[发明专利]用于具有多层基板的微波和毫米波通信系统的垂直过渡

说明书

多层印刷电路板结构中的射频传输线包括垂直地延伸通过印刷电路板结构的第一行接地通孔和第二行接地通孔。第一传输线段沿着多层印刷电路板结构的第一部分水平地延伸以及第二传输线段沿着多层印刷电路板结构的第二部分水平地延伸，第二传输线段与第一传输线段垂直地间隔开。垂直介电结构在第一传输线段和第二传输线段之间延伸以及盲接地通孔垂直地延伸通过印刷电路板结构被定位成与垂直介电结构相邻。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2017年10月17日提交的美国临时专利申请序列No.62/573,244的优先权，其全部内容通过引用并入本文，就如同整体阐述一样。

技术领域

本文所描述的发明构思涉及通信系统，并且更具体地涉及微波和毫米波通信系统。

背景技术

随着无线射频(“RF”)通信系统移动到诸如毫米波频率之类的更高的频率，RF信号的波长变得越来越小。随着波长减小，RF通信系统中的部件中的许多部件(例如，天线元件、功率耦合器等)的尺寸同样地减小。举例来说，在500至1GHz频率范围中的频率处，典型的天线辐射元件可以为4-8英寸长。在60GHz处，辐射元件可以小六十倍。

随着无线RF通信系统中的部件的尺寸减小，系统级封装技术的使用以实现这种系统变得更有吸引力。系统级封装技术是指将系统的许多或所有部件集成到单个封装中的系统。系统级封装技术可以用于减少系统的成本和/或尺寸，以及在一些情况下可以通过减少或消除外部连接来改善系统可靠性和/或性能。

系统级封装技术已用于实现高频无线RF通信系统。例如，图1是如在Hindawei，International Journal of Antennas and Propagation,第2016卷,论文ID 9562854,第1-8页的M.X.Yu的“A novel microstrip-to-microstrip vertical via transition inX-band multilayer packages”中所描述的用于X频带相控阵雷达应用的常规的系统级封装发射/接收模块10的示意性截面视图。如图1中所示，系统级封装发射/接收模块10包括一对单片微波集成电路芯片20-1、20-2(一个用于发射，以及一个用于接收)，其被安装在多层层压结构30的相对侧上，该多层层压结构30被安装在金属腔体40中。多层层压结构30包括多个堆叠的介电层32和图案化的金属层34。导电通孔36穿透多层层压结构30以提供不同层之间的互连。系统级封装技术的使用以实现发射/接收模块10可以减少模块10的尺寸、减小生产成本、简化制造，以及还可以通过缩短传输线路径和/或通过提供在系统的元件之间的更低损耗的连接来减少系统的损耗和噪声系数。

在高频通信系统中，用于形成通过系统级封装基板的多层基板的垂直过渡的导电信号通孔的电气长度可以类似于通过其传输的信号的波长。结果，可能出现电气不连续，该电气不连续可以激发不想要的传输模式，其可能引起垂直导电信号通孔与被包括在多层基板的内层上的接地面之间的强耦合。

为了减少上面所描述的影响，可以与导电信号通孔相邻来提供接地通孔，该接地通孔用作相对的接地面之间的返回电流路径。接地通孔可以减少或消除导电信号通孔与接地面之间的耦合。图2和图3图示了用于实现通过系统级封装RF通信系统的多层基板的垂直过渡的常规的技术，该垂直过渡将多层基板的一侧上的第一传输线连接到使用这种接地通孔的多层基板的第二侧上的第二传输线。尤其是，图2是包括常规的垂直过渡的多层基板50的一部分的示意性透视图，以及图3是沿着图2的线3—3截取的截面视图。图2-图3中所图示的常规的垂直过渡使用接地通孔来减少导电信号通孔与接地面之间的耦合。