多层基板上信号的耦合制造技术

一种信号分配结构，包括：介电材料；在介电材料的第一层面上的上覆导电层；在介电材料的第二层面上的第一信号线，第一信号线通过介电材料与上覆导电层物理隔开；其中上覆导电层包括平行于第一信号线延伸的窗口，并且还在该窗口内包括在介电材料的第一层面上的第一耦合器电极，该第一耦合器电极在第一信号线上方、与其平行并且通过介电材料与其电隔离，其中第一耦合器电极沿着其外围的至少大部分与上覆导电层电隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求援引根据35U.S.C.§119(e)于2014年6月23日提交的标题为“MethodforTransmissionandCouplingofSignalsonMulti-LayerBoardswithMinimumInterference”的临时申请序列No.62/015,604的权益，该申请的全部内容通过引用被结合于此。
所描述的专利技术一般而言涉及印刷电路板(PCB)和其它多层基板上的高频信号分配并且涉及经由耦合器的线路分接。
技术介绍
高频信号传输最常见地是点到点。功率在源(发送器)生成，并且经由传输线被输送到负载(接收器)。在这种情况下，接收器通常包括等于传输线的特征阻抗的端接电阻。所发送的信号功率在这个电阻中耗散，并且不从接收器发生信号反射。在一些应用中，期望将信号从单个发送器发送到沿线路顺序布置的多个接收器。在这种情况下，每个接收器必须仅接收所发送功率的一部分，因为功率在所有接收器之间共享。此外，在每个接收器的信号相对于发送器以由接收器的位置确定的特有延迟到达。在这种情况下，信号传输路径中的阻抗不连续性是不期望的，因为它们引起干扰原始发送信号的反射。在这种布置中，仅仅简单的端接电阻不足以保证信号的完整性。此外，需要一种装置来将发送的信号功率的一部分耦合到沿线路布置的每个接收器。对这些耦合器的必要需求是它们不能产生会引起信号反射的局部阻抗不连续性。相反的情况也会发生，其中多个发送器沿传输线串行布置，连接到位于线路末端的公共接收器。在这种情况下，期望在接收器聚合所有发送器的信号功率。类似于上面的情况，各种信号各自具有由发送器相对于接收器的位置确定的特有延迟。而且，就像在上面的情况下，信号反射是干扰源。对于在发送器和传输线之间耦合信号功率的结构的需求与上面的情况中相同。更一般而言，可以利用有源电路系统来组合如上所述的分配网络，使得在一些操作模式下，位于线路端部的电路向沿线路串行布置的多个接收器发送，而在其它模式下，位于线路端部的电路从沿线路串行布置的多个发送器接收信号。
技术实现思路
本文描述的实施例采用用于在诸如PCB的平面技术中分配信号的方法。提供了一个或多个耦合器，以将来自传输线的信号电耦合到沿线路布置的发送器或接收器，而不引起明显的信号反射发生。一般而言，在一方面，本专利技术的特征在于一种信号分配结构，包括：介电材料；在介电材料的第一层面上的上覆导电层；在介电材料的第二层面上的第一信号线，第一信号线通过介电材料与上覆导电层物理隔开；其中上覆导电层包括平行于第一信号线延伸的窗口，并且还在该窗口内包括在介电材料的第一层面上的第一耦合器电极，第一耦合器电极在第一信号线上方、与其平行并且通过介电材料与其电隔离，其中第一耦合器电极沿着其外围的至少大部分与上覆导电层电隔离。一般而言，在另一方面，本专利技术的特征在于一种信号分配结构，包括：介电材料；在介电材料的第一层面上的上覆导电层；在介电材料的第二层面上的第一和第二并行信号线，第一和第二信号线通过介电材料与上覆导电层物理隔开；其中上覆导电层包括平行于第一和第二信号线延伸的窗口，并且还在该窗口内包括在介电材料的第一层面上的第一耦合器电极和第二耦合器电极，第一耦合器电极在第一信号线上方、与其平行并且通过介电材料与其电隔离并且第二耦合器电极在第二信号线上方、与其平行并且通过介电材料与其电隔离，其中第一和第二耦合器电极中的每一个沿着其外围的至少大部分与上覆导电层电隔离。其它实施例具有以下特征中的一个或多个。信号分配结构还包括在介电材料的第三层面上的底层导电层，其中介电材料的第二层面在介电材料的第一和第三层面之间。第一和第二耦合器电极中的每一个是彼此物理隔开并且与上覆导电层物理隔开的金属孤岛(island)。信号分配结构还包括将第一耦合器电极的一端电连接到上覆导电层的第一电阻元件和将第二耦合器电极的一端电连接到上覆导电层的第二电阻元件。第一和第二耦合器电极中的每一个在其一端物理接触上覆导电层。第一耦合器电极包括用于电连接到第一耦合器电极的接触焊盘区域，第二耦合器电极包括用于电连接到第二耦合器电极的接触焊盘区域。第一和第二耦合器电极上的接触焊盘区域分别位于第一和第二耦合器电极的一端。第一和第二耦合器电极与上覆导电层和底层导电层分别位于其上的第一和第三层面等距。信号分配结构还包括穿过介电材料并将上覆和底层导电层电连接在一起的多个导电通孔。第一信号线位于第一耦合器电极下方的部分与第一信号线位于上覆导电层下方的部分相比具有不同的宽度，并且第二信号线位于第二耦合器电极下方的部分与第二信号线位于上覆导电层下方的部分相比具有不同的宽度。介电材料以及上覆和底层导电层是利用印刷电路板技术制造的。第一和第二信号线与上覆导电层和底层导电层组合形成屏蔽的差分传输线。一般而言，在还有另一方面，本专利技术的特征在于一种信号分配系统，该系统包括具有上述类型的耦合器结构序列的传输线，其中耦合器结构沿着传输线从第一端到第二端依次布置。其它实施例可以包括以下特征中的一个或多个。传输线包括：介电材料；在介电材料的第一层面上的上覆导电层；在介电材料内的第二层面上的第一和第二并行信号线，第一和第二信号线通过介电材料与上覆导电层物理隔开。每个耦合器结构包括：在上覆导电层中平行于第一和第二信号线延伸的窗口；以及在该窗口内在介电材料的第一层面上的第一耦合器电极和第二耦合器电极，第一耦合器电极平行于第一耦合线路并通过介电材料与其电隔离并且第二耦合器电极平行于第二耦合线路并通过介电材料与其电隔离，其中第一和第二耦合器电极中的每一个沿其外围的至少大部分与上覆导电层电隔离。还有其它实施例可以包括以下特征中的一个或多个。信号分配系统还包括在介电材料的第三层面上的底层导电层，其中介电材料的第二层面在介电材料的第一和第三层面之间。多个耦合器结构中每个相继的耦合器结构的耦合器电极比耦合器结构序列中的前一耦合器结构的耦合器电极长。在耦合器结构序列的每个耦合器结构中，第一和第二耦合器电极中的每一个是彼此物理隔开并且与上覆导电层物理隔开的金属孤岛，在这种情况下，耦合器结构序列的每个耦合器结构还可以包括将那个耦合器结构的第一耦合器电极的一端电连接到上覆导电层的第一电阻元件和将那个耦合器结构的第二耦合器电极的一端电连接到上覆导电层的第二电阻元件。在耦合器结构序列的每个耦合器结构中，那个耦合器结构的第一和第二耦合器电极中的每一个在一端物理接触上覆导电层。在附图和下面的描述中阐述本专利技术的一个或多个实施例的细节。从说明书和附图以及从权利要求书中，本专利技术的其它特征、目的和优点将显而易见。附图说明图1示出了简单的点到点信号互连的示意图。图2示出了从公共发送器到沿传输线串行布置的多个接收器的信号分配的示意图。图3示出了从沿传输线串行布置的多个发送器到公共接收器的信号分配的示意图。图4示出了一般的双模式串行信号分配网络的示意图。图5示出了被用来在多层平面技术中实现均匀屏蔽差分传输线的典型结构的横截面。图6示出了与图8中所示的传输线相关联使用的耦合器结构。图7示出了电容型耦合器的平面图。图8示出了感应型耦合器的平面图。图9示出了具有到地平面的电阻连接的耦合器的平面图。具体实施方式图1示出了用于点到点信号传输的公共电路的示意图。这种简单的布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号分配结构，包括：介电材料；在介电材料的第一层面上的上覆导电层；在介电材料的第二层面上的第一信号线，所述第一信号线通过介电材料与上覆导电层物理隔开；其中上覆导电层包括平行于第一信号线延伸的窗口，及还在该窗口内包括在介电材料的第一层面上的第一耦合器电极，所述第一耦合器电极在第一信号线上方、与其平行并且通过介电材料与其电隔离，其中第一耦合器电极沿着其外围的至少大部分与上覆导电层电隔离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.23 US 62/015,6041.一种信号分配结构，包括：介电材料；在介电材料的第一层面上的上覆导电层；在介电材料的第二层面上的第一信号线，所述第一信号线通过介电材料与上覆导电层物理隔开；其中上覆导电层包括平行于第一信号线延伸的窗口，及还在该窗口内包括在介电材料的第一层面上的第一耦合器电极，所述第一耦合器电极在第一信号线上方、与其平行并且通过介电材料与其电隔离，其中第一耦合器电极沿着其外围的至少大部分与上覆导电层电隔离。2.如权利要求1所述的信号分配结构，还包括：在介电材料的第二层面上的第二信号线，所述第二信号线平行于第一信号线并且通过介电材料与上覆导电层物理隔开；在介电材料的第一层面上的第二耦合器电极，所述第二耦合器电极在第二信号线上方、与其平行并且通过介电材料与其电隔离，其中第二耦合器电极沿着其外围的至少大部分与上覆导电层电隔离。3.如权利要求2所述的信号分配结构，还包括在介电材料的第三层面上的底层导电层，其中介电材料的第二层面在介电材料的第一和第三层面之间。4.如权利要求3所述的信号分配结构，其中第一和第二耦合器电极中的每一个是彼此物理隔开并且与上覆导电层物理隔开的金属孤岛。5.如权利要求4所述的信号分配结构，还包括将第一耦合器电极的一端电连接到上覆导电层的第一电阻元件。6.如权利要求5所述的信号分配结构，还包括将第二耦合器电极的一端电连接到上覆导电层的第二电阻元件。7.如权利要求3所述的信号分配结构，其中第一和第二耦合器电极中的每一个在其一端物理接触上覆导电层。8.如权利要求2所述的信号分配结构，其中第一耦合器电极包括用于电连接到第一耦合器电极的接触焊盘区域，并且其中第二耦合器电极包括用于电连接到第二耦合器电极的接触焊盘区域。9.如权利要求8所述的信号分配结构，其中第一和第二耦合器电极上的接触焊盘区域分别位于第一和第二耦合器电极的一端。10.如权利要求3所述的信号分配结构，其中第一和第二耦合器电极与上覆导电层和底层导电层分别位于其上的第一和第三层面等距。11.如权利要求3所述的信号分配结构，还包括穿过介电材料并将上覆和底层导电层电连接在一起的多个导电通孔。12.如权利要求3所述的信号分配结构，其中第一信号线位于第一耦合器电极下方的部分与第一信号线位于上覆导电层下方的部分相比具有不同的宽度，并且第二信号线位于第二耦合器电极下方的部...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·C·弗莱，
申请(专利权)人：蓝色多瑙河系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US