CN209845436U - 射频开关电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种射频开关电路板，包括芯板基层、粘结片层、PIN二极管和多层线路层；一层所述芯板基层和位于其两侧的所述线路层组成一层芯板，所述芯板基层用于连接和固定位于其两侧的所述线路层并起到绝缘作用；所述粘结片层用于连接固定所述芯板；所述多层线路层当中至少有一层线路层为信号层；所述粘结片层用于连接固定所述芯板；所述粘结片层上设有开槽，所述PIN二极管位于所述粘结片层的开槽内，所述PIN二极管与所述信号层电性连接。本实用新型通过将PIN二极管设计在射频开关电路板内的粘结片开槽当中，减小了电路板的整体体积，同时避免了镀铜孔连接PIN二极管引起的信号损失问题，减小了信号损失，提高了信号传输效率。

Description

射频开关电路板

技术领域

本实用新型涉及印刷电路板领域，特别是涉及一种射频开关电路板。

背景技术

在电子无线通信行业中，越来越多的毫米波频段的通信系统被应用起来，射频开关作为毫米波系统的重要组成模块之一，被应用于发射/接收机模块，可变衰减器和移相器，宽带脉冲发生器和多重标准通信系统等。对整个毫米波系统而言，一个信号损耗低的开关匹配上一个信号损耗低的线路板就显得至关重要，它直接决定着收发系统的各项指标，如输出功率、效率和噪声系统。

PIN二极管是一个在微波射频频段受偏量电流控制的可变阻抗器，常被用于控制射频信号的开关器件。传统的射频开关通常被设计在双面板的外层，但随着产品小型化集成化的发展，微波射频板也逐渐往多层发展，信号层也越来越多被设计在内层，对于这种信号线走内层的通常需要镀铜孔将焊盘引出，再贴装射频PIN二极管，由于镀铜孔的引入，特性阻抗一致性变差，信号插入损耗增大，对高频信号特别是毫米波信号传输不利。

实用新型内容

基于此，有必要针对目前将PIN二极管设置于电路板外层导致电路板体积过大，或利用镀铜孔连接PIN二极管引起信号损失的问题，提供一种射频开关电路板。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种射频开关电路板，包括芯板基层、粘结片层、PIN二极管和多层线路层；一层所述芯板基层和位于其两侧的所述线路层组成一层芯板，所述芯板基层用于连接和固定位于其两侧的所述线路层并起到绝缘作用；所述粘结片层用于连接固定所述芯板，所述粘结片层由常见绝缘材料制成的粘结片叠加组成；所述多层线路层当中至少有一层线路层为信号层；所述粘结片层上设有开槽，所述PIN二极管位于所述粘结片层的开槽内，所述PIN二极管与所述信号层电性连接。

在其中一个实施例中，所述粘结片层由多层粘结片组成，其中部分所述粘结片设有开槽。

在其中一个实施例中，所述粘结片层包括三层粘结片，其中位于底层和中层的所述粘结片上设有开槽，所述开槽贯穿其所在的所述粘结片，位于上层的所述粘结片不设开槽。

在其中一个实施例中，所述射频开关电路板内部的所述信号层上设置有焊点，所述PIN二极管的两个引脚通过焊料与所述焊点连接。

在其中一个实施例中，所述射频开关电路板为多层板，所述多层板至少包含两层所述芯板，所述芯板与所述粘结片层交错布置。

在其中一个实施例中，所述多层板至少包括两层所述粘结片层，所述PIN二极管数量为一个，所述PIN二极管设置于某一粘结片层内。

在其中一个实施例中，所述PIN二极管数量为多个，所述PIN二极管设置于某一层或几层粘结片层内。

在其中一个实施例中，所述PIN二极管连接的所述芯板的面积大于与其连接的所述粘结片层的面积，面积较大的所述芯板外露出一部分信号层。

在其中一个实施例中，所述芯板基层和/或粘结片层上设置有若干金属化孔。

在其中一个实施例中，所述PIN二极管和PIN二极管所连接的信号层被所述屏蔽层和所述金属化孔包围，所述屏蔽层和所述金属化孔起屏蔽电磁干扰的作用。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过将PIN二极管设计在射频开关电路板内的粘结片开槽当中，减小了电路板的整体体积，避免了镀铜孔连接PIN二极管引起的信号损失问题，减小了信号损失，提高了信号传输效率。

附图说明

图1为现有技术当中PIN二极管与镀铜孔连接的结构示意图；

图2为现有技术当中PIN二极管布置在双面板外层的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的结构示意图；

图5为本实用新型实施例三的结构示意图。

其中：

10-射频开关电路板；

100-芯板；

110-线路层；

111-信号层；

112-屏蔽层；

113-外露焊盘；

120-芯板基层；

121-金属化孔；

200-粘结片层；

210-粘结片；

220-开槽；

300-PIN二极管；

301-焊料；

301-PIN二极管

400-镀铜孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1至图2，图1为现有技术当中PIN二极管301与镀铜孔400连接的结构示意图，图2为现有技术当中PIN二极管301布置在双面板外层的结构示意图。在印刷电路板行业当中，PIN二极管301作为一个在微波射频频段受偏量电流控制的可变阻抗器，常被用于控制射频信号的开关器件。传统的射频开关通常被设计在双面板的外层，如图2所示；随着产品小型化集成化的发展，微波射频板也逐渐往多层发展，信号层也越来越多被设计在内层，如图1所示。由于PIN二极管301布置在外层焊盘上，信号层设计在内层，二者之间相互连通必须经过镀铜孔400。由于镀铜孔400制程能力所限，镀铜孔400孔壁上的镀铜厚度不一，进而导致含有PIN二极管301的射频电路特性阻抗一致性变差，信号插入损耗增大，对高频信号特别是毫米波信号传输不利。

请参阅图3至图4，本实用新型提供了一种射频开关电路板10，其包括芯板100、粘结片层200和PIN二极管300。芯板100包括芯板基层120和位于芯板基层120一侧或两侧的线路层110，芯板基层120使用绝缘材料制作，起到连接固定两侧的线路层110并起绝缘作用。线路层110根据性能和用途又分为信号层111和屏蔽层112等，信号层111能够满足一定的电路性能要求，屏蔽层112对信号层111起屏蔽作用。粘结片层200位于两层芯板100之间，用于连接各层芯板100使其成为一个整体；所述粘结片层200由多层粘结片210组成，粘结片210由常见绝缘粘性材料制成，如聚酰亚胺、环氧树脂、热塑性聚酯等电路印刷版行业常用绝缘粘性材料。粘结片层200上还设置有开槽220，PIN二极管300设置于开槽220当中并与信号层111电性连接。通过将PIN二极管300设置在位于射频开关电路板10内部的粘结片层200中，在满足电路性能要求的基础上，减小了射频开关电路板10的体积，同时也避免了现有技术中因引入镀铜孔400产生的信号损失。

请参阅图3，在本实用新型的一个实施例当中，粘结片层200由三层粘结片210组成。位于图示中间层和下层的粘结片210上设有开槽220，开槽220贯穿其所在的两层粘结片210，另外一层粘结片210上没有设置开槽220。开槽220整体尺寸略大于PIN二极管300整体尺寸，于本实施例当中，PIN二极管300长0.7mm，宽0.35mm，高0.2mm；开槽220长1.2mm，宽0.85mm，高0.4mm。将开槽220整体尺寸设计的略大于PIN二极管300整体尺寸，可以方便PIN二极管300的安装，并且安装完成后，在后续制程当中粘结片210经过一些加热过程，由于粘结片210加热后具有一定的流动性，可以很好地填充开槽220和PIN二极管300之间的间隙，冷却后粘结片210和PIN二极管300紧密的连接在一起。

应当理解的是，粘结片层200中的粘结片210层数可以根据具体设计要求进行调整，射频开关电路板10要求整体尺寸较小时应相应减少粘结片210的层数；对射频开关电路板10尺寸要求较为宽松时，应合理地增加粘结片210的层数，以提升对开槽220和PIN二极管300之间缝隙的填充效果。同时，开槽220的尺寸也应根据所选PIN二极管300的尺寸进行调整，开槽220可以贯穿一层或多层粘结片210。

在本实用新型的一个实施例当中，位于射频开关电路板10内部的信号层111上设置有焊点，PIN二极管300的两个引脚通过焊料301与焊点连接。由于信号层111需要传递电学信号，特别是一些高频信号，对线路的要求较高，使用焊接方式将PIN二极管300和信号层111连接在一起，能够保证连接处的电路性能，并且连接可靠耐用。

在本实用新型的一个实施例当中，射频开关电路板10为多层板，其至少包括两层芯板100和一层粘结片层200，在射频开关电路板10内部设置有一个或多个PIN二极管300，PIN二极管300可以设置于射频开关电路板10内的任一层或任意多层粘结片层200当中，相关设计人员可以根据具体设计要求调整PIN二极管300的数量和位置。

具体的，在图3所示实施例中，射频开关电路板10为四层板，包括两层芯板100、一层粘结片层200和一个PIN二极管300；在图4所述实施例中，射频开关电路板10为三层板，包括两层芯板100、一层粘结片层200和一个PIN二极管300。前述三层板、四层板、多层板的层数是指射频开关电路板10包含的线路层110的层数，电路板的层数也可根据具体设计要求进行调整。

请参阅图4，在本实用新型的一个实施例当中，与PIN二极管300连接的信号层111所在的芯板100面积大于其余芯板100的面积，面积较大的芯板100外露出部分信号层111。通过一些阶梯压板技术加工射频开关电路板10，使得各个芯板100和粘结片层200的面积不一致，显然，面积相对较大的芯板100会外露出一部分信号层111，露出的信号层111一般为焊盘，用于安装一些电气元件。由于PIN二极管300所在信号层111对电路的阻抗特性要求较严格，同时信号层111电路不可避免的会接入一些电气元件。如果各层芯板100和粘结片210面积一致，则信号层111必然包覆在射频开关电路板10内部，想要焊接一些电气元件使其与信号层111相连接，就必须引入镀铜孔400，但是镀铜孔400本身的阻抗特性比较差，会造成信号损失。通过在外露焊盘113上焊接电气元件，可以避免由引入镀铜孔400而产生的信号损失，进一步提高射频开关电路板10的信号传输效果，同时也方便后续对PIN二极管300的性能检测。

请参阅图4，在本实用新型的一个实施例当中，芯板基层120和/或粘结片层200上设置有多个金属化孔121。对于射频开关电路板10，尤其是高频信号，信号层111线路中会产生严重的电磁干扰，造成系统内部的严重互扰，降低射频开关电路板10的抗干扰能力。在信号层111中流经高频信号的电路周围设置金属化孔121能够有效地屏蔽高频信号产生的电磁干扰。为了进一步提高屏蔽效果，射频开关电路板10的外层设置有屏蔽层112，屏蔽层112一般由铜皮组成。两层屏蔽层112和金属化孔121组成笼形的屏蔽结构，可以很好地隔绝电磁干扰。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种射频开关电路板，包括芯板基层、粘结片层、PIN二极管和多层线路层；一层所述芯板基层和位于其两侧的所述线路层组成一层芯板，所述芯板基层用于连接和固定位于其两侧的所述线路层并起到绝缘作用；所述粘结片层用于连接固定所述芯板，所述粘结片层由绝缘材料制成的粘结片叠加组成；所述多层线路层当中至少有一层线路层为信号层；

其特征在于：所述粘结片层上设有开槽，所述PIN二极管位于所述粘结片层的开槽内，所述PIN二极管与所述信号层电性连接。

2.根据权利要求1所述的射频开关电路板，其特征在于，所述粘结片层由多层粘结片组成，其中部分所述粘结片设有开槽。

3.根据权利要求2所述的射频开关电路板，其特征在于，所述粘结片层包括三层粘结片，其中位于底层和中层的所述粘结片上设有开槽，所述开槽贯穿其所在的所述粘结片，位于上层的所述粘结片不设开槽。

4.根据权利要求1所述的射频开关电路板，其特征在于，所述射频开关电路板内部的所述信号层上设置有焊点，所述PIN二极管的两个引脚通过焊料与所述焊点连接。

5.根据权利要求1所述的射频开关电路板，其特征在于，所述射频开关电路板为多层板，所述多层板至少包含两层所述芯板，所述芯板与所述粘结片层交替布置。

6.根据权利要求5所述的射频开关电路板，其特征在于，所述多层板至少包括两层所述粘结片层，所述PIN二极管数量为一个，所述PIN二极管设置于某一粘结片层内。

7.根据权利要求5所述的射频开关电路板，其特征在于，所述PIN二极管数量为多个，所述PIN二极管设置于某一层或几层粘结片层内。

8.根据权利要求1所述的射频开关电路板，其特征在于，所述PIN二极管连接的所述芯板的面积大于与其连接的所述粘结片层的面积，面积较大的所述芯板外露出一部分信号层。

9.根据权利要求1所述的射频开关电路板，其特征在于，所述芯板基层和/或粘结片层上设置有若干金属化孔。

10.根据权利要求9所述的射频开关电路板，其特征在于，所述多层线路层当中部分线路层为屏蔽层，所述PIN二极管和PIN二极管所连接的信号层被所述屏蔽层和所述金属化孔包围，所述屏蔽层和所述金属化孔起屏蔽电磁干扰的作用。