CN107069354A - 一种微型射频连接器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及射频连接器技术领域，公开了一种微型射频连接器。包括N层电路基材、设置在电路基材上的多个金属化接地孔和金属化信号互连孔、以及互连焊接金属层和接地焊接金属层，所述N为大于1的自然数，所述金属化接地孔和金属化信号互连孔按照同轴结构排列，同轴轴线位于金属化信号互连孔中心，最上层和最下层电路基材的外表面涂覆了接地焊接金属层和互连焊接金属层，所述互连焊接金属层位于金属化信号互连孔的两端，所述接地焊接金属层围住互连焊接金属层。本发明还公开了一种微信射频连接器的制作方法。

Description

一种微型射频连接器及其制作方法
技术领域
本发明涉及射频连接器技术领域，具体是一种微型射频连接器及其制作方法。
背景技术
射频信号互连通常使用焊球阵列封装（BGA）方式或者连接器方式进行互连，但是BGA连接方式存在连接强度低、板间缝隙小、无法贴装元器件的问题，连接器互连存在尺寸大、不利于电子装备小型化的问题。中国专利201510827337.4公布了一种毛纽扣板间射频连接器，该种连接器在绝缘板上设置有至少一组排列成同轴模式的乱丝插针，通过乱丝插针实现板间互连。该专利能实现高密度，高隔离度模拟传输，但是存在装配难度高、使用困难、成本高、连接不牢靠的问题。中国专利201310313425.3公布了一种叠层式三维LTCC垂直互连微波模块，该模块将上下层LTCC基板固定在介电材料上，同时在处于上下层LTCC基板之间的介电材料中使用毛纽扣进行互连。该技术连接不牢靠，难以实现高密度，不利于装备小型化。中国专利201210595679.4公布了一种基于外围垂直互连技术的叠层型3D-MCM结构，该结构通过在MCM外围焊接互连焊柱实现板间互连。由于使用互连焊柱，因此很难实现高密度，高可靠性的焊接，而且也难以实现同轴、高低频复合等特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种微型射频连接器及其制作方法。
本发明采用的技术方案如下：一种微型射频连接器，包括N层电路基材、设置在电路基材上的多个金属化接地孔和金属化信号互连孔、以及互连焊接金属层和接地焊接金属层，所述N为大于1的自然数，所述金属化接地孔和金属化信号互连孔按照同轴结构排列，同轴轴线位于金属化信号互连孔中心，最上层和最下层电路基材的外表面涂覆了接地焊接金属层和互连焊接金属层，所述互连焊接金属层位于金属化信号互连孔的两端，所述接地焊接金属层围住互连焊接金属层。
进一步的，距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔与金属化信号互连孔之间为50欧的同轴结构。
进一步的，距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔与互连焊接金属层之间形成了无孔的环形平面，所述环形平面不具有涂覆的接地焊接金属层。
进一步的，所述金属化接地孔具有12个，每6个形成一圈金属化接地孔，所述距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔与金属化信号互连孔之间形成距离线Ⅰ，所述另一圈金属化接地孔与金属化信号互连孔之间形成距离线Ⅱ，所述距离线Ⅰ和距离线Ⅱ之间的夹角为30°。
进一步的，所述金属化接地孔和金属化信号互连孔内部的填充材料LL601型银浆，所述电路基材采用9K7生瓷片，所述接地焊接金属层采用的材料为6277型钯银浆料。
进一步的，所述每层电路基材的厚度为0.1mm，所述金属化接地孔的直径为0.18mm，所述金属化信号互连孔的直径为0.18mm，所述距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔的内切圆的半径为0.71mm，所述另一圈金属化接地孔排布形成的圆半径为1.21mm，所述互连焊接金属层的半径为0.26mm。
本发明还公开了一种微型射频连接器的制作方法，包括以下步骤：步骤1、根据所需连接器的长和宽，切割生料带形成相应大小的生瓷片；步骤2、根据金属化接地孔和金属化信号互连孔按照同轴结构排列的规则，用打孔机在生瓷片上打孔并填充制作电气连接的金属化接地孔和金属化信号互连孔；步骤3、根据连接器的高度选择生瓷片的片数，将制作了金属化孔的和印制电路图形的各层生瓷片按照设计次序依次叠放，并采用等静压将叠层后的生瓷片粘接牢固；步骤4、烧结成熟瓷片，按照连接器的长和宽进行切割，并在最上层以及最下层瓷片的表面涂覆接地焊接金属层。
进一步的，所述涂覆接地焊接金属层的过程中，距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔与互连焊接金属层之间形成了无孔的环形平面，所述环形平面不涂覆接地焊接金属层。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：（1）、选择不同的电路基材层数，使连接器高度可调；（2）、连接器与互联基板焊后板间缝隙高度一致性好；（3）、通过接地焊接金属层的设置，相比BGA本发明的连接器与上下两块基板的焊接面积大大增加，焊接强度良好；（4）、本发明的连接器后期易高低频复合；（5）、两层板间空间更大，基板表面可装配其它元器件。
附图说明
图1是本发明微型射频连接器的俯视结构示意图。
图2是本发明微型射频连接器的剖面结构示意图。
图3是本发明微型射频连接器应用场景示意图。
附图标记：101-电路基材，102-金属化接地孔，105-金属化信号互连孔、104-接地焊接金属层，301-锡铅焊膏层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1-2所示，一种微型射频连接器，包括N层电路基材101、设置在电路基材101上的多个金属化接地孔102和金属化信号互连孔105、以及互连焊接金属层103和接地焊接金属层104，如1的实施例中具有6层电路基材101，所述金属化接地孔102和金属化信号互连孔105按照同轴结构排列，同轴轴线位于金属化信号互连孔105中心，最上层和最下层电路基材101的外表面涂覆了接地焊接金属层104和互连焊接金属层103，所述互连焊接金属层103位于金属化信号互连孔105的两端，所述接地焊接金属层104围住互连焊接金属层103。上述结构可以通过改变N的大小，即增加或减少电路基材101的层数，来调节连接器的高度；所示金属化接地孔102用于接地、电磁屏蔽；所述金属化信号互连孔105用于射频信号互连；所述互连焊接金属层103用于实现微信射频连接器与上、下互连基板的信号互连焊接；所述大面积接地焊接的接地焊接金属层104用于实现微型射频连接器与上、下互连基板的大面积接地焊接，增强焊接强度。解决了微型射频连接器焊接强度不足，成本高，高、低频互连较难复合的问题。同时，本发明的微型射频连接器结构简单、成本低、使用灵活。
距离金属化信号互连孔105最近的一圈金属化接地孔102与金属化信号互连孔之间为50欧的同轴结构。所述金属化接地孔102和金属化信号互连孔105按照同轴结构排列，同轴轴线位于金属化信号互连孔105中心，使多个金属化接地孔102围成的几何图形的轴心位于中间的信号互连孔105的中心，形成类同轴射频传输结构，50欧的同轴结构决定了最近的一圈金属化接地孔102与金属化信号互连孔105的之间距离，该距离形成了环形平面。
距离金属化信号互连孔105最近的一圈金属化接地孔102与互连焊接金属层103之间形成了无孔的环形平面，所述环形平面不具有涂覆的接地焊接金属层104,该环形平面形成阻焊平面。
如图1-2的实施例中，所述金属化接地孔102具有12个，每6个形成一圈金属化接地孔，离金属化信号互连孔105的6个金属化接地孔102为一个六边形的顶点，其中内层的每一个金属化接地孔102到金属化信号互连孔105中心的距离相同；其余6个金属化接地孔102为另一个六边形的顶点，其中每一个金属化接地孔102到金属化信号互连孔105的距离也相同，而且该距离比内层的相应距离更远，所述距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔与金属化信号互连孔之间形成距离线Ⅰ，所述另一圈金属化接地孔与金属化信号互连孔之间形成距离线Ⅱ，所述距离线Ⅰ和距离线Ⅱ之间的夹角为30°。
所述金属化接地孔102和金属化信号互连孔105内部的填充材料LL601型银浆，所述电路基材101采用9K7生瓷片，所述接地焊接金属层104采用的材料为6277型钯银浆料。所述每层电路基材101的厚度为0.1mm，所述金属化接地孔102的直径为0.18mm，所述金属化信号互连孔105的直接为0.18mm，半径R1则为0.09mm，所述距离金属化信号互连孔105最近的一圈金属化接地孔102的内切圆的半径R2为0.71mm，所述另一圈金属化接地孔排布形成的圆半径R3为1.21mm，所述互连焊接金属层105的半径R4为0.26mm。
基于本实施例的微信的微型射频连接器可以实现DC~20GHz宽带射频传输，在该频段内驻波小于2，差损优于2.5dB。 如图3所示为发明微型射频连接器应用场景示意图，本发明的在微型射频连接器的金属化接地孔102、金属化信号互连孔105以及大面积接地的接地焊接金属层104表面预制锡铅焊膏层301，然后把多个微型射频连接器放置于上、下互连基板之间，并对位回流焊接，即可实现板间互连。
本发明还公开了一种微型射频连接器的制作方法，包括以下步骤：步骤1、根据所需连接器的长和宽，切割生料带形成相应大小的生瓷片；步骤2、根据金属化接地孔102和金属化信号互连孔105按照同轴结构排列的规则，用打孔机在生瓷片上打孔并填充制作电气连接的金属化接地孔102和金属化信号互连孔105；步骤3、根据连接器的高度选择生瓷片的片数，将制作了金属化孔的和印制电路图形的各层生瓷片按照设计次序依次叠放，并采用等静压将叠层后的生瓷片粘接牢固；步骤4、烧结成熟瓷片，烧结后，每层生瓷片即形成电路基材101，按照连接器的长和宽进行切割，并在最上层以及最下层瓷片的表面涂覆接地焊接金属层104。
所述涂覆接地焊接金属层的过程中，距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔102与互连焊接金属层103之间形成了无孔的环形平面，所述环形平面不涂覆接地焊接金属层。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种微型射频连接器，其特征在于，包括N层电路基材、设置在电路基材上的多个金属化接地孔和金属化信号互连孔、以及互连焊接金属层和接地焊接金属层，所述N为大于1的自然数，所述金属化接地孔和金属化信号互连孔按照同轴结构排列，同轴轴线位于金属化信号互连孔中心，最上层和最下层电路基材的外表面涂覆了接地焊接金属层和互连焊接金属层，所述互连焊接金属层位于金属化信号互连孔的两端，所述接地焊接金属层围住互连焊接金属层。
2.如权利要求1所述的微型射频连接器，其特征在于，距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔与金属化信号互连孔之间为50欧的同轴结构。
3.如权利要求2所述的微型射频连接器，其特征在于，距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔与互连焊接金属层之间形成了无孔的环形平面，所述环形平面不具有涂覆的接地焊接金属层。
4.如权利要求3所述的微型射频连接器，其特征在于，所述金属化接地孔具有12个，每6个形成一圈金属化接地孔，所述距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔与金属化信号互连孔之间形成距离线Ⅰ，所述另一圈金属化接地孔与金属化信号互连孔之间形成距离线Ⅱ，所述距离线Ⅰ和距离线Ⅱ之间的夹角为30°。
5.如权利要求1或者4所述的微型射频连接器，其特征在于，所述金属化接地孔和金属化信号互连孔内部的填充材料LL601型银浆，所述电路基材采用9K7生瓷片，所述接地焊接金属层采用的材料为6277型钯银浆料。
6.如权利要求5所述的微型射频连接器，其特征在于，所述每层电路基材的厚度为0.1mm，所述金属化接地孔的直径为0.18mm，所述金属化信号互连孔的直径为0.18mm，所述距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔的内切圆的半径为0.71mm，所述另一圈金属化接地孔排布形成的圆半径为1.21mm，所述互连焊接金属层的半径为0.26mm。
7.一种微型射频连接器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据所需连接器的长和宽，切割生料带形成相应大小的生瓷片；步骤2、根据金属化接地孔和金属化信号互连孔按照同轴结构排列的规则，用打孔机在生瓷片上打孔并填充制作电气连接的金属化接地孔和金属化信号互连孔；步骤3、根据连接器的高度选择生瓷片的片数，将制作了金属化孔的和印制电路图形的各层生瓷片按照设计次序依次叠放，并采用等静压将叠层后的生瓷片粘接牢固；步骤4、烧结成熟瓷片，按照连接器的长和宽进行切割，并在最上层以及最下层瓷片的表面涂覆接地焊接金属层和互连焊接金属层。
8.如权利要求7所述的微型射频连接器的制作方法，其特征在于，所述涂覆接地焊接金属层的过程中，距离金属化信号互连孔最近的一圈金属化接地孔与互连焊接金属层之间形成了无孔的环形平面，所述环形平面不涂覆接地焊接金属层。
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