CN115911799B - 基于htcc的交叉线连接模块及htcc组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于HTCC的交叉线连接模块及HTCC组件，所述模块包括三层以上的HTCC陶瓷板，所述HTCC陶瓷板之间以及外表面形成有金属层，矩形结构的左侧面和右侧面分别形成有一个侧壁金属化半孔，两个所述侧壁金属化半孔的上端通过位于陶瓷板之间的层间微带线连接，所述层间微带线不与陶瓷板之间的金属层接触，所述矩形结构的前侧面和后侧面分别形成有一个侧壁金属化孔，通过所述侧壁金属化半孔以及侧壁金属化孔分别与介质基板上的微带线连接。所述模块可以实现高密度同层交叉走线且能够提高装配容差，降低系统成本，在对于小型化、高集成度、轻量化要求较高的大型微波射频系统中有着巨大的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及射频封装技术领域，尤其涉及一种基于HTCC的交叉线连接模块及HTCC组件。
背景技术
随着国内外对于小型化射频微系统的需求不断增长，射频系统也逐渐从平面封装结构化转为三维立体封装，从而提高了射频微系统的纵向集成度。而随着系统复杂度的不断提高，其单位面积内的布线密度会随之升高，不可避免的会出现表层走线有交错的问题，通常解决交错的方法是通过绕线或增加基板层数的方式实现，但过长的绕线会导致损耗增加，增加基板层数也会使得系统的设计复杂度提高，并且在大型平面设计的情况下，额外增加一层介质基板的成本较大。因此，需要一种小型化低损耗的结构来处理复杂的交叉走线。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可以实现高密度同层交叉走线且能够提高装配容差，降低系统成本的基于HTCC的交叉线连接模块。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于HTCC的交叉线连接模块，其特征在于：包括三层以上的HTCC陶瓷板，所述HTCC陶瓷板之间以及外表面形成有金属层，所述陶瓷板与所述金属层层叠到一起后形成矩形结构，所述矩形结构的左侧面和右侧面分别形成有一个侧壁金属化半孔，两个所述侧壁金属化半孔的上端通过位于陶瓷板之间的层间微带线连接，所述层间微带线不与陶瓷板之间的金属层接触，其中的一个所述侧壁金属化半孔的下端用于与介质基板上的第一微带线的内侧端部连接，其中的另一个所述侧壁金属化半孔的下端用于与介质基板上的第二微带线的内侧端部连接，所述第一微带线与所述第二微带线在第一条直线上；
所述矩形结构的前侧面和后侧面分别形成有一个侧壁金属化孔，两个所述侧壁金属化孔的上端通过位于最上侧的陶瓷板上表面的互联微带线连接，所述互联微带线不与陶瓷板表面的金属层接触，其中的一个所述侧壁金属化孔的下端用于与介质基板上的第三微带线的内侧端部连接，其中的另一个所述侧壁金属化孔的下端用于与介质基板上的第四微带线的内侧端部连接，所述第三微带线与所述第四微带线在第二条直线上；所述第一条直线与所述第二条直线交叉。
进一步的技术方案在于：所述矩形结构内设置有若干个隔离地孔，所述隔离地孔与所述金属层连接，将所述金属层连接到一起。
进一步的技术方案在于：所述侧壁金属化半孔以及侧壁金属化孔两侧的矩形结构上形成有侧壁金属化层。
进一步的技术方案在于：所述侧壁金属化半孔与介质基板上的第一微带线以及第二微带线之间设置有连接焊盘，侧壁金属化孔介质基板上的第三微带线以及第四微带线之间设置有连接焊盘。
优选的，所述HTCC陶瓷板设置有6层，所述金属层设置有7层，所述层间微带线设置于第三层HTCC陶瓷板与第四层HTCC陶瓷板之间。
优选的，所述矩形结构的长宽高分别为2mm、2mm和0.6mm。
优选的，所述陶瓷板使用陶瓷介质kch90。
优选的，所述交叉线连接模块应用于1GHz -20GHz。
本发明还公开了一种HTCC组件，其特征在于：包括所述交叉线连接模块，还包括介质基板，所述介质基板上形成有第一微带线和第三微带线，所述第一微带线的延长线与所述第三微带线的延长线相互交叉；与所述第一微带线正对的位置设置有第二微带线， 所述第一微带线与所述第二微带线在第一条直线上，且第一微带线与第二微带线之间设置有间隔；与所述第三微带线正对的位置设置有第四微带线， 所述第三微带线与所述第四微带线在第一条直线上，且第三微带线与第四微带线之间设置有间隔；所述交叉线连接模块上的侧壁金属化半孔以及侧壁金属化孔分别与相应的第一至第四微带线连接，通过所述交叉线连接模块实现交叉的微带线之间的连接。
进一步的技术方案在于：所述介质基板的上下表面形成有接地金属层，所述介质基板内设置有隔离地孔，所述隔离地孔与所述接地金属层连接。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请采用小型化交叉线三维立体绕线模块可以实现高密度同层交叉走线；采用QFN焊接方式可以降低模块尺寸，减小对基板面积的占用，并且可通过表贴的方式减小基板厚度；利用HTCC进行等交叉绕线，其损耗较小，并且利用HTCC工艺的高密度叠层与可置高密度隔离孔以及侧壁金属化的优势，可以实现在2mm*2mm尺寸范围内实现基板表面十字交叉走线的绕行，并且隔离度较高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述组件的结构示意图；
图2是本发明实施例所述组件的俯视结构示意图；
图3是本发明实施例所述组件的剖视结构示意图；
图4是本发明实施例所述组件去掉陶瓷板后的结构示意图；
图5为本实施实例中所述连接模块的端口1和端口2之间的插入损耗S21仿真结果；
图6为本实施实例中所述连接模块的端口1的回波损耗S11仿真结果；
图7为本实施实例中所述连接模块的端口3和端口4之间的插入损耗S43仿真结果；
图8为本实施实例中所述连接模块的端口3的回波损耗S33仿真结果；
其中：1、HTCC陶瓷板；2、金属层；3、侧壁金属化半孔；4、层间微带；
5、介质基板；6、第一微带线，设为端口1；7、第二微带线，设为端口2；8、侧壁金属化孔；9、互联微带线；10、第三微带线，设为端口3；11、第四微带线，设为端口4；12、隔离地孔；13、连接焊盘。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1-图4所示，本发明实施例公开了一种基于HTCC的交叉线连接模块，包括三层以上的HTCC陶瓷板1，优选的，所述陶瓷板1可以使用陶瓷介质kch90。所述HTCC陶瓷板1之间以及外表面形成有金属层2，所述陶瓷板1与所述金属层2层叠到一起后形成矩形结构。所述矩形结构的左侧面和右侧面分别形成有一个侧壁金属化半孔3，两个所述侧壁金属化半孔3的上端通过位于陶瓷板1之间的层间微带线4连接，侧壁金属化半孔3的金属化高度由层间微带线4决定，所述层间微带线4不与陶瓷板1之间的金属层2接触，优选的，所述HTCC陶瓷板1设置有6层，所述金属层2设置有7层，所述层间微带线4设置于第三层HTCC陶瓷板与第四层HTCC陶瓷板之间。其中的一个所述侧壁金属化半孔3的下端用于与介质基板5上的第一微带线6的内侧端部连接，其中的另一个所述侧壁金属化半孔3的下端用于与介质基板5上的第二微带线7的内侧端部连接，所述第一微带线6与所述第二微带线7在第一条直线上。
进一步的，如图1-图4所示，所述矩形结构的前侧面和后侧面分别形成有一个侧壁金属化孔8，两个所述侧壁金属化孔8的上端通过位于最上侧的陶瓷板1上表面的互联微带线9连接，所述互联微带线9不与陶瓷板1表面的金属层2接触，其中的一个所述侧壁金属化孔8的下端用于与介质基板5上的第三微带线10的内侧端部连接，其中的另一个所述侧壁金属化孔8的下端用于与介质基板5上的第四微带线11的内侧端部连接，所述第三微带线10与所述第四微带线11在第二条直线上；所述第一条直线与所述第二条直线交叉。
本申请所述连接模块采用了QFN的封装形式，在介质基板5表面的平面微带线需要进行交叉走线时，用于信号的高密度互联，两组信号通过同异位交叉走线保证隔离度。本申请中所述矩形结构内设置有若干个隔离地孔12，所述隔离地孔12与所述金属层2连接，将所述金属层2连接到一起。在两个输入信号线周边设置了至少一排隔离地孔，以保证电磁约束以及通道间隔离度，根据工艺要求对隔离孔的间距与距边缘距离进行调整。
进一步的，所述侧壁金属化半孔3以及侧壁金属化孔8两侧的矩形结构上形成有侧壁金属化层，通过金属化处理，可有效的防止边缘处的场泄漏。
优选的，所述模块设计完成后能达到2mm*2mm*0.6mm的尺寸大小，所述交叉线连接模块可应用于1GHz -20GHz。进一步的，层间微带线4为保证线宽，采用层间微带线4上方两层介质，下方三层介质的设计，表面微带采用一层介质设计，保证模块高度足够小，并与层间带状线的上层金属地共用同层金属层。
进一步的，如图1-图4所示，本发明实施例还公开了一种HTCC组件，包括所述交叉线连接模块，还包括介质基板5，所述介质基板5上形成有第一微带线6和第三微带线10，所述第一微带线6的延长线与所述第三微带线10的延长线相互交叉；与所述第一微带线6正对的位置设置有第二微带线7， 所述第一微带线6与所述第二微带线7在第一条直线上，且第一微带线6与第二微带线7之间设置有间隔；与所述第三微带线10正对的位置设置有第四微带线11， 所述第三微带线10与所述第四微带线11在第一条直线上，且第三微带线10与第四微带线11之间设置有间隔；所述交叉线连接模块上的侧壁金属化半孔3以及侧壁金属化孔8分别与相应的第一至第四微带线连接，通过所述交叉线连接模块实现交叉的微带线之间的连接。
进一步，所述介质基板5的上下表面形成有接地金属层，所述介质基板内设置有隔离地孔12，所述隔离地孔12与所述接地金属层连接。进一步的，为了连接的可靠性，所述侧壁金属化半孔3与介质基板5上的第一微带线6以及第二微带线7之间设置有连接焊盘13，侧壁金属化孔8与介质基板5上的第三微带线10以及第四微带线11之间设置有连接焊盘13。本申请所述组件通过所述模块，使得输入为两组正交交叉射频输入，输出仍为正交输出；所述组件可以使用单层PCB的50Ω微带线作为输入输出端口，视具体情况同样可用带状线过孔或类同轴等传输结构与该组件进行连接。
图5-图8为本实施实例中所述连接模块的插入损耗仿真结果；本申请所述模块在实现2组信号交叉输入输出的同时，保证了输入输出的隔离度与损耗，并且该连接模块小巧灵活，便于移植。本发明的基本原理是：利用HTCC工艺的高密度叠层优势，采用层间带状线水平走线与侧壁半孔垂直传输的方式实现HTCC中的互联走线，并为减小模块高度另一组走线为顶层微带线在2mm*2mm*0.6mm的空间体积内，集成了2路交叉信号输入输出。通道间有设置隔离孔并且侧壁半孔两侧采用侧壁金属化用于提高走线间隔离效果与约束传输路径的场分布。
综合以上几点可知，本发明在实现在2mm*2mm的面积内实现2路交叉输入输出的同时，保证了输入输出的走线高隔离低损耗，解决了毫米波电路中高密度交叉互连的问题；并且通过采用HTCC工艺可以实现高密度叠层、通道间高隔离与层间低损耗带状线。同时，交叉线三维立体绕线模块结构简单易于加工能实现小型化，采用QFN宜于装配，提高了装配容差，降低了系统成本。在毫米波三维电路系统设计中有很好的实用价值。
Claims (10)
1.一种基于HTCC的交叉线连接模块，其特征在于：包括三层以上的HTCC陶瓷板（1），所述HTCC陶瓷板（1）之间以及外表面形成有金属层（2），所述陶瓷板（1）与所述金属层（2）层叠到一起后形成矩形结构，所述矩形结构的左侧面和右侧面分别形成有一个侧壁金属化半孔（3），两个所述侧壁金属化半孔（3）的上端通过位于陶瓷板（1）之间的层间微带线（4）连接，所述层间微带线（4）不与陶瓷板（1）之间的金属层（2）接触，其中的一个所述侧壁金属化半孔（3）的下端用于与介质基板（5）上的第一微带线（6）的内侧端部连接，其中的另一个所述侧壁金属化半孔（3）的下端用于与介质基板（5）上的第二微带线（7）的内侧端部连接，所述第一微带线（6）与所述第二微带线（7）在第一条直线上；
所述矩形结构的前侧面和后侧面分别形成有一个侧壁金属化孔（8），两个所述侧壁金属化孔（8）的上端通过位于最上侧的陶瓷板（1）上表面的互联微带线（9）连接，所述互联微带线（9）不与陶瓷板（1）表面的金属层（2）接触，其中的一个所述侧壁金属化孔（8）的下端用于与介质基板（5）上的第三微带线（10）的内侧端部连接，其中的另一个所述侧壁金属化孔（8）的下端用于与介质基板（5）上的第四微带线（11）的内侧端部连接，所述第三微带线（10）与所述第四微带线（11）在第二条直线上；所述第一条直线与所述第二条直线交叉。
2.如权利要求1所述的基于HTCC的交叉线连接模块，其特征在于：所述矩形结构内设置有若干个隔离地孔（12），所述隔离地孔（12）与所述金属层（2）连接，将所述金属层（2）连接到一起。
3.如权利要求1所述的基于HTCC的交叉线连接模块，其特征在于：所述侧壁金属化半孔（3）以及侧壁金属化孔（8）两侧的矩形结构上形成有侧壁金属化层。
4.如权利要求1所述的基于HTCC的交叉线连接模块，其特征在于：所述侧壁金属化半孔（3）与介质基板（5）上的第一微带线（6）以及第二微带线（7）之间设置有连接焊盘（13），侧壁金属化孔（8）与介质基板（5）上的第三微带线（10）以及第四微带线（11）之间设置有连接焊盘（13）。
5.如权利要求1所述的基于HTCC的交叉线连接模块，其特征在于：所述HTCC陶瓷板（1）设置有6层，所述金属层（2）设置有7层，所述层间微带线（4）设置于第三层HTCC陶瓷板与第四层HTCC陶瓷板之间。
6.如权利要求1所述的基于HTCC的交叉线连接模块，其特征在于：所述矩形结构的长宽高分别为2mm、2mm和0.6mm。
7.如权利要求1所述的基于HTCC的交叉线连接模块，其特征在于：所述陶瓷板（1）使用陶瓷介质kch90。
8.如权利要求1所述的基于HTCC的交叉线连接模块，其特征在于：所述交叉线连接模块应用于1GHz -20GHz。
9.一种HTCC组件，其特征在于：包括如权利要求1-8中任意一项所述交叉线连接模块，还包括介质基板（5），所述介质基板（5）上形成有第一微带线（6）和第三微带线（10），所述第一微带线（6）的延长线与所述第三微带线（10）的延长线相互交叉；与所述第一微带线（6）正对的位置设置有第二微带线（7）， 所述第一微带线（6）与所述第二微带线（7）在第一条直线上，且第一微带线（6）与第二微带线（7）之间设置有间隔；与所述第三微带线（10）正对的位置设置有第四微带线（11）， 所述第三微带线（10）与所述第四微带线（11）在第一条直线上，且第三微带线（10）与第四微带线（11）之间设置有间隔；所述交叉线连接模块上的侧壁金属化半孔（3）以及侧壁金属化孔（8）分别与相应的第一至第四微带线连接，通过所述交叉线连接模块实现交叉的微带线之间的连接。
10.如权利要求9所述的HTCC组件，其特征在于：所述介质基板（5）的上下表面形成有接地金属层，所述介质基板内设置有隔离地孔（12），所述隔离地孔（12）与所述接地金属层连接。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008259250A (ja) * | 2008-07-31 | 2008-10-23 | Fractus Sa | 微小アンテナを含む集積回路パッケージ |
| CN107681238A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-02-09 | 北京无线电测量研究所 | 一种基片集成波导环行器 |
| CN113937087A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-01-14 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 基于htcc技术的布线结构及其制备方法、陶瓷外壳 |
| CN114050387A (zh) * | 2021-10-30 | 2022-02-15 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 微系统电磁场微调介质腔体结构 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008259250A (ja) * | 2008-07-31 | 2008-10-23 | Fractus Sa | 微小アンテナを含む集積回路パッケージ |
| CN107681238A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-02-09 | 北京无线电测量研究所 | 一种基片集成波导环行器 |
| CN113937087A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-01-14 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 基于htcc技术的布线结构及其制备方法、陶瓷外壳 |
| CN114050387A (zh) * | 2021-10-30 | 2022-02-15 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 微系统电磁场微调介质腔体结构 |
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