CN216491228U - 一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微波组件中可替代传统玻璃排针的内穿墙结构，包括表贴式穿墙过渡PCB；穿墙过渡PCB上包括与正面微波电路部分以及背面电源处理部分的垂直连接过孔；多层PCB，主要实现电源控制电路功能；过渡PCB安装腔体，通过配合穿墙过渡PCB实现安装腔体与旁边内隔墙的高度一致。该结构可代替传统玻璃排针，在微波组件中将上下腔电路进行穿墙连接。该结构通过表贴过渡PCB结合引线键合互连工艺，具有生产高效率、高可靠性、低成本等特点，且可以装配于相对狭小的腔体空间内，与传统玻璃排针的结构相比大大减小装配空间，而且大大减小物料成本，也利于提升微波组件小型化设计。

Description

一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构

技术领域

本实用新型是一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，属于微波模块及组件微组装与封装技术领域。

背景技术

微波组件是是通过装在盒体内的微波器件来实现雷达、飞行器等微波信号的功率放大、低噪声放大、接收和变频等功能。随着雷达技术和微波集成电路技术的发展，对其尺寸的要求进一步提高。

目前随着微波毫米波组件的小型化发展，对于腔体内装配空间的利用率提升越来越急迫。传统玻璃排针安装到腔体槽后进行焊线连接上下腔体微波电路和电源处理部分。该技术方案中玻璃熔封工艺难度大，成本高，而且绕线焊接端子手工操作工时长，带来较高的人力成本。若在玻璃排针上采用引线键合方式连接盒体上下腔，则对玻璃排针镀层致密性与纯度有较高要求，否则会影响可键合性，这对目前的玻璃排针的加工能力提出了较高的要求。且引线键合工艺对排针长径比要求较高，长径比较大时容易键合时出现晃动，影响可键合性和键合稳定性。若采用直接从正面加电端子键合至背面PCB板焊盘的方式连接，则由于内墙厚度的存在使键合高度差较大，键合难度较大，且键合线较长在振动冲击等环境载荷下存在较大可靠性隐患。

实用新型内容

本实用新型提出的是一种可替代传统玻璃排针的微波组件内穿墙结构，以实现正面微波信号与背面电源供电电路的电气连通。通过引线键合工艺实现内引线连接，避免了手工绕线焊接端子，兼具高效率和高可靠性，利于设备自动化生产。

本实用新型的技术解决方案：一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是包括微波面模块引线端子1-2、微波组件内腔体安装区1-3、键合引线1-4、穿墙过渡PCB2-1，所述微波组件内腔体安装区1-3为微波组件的盒体内腔与背面多层板形成的穿墙腔体，所述穿墙过渡PCB2-1正面制作镀金键合焊盘与键合引线1-4互连，背面设有背面焊盘与背面多层板配合，背面焊盘上设有贯穿通孔2-2；

微波组件内腔体安装区1-3通过穿墙过渡PCB2-1与背面多层板焊接后一同焊接至组件盒体，盒体适当位置加工与电路相配合的槽口贯穿盒体两面腔体，并配合穿墙过渡PCB2-1凸出；微波面模块引线端子1-2通过键合引线1-4与穿墙过渡PCB2-1电气连接，穿墙过渡PCB2-1通过贯穿通孔2-2与阵列式表贴焊盘连接，使微波面模块引线端子1-2与背面的电路形成电气连接。

所述微波面模块引线端子1-2与对应的穿墙过渡PCB2-1的两点键合焊盘距离应小于100倍键合引线直径。

所述穿墙过渡PCB2-1的厚度由盒体的内墙厚度决定，高度差应在0.5mm之内。最佳方案是穿墙过渡PCB（2-1）的厚度与盒体内墙厚度相同，以完全补偿两点键合高度差，以利于全自动引线键合。

所述贯穿通孔（2-2）的设计需根据穿墙过渡PCB（2-1）的厚度确定。贯穿通孔尺寸需大于穿墙过渡PCB厚度的1/10。

所述背面焊盘为阵列式焊盘，单一焊盘上设有多个贯穿通孔2-2。

所述阵列式焊盘间距为0.5mm以上，利于保证焊接稳定性。

所述微波组件中每个通道内槽边与正面镀金键合焊盘1-1间距为1mm。

所述镀金键合焊盘的镀金层大于3μm。

所述贯穿通孔通过树脂塞孔填塞并在表面做盖覆电镀。

本实用新型的有益效果：

（1）采用直接引线键合代替两面手工焊接端子连线的互连方式，利于实现自动化装配，且无需焊接玻璃排针，在多通道组件中互连端子较多时可大大缩减人工工时，提高生产效率。

（2）替代玻璃排针后材料成本也随之下降，为批量生产带来较大的经济效益。

（3）与玻璃排针相比明显降低占据组件的安装空间，有利于微波组件的小型化设计，促进微波组件高集成化和多功能化持续发展。

（4）尤其对于多通道组件，通道数越多，本实用新型所带来的经济效益和空间提升越明显。

附图说明

图1为本实用新型微波组件穿墙互连结构的正面端子与穿墙PCB互连结构示意图；

图2为本实用新型微波组件穿墙互连结构的穿墙PCB结构示意图；

图中1-1为穿墙过渡PCB正面镀金焊盘，1-2为微波面模块引线端子，1-3为盒体内腔与多层板背面形成的穿墙腔体，1-4为互连引线，2-1为穿墙过渡板，2-2为焊盘上贯穿通孔，2-3为背面SMT焊盘。

具体实施方式

一种可替代传统玻璃排针的微波组件内穿墙结构，包括组件腔体和穿墙过渡PCB。

所述组件腔体，正反面馈电互连位置开贯通式内槽，与反面电源电路PCB焊盘相配合形成焊接闭合安装空间，在本实用新型较佳的实施例中，多通道组件中每个通道内槽边与正面镀金键合焊盘间距为1mm，以利于采用自动键合机实现引线键合。

所述穿墙过渡PCB，包括与盒体背面电源电路多层板配合的阵列式表贴焊盘，焊盘下开有正反面贯穿互连通孔，通孔通过树脂塞孔填塞，对表面盖覆电镀后制作背面SMT焊盘和正面镀金焊盘，SMT焊盘为横向阵列式，在本实用新型较佳的实施例中，每个网络焊盘间距为0.5mm，防止表贴时出现桥连短路。单个SMT焊盘下排有2个通孔，避免单点失效。

所述穿墙过渡PCB，正面制作镀金焊盘用于与端子引线互连，在本实用新型较佳的实施例中，镀金层大于3μm，用于实现与正面加电端子的引线键合连接。与背面SMT焊盘通过2个通孔贯穿连接，过渡板背面通过SMT工艺焊接至电源电路多层板进行连接。穿墙过渡PCB的厚度由盒体内墙的厚度决定，高度差应在0.5mm之内，以补偿由盒体内墙厚度引起的两面高度差，实现正面键合时无深腔键合的效果。

所述微波面模块引线端子与对应的穿墙过渡PCB的两点键合焊盘距离应小于100倍键合引线直径，以防止振动和冲击载荷下对键合引线的损伤。在本实用新型较佳的实施例中，引线键合两端距离为1.5mm。

所述其装配方法，其特征是包括如下步骤：通过SMT表贴工艺，将穿墙过渡PCB板首先再流焊接至背面电源多层板，在本实用新型较佳的实施例中，采用Sn96.5Ag3Cu0.5钎料进行该步骤的工艺连接，通过Sn62Pb36Ag2钎料将穿墙过渡PCB和多层板一同焊接至盒体，通过引线键合实现相应网络的电气互连。

进一步地，可以完全替代阵列插孔式玻璃排针，随正面互连端子增多，增加相应数量的穿墙过渡PCB焊盘即可满足使用要求，工艺方案可实现通用性，标准化。

实施例1

下面结合附图对本实用新型技术方案做进一步解释说明。

对照附图1-2，1-3为正反面馈电互连腔体，从1-2的引线端子引出加电或控制信号，通过1-4所示的引线键合至1-1所示的穿墙过渡为PCB正面镀金焊盘。

2-1为穿墙过渡PCB背面，背面为2-3所示的SMT表贴焊盘，通过2-2所示的贯穿通孔与正面镀金焊盘实现电气互连，通孔内部填塞树脂，通孔设计需充分考虑PCB厚径比及单个焊盘尺寸，表面通过盖覆电镀的方式实现可焊接及可键合性。穿墙过渡PCB的厚度根据盒体内墙的厚度决定，补偿由盒体内墙厚度造成的高度差，以实现正面键合时无深腔键合的效果。 在本实用新型实例中，盒体垂直内墙厚度为3mm，穿墙过渡PCB厚度为3mm，通孔直径为0.4mm。

在本实用新型实例中，阵列式SMT焊盘类似于QFN器件的排布方式，但是设计焊盘尺寸相对更大，为0.6mm×2.5mm，减小出现虚焊的概率，增大工艺窗口。每个网络焊盘间距为0.5mm，减小表贴时出现桥连短路的概率。单个SMT焊盘下排有2个通孔，避免单点失效的可靠性隐患。

本实例通过使用Sn96.5Ag3Cu0.5软钎料，通过丝网印刷焊膏，实现焊膏到背面多层板表面焊盘的涂覆，进一步通过成熟钎焊工艺实现穿墙过渡PCB与组件通道背面多层板的有效连接。

多层板与穿墙过渡板形成整体后，因正面排布有表贴式元器件，通过使用Sn62Pb36Ag2钎料丝网印刷实现涂覆，背面通过预制合适尺寸的Sn62Pb36Ag2焊料片至组件，然后将多层板放置至焊料片上后通过一体化钎焊工艺实现多层板和表贴元器件同时焊接，同时实现多层板与盒体内槽的密封式焊接，有利于防止信号串扰。最终在后续装配工艺中完成正面引线端子到穿墙过渡PCB上的键合，实现正反面端子穿墙电气互连。

在本实用新型实例中，穿墙过渡PCB的尺寸单边比盒体内槽小0.5mm，更进一步地，该尺寸可随实际空间要求调整，因多层板已与盒体实现了密封式焊接，故该穿墙过渡PCB的尺寸对可靠性没有影响，只需从外形公差上留有配合装配余量即可。

在本实用新型实例中，正面单个镀金焊盘尺寸为0.6mm×2.5mm。本实用多通道组件中每个通道内槽与正面镀金键合焊盘间距为1mm，以利于采用自动键合机实现引线键合。

微波信号面引线端子和穿墙过渡PCB正面焊盘需镀覆软金，以便于实现引线键合。在本实用新型实施例中，引线端子镀金层大于2μm，穿墙过渡PCB正面镀金层大于3μm。

以上本实用新型实施例中的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，如含此类内穿墙互连结构的微波模块及组件，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是其结构包括微波面模块引线端子（1-2）、微波组件内腔体安装区（1-3）、键合引线（1-4）、穿墙过渡PCB（2-1），所述微波组件内腔体安装区（1-3）为微波组件的盒体内腔与背面多层板形成的穿墙腔体，所述穿墙过渡PCB（2-1）正面制作镀金键合焊盘与键合引线（1-4）互连，背面设有背面焊盘与背面多层板配合，背面焊盘上设有贯穿通孔（2-2）；

微波组件内腔体安装区（1-3）通过穿墙过渡PCB（2-1）与背面多层板焊接后一同焊接至组件盒体，盒体适当位置加工与电路相配合的槽口贯穿盒体两面腔体，并配合穿墙过渡PCB（2-1）凸出；微波面模块引线端子（1-2）通过键合引线（1-4）与穿墙过渡PCB（2-1）电气连接，穿墙过渡PCB（2-1）通过贯穿通孔（2-2）与阵列式表贴焊盘连接，使微波面模块引线端子（1-2）与背面的电路形成电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是所述微波面模块引线端子（1-2）与对应的穿墙过渡PCB（2-1）的两点键合焊盘距离小于100倍键合引线直径。

3.根据权利要求1所述的一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是所述穿墙过渡PCB（2-1）的厚度由组件盒体的内墙厚度确定，高度差小于0.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是所述穿墙过渡PCB（2-1）的厚度与盒体内墙厚度相同，以完全补偿两点键合高度差，以利于全自动引线键合。

5.根据权利要求1所述的一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是所述贯穿通孔（2-2）的设计需根据穿墙过渡PCB（2-1）的厚度确定，贯穿通孔尺寸大于穿墙过渡PCB厚度的1/10。

6.根据权利要求1所述的一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是所述背面焊盘为阵列式焊盘，单一焊盘上设有多个贯穿通孔（2-2）。

7.根据权利要求1所述的一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是所述阵列式焊盘间距为0.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是所述微波组件中每个通道内槽边与正面镀金键合焊盘（1-1）间距为1mm。

9.根据权利要求1所述的一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是所述镀金键合焊盘的镀金层大于3μm。

10.根据权利要求1所述的一种可替代玻璃排针的微波组件内穿墙垂直互连结构，其特征是所述贯穿通孔通过树脂塞孔填塞并在表面做盖覆电镀。

Images