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CN108289368A - 高频信号传输结构及其制作方法 - Google Patents

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CN108289368A
CN108289368A CN201710014009.1A CN201710014009A CN108289368A CN 108289368 A CN108289368 A CN 108289368A CN 201710014009 A CN201710014009 A CN 201710014009A CN 108289368 A CN108289368 A CN 108289368A
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copper
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沈芾云
何明展
胡逢源
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Avary Holding Shenzhen Co Ltd
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Hongqisheng Precision Electronics Qinhuangdao Co Ltd
Avary Holding Shenzhen Co Ltd
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Abstract

一种高频信号传输结构，其包括空气腔及传输线，所述空气腔的剖面大致呈阶梯形状，所述空气腔包括较大开口的第一端以及较小开口的第二端，所述传输线位于所述空气腔的第一端。本发明还涉及一种高频信号传输结构的制作方法。

Description

高频信号传输结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种高频信号传输结构及一种高频信号传输结构的制作方法。
背景技术
随着大规模集成电路的高速发展，对数据传输速率的要求越来越高，目前数据传输速率可达到100Gbps，不久的将来就要实现200Gbps、400Gbps甚至更高的数据传输速率。找到传输线信号衰减的因素并且进行改进是提高传输速率的有一个重要手段。传输线信号衰减的因素包括导线损耗引起的衰减及介质损耗引起的衰减。在传输线周围采用空腔介质是一种解决高频信号线传输的方案，所以，如何在信号线周围形成不易变形的空气腔非常重要。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的高频信号传输结构及由此方法制作而成的高频信号传输结构。
一种高频信号传输结构的制作方法，其步骤如下：
提供介质层，在所述介质层中形成孔部，所述孔部的孔径呈现梯度变化，所述孔部包括有具较大开口的第一端以及具较小开口的第二端；
提供单面覆铜基板，所述单面覆铜基板包括绝缘层及形成在绝缘层表面的原铜层，将所述原铜层形成为第一导电线路层，从而得到一个线路基板，所述第一导电线路层包括传输高频信号的传输线；
将所述介质层与所述线路基板固定在一起形成空气腔，所述传输线位于所述空气腔且位于所述孔部的第一端。
一种高频信号传输结构，所述高频信号传输结构包括至少一个空气腔及传输线，至少一个所述空气腔的孔径呈现梯度变化且剖面大致呈阶梯形状，所述空气腔包括较大开口的第一端以及较小开口的第二端，所述传输线位于至少一个所述空气腔的第一端。
与现有技术相比，本发明提供的高频信号传输结构制作方法制作形成的高频信号传输结构，由于将空气腔制作形成阶梯形状，使所述传输线位于所述较空气腔较大孔径的一端，也即空气腔在传输线所在的位置跨度最大，从而可以改善在压合形成所述空气腔时所承受的力，使在压合过程中空气腔不易变形，保证了空气腔的完整性。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的介质层及在介质层中形成孔部的剖视图。
图2是在介质层中形成孔部的剖视图。
图3是将多个介质层叠合在一起形成叠合部的剖视图。
图4是提供单面覆铜基板的剖视图。
图5是在单面覆铜基板包括的原铜层表面形成一层蚀刻阻挡层的剖面图。
图6是将所述原铜层形成为第一导电线路层得到线路基板的剖视图。
图7是第一导电线路层的俯视图。
图8是提供含铜基板、且将含铜基板叠合部、及线路基板，并且将其压合之前的剖视图。
图9是将含铜基板、叠合部、及线路基板压合在一起形成高频信号传输结构的剖视图。
图10是在高频信号传输结构的长度方向上形成通孔的剖面图。
图11是将通孔进行电镀形成导电孔的剖视图。
图12是形成第一侧面屏蔽层及第二侧面屏蔽层的剖面图。
图13是研磨移除电镀在所述铜箔层表面的电镀铜层的剖面图。
图14是形成高频信号传输结构的防焊层及焊垫的剖面图。
图15是在焊垫的表面形成金垫的剖面图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合将结合附图及实施例，对本发明提供的高频信号传输结构及其制作方法作进一步的详细说明。
请参阅图1-15，为本发明第一实施例提供的一种高频信号传输结构100的制作方法，其包括步骤：
第一步，请参考图1至图3，提供至少一个介质层10及在至少一个所述介质层10中形成孔部101，所述孔部101的孔径呈现梯度变化且剖面大致呈阶梯形状，所述孔部101包括有具较大开口的第一端102以及具较小开口的第二端104。其中，提供所述介质层10及在所述介质层10中形成所述孔部101的步骤包括：
首先，请参阅图1，提供多个所述介质层10，在本实施方式中，提供的所述多个介质层10为多个粘胶层12及多个第一基材层14。所述粘胶层12主要是起粘贴固定第一基材层14的作用。所述粘胶层12可以为半固化片。
其次，请参阅图2，分别在每个所述粘胶层12及每个所述第一基材层14中形成一个开口110，且每个所述开口110与其相邻的所述介质层包括的开口101的尺寸不相等。所述开口110通过模具冲压形成。所述开口110的尺寸位于0.5mm～1mm区间范围内。优选地，各个开口110的尺寸沿着从最小尺寸的开口到最大尺寸的开口的方向按照相同的梯度方向依次增加。
且所述开口110可以统一为方形开口或者统一为圆形开口。在本实施方式中，所述开口均为圆形开口。
所述第一基材层14可以为硬性树脂层，如环氧树脂、玻纤布等，也可以柔性树脂层，如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚酰亚胺(PI)、聚乙烯对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(Teflon)、聚硫胺(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚酰亚胺-聚乙烯-对苯二甲酯共聚物(Polyamide polyethylene-terephthalate copolymer)等。优选地，所述第一基材层14为聚萘二甲酸乙二醇酯，因为聚萘二甲酸乙二醇酯的介电常数Dk为2.9，相对上述几种材质的介电常数更小，从而介质损耗更小。
然后，请参阅图3，将所述第一基材层14及所述粘胶层12依开口的尺寸大小依次叠合固定在一起形成叠合部20。所述多个开口110共同堆叠形成所述介质层的所述孔部101。且叠合部20的最外两层均为粘胶层12，所述粘胶层12后续用于与其它的层结构相粘贴固定。且当所述第一基材层14通过所述粘胶层12固定在一起形成所述叠合部20时，所有圆形开口110的中心轴线重合。
第二步，请参阅图4至图7，提供单面覆铜基板30，所述单面覆铜基板30包括绝缘层32及形成在绝缘层32表面的原铜层34，将所述原铜层34形成为第一导电线路层340从而得到线路基板31。在本实施方式中，所述第一导电线路层340是通过习知的微影制程形成，譬如包括，在所述原铜层34表面贴一层干膜及对所述干膜35曝光显影(图5)，然后蚀刻，从而即可形成第一导电线路层340。
请参阅图6及图7，所述第一导电线路层340包括用于传输高频信号的传输线342及位于所述传输线342周围的导电垫344，所述导电垫344与所述传输线342是不相电性连接的。所述导电垫344后续用于接地。
第三步，请参阅图8及图9，提供两个含铜基板40、一个线路基板31及两个所述叠合部20，在所述线路基板31的相对两表面分别对称设置一个叠合部20及一个含铜基板40，且将所述含铜基板40设置所述孔部101的第二端102；所述线路基板31位于所述孔部101的第一端102，将上述几者压合，从而使空气腔11在传输线342所在的位置跨度最大。
所述含铜基板40至少包括有铜箔层41。在本实施方式中，所述含铜基板40仅包括第二基材层42及形成第二基材层表面42的铜箔层41，两个所述铜箔层41后续分别用于形成高频信号传输结构100的外层屏蔽层410。因为所述含铜基板40是用于形成信号线342的外层屏蔽层，所以，在其它实施方式中，所述含铜基板40还可以仅为一片单独的铜箔。
压合后，其中一个所述含铜基板40、其中一个所述叠合部20及所述第一导电线路层340共同形成一个空气腔11；另外一个所述含铜基板40、另外一个叠合部20与所述绝缘层32形成另外一个空气腔11。两个所述空气腔11的位置正对，也即两个空气腔11的中心轴线重合，如此，可以保证后续空气腔11受力平衡，保证空气腔11的完整性。如此，便可得到所述高频信号中间结构90。
第四步，请参阅图10至图13，在所述高频信号中间结构90的相对两个侧面形成第一侧面屏蔽层60以及与第一侧面屏蔽层60平行的第二侧面屏蔽层70，且所述第一侧面屏蔽层60及第二侧面屏蔽层70延伸的方向平行所述传输线342的长度方向。所述第一侧面屏蔽层60、所述第二侧面屏蔽层70以及上下两个外层屏蔽层410共同形成一个相互连接的方形屏蔽空间，用于防止外界电流对所述传输线342传输的电信号的干扰。
在本实施方式中，形成所述第一侧面屏蔽层60及第二侧面屏蔽层70的方法为：
首先，请参阅图10，从所述高频信号中间结构90的上下两个表面，且靠近两个侧面边缘位置分别开设两列贯穿所述高频信号中间结构90的通孔501，每列通孔是等间距间隔设置，并且至少有一个通孔501贯穿所述导电垫344。
其次，请参阅图11及图12，对所述通孔501进行电镀形成导电柱503，从而每列导电孔503形成为一个侧面屏蔽层。贯穿所述导电垫344的那些导电柱503用于电性导通高频信号传输结构100的两个外层屏蔽层410及所述导电垫344。当然，也可以不形成导电柱503，而是直接在高频信号传输结构100的相对两个侧面分别电镀覆盖整个侧面的铜层作为屏蔽层。
最后，请参阅图13，对电镀在所述铜箔层41表面的镀铜层进行研磨，移除电镀在所述铜箔层41表面的镀铜层，当然，可以理解，此步骤不是必须，也可以将电镀的所述镀铜层制作形成导电电路。
第五步，请参阅图14及图15，在所述两个外层屏蔽层410的表面分别形成防焊层80，所述防焊层80为防焊绿漆，所述防焊层80包括有窗口801，所述窗口801显露的部分所述铜箔层41形成为焊垫82，及在所述焊垫82表面形成金垫84以防止所述焊垫82氧化。
请再次参阅图15，为本发明第二实施方式，为由上述高频信号传输结构制作方法制作形成的高频信号传输结构100。
所述高频信号传输结构100包括：至少一个空气腔11及传输线342，至少一个所述空气腔11的孔径呈现梯度变化且剖面大致呈阶梯形状，所述空气腔11包括较大开口的第一端102以及较小开口的第二端104，所述传输线342位于至少一个所述空气腔11的第一端102。
具体地，所述高频信号传输结构100包括位于高频信号传输结构100的中间层位置的线路基板31、分别位于所述线路基板31相背两个表面的两个层状叠合结构50、位于所述高频信号传输结构相对两个侧面的第一侧面屏蔽层60、与第一侧面屏蔽层60平行的该第二侧面屏蔽层70、位于高频信号传输结构100上下两个表面的两个外层屏蔽层410410以及位于外层屏蔽层410表面的防焊层80。
所述线路基板31包括绝缘层32、形成在所述绝缘层32表面的第一导电线路层340。所述第一导电线路层340包括所述传输线342及与传输线342不电性连接的导电垫344，两个所述层状叠合结构50分别与所述第一导电线路层340及所述绝缘层32形成两个所述空气腔11。且两个所述空气腔11的位置正对，也即两个空气腔11的中心轴线重合，如此，可以保证在形成空气腔11时受力平衡，保证空气腔11的完整性。
每个所述层状叠合结构50包括一个外层屏蔽层410以及位于外层屏蔽层410表面的叠合部20。在本实施方式中，所述外层屏蔽层410与所述叠合部之间还设置有一第二基材层42。
所述叠合部20包括多个叠合固定的介质层10，每个所述介质层10中形成有开口110，每个所述开口110与其相邻的所述介质层10包括的开口110尺寸不相等，所述多个开口110依尺寸大小依次叠合形成阶梯形状的孔部101，且所述外层屏蔽层410位于所述孔部101较小开口的第二端104，所述线路基板31位于所述较大开口的第一端102。
所述叠合部20为依次交替叠压在所述含铜基板40表面的粘胶层12及第一基材层14，每个所述粘胶层12中包括有一个开口110，每个所述第一基材层14中包括有一个开口110，且两个所述叠合部20均通过所述粘胶层12分别固定在所述第一导电线路层340及所述绝缘层32的表面。
在本实施方式中，其中的一个所述层状叠合结构50是通过一个所述粘胶层12固定在所述第一导电线路层包括的导电垫344的表面。另外一个所述层状叠合结构50是通过一个所述粘胶层12固定在所述第一导电线路层包括的绝缘层32的表面。
所述第一侧面屏蔽层60及所述第二侧面屏蔽层70延伸的方向均平行该传输线342的长度方向。所述第一侧面屏蔽层60及第二侧面屏蔽层70分别为多个间隔设置的导电柱503，贯穿所述导电垫344的那些导电柱503用于电性导通高频信号传输结构100的外层屏蔽层410及所述导电垫344。所述第一侧面屏蔽层60、所述第二侧面屏蔽层70以及两个外层屏蔽层410共同形成一个相互连接的方形屏蔽空间，用于防止外界电流对所述传输线342传输的电信号的干扰。在其他实施方式中，所述第一侧面屏蔽层60及第二侧面屏蔽层70也可以为覆盖在高频信号传输结构100相对两个侧面的电镀铜层。
所述两个防焊层80分别位于两个所述外层屏蔽层410的表面，所述防焊层80为防焊绿漆，所述防焊层80包括有窗口801，所述窗口801显露的那部分所述铜箔层41形成为焊垫82。所述焊垫82表面形成金垫84以防止所述焊垫82氧化。
综上所述，本发明提供的高频信号传输结构制作方法制作形成的高频信号传输结构100，由于将空气腔11制作形成阶梯形状，使所述传输线342位于所述空气腔11的较大开口所在的一端，也即空气腔11在传输线342所在的位置跨度最大，从而可以改善在压合形成所述空气腔11时所承受的力，使空气腔11在压合过程中空气腔不易变形，保证了空气腔11的完整性，从而可以实现降低高频信号传输时介质引起的损耗。
可以理解的是，以上实施例仅用来说明本发明，并非用作对本发明的限定。对于本领域的普通技术人员来说，根据本发明的技术构思做出的其它各种相应的改变与变形，都落在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种高频信号传输结构的制作方法，其步骤如下：
提供介质层，在所述介质层中形成孔部，所述孔部的孔径呈现梯度变化，所述孔部包括有具较大开口的第一端以及具较小开口的第二端；
提供单面覆铜基板，所述单面覆铜基板包括绝缘层及形成在绝缘层表面的原铜层，将所述原铜层形成为第一导电线路层，从而得到一个线路基板，所述第一导电线路层包括传输高频信号的传输线；
将所述介质层与所述线路基板固定在一起形成空气腔，所述传输线位于所述空气腔的具较大开口的第一端。
2.如权利要求1所述的高频信号传输结构的制作方法，其特征在于，形成所述孔部的步骤包括：
提供的所述介质层为多个，在每个所述介质层中形成开口，且每个所述开口与其相邻的所述介质层包括的开口尺寸不相等；
将多个介质层依开口的尺寸大小依次叠合固定在一起形成叠合部，所述多个开口堆叠形成所述孔部。
3.如权利要求2所述的高频信号传输结构的制作方法，其特征在于，所述多个介质层为多个交替设置的粘胶层及第一基材层，且是在每个所述粘胶层中形成一个所述开口，及在每个所述第一基材层中形成一个所述开口，且两个所述叠合部均通过所述粘胶层分别固定在所述第一导电线路层及所述绝缘层的表面。
4.如权利要求1所述的高频信号传输结构的制作方法，其特征在于，形成所述空气腔的步骤为：
提供两个含铜基板两个上述叠合部及所述线路基板，所述含铜基板包括铜箔层；
在所述线路基板的相对两表面分别设置一个叠合部及一个含铜基板，且将每个所述叠合部的较大开口的第一端靠近所述线路基板设置；将所述线路基板相对两表面的一个叠合部及含铜基板压合在一起，其中一个所述含铜基板、其中一个所述叠合部及所述第一导电线路层共同形成一个空气腔；另外一个所述含铜基板、另外一个叠合部与所述绝缘层形成另外一个空气腔两个所述空气腔的中心轴线相重合，且所述含铜基板包括的所述铜箔层分别形成在所述高频信号传输结构的相背两个表面，所述含铜基板包括的所述铜箔层用于形成所述高频信号传输结构的外层屏蔽层。
5.如权利要求4所述的高频信号传输结构的制作方法，其特征在于，形成所述传输线的同时还包括形成与所述传输线不相电性连接的导电垫。
6.如权利要求5所述的高频信号传输结构的制作方法，其特征在于，将两个层状叠合结构分别压合在所述第一导电线路层及所述绝缘层的表面之后还包括：在所述高频信号传输结构的相对两个侧面形成第一侧面屏蔽层以及第二侧面屏蔽层，所述第一侧面屏蔽层及所述第二侧面屏蔽层延伸的方向平行所述传输线的长度方向。
7.如权利要求6所述的高频信号传输结构的制作方法，其特征在于，形成所述第一侧面屏蔽层及第二侧面屏蔽层的方法为：分别从所述高频信号传输结构的相对两个侧面且靠近侧面的边缘开设贯穿所述高频信号传输结构的多个间隔设置的通孔，并对所述通孔进行电镀形成导电柱，至少一个所述导电柱贯穿所述导电垫。
8.如权利要求7所述的高频信号传输结构的制作方法，其特征在于，形成所述导电柱之后还包括分别在两个所述外层屏蔽层表面形成防焊层，所述防焊层包括有窗口，所述窗口显露的部分所述外层屏蔽层为焊垫。
9.一种高频信号传输结构，其特征在于：所述高频信号传输结构包括至少一个空气腔及位于至少一个所述空气腔的传输线，至少一个所述空气腔的孔径呈现梯度变化且剖面大致呈阶梯形状，所述空气腔包括较大开口的第一端以及较小开口的第二端，且所述传输线位于至少一个所述空气腔的第一端。
10.如权利要求9所述的高频信号传输结构，其特征在于，所述高频信号传输结构包括线路基板，以及分别位于所述线路基板相背两个表面的两个层状叠合结构，两个所述层状叠合结构分别与所述线路基板的相背两个表面形成两个所述空气腔，两个所述空气腔的中心轴线相重合。
11.如权利要求10所述的高频信号传输结构，其特征在于，每个所述层状叠合结构包括外层屏蔽层以及位于所述外层屏蔽层表面的叠合部，所述叠合部包括多个叠合固定在一起的介质层，每个所述介质层中形成有开口，每个所述开口与其相邻的所述介质层包括的开口尺寸不相等，所述多个开口依尺寸大小依次叠合形成阶梯形状的孔部，所述孔部、所述外层屏蔽层以及所述线路基板的其中一个表面形成所述空气腔，且所述外层屏蔽层位于所述空气腔较小开口的第二端。
12.如权利要求11所述的高频信号传输结构，其特征在于，所述线路基板包括绝缘层以及形成在所述绝缘层表面的第一导电线路层，所述第一导电线路层包括所述传输线，且所述第一导电线路层位于其中一个所述空气腔较大开口的第一端，所述绝缘位于另外一个所述空气腔的较大开口的第一端。
13.如权利要求12所述的高频信号传输结构，其特征在于，所述叠合部为依次交替叠压在所述外层屏蔽层表面的粘胶层及第一基材层，每个所述粘胶层中包括有一个开口，每个所述第一基材层中包括有一个开口，且两个所述叠合部均是通过所述粘胶层分别固定在所述第一导电线路层及所述绝缘层的表面。
14.如权利要求13所述的高频信号传输结构，其特征在于，所述第一导电线路层还包括位于所述传输线不相电性连接的导电垫，其中一个所述层状叠合结构通过一个所述粘胶层固定在所述导电垫的表面。
15.如权利要求14所述的高频信号传输结构，其特征在于，所述高频信号传输结构还包括位于该高频信号传输结构的相对两个侧面的第一侧面屏蔽层以及第二侧面屏蔽层，所述第一侧面屏蔽层及所述第二侧面屏蔽层沿纵向延伸的方向平行该传输线的长度方向。
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