3. Netzwerk nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der gefaltete Leiter (LE) in einer ersten Ebene verläuft, die durch zumindest eine keramische Schicht von einer zur ersten Ebene parallelen, mit Masse verbundenen, abschirmenden Ebenen getrennt ist .3. Network according to claim 1 or 2, wherein the folded conductor (LE) runs in a first plane, which is separated by at least one ceramic layer from a shielding plane connected to the first plane and connected to ground.
4. Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Leiter (LE) zwei Teile (LE1,LE2) umfaßt, die sich über zwei durch eine keramische Zwischenlage getrennte Ebenen erstrecken, wobei die zwei Teile über eine Durchkontaktierung (DK) miteinander verbunden sind.4. Network according to one of claims 1 to 3, wherein the conductor (LE) comprises two parts (LE1, LE2), which extend over two levels separated by a ceramic intermediate layer, the two parts via a via (DK) with each other are connected.
5. Netzwerk nach Anspruch 4, bei dem die Abschnitte (A) so in den beiden Ebenen geführt sind, daß zueinander parallele Abschnitte (A) nicht übereinander liegen und zumindest eine Mindestlänge gegeneinander versetzt sind.5. Network according to claim 4, wherein the sections (A) are guided in the two planes so that mutually parallel sections (A) do not lie one above the other and at least a minimum length are offset from one another.
6. Netzwerk nach Anspruch 5, bei dem sowohl für die Versetzung zueinander paralleler, in unterschiedlichen Ebenen angeordneter Abschnitte (A) , als auch für die Entfernung innerhalb einer Ebene angeordneter benachbarter und zueinander paralleler Abschnitte eine Mindestlänge von 100 μm eingehalten ist.6. Network according to claim 5, in which a minimum length of 100 μm is maintained both for the offset of mutually parallel sections (A) arranged in different planes and for the distance of adjacent and mutually parallel sections arranged within a plane.
7. Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem alle Abschnitte (A) des Leiters zumindest eine der7. Network according to one of claims 1 to 6, in which all sections (A) of the conductor at least one of
Mindestlänge entsprechende Breite (d) aufweisen.Minimum length corresponding width (d).
8. Netzwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem die Transformationsleitung als Triplate-Leitung mit zwei abschirmenden, mit Masse verbundenen Ebenen (ME) ausgebildet ist, bei dem die beiden keramischen Schichten, die zwischen einer Leiterebene und den abschirmenden Ebenen angeordnet sind, die gleiche Dicke (dE) aufweisen.8. Network according to one of claims 3 to 7, in which the transformation line is designed as a triplate line with two shielding, ground-connected levels (ME), in which the two ceramic layers which are arranged between a conductor level and the shielding levels , have the same thickness (dE).
9. Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei die Transformationsleitung als λ/4 Leitung ausgebildet ist.9. Network according to one of claims 1 to 8, in which the transformation line is designed as a λ / 4 line.
10.Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Transformationsleitung an 50 Ω angepaßt ist.10.Network according to one of claims 1 to 9, in which the transformation line is adapted to 50 Ω.
11.Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Impedanzanpassung an die äußere Umgebung mit Hilfe eines zusätzlichen Elements zur Impedanztransformation gewährleistet ist.11.Network according to one of claims 1 to 10, in which the impedance matching to the external environment is ensured with the aid of an additional element for impedance transformation.
12.Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Substrat eine Mehrlagenkeramik ist und den Träger für ein Bauelement oder ein Modul bildet .12.Network according to one of claims 1 to 11, wherein the substrate is a multilayer ceramic and forms the carrier for a component or a module.
13.Netzwerk nach Anspruch 12, bei dem das Bauelement oder das Modul zumindest ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement umfaßt. 13.Network according to claim 12, wherein the component or the module comprises at least one component working with acoustic waves.
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