嵌入式气隙传输线制造技术

提供了嵌入式气隙传输线和制造方法。一种具有气隙传输线的设备可以包括第一导电平面、具有与所述第一导电平面接触的底表面的核心电介质层、具有与所述核心电介质层的顶表面接触的底表面的导体、以及第二导电平面，所述第二导电平面定位在所述导体的顶表面上方并且与所述顶表面间隔开，以使得间隙将所述导体与所述第二导电平面分开。所述导体的所述顶表面与所述第二导电平面的所述底表面分开了第一距离，所述第一距离沿垂直于所述第一导电平面的轴线测量，并且所述导体的所述底表面与所述第一导电平面分开了第二距离，所述第二距离大于沿所述轴线测量的所述第一距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】嵌入式气隙传输线相关申请本申请要求于2018年4月12日提交的标题为“EMBEDDEDAIRGAPTRANSMISSIONLINES”的美国专利申请No.15/951,717的优先权和权益，所述美国专利申请的完整内容特此以引用的方式并入以用于所有目的。
技术介绍
印刷电路板、电缆和其他输送结构中的信号线对于具有足够高频分量的信号表现出传输线行为，所述信号即转变时间小于导线或迹线的电气长度的信号。传输线包括一个或多个信号线，并且在大多数情况下，包括诸如接地平面、接地线或接地屏蔽等一个或多个接地导体。信号线和接地导体被一个或多个电介质材料分开。在传输线中行进的信号将在电介质材料中产生电场。除理想真空以外的任何电介质材料都会具有与其相关联的电介质损耗，这可能会限制高频信号可以通过传输线行进的有用距离。
技术实现思路
至少一个方面涉及一种设备，所述设备包括：第一导电平面；核心电介质层，所述核心电介质层具有与第一导电平面接触的底表面；导体，所述导体具有与核心电介质层的顶表面接触的底表面；以及第二导电平面，所述第二导电平面定位在导体的顶表面上方并且与所述顶表面间隔开，以使得间隙将导体的顶表面与第二导电平面的底表面分开。导体的顶表面与第二导电平面的底表面分开了第一距离，所述第一距离沿垂直于第一导电平面的轴线测量，并且所述导体的底表面与第一导电平面分开了第二距离，所述第二距离大于所述沿轴线测量的第一距离。在一些实施方式中，所述设备可以包括载体框架，所述载体框架定位在核心电介质层的顶表面上并且在核心电介质层上方支撑第二导电平面。载体框架的沿轴线测量的厚度大于导体的沿轴线测量的厚度，并且使载体框架在平行于第一导电平面的方向上与导体分开了第二间隙。在一些实施方式中，所述第二距离是所述第一距离的至少两倍大。在一些实施方式中，所述间隙基本上被排空。在一些实施方式中，所述间隙包含气体。在一些实施方式中，核心电介质层是第一核心电介质层，并且所述设备包括第二核心电介质层，所述第二核心电介质层具有与第一核心电介质层的顶表面接触的底表面和与第二导电平面的底表面接触的顶表面。第二核心电介质层在核心电介质层上方支撑第二导电平面，并且第二核心电介质层在导体上方和周围限定腔体。在一些实施方式中，第二核心电介质层的在第二导电平面与导体之间的区域的厚度小于第一距离的四分之一。在一些实施方式中，第二距离是第一距离的至少两倍大。在一些实施方式中，所述间隙基本上被排空。在一些实施方式中，所述间隙包含气体。至少一个方面涉及一种制造设备的方法。所述方法包括：提供第一导电平面；提供核心电介质层，所述核心电介质层具有与第一导电平面接触的底表面；提供导体，所述导体具有与核心电介质层的顶表面接触的底表面；提供第二导电平面，所述第二导电平面定位在导体的顶表面上方并且与所述顶表面间隔开，以使得间隙将导体的顶表面与第二导电平面的底表面分开。导体的顶表面与第二导电平面的底表面分开了第一距离，所述第一距离沿垂直于第一导电平面的轴线测量，并且所述导体的底表面与第一导电平面分开了第二距离，所述第二距离大于沿轴线测量的所述第一距离。在一些实施方式中，所述方法可以包括提供载体框架，所述载体框架定位在核心电介质层的顶表面上并且在所述核心电介质层上方支撑第二导电平面。载体框架的沿轴线测量的厚度大于导体的沿轴线测量的厚度，并且载体框架在平行于第一导电平面的方向上与导体分开了第二间隙。在一些实施方式中，所述第二距离是所述第一距离的至少两倍大。在一些实施方式中，所述方法可以包括将所述间隙基本上排空。在一些实施方式中，所述方法可以包括用气体填充所述间隙。在一些实施方式中，核心电介质层是第一核心电介质层，并且所述方法可以包括提供第二核心电介质层，所述第二核心电介质层具有与第一核心电介质层的顶表面接触的底表面和与第二导电平面的底表面接触的顶表面。第二核心电介质层在核心电介质层上方支撑第二导电平面，并且第二核心电介质层在导体上方和周围限定腔体。在一些实施方式中，第二核心电介质层的在第二导电平面与导体之间的区域的厚度小于第一距离的四分之一。在一些实施方式中，第二距离是第一距离的至少两倍大。在一些实施方式中，所述方法可以包括将所述间隙基本上排空。在一些实施方式中，所述方法可以包括用气体填充所述间隙。下面详细讨论了这些方面和其他方面以及实施方式。前述信息和以下具体实施方式包括各种方面和实施方式的说明性示例，并且提供用于理解要求保护的方面和实施方式的性质和特性的概述或框架。附图提供了对各种方面和实施方式的说明和进一步的理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明附图不意在按比例绘制。在各种附图中，相同的附图标记和名称指示相同的元件。为清楚起见，并非在每个附图中都标记了每个部件。在附图中：图1示出了嵌入式气隙传输线的第一示例；图2示出了嵌入式气隙传输线的第二示例；图3A到图3D示出了用于制造图1的嵌入式气隙传输线的第一示例性过程的步骤；图4A到图4B示出了用于制造图1的嵌入式气隙传输线的第二示例性过程的步骤；图5A到图5D示出了用于制造图2的嵌入式气隙传输线的示例性过程的步骤；图6A到图6B示出了松散耦合的差分对嵌入式气隙传输线的两个示例；并且图7是根据示例性实施方式的制造嵌入式气隙传输线的示例性方法的流程图。具体实施方式本公开总体上涉及改善在印刷电路板(PCB)中传送高频信号的导电信号迹线的性能。对于具有足够高频含量的信号，PCB上的导体(诸如导电迹线)可以近似传输线。传输线的特征在于基于导电迹线的分布式串联电感的特有阻抗，以及导电迹线与附近的参考导体或电流返回路径(诸如PCB中的一个或多个导电接地平面层)之间的分布式并联电容。导电迹线可能会基于导电信号迹线本身的串联电阻以及由于电场与导体导电迹线与接地平面之间的电介质之间的相互作用而致使的电介质损耗而经历损耗。电介质损耗是由在导电迹线中行进的信号的一些电能转换成电介质中的热能引起的。电介质损耗可能会限制高频信号在遭受信号保真度的太多损耗之前可以通过导电迹线行进的“到达范围”或距离。另外，电介质材料的电介质常数或相对电容率会降低导电迹线的速度因子，从而减慢信号沿迹线的传播速度，并且还限制信号的到达范围。在一些情况下，电介质损耗和速度因素可以用重新定时器解决，这可以使数据信号与系统时钟重新同步并提高信号强度；然而，这种方法成本高昂且增加了系统的复杂性。因此，本公开提出在PCB中创建气隙传输线。空气(或其他气体或真空)具有任何已知的固体电介质(包括昂贵的稀有材料)的较低电介质损耗和相对电容率。可以以几种不同的方式创建气隙。在一个实施方式中，诸如导电迹线等导体可以位于载体框架的侧面，所述载体框架在水平方向上通过气隙与导体分开。载体框架和导体可以形成在核心电介质层的顶侧上，所述核心电介质层可以是传统的PCB电介质材料(诸如FR-4)。核心层的底侧可以与第一导电平面接触。导体可以具有与核心电介质层的顶表面部分地、基本上或完全接触的底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n第一导电平面；/n核心电介质层，所述核心电介质层具有与所述第一导电平面接触的底表面；/n导体，所述导体具有与所述核心电介质层的顶表面接触的底表面；以及/n第二导电平面，所述第二导电平面定位在所述导体的顶表面上方并且与所述导体的顶表面间隔开，以使得间隙将所述导体的所述顶表面与所述第二导电平面的底表面分开，其中：/n所述导体的所述顶表面与所述第二导电平面的所述底表面分开了第一距离，所述第一距离是沿垂直于所述第一导电平面的轴线测量的，并且/n所述导体的所述底表面与所述第一导电平面分开了第二距离，所述第二距离大于沿所述轴线测量的所述第一距离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180412 US 15/951,7171.一种设备，包括：
第一导电平面；
核心电介质层，所述核心电介质层具有与所述第一导电平面接触的底表面；
导体，所述导体具有与所述核心电介质层的顶表面接触的底表面；以及
第二导电平面，所述第二导电平面定位在所述导体的顶表面上方并且与所述导体的顶表面间隔开，以使得间隙将所述导体的所述顶表面与所述第二导电平面的底表面分开，其中：
所述导体的所述顶表面与所述第二导电平面的所述底表面分开了第一距离，所述第一距离是沿垂直于所述第一导电平面的轴线测量的，并且
所述导体的所述底表面与所述第一导电平面分开了第二距离，所述第二距离大于沿所述轴线测量的所述第一距离。


2.根据权利要求1所述的设备，包括：
载体框架，所述载体框架定位在所述核心电介质层的所述顶表面上并且在所述核心电介质层上方支撑所述第二导电平面，其中：
沿所述轴线测量的所述载体框架的厚度大于沿所述轴线测量的所述导体的厚度，并且
所述载体框架在平行于所述第一导电平面的方向上与所述导体分开了第二间隙。


3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第二距离是所述第一距离的至少两倍大。


4.根据权利要求2所述的设备，其中所述间隙基本上被排空。


5.根据权利要求2所述的设备，其中所述间隙包含气体。


6.根据权利要求1所述的设备，其中所述核心电介质层是第一核心电介质层，所述设备包括：
第二核心电介质层，所述第二核心电介质层具有与所述第一核心电介质层的所述顶表面接触的底表面和与所述第二导电平面的所述底表面接触的顶表面，其中
所述第二核心电介质层在所述核心电介质层上方支撑所述第二导电平面，并且
所述第二核心电介质层在所述导体上方和周围限定腔体。


7.根据权利要求6所述的设备，其中：
所述第二核心电介质层的在所述第二导电平面与所述导体之间的区域的厚度小于所述第一距离的四分之一。


8.根据权利要求7所述的设备，其中所述第二距离是所述第一距离的至少两倍大。


9.根据权利要求6所述的设备，其中所述间隙基本上被排空。


10.根据权利要求6所述的设备，其中所述间隙包含气体。


11.一种制造设...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·罗伊，皮埃尔卢卡·坎廷，特克久·康，权云成，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US