CN112436242A - 高集成微波组件 - Google Patents

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张金明
张红梅
王磊
姜兆国
张越成
孙建才
宋学峰
吴璇
宋铖
董强
颜廷臣
孙荣久
杜渐
盖卫波
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Abstract

本发明提供了一种高集成微波组件，属于微波技术领域，包括微波电路板、盒体以及上盖板，微波电路板包括多层基板和多个芯片，多层基板的正面和/或背面设有多个不连通的隔离槽，多个芯片分别设置在不同的隔离槽内；盒体具有容纳腔，微波电路板倒装在容纳腔内；上盖板设置在盒体上，将各芯片独立封装在各隔离槽内。本发明提供的高集成微波组件，隔离槽直接设置在微波电路板上，芯片直接安装在隔离槽内，通过上盖板和盒体，直接将芯片封装在独立的隔离槽内，实现微波信号的高度隔离及损耗的减小，由于微波电路板上可以安装多个芯片，也具有集成度高，体积小，装配工艺简单的特点。

Description

高集成微波组件
技术领域
本发明属于微波技术领域，更具体地说，是涉及一种高集成微波组件。
背景技术
微波组件广泛用于军事领域的雷达、通信、电子对抗，以及民用领域的无线通信、汽车雷达等方面。微波组件用于实现微波信号的频率、功率、相位等各种变换，一般由微波电路以及一些分立的微波器件组成，技术发展方向是小型化、低成本。
为了提高微波组件的集成度，减小微波组件的体积和重量，使用多层微波基板是主要的设计方法之一。多层微波基板是将两种或更多的电路板相互混压制作而成，具有集成度高、体积小、工艺装配简单等特点。
现有技术中，多层微波基板使用时多是将整个电路板放置于金属盒体内，最上层放置元器件，中间层用于低频信号和直流电的连接。微波组件输入输出端口的连接器直接和多层微波基板表层相连。信号传输存在隔离度差，传输损耗大，应用频率较低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高集成微波组件，旨在解决信号传输隔离度差、传输损耗大及应用频率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种高集成微波组件，包括：微波电路板、盒体以及上盖板，微波电路板包括多层基板和多个芯片，所述多层基板的正面和/或背面设有多个不连通的隔离槽，多个所述芯片分别设置在不同的隔离槽内；盒体具有容纳腔，所述微波电路板倒装在所述容纳腔内；上盖板设置在所述盒体上，将各所述芯片独立封装在各所述隔离槽内。
作为本申请另一实施例，所述高集成微波组件还包括压框，所述压框直接封装在所述微波电路板上，使各所述隔离槽形成封装所述芯片的独立的密封腔，所述上盖板封装在所述压框的外侧。
作为本申请另一实施例，所述盒体包括外框和与外框连接的底板，所述底板上设有对应所述芯片的开孔，所述微波电路板安装到所述盒体内，所述底板与所述微波电路板相贴，所述开孔构成所述芯片的隔离腔，在所述底板的外面设有下盖板，使所述芯片处于密封的隔离腔内。
作为本申请另一实施例，所述上盖板和所述下盖板通过激光封焊封装于所述盒体上。
作为本申请另一实施例，所述多层基板包括至少四层微波基板，相邻的两层微波基板之间，或设有介质层，或直接连接；所述多层基板的正面和/或背面设有多个所述隔离槽。
作为本申请另一实施例，定义顶层微波基板和底层微波基板，所述顶层微波基板至所述底层微波基板之间的微波基板，依次为第一层微波基板、第二层微波基板、第三层微波基板，依次类推；所述顶层微波基板与所述第一层微波基板之间设有所述介质层，所述第一层微波基板与所述第二层微波基板之间直接胶接，所述第二层微波基板与所述第三层微波基板之间设有所述介质层，各层微波基板之间的连接依次类推；所述隔离槽自所述底层微波基板延伸至所述第一层微波基板上，使所述芯片直接安装在所述第一层微波基板上。
作为本申请另一实施例，所述顶层微波基板上设有第一电路图形，所述第一层微波基板上设有第二电路图形，所述介质层上设有连接所述第一电路图形和所述第二电路图形的金属化通孔；所述隔离槽内的第一层微波基板上设有与所述第二电路图形连接的微带线，所述芯片通过键合丝与所述微带线键合。
作为本申请另一实施例，所述微波电路板的两端的射频端口分别设有绝缘子引线，所述绝缘子引线通过微带线与第一层微波基板两端的射频端口连接。
作为本申请另一实施例，所述第一层微波基板两端设有用于固定所述绝缘子引线的金带。
作为本申请另一实施例，所述金带采用热压焊接固定在第一层微波基板的射频端口。
本发明提供的高集成微波组件的有益效果在于：与现有技术相比，本发明高集成微波组件，隔离槽直接设置在微波电路板上，芯片直接安装在隔离槽内，通过上盖板和盒体，直接将芯片封装在独立的隔离槽内，实现微波信号的高度隔离及损耗的减小，由于微波电路板上可以安装多个芯片，也具有集成度高，体积小，装配工艺简单的特点。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的高集成微波组件的分解结构示意图一(俯视)；
图2为本发明实施例提供的高集成微波组件的分解结构示意图二(仰视)；
图3为图1提供的高集成微波组件的盒体的立体结构示意图；
图4为图1所示的高集成微波组件的微波电路板的背面结构示意图；
图5为图1所示的高集成微波组件的微波电路板的正面结构示意图；
图6为图1所示的高集成微波组件的微波电路板的层状结构示意图；
图7为图6所示的微波电路板的正面结构示意图(俯视)；
图8为图6所示的微波电路板的背面结构示意图(仰视)；
图9为沿图8中A-A线的剖视结构图；
图10为沿图8中B-B线的剖视结构图。
图中：1、上盖板；2、压框；3、微波电路板；31、微带线；32、隔离槽；33、键合丝；4、绝缘子引线；5、盒体；51、开孔；6、下盖板；7、芯片；8、顶层微波基板；9、第一层微波基板；10、第二层微波基板；11、第三层微波基板；12、第四层微波基板；13、底层微波基板；14、介质层；15、胶接层；16、金属化通孔。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的高集成微波组件进行说明。所述高集成微波组件，包括微波电路板3、盒体5以及上盖板1，微波电路板3包括多层基板和多个芯片7，多层基板的正面和/或背面设有多个不连通的隔离槽32，多个芯片7分别设置在不同的隔离槽32内；盒体5具有容纳腔，微波电路板3倒装在容纳腔内；上盖板1设置在盒体5上，将各芯片7独立封装在各隔离槽32内。
本发明提供的高集成微波组件，与现有技术相比，隔离槽32直接设置在微波电路板3上，芯片7直接安装在隔离槽32内，通过上盖板1和盒体5，直接将芯片7封装在独立的隔离槽32内，实现微波信号的高度隔离、高屏蔽传输及损耗的减小，避免信号之间相互干扰，提高信号传输的可靠性；由于微波电路板3上可以安装多个芯片7，也具有集成度高，体积小，装配工艺简单的特点。
本发明提供的高集成微波组件，通用性强，设计结构简单，安装简易，而且工作频率高，频率范围宽，与常规微波组件工艺流程兼容。对采用多层微波基板设计的高频组件的性能具有显著的提高。
本发明微波电路板倒装在盒体内，结合后面的实施例，也就是说，顶层微波基板与盒体的底板接触，由于大部分电路图形均设置在顶层微波基板上，通过倒装的方式，进一步提高微波信号传输的隔离性和屏蔽性能，避免传输信号的相互干扰，提高信号的传输效果，避免信号传输失真。
作为本发明提供的高集成微波组件的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，高集成微波组件还包括压框2，压框2直接封装在微波电路板3上，使各隔离槽32形成封装芯片7的独立的密封腔，上盖板1封装在压框2的外侧。通过设置的压框2，将隔离槽32直接密封，然后再封装上盖板1，进一步提高密封隔离的效果，避免各传输信号的相互干扰。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，盒体5包括外框和与外框连接的底板，底板上设有对应芯片7的开孔51，微波电路板3安装到盒体5内，底板与微波电路板3相贴，开孔51构成芯片7的隔离腔，在底板的外面设有下盖板6，使芯片7处于密封的隔离腔内。其中，压框2位于盒体5外框的内部，也避免压框2与微波电路板3相接的部位外露，存在的密封不严的风险。
对应上述各实施例，举例如下：当仅仅在多层基板的背面设置隔离槽32时，压框2直接压装在多层基板的背面，然后，上盖板1与压框2密封，此时，多层基板的背面朝向盒体5的开口，正面与盒体5的底板相贴，下盖板6仍然设置在盒体5的背面。
当在多层基板的正面和背面均设置隔离槽32时，压框2设置在多层基板的正面，背面通过盒体5的底板直接封装，此时，盒体5底板上的开孔51避让芯片7，或者盒体5底板上不设置开孔51。
当多层基板的正面不设置隔离槽32时，多层基板的正面与底板相贴，通过底板上的开孔51实现隔离的作用，也可以通过在压框2上设置开孔51，实现隔离的作用。
因此，多层基板在盒体5内的正面和背面的位置可以灵活选择，可以正面朝上，也可以背面朝上。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图1及图2，上盖板1和下盖板6通过激光封焊封装于盒体5上。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图6至图10，多层基板包括至少四层微波基板，相邻的两层微波基板之间，或设有介质层14，或直接连接；多层基板的正面和/或背面设有多个隔离槽32。微波基板采用高频微波基板材料，厚度薄，介质损耗低，适合高频信号传输。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图6至图10，定义顶层微波基板8和底层微波基板13，顶层微波基板8至所述底层微波基板13之间的微波基板，依次为第一层微波基板9、第二层微波基板10、第三层微波基板11，依次类推；顶层微波基板8与第一层微波基板9之间设有介质层14，第一层微波基板9与第二层微波基板10之间直接胶接，也即第一层微波基板9与第二层微波基板10之间设有胶接层15，第二层微波基板10与第三层微波基板11之间设有介质层14，各层微波基板之间的连接依次类推；隔离槽32自底层微波基板13延伸至第一层微波基板9上，使芯片7直接安装在第一层微波基板9上。本实施例设置了六层微波基板，依次为顶层微波基板8、第一层微波基板9、第二层微波基板10、第三层微波基板11、第四层微波基板12和底层微波基板13，多层基板通过导电胶黏贴或者螺钉连接的方式，紧固在盒体5内。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图6至图10，顶层微波基板8上设有第一电路图形，第一层微波基板9上设有第二电路图形，介质层14上设有连接第一电路图形和第二电路图形的金属化通孔16；隔离槽32内的第一层微波基板9上设有与第二电路图形连接的微带线31，芯片7通过键合丝33与微带线31键合，芯片7采用胶粘的方式固定在顶层微波基板8上、第一层微波基板9和/或者底层微波基板13上。各层之间以及各电路图形之间，通过微带线31、金属化通孔16实现互连。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图2、图5，微波电路板3的两端的射频端口分别设有绝缘子引线4，绝缘子引线4通过微带线31与第一层微波基板9两端的射频端口连接。本发明实施例中的多层微波基板与绝缘子同轴连接，可以有效的改善绝缘子与多层高频微波板互联匹配特性，并且提高微波信号效率，具有结构简单、集成度高、使用方便、可靠性高的特点，使用频率可覆盖DC-40GHz。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5，第一层微波基板9两端设有用于固定绝缘子引线4的金带。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5，金带采用热压焊接固定在第一层微波基板9的射频端口。
本发明提供的高集成微波组件的制作工艺如下：
按设计要求加工多层微波电路板、金属盒体、压框、上盖板及下盖板；
将封装元器件焊接到微波电路板上；
微波电路板射频端口包金带；
将微波电路板倒装到盒体内，并盒体对应位置安装高频连接器及低频连接器；
芯片键合到微波电路板上，键合高低频连接器；
装配压框，采用封焊方式，封装盒体的上盖板和下盖板，对盒体内部实现密封。
其中，多层微波电路板的制作方式采用本领域常规技术手段即可，本文不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高集成微波组件，其特征在于，包括：
微波电路板，包括多层基板和多个芯片，所述多层基板的正面和/或背面设有多个不连通的隔离槽，多个所述芯片分别设置在不同的隔离槽内；
盒体，具有容纳腔，所述微波电路板倒装在所述容纳腔内；
上盖板，设置在所述盒体上，将各所述芯片独立封装在各所述隔离槽内。
2.如权利要求1所述的高集成微波组件，其特征在于，所述高集成微波组件还包括压框，所述压框直接封装在所述微波电路板上，使各所述隔离槽形成封装所述芯片的独立的密封腔，所述上盖板封装在所述压框的外侧。
3.如权利要求1所述的高集成微波组件，其特征在于，所述盒体包括外框和与外框连接的底板，所述底板上设有对应所述芯片的开孔，所述微波电路板安装到所述盒体内，所述底板与所述微波电路板相贴，所述开孔构成所述芯片的隔离腔，在所述底板的外面设有下盖板，使所述芯片处于密封的隔离腔内。
4.如权利要求3所述的高集成微波组件，其特征在于，所述上盖板和所述下盖板通过激光封焊封装于所述盒体上。
5.如权利要求1所述的高集成微波组件，其特征在于，所述多层基板包括至少四层微波基板，相邻的两层微波基板之间，或设有介质层，或直接连接；所述多层基板的正面和/或背面设有多个所述隔离槽。
6.如权利要求5所述的高集成微波组件，其特征在于，定义顶层微波基板和底层微波基板，所述顶层微波基板至所述底层微波基板之间的微波基板，依次为第一层微波基板、第二层微波基板、第三层微波基板，依次类推；所述顶层微波基板与所述第一层微波基板之间设有所述介质层，所述第一层微波基板与所述第二层微波基板之间直接胶接，所述第二层微波基板与所述第三层微波基板之间设有所述介质层，各层微波基板之间的连接依次类推；所述隔离槽自所述底层微波基板延伸至所述第一层微波基板上，使所述芯片直接安装在所述第一层微波基板上。
7.如权利要求6所述的高集成微波组件，其特征在于，所述顶层微波基板上设有第一电路图形，所述第一层微波基板上设有第二电路图形，所述介质层上设有连接所述第一电路图形和所述第二电路图形的金属化通孔；所述隔离槽内的第一层微波基板上设有与所述第二电路图形连接的微带线，所述芯片通过键合丝与所述微带线键合。
8.如权利要求6所述的高集成微波组件，其特征在于，所述微波电路板的两端的射频端口分别设有绝缘子引线，所述绝缘子引线通过微带线与第一层微波基板两端的射频端口连接。
9.如权利要求8所述的高集成微波组件，其特征在于，所述第一层微波基板两端设有用于固定所述绝缘子引线的金带。
10.如权利要求9所述的高集成微波组件，其特征在于，所述金带采用热压焊接固定在第一层微波基板的射频端口。
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