(57)【要約】ＲＦ信号転移構造(90)は、チャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造(80)と、このチャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造と電気的に連絡している共面導波体構造(150)とを含んでいる。かご形トラフライン転移構造(100)は、共面導波体構造と電気的に連絡している。かご形同軸伝送構造(120)は、トラフライン転移構造と電気的に連絡している。この信号転移構造は、コンフォーマルアンテナ構造(10)用のサーキュレータを備えたフレキシブルな印刷配線板構造中に埋込まれることができる。【選択図】図１
2007504749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力および出力を備えたチャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造(80)と、
入力および出力を備え、この入力が前記チャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造の出力と電気的に結合されている共面導波体構造(150)と、
前記共面導波体構造の出力と電気的に結合されているかご形トラフライン転移構造(100)と、
入力および出力を備え、その入力がトラフライン転移構造と電気的に結合されているかご形同軸伝送構造(120)とを具備しているＲＦ信号転移システム(90)。
【請求項２】
複数のラジエータを備えたラジエータ層アセンブリ(200A)と、
それぞれが前記複数のラジエータの対応したものと電気的に結合されている複数のサーキュレータを有しているサーキュレータ層(200B)と、
それぞれが前記サーキュレータの１つの対応したポートと電気的に結合されている入力ポートおよび出力ポートとを有している複数の送受信（Ｔ／Ｒ）モジュール(30)と、
１つの入出力（Ｉ／Ｏ）ポートと、前記各Ｔ／Ｒモジュールにそれぞれ接続された複数のＴ／Ｒモジュールポートとを有するＲＦ給電層(200D)とを具備しており、
前記ラジエータ層アセンブリと前記サーキュレータ層は印刷配線板（ＰＷＢ）構造(12)を含む積層にされた多層構造(10)において製造され、前記複数のサーキュレータは前記ＰＷＢ構造中に規定されたスペース(46)内に埋設されているアンテナシステム(200)。
【請求項３】
さらに、前記複数のサーキュレータのそれぞれとラジエータ層アセンブリとの間の電気的な接続を提供するためにＲＦ転移構造を前記積層にされた多層構造内に備えており、前記ＲＦ転移構造は各サーキュレータに対して、
入力および出力を有し、前記入力が前記サーキュレータに電気的に接続されているチャンネル化されたマイクロストリップ伝送線路構造(80)と、
入力および出力を有し、前記入力がチャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造の出力と電気的に結合されている共面導波体構造(150)と、
前記共面導波体構造の出力と電気的に結合されているかご形トラフライン転移構造(100)と、
入力および出力を有し、前記入力が前記トラフライン転移構造と電気的に結合されており、マイクロストリップ伝送構造の配向方向に関して横断方向に配置されているかご形同軸伝送構造(120)とを具備している請求項２記載のシステム。
【請求項４】
少なくともチャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造と、共面導波体構造と、およびトラフライン転移構造とがコンフォーマルアンテナ構造(10)の一部分中に埋込まれ、前記部分はフレキシブルな層の積層体として構成されている請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記チャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造の前記入力は、前記フレキシブルな層の積層体中に埋込まれたサーキュレータ装置(44)に電気的に接続されている請求項４記載のシステム。
【請求項６】
共面導波体構造は、導体が背後にある誘電体で充填されたチャンネルを含んでいる請求項１または２記載のシステム。
【請求項７】
共面導波体構造は、信号導体トレースとこの信号導体トレースから間隔を隔てられた第１および第２の接地トレースとを含んでおり、導体トレースと第１および第２の各接地トレース(24g)との間のギャップ(84)は、共面導波体構造の入力からその出力に向って細くなっている請求項４記載のシステム。
【請求項８】
マイクロストリップ伝送構造はほぼ平坦な誘電体基板を含み、その基板の表面上にマイクロストリップ導体が形成され、トラフライン転移構造は、
共面導波体構造の出力と電気的に結合されており、前記表面に対して横断方向に取付けられた導電性のトラフライン信号ポスト(102)と、
トラフライン信号ポストとほぼ平行に延在し、このトラフライン信号ポストをほぼ取囲むように配置されている複数の導電性のトラフライン接地ポスト(104a-104g)とを含んでいる請求項２記載のシステム。
【請求項９】
マイクロストリップ伝送構造はほぼ平坦な誘電体基板を含み、その基板の表面上にマイクロストリップ導体が形成され、同軸転移構造は、
トラフライン転移構造の出力と電気的に結合されており、平坦な誘電体基板に対してほぼ横断方向に配向された導電性の同軸中央ポスト(120)と、
同軸中央ポストとほぼ平行に延在し、この同軸中央ポストをほぼ取囲むように配置されて同軸の外部導電性遮蔽構造を提供している複数の接地されたポスト(122a-122h)とを具備している請求項１または２記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数のサーキュレータはそれぞれ、前記ＰＷＢ構造内に規定されたエアポケット(46)内に取付けられている請求項２記載のシステム。
【請求項１１】
さらに、エアポケットを実質的に取囲んで前記ポケットのＲＦ遮蔽を行っている複数の接地貫通孔(96)を含んでいる請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記チャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造は前記エアポケット内に取付けられ、前記複数の接地貫通孔の少なくともいくつかは、マイクロストリップ伝送構造の側壁を規定している請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
ラジエータ層アセンブリは、バラン層(62)とラジエータアセンブリ層(64)とを含んでいる請求項２記載のシステム。
【請求項１４】
前記積層にされた多層構造は、湾曲した構造である請求項２または４記載のシステム。
【請求項１５】
多層フレキシブル積層体を形成している複数の印刷配線板層を含む印刷配線板構造中にＲＦ信号転移構造を形成する方法において、
積層プロセスの前に各印刷配線板に介在している接着層中に貫通孔を予めカットし、積層プロセス中に凝固する導電性材料によってこの接着層中の予めカットされた貫通孔を充填し、
各印刷配線板層中に貫通孔を予めカットし、積層プロセス中に凝固する導電性材料を各印刷配線板層中の予めカットされた貫通孔に充填し、
各貫通孔を取囲むキャッチパッドを各印刷配線板の両面上に形成し、
接着剤層中の貫通孔を各接着剤層の少なくとも１つの面上の各キャッチパッドと整列させることによって、複数の相互接続された埋設された貫通孔を形成するステップを含んでいる方法。
【請求項１６】
積層体を形成している複数の個々の印刷配線板を有する印刷配線板構造中にＲＦ信号転移構造を形成する方法において、
導電材料を含む各印刷配線板中に貫通孔を予めカットし、
１つの開口によって囲まれたキャッチパッドを各貫通孔を覆っている各印刷配線板の両面上に形成し、
積層されている各印刷配線板の中間にＺ軸接着剤層を使用するステップによって、複数の相互接続された埋設された貫通孔を形成するステップを含んでいる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルなコンフォーマルアンテナのための埋込み式ＲＦ垂直相互接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な能動アレイアーキテクチャには、マイクロ波アンテナにおいて受動的な送受切換えと散乱の制御を行なう１以上のフェライトサーキュレータが含まれている。これらのサーキュレータは“ディスクリート”受動マイクロ波装置であり、たとえば、磁石と磁気キャリアプレートとの間に挟まれたフェライト基板上のマイクロストリップ／ストリップライン共振回路が含まれることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コンフォーマルパネルアーキテクチャに関して、Ｔ／Ｒモジュールを含む能動装置は、このパネルの後面上に取付けられることができる。サーキュレータは、放射開口とＴ／Ｒモジュールとの間に配置される。たとえば、サーキュレータその他のマイクロ波装置や、たとえば、スイッチ、フィルタおよびＭＥＭを含む集積回路等の別のマイクロ波装置を、たとえば、送受信モジュール（Ｔ／Ｒモジュール）およびラジエータ等のアンテナ内の別のコンポーネントに接続するための垂直転移構造を構成しながら埋込むことが可能なことが必要とされている。マイクロ波サーキュレータおよび別のディスクリートなマイクロ波装置を埋込むことにより、１つの問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ＲＦ信号転移構造は、チャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造と、このチャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造と電気的に連絡している共面導波体構造とを含んでいる。かご形トラフライン転移構造は、共面導波体構造と電気的に連絡している。かご形同軸伝送構造は、トラフライン転移構造と電気的に連絡している。この信号転移構造は、コンフォーマルアンテナ構造用のサーキュレータを備えたフレキシブルな印刷配線板構造中に埋込まれることができる。
【０００５】
本発明の開示の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付図面から当業者によって容易に認識されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下の詳細な説明およびいくつかの図面において、同じ素子は同じ参照符号で示されている。  
図１は、本発明の特徴にしたがって構成されることのできる能動アレイシステム200の１つの例示的な実施形態の機能ブロック図である。一般的に、このアレイはラジエータ層200Aと、サーキュレータ層200Bと、Ｔ／Ｒモジュール層200Cと、およびＲＦ入出力ポート200Eを有するＲＦ給電層200Dとを具備している。Ｔ／Ｒモジュール層は、層200B内の各サーキュレータに対して、１個の位相シフタと、１個の減衰装置と、ならびに、Ｔ／Ｒスイッチによりこのサーキュレータのポートに接続される受信増幅器および送信増幅器とを含んでいる。このアレイシステムの構造は、コンフォーマル放射開口を提供するように多数の層中において構成されることができる。
【０００７】
図２を参照すると、本発明の１実施形態による多層コンフォーマルＲＦ転移構造10を含むコンフォーマルアンテナアセンブリの分解斜視図が示されている。コンフォーマルアンテナはまた開口構造11とバックプレート13とを備えており、それらの間にＲＦ転移構造10が挟まれてもよい。アンテナ開口の湾曲した性質に従うために、この構造10は例示的な実施形態においてフレキシブルな湾曲した多層コンフォーマルアンテナＲＦ転移構造を備えている。
【０００８】
新しい方式には、この転移構造において使用される伝送線路構造と３次元マイクロ波伝送線路構造をフレキシブルなセクション、たとえば、セクション12において生成するときに使用される積層プロセスとの新しい組合せが含まれる。
【０００９】
図２Ａは、転移構造10の下方部分の簡単化された破断図を示している。マイクロストリップサーキュレータ44は、以下さらに詳細に説明するように、転移構造10のフレキシブルな多層下方セクション12中に形成されたほぼ方形の穴70に取付けられる。このセクション12の選択された層中においては、以下に説明するように積層プロセスの前に空洞エアポケット46もまた機械加工される。サーキュレータ44の対応したマイクロストリップトレースとセクション12の上面上のマイクロストリップトレース42、80とを接続するために金のワイヤまたはリボンボンド74が使用される。
【００１０】
図２Ａは、積層された多層フレキシブル印刷配線板（ＰＷＢ）12とバランおよび放射開口アセンブリ60を通るＲＦ垂直転移構造90の配置を概略的に表している。この相互接続構造90は、サーキュレータ44に接続されたマイクロストリップ導体80を上方層アセンブリ60に接続する。この垂直な転移構造90はいくつかのマイクロ波伝送線路構造80、150、110、120を含んでおり、ＲＦ信号が層アセンブリ60に入力したときにサーキュレータ44に接続されたマイクロストリップ80からのＲＦ信号の電磁界の形態を“かご形”同軸伝送線路構造の電磁界形態に再成形することができる。Ｔ／Ｒモジュールをサーキュレータに接続するための垂直なかご形同軸伝送構造40へのマイクロストリップもまた存在する。この図面には１つの構造40しか示されていない。しかしながら、図１に示されているようにＴ／Ｒモジュールとサーキュレータとの間に送信または受信接続を設けるために２つの構造40が各サーキュレータに対して設けられることが認識されるであろう。
【００１１】
図１のアンテナの例示的な実施形態は送信および受信動作に適応されていることが認識されるであろう。したがって、一般的に種々の回路の“入力”および“出力”ポートは、そうでないことがその回路から明らかでない限り、“出力部”および“入力部”としても使用できることが認識されるであろう。
【００１２】
図３Ａは、構造10の下方部分を含むＰＷＢ12の一部分の概略断面図を示している。ＲＦ送受信インターフェースモジュール30はＰＷＢ12に接続されており、それはまた、ボールグリッド201を備えたＩＣフリップチップ203を含むフリップチップアセンブリまたはチップスケールパッケージを含むことができ、ボールグリッド201は、積層体12中の多数のキャッチパッド16eとそれぞれ整列されたはんだボール202を有している。この例示的な実施形態においては、ＩＣチップ203はＴ／Ｒモジュールの機能を統合している。モジュール30は、キャッチパッドへのはんだボール接続によって構造10に電気的に接続されている。モジュール30は、ＲＦおよび直流信号がＰＷＢに接続されることを可能にする。
【００１３】
図３Ｂは、部分12と組立てられる構造10の上方部分60の断面を示している。この上方部分60はバラン層62およびラジエータアセンブリ層64を含んでいる。バラン層62は、下方金属層60bと上方金属層60cとの間に挟まれた下方誘電体バラン層66および上方誘電体バラン層67から形成されることができる。下方金属層60bは接地平面を形成し、またそこには開口60fが形成されており、この開口60f内において垂直な転移ライン102（図３Ａ）を同軸垂直転移構造120と接続するキャッチパッド60eが形成されてもよい。下方バラン層66はまた接地平面相互接続部122の一部を形成しているキャッチパッドと孔を有することができる。下方バラン層66はまたその上面上に金属被覆層66gが形成され、この金属被覆層66g中に信号伝送ストリップ導体パターンが形成されている。上方バラン層67はその上面上に金属被覆層60cが形成され、この金属被覆層60cが接地平面を形成し、またそこには開口60fが形成されており、それを垂直な同軸信号転移構造120aが通過している。
【００１４】
ラジエータ層64は誘電体層64aを含み、この誘電体層64a中には、垂直な転移構造120aに電気的に接続されている例示的なラジエータ94を含む複数のラジエータを規定するラジエータ導体パターンが埋込まれている。ラジエータアセンブリ層64中には図３Ｂに示されているように、バラン層62の上方金属層60c中の開口60fを通って垂直な同軸転移構造120aと接続するための貫通孔96が形成されている。誘電体レドーム層76が層64aの上面をカバーして保護している。
【００１５】
バランおよびラジエータ層アセンブリ60は、ＰＷＢ12の上方誘電体積層体28の上方金属層28g（図３Ａ）に接着剤層68によって付着されることができる。この層68は、貫通孔68bが形成された接着層である接着剤の層68aを含んでいてもよく、貫通孔68bは、たとえば、信号転移ライン120の下方端部におけるキャッチパッド60eとトラフライン102の上方端部におけるキャッチパッド28eとの間、あるいは積層体28の上面上の接地平面28gと積層された層60の底面上に金属被覆層60bにより形成された接地平面との間等を接着剤層68を通って電気的に接続するために導電性インクを充填されている。これは、バラン層66の底面上の接地平面60bをバラン層67の上面上の接地平面60cと接続する接地平面接続部122への接続を提供することができる。この例示的な実施形態において、バラン層62は、金属被覆層である水平な信号転移パターン66gを下方バラン層66の上面上に形成するのを容易にするために２つのバラン層66、67から形成されている。
【００１６】
この例示的な実施形態において、接着層68はキャッチパッド60e（バラン層66の下方金属層60b中の）および28e（トラフライン102の上方端部に接続された）ならびに各接地平面60bおよび28gを電気的に接続するＺ軸接着剤であることができる。開口60fおよび28fの領域において、キャッチパッド60e、28eおよび接地平面60bおよび28gの領域内のＺ軸接着剤、たとえば、３Ｍ社製の３Ｍ７３７３または３Ｍ９７０３の層が一緒に圧搾される。したがって、Ｚ軸接着剤中に含まれているランダムに分布された導電性粒子は、開口60fおよび28fの領域において垂直な転移構造120、102をその各接地平面60bおよび28gに短絡せずに、異方性の垂直電気接続部をキャッチパッド60eとキャッチパッド28eとの間、ならびに接地平面60bと28gとの間に形成する。フレキシブルな直流／ＲＦマニホールドアセンブリ12は増加する曲率で形成されているので、これによって、そのアセンブリ12は上方バランおよび放射層60、62に電気的に結合されることが可能となる。セクション12がもっと比較的平坦である、すなわち、バラン／ラジエータセクション60より湾曲していないと仮定すると、このような接続は、たとえば、平面と湾曲面のインターフェースを横切る直流およびマイクロ波周波数に適している。バラン／ラジエータセクション60は、たとえば、埋込まれたダイポール開口構造等の、開口構造11の一部分であることができる。
【００１７】
このＺ軸接着剤は、セクション12の増加したフレキシビリティに適応するために別の接着剤層18、22および26のいくつかまたは全ての代りに使用されてもよい。
【００１８】
次に図３Ｃを参照すると、この実施形態においてＲＦ／直流給電セクションとして機能する例示的な多層コンフォーマルＰＷＢアセンブリ12の分解された概略断面図が示されている。例示的な実施形態において、ＰＷＢ12はセクション14および15を含んでいる。セクション14は、下方誘電体積層体16と上方誘電体積層体20とから形成されてもよい。
【００１９】
下方誘電体積層体16はその厚さが約６ミルであってよく、それはまた約２ミルの厚さの下方誘電体16aを含んでいてもよく、この下方誘電体16aはＫａｐｔｏｎ（登録商標）から形成されることができ、下方金属層16bと上方金属層16cとの間に挟まれていてもよく、これらの金属層16bおよび16cはそれぞれエッチングされて、たとえば、キャッチパッド16e、開口16fおよび接地／信号平面16gを形成することができる。これらの寸法は例示的な１実施形態に対するものに過ぎない。誘電体層16aはそれ自身、たとえば、下方金属層16b中のキャッチパッド16eを上方金属層16c中の接地／信号平面16gに接続するために、技術的に知られているように導電性インクを充填されていてもよい予めカットされたあるいは予め穿孔された貫通孔16hを有して形成されてもよい。
【００２０】
下方誘電体積層体16の上方には、約３ミル程度の厚さであってもよい下方接着剤層18が位置されることができる。この下方接着剤層18は接着層接着剤の層18aを含んでいてもよく、この層18aは、たとえば、下方接着剤層18を通ってキャッチパッド16eおよび、または下方誘電体積層体16の上方金属層16c中の接地／信号平面16gを接続するために導電性インクを充填された貫通孔18bを形成するように予め穿孔され、あるいは予めカットされることができる。この接着剤層18はまた、層16、18、20、22および24が共に積層されたときに形成される穴70の一部分をその中にカットされてもよい。
【００２１】
下方接着剤層18の上方には上方誘電体積層体20が位置されることができ、この上方接着剤層20は厚さが約６ミルであってよく、約２ミルの厚さの上方誘電体層20aを含んでいてもよく、この層20aはＫａｐｔｏｎ（登録商標）から形成されることができ、下方金属層20bと上方金属層20cとの間に挟まれてもよく、それらの金属層20bおよび20cはそれぞれエッチングされて、たとえば、キャッチパッド20e、開口20fおよび接地／信号平面20gを形成することができる。誘電体層20aはそれ自身、たとえば、下方金属層20b中のキャッチパッド20eを上方金属層20c中の接地／信号平面20gに接続するために技術的に知られているように導電性インクを充填されていてもよい予めカットされた、あるいは予め穿孔された貫通孔20hを有して形成されてもよい。この上方誘電体層20aはまた、層16、18、20、22および24が共に積層されたときに形成される穴70の一部分をその中にカットされてもよい。
【００２２】
上方誘電体積層体20の上方には、約３ミル程度の厚さでよい中間接着剤層22が位置されることができる。この中間接着剤層22は、接着層接着剤の層22aを含んでいてもよく、この層22aは、たとえば、中間接着剤層22を通ってキャッチパッド20eおよび、または下方誘電体積層体16の上方誘電体積層体20の上方金属層20c中の接地／信号平面20gとを接続するために導電性インクで充填された貫通孔22bを形成するように予め穿孔され、あるいは予めカットされることができる。この接着剤層20はまた、層16、18、20、22および24が積層されたときに形成される穴70の一部分をその中に形成されていてもよい。
【００２３】
中間接着剤層22の上方には、多層積層セクション12の上方セクション15が位置されることができる。この上方セクション15は、厚さが約１０ミル程度であることのできる下方誘電体積層体24を含んでいてもよい。この下方誘電体積層体24は下方金属層24bと上方金属層24cとの間に挟まれたＤｕｒｏｉｄ（登録商標）のような誘電体層24aから形成されることができ、これらの金属層24bおよび24cはそれぞれエッチングされて、たとえば、キャッチパッド24e、開口24fおよび接地／信号平面24gを形成することができる。下方誘電体層24aはそれ自身は、たとえば、下方金属層24b中のキャッチパッド24eを上方金属層24c中の接地／信号平面24gに接続するために、技術的に知られているように導電性インクで充填されていてもよい予めカットあるいは穿孔された貫通孔24hを有して形成されてもよい。下方誘電体積層体24はまた、層16、18、20、22および24が積層されたときに形成される穴70の一部分をその中に形成されていてもよい。
【００２４】
下方誘電体積層体24の上方には、約３ミル程度の厚さであることのできる上方接着剤層26が位置されることができる。この上方接着剤層26は接着層接着剤の層26aを含んでいてもよく、この層26aは、たとえば、上方接着剤層26を通ってキャッチパッド24eおよび、または下方誘電体積層体24の上方金属層24c中の接地／信号平面24gと接続するために導電性インクで充填された貫通孔26bを形成するように予め穿孔され、あるいは予めカットされることができる。この上方接着剤層26はまた、層16、18、20、22および24が積層されたときに形成される穴70の一部分をその中に形成されていてもよい。
【００２５】
上方接着剤層26の上方には、厚さが約６０ミル程度であってもよい上方誘電体積層体28が形成されることができる。この上方誘電体積層体28は、下方金属層28bと上方金属層28cとの間に挟まれた誘電体層28a、たとえばＤｕｒｏｉｄ（登録商標）層等、から形成されることができ、これらの金属層28bおよび28cはそれぞれエッチングされて、たとえば、キャッチパッド28e、開口28fおよび接地／信号平面28gを形成することができる。上方誘電体積層体28は、たとえば、下方金属層28b中のキャッチパッド28eを上方金属層28c中の接地／信号平面28gに、たとえば、転移構造102の一部分として接続するために導電性インクを充填されることのできる予めカットあるいは穿孔された貫通孔28hを有して形成されることができる。この上方誘電体積層体28はまた穴46をその中に形成されていてもよい。
【００２６】
図３Ａに示されているように各キャッチパッド16e、20e、26eおよび28eが各接地／信号平面16g、20g、26gおよび28gと共に積層されたとき、上方誘電体積層体28の上方金属層28cの一部分により形成された、たとえば、Ｔ／Ｒモジュール30と埋込まれたＲＦ給電マイクロストリップ42との間に、たとえば、接地平面接続路32またはＲＦ垂直信号転移構造40を図４に示されているように形成することができる。
【００２７】
埋込まれたマイクロストリップサーキュレータ44（図３Ａ）は永久磁石50を含んでいてもよく、この永久磁石50は、フェライト層56の上部上に形成された金属被覆54の層中に形成された埋込まれたマイクロストリップサーキュレータ回路上に位置され、フェライト層56は、導電性樹脂の層58によって積層体16の金属層16c中に形成された接地平面16gの一部分に接続された鋼鉄支持体57上に位置されている。永久磁石50は、誘電体スペーサ52によってサーキュレータ層54から分離されている。サーキュレータ44は埋込まれたＲＦ給電マイクロストリップ42に対して金のワイヤまたはリボン74により接続されることができる。
【００２８】
構造10は、図２に示されているように、湾曲したコンフォーマル構造として形成されることができる。
【００２９】
図４は、マイクロストリップ導体80の一部分の概略上面図を示している。このマイクロストリップ導体80はその一方の端部にコンタクトパッド82を備え、下方積層体24の上面上に形成される。導体で充填されためっきされた貫通孔85（図３Ａ）は、以下詳細に説明するように、各エアポケット空洞46の周辺部および周囲の転移構造102に沿って形成されている。めっきされた貫通孔85はまた、ＲＦ伝送線路構造に対して必要とされるＲＦ遮蔽空洞46を生成するのに十分な、空洞46に対する実質上の側壁を生成するために接地平面接続部96（図４）を形成するように機能している。
【００３０】
図４に示されているように、矢印Ａの方向における空洞46の領域には、マイクロストリップ導体80およびその上を覆っているエア誘電体が含まれている。矢印Ｂの方向におけるこの空洞46の領域では、マイクロストリップコンタクトパッド82は垂直転移構造102の下方端部上のキャッチパッド28eに向って延在する開口28fを通過して、そのキャッチパッド28eと接触する。この領域において、導体トレースは、たとえば、積層体28を含む誘電体でカバーされていてもよい。矢印ＡおよびＢで示されている転移構造の位置はまた図２Ａにも示されている。
【００３１】
図５Ａおよび図５Ｂはそれぞれ、マイクロストリップトレース80の一部分の概略上面図および図５Ａのライン５Ｂ−５Ｂにおける概略断面図を示しており、このマイクロストリップトレース80は、エリア５Ａ（図２Ａ）においてチャンネル化されたマイクロストリップ伝送構造81を含み、エリア５Ｂ（図２Ａ）において金のワイヤまたはリボンボンド74でサーキュレータ44をコンタクトパッド82（図４）に接続している。穴46の側壁中には、金属被覆されたチャンネルを規定する導電性の貫通孔96が形成されている。フィールドライン86は、チャンネル化された伝送構造の電界の形状を表している。
【００３２】
図５Ｃおよび５Ｄはそれぞれ、金のワイヤまたはリボンボンド74でサーキュレータ44をコンタクトパッド82に接続する別の伝送構造150の概略上面図および図５Ｃのライン５Ｄ−５Ｄにおける概略断面図を示している。この５Ｄの位置は図２Ａにも示されている。チャンネル化されたマイクロストリップ81は、チャンネル化されて導体を背後に有する誘電体で充填された共面導波体（ＣＰＷ）伝送構造150に転移する。その理由は、接地平面24gが導体ストリップ80に次第に近付き、その結果電磁界の再成形が行なわれるためである。したがって、マイクロストリップ導体80と接地導体24gとの間のギャップ84は、構造81と150との間の接合部における間隔から垂直な伝送構造100（図６Ａ）におけるさらに小さい寸法のギャップに先細りにされている。
【００３３】
図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ、積層体28中に形成されたかご形トラフライン転移ライン構造100の上面図およびライン６Ｂ−６Ｂにおける概略断面図を示している。図６Ｂの位置もまた図２Ａ中にも示されている。
【００３４】
図７Ａおよび図７Ｂはそれぞれ、バラン層60の下方バラン層66および上方バラン層64内に含まれているかご形同軸転移ライン120の上面図およびライン７Ｂ−７Ｂにおける断面図を示している。
【００３５】
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄに示されているように、空洞46のエリア内におけるチャンネル化されたマイクロストリップ81のフィールド形状は、チャンネル化されて導体を背後に有するＣＰＷ伝送構造150に転移する。このチャンネル化された導体を背後に有する共面導波体150は、このＣＰＷ150の入力からその出力に向ってテーパーを有するチャンネルまたはギヤップ84から形成されることができる。チャンネル化されたマイクロストリップ構造81のギャップ寸法は、図５Ａに示されているように、下方積層体24の上方金属被覆層24c中に形成された接地平面24gとマイクロストリップ導体80との間のギャップ84として本質的に一定のままである。図５Ｂに示されているように、エア空洞46のこの領域内のフィールドライン86は一般に、マイクロストリップ80と下方積層体24の下方金属被覆層24b中に形成された接地平面24gとの間に位置している。これらのフィールドラインは、下方積層体24の誘電体24aを通過する。図５Ｃに示されているように、チャンネル84は、適切な抵抗、たとえば、５０オームのインピーダンスを維持しながら垂直転移構造102に向って狭くなっている。同時にギャップ84を横切るＥフィールド86の密度は高くなり、底部の接地平面24gに沿った、マイクロストリップ80が形成されている誘電体24aを通るＥフィールドの密度は低くなる。ギャップ84を横切るＥフィールド86のこの再分布は続行し、その結果、かご形トラフライン102（図６Ｂ）にＲＦ信号が転移することを可能にして最小の不連続性により整合された垂直転移を実現するために、Ｅフィールドはマイクロストリップ導体80の平面に本質的に平行であるように成形される。その後、以下詳細に説明するようにＲＦ信号がバラン層60に入力するとき、かご形トラフライン102はかご形同軸伝送構造120に転移する。
【００３６】
図６Ａに示されているように、かご形トラフライン転移構造100は垂直な信号転移ポスト102によって形成され、このポスト102は、Ｅフィールドが本質的に水平にされているギャップ84のテーパー領域の終点におけるマイクロストリップ導体80のコンタクトパッド82から上方積層体28を通って垂直に延在する。このポスト102は、複数のほぼ均等な間隔のポスト104a乃至104gにより囲まれている。ポスト104a乃至104gは、図６Ｂに示されているように、ポスト102を取囲むほぼ円形のパターンに配置され、このパターン中の穴106は、図５Ｃおよび５Ｄに示されているようにＣＰＷ構造150の最も細くされた端部への接続を可能にするためのものである。ポスト104a乃至104gの上端部は、バラン／ラジエータ積層体60の介在する接地平面60bと電気的に接触している。０．０６０’’の厚さの層28a中のピンを取囲むポスト104a乃至104gは、上方積層体28における貫通孔中に形成されることができる。接地されたポスト104a乃至104gは転移ポスト102用の接地された遮蔽体を形成する連続した導電性の壁に近似されるものであり、それは周囲の層中への漏洩を最少にする。接地されたポスト104a乃至104gはまた、ポスト102に沿って垂直に転移する信号のＥフィールドライン86の形状を図６Ｂに示されているようにほぼ水平に保つ手段である。
【００３７】
図７Ａおよび７Ｂは垂直ポスト120を含むかご形同軸垂直転移構造119を示している。この垂直ポスト120は、キャッチパッド28eおよび60を接続する貫通孔68bによって接着剤層68を横切ってポスト102に接続される。ポスト122a乃至122hはポスト120の周囲にほぼ閉じた等間隔の円形パターンを形成し、中央導体ポスト102に対する外部シールドを提供している。Ｅフィールド86は、ポスト102a乃至102gに対する場合のように、ポスト120からポスト122a乃至122hまで水平配向を維持しながらポスト122a乃至122hに沿ってほぼ垂直に転移し、ポスト122a乃至122hはまたポスト120を遮蔽すると共に周囲の層中への信号の漏洩を防止するように機能する。
【００３８】
高い周波数（５乃至１５ＧＨｚ）において、かご形トラフライン伝送線路100とマイクロストリップライン81との間に不整合が生じる可能性がある。これを考慮するために、本発明の１実施形態においては、その転移に対してさらに良好なインピーダンス整合を達成するマイクロストリップ整合回路が構成される。良好な整合を得るために、マイクロストリップライン80上に２セクション整合トポロジーが構成され、これは誘導性および容量性素子によって表されることができる。図４に示されているように、マイクロストリップ導体80における狭くされた不連続部分83は誘導性素子を形成するように機能し、空洞46中の空気誘電体と誘電体28aの不連続部分は容量性素子を形成するように機能する。
【００３９】
隠れた埋設された貫通孔相互接続を積層体の層の間に製造することは、埋込み型多層フレキシブルＰＷＢ内にマイクロ波伝送線路構造を構成するために重要である。図３Ａは接着剤層18および22ならびに積層体16および20中における貫通孔構造によるサーキュレータ44へのＲＦフィード40を、積層体16および20によるキャッチパッド16eおよび20eと共に示している。
【００４０】
通常のＰＷＢの製造においては、貫通孔中にめっきをし易くするためにキャッチパッドが必要とされる。隠れた埋込み貫通孔およびキャッチパッドを生成するために、しばしば複雑な連続しためっきおよび積層プロセスが使用されている。また、穴70および空洞ポケット46の導入により通常の積層プロセスの使用を禁じるファクタが追加される。本発明の実施形態において使用される埋込み型マイクロ波信号および接地相互接続を形成するために、２つの新しい簡単な積層プロセスが使用されることができる。適用に応じて、本発明の実施形態にしたがってこれら２つの新しい方法の１つまたはその両者の組合せを使用して、セクション12の多層のフレキシブルな積層体の広い面積を横切って新しいマイクロ波垂直相互接続を新しく構成することができる。第１の方法は、コラミネーション（ｃｏｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）プロセスであり、第２の方法は異方性を有する導電性のＺ軸接着剤である。
【００４１】
コラミネーションプロセスにおいては、貫通孔16h、20h、24h、28h、18b、22bおよび26bのパターンを積層体の各層16、20および24ならびに各接着剤層18、22および26中に予め穿孔することができる。その後、貫通孔16h、20h、24h、28h、18b、22bおよび26bは、種々の適切な導電性の金属インクまたはエポキシ、たとえば、Ormer Circuits社製の超液相シンタリング（ｓｃｉｎｔｅｒｉｎｇ）（“ＴＬＰＳ”）または松下社製のＡＬＩＶＨ（“任意の層間貫通孔”）と呼ばれる銅ペースト等、の任意のものを充填されることができる。層の対を構成する貫通孔16h、20h、24h、28h、18b、22bおよび26bは、積層の前に材料を充填され、その後、接着剤層18、22および26が組立てられて積層される。導電性インクはキャッチパッドの間、たとえば、積層体16のキャッチパッド16eと積層体20のキャッチパッド20eとの間に相互接続を生成して、本発明の実施形態に対するマイクロ波貫通孔構造を構成する。このプロセスは技術的に知られているが、たとえば、混合信号またはマイクロ波適用に対してフレキシブルな印刷配線板積層体を通って信号転移構造を形成するために使用されたことはなかった。テストの結果、例示的な１実施形態において多層アセンブリに対して、１３ＧＨｚまでのＲＦ相互接続の機能性が示されている。
【００４２】
第２の方法は、上述したもののような異方性を有する導電性Ｚ軸接着剤薄膜（“ＺＡＦ”）を、たとえば、積層体16、20、24、28および60の間に相互接続を構成するための接着剤として使用する。ＺＡＦは、接着剤の厚さ（“Ｚ軸”）を通った層の対の間の相互接続を可能にする導電性粒子で満たされた接着剤薄膜である。導電性粒子は、ＺＡＦが接着剤薄膜の平面において電気的に絶縁するのに十分な間隔を隔てられている。コラミネーションと同様に、ＺＡＦを通常の積層プロセスにおいて使用して、１つまたは２つの操作だけで多数の層のＲＦおよび直流相互接続を形成することができる。コラミネーションとは異なり、ＺＡＦによって形成された相互接続は見分けがつかず、したがって、キャッチパッドおよび、または接地平面および開口のような付加的なパターン化された特徴が、たとえば、層にされた対14に必要になる可能性がある。ＺＡＦの中間の対にされたキャッチパッドおよび接地平面は、密に圧縮された導電性粒子を通って各特徴の間に導電性の通路を生成するように十分に圧縮される。開口の領域においては、この圧縮は行なわれず、Ｚ軸接着剤は誘電体のままである。テストの結果、多層アセンブリに対して１６ＧＨｚまでのＲＦ相互接続の機能性が示されている。
【００４３】
以上、本発明の特定の実施形態が説明され、図示されてきたが、添付された特許請求の範囲に規定されている本発明の技術的範囲を逸脱することなく、当業者は種々の修正および変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の特徴にしたがって製造されることのできる能動アレイの１実施形態の機能ブロック図。
【図２】本発明の１実施形態による多層コンフォーマルＲＦ転移構造を含むコンフォーマルアンテナアセンブリの分解斜視図。
【図２Ａ】図２のＲＦ転移部分の一部分の簡単化された破断図。
【図３Ａ】本発明の１実施形態の第１の部分の部分的に展開された概略断面図。
【図３Ｂ】本発明の実施形態の第２の部分の概略断面図。
【図３Ｃ】図３Ａおよび３Ｂに示されている本発明の実施形態の展開された概略断面図。
【図４】本発明の１実施形態による垂直ＲＦ転移構造にサーキュレータを接続するマイクロストリップの一部分の概略上面図。
【図５Ａ】本発明の１実施形態による垂直ＲＦ転移構造にサーキュレータを接続するマイクロストリップの一部分の概略上面図。
【図５Ｂ】本発明の１実施形態による垂直ＲＦ転移構造にサーキュレータを接続するマイクロストリップの一部分の、図５Ａのライン５Ｂ−５Ｂにおける概略断面図。
【図５Ｃ】本発明の１実施形態による垂直ＲＦ転移構造にサーキュレータを接続するマイクロストリップの別の部分の概略上面図。
【図５Ｄ】本発明の１実施形態による垂直ＲＦ転移構造にサーキュレータを接続するマイクロストリップの別の部分の、図５Ｃのライン５Ｄ−５Ｄにおける概略断面図。
【図６Ａ】本発明の１実施形態によるＰＷＢ16内に含まれたかご形トラフライン転移ラインの概略上面図。
【図６Ｂ】本発明の１実施形態によるＰＷＢ16内に含まれたかご形トラフライン転移ラインの図６Ａのライン６Ｂ−６Ｂにおける概略断面図。
【図７Ａ】本発明の１実施形態によるバラン層内に含まれたかご形同軸転移ラインの概略上面図。
【図７Ｂ】本発明の１実施形態によるバラン層内に含まれたかご形同軸転移ラインの図７Ａのライン７Ｂ−７Ｂにおける概略断面図。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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