CN110021831A - 微波垂直过渡连接结构和微波器件 - Google Patents

微波垂直过渡连接结构和微波器件 Download PDF

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肖宁
郝金中
袁彪
杜伟
宋学峰
潘海波
王磊
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Abstract

本发明适用于射频或微波技术领域，提供了一种微波垂直过渡连接结构和微波器件，该微波垂直过渡连接结构包括：上腔体电路基板和下腔体电路基板分别固定在金属盒体隔墙上下两侧表面的对应位置上；连接模块用于连接上腔体电路基板和下腔体电路基板，可解决不同空间微波信号垂直互联技术，可集成微波信号、低频信号和电源信号互联，使用频率可覆盖DC‑40GHz，而且互联集成度高。

Description

微波垂直过渡连接结构和微波器件
技术领域
本发明属于射频或微波技术领域，尤其涉及一种微波垂直过渡连接结构和微波器件。
背景技术
随着通讯电子设备对小型化、高集成、低成本的需求越来越大，电子装备和电子器件都在向三维结构发展。对于三维结构的实现，芯片封装级技术手段很多且技术较为成熟，如芯片堆叠、芯片倒装以及芯片键合等。随着微波产品集成度、小型化要求不断提升，微型化、立体化、高频率、高互联密度、易装配的垂直互联技术需要重点解决。现在经常采用的互联形式有微波电缆、线缆、金属连接器、金属插座、绝缘子排针以及毛纽扣等，其不足之处在于体积大、互联密度低、微波性能差、安装工序复杂以及通用性差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种微波垂直过渡连接结构和微波器件，以解决现有技术中经常采用的互联形式体积大、互联密度低、微波性能差、安装工序复杂以及通用性差的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种微波垂直过渡连接结构，包括：连接模块、上腔体电路基板、下腔体电路基板和金属盒体隔墙；
所述上腔体电路基板和所述下腔体电路基板分别固定在所述金属盒体隔墙上下两侧表面的对应位置上；所述连接模块用于连接所述上腔体电路基板和所述下腔体电路基板。
在一实施例中，所述上腔体电路基板包括：第一上腔体电路基板和第二上腔体电路基板；
所述金属盒体隔墙包括第一金属盒体隔墙和第二金属盒体隔墙；所述第一金属盒体隔墙和所述第二金属盒体隔墙之间形成用于放置所述连接模块的容纳部；
其中，所述第一上腔体电路基板设置在所述第一金属盒体隔墙的上表面，所述第二上腔体电路基板设置在所述第二金属盒体隔墙的上表面。
在一实施例中，所述连接模块通过键合方式分别连接所述第一上腔体电路基板和所述第二上腔体电路基板。
在一实施例中，所述连接模块包括：第一上表面键合焊盘、第二上表面键合焊盘和上表面接地焊盘；
所述第一上表面键合焊盘通过键合方式连接所述第一上腔体电路基板或者所述第二上腔体电路基板；
所述第二上表面键合焊盘通过键合方式连接所述第二上腔体电路基板或者所述第一上腔体电路基板；
所述上表面接地焊盘通过键合方式分别连接所述第一上腔体电路基板和所述第二上腔体电路基板。
在一实施例中，所述第一上表面键合焊盘、所述第二上表面键合焊盘、所述上表面接地焊盘的镀层均为镍或者金。
在一实施例中，所述连接模块包括：第一下表面键合焊盘、第二下表面键合焊盘和下表面接地焊盘；
所述第一下表面键合焊盘、所述第二下表面键合焊盘和所述下表面接地焊盘分别与所述下腔体电路基板上的焊盘对应位置焊接。
在一实施例中，所述第一下表面键合焊盘、所述第二下表面键合焊盘和所述下表面接地焊盘的镀层均为镍或者金。
在一实施例中，所述连接模块设有实心导体通孔；
所述第一上表面键合焊盘通过所述实心导体通孔与所述第一下表面键合焊盘连接，所述第二上表面键合焊盘通过所述实心导体通孔与所述第二下表面键合焊盘连接。
在一实施例中，所述连接模块中还设有N层介质基板和介质层间焊盘，所述N大于等于2，每层介质基板对应一个介质层间焊盘；
所述实心导体通孔贯穿N层介质基板，且所述实心导体通孔与所述介质层间焊盘形成同轴结构。
在一实施例中，所述连接模块通过焊接或回流焊的方式固定在所述下腔体电路基板的对应位置上。
在一实施例中，所述上腔体电路基板和所述下腔体电路基板分别通过导电胶固定在所述金属盒体隔墙上下两侧表面的对应位置上。
本发明实施例的第二方面提供了一种微波产品，包括如上述所述的微波垂直过渡连接结构中的任一种。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过上腔体电路基板和下腔体电路基板分别固定在金属盒体隔墙上下两侧表面的对应位置上；连接模块用于连接上腔体电路基板和下腔体电路基板，可解决不同空间微波信号垂直互联技术，可集成微波信号、低频信号和电源信号互联，使用频率可覆盖DC-40GHz，而且互联集成度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的微波垂直过渡连接结构示意图；
图2是本发明另一个实施例提供的微波垂直过渡连接结构示意图；
图3是本发明实施例提供的连接模块的模块上表面示意图；
图4是本发明实施例提供的连接模块的模块下表面示意图；
图5是本发明实施例提供的连接模块的剖视图；
图6是本发明实施例提供的微波垂直过渡连接的方法的流程示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的微波垂直过渡连接结构的示意图，详述如下。
所述微波垂直过渡连接结构，包括：连接模块100、上腔体电路基板300、下腔体电路基板400和金属盒体隔墙500。
如图1所示，所述上腔体电路基板300和所述下腔体电路基板400分别固定在所述金属盒体隔墙500上下两侧表面的对应位置上；所述连接模块100用于连接所述上腔体电路基板300和所述下腔体电路基板400。
可选的，如图1所示，所述上腔体电路基板300和所述下腔体电路基板400可以分别通过导电胶固定在所述金属盒体隔墙500上下两侧表面的对应位置上。
可选的，如图2所示，所述微波垂直过渡连接结构，还可以包括：金属盒体侧壁600，所述金属盒体隔墙500分别与所述金属盒体侧壁600连接。
可选的，金属盒体侧壁600可以包括：第一金属盒体侧壁610和第二金属盒体侧壁620，第一金属盒体隔墙510连接所述第一金属盒体侧壁610，第二金属盒体隔墙520连接所述第二金属盒体侧壁620。
可选的，如图2所示，所述上腔体电路基板300可以包括：第一上腔体电路基板310和第二上腔体电路基板320。
所述金属盒体隔墙500包括第一金属盒体隔墙510和第二金属盒体隔墙520；所述第一金属盒体隔墙510和所述第二金属盒体隔墙520之间形成用于放置所述连接模块100的容纳部；其中，所述第一上腔体电路基板310设置在所述第一金属盒体隔墙510的上表面，所述第二上腔体电路基板320设置在所述第二金属盒体隔墙520的上表面。
可选的，如图2所示，所述第一上腔体电路基板310通过导电胶固定在所述第一金属盒体隔墙510上侧表面的对应位置上，所述第二上腔体电路基板320通过导电胶固定在所述第二金属盒体隔墙520上侧表面的对应位置上，所述下腔体电基板400通过导电胶固定在第一金属盒体隔墙510和第二金属盒体隔墙520下侧表面的对应位置上。
可选的，如图2所示，所述微波垂直过渡连接结构还可以包括：键合线200。所述键合线200可以为金丝、金带、铝丝或者铜丝。所述连接模块100通过键合方式，采用所述键合线200分别连接所述第一上腔体电路基板310和所述第二上腔体电路基板320。第一上腔体电路基板310可以为连接模块100左边的上腔体电路基板，第二上腔体电路基板320可以为连接模块100右边的上腔体电路基板，或者第一上腔体电路基板310可以为连接模块100右边的上腔体电路基板，第二上腔体电路基板320可以为连接模块100左边的上腔体电路基板。
可选的，所述连接模块100可以采用多层印刷电路板制作。印刷电路板(Printedcircuit board，PCB)以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔，例如元件孔、紧固孔、金属化孔等)，用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接，采用电路板连接电子元器件的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。
可选的，所述连接模块100的外形可以包括长方体、圆柱体以及多边形。
可选的，所述连接模块100通过焊接或回流焊的方式固定在所述下腔体电路基板400的对应位置上。
可选的，如图3所示，连接模块100的模块上表面示意图。
所述连接模块100可以包括：第一上表面键合焊盘130、第二上表面键合焊盘140和上表面接地焊盘150。
所述第一上表面键合焊盘130通过键合方式，连接所述第一上腔体电路基板310或者所述第二上腔体电路基板320；
可选的，所述第一上表面键合焊盘130通过键合方式，采用所述键合线200连接所述第一上腔体电路基板310或者所述第二上腔体电路基板320。
所述第二上表面键合焊盘140通过键合方式，连接所述第二上腔体电路基板320或者所述第一上腔体电路基板310；
可选的，所述第二上表面键合焊盘140通过键合方式，采用所述键合线200连接所述第二上腔体电路基板320或者所述第一上腔体电路基板310。
可选的，当所述第一上表面键合焊盘130连接所述第一上腔体电路基板310时，则第二上表面键合焊盘140连接所述第二上腔体电路基板320；当第一上表面键合焊盘130连接所述第二上腔体电路基板320时，则第二上表面键合焊盘140连接所述第一上腔体电路基板310。
所述上表面接地焊盘150通过键合方式，分别连接所述第一上腔体电路基板310和所述第二上腔体电路基板320。
可选的，所述上表面接地焊盘150通过键合方式，采用所述键合线200分别连接所述第一上腔体电路基板310和所述第二上腔体电路基板320。
可选的，所述第一上表面键合焊盘130、所述第二上表面键合焊盘140、所述上表面接地焊盘150的镀层均为镍或者金，即可以采用镍或者金工艺在上述各焊盘的外表面进行镀层。
可选的，连接模块100中的第一上表面键合焊盘130与第一下表面键合焊盘160可以为供微波信号通过的焊盘，也可以为供低频信号通过的焊盘。
可选的，如图4所示，连接模块100的模块下表面示意图。
所述连接模块100可以包括：第一下表面键合焊盘160、第二下表面键合焊盘170和下表面接地焊盘180。所述第一下表面键合焊盘160、所述第二下表面键合焊盘170和所述下表面接地焊盘180分别与所述下腔体电路基板400上的焊盘对应位置焊接。
可选的，连接模块100的下腔体电路基板400上有待焊接图案，可以分别与所述第一下表面键合焊盘160、所述第二下表面键合焊盘170和所述下表面接地焊盘180对应焊接。
可选的，连接模块100中的第二上表面键合焊盘140与第二下表面键合焊盘170可以为供低频信号通过的焊盘，也可以为供微波信号通过的焊盘。
可选的，所述第一下表面键合焊盘160、所述第二下表面键合焊盘170和所述下表面接地焊盘180的镀层均为镍或者金，即可以采用镍或者金工艺在上述各焊盘的外表面进行镀层。
可选的，图5为连接模块100的剖视图。参见图5，所述连接模块100可设有实心导体通孔110。
所述第一上表面键合焊盘130通过所述实心导体通孔110与所述第一下表面键合焊盘160连接，所述第二上表面键合焊盘140通过所述实心导体通孔110与所述第二下表面键合焊盘170连接。同理，所述上表面接地焊盘150通过所述实心导体通孔110与所述下表面接地焊盘180连接。通过制作微型多层印刷电路板(PCB)连接模块，实现微波产品内部不同腔体或空间的电路基板实现垂直过渡互联，使得连接模块体积小，设计简单，互联密度大，使用方便，工艺兼容。
可选的，如图5所示，所述连接模块100还可设有N层介质基板120和介质层间焊盘190，所述N大于等于2。
可选的，N层介质基板120可以采用多层印刷电路板制作。
所述实心导体通孔110贯穿N层介质基板120，且所述实心导体通孔110与所述介质层间焊盘190形成类同轴结构，从而可实现微波信号和低频信号低损耗传输。可选的，所述实心导体通孔110与所述介质层间焊盘190可以形成50ohm类同轴结构。
上述微波垂直过渡连接结构，通过上腔体电路基板和下腔体电路基板分别固定在金属盒体隔墙上下两侧表面的对应位置上；连接模块用于连接上腔体电路基板和下腔体电路基板，可解决不同空间微波信号垂直互联技术，可集成微波信号、低频信号和电源信号互联，使用频率可覆盖DC-40GHz，而且互联集成度高。
可选的，本发明实施例还提供一种微波器件，该微波器件可以包括上述任一种微波垂直过渡连接结构，且具有上述微波垂直过渡连接结构所具有的所有有益效果。如图6所示，本发明实施例还提供一种微波垂直过渡连接的方法，可以包括以下步骤。
步骤601，连接模块固定到下腔体电路基板上。
可选的，连接模块通过焊接或者或回流焊的方式固定到下腔体电路基板上。
可选的，连接模块上可以包括：第一下表面键合焊盘160、第二下表面键合焊盘170和下表面接地焊盘180；所述第一下表面键合焊盘160、所述第二下表面键合焊盘170和所述下表面接地焊盘180分别与所述下腔体电路基板400上的焊盘对应位置焊接。
步骤602，上腔电路基板和所述下腔体电路基板分别固定在金属盒体隔墙的上表面和下表面的对应位置上。
可选的，如图1所示，上腔电路基板固定在金属盒体隔墙的上侧表面的对应位置上，下腔体电路基板固定在金属盒体隔墙的下侧表面的对应位置上。
可选的，上腔电路基板300可以包括：第一上腔体电路基板310和第二上腔体电路基板320，第一上腔体电路基板310固定在金属盒体隔墙的上表面的一侧，第二上腔体电路基板320固定在金属盒体隔墙的上表面的另一侧。
步骤603，所述连接模块连接到所述上腔体电路基板对应位置。
可选的，所述连接模块通过键合方式，采用键合线连接到所述上腔体电路基板对应位置，所述键合线200可以为金丝、金带、铝丝或者铜丝。
可选的，所述连接模块100可以包括：第一上表面键合焊盘130、第二上表面键合焊盘140和上表面接地焊盘150。
所述第一上表面键合焊盘130通过键合方式，采用所述键合线200连接所述第一上腔体电路基板310或者所述第二上腔体电路基板320；所述第二上表面键合焊盘140通过键合方式，采用所述键合线200连接所述第二上腔体电路基板320或者所述第一上腔体电路基板310；所述上表面接地焊盘150通过键合方式，采用所述键合线200分别连接所述第一上腔体电路基板310和所述第二上腔体电路基板320。
可选的，上述微波垂直过渡连接的方法，具体安装形式、工艺顺序、键合丝种类等可以根据实际情况选择。
上述微波垂直过渡连接的方法，通过连接模块固定到所述下腔体电路基板上；上腔电路基板和所述下腔体电路基板分别固定在金属盒体隔墙的上表面和下表面的对应位置上；所述连接模块连接到所述上腔体电路基板对应位置，可以有效的简化不同腔体间电路基板的微波信号垂直过渡连接方法，并且能缩减过渡器件的尺寸提高集成度，具有结构简单、尺寸小、集成度高、装配简单、使用方便、可靠性高的特点，使用频率可覆盖DC-40GHz。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种微波垂直过渡连接结构，其特征在于，包括：连接模块、上腔体电路基板、下腔体电路基板和金属盒体隔墙；
所述上腔体电路基板和所述下腔体电路基板分别固定在所述金属盒体隔墙上下两侧表面的对应位置上；所述连接模块用于连接所述上腔体电路基板和所述下腔体电路基板。
2.如权利要求1所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述上腔体电路基板包括：第一上腔体电路基板和第二上腔体电路基板；
所述金属盒体隔墙包括第一金属盒体隔墙和第二金属盒体隔墙；所述第一金属盒体隔墙和所述第二金属盒体隔墙之间形成用于放置所述连接模块的容纳部；
其中，所述第一上腔体电路基板设置在所述第一金属盒体隔墙的上表面，所述第二上腔体电路基板设置在所述第二金属盒体隔墙的上表面。
3.如权利要求2所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述连接模块通过键合方式分别连接所述第一上腔体电路基板和所述第二上腔体电路基板。
4.如权利要求3所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述连接模块包括：第一上表面键合焊盘、第二上表面键合焊盘和上表面接地焊盘；
所述第一上表面键合焊盘通过键合方式连接所述第一上腔体电路基板或者所述第二上腔体电路基板；
所述第二上表面键合焊盘通过键合方式连接所述第二上腔体电路基板或者所述第一上腔体电路基板；
所述上表面接地焊盘通过键合方式分别连接所述第一上腔体电路基板和所述第二上腔体电路基板。
5.如权利要求4所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述第一上表面键合焊盘、所述第二上表面键合焊盘、所述上表面接地焊盘的镀层均为镍或者金。
6.如权利要求4所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述连接模块包括：第一下表面键合焊盘、第二下表面键合焊盘和下表面接地焊盘；
所述第一下表面键合焊盘、所述第二下表面键合焊盘和所述下表面接地焊盘分别与所述下腔体电路基板上的焊盘对应位置焊接。
7.如权利要求6所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述第一下表面键合焊盘、所述第二下表面键合焊盘和所述下表面接地焊盘的镀层均为镍或者金。
8.如权利要求6所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述连接模块设有实心导体通孔；
所述第一上表面键合焊盘通过所述实心导体通孔与所述第一下表面键合焊盘连接，所述第二上表面键合焊盘通过所述实心导体通孔与所述第二下表面键合焊盘连接。
9.如权利要求8所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述连接模块中还设有N层介质基板和介质层间焊盘，所述N大于等于2，每层介质基板对应一个介质层间焊盘；
所述实心导体通孔贯穿N层介质基板，且所述实心导体通孔与所述介质层间焊盘形成同轴结构。
10.如权利要求2所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述连接模块通过焊接或回流焊的方式固定在所述下腔体电路基板的对应位置上。
11.如权利要求1至10任一项所述的微波垂直过渡连接结构，其特征在于，所述上腔体电路基板和所述下腔体电路基板分别通过导电胶固定在所述金属盒体隔墙上下两侧表面的对应位置上。
12.一种微波器件，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的微波垂直过渡连接结构。
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