CN107799860B - 氮化铝30dB带引脚耦合模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氮化铝30dB带引脚耦合片，包括：氮化铝陶瓷基板，银浆微带线，50欧姆电阻，黑色保护膜，把电阻融入印刷到耦合电路中，突破了传统的耦合片生产工艺，为客户后续的加工提供了便利，并提高了客户器件的可靠性，其尺寸为6*6*0.635mm，耦合值满足30±1dB的要求，带内平坦度满足0.3dB的要求，隔离度满足45dB min.的要求，插损满足0.2dB max要求，使用频率满足2100~2200MHz要求，输入，输出，耦合端口回波损耗指标满足‑20.8dBmax.要求。

Description

氮化铝30dB带引脚耦合模块

技术领域

本发明涉及一种氮化铝30dB带引脚耦合模块，特别涉及一种小尺寸的、在1.8GHz~1.9GHz频率使用的耦合模块。

背景技术

微波系统中， 往往需将一路微波功率按比例分成几路， 这就是功率分配问题。实现这一功能的元件称为功率分配元器件即耦合器。传统的片式耦合器的做法有两种，一种是采用FR4板材作为基材，在上面制作线路，做成耦合电路；另外一种就是采用LTCC共烧工艺，制作耦合电路。前者成本较低，但是因其介电常数较低，制作体积难以缩小，且PCB板在焊接过程中有变形的隐患，LTCC产品稳定性好，但是其生产过程中工艺复杂，良品率难以管控，生产成本高。目前这两种耦合片的实现方式都是只能采用SMT贴片的生产方式，要求客户在器件上一定要采用PCB板，这样导致在一些器件上客户本身没有PCB需要，而需要单独为片式耦合器设计和定制PCB，不但增加了制造成本，增加了工艺的复杂度，同时需要在器件设计时为器件预留更大的摆放空间，不利于客户器件的小型化。此外，片式耦合器并未集成有引脚，带来组装上的不便。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种小尺寸的氮化铝30dB带引脚耦合模块，获得1.8GHz~1.9GHz频率使用的耦合片，形成相互平衡的信号传输，提高耦合片的耦合平坦度，降低制造成本，简化工艺，同时集成引脚，利于组装。

本发明提供了一种氮化铝30dB带引脚耦合模块，包括氮化铝陶瓷基板，其特征在于：在氮化铝陶瓷基板背面印刷背面银浆，在所述氮化铝陶瓷基板正面上印刷银浆微带线和印刷并联50欧姆电阻，所述50欧姆电阻设置在隔离端，作为隔离端口；所述氮化铝陶瓷基板正面还设置有所述氮化铝陶瓷基板上还设置有黑色保护膜、输入端焊盘、输出端焊盘和耦合端焊盘，在输入端焊盘上焊接一根带圆孔的引脚，在输出端焊盘上同样焊接有另一根带圆孔的引脚，所述引脚均采用微点含工艺焊接，本发明的氮化铝30dB带引脚耦合模块，要求在耦合片的输入端焊盘上采用微点焊工艺焊接一根带圆孔的引脚，在耦合端焊盘采用微点焊工艺焊接另一根带圆孔的引脚，引脚采用带圆孔设计，可以方便客户直接把引脚套入客户器件的导柱中，既方便了客户的定位，又增加了焊接后的可靠性。所述引脚的微点焊处采用黑色的环氧树脂胶进行保护，在引线受力时，力会在环氧树脂与引脚的交接处释放，而不会传导到点焊位置，提高引脚的可靠性。

优选的，所述氮化铝陶瓷基板侧面设置有银浆端接地，所述银浆端接地连接所述氮化铝陶瓷基板正面银浆微带线（2）和背面银浆。

优选的，所述背面银浆用于焊接至用户器件上，用于固定所述耦合模块并形成接地电路。

优选的，所述氮化铝陶瓷基板尺寸为：4.5*5*0.635mm，该尺寸小于同类产品的基板尺寸。

优选的，所述50欧姆电阻采用双电阻并联的方式，且电阻间的间距为0.2mm。该并联的50欧姆电阻，采用并联的印刷工艺，因其间距只有0.2mm，为防止浆料的流动，网版采用325目钢丝网，提高印刷的精准度。客户要求产品器件越少越好，因为一个模块或者一个设备器件越多，则要求各器件间的匹配度越高，有一个器件出现不匹配都会造成整个设备或者模块出现问题，传统的片式耦合片，无论是PCB板式还是LTCC式，都需要PCB板、1个或者多个电阻、1个或者多个电容。而本发明的耦合模块，客户只需要一个耦合模块就能完成，不再需要额外的电阻、电容、PCB等，且电阻是直接通过850℃烧结到氮化铝基板上的，避免了锡焊的电阻，电容在后期加工多次回流焊后导致脱焊等失效的风险。

为解决现有技术的缺陷，本发明的另一个目的在于提供一种高质量的生产氮化铝30dB带引脚耦合模块的方法，其特征在于：

步骤1：在氮化铝陶瓷基板上印刷背面银浆，进行干燥，干燥后在850℃烧结；

步骤2：在氮化铝陶瓷基板正面印刷银浆微带线，进行干燥；

步骤3：采用325目钢丝网网版在氮化铝陶瓷基板正面并联印刷50欧姆电阻，进行干燥，干燥后在850℃烧结；

步骤4：在氮化铝陶瓷基板正面印刷黑色保护膜；

步骤5：在氮化铝陶瓷基板正面电镀上输入端焊盘、输出端焊盘和耦合端焊；

步骤6：采用微点焊法分别在输入端焊盘和输出端焊盘焊接带圆孔的引脚；

步骤7：在所述焊盘和所述引脚的微点焊处点环氧树脂胶水，并在150℃固化胶水，设置银浆端接地，连接正面银浆微带线和背面银浆。

上述技术方案具有如下有益效果：本发明中的氮化铝陶瓷的介电常数为9.8左右，相对于介电常数为3左右的PCB板，可以让耦合片获得更好的耦合平坦度和隔离度，同时高介电常数可以缩短耦合线长，减小产品的尺寸，在4.5*5*0.635mm氮化铝陶瓷基板的尺寸上，获得1.8GHz~1.9GHz频率使用的耦合片（频率越小，电磁波长越长，产品的尺寸越大）。同时，在隔离端，采用了50欧姆的电阻作为隔离端口，避免了客户在要额外焊接50欧姆电阻，因为又需要制作PCB板作为载体，在经过了多次的实验调整，50欧姆电阻采用双电阻并联的方式，且电阻间的间距选择为0.2mm，这样信号传输时会形成相互的平衡，可以很好地提高耦合片的耦合平坦度，通过电路的调整，平坦度达到了0.1dBmax，这是目前的PCB板工艺非常难实现的。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例的侧视图。

附图标记说明：氮化铝陶瓷基板1，银浆微带线2，50欧姆电阻3，输入端焊盘4，输出端焊盘5，耦合端焊盘6，黑色保护膜7，引脚8、12，环氧树脂胶9，端接地10，背面银浆11。

具体实施例

如图1所示，本发明的氮化铝30dB带引脚耦合模块，包括氮化铝陶瓷基板，该基板尺寸为：4.5*5*0.635mm，该尺寸小于同类产品的基板尺寸。在氮化铝陶瓷基板1背面印刷背面银浆11，在所述氮化铝陶瓷基板1正面上印刷银浆微带线2和印刷并联50欧姆电阻3，所述50欧姆电阻3设置在隔离端，作为隔离端口，所述50欧姆电阻3采用双电阻并联的方式，且电阻间的间距为0.2mm，为防止浆料的流动，网版采用325目钢丝网，提高印刷的精准度；所述氮化铝陶瓷基板正面还设置有黑色保护膜7、输入端焊盘4、输出端焊盘5和耦合端焊盘6，在输入端焊盘4上焊接一根带圆孔的引脚8，在输出端焊盘5上同样焊接有另一根带圆孔的引脚8，所述引脚均采用微点含工艺焊接，且所述引脚的微点焊处采用黑色环氧树脂胶9进行保护。所述氮化铝陶瓷基板侧面设置有银浆端接地10，所述银浆端接地10连接所述氮化铝陶瓷基板1正面的银浆微带线2和背面银浆11，背面银浆11用于焊接至用户器件上，用于固定所述耦合模块并形成接地电路。

制作氮化铝30dB带引脚耦合模块的方法，步骤如下：

步骤1：在氮化铝陶瓷基板1上印刷背面银浆11，进行干燥，干燥后在850℃烧结；

步骤2：在氮化铝陶瓷基板1正面印刷银浆微带线2，进行干燥；

步骤3：采用325目钢丝网网版在氮化铝陶瓷基板1正面印刷并联50欧姆电阻3，进行干燥，干燥后在850℃烧结；

步骤4：在氮化铝陶瓷基板1正面印刷黑色保护膜7；

步骤5：在氮化铝陶瓷基板1正面电镀输入端焊盘4、输出端焊盘5和耦合端焊盘6；

步骤6：采用微点焊法分别在输入端焊盘4和输出端焊盘5焊接带圆孔的引脚；

步骤7：在所述焊盘和所述引脚的微点焊处点环氧树脂胶水9，并在150℃固化胶水，设置银浆端接地，连接正面银浆微带线和背面银浆。

客户要求产品器件越少越好，因为一个模块或者一个设备器件越多，则要求各器件间的匹配度越高，有一个器件出现不匹配都会造成整个设备或者模块出现问题，传统的片式耦合片，无论是PCB板式还是LTCC式，都需要PCB板、1个或者多个电阻、1个或者多个电容。而本发明的耦合模块，客户只需要一个耦合模块就能完成，不再需要额外的电阻、电容、PCB等，且电阻是直接通过850℃烧结到氮化铝基板上的，避免了锡焊的电阻、电容在后期加工多次回流焊后导致脱焊等失效的风险。

本发明中的氮化铝陶瓷的介电常数为9.8左右，相对于介电常数为3左右的PCB板，可以让耦合片获得更好的耦合平坦度和隔离度，同时高介电常数可以缩短耦合线长，减小产品的尺寸，在4.5*5*0.635mm氮化铝陶瓷基板的尺寸上，获得1.8GHz~1.9GHz频率使用的耦合片（频率越小，电磁波长越长，产品的尺寸越大）。同时，在隔离端，采用了50欧姆的电阻作为隔离端口，避免了客户在要额外焊接50欧姆电阻，因为又需要制作PCB板作为载体，在经过了多次的实验调整，50欧姆电阻采用双电阻并联的方式，且电阻间的间距选择为0.2mm，这样信号传输时会形成相互的平衡，可以很好地提高耦合片的耦合平坦度，通过电路的调整，平坦度达到了0.1dBmax，这是目前的PCB板工艺非常难实现的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种氮化铝30dB带引脚耦合模块，包括氮化铝陶瓷基板，其特征在于：

在氮化铝陶瓷基板（1）背面印刷背面银浆（11），在所述氮化铝陶瓷基板（1）正面上印刷银浆微带线（2）和印刷并联50欧姆电阻（3），所述50欧姆电阻（3）设置在隔离端，作为隔离端口；所述50欧姆电阻（3）采用双电阻并联的方式，且电阻间的间距为0.2mm；所述氮化铝陶瓷基板侧面设置有银浆端接地（10），所述银浆端接地（10）连接所述氮化铝陶瓷基板（1）正面银浆微带线（2）和背面银浆（11）；所述背面银浆（11）用于焊接至用户器件上，用于固定所述耦合模块并形成接地电路；所述氮化铝陶瓷基板（1）正面还设置有黑色保护膜（7）、输入端焊盘（4）、输出端焊盘（5）和耦合端焊盘（6），在输入端焊盘（4）上焊接一根带圆孔的引脚（12），在输出端焊盘（5）上同样焊接有另一根带圆孔的引脚（8），所述引脚均采用微点焊工艺焊接，且所述引脚的微点焊处采用黑色环氧树脂胶（9）进行保护。

2.根据权利要求1所述的耦合模块，其特征在于：

所述氮化铝陶瓷基板（1）尺寸为：4.5*5*0.635mm。

3.一种制作如权利要求1所述的氮化铝30dB带引脚耦合模块的方法，其特征在于：

步骤1：在氮化铝陶瓷基板（1）上印刷背面银浆（11），进行干燥，干燥后在850℃烧结；

步骤2：在氮化铝陶瓷基板（1）正面印刷银浆微带线（2），进行干燥；

步骤3：采用325目钢丝网网版在氮化铝陶瓷基板（1）正面印刷并联50欧姆电阻（3），进行干燥，干燥后在850℃烧结；

步骤4：在氮化铝陶瓷基板（1）正面印刷黑色保护膜（7）；

步骤5：在氮化铝陶瓷基板（1）正面电镀上输入端焊盘（4）、输出端焊盘（5）和耦合端焊盘（6）；

步骤6：采用微点焊法分别在输入端焊盘（4）和输出端焊盘（5）焊接带圆孔的引脚；

步骤7：在所述焊盘和所述引脚的微点焊处点环氧树脂胶水，并在150℃固化胶水，设置银浆端接地（10），连接正面银浆微带线（2）和背面银浆（11）。