CN114096057A - 多层叠合pcb板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多层叠合PCB板，包括：第一PCB板、第二PCB板、反射板以及转接件，转接件依次穿设于第一PCB板、反射板和第二PCB板，第一PCB板的第一表面布设有第一信号线层和第一地线层，第二表面布设有第二地线层，第二PCB板的第四表面布设有第二信号线层和第三地线层，第三表面布设有第四地线层，转接件两侧布设有微带线信号层和金属地层，PCB板上的信号线层与微带线信号层连接，地线层与金属地层连接，本发明提供的多层叠合PCB板不仅使连接处的电气性能不受PCB板和反射板平整度的影响，增强了接地性能，改善了端口驻波和天线幅相一致性，提升了天线性能，而且结构简单，简化了工艺，提高了装配效率。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种多层叠合PCB板。
背景技术
现有的天线技术，特别是5G Massive MIMO天线设计中，PCB板的使用替代了传统4G天线中的同轴线缆，实现了“无线化”，多层PCB板通常采用叠层的方式进行布置，在叠层的PCB板之间需要进行电气连接。现有技术中的电气连接方式结构复杂，导致装配效率低。
发明内容
本发明提供一种多层叠合PCB板，用以解决现有技术中的多层PCB板装配效率低的问题。
本发明提供一种多层叠合PCB板，包括：第一PCB板、第二PCB板、反射板以及转接件；
所述反射板夹设于所述第一PCB板和所述第二PCB板之间，所述转接件依次穿设于所述第一PCB板、所述反射板和所述第二PCB板；
其中，所述第一PCB板具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面布设有第一信号线层和第一地线层，所述第二表面布设有第二地线层；所述第二PCB板具有相对的第三表面和第四表面，所述第四表面布设有第二信号线层和第三地线层，所述第三表面布设有第四地线层；
所述转接件的相对两侧分别布设有微带线信号层和金属地层，所述第一信号线层和所述第二信号线层均与所述微带线信号层连接，所述第一地线层和所述第三地线层均与所述金属地层连接，所述第一地线层与所述第二地线层连接，所述第三地线层与所述第四地线层连接。
根据本发明提供的多层叠合PCB板，所述转接件为上宽下窄的“T”形结构。
根据本发明提供的多层叠合PCB板，所述第一PCB板、所述反射板和所述第二PCB板均设有通孔；
所述转接件包括嵌入部和限位部，所述嵌入部依次穿设于三个所述通孔，所述限位部与所述第一表面抵接。
根据本发明提供的多层叠合PCB板，所述嵌入部的长度大于所述第一PCB板、所述反射板和所述第二PCB板的叠放厚度之和。
根据本发明提供的多层叠合PCB板，所述第一信号线层和所述第一地线层分别布置于所述转接件的两侧。
根据本发明提供的多层叠合PCB板，所述第二信号线层和所述第三地线层分别布置于所述转接件的两侧。
根据本发明提供的多层叠合PCB板，所述第二地线层与所述第四地线层均与所述金属地层之间留有间隙。
根据本发明提供的多层叠合PCB板，所述转接件的板材相对介电常数小于3.5。
根据本发明提供的多层叠合PCB板，所述第一信号线层和所述第二信号线层均与所述微带线信号层焊接连接。
根据本发明提供的多层叠合PCB板，所述第一地线层和所述第三地线层均与所述金属地层焊接连接，所述第一地线层与所述第二地线层通过所述转接件上的金属化过孔连接，所述第三地线层与所述第四地线层也通过所述转接件上的金属化过孔连接。
本发明提供的多层叠合PCB板，包括第一PCB板、第二PCB板、反射板以及转接件，通过在第一PCB板和第二PCB板表面布设信号线层和地线层，在转接件的两侧分别布设微带线信号层和金属地层，继而将转接件依次穿设于第一PCB板、反射板和第二PCB板，进一步，PCB板上的信号线层均与微带线信号层连接，地线层与金属地层连接，可通过改变微带线信号层的长度和宽度形成良好的匹配效果，从而具有大带宽、低损耗特性，实现多层PCB板之间电气连接性能的增强。一方面，信号线与地线的匹配连接，使天线有良好的幅相一致性，有效避免多层PCB板的端口驻波和天线的幅相一致性差的问题；另一方面，多层叠合PCB板加工完成后可直接在整机天线上使用，无需额外的预制工艺，简化装配工艺，有效避免转接装置结构复杂而造成装配效率低的问题。本发明提供的多层叠合PCB板不仅使连接处的电气性能不受PCB板以及中间反射板平整度的影响，增强了接地性能，改善了端口驻波和天线幅相一致性，提升了天线性能，而且结构简单，简化了装配工艺，提高了装配效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，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是本发明实施例提供的多层叠合PCB板顶部视角的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的多层叠合PCB板底部视角的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的多层叠合PCB板爆炸结构示意图；
图4是本发明实施例提供的多层叠合PCB板的剖视示意图；
图5是本发明实施例提供的多层叠合PCB板仿真结果图之一；
图6是本发明实施例提供的多层叠合PCB板仿真结果图之二；
附图标记：
1：第一PCB板； 11：第一信号线层； 12：第一地线层；
2：第二PCB板； 21：第二信号线层； 22：第三地线层；
3：反射板； 4：转接件； 41：微带线信号层；
42：金属地层； 43：嵌入部； 44：限位部。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
叠层的PCB板之间一般采用的连接方式是利用类似同轴结构的铜棒进行连接，然而，多层PCB板利用铜棒结构叠合在使用过程中存在诸多弊端，一方面，铜棒连接方式对接地性能要求较高，PCB板的平整度或多层PCB板中间放置的金属板平整度达不到要求，极易造成失配，从而影响端口驻波和天线的幅相一致性，导致天线性能差；另一方面，铜棒结构的转接装置大多结构复杂，需要具有相应的加工模具，不仅大大提高了整体成本，而且，装配工艺繁多，在天线产品量产时严重影响装配效率。
本发明实施例提供了多层叠合PCB板，用以解决现有技术中的多层PCB板的线路通道驻波和幅相一致性等因素导致天线性能差，以及转接结构复杂导致装配效率低的问题。
下面结合图1至图6描述本发明实施例的多层叠合PCB板。
如图1至图3所示，本发明实施例提供的多层叠合PCB板，包括：第一PCB板1、第二PCB板2、反射板3以及转接件4。
反射板3夹设于第一PCB板1和第二PCB板2之间，转接件4依次穿设于第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2。
其中，第一PCB板1具有相对的第一表面和第二表面，第一表面布设有第一信号线层11和第一地线层12，第二表面布设有第二地线层；第二PCB板2具有相对的第三表面和第四表面，第四表面布设有第二信号线层21和第三地线层22，第三表面布设有第四地线层。
转接件4的相对两侧分别布设有微带线信号层41和金属地层42，第一信号线层11和第二信号线层21均与微带线信号层41连接，第一地线层12和第三地线层22均与金属地层42连接，第一地线层12与第二地线层连接，第三地线层22与第四地线层连接。
具体地，第一PCB板1和第二PCB板2可以是相同的PCB板，也可以是不同的PCB板，其不同体现在材质和尺寸两方面，PCB板的具体选择可以依据实际情况进行选择，此处不作具体限定，为了现场操作的便捷性，第一PCB板1和第二PCB板2优选相同材质、相同尺寸的PCB板。
反射板3为金属板，其安装时可与PCB板接触或不接触，不影响PCB板的接地效果。反射板3夹设于第一PCB板1和第二PCB板2之间，如图1所示，三者叠放布置，其中，最上层为第一PCB板1，中间层为反射板3，最下层为第二PCB板2。三个板的厚度可以相同，也可以不同，三个板的形状可以相同，也可以不同，具体形状和尺寸根据实际需要进行选择，此处不作具体限定，为了工艺制作的便利性，优选厚度和形状一致的PCB板和反射板3。
如图3所示，第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2的中部开设有通孔，通孔的尺寸与转接件4相适配，能够使得转接件4刚好嵌入，转接件4通过通孔由上至下穿设于第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2，并穿出第二PCB板2底部一部分。
如图1和图2所示，第一PCB板1的上表面布设有第一信号线层11和第一地线层12，下表面布设有第二地线层，与之对应的，第二PCB板2的下表面布设有第二信号线层21和第三地线层22，上表面布设有第四地线层，即第一PCB板1的上表面布设有信号线层，上下表面均布设有地线层，第二PCB板2的下表面布设有信号线层，上下表面也均布设有地线层。
其中，第一PCB板1下表面的第二地线层通过金属化过孔与第一PCB板1上表面的第一地线层12进行连接，同理，第二PCB板2上表面的第四地线层通过金属化过孔与第二PCB板2下表面的第三地线层22进行连接。
转接件4穿设第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2后，所有的信号线层均分别与转接件4一侧上的微带线信号层41连接，第一地线层12和第三地线层22均与转接件4另一侧的金属地层42连接。
需要说明的是，转接件4两侧的微带线信号层41和金属地层42与转接件4的连接均采用两端沉锡、中间涂覆绿油的方式进行处理，两端焊接，可有效防止金属层氧化，亦可防止焊接时焊锡流入避让孔，避免影响天线性能与使用寿命。同理，PCB板上的信号线层和金属地层的连接可以按照同样的方式进行处理。具体的操作方式，可依据实际情况而定，在有效固定信号线层和地线层的基础上，选择防止焊锡流入避让孔的方式即可。
此外，转接件4的微带线信号层41具有阻抗匹配的作用，通常情况下多层PCB板上的信号线阻抗并不一致，传统的50欧姆铜棒结构由于阻抗固定不可调，实际使用会造成阻抗失配严重，转接件4可有效避免这一情况，可通过仿真与实物调试相结合的方式实现阻抗可调，如图5和图6所示，在1GHz-5GHz频段内，驻波(VSWR)均在1.15以内，插入损耗在0.1dB以内，特别的，驻波特性在1GHz-4GHz频段内仅有1.05，插损仅有0.05dB，表现出良好的匹配效果，即在5GHz频段以内，多层叠合PCB板具有良好的驻波与损耗特性，可满足整个基站天线频段的需求。
本发明实施例提供的多层叠合PCB板，包括第一PCB板1、第二PCB板2、反射板3以及转接件4，通过在第一PCB板1和第二PCB板2表面布设信号线层和地线层，在转接件4的两侧分别布设微带线信号层41和金属地层42，继而将转接件依次穿设于第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2，进一步，PCB板上的信号线层均与微带线信号层41连接，地线层与金属地层42连接，可通过改变微带线信号层41的长度和宽度形成良好的匹配效果，从而具有大带宽、低损耗特性，实现多层PCB板之间电气连接性能的增强。一方面，信号线与地线的匹配连接，使天线有良好的幅相一致性，有效避免多层PCB板的端口驻波和天线的幅相一致性差的问题；另一方面，多层叠合PCB板加工完成后可直接在整机天线上使用，无需额外的预制工艺，简化装配工艺，有效避免转接装置结构复杂而造成装配效率低的问题。本发明实施例提供的多层叠合PCB板不仅使连接处的电气性能不受PCB板以及中间反射板平整度的影响，增强了接地性能，改善了端口驻波和天线幅相一致性，提升了天线性能，而且结构简单，简化了装配工艺，提高了装配效率。
在可选的实施例中，转接件4为上宽下窄的“T”形结构。
具体地，如图3所示，转接件4为“T”形结构，其中上部相较于下部略宽，为保证良好的限位效果，上部较大端的宽度比下部较小端的宽度大0.3mm以上，同时需保证下部的宽度小于PCB板上通孔的宽度，以实现转接件卡接于PCB板上表面。
在可选的实施例中，第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2均设有通孔，转接件4包括嵌入部43和限位部44，嵌入部43依次穿设于三个通孔，限位部44与第一表面抵接。
具体地，第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2所设通孔应在同一轴线，以供转接件4穿设使用。
转接件4包括嵌入部43和限位部44两部分，其中，嵌入部43为“T”形结构下部，依次穿设于第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2上的通孔，限位部44为“T”形结构上部，穿设后，与第一PCB板1的上表面相抵接。
在可选的实施例中，嵌入部43的长度大于第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2的叠放厚度之和。
具体地，如图4所示，第一PCB板1、反射板3和第二PCB板2叠放布置，嵌入部43的长度大于三者叠放厚度之和，相应的，转接件4两侧的微带线信号层41和金属地层42的长度也大于三者叠放厚度之和，微带线信号层41和金属地层42伸出第二PCB板2的最底部，以确保其底部的第二信号线层21和第三地线层22能够分别与微带线信号层41和金属地层42连接。
在可选的实施例中，第一信号线层11和第一地线层12分别布置于转接件4的两侧。
具体地，如图3所示，在第一PCB板1的上表面，通孔的两侧分别布置的有第一信号线层11和第一地线层12，第一信号线层11和第一地线层12分别与转接件4两侧的微带线信号层41和金属地层42连接，其中，第一信号线层11和第一地线层12的尺寸根据实际情况进行选择即可，此处不作具体限定。
在可选的实施例中，第二信号线层21和第三地线层22分别布置于转接件4的两侧。
具体地，如图2所示，在第二PCB板2的下表面，通孔的两侧分别布置的有第二信号线层21和第三地线层22，第二信号线层21和第三地线层22分别与转接件4两侧的微带线信号层41和金属地层42连接，其中，第二信号线层21和第三地线层22的尺寸根据实际情况进行选择即可，此处不作具体限定。
在可选的实施例中，第二地线层与第四地线层均与金属地层42之间留有间隙。
具体地，防止出现耦合或者短路，第一PCB板1和第二PCB板2以及反射板3上需开避让孔避让信号线和金属层，通孔可以作为避让孔使用，但是通孔在转接件的侧边方向上至少应比转接件4的嵌入部43的宽度尺寸大0.1mm以上，以保证第一PCB板1的下表面的第二地线层和第二PCB板2的上表面的第四地线层与金属地层42存在间隙，发挥避让作用，以免影响天线的性能。
在可选的实施例中，转接件4的板材相对介电常数小于3.5。
具体地，由于转接件4正面和背面没有支撑，所以转接件4需采用硬质板材，结构强度需得到保障，同时，转接件4的板材相对介电常数可任意选择，但至少应保证小于3.5，并且介电常数越小越好，介电常数越小，相应的插损将会越小。
在可选的实施例中，第一信号线层11和第二信号线层21均与微带线信号层41焊接连接。
具体地，如图1和图2所示，第一PCB板1上表面的第一信号线层11与转接件4一侧的微带线信号层41通过焊锡焊接连接，对应的，第二PCB板2下表面的第二信号线层21与穿过通孔的转接件4一侧的微带线信号层41通过焊锡焊接连接。
在可选的实施例中，第一地线层12和第三地线层22与均金属地层42焊接连接，第一地线层12与第二地线层通过转接件4上的金属化过孔连接，第三地线层22与第四地线层也通过转接件4上的金属化过孔连接。
具体地，如图1和图2所示，第一PCB板1上表面的第一地线层12与转接件4上的金属地层42通过焊锡焊接连接，对应的，第二PCB板2下表面的第三地线层22与穿过通孔的转接件4上的金属地层42通过焊锡焊接连接，第一PCB板1上表面的第一地线层12和下表面的第二地线层通过金属化过孔连接，对应的，第二PCB板2下表面的第三地线层22和上表面的第四地线层也通过金属化过孔连接。
理论上，应当尽量实现所有地线层均与金属地层42连接，但是，在实际操作中，第二地线层和第四地线层可能很难实现与金属地层42焊接，应保证第一地线层和第三地线层与金属地层42能焊接连接。
最后应说明的是：以上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。
Claims (10)
1.一种多层叠合PCB板，其特征在于，包括：第一PCB板、第二PCB板、反射板以及转接件；
所述反射板夹设于所述第一PCB板和所述第二PCB板之间，所述转接件依次穿设于所述第一PCB板、所述反射板和所述第二PCB板；
其中，所述第一PCB板具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面布设有第一信号线层和第一地线层，所述第二表面布设有第二地线层；所述第二PCB板具有相对的第三表面和第四表面，所述第四表面布设有第二信号线层和第三地线层，所述第三表面布设有第四地线层；
所述转接件的相对两侧分别布设有微带线信号层和金属地层，所述第一信号线层和所述第二信号线层均与所述微带线信号层连接，所述第一地线层和所述第三地线层均与所述金属地层连接，所述第一地线层与所述第二地线层连接，所述第三地线层与所述第四地线层连接。
2.根据权利要求1所述的多层叠合PCB板，其特征在于，所述转接件为上宽下窄的“T”形结构。
3.根据权利要求2所述的多层叠合PCB板，其特征在于，所述第一PCB板、所述反射板和所述第二PCB板均设有通孔；
所述转接件包括嵌入部和限位部，所述嵌入部依次穿设于三个所述通孔，所述限位部与所述第一表面抵接。
4.根据权利要求3所述的多层叠合PCB板，其特征在于，所述嵌入部的长度大于所述第一PCB板、所述反射板和所述第二PCB板的叠放厚度之和。
5.根据权利要求1所述的多层叠合PCB板，其特征在于，所述第一信号线层和所述第一地线层分别布置于所述转接件的两侧。
6.根据权利要求1所述的多层叠合PCB板，其特征在于，所述第二信号线层和所述第三地线层分别布置于所述转接件的两侧。
7.根据权利要求1所述的多层叠合PCB板，其特征在于，所述第二地线层与所述第四地线层均与所述金属地层之间留有间隙。
8.根据权利要求1所述的多层叠合PCB板，其特征在于，所述转接件的板材相对介电常数小于3.5。
9.根据权利要求1所述的多层叠合PCB板，其特征在于，所述第一信号线层和所述第二信号线层均与所述微带线信号层焊接连接。
10.根据权利要求1所述的多层叠合PCB板，其特征在于，所述第一地线层和所述第三地线层均与所述金属地层焊接连接，所述第一地线层与所述第二地线层通过所述转接件上的金属化过孔连接，所述第三地线层与所述第四地线层也通过所述转接件上的金属化过孔连接。
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