專利名稱：多層襯底和衛星廣播接收設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種多層襯底，其用于衛星廣播接收設備，或用于在衛星廣播和衛星通訊中使用的低噪音阻斷(LNB，low noise block-down)轉換器，以及一使用相關多層襯底的衛星廣播接收設備(后面稱為“LNB轉換器”)。
背景技術：
作為在LNB轉換器中使用的襯底，一所謂的雙層襯底(雙側襯底)已被傳統地使用。如圖10所示，該雙層襯底具有一襯底介電層105，其由基體材料特氟綸(Teflon)制成，且在兩側鍍有銅以形成微帶線101，102。在該微帶線上，如圖11所示，將成為信號線的電路圖形形成于該襯底的前層，且全部的后層接地，以獲得低損失和穩定的傳輸特性。也就是說，如圖12所示，通過一波導113傳播的無線電波信號被引入到由一框架112和一底盤111所包圍的空間，且通過一探針120被傳輸到形成于雙層襯底110的前層101中的微帶線中。圖13示出了在圖12中與傳輸部分相鄰的該雙層襯底的一部分的結構。構成探針120的一伸出部分101a伸入到通孔121中，該伸出部分被置于在從微帶線的信號線延伸出來的襯底介電層105的一伸出部分上。在LNB轉換器的電路形成于該襯底上時，使用雙層襯底依舊是有利的，因為該襯底的整個后側被接地以保持整個接地狀態不變。
隨著近來和多通道衛星廣播和衛星通訊以及從多個衛星接收的發展，已形成了用采用單個LNB轉換器的接收系統取代采用多個LNB轉換器的接收系統的趨勢。這樣在將來需要如此一個LNB轉換器以適應在單個LNB轉換器中的傳統的LNB電路，而不出現任何問題。進一步地，將來的LNB轉換器將必須轉換和分配用于輸出的信號。這樣，更加需要信號的良好隔離以防止其間的相互干擾。
在用于LNB轉換器的傳統雙層襯底中，信號線不可避免地彼此相互交錯。這樣，傳統上使用了一種用半剛性電纜或類似的東西強制分隔信號的方法。在適應于近來的多衛星系統的LNB轉換器中，信號交錯部分進一步地復雜，其裝配在物理上是困難的。
為此，一可能的解決辦法就是使用如圖14所示的多層襯底。該多層襯底具有第一層101，第二層102，第三層103和第四層104的構圖層，和兩襯底介電層105，107以及置于其間的粘結絕緣層。該多層襯底，如圖15所示，有兩個雙層襯底作為其基體，他們被粘結絕緣層106結合在一起。這樣，這個多層襯底具有一個四層的結構，前圖和后圖分別被包含在這兩個雙層襯底中。通過層疊相應數目的雙層襯底，提供四層，六層和八層的多層結構也是可能的。
在LNB轉換器中使用的多層襯底中，零件能夠被裝在最外層或表面層，即在如圖16所示的四層襯底的情況下的第一層和第四層。該微帶線圖案也能夠在表面形成。在這種情況下，與微帶線相對的接地層相對應的圖案在從襯底表面不可見的內層中形成，即在四層襯底情況下的第二和第三層中。
然而，對于通過層疊上述的雙層襯底而形成的多層襯底，被置于內層的接地層與封裝該襯底的外殼電絕緣。這樣，特別在高頻時，可能經受傳輸損失，與雙層襯底相比較，這將成為阻礙多層襯底使用的絆腳石。
如上所述，如圖12和13所示的在雙層襯底中的探針與襯底電路間的連接允許低損失電源。這是因為在探針鄰近位置的部分被金屬底盤和框架所包圍以防止電波泄漏，從而使傳輸損失最小化。對于多層襯底，即四層襯底，如果提供微帶線圖案在第一層，且提供接地圖案在第二層即內層，則不能夠提供如圖12和13所示的構造。在這種情況下，第三和第四構圖層的插入造成傳輸特性大程度地下降。也就是說，在雙層襯底的情況下，該雙層襯底被夾在底盤和框架間以防止無線電波泄漏，且與此同時，探針的接地和電路連接部分的地表面被通常地提供以足夠穩定地線。相比較，在四層襯底的情況下，很難確保置于內構圖層線路的接地和底盤的接地間良好的接觸。即，在雙層襯底的后表面的接地圖案和底盤間插入了額外的一雙層襯底，大大地降低了傳輸特性。現在，這阻礙了多層襯底在LNB轉換器中的使用。
發明內容
本發明的目的在于提供一多層襯底，其可以防止可能發生在多通道傳輸/接收時的噪音和串擾，且確保傳輸損失與當使用一雙邊襯底時同樣小，以及提供一使用該多層襯底的LNB轉換器。
根據本發明的LNB轉換器設有一包含一微帶線和一探針的多層襯底，且可使得源于天線的電波信號通過一波導傳播后通過探針傳輸到微帶線。該多層襯底設有一波導通孔，且該探針被裝備從該多層襯底深入到該通孔中。在該多層襯底中，在一側構成表面層的構圖層設有該微帶線的信號線和構成該探針一部分的伸出部分。另一構圖層設有與該信號線相對應的接地圖案，其具有一部分，該部分至少從上面看與該伸出部分的根部重疊，且構成與該根部相對的在另一側的表面層。沒有其他的構圖層插在該根部和構成另一側的表面層的部分之間。
構成在另一側與該根部相對的表面層的部分可以是襯底表面層的一部分(最下層)，其在相對于多層襯底的襯底表面層(最上層)的另一側，在該多層襯底中設有探針的伸出部分。此外，也可以是內構圖層的一部分，其通過移除最下層相應的部分被暴露出來以提供一表面層。
換句話說，本發明提供了在設有多層襯底的LNB轉換器中的下列從(1)至(3)的結構中的任意一個，以降低高頻信號的傳輸損失。(1)在該結構中，接地層由襯底表面構圖形成，其能夠接觸到外殼如底盤的地線，而非一內構圖層。(2)在該結構中，與信號線對應的接地層通過加工和暴露內構圖層形成，使得其與外殼如底盤接觸。(3)在該結構中，采用如結構(1)的多層襯底以形成具有襯底表面層構圖的接地部分，以降低傳輸損失且有利于該LNB轉換器的裝配。
在上述的結構(1)至(3)中，當確保低損失傳輸性能時，該多層襯底的優良特征能夠發揮至最大。即，采用多層襯底的LNB轉換器具有許多優點，包括由于使用多層結構致使尺寸減小，簡化復雜的電線，有利于裝配，以及改善可靠度。雖然作為單個項目的襯底成本現在依舊十分昂貴，且僅少量使用幾個這樣的襯底，但可以整體上導致制造成本的降低。
本發明提供了下列效果。在從多個衛星接收信號的LNB轉換器中，信號不可避免地相互交錯，傳統使用的外部電纜變得不必要。取代地，多層襯底，在裝配上簡單，能夠被使用以實現一LNB轉換器，確保高水平隔離和具有低傳輸損失的高性能。因為愈發多的多層襯底適用于LNB轉換器，該襯底的單個價格也將降低，這將進一步促進現存LNB轉換器的尺寸減小。
本發明的前述的和其它的目的，特征，方面和優點將在本發明的下列詳細描述中，并結合附圖，變得愈發顯而易見。
圖1是根據本發明第一實施例的在LNB轉換器中使用的多層襯底的剖面圖。
圖2是圖1所示的多層襯底的第一構圖層在通孔附近的俯視平面圖。
圖3是圖1所示的多層襯底的第四構圖層在通孔附近的俯視平面圖。
圖4是圖1所示的多層襯底的第二和第三構圖層在通孔附近的俯視平面圖。
圖5是使用如圖1所示的多層襯底的LNB轉換器的分解透視圖。
圖6是根據本發明的第二實施例的在LNB轉換器中使用的多層襯底的剖面圖。
圖7示出了圖6中的多層襯底附帶一底盤和一框架的情況。
圖8是根據本發明的第三實施例的在LNB轉換器中使用的多層襯底的剖面圖。
圖9是從底盤一例看過去圖8中多層襯底的俯視平面圖。
圖10是傳統雙側襯底的剖面圖。
圖11是傳統微帶線的剖面圖。
圖12是傳統電路襯底的信號傳輸部分的透視圖。
圖13是傳統雙側襯底的信號傳輸部分的剖面圖。
圖14是傳統多層襯底的剖面圖。
圖15是一剖面圖，其示出了該四層襯底是如何由雙側襯底形成的。
圖16是傳統四層襯底的信號傳輸部分的剖面圖。
優選實施例此后，本發明的實施例將參考附圖加以描述。
第一實施例圖1是根據本發明第一實施例的在LNB轉換器中使用的多層襯底的剖面圖。該多層襯底10具有被一粘合絕緣層6結合在一起的兩雙側襯底。在多層襯底10上提供一個通孔21，且一探針20被提供伸入到通孔21中。探針20由伸出部分1a以及伸出部分5a，7a，6a組成，其中伸出部分1a從設有微帶線的第一構圖層1中伸出，而伸出部分5a，7a，6a從兩襯底絕緣層5，7和絕緣層6中伸出。
另一表面構圖層4，而非第一構圖層1，具有一與第一層的伸出部分1a的根部1b相對的部分4a。在根部1b和與根部1b相對的部分4a間沒有其它構圖層插入。一接地圖案被置于第四構圖層4中。該接地圖案在周圍部分與底盤11相接觸。圖2是圖1所示的多層襯底的第一構圖層圍繞通孔部分的俯視平面圖。伸出部分1a伸入到通孔21中，形成探針的一部分。圖3是第四構圖層圍繞通孔部分的俯視平面圖。從頂部看過去，與伸出部分1a相對應的部分4a形成后側的表面層部分，而在部分4a與第一層的伸出部分1a間沒有其它構圖層。圖4是第二和第三構圖層2，3的俯視平面圖。第二和第三構圖層2，3具有凹入部分2a，3a，其從通孔21延伸出來，以便不插入在第一層的根部1b和與根部1b相對應的第四層部分4b之間。
現在描述包括多層襯底10的LNB轉換器30的結構。參考圖5，多層襯底10被夾在一金屬底盤11和一金屬框架12之間。在LNB轉換器中，通過波導13被傳播的電信號通過從多層襯底伸出的探針20被輸入到多層襯底的電路部分。該電信號的輸入可以被稱為電源供給或饋電。
金屬底盤11的作用是緊固多層襯底10且提供多層襯底和外部終端的公共地線，以及作為用于傳輸從天線反射的高頻無線電波信號的波導。金屬框架12結合金屬底盤11以實現向多層襯底上的電路的信號傳輸，電波屏蔽，與底盤集成的接地，以及LNB轉換器的氣密封裝。
接收時，源于衛星的微弱信號作為一載波，高頻信號被傳輸至多層襯底的電路。源于衛星的信號被拋物面碟形天線反射，且集中在LNB轉換器的波導內。從多層襯底伸出的探針使得在波導中的阻抗與電路中的阻抗相匹配，通過該波導傳播的無線電波被傳輸到多層襯底的電路部分，特別是微帶線。
使用上述多層襯底在支持多通道傳輸/接收的同時，確保好的NF(噪音指數)性能且減少傳輸損失。
第二實施例圖6是根據本發明的第二實施例的在LNB轉換器中使用的多層襯底的剖面圖。在本實施例中，正如在第一實施例中的情況，形成一探針的伸出部分1a被置于在構成微帶線的第一構圖層中。該探針包括從襯底絕緣層5伸出的一部分；然而，其不包括從任何其它絕緣層或襯底絕緣層中伸出的部分。
在不能夠與底盤接觸的第二構圖層2和第三構圖層3中，即與多層襯底的內層相對應的構圖層中，與伸出部分1a的根部1b相對應的部分被去除。相比之下，在第四構圖層中，從頂部看過去與伸出部分1a的根部1b相對應的部分4a沒有被去除。第四構圖層被用作接地層。
在這個結構中，該線路的接地層是第二構圖層。第四構圖層僅在第二和第三構圖層被去除，在必需接觸底盤11的一部分中用作替代接地層。
在包括多層襯底的LNB轉換器中，探針部分的接地狀況特別重要，其嚴重影響NF值。第二和第三構圖層的俯視平面圖如圖4所示。
圖7是夾在一底盤11和一金屬框架12間的多層襯底10的剖面圖。多層襯底10具有被夾在且緊固在金屬框架12和底盤11間的周圍部分。金屬框架12和底盤11的功能如上所述。同樣地，第二和第三構圖層僅被提供在探針與電路部分的連接部分，使得能夠獲得基本上與使用一雙側襯底相同的NF值。
內部構圖層，或在這種情況下的第二和第三層的最佳條件需要通過制造幾種多層襯底并監控其NF值來決定。最好的模式就是傳輸損失變小的情況。在包含具有本發明結構的多層襯底，底盤、框架的LNB轉換器中，其如圖5所示進行組裝，其NF值本質上與由一雙側襯底組成的LNB轉換器相同，且噪音特性的下降能夠得以防止。
第三實施例圖8是根據本發明的第三實施例的在LNB轉換器中使用的多層襯底的剖面圖。在如圖8所示的多層襯底中，如上所述與伸出部分1a的根部1b相對應的第三和第四構圖層3和4的部分被去除掉。如圖8和9所示的結構可使得特性下降減少，且給底盤提供接地線。因此，本實施例確保了最佳的NF性能和傳輸特性。
然而，本實施例是有缺點的，在于，為生產出這樣一個多層襯底，各襯底需要在粘結在一起之前進行加工，與第一和第二實施例中襯底在粘結后再加工的情況相比，其增加了加工步驟的數目。
雖然已詳細地描述和闡明本發明，可以清楚地理解其僅在于闡述和舉例，而不是限制，本發明的精神和范圍僅通過附加的權利要求書加以限制。
權利要求
1.一種衛星廣播接收設備包括一多層襯底(10)，其具有一微帶線和一探針(20)，該多層襯底由至少三個構圖層組成，每兩個相鄰的所述構圖層間插入有一介電層，該設備使得來自于天線的無線電波信號通過一波導傳播并通過所述探針傳輸到所述微帶線，其中該多層襯底具有一波導通孔(21)，該探針設置成從該多層襯底伸入該通孔，以及在該多層襯底的構圖層中，一設有所述微帶線的信號線的表面構圖層(1)具有一構成所述探針一部分的一伸出部分(1a，1b)，且一設有與所述微帶線相對應的接地構圖的構圖層(4，2，3)具有一個從頂部看至少與所述伸出部分的根部(1b)重疊的部分(4a，2a，3a)，且構成與所述根部相對的另一側的表面層(4，2，3)，而在所述根部(1b)和構成在另一側的表面層的部分(4a，2a，3a)之間沒有其它插入的構圖層。
2.如權利要求1所述的衛星廣播接收設備，其中，包括在另一側構成表面層的部分的所述構圖層是這樣的構圖層(4)，其構成與所述多層襯底的所述表面層(1)相對側上的襯底表面層，在該多層襯底的該表面層(1)中形成了所述微帶線的信號線。
3.如權利要求1所述的衛星廣播接收設備，其中在另一側構成表面層的所述部分是一內構圖層(2，3)的一部分，其通過移出包括與所述多層襯底的表面層(1)相對的一側的表面構圖層的各層上相應的部分而被暴露出來，在該多層襯底的該表面層(1)中形成了所述微帶線的信號線。
4.如權利要求1所述的衛星廣播接收設備，包括一置于所述多層襯底的所述天線側的底盤(11)，以在所述多層襯底和底盤之間包圍一空間；以及一框架(12)，其布置成在所述底盤和該框架之間夾著所述多層襯底，且在所述的多層襯底和該框架之間設有一空間，該框架構成所述波導的一端部，其中，設有所述微帶線的所述一表面構圖層(1)被設置于所述框架(12)的一側，且設有所述接地圖案的另一表面構圖層被置于所述底盤(11)的一側。
5.如權利要求1所述的衛星廣播接收設備，其中所述的探針(20)包括所述一表面構圖層的伸出部分(1a，1b)以及所述介電層(5，7)的一伸出部分。
6.如權利要求5所述的衛星廣播接收設備，其中當所述的多層襯底包括兩個雙側襯底時，所述探針(20)進一步包括置于所述兩個雙側襯底之間的一接合絕緣層(6)的一伸出部分。
7.一種多層襯底(10)，其具有一微帶線和一探針(20)，并形成有至少三層構圖層，且每兩個相鄰的所述構圖層之間設有一介電層，其中所述多層襯底設有一波導通孔(21)，所述探針設置成從所述多層襯底伸入該通孔中，以及在該多層襯底的構圖層中，一設有所述微帶線的信號線的表面構圖層(1)具有一構成所述探針一部分的伸出部分(1a，1b)，且一設有與所述信號線相對應的接地構圖的構圖層(4，2，3)具有這樣的部分(4a，2a，3a)，從頂部看過去，該部分至少與所述伸出部分的根部(1b)重疊，且構成與所述根部相對的另一側的表面層，而在所述根部(1b)和構成另一例表面層的部分(4a，2a，3a)之間沒有其它插入的構圖層。
8.如權利要求7所述的多層襯底，其中，包括在另一側構成表面層的部分的所述構圖層是這樣的構圖層(4)，其構成與所述多層襯底的所述表面層(1)相對側上的襯底表面層，在該多層襯底的該表面層(1)中形成了所述微帶線的信號線。
9.如權利要求7所述的多層襯底，其中在另一側構成表面層的所述部分是一內構圖層(2，3)的一部分，其通過移出與所述多層襯底的表面層(1)相對的一側的表面構圖層上相應的部分而被暴露出來，在該多層襯底中，形成了所述微帶線的信號線。
10.如權利要求7所述的多層襯底，其中所述的探針(20)包括所述一表面構圖層的伸出部分(1a，1b)以及所述介電層(5，7)的一伸出部分。
11.如權利要求10所述的多層襯底，其中當所述的多層襯底包括兩個雙側襯底時，所述探針(20)進一步包括置于所述兩個雙側襯底之間的一接合絕緣層(6)的一伸出部分。
全文摘要
提供了一多層襯底，其確保在減小噪音的同時，傳輸損失與當使用雙邊襯底時同樣小，以及一LNB轉換器。該多層襯底包括一四層襯底，其具有構圖層(1，2，3，4)及夾在構圖層中的介電層(5，6，7)。設有一微帶線的信號線的表面構圖層(1)具有一伸出部分(1a)。設有與該信號線相對應的接地圖案的構圖層(4)具有一部分(4a)，該部分至少從上面看與該伸出部分(1a)的根部(1b)重疊，且構成與根部相對的在另一側的表面層，沒有其他的構圖層(2，3)插在相關的部分間。
文檔編號H04B1/18GK1452268SQ0312254
公開日2003年10月29日 申請日期2003年4月17日 優先權日2002年4月17日
發明者加藤正廣 申請人:夏普公司