TWI741695B - 天線封裝驗證板 - Google Patents

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TWI741695B TW109125126A TW109125126A TWI741695B TW I741695 B TWI741695 B TW I741695B TW 109125126 A TW109125126 A TW 109125126A TW 109125126 A TW109125126 A TW 109125126A TW I741695 B TWI741695 B TW I741695B
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Abstract

一種天線封裝驗證板，包括用於設置天線陣列或電子電路之載板；以及複數個SMPM連接器，其中，複數個SMPM連接器以陣列方式排列於載板上並與天線陣列或電子電路電性連接，以測試載板上的天線陣列之特性或載板上的電子電路之特性。天線封裝驗證板另固設於波束成形測試平台上。除了上述天線封裝驗證板之外，本發明亦提供包括複數組轉接結構的天線封裝驗證板以及同時包括複數個連接器與複數組轉接結構的天線封裝驗證板。

Description

天線封裝驗證板
本發明係有關一種天線封裝(antennas in package,AiP)的驗證及測試，尤指一種適用於毫米波(mmWave)第五代行動通訊(5G)之天線封裝驗證板。
天線封裝(AiP)是一種將一個或多個天線以及收發器(transceiver)整合到標準表面安裝裝置(standard surface-mount device)中的技術，它已廣泛用於60GHz的手勢感測器(gesture sensor)、77GHz的汽車雷達(automobile radar)、94GHz的相控陣列(phased array)或者甚至高達122GHz的影像感測器及300GHz的無線網路。此外，由於第五代行動通訊(5G)毫米波頻譜通過使用毫米波作為載波，所以具有足夠的帶寬來提供下一代用戶體驗及工業的應用，而AiP技術也逐漸朝向5G毫米波發展方向。
現今，在天線封裝的設計上，其電路板的上層是天線陣列，下層通常是電子電路及電子元件。因此，天線陣列通常無法單獨進行驗證或測試，只能進行整個天線封裝系統的電特性驗證及測試，造成天線封裝在開發以及測試上的盲點。
因此，如何提供一種可以單獨測試天線陣列、電子電路、電子元件以及可以同時結合天線與電子元件的驗證板，以克服天線封裝在驗證上的困難並降低天線封裝的開發時程及成本，已是所屬技術領域亟待解決的課題之一。
為解決上述課題，本發明之一實施例提供一種天線封裝驗證板，該天線封裝驗證板包括：載板，用於設置天線陣列或電子電路；以及複數個推入式連接器，係以陣列方式排列於該載板上，其中，該複數個推入式連接器與該載板上的天線陣列或電子電路電性連接，以測試該載板上的天線陣列之特性或該載板上的電子電路之特性。
本發明另一實施例提供一種天線封裝驗證板，該天線封裝驗證板：載板，係用於設置天線陣列或電子電路；至少一接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔，係形成於該載板中；以及複數組轉接結構，係以陣列方式排列於該載板上，其中，該複數組轉接結構透過該接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔，與該載板上的天線陣列或與該載板上的電子電路電性連接，以測試該載板上的天線陣列之特性或該載板上的電子電路之特性。
本發明之又一實施例提供一種天線封裝驗證板，該天線封裝驗證板包括：載板，係供設置射頻電路；至少一接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔，係形成於該載板中；複數個連接器，係以陣列方式排列於該載板的一面上；以及複數組轉接結構，係以陣列方 式排列於該載板的另一面上，其中，該複數個連接器係透過該接地-訊號-接地之通孔而與該複數組轉接結構電性連接。
11:天線陣列板
11’:電子電路板
13:SMPM連接器
31:天線陣列板
31’:電子電路板
33:轉接結構
331:連接墊
51:SMPM連接器
53:轉接結構
55:射頻電路板
71:底部天線封裝驗證板
711:轉接結構
713:推入式連接器
81:帶通濾波器電路板
811:轉接結構
813:帶通濾波器電路結構
91:頂部天線封裝驗證板
911:推入式連接器
913:連接墊
101:波束成形測試平台
1011:治具本體
1013:固定夾具
1015:開口
圖式為合併於且構成本發明之一部分，以顯示本發明的各具體實施例，並且闡述本發明之具體實施例。
圖1A為本發明之天線封裝驗證板第一實施例的立體分解圖。
圖1B為本發明之天線封裝驗證板第一實施例的立體組合圖。
圖2A為本發明之天線封裝驗證板第二實施例的立體分解圖。
圖2B為本發明之天線封裝驗證板第二實施例的立體組合圖。
圖2C為本發明之天線封裝驗證板第二實施例之轉接結構的立體示意圖。
圖3A為本發明之天線封裝驗證板第三實施例的立體分解圖。
圖3B為本發明之天線封裝驗證板第三實施例的立體組合圖。
圖4A為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的立體組合俯視圖。
圖4B為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的立體組合仰視圖。
圖4C為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的立體分解圖。
圖5A為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的底部天線封裝驗證板之上部的立體圖。
圖5B為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的底部天線封裝驗證板之上部的局部放大立體圖。
圖6A為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的底部天線封裝驗證板之下部的立體圖。
圖6B為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的底部天線封裝驗證板之下部的局部放大立體圖。
圖7A為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的帶通濾波器電路板之上部的立體圖。
圖7B為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的帶通濾波器電路板之上部的局部放大立體圖。
圖8A為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的帶通濾波器電路板之下部的立體圖。
圖8B為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的帶通濾波器電路板之下部的局部放大立體圖。
圖9A為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的頂部天線封裝驗證板之上部的立體圖。
圖9B為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的頂部天線封裝驗證板之下部的立體圖。
圖9C為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的頂部天線封裝驗證板之下部的局部放大立體圖。
以下藉由特定之具體實施例加以說明本發明之實施方式，而熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點和功效，亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。
為了解決上述習知技術的缺點，本發明之目的在於提供一種適用於毫米波(mmWave)第五代行動通訊(5G)之天線封裝(antenna in package,AiP)驗證板，本發明的具體實施例說明如下。
[第一實施例]
圖1A為本發明之天線封裝驗證板之第一實施例的立體分解圖，圖1B為本發明之天線封裝驗證板之第一實施例的立體組合圖。本發明之天線封裝驗證板包括載板，例如設置有天線陣列之天線陣列板11或設置有電子電路之電子電路板11’，以及複數個推入式連接器，例如超小型推入式微(Sub-Miniature Push-on Micro；SMPM)連接器13。複數個SMPM連接器13以陣列方式排列於天線陣列板11或電子電路板11’的一面上，並且複數個SMPM連接器13與天線陣列板11或電子電路板11’電性連接，以測試天線陣列板11上的天線陣列之特性或電子電路板11’上的電子電路之特性。
在本實施例中，各複數個SMPM連接器13包括連接墊(pad)(未顯示於圖式中)。天線陣列板11上的天線陣列為毫米波(mmWave)天線陣列，並且電子電路板11’上的電子電路為毫米波電子電路。
具體而言，如圖1A及圖1B所示，天線陣列板11或電子電路板11’的單面設置有複數個SMPM連接器13，複數個SMPM連接器13以陣列方式排列為一8x8的SMPM連接器陣列，複數個SMPM連接器13可與天線陣列板11或電子電路板11’直接電性連接。因此，由於複數個SMPM連接器13可與測試設備直接連接，所以本實施例可透過複數個SMPM連接器13，分別測試天線陣列板11的天線陣列之特性及電子電路板11’的電子元件之特性，進而降低毫米波天線及其電路在驗證上的困難。值得一提的是，在各SMPM連接器13上的連接墊可設計或優化成適合的結構，以達到低損耗的轉換。
在本實施例中，設置有複數個SMPM連接器13的天線封裝驗證板可固設於波束成形測試平台(beamforming test platform)上，本發明可以將天線封裝分成天線及電路來進行各自的測試。因此，可以不需要製作多種電路板及天線，進而可節省設計上的成本。
[第二實施例]
請參閱圖2A及圖2B，其分別為本發明之天線封裝驗證板第二實施例的立體分解圖及立體組合圖。本實施例之天線封裝驗證板包括載板，例如設置有天線陣列之天線陣列板31或設置有電子電路之電子電路板31’，以及複數組轉接結構33，其中，複數組轉接結構33將以RDIS公司的invispin為例來進行說明，但本發明並不限於此。複數組轉接結構33以陣列方式排列於天線陣列板31或電子電路板31’的一面上，天線陣列板31的另一 面設置有天線陣列或電子電路板31’的另一面設置有電子電路，透過接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔(through hole)，複數組轉接結構33與天線陣列板31上的天線陣列或與電子電路板31’上的電子電路電性連接，以測試天線陣列板31上的天線陣列之特性或電子電路板31’上的電子電路及元件之特性。此外，天線陣列板31上的天線陣列為毫米波天線陣列，並且電子電路板31’上的電子電路為毫米波電子電路。
在本實施例中，如圖2C所示，各組轉接結構33中的每一轉接結構包括連接墊(pad)331。
如圖2A及圖2B所示，天線陣列板31或電子電路板31’的單面設置有複數組轉接結構33，複數組轉接結構33以陣列方式排列為一8x8的轉接結構轉換陣列，複數組轉接結構33可與天線陣列板31或電子電路板31’直接電性連接，由於複數組轉接結構33亦可與測試設備連接，所以本實施例可透過複數組轉接結構33轉換陣列，分別測試天線陣列板31的天線陣列之特性及電子電路板31’的電子元件之特性，進而降低毫米波天線及其電路在驗證上的困難。值得一提的是，由於各轉接結構33可提供極小的剖面，所以在連接其他的電路板(如印刷電路板)時，電路板僅需要蝕刻對應的同軸墊(coaxial pad)即可與本發明的天線封裝驗證板直接連接，無需額外的連接器。另外，各轉接結構上的連接墊(pad)可設計或優化成適合的結構，以達到低損耗的轉換。
在本實施例中，設置有複數組轉接結構33的天線封裝驗證板可固設於波束成形測試平台上，本發明可以將天線封裝分成天線及電路來進行各自的測試。因此，可以不需要製作多種電路板及天線，進而可節省設計上的成本。
[第三實施例]
請參閱圖3A及圖3B，其分別為本發明之天線封裝驗證板第三實施例的立體分解圖及立體組合圖。本發明之天線封裝驗證板包括複數個連接器51(例如SMPM連接器)以及複數組轉接結構53(例如invispin)。複數個SMPM連接器51以陣列方式排列於載板(例如設置有射頻電路之射頻電路板55)的一面上，複數組轉接結構53以陣列方式排列於射頻電路板55的另一面上，透過設置於載板中的接地-訊號-接地之通孔，複數個SMPM連接器51可與複數組轉接結構53電性連接。
在本實施例中，如圖3A及圖3B所示，射頻電路板的55一面設置有複數組轉接結構53，而射頻電路板55的另一面設置有複數個SMPM連接器51，複數組轉接結構53及複數個SMPM連接器51皆以陣列方式排列為一4x4的轉接結構陣列及SMPM連接器陣列之轉換結構，其中，各組的轉接結構53係依據(ground-signal-ground,GSG)之通孔來進行配置。也就是說，本實施例的複數個SMPM連接器51可與測試設備或儀器直接連接，而複數組轉接結構53則與待測物(device under test,DUT)快速連接，因此，待測物僅需要蝕刻對應的同軸墊(coaxial pad)即可與本發明的天線封裝驗證板上的複數組轉接結構直接連接，無需額外的連接器。值得一提的是，各轉接結構53上的連接墊可設計或優化成適合的結構，以達到低損耗的轉換。
值得一提的是，由於複數個SMPM連接器51可與測試設備或儀器直接連接且待測物不需要額外的連接器或轉接結構，所以本實施例可透過複數個SMPM連接器51及複數組轉接結構53，分別測試天線陣列板的天線陣 列之特性及電子電路板的電子元件之特性，進而降低毫米波天線及其電路在驗證上的困難。
在本實施例中，設置有複數個SMPM連接器51及複數組轉接結構53的天線封裝驗證板可固設於波束成形測試平台上，本實施例可以將天線封裝分成天線及電路來進行各自的測試。因此，可以不需要製作多種電路板及天線，進而可節省設計上的成本。
在本實施例中，值得注意的是，可利用複數個設置有SMPM連接器51及轉接結構53的轉換驗證板對設置於中間的待測物(例如，天線陣列板或電子電路板)進行測試及驗證，因此應用上將不會再限制於電路板本身的疊構限制。
[第四實施例]
請參閱圖4A、圖4B及圖4C，其分別為本發明之天線封裝驗證板第四實施例的立體組合俯視圖、立體組合仰視圖及立體分解圖。本實施例包含底部天線封裝驗證板71、帶通濾波器電路板81以及頂部天線封裝驗證板91，其中，帶通濾波器電路板81設置在底部天線封裝驗證板71與頂部天線封裝驗證板91之間，設置在其中的帶通濾波器電路板81亦可以其他電路板置換，或者在帶通濾波器電路板81的上方及/或下方加入其他電路板。換言之，多個電路板可堆疊於其中，同時進行多個電路板的量測與驗證。
在本實施例中，底部天線封裝驗證板71、帶通濾波器電路板81及頂部天線封裝驗證板91依序堆疊，並可固設於一波束成形測試平台101上，該波束成形測試平台101包含治具本體1011以及複數個固定夾具 1013，前述測試平台及夾具係為例示說明，並非作為本發明之限制。此外，本實施例之波束成形測試平台101中的治具本體1011之中心具有一開口1015，以利於透過該開口1015對設置於波束成形測試平台101上的天線封裝驗證板或電路板之上下兩面進行測試及驗證。
具體而言，圖5A及圖5B分別為本實施例的底部天線封裝驗證板71之上部的立體圖及局部放大立體圖。圖6A及圖6B分別為本實施例的底部天線封裝驗證板71之下部的立體圖及局部放大立體圖。如圖4C、5A、5B、6A、6B所示，底部天線封裝驗證板71之上部具有複數個轉接結構711，並與帶通濾波器電路板81之下部電性連接，其中，複數個轉接結構711係以陣列方式排列，而底部天線封裝驗證板71之下部則具有複數個推入式連接器713(例如SMPM連接器)，其中，複數個推入式連接器713也以陣列方式排列，透過接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔(未顯示)，複數個推入式連接器713與複數組轉接結構711電性連接。
圖7A及圖7B分別為本實施例的帶通濾波器電路板81之上部的立體圖及局部放大立體圖。如圖7A及圖7B所示，帶通濾波器電路板81之上部具有複數組轉接結構811，並與上方的頂部天線封裝驗證板91之下部電性連接，其中，複數個轉接結構811係以陣列方式排列。圖8A及圖8B分別顯示本實施例的帶通濾波器電路板81之下部的立體圖及局部放大立體圖。如圖8A及圖8B所示，帶通濾波器電路板81之下部為帶通濾波器電路結構813，透過接地-訊號-接地(GSG)之連接墊(pad)，帶通濾波器電路板81之下部與下方的底部天線封裝驗證板71之上部電性連接。
圖9A為本實施例的頂部天線封裝驗證板91之上部的立體圖，而圖9B及圖9C則分別顯示本實施例的頂部天線封裝驗證板91之下部的立體圖及局部放大立體圖。如圖9A、9B、9C所示，頂部天線封裝驗證板91之上部具有複數個推入式連接器911(例如SMPM連接器)，而頂部天線封裝驗證板91之下部則具有複數組接地-訊號-接地(GSG)之連接墊913，並與其下方的帶通濾波器電路板81之上部電性連接。
綜上所述，本發明之上述具體實施例可以有效地縮短天線封裝的開發時間，也就是可以藉由本發明的驗證板來快速抽換天線或電路，以進行其各自的驗證及測試，可以大幅縮短天線封裝的開發時程。另外，在整體測試系統整合上，可以更加具備測試的彈性。此外，由於電路的操作頻寬較為寬頻，天線則較為窄頻，所以在測試不同頻段的特性時，僅需更換天線，而無需重新設計及製作電路，因此應用上也較傳統的測試結構更為寬廣。
上述實施形態僅為例示性說明本發明之技術原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此技術之人士均可在不違背本發明之精神與範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。然任何運用本發明所教示內容而完成之等效修飾及改變，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。而本發明之權利保護範圍，應如下述之申請專利範圍所列。
11:天線陣列板
11’:電子電路板
13:SMPM連接器

Claims (20)

  1. 一種天線封裝驗證板，包括：載板，用於設置天線陣列或電子電路；複數組接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔，係以陣列方式形成於該載板中；以及複數個推入式連接器，係以陣列方式排列於該載板上，其中，各該複數個推入式連接器係透過各該複數組接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔與該載板上的該天線陣列之各天線或該電子電路之各電子元件電性連接，以測試該載板上的天線陣列之特性或該載板上的電子電路之特性。
  2. 如請求項1所述之天線封裝驗證板，其中，各該複數個推入式連接器包括連接墊(pad)。
  3. 如請求項1所述之天線封裝驗證板，其中，該天線陣列為毫米波(mmWave)天線陣列，該電子電路為毫米波電子電路。
  4. 如請求項1所述之天線封裝驗證板，其中，該天線封裝驗證板固設於波束成形測試平台上。
  5. 如請求項1所述之天線封裝驗證板，其中，該複數個推入式連接器係與測試設備相連接。
  6. 如請求項1所述之天線封裝驗證板，其中，該複數個推入式連接器為超小型推入式微(Sub-Miniature Push-on Micro；SMPM)連接器。
  7. 一種天線封裝驗證板，包括：載板，係用於設置天線陣列或電子電路； 複數組接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔，係以陣列方式形成於該載板中；以及複數組轉接結構，係以陣列方式排列於該載板上，其中，各該複數組轉接結構係透過各該複數組接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔，與該載板上的該天線陣列之各天線或與該載板上的該電子電路之各電子元件電性連接，以測試該載板上的天線陣列之特性或該載板上的電子電路之特性。
  8. 如請求項7所述之天線封裝驗證板，其中，各該複數組轉接結構中的每一轉接結構包括連接墊(pad)。
  9. 如請求項7所述之天線封裝驗證板，其中，該天線陣列為毫米波(mmWave)天線陣列，該電子電路為毫米波電子電路。
  10. 如請求項7所述之天線封裝驗證板，其中，該天線封裝驗證板固設於波束成形測試平台上。
  11. 如請求項7所述之天線封裝驗證板，其中，該複數組轉接結構與測試設備相連接。
  12. 如請求項7所述之天線封裝驗證板，其中，該複數組轉接結構與電路板相連接。
  13. 一種天線封裝驗證板，包括：載板，係供設置射頻電路；複數組接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔，係以陣列方式形成於該載板中；複數個連接器，係以陣列方式排列於該載板的一面上；以及 複數組轉接結構，係以陣列方式排列於該載板的另一面上，其中，各該複數個連接器係透過各該複數組接地-訊號-接地(ground-signal-ground,GSG)之通孔而與各該複數組轉接結構電性連接。
  14. 如請求項13所述之天線封裝驗證板，其中，各該複數個連接器包括連接墊(pad)。
  15. 如請求項13所述之天線封裝驗證板，其中，各該複數組轉接結構中的每一轉接結構包括連接墊(pad)。
  16. 如請求項13所述之天線封裝驗證板，其中，該複數個連接器與測試設備相連接，該複數組轉接結構與待測物相連接。
  17. 如請求項13所述之天線封裝驗證板，其中，該複數個連接器及/或該複數組轉接結構與電路板相連接。
  18. 如請求項16所述之天線封裝驗證板，其中，該待測物為毫米波(mmWave)天線陣列或毫米波電子電路。
  19. 如請求項13所述之天線封裝驗證板，其中，該天線封裝驗證板固設於波束成形測試平台上。
  20. 如請求項13所述之天線封裝驗證板，其中，該複數個連接器為超小型推入式微連接器為(Sub-Miniature Push-on Micro；SMPM)連接器。
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