(57)【要約】  ギャップによって離隔された一対の構造部材と、前記ギャップ内に配置されたインターコネクト構造部材とを有する構造体。インターコネクト構造部材は、第１の構造部材及び第２の構造部材の対向し合う側面と直に接触する両側の側面を有する充填構造と、該充填構造上に配置されて、第１の構造部材のマイクロ波伝送線路を第２の構造部材のマイクロ波伝送線路に電気的に相互接続する相互接続マイクロ波伝送線路とを含む。導電部材が、相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に配置されて、相互接続マイクロ波伝送線路のグランド導体に電気的に接続される。
2020505851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップによって離隔された一対の構造部材であり、当該一対の構造部材の各構造部材がマイクロ波伝送線路を有する、一対の構造部材と、
前記ギャップ内に配置されたインターコネクト構造であり、
前記一対の構造部材のうちの第１構造部材及び前記一対の構造部材のうちの第２構造部材の対向し合う側面と直に接触する両側の側面を有する充填構造、及び
前記充填構造上に配置されて、前記一対の構造部材のうちの前記第１構造部材の前記マイクロ波伝送線路を前記一対の構造部材のうちの前記第２構造部材の前記マイクロ波伝送線路に電気的に相互接続する相互接続マイクロ波伝送線路、
を有するインターコネクト構造と、
を有する構造体。
【請求項２】
前記インターコネクト構造は、前記相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に配置された導電部材を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記インターコネクト構造は、前記充填構造と前記相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された導電層を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記インターコネクト構造は、前記相互接続マイクロ波伝送線路の信号ライン上に配置された導電部材を含む、請求項３に記載の構造体。
【請求項５】
前記相互接続マイクロ波伝送線路は、信号導体及びグランド導体を含み、前記導電部材は、前記グランド導体に電気的に接続されている、請求項２に記載の構造体。
【請求項６】
前記インターコネクト構造は、前記充填構造と前記相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された導電層を含み、該導電層は、前記導電部材及び前記グランド導体に電気的に接続されている、請求項５に記載の構造体。
【請求項７】
前記導電部材は、前記信号導体の上に配置され且つ前記グランド導体に電気的に接続されている、請求項５に記載の構造体。
【請求項８】
前記インターコネクト構造は、前記充填構造と前記相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された導電層を含み、該導電層は、前記導電部材及び前記グランド導体に電気的に接続されている、請求項７に記載の構造体。
【請求項９】
前記インターコネクト構造は、前記導電層と前記相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された誘電体層を含む、請求項８に記載の構造体。
【請求項１０】
当該構造体は、前記インターコネクト構造の底面に配置された導電体を含み、前記導電部材は、前記インターコネクト構造の前記底面に配置された前記導電体に電気的に接続されている、請求項９に記載の構造体。
【請求項１１】
前記インターコネクト構造の前記底面に配置された前記導電体は、ヒートスプレッダを有する、請求項１０に記載の構造体。
【請求項１２】
構造体を形成する方法であって、
一対の構造部材を、当該一対の構造部材をギャップによって離隔されて、支持体上に設け、当該一対の構造部材の各構造部材がマイクロ波伝送線路を有し、
前記ギャップ内にインターコネクト構造を設け、当該インターコネクト構造は、
絶縁材料を、前記ギャップを充填するように前記ギャップ内に配して、前記一対の構造部材のうちの第１構造部材及び前記一対の構造部材のうちの第２構造部材の対向し合う側面と直に接触させて流動させることで、充填構造を形成することと、
前記充填構造上に、前記一対の構造部材のうちの前記第１構造部材の前記マイクロ波伝送線路を前記一対の構造部材のうちの前記第２構造部材の前記マイクロ波伝送線路に電気的に相互接続する相互接続マイクロ波伝送線路を形成することと、
を有する方法によって形成される、
ことを有する方法。
【請求項１３】
前記相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に配置された導電部材を形成する、ことを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記相互接続マイクロ波伝送線路は、前記充填構造上へのディスペンス、噴射又はフィラメントによってプリントされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に、ディスペンス、噴射又はフィラメントによって誘電体層を形成する、ことを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記導電部材は、前記誘電体層の上にディスペンス、噴射又はフィラメントによってプリントされる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記インターコネクト構造の前記底面に配置された前記導電体を前記導電部材に電気的に接続するように前記充填構造の外側面に配置された電気相互接続層、を含む請求項１０に記載の構造体。
【請求項１８】
前記充填構造の外側面に電気相互接続層を形成して、前記インターコネクト構造の底面の導電体を前記導電部材に電気的に接続する、ことを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
構造体を形成する方法であって、
一対の構造部材を、当該一対の構造部材をギャップによって離隔されて、支持体上に設け、当該一対の構造部材の各構造部材がマイクロ波伝送線路を有し、
３Ｄプリンティングを用いることを含んで、前記ギャップ内にインターコネクト構造を形成する、
ことを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、インターコネクト構造に関し、より具体的には、一対の離間された構造部材上に形成された一対のマイクロ波伝送線路を電気接続するインターコネクト構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
技術的に知られているように、１つの構造上に形成されたマイクロ波伝送線路を第２の構造上に形成されたマイクロ波伝送線路に接続することが頻繁に必要とされる。例えば、一方の構造は、共平面導波路（coplanar  waveguide；ＣＰＷ）又はマイクロストリップ伝送線路を有するプリント回路基板とすることができ、他方の構造は、マイクロ波伝送線路と相互接続される能動及び受動デバイスを有するモノリシック集積回路（ＭＭＩＣ）チップとすることができる。一部のアプリケーションでは、一方又は双方の構造がプリント回路であることがあり、あるいは、一方又は双方がＭＭＩＣであることがある。いずれにしても、一対の構造のうちの一方の出力におけるマイクロ波伝送線路が、他方の構造の入力におけるマイクロ波伝送線路に電気的に接続される必要があり得る。
【０００３】
これまた技術的に知られているように、２つの基板の一致しない熱膨張係数（ＣＴＥ）の差に起因して、それら２つの構造が、ＭＭＩＣチップ上のデバイスにクラック又はダメージを生じさせ得る応力を防止するために、それらの間に典型的に５−１５ミル（０．１３−０．３８ミリメートル）である小さいギャップをおいて取り付けられるので、自動アセンブリ技術は典型的に、ある程度の精度で２つの構造を特定の正規位置に配置するが、構造についての基板サイズ公差を許容することに加えて、モータやリニアエンコーダなどに起因してビジョン精度及びプレースメントの精度について配置公差が存在し、最小ギャップはまた、これら全てがそれ自身の特定のアクセス要求を持つ例えばピックアンドプレースコレット（平坦面ツールを使用することができない場合）、ワイヤ・リボンボンディングツール、及びディスペンスツールなどの自動アセンブリ装置におけるアセンブリツールに合うようにも作られなければならないことがある。従って、これらの問題を解決するために使用されている１つの技術は、図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃに示すように、２つの構造の対向し合う面をできる限り共に近づけて配置しておいて、電気インターコネクトとしてワイヤボンド又はリボンボンドを使用するものである。
【０００４】
これまた技術的に知られているように、数多くの用途において、回路の他の部分に放射しないように、又は回路の他の部分からの信号によって影響されないように、電気インターコネクトをアイソレートすることが必要とされる。上述のように、相互接続するための伝統的な方法は、ワイヤボンド又はリボンボンドによるものであるが、ワイヤボンドは信号を放射してしまうことで悪名高い。さらに、信号導体のみがボンディングされる場合、該ボンドから非常に多量のマイクロ波放射が放たれる。（図１Ａ−１Ｃに示すように）グランド−信号−グランドボンドが使用される場合には、放射は、低減されるが、依然としてかなり強く、多くの用途で受け入れられないものであることがあり、それ故に、用途によっては、望ましくないフィードバック発振又はフィードバック誘起リップルを引き起こし得る。
【発明の概要】
【０００５】
本開示によれば、構造体が提供され、当該構造体は、ギャップによって離隔された一対の構造部材であり、当該一対の構造部材の各構造部材がマイクロ波伝送線路を有する、一対の構造部材と、前記ギャップ内に配置されたインターコネクト構造とを有する。インターコネクト構造は、一対の構造部材のうちの第１構造部材及び一対の構造部材のうちの第２構造部材の対向し合う側面と直に接触する両側の側面を有する充填構造と、該充填構造上に配置されて、一対の構造部材のうちの第１構造部材のマイクロ波伝送線路を一対の構造部材のうちの第２構造部材のマイクロ波伝送線路に電気的に相互接続する相互接続マイクロ波伝送線路とを含む。
【０００６】
一実施形態において、インターコネクト構造は、相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に配置された導電部材を含む。
【０００７】
このような構成により、導電部材がマイクロ波信号を遮蔽して、マイクロ波信号が回路の他の部分に放射すること又は回路の他の部分からの信号によって影響されることを防止する。
【０００８】
一実施形態において、インターコネクト構造は、充填構造と相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された導電層を含む。
【０００９】
一実施形態において、相互接続マイクロ波伝送線路は、信号導体及びグランド導体を含み、該グランド導体に前記導電部材が電気的に接続されている。
【００１０】
一実施形態において、インターコネクト構造は、充填構造と相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された導電層を含み、該導電層は、前記導電部材及び前記グランド導体に電気的に接続されている。
【００１１】
一実施形態において、インターコネクト構造が実質的に遮蔽された伝送線路となるよう、前記導電部材が、前記信号導体の上に配置され且つ前記グランド導体に接続されて、前記信号ラインの周りにグランドシールドを形成する。
【００１２】
一実施形態において、前記インターコネクト構造は、前記充填構造と前記相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された導電層を含み、該導電層は、前記導電部材及び前記グランド導体に電気的に接続されている、請求項５に記載の構造体。
【００１３】
一実施形態において、インターコネクト構造は、前記導電層と相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された誘電体層を含む。
【００１４】
一実施形態において、当該構造体は、インターコネクト構造の底面に配置された導電体を含み、前記導電部材は、インターコネクト構造の底面に配置された前記導電体に電気的に接続されている。
【００１５】
一実施形態において、インターコネクト構造の底面に配置された前記導電体は、ヒートスプレッダを有する。
【００１６】
一実施形態において、インターコネクト構造の底面に配置された前記導電体を前記導電部材に電気的に接続するように、充填構造の外側面に電気相互接続層が配置される。
【００１７】
一実施形態において、構造体を形成する方法が提供され、当該方法は、一対の構造部材を、当該一対の構造部材をギャップによって離隔されて、支持体上に設け、当該一対の構造部材の各構造部材がマイクロ波伝送線路を有し、前記ギャップ内にインターコネクト構造を設けることを有し、当該インターコネクト構造は、前記ギャップ内に粘性材料を配して、前記ギャップを充填するように該粘性材料を前記ギャップ内に流し、一対の構造部材のうちの第１構造部材及び一対の構造部材のうちの第２構造部材の対向し合う側面と直に接触させて流動させることで、充填構造を形成することと、該充填構造上に、一対の構造部材のうちの第１構造部材のマイクロ波伝送線路を一対の構造部材のうちの第２構造部材のマイクロ波伝送線路に電気的に相互接続する相互接続マイクロ波伝送線路を形成することと、を有する方法によって形成される。
【００１８】
一実施形態において、当該方法は、相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に配置された導電部材を形成することを含む。
【００１９】
一実施形態において、相互接続マイクロ波伝送線路は、充填構造上へのディスペンス、噴射又はフィラメントによってプリントされる。
【００２０】
一実施形態において、当該方法は、相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に、ディスペンス、噴射又はフィラメントによって誘電体層を形成することを含む。
【００２１】
一実施形態において、前記導電部材は、前記誘電体層の上にディスペンス、噴射又はフィラメントによってプリントされる。
【００２２】
一実施形態において、構造体を形成する方法が提供され、当該方法は、一対の構造部材を、当該一対の構造部材をギャップによって離隔されて、支持体上に設け、当該一対の構造部材の各構造部材がマイクロ波伝送線路を有し、３Ｄプリンティングを用いて前記ギャップ内にインターコネクト構造を形成することを有する。
【００２３】
このような構成により、マイクロ波信号を遮蔽して、回路の他の部分に放射しないように又は回路の他の部分からの信号によって影響されないようにマイクロ波信号をアイソレートするインターコネクト構造が提供される。また、充填材料が、その上に配置される相互接続マイクロ波伝送線路を形成する際に、例えばプリンティングなどの積層描画（アディティブライティング）技術を用いるための表面を提供する“枕”又は“台座”として機能する。この“枕”は、構造的支持を提供するとともに、一部のケースでは、相互接続マイクロ波伝送線路のグランド導体を“枕”の下のグランド導体から隔てる誘電体ともなり得る。導電性のインク又はフィラメントを使用して、やはり導電性のインク又はフィラメントで書き込まれる相互接続マイクロ波伝送線路の１つ以上の信号ラインの周りで、相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に、グランドシールドを接続する。制御された厚さの誘電体のインク、フィルム又はフィラメントが、相互接続マイクロ波伝送線路のグランド導体を、相互接続マイクロ波伝送線路の信号導体から離隔させる。この“枕”はまた、プリンティングに先立ち、機械的安定性を提供する。従って、相互接続マイクロ波伝送線路のその場（インサイチュ）プリントされる信号導体及びグランド導体が、従来技術で使用されるワイヤ／リボンボンドを置き換える。
【００２４】
本開示の１つ以上の実施形態の細部が、添付の図面及び以下の記載にて説明される。本開示のその他の特徴、目的及び利点が、これらの記載及び図面並びに請求項から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】従来技術に従った、ギャップによって離隔されるとともに該ギャップを橋渡しする導電リボンで電気的に相互接続された３つの構造部材、を有する構造の概略斜視図である。
【図１Ｂ】従来技術に従った、図１Ａの構造の概略平面図である。
【図１Ｃ】従来技術に従った、図１Ａ及び１Ｂの構造の概略断面図であり、この断面は図１Ｂ中の線１Ｃ−１Ｃに沿って取られている。
【図２Ａ】図２Ａ、２Ｂから１３Ａ、１３Ｂは、本開示に従った、ギャップによって離隔されるとともに相互接続部材で電気的に相互接続される３つの構造部材を有する構造の、その製造における様々な段階での、概略的な斜視図、平面図及び断面図であり、図２Ａは斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａの斜視図中の線２Ｂ−２Ｂに沿って取られた断面図である。
【図３Ａ】斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの斜視図中の線３Ｂ−３Ｂに沿って取られた断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの斜視図中の線３Ｃ−３Ｃに沿って取られた断面図である。
【図４Ａ】斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａの斜視図中の線４Ｂ−４Ｂに沿って取られた断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａの斜視図中の線４Ｃ−４Ｃに沿って取られた断面図である。
【図５】斜視図である。
【図６Ａ】斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａの斜視図中の線６Ｂ−６Ｂに沿って取られた断面図である。
【図７Ａ】斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａの斜視図中の線７Ｂ−７Ｂに沿って取られた断面図である。
【図８Ａ】斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａの斜視図中の線８Ｂ−８Ｂに沿って取られた断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａの斜視図中の線８Ｃ−８Ｃに沿って取られた断面図である。
【図９Ａ】斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａの斜視図中の線９Ｂ−９Ｂに沿って取られた断面図である。
【図９Ｃ】図９Ａの斜視図中の線９Ｃ−９Ｃに沿って取られた断面図である。
【図９Ｄ】図９Ａ中の９Ｄ−９Ｄの部分の拡大図である。
【図１０Ａ】斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの斜視図中の線１０Ｂ−１０Ｂに沿って取られた断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの斜視図中の線１０Ｃ−１０Ｃに沿って取られた断面図である。
【図１１Ａ】斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの斜視図中の線１１Ｂ−１１Ｂに沿って取られた断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａの斜視図中の線１１Ｃ−１１Ｃに沿って取られた断面図である。
【図１２Ａ】斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの斜視図中の線１２Ｂ−１２Ｂに沿って取られた断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａの斜視図中の線１２Ｃ−１２Ｃに沿って取られた断面図である。
【図１３Ａ】斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの斜視図中の線１３Ｂ−１３Ｂに沿って取られた断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃは、図２Ａ、２Ｂから１３Ａ、１３Ｂに従って形成された構造の一部の平面図及び断面図であり、この部分は、３つの構造部材のうちの２つの間の相互接続を示している。
【図１４Ｂ】図１４Ａの平面図中の線１４Ｂ−１４Ｂに沿って取られた断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａの平面図中の線１４Ｃ−１４Ｃに沿って取られた断面図である。
【００２６】
様々な図中の似通った参照符号は同様の要素を指し示している。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、図２Ａ及び２Ｂから図１３Ａ及び１３Ｂまでを参照するに、離間された構造部材１２、２４の対の上に形成されたマイクロ波伝送線路の対を、構造部材２４上のマイクロ波伝送線路３０をチップ１２に接続する相互接続マイクロ波伝送線路７５ａ（図１０Ａ）と、チップ１２を構造部材４２上のマイクロ波伝送線路３０に接続する相互接続マイクロ波伝送線路７５ｂとを介して接続するインターコネクト構造９（図１４Ａ、１４Ｂ）を形成するプロセスが示されている。
【００２８】
従って、図２Ａ及び２Ｂを参照するに、第１の構造部材１２を有した、ここでは例えば導電性且つ熱伝導性のヒートシンクである支持体１０が用意される。第１の構造部材１２は、ここでは例えば、導電性且つ熱伝導性の導電層１６をチップ１２の底面に持つモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）チップ１２と、導電性且つ熱伝導性の導電層１６の底面に取付けられた導電性且つ熱伝導性のヒートスプレッダ１８とを有する。ヒートスプレッダ１８の底面は、任意の都合のよい手段によって、ここでは例えばはんだによって、支持体１０の上面２２の第１の部分２０に取り付けられている。
【００２９】
ＭＭＩＣチップ１２は、図示のように、ここでは例えばマイクロストリップラインである入力マイクロ波伝送線路１５及び出力マイクロ波伝送線路１７に接続された能動及び受動デバイス領域１３を有している。入力マイクロストリップ伝送線路１５は、図示のように、一対の入力グランドパッド１５ｇの間に配置された入力信号パッド１５ｓを有しており、入力グランドパッド１５ｇは、ＭＭＩＣチップ１２を垂直に貫通する導電ビア２１によってヒートスプレッダ１８に接続されている。出力マイクロストリップ伝送線路１７は、図示のように、一対の出力グランドパッド１７ｇの間に配置された出力信号パッド１７ｓを有しており、出力グランドパッド１７ｇは、ＭＭＩＣチップ１２を垂直に貫通する導電ビア２１によってヒートスプレッダ１８に接続されている。
【００３０】
第２の構造部材２４は、ここでは例えば、プリント回路基板などの誘電体基板２６であり、その上面２８に、ここでは例えば一対のグランドプレーン導体３４の間に中央の信号導体３２が配置された共平面導波路（ＣＰＷ）伝送線路である、マイクロ波伝送線路３０を有し、そして、その底面３６に導電層３８を有している。導電層３８は、図示のように、ここでは例えばアルミナである誘電体基板２６を垂直に貫通する複数の導電ビア３９によって一対のグランドプレーン導体３４に電気的に接続されており、また、導電層３８は、任意の都合のよい手段によって、ここでは例えばはんだによって、支持体１０の上面２２の第２の部分４０に取り付けられている。より具体的には、複数の導電ビア３９は、グランドプレーン導体３４の各々の長さに沿って配置されるとともに、伝送線路３０中を伝送されるマイクロ波エネルギーの公称動作波長をλとして、約λ／８だけ互いに離間される。
【００３１】
ここでは、第３の構造部材４２が設けられている。第３の構造部材４２は、図示のように、第２の構造部材２４と同じであり、任意の都合のよい手段によって、ここでは例えばはんだによって、支持体１０の上面２２の第３の部分４４に取り付けられている。なお、対向する又は面する第１の構造部材１２の側面４８及び第２の構造部材２４の側面４６は、第１のギャップ５０によって離隔され、対向する又は面する第１の構造部材１２の側面５４及び第３の構造部材４２の側面５６は、第２のギャップ５２によって離隔されている。
【００３２】
次に図３Ａ、３Ｂ及び３Ｃを参照するに、ここでは例えばシリコーンであるオプションのダム材料５８が、図示のように、第１のギャップ５０の両端にある２つのダム５８ａ、５８ｂと、第２のギャップ５２の両端にある２つのダム５８ｃ、５８ｄとの４つのダム５８ａ−５８ｄを設けるように、シリンジ又は３Ｄプリンティングプロセスを用いて支持体１０の上面２２の複数部分に付与される。図示のようにダム材料５８を付与した後、ダム材料５８は硬化される。ここで、この例では、ダム５８ａ−５８ｄの高さは近似的にヒートスプレッダ１８の高さである。
【００３３】
次に図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃを参照するに、シリンジ又は３Ｄプリンティングプロセスを用いて、一対の充填構造６０ａ、６０ｂが、ここでの例ではダム５８ａ−５８ｄの高さまで、それぞれ、図示のようにギャップ５０、５２の各々の中に、そして、それぞれ、図示のように一対のダム５８ａ、５８ｂの間及び５８ｃ、５８ｄの間に形成される。充填構造６０ａ、６０ｂの充填構造対の高さは、形成されることになる次の誘電体層の誘電特性に依存する。充填構造６０ａ、６０ｂは、その上に配置される相互接続マイクロ波伝送線路７５ａ、７５ｂ（図１０Ａ）を形成する際に、後述する積層描画技術を使用するための表面を提供する“枕”又は“台座”として機能する。充填構造６０ａ、６０ｂは、例えば、関心ある熱範囲にわたって不一致の熱膨張係数（ＴＣＥ）に対処するように選定されたヤング率を持つ粘性の絶縁材料（例えば、シリコーン材料など）をディスペンスすることによって形成される。より具体的には、動作温度範囲ＴＯＰにわたる動作及び保管温度範囲ＴＳＲに適応された所与の構造９（図１４Ａ、１４Ｂ）に対し、一対の充填構造６０ａ、６０ｂは、構造９の動作温度範囲ＴＯＰ及び保管温度範囲ＴＳＲの双方の温度範囲にわたって相互接続マイクロ波伝送線路７５ａ又は相互接続マイクロ波伝送線路７５ｂ（図１０Ａ）のいずれも故障、破損、又はその他で電気接続性が失わないように選択されたヤング率を持つ。充填構造６０ａは、第１の構造部材１２及び第２の構造部材２４の対向する又は面する側面４６、４８の間及びダム５８ａ、５８ｂの間に閉じ込められ（ギャップ５０を充填する）、充填構造６０ｂは、第１の構造部材１２及び第３の構造部材４２の対向する又は面する側面５４、５６の間及びダム５８ｃ、５８ｄの間に閉じ込められる（ギャップ５２を充填する）。ダム５８ａ−５８ｄは、充填構造材料が完全に硬化する前に充填構造材料がギャップ５０、５２から流れ出すのを防ぐために使用される。充填構造材料がここで平坦化され、そして完全に硬化された後、図５に示すように、オプションのダム５８は、ここでは例えばカミソリの刃を用いて除去され得る。なお、充填材料６０ａ、６０ｂが低粘度のセルフレベリング材料である場合には典型的にダム５８ａ、５８ｂが使用され、より高粘度の材料が使用される場合にはダム５８ａ、５８ｂは必ずしも必要とされない。理解されるべきことには、充填構造６０ａ、６０ｂを形成することには、例えば絶縁性のフィラメントを用いてギャップ５０、５２を充填するなど、他の方法が使用されてもよい。
【００３４】
次に図６Ａ及び６Ｂを参照するに、ここでは例えばオプトメックエアロゾルプリンタ（Ｏｐｔｏｍｅｃ、３９１１  Ｓｉｎｇｅｒ  Ｎ．Ｅ．、アルバカーキ、ニューメキシコ州、８７１０９）である所望のインクをプリントすることができるプリンタ６３を用いて、図示のように、ここでは例えば銀又は銅のナノ粒子インクといった導電性のインクである導電層６２が、充填構造６０ａ、６０ｂの上方から充填構造６０ａ、６０ｂの上面に印刷される。
【００３５】
次に図７Ａ及び７Ｂを参照するに、導電層６２の外縁の表面部分の上で、追加の導電性インク及び例えば３Ｄプリンティングを用いて、図示のように、導電層６２の高さが積み増されて、導電パッド６２ａ−６２ｄを形成する。この積み増しは、図１０Ａ−１０Ｃにて説明するように、次の導電グランドライン７４を形成して層６２を層７８に電気接続することを可能にするためである。次いで、層６２及び６２ａ−６２ｄに使用された導電性のペースト材料が硬化される。
【００３６】
次に図８Ａ−８Ｃを参照するに、層６２、６２ａ−６２ｄに使用されるとともに導電層７４に使用される導電性インク材料を硬化させた後、制御された誘電特性及び損失正接特性のものであるマイクロ波誘電体に適した、ここでは例えばポリマーインク又はフィラメントである誘電材料の第１の層６８（例えば、Ｒｏｇｅｒｓ社、Ｒｏｇｅｒｓ  ＣＴ  ０６２６３誘電体フィラメント、又はＣｒｅａｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社、Ａｙｅｒ、マサチューセッツ州、０１４３２、インク、ポリイミド、エポキシ系誘電体）が、例えば３Ｄプリンティングを用いて、６２ａ−６２ｄと近似的に同じ高さまで形成される。次いで、この誘電材料が硬化される。
【００３７】
次に図９Ａ−９Ｃを参照するに、ＭＭＩＣチップ１２の信号入力パッド１５ｓ及び信号出力パッド１７ｓをそれぞれＣＰＷ伝送線路３０の信号ライン３２に接続する信号ライン７０が、図示のように誘電体層６８上にプリントされ、その後に硬化される。あるいは、硬化は、図１０Ａ−１０Ｃに関して説明する次の工程の後まで遅らされてもよい。信号ライン７０に使用される材料は、典型的に、層６２及びグランド層７４に使用される材料と同じ材料である。この材料は、次の工程と併せて硬化されることができる。なお、ここでは誘電体２６及びチップ１２の上面は同じ高さにあり、且つここでは信号パッド１５ｓ、１７ｓは信号導体３２及びグランドプレーン導体３４よりも薄いので、信号ライン７０はここではストリップ導体３２のエッジに接するとともに信号パッド１５ｓ、１７ｓの一部に被さっているが、図９Ｄに示すように、信号ライン７０はストリップ導体３２の端部に重なってもよい。
【００３８】
次に図１０Ａ−１０Ｃを参照するに、第１の構造部材１２上のグランドライン２１を第２の構造部材２４上のグランドライン３４及び第３の構造部材４２上のグランドライン３４に接続して、ＭＭＩＣチップ１２を第２及び第３の構造部材２４、４２上のＣＰＷ伝送線路３０に電気的に接続するように、ここでは信号ライン７０及び６２、６２ａ−６２ｄをプリントするのに使用された材料と同じ材料のものであるグランドライン７４がプリントされる。上述したように、次いで、この材料が硬化される。図１０Ｂから留意されたいことには、グランドライン７４は、誘電体層６８によって信号ライン７０から誘電的に絶縁されているが、導電層６２、６２ａ及び６２ｂ、並びに６２ｃ及び６２ｄに電気的に接続されている。これまた留意されたいことには、上述のように、誘電体２６及びチップ１２の上面は同じ高さにあり、且つここではグランドパッド１５ｇ、１７ｇがグランドプレーン導体３４よりも薄いので、グランドライン７４はここではグランドプレーン導体３４のエッジに接するとともにグランドパッド１５ｇ、１７ｇの一部に被さっているが、グランドライン７４は、グランドライン３４の端部に重なってもよい。斯くして、充填材料６０ａの上の信号導体７０及びグランドライン７４が、第２の構造部材２４上のマイクロ波伝送線路３０をチップ１２に接続するマイクロ波伝送線路７５ａ（図１０Ａ）を形成し、充填材料６０ｂの上の信号導体７０及びグランドライン７４が、チップ１２を第３の構造部材４２上のマイクロ波伝送線路３０に接続するマイクロ波伝送線路７５ｂ（図１０Ａ）を形成する。
【００３９】
次に図１１Ａ−１１Ｃを参照するに、信号ライン７０及び導電グランド層７４を形成するのに使用された材料を硬化させた後、図示のように、ここではエポキシ系インクである誘電材料６８と同じ誘電材料の層７６が、導電グランド層７４と誘電体層６８の露出部分との上に３Ｄプリントされる。次いで、層７６のこの誘電材料が硬化される。
【００４０】
次に図１２Ａ−１２Ｃを参照するに、図示のように、ここでは誘電体層７６の頂面及び側壁を覆ってプリントされる導電性の遮蔽部材として、グランドシールド層７８が形成され、グランドシールド層７８が層６２、６２ａ−６２ｄ及び７４に電気的に相互接続される。この材料は、プリント後に、又は図１３Ａ−１３Ｃに関して説明する次の工程の後に、硬化されることができる。
【００４１】
次に図１３Ａ及び図１３Ｂを参照するに、図示のように、充填構造６０ａ、６０ｂそれぞれの外側壁（アウタ側壁）に、並びに層６２、６２ａ、６２ｂ及び導電グランド層７４の外縁を覆って、並びに導電性の支持体１０の上に、ここでは例えば銀又は銅のナノ粒子インクである導電性のペースト材料８０ａ、８０ｂ（例えば、信号導体７０及びグランドライン７４を形成するのに使用されたものなど）をプリントすることによって、グランドシールド層７８が支持体１０に電気的に接続される。なお、図示のように、ここではプリンタのプリントヘッドが傾けられる。次に、導電性インクが硬化されて、図１４に示す構造を形成する。図１３Ａ及び図１３Ｂから留意されたいことには、グランドシールド層７８は、誘電体層７６によって信号ライン７０から電気的に絶縁されている。更に留意されたいことには、信号ライン７０の上の領域における誘電体層７６の厚さは、誘電体厚６８の厚さに略等しい。故に、グランド層７４を覆って配置されて導電性の支持体１０に接続された導電性のシールド部材７８が、信号ライン７０の周りにグランドシールドを形成し、それにより、インターコネクト構造９が実質的に遮蔽された伝送線路となる。
【００４２】
図１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃを参照するに、留意されたいことには、図２Ａ及び２Ｂから１３Ａ及び１３Ｂに関して上述した方法は、ギャップ５０、５２に配置されたインターコネクト構造部材の対を形成する。この相互接続のための部材は：支持体の上面に配置された、第１の構造部材及び第２の構造部材の対向し合う側面と直に接触する両側の側面を有する充填構造６０ａ、及び第１の構造部材及び第３の構造部材の対向し合う側面と直に接触する両側の側面を有する充填構造６０ｂ；並びに、充填構造上に配置された、第２の構造部材のマイクロ波伝送線路をＭＭＩＣチップ（第１の構造部材）に電気的に相互接続する相互接続マイクロ波伝送線路、及びＭＭＩＣチップ１２を第３の部材構造のマイクロ波伝送線路に電気的に相互接続する相互接続マイクロ波伝送線路を含む。図１４Ｂを参照するに、再び留意されたいことには、グランドシールド層７８は支持体１０及びグランド線７４に電気的に接続されている。
【００４３】
従って、留意されたいことに、（充填構造６０ａ、６０ｂ、導電層６２、導電パッド６２ａ−６２ｄ、誘電体層６８、信号ライン７０、導電グランドライン７４、誘電体層７６、グランドシールド層７８、及び導電材料８０を有する）インターコネクト構造９の全体が、ディスペンスによって、又は３Ｄプリンティングプロセス（積層造形法）によって形成され、インターコネクト構造９を形成するのに使用される材料が、コンピュータ制御下で、順次の層として堆積されてパターニングされる。
【００４４】
もはや理解されるはずのことには、本開示に従った構造体は、ギャップによって離隔された一対の構造部材であり、当該一対の構造部材の各構造部材がマイクロ波伝送線路を有する、一対の構造部材と、前記ギャップ内に配置されたインターコネクト構造とを含む、前記インターコネクト構造は、前記一対の構造部材のうちの第１構造部材及び前記一対の構造部材のうちの第２構造部材の対向し合う側面と直に接触する両側の側面を有する充填構造と、前記充填構造上に配置されて、前記一対の構造部材のうちの前記第１構造部材の前記マイクロ波伝送線路を前記一対の構造部材のうちの前記第２構造部材の前記マイクロ波伝送線路に電気的に相互接続する相互接続マイクロ波伝送線路とを有する。当該構造体は、以下の特徴のうちの１つ以上を、独立に、又は他の特徴と組み合わせて含み得る：前記インターコネクト構造は、前記相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に配置された導電部材を含む；前記インターコネクト構造は、前記充填構造と前記相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された導電層を含む；前記インターコネクト構造は、前記相互接続マイクロ波伝送線路の信号ライン上に配置された導電部材を含む；前記相互接続マイクロ波伝送線路は、信号導体及びグランド導体を含み、前記導電部材は、前記グランド導体に電気的に接続されている；前記インターコネクト構造は、前記充填構造と前記相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された導電層を含み、該導電層は、前記導電部材及び前記グランド導体に電気的に接続されている；前記導電部材は、前記信号導体の上に配置され且つ前記グランド導体に電気的に接続されている；前記インターコネクト構造は、前記充填構造と前記相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された導電層を含み、該導電層は、前記導電部材及び前記グランド導体に電気的に接続されている；前記インターコネクト構造は、前記導電層と前記相互接続マイクロ波伝送線路との間に配置された誘電体層を含む；当該構造体は、前記インターコネクト構造の底面に配置された導電体を含み、前記導電部材は、前記インターコネクト構造の前記底面に配置された前記導電体に電気的に接続されている；前記インターコネクト構造の前記底面に配置された前記導電体を前記導電部材に電気的に接続するように前記充填構造の外側面に配置された電気相互接続層を含む；及び、前記インターコネクト構造の前記底面に配置された前記導電体は、ヒートスプレッダを有する。
【００４５】
もはや理解されるはずのことには、本開示に従った構造体を形成する方法は、一対の構造部材を、当該一対の構造部材をギャップによって離隔されて、支持体上に設け、当該一対の構造部材の各構造部材がマイクロ波伝送線路を有し、前記ギャップ内にインターコネクト構造を設けることを含み、当該インターコネクト構造は、絶縁材料を、前記ギャップを充填するように前記ギャップ内に配して、前記一対の構造部材のうちの第１構造部材及び前記一対の構造部材のうちの第２構造部材の対向し合う側面と直に接触させて流動させることで、充填構造を形成することと、前記充填構造上に、前記一対の構造部材のうちの前記第１構造部材の前記マイクロ波伝送線路を前記一対の構造部材のうちの前記第２構造部材の前記マイクロ波伝送線路に電気的に相互接続する相互接続マイクロ波伝送線路を形成することと、を有する方法によって形成される。当該方法は、以下の特徴のうちの１つ以上を、独立に、又は他の特徴と組み合わせて含み得る：前記相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に配置された導電部材を形成する；；前記相互接続マイクロ波伝送線路は、前記充填構造上へのディスペンス、噴射又はフィラメントによってプリントされる；前記相互接続マイクロ波伝送線路の信号ラインの上に、ディスペンス、噴射又はフィラメントによって誘電体層を形成する；前記導電部材は、前記誘電体層の上にディスペンス、噴射又はフィラメントによってプリントされる；前記充填構造の外側面に電気相互接続層を形成して、前記インターコネクト構造の底面の導電体を前記導電部材に電気的に接続する。
【００４６】
これまたもはや理解されるはずのことには、本開示に従った構造体を形成する方法は、一対の構造部材を、当該一対の構造部材をギャップによって離隔されて、支持体上に設け、当該一対の構造部材の各構造部材がマイクロ波伝送線路を有し、３Ｄプリンティングを用いることを含んで、前記ギャップ内にインターコネクト構造を形成することを含む。
【００４７】
本開示の多数の実施形態を説明してきた。そうとはいえ、理解されるように、本開示の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更が為され得る。例えば、充填構造６０ａ及び６０ｂが、硬化される前に流動することなく高さを構築するのに十分な粘性を持つ場合、ダム構造５８ａ、５８ｂ、５８ｃ及び５８ｄは必要とされないことがある。さらに、ＣＰＷ伝送線路３０は、代わりにマイクロストリップ伝送線路であってもよい。また、充填構造６０ａ、６０ｂ並びに誘電体層６８及び７６は、プロセスを単純にするよう、１つの同じ材料とし得る。例えば平坦性などの機械的な公差又は例えば誘電率若しくは損失正接などの電気的な公差を改善するために、誘電体層６８及び７６と同じ材料とし得る追加の誘電体層（図示せず）が、充填材料６０ａ及び６０ｂと導電層６２との間に付加されてもよい。さらには、ヒートスプレッダ１８は取り除かれてもよい。また、ＭＭＩＣは、他のタイプの集積回路又はマイクロ回路であってもよいし、あるいは、単に別のプリント回路又はマイクロ波伝送線路構造であってもよい。導電体又は誘電体は、インク又はフィラメントによって形成されてもよい。従って、その他の実施形態も以下の請求項の範囲内にある。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
2020505851.tif 000015
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
2020505851.tif 000021
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
2020505851.tif 000033
【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【国際調査報告】
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