CN110797616B - 一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板 - Google Patents

一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板 Download PDF

Info

Publication number
CN110797616B
CN110797616B CN201911097998.0A CN201911097998A CN110797616B CN 110797616 B CN110797616 B CN 110797616B CN 201911097998 A CN201911097998 A CN 201911097998A CN 110797616 B CN110797616 B CN 110797616B
Authority
CN
China
Prior art keywords
board
radio frequency
microwave radio
epoxy
gold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911097998.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110797616A (zh
Inventor
倪大海
陈坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangzhou Haike Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Yangzhou Haike Electronic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangzhou Haike Electronic Technology Co ltd filed Critical Yangzhou Haike Electronic Technology Co ltd
Priority to CN201911097998.0A priority Critical patent/CN110797616B/zh
Publication of CN110797616A publication Critical patent/CN110797616A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110797616B publication Critical patent/CN110797616B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/06—Coaxial lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08—Microstrips; Strip lines

Abstract

本发明公开了一种基于基片集成同轴线结构的多层混压板。该多层混压板包括设置在上面的多层环氧板FR4和设置在下面的两层微波射频板，其中环氧板FR4和微波射频板之间通过半固化片进行粘接，环氧板FR4各层之间通过半固化片进行粘接，两层微波射频板之间通过半固化片进行粘接；环氧板FR4设置有通孔或者从顶层到各层的盲孔，微波射频板采用SICL结构，设置有通孔；从环氧板FR4顶层到微波射频板底层设置有通孔，保证环氧板FR4和微波射频板共地。本发明具有体积小、集成度高、价格低的优点，适用于大批量、小型化、宽带、大功率T/R组件的设计及生产。

Description

一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板
技术领域
本发明属于宽带大功率收发组件小型化技术领域，特别是一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板。
背景技术
随着有源相控阵雷达技术日渐成熟，T/R组件作为相控阵技术的基本单元，需要具有射频信号处理、逻辑信号处理以及电源管理等多重功能，同时受限于阵元间距，特别是到Ku波段及以上波段，留给T/R组件每个通道的空间非常有限，对T/R组件的小型化设计提出了很高的要求。为了解决该问题，传统的解决方案分为两种：第一种方案，采用微波材料电路板，比如软基板Ro5880烧结到环氧板FR4，为了保证宽带射频信号走线的完整，FR4上大量面积用来粘接Ro5880板，剩下用来进行逻辑信号处理和电源管理的空间很小，特别是大功率的T/R组件，为了防止工程应用时的电流浪涌，需要大量的高压钽电容，这种钽电容的体积较大，很难完成设计；为了保证通道隔离以及防止来自外界的干扰，需要使用金属隔条将射频信号、数字信号进行隔离；由于Ro5880板烧结在FR4板，会比底面的盒体高出一截，但是受限于天线阵元间距，射频绝缘子离底面盒体很近，这样就会存在一个垂直过渡，不利于宽带信号传播。第二种方案，采用低温共烧陶瓷技术(LTCC)，其缺点是成本较高，价格较为昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体积小、集成度高、成本低的基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板，包括多层环氧板FR4和两层微波射频板；
所述多层环氧板FR4设置在上面，所述两层微波射频板设置在下面；所述环氧板FR4和微波射频板之间通过半固化片进行粘接，半固化片与环氧板FR4匹配；多层环氧板FR4各层之间通过半固化片进行粘接，半固化片与环氧板FR4匹配；两层微波射频板之间通过半固化片进行粘接，半固化片与微波射频板匹配；环氧板FR4设置有通孔或者从顶层到各层的盲孔，通孔或盲孔数量根据电路需要确定；微波射频板采用SICL结构，设置有通孔；从环氧板FR4顶层到微波射频板底层设置有通孔，保证环氧板FR4和微波射频板共地。
进一步地，所述微波射频板采用TSM-DS3，且下表面镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证钎焊。
进一步地，所述环氧板FR4的上表面采用局部镀金工艺，实现电装和微组装混合装配；电装部分镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证烧结；微组装部分镀镍金，镍厚1.3～5um，金厚2～3um，保证键合。
进一步地，所述微波射频板根据需要设计包括滤波器、功分器和耦合器的无源电路。
进一步地，所述环氧板FR4上开槽，露出微波射频板TSM-DS3底层板的上表面微带电路，用于在中间部分安装射频芯片。
进一步地，所述微波射频板TSM-DS3采用由SICL结构过渡到微带MLIN的结构，实现与外界电路的连接。
进一步地，两层微波射频板之间的半固化片厚度为0.05mm。
进一步地，如果安装的是电装芯片，则直接烧结在微波射频板TSM-DS3裸露的上表面；如果安装的是微组装芯片，则将微波射频板TSM-DS3底层板开孔，微组装芯片根据需要粘接在可伐垫片上后粘接到外部的盒体或载体，再通过金丝键合到微波射频板TSM-DS3底层板的上表面微带。
进一步地，外界电路是电装电路，则微带部分镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证烧结；如果外界电路是微组装电路，则微带部分镀厚金，金厚2～3um，保证键合。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)采用基于SICL结构的多层混压板，射频信号可以通过底层的SICL结构实现传输，具有隔离高、抗干扰的优点，便于平面一体化设计；(2)利用SICL结构设计所需的无源电路，体积更小，有利于宽带T/R组件设计；(3)由于顶层没有射频电路，有较大空间来完成逻辑控制和电源管理的电路设计，集成度高，有利于大功率T/R组件设计；(4)多层混压板采用印制电路板，降低了成本。
附图说明
图1为本发明基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板的剖面结构示意图。
图2为本发明中基片集成同轴线的结构示意图。
图3为本发明中由SICL结构过渡到微带MLIN结构的过渡结构示意图。
图4为本发明基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板的俯视结构示意图。
具体实施方式
本发明基于基片集成同轴线结构(SICL)的多层数模混压板，上面为多层环氧板FR4，下面是两层微波射频板TSM-DS3，使用半固化片将两者粘接，并通过通孔实现两种印制板的共地具体来讲，包括多层环氧板FR4和两层微波射频板；
所述多层环氧板FR4设置在上面，所述两层微波射频板设置在下面；所述环氧板FR4和微波射频板之间通过半固化片进行粘接，半固化片与环氧板FR4匹配；多层环氧板FR4各层之间通过半固化片进行粘接，半固化片与环氧板FR4匹配；两层微波射频板之间通过半固化片进行粘接，半固化片与微波射频板匹配；环氧板FR4设置有通孔或者从顶层到各层的盲孔，通孔或盲孔数量根据电路需要确定；微波射频板采用SICL结构，设置有通孔；从环氧板FR4顶层到微波射频板底层设置有通孔，保证环氧板FR4和微波射频板共地。
进一步地，所述微波射频板采用TSM-DS3，且下表面镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证钎焊。
进一步地，所述环氧板FR4的上表面采用局部镀金工艺，实现电装和微组装混合装配；电装部分镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证烧结；微组装部分镀镍金，镍厚1.3～5um，金厚2～3um，保证键合。
进一步地，所述微波射频板根据需要设计包括滤波器、功分器和耦合器的无源电路。
进一步地，所述环氧板FR4上开槽，露出微波射频板TSM-DS3底层板的上表面微带电路，用于在中间部分安装射频芯片。
进一步地，所述微波射频板TSM-DS3采用由SICL结构过渡到微带MLIN的结构，实现与外界电路的连接。所述微波射频板TSM-DS3采用了SICL结构，相比MLIN结构具有更高的Q值，可以根据需求设计各种无源电路：滤波器、功分器、耦合器等，尺寸更小，同时具有很高的隔离特性，可以减少来自外界的干扰。
进一步地，两层微波射频板之间的半固化片厚度尽量薄，通常选用0.05mm。
进一步地，如果安装的是电装芯片，则直接烧结在微波射频板TSM-DS3裸露的上表面；如果安装的是微组装芯片，则将微波射频板TSM-DS3底层板开孔，微组装芯片根据需要粘接在可伐垫片上后粘接到外部的盒体或载体，再通过金丝键合到微波射频板TSM-DS3底层板的上表面微带。
进一步地，外界电路是电装电路，则微带部分镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证烧结；如果外界电路是微组装电路，则微带部分镀厚金，金厚2～3um，保证键合。
所述的基于SICL的多层混压板，顶层FR4板的上表面采用局部镀金工艺，可以实现电装和微组装混合装配。TSM-DS3板采用SICL结构来传输信号，具有高隔离以及高Q值等优点，并可以根据需要设计滤波器、功分器以及耦合器等无源电路。中间部分如有安装射频芯片需要，FR4板需要开槽，直至露出TSM-DS3板底层板的上表面微带电路。TSM-DS3板可以由SICL结构过渡到微带(MLIN)结构，实现与外界电路的连接，完成射频电路的平面一体化设计。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
结合图1所示，本发明一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板，包括多层环氧板FR4和两层微波射频板TSM-DS3；
所述多层环氧板FR4设置在上面，所述两层微波射频板TSM-DS3设置在下面；所述环氧板FR4和微波射频板TSM-DS3之间通过半固化片进行粘接，半固化片与环氧板FR4匹配；多层环氧板FR4各层之间通过半固化片进行粘接，半固化片与环氧板FR4匹配；两层微波射频板TSM-DS3之间通过半固化片进行粘接，半固化片与微波射频板TSM-DS3匹配，且厚度为0.05mm；环氧板FR4设置有通孔或者从顶层到各层的盲孔，通孔或盲孔数量根据电路需要确定；微波射频板TSM-DS3采用SICL结构，设置有通孔；从环氧板FR4顶层到微波射频板TSM-DS3底层设置有通孔，保证环氧板FR4和微波射频板TSM-DS3共地。
图1为基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板的剖面示意图，PCB1和PCB2为微波材料的印制板，可根据工作频率选择，通常为微波射频板TSM-DS3，用于传输射频信号；PCB3，PCB4，…，PCBn为环氧板FR4，用于处理数字逻辑信号和电源管理信号，具体层数n可根据需求设计；PP1，…，PPn-1为半固化片，用于粘接印制板，其中PP1与PCB1匹配，且厚度尽量薄，其余半固化片同环氧板FR4匹配，厚度根据需求设计；V1为盲孔，用于进行逻辑信号或者电源直流信号的层间过渡连接，V2为环氧板FR4顶层到微波射频板TSM-DS3底层的通孔，用于保证两种印制板共地，V3为微波射频板TSM-DS3通孔，用于构成SICL结构。
结合图2，所述的微波射频板TSM-DS3，采用SICL结构，在带状线两侧各自引入一列金属化通孔即可形成SICL结构，引入的金属化通孔类似封闭的结构，可以防止信号泄露以及与其他电路之间的串扰，它由三层金属、两层介质以及两侧的金属化通孔组成，中间的金属作为内导体，外导体由上下两层金属以及两侧的金属通孔组成。h为PCB1、PP1以及PCB2的总厚度，w1为内导体特征阻抗为50Ω时的宽度，wc为外导体宽度。
所述的微波射频板TSM-DS3，可以根据需求设计出各种无源电路，包括滤波器、功分器和耦合器，由于采用了SICL结构，相比MLIN结构Q值更高，相同性能的无源电路具有更小尺寸。
结合图3，所述的TSM-DS3，需要SICL-MLIN的过渡结构，从而实现与外界电路连接。w2为MLIN特征阻抗为50Ω时的宽度，w0和l0分别为SICL内匹配枝节的宽度和长度，该枝节实现了SICL-MLIN的阻抗匹配。如果外界是电装电路U1，则微带部分需要镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证烧结；如果外界是微组装电路U3，则微带部分需要镀厚金，金厚2～3um，保证键合。
结合图4，所述的环氧板FR4，PCBn上表面采用局部镀金工艺，从而实现电装和微组装混合装配。电装电路U2，需镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证烧结；微组装电路U4，需镀镍金，镍厚1.3～5um，金厚2～3um，保证键合。中间部分如有安装射频芯片需要，PCB2～PCNn板需要开槽，直至露出PCB1的上表面微带电路；如果需安装的是电装芯片U1，则直接烧结在PCB1裸露的上表面；如果需安装的是微组装芯片U3，则需要将PCB1开孔，U3根据需要粘接在可伐垫片上后粘接到外部的盒体(或载体)，再通过金丝键合到PCB1的上表面微带。
本发明基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板，底层为微波射频板TSM-DS3，上面为多层环氧板FR4，既保证了射频电路的平面一体化设计，又可以实现逻辑控制信号和电源直流信号的垂直互联；底层的微波射频板TSM-DS3中采用SICL结构，具有高隔离、抗干扰以及高Q值的优点；微波射频板TSM-DS3和环氧板FR4均可以使用电装和微组装混合装配，具有很强的通用性。采用该技术设计出混压板，具有体积小、集成度高、价格低的优点，适用于大批量、小型化、宽带、大功率T/R组件。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板，其特征在于，包括多层环氧板FR4和两层微波射频板；
所述多层环氧板FR4设置在上面，所述两层微波射频板设置在下面；所述环氧板FR4和微波射频板之间通过半固化片进行粘接，半固化片与环氧板FR4匹配；多层环氧板FR4各层之间通过半固化片进行粘接，半固化片与环氧板FR4匹配；两层微波射频板之间通过半固化片进行粘接，半固化片与微波射频板匹配；环氧板FR4设置有通孔或者从顶层到各层的盲孔，通孔或盲孔数量根据电路需要确定；微波射频板采用SICL结构，设置有通孔；从环氧板FR4顶层到微波射频板底层设置有通孔，保证环氧板FR4和微波射频板共地；
所述环氧板FR4的上表面采用局部镀金工艺，实现电装和微组装混合装配；电装部分镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证烧结；微组装部分镀镍金，镍厚1.3～5um，金厚2～3um，保证键合；
所述环氧板FR4上开槽，露出微波射频板TSM-DS3底层板的上表面微带电路，用于在中间部分安装射频芯片；如果安装的是电装芯片，则直接烧结在微波射频板TSM-DS3裸露的上表面；如果安装的是微组装芯片，则将微波射频板TSM-DS3底层板开孔，微组装芯片根据需要粘接在可伐垫片上后粘接到外部的盒体或载体，再通过金丝键合到微波射频板TSM-DS3底层板的上表面微带。
2.根据权利要求1所述的基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板，其特征在于，所述微波射频板采用TSM-DS3，且下表面镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证钎焊。
3.根据权利要求2所述的基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板，其特征在于，所述微波射频板根据需要设计包括滤波器、功分器和耦合器的无源电路。
4.根据权利要求2所述的基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板，其特征在于，所述微波射频板TSM-DS3采用由SICL结构过渡到微带MLIN的结构，实现与外界电路的连接。
5.根据权利要求2所述的基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板，其特征在于，两层微波射频板之间的半固化片厚度为0.05mm。
6.根据权利要求4所述的基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板，其特征在于，外界电路是电装电路，则微带部分镀薄金，金厚0.13～0.45um，保证烧结；如果外界电路是微组装电路，则微带部分镀厚金，金厚2～3um，保证键合。
CN201911097998.0A 2019-11-12 2019-11-12 一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板 Active CN110797616B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911097998.0A CN110797616B (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911097998.0A CN110797616B (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110797616A CN110797616A (zh) 2020-02-14
CN110797616B true CN110797616B (zh) 2021-11-09

Family

ID=69444136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911097998.0A Active CN110797616B (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110797616B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112436242A (zh) * 2020-10-26 2021-03-02 中国电子科技集团公司第十三研究所 高集成微波组件
CN112186321A (zh) * 2020-10-30 2021-01-05 上海交通大学 加脊方同轴基片集成波导互连装置
CN112533358A (zh) * 2020-11-24 2021-03-19 中国电子科技集团公司第十三研究所 高频微波多层电路板及高频微波组件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6158116A (en) * 1996-06-13 2000-12-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radio frequency module and method for fabricating the radio frequency module
CN1783486A (zh) * 2004-12-03 2006-06-07 三星电机株式会社 集成有rf性能的多芯片模块
CN102694245A (zh) * 2011-03-23 2012-09-26 株式会社村田制作所 天线装置
CN106102350A (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 安徽天兵电子科技有限公司 一种tr组件的封装方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120035394A (ko) * 2010-10-05 2012-04-16 삼성전자주식회사 수직구조의 전송선로 트랜지션 및 랜드 그리드 어레이 접합를 이용한 단일 칩 패키지를 위한 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6158116A (en) * 1996-06-13 2000-12-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radio frequency module and method for fabricating the radio frequency module
CN1783486A (zh) * 2004-12-03 2006-06-07 三星电机株式会社 集成有rf性能的多芯片模块
CN102694245A (zh) * 2011-03-23 2012-09-26 株式会社村田制作所 天线装置
CN106102350A (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 安徽天兵电子科技有限公司 一种tr组件的封装方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110797616A (zh) 2020-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110797616B (zh) 一种基于基片集成同轴线结构的多层数模混压板
US6556169B1 (en) High frequency circuit integrated-type antenna component
EP2676321B1 (en) Coupling arrangement
US9351404B2 (en) Electronic device
US7808434B2 (en) Systems and methods for integrated antennae structures in multilayer organic-based printed circuit devices
US7471175B2 (en) Planar mixed-signal circuit board
US6417747B1 (en) Low cost, large scale RF hybrid package for simple assembly onto mixed signal printed wiring boards
CN109494489B (zh) 滤波集成式基站天线
US9362603B2 (en) Via structures and compact three-dimensional filters with the extended low noise out-of-band area
US11612053B2 (en) Circuit board and electronic device
US20020074654A1 (en) Wiring substrate, wiring board, and wiring substrate mounting structure
US20100001808A1 (en) Planar transmission line-to-waveguide transition apparatus and wireless communication module having the same
CN102201607A (zh) 基于ltcc技术的微带-带状线转换
CN108684139A (zh) 一种电路板
CN115693080B (zh) 一种基于厚薄膜电路基板的大功率合成器实现方法
CN114554688B (zh) 基于电热兼容的多层ltcc基板的发射前端装置
CN113540768B (zh) 一种应用于微波系统的连接结构
CN115166641A (zh) 一种基于sip的小型化表贴收发组件
KR100579137B1 (ko) 엘티씨씨를 이용한 송/수신기 모듈
CN108541129B (zh) 封装式rf电路和无线电单元
CN218827834U (zh) 多频多层一体化功分馈电网络
JP2001088097A (ja) ミリ波多層基板モジュール及びその製造方法
CN219998479U (zh) 电子器件
CN115494456B (zh) 雷达收发装置及雷达装置
CN116093567B (zh) 射频介质集成同轴长距离传输结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant