CN109638495B - 一种柔性连接电路接口及高可靠柔性电路连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种高可靠柔性电路连接装置，包括：若干个收发模块(9)、若干根金丝(10)、柔性连接电路接口，收发模块(9)通过金丝(10)和柔性连接电路接口的微波多层印制板(3)连接，采用金丝键合工艺；收发模块(9)包括接收通道和发送通道，与微波多层印制板(3)之间传递微波信号和数字、供电信号。本发明可以满足各种应用环境需求，提高了产品可靠性，并可扩展成适应不同阵面大小形式的组件。

Description

一种柔性连接电路接口及高可靠柔性电路连接装置
技术领域
本发明涉及一种电路连接装置。
背景技术
相控阵技术在精确制导、雷达、通信、电子对抗等领域得到越来越多的应用。
相控阵系统中的核心—TR组件，具有小型化、高集成的特点，往往种类繁多、数量庞大、电路结构复杂，相比单机数量少的产品，有失效率高、维修性差等缺点。
不同的相控阵系统中TR组件类微波产品工作频率、外形尺寸均不一样，因此组件产品的设计、生产制造往往工作量大，效率相对较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对目前广泛应用的TR组件类微波产品，提供一种高可靠柔性电路连接装置，可以满足各种应用环境需求，提高了产品可靠性，并可扩展成适应不同阵面大小形式的组件。
本发明所采用的技术方案是：一种柔性连接电路接口，包括：信号连接器、电路过渡板、柔性软板、微波多层印制板、射频柔性过渡金带；信号连接器通过插孔与外部连接器中的插针盲插，柔性软板通过内部的电路线连接电路过渡板和微波多层印制板，微波多层印制板上的电路通过射频柔性过渡金带与信号连接器相连，信号连接器通过导线连接电路过渡板上的金属焊盘；
信号连接器同时传输微波信号和数字信号、直流信号，微波信号通过射频柔性过渡金带传输至微波多层印制板，数字、供电信号通过导线传输至电路过渡板。
所述电路过渡板内部电路与柔性软板内部电路通过印制板制作工艺方法层压连接到一起。
所述柔性软板采用杜邦FPC材料，柔性软板与微波多层印制板之间通过印制板制作工艺方法层压到一起。
所述微波多层印制板包括射频板、直流板；射频板与直流板之间为柔性软板；射频板采用Rogers 4350板材，实现微波信号传输；直流板采用FR4板材，实现数字、直流信号的传输。
一种高可靠柔性电路连接装置，包括：若干个收发模块、若干根金丝、柔性连接电路接口，收发模块通过金丝和柔性连接电路接口的微波多层印制板连接，采用金丝键合工艺；收发模块包括接收通道和发送通道，与微波多层印制板之间传递微波信号和数字、供电信号。
所述柔性连接电路接口包括：信号连接器、电路过渡板、柔性软板、微波多层印制板、射频柔性过渡金带；信号连接器通过插孔与外部连接器中的插针盲插，柔性软板通过内部的电路线连接电路过渡板和微波多层印制板，微波多层印制板上的电路通过射频柔性过渡金带与信号连接器相连，信号连接器通过导线连接电路过渡板上的金属焊盘；
信号连接器同时传输微波信号和数字信号、直流信号，微波信号通过射频柔性过渡金带传输至微波多层印制板，数字、供电信号通过导线传输至电路过渡板。
所述电路过渡板内部电路与柔性软板内部电路通过印制板制作工艺方法层压连接到一起。
所述柔性软板采用杜邦FPC材料，柔性软板与微波多层印制板之间通过印制板制作工艺方法层压到一起。
所述微波多层印制板包括射频板、直流板；射频板与直流板之间为柔性软板；射频板采用Rogers 4350板材，实现微波信号传输；直流板采用FR4板材，实现数字、直流信号的传输。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明针对TR组件类微波产品中的电路连接提出了柔性互连的设计形式，可以提高产品可靠性，尤其适用于需要盲插直接互连的微波产品。不同的相控阵系统中TR组件类微波产品工作频率、外形尺寸均不一样，因此组件产品的设计、生产制造往往工作量大，效率相对较低。本发明针对不同大小的相控阵阵面，提出了可扩展的TR组件柔性设计方法，可以满足不同系统的应用需求。
(2)本发明在现有刚柔结合板技术的基础上，实现了微波多层印制板的刚柔结合技术，提高了微波电路类产品，特别是TR组件类产品的集成度和可靠性；本发明采用的模块化设计方法，可以扩展组成多种TR组件，具有柔性设计特点；模块化设计提高产品可维修性，适用于批量产品研制；对外采用柔性连接，进一步提高了产品可靠性，可满足星载、弹载、箭载等多种应用环境需求。
附图说明
图1是本发明的柔性电路连接装置示意图。
图2是本发明的柔性电路连接装置平面示意图。
图3是本发明的微波多层印制板分层示意图。
图4是本发明的模块化柔性设计形式示意图。
图5是本发明随机振动试验的频谱形状。
图6是本发明TR组件产品做完温冲、振动试验后的测试结果曲线，其中虚线为发射功率曲线，实线为接收增益曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
如图1、图2所示，本发明的柔性连接电路接口，包括信号连接器2、电路过渡板5、柔性软板4、微波多层印制板3、射频柔性过渡金带6。信号连接器2中的插孔可以与外部连接器1中的插针直接盲插。柔性软板4通过内部的电路线连接电路过渡板5和微波多层印制板3。微波多层印制板3上的电路通过射频柔性过渡金带6与信号连接器2相连，信号连接器2通过导线连接电路过渡板5上的金属焊盘，导线与金属焊盘焊接；信号连接器2同时传输微波信号和数字、直流信号，微波信号通过射频柔性过渡金带6传输至微波多层印制板3，数字、供电信号传输至电路过渡板5；电路过渡板5内部电路与柔性软板4内部电路通过印制板制作工艺方法层压连接到一起；柔性软板4采用杜邦FPC材料，可以满足温度变化、振动条件下的可靠性连接；柔性软板4与微波多层印制板3之间也通过印制板制作工艺方法层压到一起。
如图3所示，微波多层印制板3包括射频板7、直流板8。射频板7与直流板8之间为柔性软板4；其中射频板7采用Rogers 4350板材实现微波信号传输，直流板8采用FR4板材实现数字、直流信号的传输。
如图4所示，本发明的高可靠柔性电路连接装置，包括若干个收发模块9、若干根金丝10、柔性连接电路接口，收发模块9通过金丝键合工艺和微波多层印制板3连接，采用柔性互连方式连接，传输到微波多层印制板3微波信号和数字、供电信号；模块化设计方法可以组成不同通道数的TR组件，进而组成不同大小的相控阵阵面，实现柔性设计；模块化设计提高产品可维修性，适用于批量产品研制；模块内部包括TR组件的所有功能，包括射频信号放大、相位、增益控制、收发时序控制功能。
图5是本发明随机振动试验的频谱形状。图6是本发明TR组件产品做完温冲、振动试验后的测试结果曲线，其中虚线为发射功率曲线，实线为接收增益曲线。本发明的高可靠柔性电路连接装置，可以保证微波组件类产品在星载、弹载、箭载等多种复杂环境下的可靠性，如图5所示，在高量级随机振动条件下，产品仍能正常工作，在6GHz～18GHz的频率范围内，实现接近10W的输出功率，发射功率曲线如图6所示。在经过100次温冲后，仍能正常可靠工作，在6～18GHz的频率范围内，能满足20dB的接收增益，接收增益曲线如图6所示。
本发明的模块化柔性设计形式，可以组成任意通道数的阵列，从S频段～Ka频段都可以采用此电路形式，有效的降低设计难度，简化装配工艺，可维修性好，适用于批量制造。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (8)

1.一种柔性连接电路接口，其特征在于，包括：信号连接器(2)、电路过渡板(5)、柔性软板(4)、微波多层印制板(3)、射频柔性过渡金带(6)；信号连接器(2)通过插孔与外部连接器(1)中的插针盲插，柔性软板(4)通过内部的电路线连接电路过渡板(5)和微波多层印制板(3)，微波多层印制板(3)上的电路通过射频柔性过渡金带(6)与信号连接器(2)相连，信号连接器(2)通过导线连接电路过渡板(5)上的金属焊盘；
信号连接器(2)同时传输微波信号和数字信号、直流信号，微波信号通过射频柔性过渡金带(6)传输至微波多层印制板(3)，数字、供电信号通过导线传输至电路过渡板(5)。
2.根据权利要求1所述的一种柔性连接电路接口，其特征在于，所述电路过渡板(5)内部电路与柔性软板(4)内部电路通过印制板制作工艺方法层压连接到一起。
3.根据权利要求1或2所述的一种柔性连接电路接口，其特征在于，所述柔性软板(4)采用杜邦FPC材料，柔性软板(4)与微波多层印制板(3)之间通过印制板制作工艺方法层压到一起。
4.根据权利要求3所述的一种柔性连接电路接口，其特征在于，所述微波多层印制板(3)包括射频板(7)、直流板(8)；射频板(7)与直流板(8)之间为柔性软板(4)；射频板(7)采用Rogers 4350板材，实现微波信号传输；直流板(8)采用FR4板材，实现数字、直流信号的传输。
5.一种高可靠柔性电路连接装置，其特征在于，包括：若干个收发模块(9)、若干根金丝(10)、柔性连接电路接口，收发模块(9)通过金丝(10)和柔性连接电路接口的微波多层印制板(3)连接，采用金丝键合工艺；收发模块(9)包括接收通道和发送通道，与微波多层印制板(3)之间传递微波信号和数字、供电信号；
所述柔性连接电路接口包括：信号连接器(2)、电路过渡板(5)、柔性软板(4)、微波多层印制板(3)、射频柔性过渡金带(6)；信号连接器(2)通过插孔与外部连接器(1)中的插针盲插，柔性软板(4)通过内部的电路线连接电路过渡板(5)和微波多层印制板(3)，微波多层印制板(3)上的电路通过射频柔性过渡金带(6)与信号连接器(2)相连，信号连接器(2)通过导线连接电路过渡板(5)上的金属焊盘；
信号连接器(2)同时传输微波信号和数字信号、直流信号，微波信号通过射频柔性过渡金带(6)传输至微波多层印制板(3)，数字、供电信号通过导线传输至电路过渡板(5)。
6.根据权利要求5所述的一种高可靠柔性电路连接装置，其特征在于，所述电路过渡板(5)内部电路与柔性软板(4)内部电路通过印制板制作工艺方法层压连接到一起。
7.根据权利要求6所述的一种高可靠柔性电路连接装置，其特征在于，所述柔性软板(4)采用杜邦FPC材料，柔性软板(4)与微波多层印制板(3)之间通过印制板制作工艺方法层压到一起。
8.根据权利要求7所述的一种高可靠柔性电路连接装置，其特征在于，所述微波多层印制板(3)包括射频板(7)、直流板(8)；射频板(7)与直流板(8)之间为柔性软板(4)；射频板(7)采用Rogers 4350板材，实现微波信号传输；直流板(8)采用FR4板材，实现数字、直流信号的传输。
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