JPH03501435A - フレキシブルな同軸ケーブル装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 フレキシブルな同軸ケーブル装置および方法発明の背景 １、発明の分野 本発明は一般に信号伝送ライン、特にあまり信号を損失せずＧＨｚ周波数範囲の 信号を伝送することができ高密度のパッケージを行うことができるフレキシブル 同軸ケーブルに関する。

２、従来技術の説明 集積回路における技術的進歩により、その動作速度は１０ｋＨｚより上の周波数 で顕著になる放射損失をあまり伴わずに信号を伝送する市販の編線のシールドさ れたケーブルの性能を越えてギガヘルツ範囲に高められている。さらに、このよ うなケーブルが接続期間中に曲げられた場合、その可変的定在波率は不均一にな る。不均一な可変的定在波率の１つの結果として信号混合による信号強度の消費 が生じる。

発明の要約 したがって、本発明の目的は、電気信号が著しい信号損失を伴わずにギガヘルツ 周波数範囲で一方の集積回路から他方に伝播することができるケーブルまたは伝 送ラインを提供することである。

本発明の別の目的は、このようなケーブルに対して高密度パッケージを行うこと である。

本発明のさらに別の目的は、ケーブルの柔軟性から生じる伝送ライン損失の影響 をあまり受けないフレキシブルケーブルを提供することである。

本発明の別の目的は、均一な可変的定在波率を有する伝送ケーブルで電気信号伝 播を行うことである。

本発明によると、それぞれが絶縁材料によって包囲された複数の導電信号ライン が設けられる。３６０°の信号復帰ラインは複数の各信号ラインおよび包囲して いる絶縁材料の一部の周囲に形成され、それによって複数の結合した同軸構造を 成す。これらの同軸構造はそれぞれ各同軸構造をシールドするために付加的な絶 縁材料および３６０＠の導電材料の層によって包囲されている。

好ましい実施例によると、複数の導電信号ラインは都合良く多層構造における隣 接した信号トレース中から選択される。

その他の隣接した信号トレースは３６０°復帰およびシールド構造の素子として 機能するように選択される。構造は既知のフォトエツチング、化学的ミリング、 レーザ研磨および電気メツキ技術を使用する層形成方法で構成される。その結果 、連続するフレキシブルな構造は編組同軸ケーブル構造の動作を大幅に改善する 。

図面の簡単な説明 第１図は好ましい実施例によるフレキシブルな同軸ケーブルの断面の斜視図であ る。

第２図は好ましい実施例にしたがった製造処理で使用される最初の多層構造の断 面図である。

第３図乃至第１６図は好ましい実施例によるフレキシブルな同軸ケーブルの製造 中の連続した段階の断面図である。

第１７図は好ましい実施例によるフレキシブルな同軸ケーブルの断面図である。

第１８図は好ましい実施例によるフレキシブルな同軸ケーブルの第１のアレイの 断面図である。

第１９図は好ましい実施例によるフレキシブルな同軸ケーブルの第２のアレイの 断面図である。

好ましい実施例の説明 第１図を参照すると、本発明の好ましい実施例によるフレキシブルなケーブル８ の断面が示されている。ケーブル８は１つ以上のフレキシブルな同軸ケーブル１ ０を含む。各同軸ケーブル１０は第１の絶縁層１４によって包囲された中央導電 信号ライン６０を含む。信号復帰ライン７４は第１の絶縁層１４の周囲に形成さ れている。信号復帰ライン７４はシールド１０４により包囲される第２の絶縁層 ８２によって包囲されている。第１の絶縁層１４は導電信号ライン６０と信号復 帰ライン７４との間において絶縁体として機能し、一方第２の絶縁層８２は信号 復帰ライン７４とシールド１０４との間において絶縁体として機能する。

絶縁層１４．８２に対して好ましい材料は例えばポリイミド絶縁体であり、製品 はデュポン社によって商品名“ケプトン”として市販されている。もちろん、そ の他の絶縁体が使用されてもよい。

信号復帰ライン７４は実質的に長方形配列に電気接続されている複数の導電素子 ７５．２７．４４．１９．７６、１７．４２．２６から構成される。下部の平坦 な導電素子７５は、垂直な導電素子２７によって信号トレース素子４４に電気接 続されている。信号トレース４４は第２の垂直な導電素子゛１９を介して上部の 平坦な導電素子７６に接続され、ている。第３の垂直な導電素子１７は信号トレ ース４２に上部の平坦な導電素子７６を電気接続する。第４の垂直な導電素子２ ６は下部の平坦な導電素子７５に信号トレース４２を接続することによって導電 パスを完成する。

同様に、シールド１０４は複数の電気接続された導電素子１０５　、８７．４６ ．８３．１０８　、８１．４０．８２から構成されている。

下部の平坦な導電素子１０５は第１の垂直な導電素子８７を介して信号トレース ４Ｂに電気接続されている。上部の平坦な導電素子１０６と信号トレース４６と の間の連続は、第２の垂直な導電素子８３によって行われる。上部の平坦な導電 素子１０６は、第３の垂直な導電素子８１によって信号トレース４０に電気接続 されている。信号トレース４０は第４の垂直な導電素子８５によって下部の平坦 な導電素子１０５に電気接続され、それによって実質的に長方形のシールド構造 を完成している。

中央導電信号ライン６０、絶縁体１４の層および信号復帰ライン７４は機能的な 同軸ケーブル構造８０を形成するように結合している。保護シールド１０４は、 放射による損失および外部妨害から同軸ケーブル構造８０中を伝播する信号を保 護する。各シールド１０４は隣接するシールド１０４と共通の実質的に垂直な導 電壁を共有し、それによって各隣接した同軸構造を結合する。第１図において、 このような壁は信号トレース４０およびその隣接する垂直な導電素子８１．８２ によって、並びに信号トレース４４およびその隣接する垂直な導電素子８３．８ ７によって形成されている。

以下、ケーブル８を形成する好ましい処理を説明する。好ましい実施例の装置の 構造および機能は、形成の各段階が論じられるにしたがって良く理解されるであ ろう。

第２図を参照すると、技術的に良く知られている共通の多層構造１１の断面が示 されている。この構造はケーブル８の製造の基礎を構成する。共通の多層構造１ １は、クラッドの際にエツチングされ、絶縁材料１４により挟まれるかまたは包 囲された信号トレース１２から構成されている。トレース１２は例えば高さ１． ４ミルＸ幅５ミルであり、１０ミルの中心間隔で位置されてもよい。

外部の接地平面層１６は絶縁材料１４に接着される。外部接地平面層１６は任意 の良好な導電体から形成されてもよいが、巻いて焼成された銅のクラッドである ことが好ましい。

中央導電信号ライン６０はそれぞれ信号ライン７４の上部部分を形成する信号ト レース４２および４４並びにシールド１０４の上部部分を形成する信号トレース ４０および４Ｂのように最初に特定の信号トレース１２としてスタートすること が認められる。

外部接地平面層１６の部分は最終的に各信号復帰ライン７４の部分となる。

多層構造１１は好ましい実施例による基本構造である。次の第３図乃至第７図の 論議により、多層構造１１中に孔を形成するために構成された処理段階を説明す る。これらの孔は最終的に導電材料により満たされて信号復帰ライン７４または シールド１０４の素子を形成する。

第３図を参照すると、外部接地平面１Ｂの露出面はフォトレジスト２０で被覆さ れている。レジスト２０は、技術的に良く知られている装置のフォトレジストラ ミネータを使用して接地平面１６上に積層されてもよい。フォトレジストラミネ ータによりフォトレジストは加熱および圧力を使用してロールされる。加熱処理 に使用される適切な温度は２２５乃至２５０　”　Ｆである。フォトレジストラ ミネータは、約２フイート／分の速度で２４インチ幅のセグメントにレジストを 与えることができる。

次に供給されたフォトレジスト２０はマスクを通して露出され、それによって市 場で良く知られた露出装置である“露出ユニット”中で所望のパターンを限定す る。露出ユニット（示されていない）は、Ｕｖ放射線にそれをさらすことによっ てマスクされていないレジスト２０を重合する。その後レジスト２０は現像され る。市場で知られているコンベア型の現像装置が適切である。現像液は重合され ていないレジスト（マスクされていたために露出されなかったレジスト）を除去 する。第４図を参照すると、除去されたレジストは選択された信号トレース１２ と整列しているギャップ２２を残す。

所望のパターンを限定する別の方法は、シルクスクリーンおよびアルカリ可溶エ ッチレジストを使用して印刷することである。この別の方法はレジスト積層、露 出および現像処理を省くものである。

第５図を参照すると、銅の外部接地平面１６はギャップ２２と整列した開口を形 成するために化学的に加工（エツチング）されている。残りのフォトレジスト２ ０は、化学的加工（エッチング）処理に対するパターンを限定するために使用さ れる。

コンベア化されたエツチング装置は化学的加工処理において使用される。処理に おいて使用されるエツチング液は、塩化銅、過酸化イオウ、水酸化アンモニウム 、過酸化アンモニウム、塩化鉄等（ＥＰＡによって規定されたものを除く）を含 む。化学的加工に続いてコンベア化されたストリップマシンは残りのレジストを ストリップし、装置を洗浄してリンスし乾燥する。

ストリップ後、残りの外部接地平面１６は絶縁材料１４の部分がレーザにより除 去されることができるようにマスクとして作用する。レーザは選択的に絶縁体１ ４を焼いて第７図に示された孔４８乃至５９を形成するために使用される。これ らの孔のあるもの４９．５０．５１．５２．５５．５Ｂ、　５７．５８は第７図 に示されたように選択された信号トレース４０．４２．４４．４８に至る。上記 のように、これらの信号トレース４０．４２．４４．４６は最終的にそれぞれ１ つの同軸ケーブル１０に対してシールド１０４、信号復帰ライン７４、信号復帰 ライン７４およびシールド１０４の部分を形成する。

絶縁体１４および接地平面１６の所望の部分を除去した後、第７図に示されてい るような孔４８．４９．５０．５１．５２．５３．５４゜５５、５Ｂ、　５７． ５８．５９は導電材料で満たされる用意ができており、これは第８図で示されて いるように達成される。

第８図を参照すると、孔（第７図の４８乃至５９）を清浄にした後、それらは第 １の金属付着処理期間中に電気的にメッキされる。この第１の金属付着処理の際 に番孔４８．４９．５０．５１゜５２、５３．５４．５５．５Ｂ、　５７．５８ ．≦９は導電材料で満され、垂直な導電素子１３．１５．１７．１９．２１．２ ３．２４．２５．２Ｂ、　２７．２８゜２９をそれぞれ形成する。

導電素子１３．１５．１７．１９．２１．２３．２４．２５．２Ｂ、　２７．２ ８゜２９を形成するために使用された電気的メッキ処理は、高しベから構成され ている。金属は銅またはその他の導電金属が好ましい。導電素子１３．１５．１ ７．１９．２１．２３．２４．２５．２Ｂ、　２７゜２８、２９を形成する別の 方法は、導電エポキシでスクリーン処理することである。

孔５０．５１．５６および５７の電気的メッキは、第８図に示されているように 特定の内部信号トレース６０の周囲に３６０°の信号復帰ライン７４を形成する 。信号トレース４２でスタートし、反時計方向に回ると、３６０°の信号復帰ラ イン７４は信号トレース４２、垂直導電素子２６、下部の平坦な導電素子７５、 垂直導電素子２７、信号トレース４４、垂直導電素子１９、上部の平坦な導電素 子７６および垂直導電素子１７から構成される。垂直導電素子１７．１９．２６ ．２７の幅および平坦な導電素子７５．７６の厚さは例えば１．４ミルの中央導 体６０の高さと同じである。

次に３８０　’の信号復帰ライン７４は互いに絶縁される。第９図乃至第１２図 にこの絶縁を形成するために使用されるステップが示されている。

第９図を参照すると、フォトレジスト６２の付加的な層が第８図に示された構造 に設けられている。レジスト６２は第３図に関連して示されたものと同じ積層処 理によって積層される。

フォトレジスト６２は所望のパターンを限定するために選択的にマスクを通して 露出される。次に、前と同じ方法で露出されていないレジストがコンベア化され た現像装置の現像液によって除去される。レジストのこの部分の除去は、第１０ 図に示されたように選択された位置７０の外部接地平面１６を除去する。

第１１図を参照すると、外部接地平面１６はフォトレジスト６２中の選択された 位置７０で化学的に切断され、それによって絶縁材料１４のある部分７１を除去 する。このステップの終了時に同軸ケーブル構造が同軸信号復帰ライン７４から 構成され、信号トレース６０が３６０　’にわたって隣接したケーブルから絶縁 される。

第１２図を参照すると、フォトレジスト層６２は第１１図に示された構造から除 去される。第１２図は同軸信号復帰ライン７４が外部接地平面１Ｂとして示され たものから形成された２つの部分７５．７６を含んでいることを示す。特定の信 号トレース６０は所望の信号で伝送路である。特定の信号トレース６０は絶縁材 料１４に埋設され、絶縁材料１４は方形断面の同軸信号復帰ライン７４中に埋設 されている。方形断面の信号復帰ライン７４、絶縁体１４および信号トレース６ ０は方形断面の同軸ケーブル構造８０を形成するように結合される。非常に多数 のこれら方形同軸ケーブル構造８０はリボンケーブルと非常に類似した装置を形 成するように密接して並んで製造される。

この観点から機能的な同軸ケーブルを説明する。次に、同軸ケーブル構造８０は 第１３図乃至第１７図に関連して論じられるように放射によって生じる伝送損失 または外部の妨害による影響からそれらを保護するために遮蔽される。

第１３図を参照すると、絶縁体８２の層は積層され、付着され、或はその他の方 法で第１２図の装置に供給される。さらに、導体またはクラッド８４の別の層が 積層され、付着されるか、またはその他の方法で付加的な絶縁層８２上に供給さ れる。クラッド８４の付加的な層は最終的にシールド１０４の部分として使用さ れる。クラッド８４の付加的な層は真空付着で設けられる。

第１４図を参照すると、フォトレジスト９０は第３図のフォトレジスト層２０を 供給するために使用したような積層処理を使用して第１３図に示された構造上に 積層される。フォトレジスト９０は選択的に露出され現像される。現像されてい ないレジストは、クラッド８４の付加的な層が化学的に切断されている選択され た領域から除去される。化学的切断処理は第７図を参照して示されたものと同じ である。

第１５図を参照すると、フォトレジスト９０は付加的クラッド層８４の化学的切 断処理のためにマスクとして機能した後除去される。クラッド層８４は、化学的 切断処理の結果として開口９５を生成するために除去される特有の部分と共に示 されている。開口９５は垂直に信号トレース４０および４６と整列している。

付加的クラッド層８４の残りの部分はレーザマスクとして機能する。レーザ放射 は、信号トレース４０および４Ｂに導電的に接続された材料９１が露出されるま でクラッド層８４中の開口９５に垂直に透過して選択された領域中の絶縁材料８ ２を除去するように使用される。絶縁体８２の除去によって形成された凹部は第 １６図に示された孔１００乃至１０３として示されている。これ・らの孔１００ 乃至１０３は絶縁材料の除去後洗浄される。

第１７図を参照すると、孔１００乃至１０３は電気メツキ処理によって導電素子 ８’１．８３．８５．８７を形成するために導電材料で満たされる。これらの素 子８１．８３．８５．８７はクラッド８４と信号トレース４０および４６との間 を導電的に接続し、ケーブル構造８０の周囲に方形断面のシールド１０４を形成 する。電気メツキ処理は第８図を参照して示されたものと同じ処理である。

シールド１０４は信号トレース４ｏから反時計方向に垂直な導電素子８５、下部 の平坦な導電素子１０５、垂直な導電素子８７、信号トレース４６、垂直な導電 素子８３、上部の平坦な導電素子１０６および垂直な導電素子８１から構成され 、これにより信号トレースに対する３６０°の電気接続が完成する。また垂直な 導電素子８１．８Ｂ、　８５．８７の幅および平坦な導電素子１０５゜１０６の 厚さは例えば１．４ミルの中央導体６ｏの高さと同じである。

単一のケーブル１０の形成の他に、上記のように複数のケーブル１０がリボンケ ーブルと非常に類似した複合ケーブル８を形成するために密接して並ぶように製 造されることができる。

好ましい実施例によるケーブル１ｏはまた互いに積重ねられてもよく、−緒にエ ポキシで接着される。本発明のケーブル１゜は第１８図に示されているようなフ レキシブルなケーブルアレイ１１０を生成するために垂直な列に整列されか、或 は各ケーブル１０は第１９図に示されているようなフレキシブルアレイ１１２を 生成するために互いにずらされている。フレキシブルアレイ１１０および１１２ は高密度゛パッケージを容易にし、個々のフレキシブル同軸ケーブル１０によっ てもたらされるギガヘルツ周波数範囲動作の同様の利点が得られる。

記載された好ましい実施例は多数の特徴および利点を有している。信号復帰ライ ンの柔軟性および継続的に固体の構造は、従来的の焼成構造と対照的に、ケーブ ルが曲げられた場合に均一の可変定在波率をもたらし、信号の混合を防止する。

固体構造および柔軟性はまた放射による信号損失を減少させる。これらの特徴と 保護シールドとの組合せは外部放射線の影響からの保護を実現する。その結果、 著しい損失を伴わないギガヘルツ範囲における高周波信号伝送が可能となる。

同軸ケーブルが生成され得る密度もまた非常に高い。各ケーブルの密接した構造 および比較的小さい寸法により高密度パッケージを実現することができる。さら に、リボンケーブルと非常に類似した構造で製造されたケーブルの層は互いに積 重ねて設けられ、均一でかなり高密度のパッケージを行うようにエポキシまたは 別の接着剤で結合されることができる。

記載の実施例は本発明の説明のための例示に過ぎない。他の類似した等しい製造 方法および機能的に等価な装置は説明から当業者に明らかになるであろう。例え ば、示された長方形構造は製造を容易にするために使用される。ケーブルはまた 円形または楕円形構造のような種々の別の形状を構成することもできる。

したがって、本発明の技術的範囲を逸脱することなく好ましい実施例の多数の修 正および適合が行われることができる。

したがって、本発明はここに特有に記載されたものの他に添付された請求の範囲 の各請求項の範囲内で実現され得ることを理解すべきである。

Ｆ７θ３ 国ＷＡ調査報告 番轡Ｉ自ゆ１−−ＩＩＩＩＭ□＾ａｗｍ−電Ｈ−＾−１・ＰＣアゴ＝ｌυ５８９ １０２７７７−２−国際調査報告 ＵＳ　８９０２７７７ ＳＡ　２９９１４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも第１の層がそれぞれ絶縁材料で囲まれた複数の横方向に間隔を 付けられた導電信号トレースを含み、少なくとも１つの別の層が前記第１の層に 対して保護的な電気シールドを構成している多層導電体構造を設け、選択された 第１の組の前記導電信号トレースを絶縁材料を包囲し、そのそれぞれの周囲に３ ６０°にわたって信号復帰ラインを形成して、それによって複数の同軸構造を形 成し、複数の同軸構造をそれぞれ絶縁して付加的な絶縁材料の層でそれらの各々 を包囲し、 各同軸構造を遮蔽するために３６０°にわたる導電シールドにより付加的な絶縁 材料の層をそれぞれ包囲するステップを含む電気信号を伝播するケーブルを形成 する方法。
2. （２）３６０°の信号復帰ラインを形成する前記ステップにおいて、選択された 第２の組の前記信号トレースは信号復帰ラインの部分を形成するために使用され る請求項１記載の方法。
3. （３）付加的な絶縁材料の層をそれぞれ包囲する前記ステップにおいて、選択さ れた第３の組の前記信号トレースは前記導電シールドの部分を形成するために使 用される請求項２記載の方法。
4. （４）１対の外部接地平面層の間に挟まれている絶縁材料の層中に形成される隣 接した信号トレースの内部層から構成された多層構造を生成し、 外部接地平面層および絶縁材料の部分を除去して第１、第２、第３および第４の 前記隣接した信号トレースを露出し、一方カバーされた第５の前記隣接した信号 トレースを残し、前記第２および第３の信号トレースは前記第１および第４のの 信号トレースの間にあり、前記第５の信号トレースは前記第２および第３の信号 トレース間にある導電信号トレースを形成し、 前記導電信号トレースの周囲に３６０°にわたる導電性のエンクロジャーを形成 するために前記外部接地平面層に前記第２および第３の信号トレースを接続する ことによって３６０°の信号復帰ラインを形成し、それによって前記導電信号ト レースは前記絶縁材料の層によってその３６０°の信号復帰ラインから絶縁され 、 前記３６０°の信号復帰ラインを遮蔽し、前記遮蔽ステップは付加的な導電層に 前記第１および第４の信号トレースを接続するステップを含むステップを有する 同軸ケーブルを形成する方法。
5. （５）３６０°の信号復帰ラインを形成する前記ステップは、前記第２および第 ３の信号トレースが導電的に外部接地平面層に接続されるように前記第２および 第３の露出された信号トレース上に金属を付着するステップを含む請求項４記載 の方法。
6. （６）遮蔽ステップは、１対の付加的な絶縁材料の層を付加してそれらの間に前 記３６０°にわたる信号復帰ラインを挟み、前記付加的な絶縁材料の各層に導電 材料の層を付加し、前記付加的な絶縁材料の各層および導電材料の各付加層の一 部を除去して前記第１および第４の信号トレースと整列した開口を形成し、 前記第１および第４の両信号トレースが導電的に付加的な導電材料の層に接続さ れるように前記開口中に導電物質を設けるステップを含む請求項４記載の方法。
7. （７）付加的な導電材料の一部を除去するステップはその部分をエッチングして 除去するステップを含む請求項６記載の方法。
8. （８）絶縁材料を除去するステップは、付加的な導電材料の層中の開口をレーザ マスクとして使用してレーザビームに絶縁材料をさらすステップを含む請求項７ 記載の方法。
9. （９）絶縁材料によってそれぞれ包囲されている電気信号を導通する複数の手段 と、 前記各電気信号導通手段をそれぞれ包囲し、前記絶縁材料によってそれから間隔 を付けられ、 下部の平坦な導電素子と、 下部の平坦な導電素子に接続された第１の垂直な導電素子と、 第１の垂直な導電素子に接続された第１の信号トレースと、 上部の平坦な導電素子と、 第１の信号トレースに前記上部の平坦な導電素子を接続する第２の垂直な導電素 子と、 第２の信号トレースと、 前記第２の信号トレースに上部の平坦な導電素子を電気接続する第３の垂直な導 電素子と、 下部の平坦な導電素子に第２の信号トレースを電気接続する第４の垂直な導電素 子とを含む信号復帰導電手段と、前記各信号復帰導電手段を囲む絶縁材料の層と 、前記各信号復帰導電手段を遮蔽する前記絶縁材料の層をそれぞれ包囲する手段 とを含む電気信号を伝播するケーブル。
10. （１０）前記遮蔽手段は、第２の下部の平坦な導電素子と、第２の下部の平坦な 導電素子に接続された第５の垂直な導電素子と、 前記第５の垂直な導電素子に接続された第３の信号トレースと、 第２の上部の平坦な導電素子と、 第３の信号トレースに第２の上部の平坦な導電素子を接続する第６の垂直な導電 素子と、 第４の信号トレースと、 前記第４の信号トレースに第２の上部の平坦な導電素子を電気接続する第７の垂 直な導電素子と、第２の下部の平坦な導電素子に前記第４の信号トレースを電気 接続する第８の垂直な導電素子とを含む請求項９記載のケーブル。