CN103313512A - 基于复合介质材料的微波组件高密度基板的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于复合介质材料的小型化微波组件高密度基板的设计方法。基于复合介质基板材料的小型化微波组件高密度基板的设计方法是将微波信号传输由通常的表层移至倒数第2层，微波信号传输由位于倒数第2层的带状线结构实现。这样可直接使用底层作为微波信号地平面，由于没有了位于中间层的微波信号地平面，也就巧妙的避开了PCB工艺难以在垂直方向可实现任意层之间的互连的瓶颈。从而可以使用符合介质材料和PCB工艺设计实现多层微波基板。
Description
技术领域
本发明属于射频微波技术，主要涉及小型化微波组件高密度基板的设计与实现技术。
背景技术
针对微波组件技术发展和体积、重量、可靠性、成本控制等要求的进一步提高，为了研制出体积更小、重量更轻、可靠性更高、成本更低的小型化微波组件以满足微波组件实用性和如机载、星载和舰载等多种平台相控阵雷达适装性的要求，就不得不采用多层结构的基板实现高密度的器件组装与互连布线。
目前微波组件的多层电路结构主要是基于低温陶瓷材料的LTCC基板技术实现，LTCC采用低温共烧工艺易于实现电路的多层结构。同时LTCC在垂直方向可实现任意层之间的互连，这是PCB工艺难以做到的。在应用中通常使微波信号在LTCC基板的顶层以微带线的形式传输，微带线下方的微波信号地平面则位于LTCC基板的中间层。由于LTCC可方便进行任意层之间的互连，位于中间层的地平面可由垂直盲孔与LTCC基板底层的微波系统地相连从而实现微波信号地平面的连续性保证微波信号的完整性。因此，在小型化微波组件领域目前LTCC基板技术得应用较为普遍。但是LTCC基板也存在着明显的缺点：首先其制造成本十分高昂，通常其代工价格是PCB工艺的5-10倍；其次，生产周期很长，由于其制造工艺过程十分复杂，通常其制造周期是PCB工艺的3-5倍；再次，LTCC基板缺乏柔韧性，特别是与铝壳体焊接后，由于热膨胀系数不匹配，在高低温变化过程中极易发生碎裂，可靠性难以保证。
基于复合介质材料的微波组件高密度基板的设计方法是将微波信号传输由通常的表层移至倒数第2层，微波信号传输由位于倒数第2层的带状线结构实现。这样可直接使用底层作为微波信号地平面，由于没有了位于中间层的微波信号地平面，也就巧妙的避开了PCB工艺难以在垂直方向可实现任意层之间的互连的瓶颈。从而可以使用符合介质材料和PCB工艺设计实现多层微波基板。
发明内容
本发明的目的在于利用复合介质基板材料和PCB工艺设计制作用于小型化微波组件的高密度基板。
实现本发明目的的技术解决方案为：整个基板由N层结构的上板和2层结构的下板经锡焊压合形成N+1层结构。其中倒数第2层为微波信号层，倒数第1层与倒数第3层为组件的信号地平面层，其余各层用于微波组件的电源和控制信号走线。电源及各种控制类IC器件安装于基板上板的顶层。在基板的上板和下板对应位置开有特定大小的方槽用于内嵌安装MMIC裸芯片，各级MMIC裸芯片之间的微波信号传输由上板和下板压合形成的带状线结构实现。
本发明巧妙的避开了PCB工艺难以在垂直方向可实现任意层之间的互连的瓶颈，使得利用柔性的复合介质材料和PCB工艺设计实现小型化微波组件的高密度基板成为可能。与目前常用的LTCC技术相比，使用本发明可大幅降低小型化微波组件的制造成本，显著缩短其生产周期，提高其整体可靠性。
附图说明
图1是基于复合介质基板材料的小型化微波组件高密度基板的设计方法图。
具体实施方式
（1）使用常规PCB多层板制造工艺分别制作上板和下板；
（2）将上板和下板套入定制的钢网中丝印无铅焊膏；
（3）接着将丝印完成的上板和下板依次放在特制的工装夹具中进行对位，之后再将工装夹具用弹簧夹上下压紧使上板和下板紧密压合；
（4）将被工装夹具紧密压合的上板与下板放入回流焊炉进行回流焊接。
Claims (2)
1.一种基于复合介质材料的小型化微波组件高密度基板，其主要特征在于：
（1）基板采用罗杰斯4350B复合介质基板材料；
（2）基板由N层结构的上板和2层结构的下板经锡焊压合形成N+1层结构；其中倒数第2层为微波信号层，倒数第1层与倒数第3层为组件的信号地平面层，其余各层用于微波组件的电源和控制信号走线；电源及各种控制类IC器件安装于基板上板的顶层；在基板的上板和下板对应位置开有特定大小的方槽用于内嵌安装MMIC裸芯片，各级MMIC裸芯片之间的微波信号传输由上板和下板压合形成的带状线结构实现。
2.一种基于复合介质基板材料的小型化微波功放组件高密度基板的设计方法，其特征在于：首先，使用常规PCB多层板制造工艺分别制作上板和下板；然后，将上板和下板套入定制的钢网中丝印无铅焊膏；接着将丝印完成的上板和下板依次放在特制的工装夹具中进行对位，之后再将工装夹具用弹簧夹上下压紧使上板和下板紧密压合；最后，将被工装夹具紧密压合的上板与下板放入回流焊炉进行回流焊接。
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