CN117559100A - 毫米波封装芯片过渡波导传输装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及波导传输技术领域，尤其涉及一种毫米波封装芯片过渡波导传输装置，包括：毫米波封装芯片和PCB板。毫米波封装芯片包括：芯片主体和焊球；PCB板包括：设置在顶层的焊盘，设置在焊盘下方且贯穿PCB板内部并通往PCB板底层的信号过孔，以及设置在底层的金属柱探针。毫米波封装芯片的焊球与PCB板的焊盘焊接；信号过孔分别连接焊盘和金属柱探针的第一端；金属柱探针的第二端延伸出PCB板，并延伸至标准波导结构的波导口内。本申请中的毫米波封装芯片过渡波导传输装置加工难度较小，且一致性得到保障，可以具有更小的过渡损耗，能够做到一定的水密气密要求，拓宽了毫米波封装芯片的使用环境。
Description
技术领域
本申请涉及波导传输技术领域，尤其涉及一种毫米波封装芯片过渡波导传输装置。
背景技术
如今毫米波技术在各种领域的应用越来越多，与之对应的低成本的毫米波集成封装芯片陆续涌入市场，由于波导传输具有传输损耗低，没有辐射损耗，功率容量大等优点，如何低成本高效的将封装芯片信号从端口过渡到波导传输，成为开发人员迫切解决的任务。
目前毫米波封装芯片信号过渡到波导传输方式主要通过芯片端口连接微带线，通过微带线变换成探针过渡方式连接波导；或者芯片端口采用SIW（基片集成波导）方式引出到波导口，再通过带线变换的方式过渡到波导。其次是芯片端口带线连接射频绝缘子，通过安装绝缘子针在波导中激励信号进行到波导的过渡传输。但是目前上述方法，存在过渡变换线路长损耗大，相邻信号隔离度差，加工精度低，装配误差大等缺点。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中毫米波封装芯片信号过渡到波导传输方式存在过渡变换线路长损耗大，相邻信号隔离度差，加工精度低，装配误差大的问题，本申请提供一种毫米波封装芯片过渡波导传输装置。
本申请的方案如下：
一种毫米波封装芯片过渡波导传输装置，包括：
毫米波封装芯片和PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）板；
所述毫米波封装芯片包括：芯片主体和焊球；
所述PCB板包括：设置在顶层的焊盘，设置在焊盘下方且贯穿PCB板内部并通往PCB板底层的信号过孔，以及设置在底层的金属柱探针；
所述毫米波封装芯片的焊球与所述PCB板的焊盘焊接；
所述信号过孔分别连接所述焊盘和所述金属柱探针的第一端；
所述金属柱探针的第二端延伸出所述PCB板，并延伸至标准波导结构的波导口内。
优选地，所述PCB板还包括：
环绕所述信号过孔设置的多个地孔。
优选地，所述信号过孔为类同轴结构。
优选地，所述信号过孔和所述金属柱探针为一体结构。
优选地，所述PCB板安装在所述标准波导结构上。
优选地，所述PCB板焊接在所述标准波导结构上。
优选地，所述PCB板通过连接件结构可拆卸连接在所述标准波导结构上。
优选地，所述PCB板通过螺钉结构锁定在所述标准波导结构上。
优选地，所述信号过孔和所述金属柱探针通过高密度集成工艺和露孔镀工艺加工成一体结构。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的毫米波封装芯片过渡波导传输装置，包括：毫米波封装芯片和PCB板。毫米波封装芯片包括：芯片主体和焊球；PCB板包括：设置在顶层的焊盘，设置在焊盘下方且贯穿PCB板内部并通往PCB板底层的信号过孔，以及设置在底层的金属柱探针。毫米波封装芯片的焊球与PCB板的焊盘焊接；信号过孔分别连接焊盘和金属柱探针的第一端；金属柱探针的第二端延伸出PCB板，并延伸至标准波导结构的波导口内。实施时，毫米波封装芯片将信号通过焊球传输到PCB板的焊盘，信号依次经过PCB板中的焊接、信号过孔和金属柱探针后，到达标准波导结构的波导口内。本申请中在PCB板内部通过信号过孔和金属柱探针构建过渡电路，由于过渡电路在PCB板上加工实现，因此成本较低，加工难度较小，且一致性得到保障。通过在毫米波封装芯片下方的PCB板直接进行信号过渡也可以具有更小的过渡损耗。本技术方案还能将标准波导结构连接的外部和安装毫米波封装芯片的内部通过PCB板进行隔开，能够做到一定的水密气密要求，拓宽了毫米波封装芯片的使用环境。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的一种毫米波封装芯片过渡波导传输装置的结构示意图；
图2是本申请一个实施例提供的一种毫米波封装芯片过渡波导传输装置中的部分结构示意图。
附图标记：毫米波封装芯片-1；焊球-11；PCB板-2；焊盘-21；信号过孔-22；金属柱探针-23；地孔-24；标准波导结构-3。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是本实施例一个实施例提供的一种毫米波封装芯片1过渡波导传输装置的结构示意图，参照图1，一种毫米波封装芯片1过渡波导传输装置，包括：
毫米波封装芯片1和PCB板2；
毫米波封装芯片1包括：芯片主体和焊球11；
PCB板2包括：设置在顶层的焊盘21，设置在焊盘21下方且贯穿PCB板2内部并通往PCB板2底层的信号过孔22，以及设置在底层的金属柱探针23；
毫米波封装芯片1的焊球11与PCB板2的焊盘21焊接；
信号过孔22分别连接焊盘21和金属柱探针23的第一端；
金属柱探针23的第二端延伸出PCB板2，并延伸至标准波导结构3的波导口内。
需要说明的是，本实施例中的技术方案涉及波导传输技术领域，具体为毫米波封装芯片1通过PCB板2将信号过渡到标准波导结构3内的一种技术方案。
需要说明的是，毫米波封装芯片1即现有技术中用于进行波导传输过渡的毫米波封装芯片1。
需要说明的是，本实施例中的毫米波封装芯片1采用BGA（Ball Grid Array，球状引脚栅格阵列封装技术）封装技术，BGA 封装技术是一种高密度表面装配封装技术。在毫米波封装芯片1底部，引脚成球状并排列成一个类似于格子的图案。采用BGA技术封装的内存，可以使内存在体积不变的情况下，内存容量提高两到三倍，BGA封装具有更小体积，更好的散热性能和电性能。
需要说明的是，PCB板2是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气相互连接的载体。它促进了电子信号在各个组件之间的连接和流动。在PCB板2的关键元素中，Pad焊盘21扮演着重要角色。PCB中的焊盘21是指板面上的小型金属化区域，用作与元件引脚或其他互连元素的接触点。它们的主要作用是在PCB和集成电路（IC）、电阻、电容和连接器等组件之间提供稳定可靠的连接。焊盘21使电子信号和电力得以传输，确保正常功能。可靠的焊盘21设计对于电子设备的整体性能和使用寿命至关重要。有缺陷或不足的焊盘21可能导致电气连接不良、信号衰减、散热问题，最终导致设备故障。正确的焊盘21设计确保了稳固的电气连接，最小化信号损耗，并实现高效的热传导，从而提高PCB板2及其组件的整体可靠性和性能。
在具体实践中，PCB板2为多层微波板。
需要说明的是，信号过孔22是镀在PCB板2顶层与底层之间的通孔外的金属圆柱体。信号过孔22连接不同层上的传输线。信号过孔22包括过孔残桩、过孔焊盘21和隔离盘。过孔残桩是过孔上未使用的部分。过孔焊盘21是圆环状垫片，它们将过孔连接至顶部或内部传输线。隔离盘是每个电源或接地层内的环形空隙，以防止到电源和接地层的短路。
需要说明的是，参照图2，PCB板2还包括：
环绕信号过孔22设置的多个地孔24。
可以理解的是，信号过孔22四周需设置一圈地孔24，该圈地孔24主要为信号提供地回路，同时将信号屏蔽在该信号过孔22内，避免信号泄露对其他地方造成干扰。
需要说明的是，信号过孔22为类同轴结构。
可以理解的是，类同轴结构主要实现信号在PCB板2顶层到底层的过渡传输。
需要说明的是，信号过孔22和金属柱探针23为一体结构。
可以理解的是，金属柱探针23和信号过孔22通过高密度集成工艺和露孔镀工艺加工成一体成型，保证了制作的一致性和低成本性。
需要说明的是，PCB板2安装在标准波导结构3上。
可以理解的是，毫米波封装芯片1焊接在PCB板2上，装有毫米波封装芯片1的PCB板2直接安装在标准波导结构3上，使各信号传输通道间避免额外的空间耦合，提高了信号间的隔离度。
在具体实践中，PCB板2可以焊接在标准波导结构3上，也可以通过螺钉结构锁定在标准波导结构3上，也可以通过连接件结构可拆卸连接在标准波导结构3上。
可以理解的是，本实施例中的毫米波封装芯片1过渡波导传输装置，包括：毫米波封装芯片1和PCB板2。毫米波封装芯片1包括：芯片主体和焊球11；PCB板2包括：设置在顶层的焊盘21，设置在焊盘21下方且贯穿PCB板2内部并通往PCB板2底层的信号过孔22，以及设置在底层的金属柱探针23。毫米波封装芯片1的焊球11与PCB板2的焊盘21焊接；信号过孔22分别连接焊盘21和金属柱探针23的第一端；金属柱探针23的第二端延伸出PCB板2，并延伸至标准波导结构3的波导口内。实施时，毫米波封装芯片1将信号通过焊球11传输到PCB板2的焊盘21，信号依次经过PCB板2中的焊接、信号过孔22和金属柱探针23后，到达标准波导结构3的波导口内。本实施例中在PCB板2内部通过信号过孔22和金属柱探针23构建过渡电路，由于过渡电路在PCB板2上加工实现，因此成本较低，加工难度较小，且一致性得到保障。通过在毫米波封装芯片1下方的PCB板2直接进行信号过渡也可以具有更小的过渡损耗。本技术方案还能将标准波导结构3连接的外部和安装毫米波封装芯片1的内部通过PCB板2进行隔开，能够做到一定的水密气密要求，拓宽了毫米波封装芯片1的使用环境。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种毫米波封装芯片过渡波导传输装置，其特征在于，包括：
毫米波封装芯片和PCB板；
所述毫米波封装芯片包括：芯片主体和焊球；
所述PCB板包括：设置在顶层的焊盘，设置在焊盘下方且贯穿PCB板内部并通往PCB板底层的信号过孔，以及设置在底层的金属柱探针；
所述毫米波封装芯片的焊球与所述PCB板的焊盘焊接；
所述信号过孔分别连接所述焊盘和所述金属柱探针的第一端；
所述金属柱探针的第二端延伸出所述PCB板，并延伸至标准波导结构的波导口内。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述PCB板还包括：
环绕所述信号过孔设置的多个地孔。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号过孔为类同轴结构。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号过孔和所述金属柱探针为一体结构。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述PCB板安装在所述标准波导结构上。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述PCB板焊接在所述标准波导结构上。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述PCB板通过螺钉结构锁定在所述标准波导结构上。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述PCB板通过连接件结构可拆卸连接在所述标准波导结构上。
9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述信号过孔和所述金属柱探针通过高密度集成工艺和露孔镀工艺加工成一体结构。
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