印刷电路板波导制造技术

在一些实施例中，利用印刷电路板材料制造印刷电路板，并且形成包含在印刷电路板材料中的波导。描述和要求了其他实施例。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及印刷电路板(PCB)波导。
技术介绍
由于“摩尔定律”促使数据总线的带宽越来越高，与传统的微波传输带和带状传输线结构相关的基本障碍将沟道速度限制到低于15-20千兆比特每秒的频率。信号传输限制基本上与由电介质和铜以及由微波传输带和带状线结构支持的传播模式导致的传输线损耗有关。此外，具有标准传输线结构的高性能电介质的使用可以使带宽稍微增加，但使成本大大增加。由于用于已调信号的信号频率和载波频率升高到超过15-20千兆比特每秒并向着20-50GHz增加且超过它，所以标准微波传输带和带状线结构作为传输结构并不怎么有效。因此，需要信号传播的替换方法。为了确保最小的损耗和引导这种高频的能量，一种解决方案可以是使用波导结构。波导典型地是控制电磁波的传播从而迫使该波沿着由波导的物理结构限定的路径传播的器件。基于当前的印刷电路板(PCB)工艺技术，标准波导不易集成在数字系统中。因此，出现了对改进的PCB波导的需求。附图说明根据下面给出的详细说明以及本专利技术的一些实施例的附图，本专利技术将被更充分地理解，但是这些实施例不是用来将本专利技术限制为描述的具体实施例，而是仅用于解释和理解。图1示出了根据本专利技术一些实施例形成嵌入式波导的工序。图2示出了根据本专利技术一些实施例的嵌入式波导。图3示出了根据本专利技术一些实施例形成嵌入式波导的工序。图4示出了根据本专利技术一些实施例的嵌入式波导。图5示出了根据本专利技术一些实施例形成压印式(imprint)波导的工序。图6示出了根据本专利技术一些实施例形成压印式波导的工序。图7示出了根据本专利技术一些实施例用于压印形成波导的芯(和/或子部件)的工序。图8示出了根据本专利技术一些实施例形成准波导的工序。图9示出了根据本专利技术一些实施例的准波导。具体实施例方式本专利技术的一些实施例涉及嵌入式波导印刷电路板(PCB)结构。一些实施例涉及形成嵌入式波导的工序。一些实施例涉及压印式波导PCB结构。一些实施例涉及形成压印式波导的工序。一些实施例涉及准波导PCB结构。一些实施例涉及形成准波导的工序。在一些实施例中，利用印刷电路板材料制造印刷电路板，以及形成包含在印刷电路板材料中的波导。在一些实施例中，印刷电路板包括印刷电路板材料和包含在印刷电路板材料中的波导。在一些实施例中，沟道形成在印刷电路板材料中，该形成的沟道被电镀以形成嵌入式波导的至少两个侧壁，并且印刷电路板材料被层叠到电镀的沟道。在一些实施例中，嵌入式波导包括形成在印刷电路板材料中的沟道、沟道的至少两个电镀侧壁和层叠到沟道的印刷电路板材料。在一些实施例中，沟道通过组合两个压印子部件而形成，每个子部件由印刷电路板材料形成，并且压印子部件被层叠以形成波导。在一些实施例中，波导包括均由印刷电路板材料形成的两个压印子部件和在压印子部件之间以形成波导的沟道。在一些实施例中，沟道形成在印刷电路板材料中，形成的沟道被电镀以形成准波导的至少两个侧壁，并且利用热固性粘合剂将印刷电路板材料层叠到电镀的沟道。在一些实施例中，准波导包括形成在印刷电路板材料中的沟道、沟道的两个电镀侧壁和层叠到沟道的印刷电路板材料。一些实施例涉及充气波导。充气波导使任何类型的波导的可能损耗最小。在波导中，主要能量集中在电介质中而不是导体中。因此，通过在波导中利用空气来代替用其他材料填充而使沟道损耗最小。根据一些实施例，即使从损耗的观点来看充气波导是最有利的，波导可以由空气之外的其他材料填充(例如，出于制造和/或可靠性考虑)。根据一些实施例，所有在此讨论、描述和/或说明的波导可以由空气之外的其他材料填充，即使在此讨论、描述和/或说明的波导是由空气填充的。根据一些实施例，在高频方面波导比标准传输线结构传播能量更有效，并且可以被用于扩展标准、低成本PCB沟道技术的带宽(例如，扩展到100-200GHz频率)。根据一些实施例，充气波导利用现有的PCB材料和工艺制造。根据一些实施例，空气电介质波导被用于PCB内。根据一些实施例，标准低成本FR4环氧树脂印刷电路材料可以用于在PCB中形成波导。根据一些实施例，特高速总线可以在数字系统的PCB中和/或射频(RF)集成PCB中(例如用于电信设备)实现。根据一些实施例，PCB波导被用于利用FR4材料和现有的PCB制造工艺扩展信号传输(例如，超过20-30GHz)。根据一些实施例，利用FR4材料的波导互连结构帮助消除电介质损耗的变化和串音。根据一些实施例，提供了PCB互连波导的结构、工艺、材料选择和制造。根据一些实施例，通过将沟道形成入电介质或多层PCB组合中(例如通过布线、冲压、利用激光或蚀刻)来制作波导。然后，沟道被电镀以形成波导的两侧壁。在一些实施例中，还根据使用的方法和工艺，形成顶壁和/或底壁。沟道剩下的壁可以以相类似的方式构造。根据一些实施例，通过层叠包括波导的顶、底和侧壁的PCB子部件来制作波导。当利用热固性粘合剂和/或半固化片(preprege)时，在沟道区域中的粘合剂在层叠前被去除。在一些实施例中，粘合剂去除从沟道的边缘逐渐往回延伸(例如20+毫英寸)以提供在层叠期间材料移动和粘合剂流动的缓冲区。根据一些实施例，热塑性盖层被用于提供顶和/或底波导表面。热塑性材料用作粘合剂，并且限定波导表面的蚀刻金属做得比波导沟道稍大以考虑层叠期间材料的移动。图1示出了根据一些实施例形成波导的工序100。根据一些实施例，工序100使用热塑性盖材料的热塑性以在层叠期间粘合波导的顶盖和/或底盖。图1的工序100的顶部在102示出了铜敷层热塑性电介质芯或多层结构。根据一些实施例，在102所示的铜敷层热塑性电介质芯或多层结构具有底部电介质，其是热塑性塑料。在104，底部铜层被显影(image)。在104所示的底部铜层包括用于被形成的空气电介质波导的导体。与图1的工序100的顶部类似，工序100的底部在106包括铜敷层热塑性电介质芯或多层结构，具有热塑性塑料作为顶部电介质。在108，在102的结构的顶部铜层被显影。在108显影的顶部铜层包括用于波导的底部导电区域(例如如果中芯被电镀则用于沟道和/或用于沟槽，或者，例如如果中芯被显影则用于空腔)。图1的工序100的中部示出了用于形成中芯的两种可选工序。铜敷层两侧或多层芯在112示出。两种选择如图1所示。第一种选择包括114和116，第二种选择包括118和120。在第一种选择中，在114，沟道、沟槽和/或空腔形成在如112所示的铜敷层两侧或多层芯中。在114，沟道、沟槽和/或空腔通过激光和/或等离子体利用铜作为烧蚀他刻止停件而形成。在116，芯由支撑在沟道/沟槽/空腔的一侧(例如，如在图1中所示的底侧)上的铜电镀且蚀刻。在第二种选择中，在118，沟道/沟槽/空腔通过芯被布线、冲孔、蚀刻和/或光激射。在120，芯由对沟道/沟槽/空腔剩余开口的顶部和底部电镀和蚀刻。在122，将来自工序100顶部、中部和底部的各段组合。在122，热塑性电介质被层叠到包含沟道/沟槽/空腔的电镀芯。此外，外层部分根据需要被钻孔、电镀、显影和/或蚀刻等。根据一些实施例，步骤122的最终结果是根据一些实施例具有嵌入式波导的PCB。根据一些实施例，图1的工序100的关键是利用盖材料的热塑性以在层叠期间粘合波导的顶盖和/或底盖。图2示出了根据一些实施例的嵌入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：利用印刷电路板材料制造印刷电路板；以及形成包含在印刷电路板材料内的波导。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GA布里斯特，BD霍赖恩，SH哈尔，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]