微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出的一種微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法，旨在提供一種成品率高,對(duì)電氣性能的影響小，與原始設(shè)計(jì)吻合良好的傳輸線制作方法。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：以金屬地平面(1)為基板固聯(lián)下介質(zhì)層(3)，并在其上制作與信號(hào)導(dǎo)線(2)相連的金屬化過(guò)孔(4)，得到微帶板，然后將饋電探針的饋電探針內(nèi)芯(5)插入到金屬化過(guò)孔中，焊接為焊點(diǎn)呈平面或凹陷狀態(tài)的固聯(lián)結(jié)構(gòu)，并將饋電探針外芯(6)與下金屬地平面焊接在一起連接為一體，與信號(hào)導(dǎo)線形成電連接；其次將上介質(zhì)層(8)固聯(lián)的上金屬地平面(9)組成的PCB板通過(guò)粘接片(10)與上述以金屬地平面為基板的微帶板自上而下層疊在一起，送入到高溫壓機(jī)里進(jìn)行壓接。
【專利說(shuō)明】微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的微波毫米波帶狀傳輸線的制作方法，該方法適于作為制作基于帶狀線形式的微波毫米波無(wú)源及有源器件等等。

【背景技術(shù)】
[0002]在微波毫米波電路中，傳輸線作為一類(lèi)重要的器件主要用于在各種有源無(wú)源器件之間提供有效的信號(hào)連接或利用其搭建各類(lèi)有源無(wú)源器件。帶狀線作為微波毫米波傳輸?shù)妮d體之一，被廣泛應(yīng)用于微波集成電路(MIC)等領(lǐng)域，以其優(yōu)良的性能、小型化、輕量化、集成化的特點(diǎn)而得到越來(lái)越多的重視。帶狀線的基本結(jié)構(gòu)由兩個(gè)平行的金屬地平面，以及一個(gè)位于這兩個(gè)導(dǎo)體之間的平面信號(hào)導(dǎo)線構(gòu)成。地平面與信號(hào)導(dǎo)線之間一般要填充絕緣介質(zhì)。帶狀線的特性阻抗隨帶狀線的厚度和、信號(hào)導(dǎo)線的寬度、介質(zhì)的介電常數(shù)的變化而變化。由于帶狀線兩邊都具有金屬地平面，故其電磁屏蔽效果較好。帶狀線的傳輸主模為T(mén)EM波。作為帶狀傳輸線的一個(gè)部分，其饋電結(jié)構(gòu)式必不可少的。這些饋電結(jié)構(gòu)通常是通過(guò)SMA、SMP、SSMP等射頻插座饋電探針實(shí)現(xiàn)的，即這些射頻插座饋電探針的外導(dǎo)體與帶狀傳輸線的金屬地平面接觸，內(nèi)導(dǎo)體與帶狀傳輸線的信號(hào)導(dǎo)線進(jìn)行連接。對(duì)工程化的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，射頻插座饋電探針與帶狀線的金屬地平面實(shí)現(xiàn)良好的電接觸是較為容易的。但是，由于帶狀線的信號(hào)線被夾持于上下金屬地平面及介質(zhì)層中間，射頻插座饋電探針的內(nèi)導(dǎo)體要如何穿過(guò)帶狀傳輸線一側(cè)的金屬地平面及該金屬地平面與信號(hào)導(dǎo)線中間的介質(zhì)層與帶狀線的信號(hào)導(dǎo)線進(jìn)行連接就變得十分困難。目前，工程界、學(xué)術(shù)界面對(duì)該問(wèn)題普遍采用以下方法解決:
1.通過(guò)盲插的方式實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)PCB (print circuit board)工藝,對(duì)帶狀傳輸線的一側(cè)的金屬地平面與信號(hào)導(dǎo)線間的介質(zhì)層中鉆孔、電鍍沉銅，形成一個(gè)金屬化過(guò)孔，并且該金屬化過(guò)孔與信號(hào)線是一體的，顯然在電氣上連通的。通過(guò)控制射頻插座饋電探針內(nèi)導(dǎo)體的直徑與該金屬化過(guò)孔的孔徑，可以實(shí)現(xiàn)它們之間的緊配合，這樣便達(dá)到了射頻插座饋電探針內(nèi)導(dǎo)體與帶狀傳輸線信號(hào)導(dǎo)線連接的目的。但是該結(jié)構(gòu)是基于緊配合實(shí)現(xiàn)的，因此其強(qiáng)度及可靠性大打折扣。另外，緊配合結(jié)構(gòu)的成品率也較低。
[0003]2.通過(guò)“焊接窗”實(shí)現(xiàn)，這種方式也是通過(guò)PCB工藝，在帶狀傳輸線的信號(hào)導(dǎo)線兩側(cè)的介質(zhì)層中分別開(kāi)兩個(gè)過(guò)孔。其中一個(gè)過(guò)孔的直徑通常更小，可以為金屬化過(guò)孔也可以不做金屬化。另一個(gè)孔孔徑更大，也可以是金屬化過(guò)孔或者非金屬化過(guò)孔，作為“焊接窗”。射頻插座饋電探針的內(nèi)導(dǎo)體插入稍小的過(guò)孔，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體與信號(hào)導(dǎo)線的連接并加強(qiáng)這種連接的可靠性，利用烙鐵或者點(diǎn)膠機(jī)這些設(shè)備將焊錫、銀漿等，通過(guò)上文提到的稍大的過(guò)孔滴入到內(nèi)導(dǎo)體和信號(hào)導(dǎo)線間，并將其連接起來(lái)。但是該方法最大的弊端就是由于其引入了“焊接窗”，破壞了原有的電路設(shè)計(jì)，對(duì)電氣性能的影響較大。并且在高頻使用時(shí)，例如毫米波頻段，開(kāi)如此大的一個(gè)“焊接窗”往往是不能被接受的。這樣，帶狀傳輸線的饋電部分如何實(shí)現(xiàn)便成為了一個(gè)十分棘手的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)的不足之處，提供一種成品率高，對(duì)電氣性能影響小，操作簡(jiǎn)單、可靠性高、與原始設(shè)計(jì)吻合良好的微波毫米波帶狀傳輸線的制作方法。
[0005]本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，一種微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法，其特征在于包括如下步驟:首先使用PCB印刷電路板技術(shù)，以金屬地平面I為基板固聯(lián)下介質(zhì)層3，并在其上制作與信號(hào)導(dǎo)線2相連的金屬化過(guò)孔4，得到以金屬地平面I為基板的微帶板，然后將饋電探針的饋電探針內(nèi)芯5插入到金屬化過(guò)孔4中，控制饋電探針內(nèi)芯5的頂端高度低于金屬化過(guò)孔4孔口，再將饋電探針內(nèi)芯5及金屬化過(guò)孔4焊接為焊點(diǎn)呈平面或凹陷狀態(tài)的固聯(lián)結(jié)構(gòu)，并將饋電探針外芯6與下金屬地平面I焊接在一起或者通過(guò)法蘭盤(pán)固定的方式連接為一體，與信號(hào)導(dǎo)線2形成電連接；其次將上介質(zhì)層8固聯(lián)的上金屬地平面9組成的PCB板通過(guò)粘接片10與上述以金屬地平面I為基板的微帶板自上而下層疊在一起，送入到高溫壓機(jī)里進(jìn)行壓接。
[0006]以上是向熟悉本發(fā)明領(lǐng)域的工程技術(shù)人員提供的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方案的描述，這些描述應(yīng)被視為是說(shuō)明性的，而非限定性的。工程技術(shù)人員可據(jù)此發(fā)明權(quán)利要求書(shū)中的思想做具體的操作實(shí)施，在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上做出各種變化。上述這些都應(yīng)被視為本發(fā)明的涉及范圍。
[0007]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:
本發(fā)明所提供的制作微波毫米波帶狀傳輸線的方法主要體現(xiàn)在“先焊接，再壓接”的兩步操作。由于該方法并沒(méi)有涉及任何需要對(duì)PCB板進(jìn)行挖槽、開(kāi)“焊接窗”等的操作，故該方法并沒(méi)有破壞微波毫米波帶狀傳輸線的原有設(shè)計(jì)。同時(shí)，在該方法中，饋電探針被焊接到了信號(hào)導(dǎo)線上，大大提高了微波毫米波帶狀傳輸線的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及穩(wěn)定性，而且成品率高，對(duì)電氣性能的影響小，操作簡(jiǎn)單、可靠性高、與原始設(shè)計(jì)吻合良。而該焊接點(diǎn)呈平面或凹坑狀，使得最終壓接出來(lái)的微波毫米波帶狀傳輸線的平整度也較好，進(jìn)而保證了其良好的電氣性倉(cāng)泛。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009]圖1是本發(fā)明得到第一層微帶板的三維透視圖。
[0010]圖2是圖1的剖面透視圖。
[0011]圖3是本發(fā)明微波毫米波帶狀傳輸線的總體構(gòu)造三維透視圖。
[0012]圖中:1下金屬地平面，2信號(hào)導(dǎo)線，3下介質(zhì)層，4金屬化過(guò)孔，5饋電探針內(nèi)芯，6饋電探針外芯，7填充介質(zhì)，8上介質(zhì)層，9上金屬地平面，10粘接片。

【具體實(shí)施方式】
[0013]參閱圖1及圖2。根據(jù)本發(fā)明，使用PCB (print circuit board)印刷電路板技術(shù)，制作加工得到微帶傳輸線結(jié)構(gòu)的微帶板，包括位于下金屬地平面I上表面上的下介質(zhì)層3和上表面上的信號(hào)導(dǎo)線2，以及相連信號(hào)導(dǎo)線2的金屬化過(guò)孔4。
[0014]饋電探針內(nèi)芯5與饋電探針外芯之間填充介質(zhì)7 —起組成饋電探針射頻插座。饋電探針內(nèi)芯5外徑小于饋電探針外芯外徑，饋電探針內(nèi)芯5的最上端具有一個(gè)半球形的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
[0015]金屬化過(guò)孔4的直徑略微大于饋電探針內(nèi)芯5的直徑，饋電探針內(nèi)芯5通過(guò)其導(dǎo)向結(jié)構(gòu)插入到金屬化過(guò)孔4當(dāng)中。通過(guò)控制饋電探針內(nèi)芯5的高度，使其最頂端比金屬化過(guò)孔上端孔口略微低約0.05mm-0.1mm0接下來(lái)，使用烙鐵、點(diǎn)膠機(jī)將內(nèi)芯5及金屬化過(guò)孔4焊接在一起，保證該焊點(diǎn)呈平面或者凹陷的狀態(tài)。此處使用的焊料為鉛錫焊料，其融化溫度為183°C。接下來(lái)，需要將饋電探針外芯6與下金屬地平面I焊接在一起或者通過(guò)法蘭盤(pán)固定的方式連接為一體，形成電連接。
[0016]參閱圖3。利用PCB技術(shù)，制作加工得到一塊大小與圖1所示微帶線相同的PCB板，包括上介質(zhì)層8、上金屬地平面9。再利用銑床等設(shè)備銑出一塊與圖1所示微帶板等大的粘接片10，粘接片型號(hào)為Arlon Cuclad-6250，其融化溫度為120°C _130°C。將上介質(zhì)層8和上金屬地平面9組成的PCB板通過(guò)粘接片10，將下金屬地平面1、信號(hào)導(dǎo)線2、下介質(zhì)層3以及金屬化過(guò)孔4組成的微帶板按圖3所示的方式自上而下的層疊在一起。然后將層疊得到的結(jié)構(gòu)送入到高溫壓機(jī)里進(jìn)行壓接。由于高溫壓機(jī)所提供的壓接面是平面的，然而在第一步操作中已經(jīng)將射頻插座饋電探針連接到下金屬地平面I上，形成了一個(gè)突起的結(jié)構(gòu)，這顯然是無(wú)法進(jìn)行壓接的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可采用類(lèi)似陰陽(yáng)模的壓接工裝，將突起的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為平面結(jié)構(gòu)。
[0017]在壓接過(guò)程中，由于高溫壓機(jī)的設(shè)定溫度與實(shí)際粘接片10處的溫度存在差異，為了保證粘接片融化充分進(jìn)而獲得整個(gè)帶狀微帶線良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，壓機(jī)的設(shè)定溫度通常需要比粘接片理論融化溫度高30°C _40°C。按上述方法進(jìn)行操作便得到了微波毫米波帶狀傳輸線。
【權(quán)利要求】
1.一種微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法，其特征在于包括如下步驟:首先使用PCB印刷電路板技術(shù)，以金屬地平面(I)為基板固聯(lián)下介質(zhì)層(3)，并在其上制作與信號(hào)導(dǎo)線(2)相連的金屬化過(guò)孔(4)，得到以金屬地平面(I)為基板的微帶板，然后將饋電探針的饋電探針內(nèi)芯(5)插入到金屬化過(guò)孔⑷中，控制饋電探針內(nèi)芯(5)的頂端高度低于金屬化過(guò)孔(4)孔口，再將饋電探針內(nèi)芯(5)及金屬化過(guò)孔(4)焊接為焊點(diǎn)呈平面或凹陷狀態(tài)的固聯(lián)結(jié)構(gòu)，并將饋電探針外芯(6)與下金屬地平面(I)焊接在一起或者通過(guò)法蘭盤(pán)固定的方式連接為一體，與信號(hào)導(dǎo)線(2)形成電連接；其次將上介質(zhì)層(8)固聯(lián)的上金屬地平面(9)組成的PCB板通過(guò)粘接片(10)與上述以金屬地平面(I)為基板的微帶板自上而下層疊在一起，送入到高溫壓機(jī)里進(jìn)行壓接。
2.如權(quán)利要求1所述的微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法，其特征在于:饋電探針內(nèi)芯(5)與饋電探針外芯之間填充介質(zhì)(7) —起組成饋電探針射頻插座。
3.如權(quán)利要求1所述的微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法，其特征在于:饋電探針內(nèi)芯(5)外徑小于饋電探針外芯外徑，饋電探針內(nèi)芯(5)的最上端具有一個(gè)半球形的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法，其特征在于:制饋電探針內(nèi)芯(5)頂端高度比金屬化過(guò)孔上端孔口略微低0.05mm-0.1mm。
5.如權(quán)利要求1所述的微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法，其特征在于:為了保證粘接片融化充分進(jìn)而獲得整個(gè)帶狀微帶線良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，壓機(jī)的設(shè)定溫度比粘接片理論融化溫度高30°C -40°C。
6.如權(quán)利要求1所述的微波毫米波帶狀傳輸線的制備方法，其特征在于:所述微帶板包括位于下金屬地平面(I)上表面上的下介質(zhì)層(3)和上表面上的信號(hào)導(dǎo)線(2)，以及相連信號(hào)導(dǎo)線(2)的金屬化過(guò)孔(4)。
【文檔編號(hào)】H01P11/00GK104393392SQ201410537875
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2015年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月4日
【發(fā)明者】何海丹, 張?jiān)? 藍(lán)海, 李穎凡, 焦云峰 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所