具有波导管的线路板结构及其制作方法与流程

1.本技术涉及波导领域，尤其涉及一种具有波导管的线路板结构及其制作方法。


背景技术：

2.基片集成波导(substrate integrated waveguide，siw)是一种可集成于介质基片中的新型传输线结构。siw通常是在基板两面覆以金属的介质基板上打两排金属通孔得到的。在保证传输线上能量不泄露的情况下，将通孔阵列等效为金属壁，传输特性则可近似矩形波导分析。siw结构具有传统波导和微带型结构传输线的优点，即具有低辐射、低插损、较高q值、高功率容量、小型化、易于连接等优点，且可将无源器件、有源器件和天线等所有通信器件集成在同一衬底上。然而，基片集成波导的金属通孔的设置数量往往非常高且精度要求较高，不利于降低成本和提升产品良率。而且，微波在基片集成波导中传输时存在较大的传输损耗。


技术实现要素：

3.为解决以上至少一不足之处，有必要提供一种具有波导管的线路板结构的制作方法。
4.另，还有必要提供一种上述方法制得的线路板结构。
5.本技术提供一种具有波导管的线路板结构的制作方法，包括以下步骤：提供第一基板单元、第二基板单元、第三基板单元和胶粘层，所述第一基板单元包括第一介电层和设于所述第一介电层表面的第一导电层，所述第一导电层包括第一屏蔽区和位于所述第一屏蔽区两侧的第一人工磁导体区；所述第二基板单元包括第二介电层和设于所述第二介电层表面的第二导电层，所述第二导电层包括第二屏蔽区；所述第三基板单元设有第一开槽，所述胶粘层设有第二开槽；依次层叠所述第一基板单元、所述胶粘层、所述第三基板单元、另一所述胶粘层以及所述第二基板单元，使所述第一开槽和所述第二开槽相互连通形成腔体且所述第一屏蔽区和所述第二屏蔽区分别位于所述腔体相对的两侧，得到中间体；压合所述中间体，使具有所述第一屏蔽区和所述第二屏蔽区的所述腔体形成所述波导管，从而得到所述线路板结构。
6.在一些可能的实现方式中，所述第二导电层还包括位于所述第二屏蔽区两侧的第二人工磁导体区。
7.在一些可能的实现方式中，所述腔体的侧壁设有电镀层。
8.在一些可能的实现方式中，沿所述第一基板单元或所述第二基板单元的延伸方向，所述第一人工磁导体区包括多列人工磁导体。
9.本技术还提供一种具有波导管的线路板结构的制作方法，包括以下步骤：提供第一基板单元、第二基板单元和胶粘层，所述第一基板单元包括第一介电层和设于所述第一介电层表面的第一导电层，所述第一导电层包括第一屏蔽区和位于所述第一屏蔽区两侧的第一人工磁导体区；所述第二基板单元包括第二介电层和设于所述第二介电层表面的第二
导电层，所述第二导电层包括第二屏蔽区；所述第二基板单元设有第一开槽，所述第二屏蔽区位于所述第一开槽的底部，所述胶粘层设有第二开槽；依次层叠所述第一基板单元、所述胶粘层及所述第二基板单元，使所述第一开槽和所述第二开槽相互连通形成腔体且所述第一屏蔽区和所述第二屏蔽区分别位于所述腔体相对的两侧，得到中间体；压合所述中间体，使具有所述第一屏蔽区和所述第二屏蔽区的所述腔体形成所述波导管，从而得到所述线路板结构。
10.在一些可能的实现方式中，所述第二基板单元还包括第三介电层和第三导电层，所述第一开槽贯穿所述第三介电层和所述第三导电层。
11.在一些可能的实现方式中，所述第二介电层的一表面向内凹陷形成所述第一开槽，所述第二导电层至少设于所述第一开槽的底面，位于所述第一开槽底面的所述第二导电层形成所述第二屏蔽区。
12.在一些可能的实现方式中，所述第二导电层还设于所述第一开槽的侧壁，位于所述第一开槽侧壁的所述第二导电层形成第三屏蔽区，所述波导管包括所述第三屏蔽区。
13.在一些可能的实现方式中，所述第二介电层通过射出成型制备。
14.本技术还提供一种具有波导管的线路板结构，包括线路板和设于所述线路板中的所述波导管，所述线路板包括依次层叠的第一基板单元、胶粘层、第三基板单元、另一所述胶粘层以及第二基板单元。所述第一基板单元包括第一介电层和设于所述第一介电层表面的第一导电层，所述第一导电层包括第一屏蔽区和位于所述第一屏蔽区两侧的第一人工磁导体区；所述第二基板单元包括第二介电层和设于所述第二介电层表面的第二导电层，所述第二导电层包括第二屏蔽区；所述第三基板单元设有第一开槽，所述胶粘层设有第二开槽。所述第一开槽和所述第二开槽相互连通形成腔体，所述第一屏蔽区和所述第二屏蔽区分别位于所述腔体相对的两侧，具有所述第一屏蔽区和所述第二屏蔽区的所述腔体形成所述波导管。
15.在一些可能的实现方式中，所述第二导电层还包括位于所述第二屏蔽区两侧的第二人工磁导体区。
16.在一些可能的实现方式中，所述腔体的侧壁设有电镀层。
17.在一些可能的实现方式中，沿所述第一基板单元或所述第二基板单元的延伸方向，所述第一人工磁导体区包括多列人工磁导体。
18.本技术还提供一种具有波导管的线路板结构，包括线路板和设于所述线路板中的所述波导管，所述线路板包括依次层叠的第一基板单元、胶粘层以及第二基板单元。所述第一基板单元包括第一介电层和设于所述第一介电层表面的第一导电层，所述第一导电层包括第一屏蔽区和位于所述第一屏蔽区两侧的第一人工磁导体区；所述第二基板单元包括第二介电层和设于所述第二介电层表面的第二导电层，所述第二导电层包括第二屏蔽区；所述第二基板单元设有第一开槽，所述第二屏蔽区位于所述第一开槽的底部，所述胶粘层设有第二开槽。所述第一开槽和所述第二开槽相互连通形成腔体，所述第一屏蔽区和所述第二屏蔽区分别位于所述腔体相对的两侧，具有所述第一屏蔽区和所述第二屏蔽区的所述腔体形成所述波导管。
19.在一些可能的实现方式中，所述第二基板单元还包括第三介电层和第三导电层，所述第一开槽贯穿所述第三介电层和所述第三导电层。
20.在一些可能的实现方式中，所述第二介电层的一表面向内凹陷形成所述第一开槽，所述第二导电层至少设于所述第一开槽的底面，位于所述第一开槽底面的所述第二导电层形成所述第二屏蔽区。
21.在一些可能的实现方式中，所述第二导电层还设于所述第一开槽的侧壁，位于所述第一开槽侧壁的所述第二导电层形成第三屏蔽区，所述波导管包括所述第三屏蔽区。
22.本技术利用人工磁导体防止信号泄露，避免了现有技术中金属通孔的开设，从而降低了对工艺精度的要求以及工艺成本，同时也可提升产品良率。由于波导管内的介质为空气，电磁波在空气中传播，有利于降低传输损耗。
附图说明
23.图1和图2为本技术一实施方式的线路板结构的制作方法的示意图。
24.图3和图4为本技术另一实施方式的线路板结构的制作方法的示意图。
25.图5和图6为本技术再一实施方式的线路板结构的制作方法的示意图。
26.主要元件符号说明
27.[0028][0029]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
[0030]
以下描述将参考附图以更全面地描述本技术内容。附图中所示为本技术的示例性实施例。然而，本技术可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本技术透彻和完整，并且将本技术的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
[0031]
本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本技术。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”或“包括”和/或“包括”或“具有”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件，组件和/或其群组。
[0032]
除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本技术内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
[0033]
以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是，参考附图中所描绘的组件不一定按比例显示；而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。
[0034]
下面参照附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详细描述。
[0035]
请参阅图1和图2，本技术一实施方式提供一种线路板结构1的制作方法，其中，线
路板结构1可用于雷达系统(如汽车毫米波雷达中)。根据不同需求，所述制备方法的步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。所述制作方法包括以下步骤：
[0036]
步骤s11，请参阅图1，提供第一基板单元10、第二基板单元20、第三基板单元30和两个胶粘层。
[0037]
第一基板单元10包括第一介电层11和设于第一介电层11表面的第一导电层12。第一导电层12包括第一屏蔽区121和位于第一屏蔽区121两侧的第一人工磁导体区122。
[0038]
第二基板单元20包括第二介电层21和设于第二介电层21表面的第二导电层22。第二导电层22包括第二屏蔽区221和位于第二屏蔽区221两侧的第二人工磁导体区222。第一人工磁导体区122和第二人工磁导体区222均设有人工磁导体(artificial magnetic conductor，amc)。其中，人工磁导体可采用与线路图案相同的形成方式得到，如，人工磁导体可通过曝光显影工艺蚀刻一导电层得到。人工磁导体能够抑制或阻止具有特定的频带(即传播截止频带)所含的频率的电磁波沿着人工磁导体的表面传播。在一些实施例中，沿第一基板单元10或第二基板单元20的延伸方向，第一人工磁导体区122和第二人工磁导体区222可包含多列人工磁导体(如2至7列，图1示出第一人工磁导体区122和第二人工磁导体区222均包括三列人工磁导体)。每一列人工磁导体中包含多个重复性的人工磁导体，每个人工磁导体的横截面形状可以为圆形、方形或其它形状。
[0039]
第三基板单元30包括第三介电层31和设于第三介电层31相对两表面的第三导电层32。第三基板单元30中设有贯穿第三介电层31和第三导电层32的第一开槽300。第一开槽300可通过激光打孔或者机械钻孔方式形成。
[0040]
胶粘层40设有贯穿胶粘层40的第二开槽400。第二开槽400的宽度可与第一开槽300的宽度相同。第二开槽400也可通过激光打孔或者机械钻孔方式形成。
[0041]
在一些实施例中，第一基板单元10还可包括第一线路层13，第一介电层11设于第一导电层12和第一线路层13之间。第二基板单元20还可包括第二线路层23，第二介电层21设于第二导电层22和第二线路层23之间。第三导电层32可以为线路层。
[0042]
在一些实施例中，第一介电层11、第二介电层21和第三介电层31的材质为绝缘树脂，具体地，第一介电层11、第二介电层21和第三介电层31的材质可以选自液晶聚合物(liquid crystal polymer，lcp)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，ptfe)、聚醚醚酮(polyetheretherketone,peek)、聚苯醚(polyphenylene oxide，ppo)、聚酰亚胺(polyimide，pi)等树脂中的一种。第一介电层11、第二介电层21和第三介电层31的材质可以相同，也可以不同。胶粘层40的材质为绝缘树脂，具体地，胶粘层40的材质可以选自液晶聚合物、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚苯醚、聚酰亚胺等树脂中的一种。
[0043]
步骤s12，请参阅图2，依次层叠第一基板单元10、胶粘层40、第三基板单元30、另一胶粘层40以及第二基板单元20，使得第一开槽300和第二开槽400相互连通形成腔体s且第一屏蔽区121和第二屏蔽区221分别位于腔体s相对的两侧，得到中间体。
[0044]
步骤s13，压合中间体，得到线路板结构1。
[0045]
其中，胶粘层40可以为半固化状态，其在压合时流动并分别填充第一人工磁导体区122的间隙和第二人工磁导体区222的间隙，并将第一基板单元10、第三基板单元30以及第二基板单元20粘接在一起。同时，可控制胶粘层40的流动速度，防止胶粘层40流入腔体s内。
[0046]
具有第一屏蔽区121和第二屏蔽区221的该腔体s形成一个波导管50，使得电磁波(信号波)可在波导管50内传播。而且，由于人工磁导体能够抑制或阻止具有特定的频带所含的频率的电磁波沿着人工磁导体的表面传播，因此腔体s的侧壁不需要额外电镀导电材料，便可以避免波导管50内传播的电磁波经腔体s的侧壁泄露出去，降低了电磁波的传输损耗。
[0047]
请参阅图3和图4，本技术另一实施方式还提供一种线路板结构2的制作方法。根据不同需求，所述制备方法的步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。所述制作方法包括以下步骤：
[0048]
步骤s21，请参阅图3，提供第一基板单元10、第二基板单元20和胶粘层40。
[0049]
第一基板单元10包括第一介电层11和设于第一介电层11上的第一导电层12。第一导电层12包括第一屏蔽区121和位于第一屏蔽区121两侧的第一人工磁导体区122。第一人工磁导体区122设有人工磁导体。
[0050]
第二基板单元20包括依次层叠的第二介电层21、第二导电层22、第三介电层31和第三导电层32。第二导电层22包括第二屏蔽区221。第一人工磁导体区122设有人工磁导体。第二基板单元20中设有贯穿第三介电层31和第三导电层32的第一开槽300。第二屏蔽区221位于第一开槽300的底部。
[0051]
胶粘层40设有贯穿胶粘层40的第二开槽400。第二开槽400的宽度可与第一开槽300的宽度相同。
[0052]
在一些实施例中，第一基板单元10还可包括第一线路层13，第一介电层11设于第一导电层12和第一线路层13之间。第二基板单元20还可包括第二线路层23，第二介电层21设于第二导电层22和第二线路层23之间。第三导电层32可以为线路层。
[0053]
步骤s22，请参阅图4，依次层叠第一基板单元10、胶粘层40和第二基板单元20，使得第一开槽300和第二开槽400相互连通形成腔体s且第一屏蔽区121和第二屏蔽区221分别位于腔体s相对的两侧，得到中间体。
[0054]
步骤s23，压合中间体，得到线路板结构2。
[0055]
其中，胶粘层40可以为半固化状态，其在压合时流动并填充第一人工磁导体区122的间隙，并将第一基板单元10和第二基板单元20粘接在一起。同时，可控制胶粘层40的流动速度，防止胶粘层40流入腔体s内。
[0056]
具有第一屏蔽区121和第二屏蔽区221的该腔体s形成一个波导管50，使得电磁波可在波导管50内传播。而且，由于人工磁导体能够抑制或阻止具有特定的频带所含的频率的电磁波沿着人工磁导体的表面传播，可以避免波导管50内传播的电磁波经腔体s的侧壁泄露出去，降低了电磁波的传输损耗。腔体s的侧壁还可额外电镀导电材料(即腔体s的侧壁设有电镀层)，从而进一步避免波导管50内传播的电磁波经腔体s的侧壁泄露出去。
[0057]
请参阅图5和图6，本技术再一实施方式还提供一种线路板结构3的制作方法。根据不同需求，所述制备方法的步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。所述制作方法包括以下步骤：
[0058]
步骤s31，请参阅图5，提供第一基板单元10和第二基板单元20。
[0059]
第一基板单元10包括第一介电层11和设于第一介电层11上的第一导电层12。第一导电层12包括第一屏蔽区121和位于第一屏蔽区121两侧的第一人工磁导体区122。第一人
工磁导体区122设有人工磁导体。
[0060]
第二基板单元20包括第二介电层21和设于第二介电层21表面的第二导电层22。第二介电层21设有第一开槽300。第一开槽300由第二介电层21一表面向内凹陷形成，但并不贯穿另一相对的表面。第二导电层22设于第二介电层21的表面及第一开槽300的侧壁和底面。位于第一开槽300底面的第二导电层22形成第二屏蔽区221，位于第一开槽300侧壁的第二导电层22形成第三屏蔽区223。
[0061]
在一些实施例中，第二介电层21可通过射出成型方式制备。第二介电层21的材质为热塑型高分子材料。可选地，热塑型高分子材料为耐高温且具有低热膨胀系数的材料，如聚烯烃。第二导电层22包括铜、金、银等至少一种金属。第二导电层22可通过电镀、化学气相沉积或印刷等方式形成。
[0062]
胶粘层40设有贯穿胶粘层40的第二开槽400。第二开槽400的宽度可与第一开槽300的宽度相同。
[0063]
在一些实施例中，第一基板单元10还可包括第一线路层13，第一介电层11设于第一导电层12和第一线路层13之间。
[0064]
步骤s32，请参阅图6，依次层叠第一基板单元10、胶粘层40和第二基板单元20，使得第一开槽300和第二开槽400相互连通形成腔体s且第一屏蔽区121和第二屏蔽区221分别位于腔体s两侧，得到中间体。
[0065]
步骤s33，压合中间体，得到线路板结构3。
[0066]
其中，胶粘层40可以为半固化状态，其在压合时流动并填充第一人工磁导体区122的间隙，并将第一基板单元10和第二基板单元20粘接在一起。同时，可控制胶粘层40的流动速度，防止胶粘层40流入腔体s内。
[0067]
具有第一屏蔽区121、第二屏蔽区221以及第三屏蔽区223的腔体s形成一个波导管50，使得电磁波可在波导管50内传播。而且，第三屏蔽区223的存在能够避免导管内传播的电磁波经腔体s的侧壁泄露出去。再者，由于人工磁导体能够抑制或阻止具有特定的频带所含的频率的电磁波沿着人工磁导体的表面传播，因此可以进一步避免波导管50内传播的电磁波经腔体s的侧壁泄露出去，降低了电磁波的传输损耗。
[0068]
可以理解，在其它实施例中，第三屏蔽区223也可以省略，即第一开槽300的侧壁上可以不设置第二导电层22。由于人工磁导体的作用，可同样避免波导管50内传播的电磁波经腔体s的侧壁泄露出去。
[0069]
本技术中，利用人工磁导体防止信号泄露，避免了现有技术中金属通孔的开设，从而降低了对工艺精度的要求以及工艺成本，同时也可提升产品良率。由于波导管50内的介质为空气，电磁波在空气中传播，有利于降低传输损耗。
[0070]
请参阅图2，本技术一实施方式还提供一种线路板结构1，包括线路板100和设于线路板100中的波导管50。线路板100包括依次层叠的第一基板单元10、胶粘层40、第三基板单元30、另一胶粘层40以及第二基板单元20。
[0071]
第一基板单元10包括第一介电层11和设于第一介电层11表面的第一导电层12，第一导电层12包括第一屏蔽区121和位于第一屏蔽区121两侧的第一人工磁导体区122。第二基板单元20包括第二介电层21和设于第二介电层21表面的第二导电层22，第二导电层22包括第二屏蔽区221。第三基板单元30设有第一开槽300。胶粘层40设有第二开槽400。
[0072]
第一开槽300和第二开槽400相互连通形成腔体s，第一屏蔽区121和第二屏蔽区221分别位于腔体s相对的两侧。具有第一屏蔽区121和第二屏蔽区221的腔体s形成波导管50。
[0073]
请参阅图4，本技术另一实施方式还提供一种线路板结构2，包括线路板100和设于线路板100中的波导管50。线路板100包括依次层叠的第一基板单元10、胶粘层40以及第二基板单元20。
[0074]
第一基板单元10包括第一介电层11和设于第一介电层11表面的第一导电层12，第一导电层12包括第一屏蔽区121和位于第一屏蔽区121两侧的第一人工磁导体区122。第二基板单元20包括依次叠设的第二介电层21、第二导电层22、第三介电层31和第三导电层32，第二导电层22包括第二屏蔽区221。第二基板单元20设有第一开槽300，第一开槽300贯穿第三介电层31和第三导电层32。第二屏蔽区221位于第一开槽300的底部，胶粘层40设有第二开槽400。
[0075]
第一开槽300和第二开槽400相互连通形成腔体s，第一屏蔽区121和第二屏蔽区221分别位于腔体s相对的两侧，具有第一屏蔽区121和第二屏蔽区221的腔体s形成波导管50。
[0076]
请参阅图6，本技术再一实施方式还提供一种线路板结构3，与上述线路板结构2不同之处在于，第二基板单元20的第一开槽300由第二介电层21的一表面向内凹陷形成。第二导电层22至少设于第一开槽300的底面和侧壁，位于第一开槽300底面的第二导电层22形成第二屏蔽区221，位于第一开槽300侧壁的第二导电层22形成第三屏蔽区223。位于所述第一开槽300侧壁的所述第二导电层22形成第三屏蔽区223，所述波导管50包括所述第三屏蔽区223。具有第一屏蔽区121、第二屏蔽区221和第三屏蔽区223的腔体s形成波导管50。
[0077]
以上，仅是本技术的较佳实施方式而已，并非对本技术任何形式上的限制，虽然本技术已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本技术技术方案内容，依据本技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。