[发明专利]在多层结构中集成的反向微带传输线

说明书

本发明涉及通过多层技术构造的传输电缆，所述电缆位于具有第一表面和与该第一表面基本平行的第二表面的腔中，所述传输电缆包括与该腔的第一表面基本平行的信号电缆和与该信号电缆基本平行地放置在所述第二表面上的接地电缆。

在电子电器的结构中应用各种不同的电缆结构。为了防止由所述电缆结构所造成的衰减，所使用的频率越高，对要使用的电缆结构的要求的越高。目前，在电子电器的结构中，通常应用所谓的多层技术，这种多层技术基于HTCC技术(高温共烧陶瓷(High TemperatureCofired Ceramics))或LTCC技术(低温共烧陶瓷(Low TemperatureCofired Ceramics))。应用这两种制造方法，所制造的结构包括大约100微米厚的几个绿带(green tapes)，这些绿带一个设置在另一个的顶部。在进行热处理之前，该材料仍然是松软的，因此在绿带中可以形成所需形状的腔。同样，在所需的点上，可以丝网印刷上各种电的无源元件。通过压力将弹性层层叠在一起。为了防止叠层压力使包含不同腔的结构塌陷，因此必须根据所谓的非轴向法进行增压。这就意味着仅在所述对象的轴线Z的方向上对该对象施加压力。最后，在850度的LTCC的情况下和在1600度的HTCC的情况下燃烧所形成的结构。在要形成的元件中的该腔上形成穿孔，在燃烧的过程中所产生的过压通过该穿孔卸压。

在附图1a和1b中，所示为基于根据上文所描述的HTCC或LTCC多层技术实现反向微带电缆的一种可能的可替换方案。在优选实施例中，在生产过程中但在该结构的燃烧步骤之前，通过将在该附图中所示的实例性元件12和13结合在一起实现依据附图1a的结构。所述两个元件都是以上文所描述的方式通过某一适合的电介质材料一层一层地形成。在元件13中，加工一矩形沟槽，在该矩形沟槽的底部丝网印刷上信号电缆10。在该沟槽的底部测量时元件13的厚度足够防止干扰地电位电平接近所描述的反向微带电缆。在该附图中所示的实例中，在形成在元件13中的沟槽的侧壁和沟槽的底部16，17之间的角度是90度，但在原理上该角度也可以是其它某一角度。在该元件12的表面上，丝网印刷上接地电缆11，该接地电缆的宽度对应于在该元件13中形成的沟槽的宽度。分别加工元件12，13，当将它们连接时，实现了如附图1a所示的一种结构，其中在该结构中形成了气体填充的电缆腔14。

在附图1b中，所示为在附图1a中的A-A’方向的横截面。根据本发明的传输电缆的衰减和阻抗都由所使用的元件12和13的介电常数(ε_r)以及沟槽的几何形状决定。从该附图中可以看出从信号电缆10中发出的电磁场在该元件13中行进了较长的路径，在该附图中以电力线15表示所述电磁场。在RF频率下，元件13的介电常数明显地高于填充在电缆腔14中的气体混合物的介电常数。这就导致了电缆的衰减随RF频率显著地增加。最后，除了在附图1a和1b中所示的这些材料层以外该装置的多层结构还包括其它的材料层，在这些层也可以具有无源部件、有源部件的腔以及其它的电缆结构。

然而，如果必须使用很高的频率(RF应用的情况)，使用通过上文所述的技术所制造的电路还存在问题。在20GHz的频率下在应用LTCC技术所实现的电缆结构中信号的衰减高达0.2分贝/厘米，在应用HTCC技术所实现的电缆结构中信号的衰减高达0.6分贝/厘米。在那些要求低衰减的RF应用中，例如在具有较高的品质因素(Q值)的滤波器和振荡源中，上文所述的技术不再可行。

常规的微带电缆或反向微带电缆的另一个问题是通过一定的结构所实现的传输电缆的阻抗水平问题。阻抗水平的不可控制的波动造成了将信号从入射的方向反射回去或在电缆周围辐射。阻抗受到电缆结构的几何形状以及周围材料层的相对介电常数(ε_r)的影响。在已有技术的结构中，上文所描述的两个因素仅是用于调整阻抗的自由选择。

应用已有技术的LTCC和HTCC结构，另一个缺陷在于较高频率的相位速度的分散。在所分散的信号中，在不同的频率下包含在其中的信号分量以不同的速度穿过传输电缆。这种现象使所接收的信号失真，这种分散的过度增加导致了所接收的信号变得不适用。