專利名稱：用于多層電子封裝互連的寬帶射頻連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多層電子封裝互連的寬帶射頻連接器，并且更具體地，涉及
在需要硬焊連接器的陶瓷多層封裝中提供改善的寬帶性能的阻抗匹配。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中提供包括用于多層電子封裝互連的寬帶射頻連接器的同軸過渡裝 置是眾所周知的。這種裝置通常應(yīng)用在例如雷達(dá)系統(tǒng)中，該雷達(dá)系統(tǒng)具有包括發(fā)射/接收 模塊以及用于發(fā)射器的天線反饋網(wǎng)絡(luò)的電子封裝。 在這種裝置中，難以實現(xiàn)在多層封裝內(nèi)從同軸連接器過渡到傳輸線結(jié)構(gòu)的寬帶高 頻射頻性能。不可能只在封裝內(nèi)部通過使用阻抗匹配結(jié)構(gòu)來在連接器內(nèi)補償阻抗失配。試 圖通過減少用于銷釘連接的硬焊墊來補償連接器過渡會導(dǎo)致高制造風(fēng)險以及連接的可靠 性問題。 為了提供阻抗匹配以及由此在同軸過渡裝置中的寬帶性能，已經(jīng)嘗試了各種不同 的裝置。Rogers的美國專利US 8745488中示出了這樣一種裝置。該專利描述了在同軸結(jié) 構(gòu)內(nèi)可移動以實現(xiàn)阻抗匹配的盤76和環(huán)78。然而，這種結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜且不能容易地適用于 同軸過渡裝置，該裝置將同軸電纜與多層封裝耦合使得通過最小的修改實現(xiàn)阻抗匹配。類 似的評述適用于Allen的美國專利US6028497，其中通過調(diào)整銷釘?shù)膶挾群托螤钜约氨Ｗo(hù) 套的墊圈狀端部的內(nèi)徑來調(diào)整同軸傳輸線的阻抗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為用于多層電子封裝互連的寬帶射頻連接器提供了阻抗匹配以及改善的 寬帶性能，其中僅需要對常規(guī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相對小的修改。同軸過渡裝置包括多層封裝內(nèi)部的 傳輸線結(jié)構(gòu)、同軸電纜以及使多層封裝與同軸電纜耦合的同軸連接器。該同軸連接器包括 在其上具有金屬盤結(jié)構(gòu)的中心導(dǎo)體銷釘。金屬盤結(jié)構(gòu)提供阻抗匹配。 根據(jù)本發(fā)明，金屬盤結(jié)構(gòu)包括沿著中心導(dǎo)體銷釘以間隔關(guān)系安裝的多個不同尺寸 的金屬盤。中心導(dǎo)體銷釘具有與多層封裝耦合的基部，并且所述多個金屬盤的直徑隨著與 多層封裝的距離的增加而減小。同軸連接器包括硬焊到多層封裝上的保護(hù)套，該保護(hù)套包 圍中心導(dǎo)體銷釘和中心導(dǎo)體銷釘上的金屬盤結(jié)構(gòu)并在將同軸電纜收納在保護(hù)套中。
在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置中，多層封裝包括一疊陶瓷層，其內(nèi)部具有同軸通路結(jié) 構(gòu)。寬帶射頻連接器的中心導(dǎo)體銷釘在其基部處具有硬焊墊，該硬焊墊焊接到該疊陶瓷層 上。在該陶瓷層內(nèi)，同軸結(jié)構(gòu)的中心通路連接至硬焊墊。多層封裝可以包括用于構(gòu)造同軸 通路結(jié)構(gòu)的接地通路環(huán)。 僅僅通過對常規(guī)同軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行相對小的修改就能實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的阻抗匹配。更 具體地，多個薄金屬盤安裝在中心導(dǎo)體銷釘上與銷釘基部處的硬焊墊鄰接處。此外，調(diào)整包 圍中心導(dǎo)體銷釘?shù)谋Ｗo(hù)套的大小和形狀以便容納薄導(dǎo)電盤。 在優(yōu)選的裝置中，三個導(dǎo)電盤鄰接銷釘?shù)挠埠笁|以間隔關(guān)系安裝在中心導(dǎo)體銷釘上。每個盤的直徑與其它兩個盤的直徑不相同，并且盤安裝成其直徑隨著與硬焊墊的距離 的增加而減小。


圖1是同軸連接器的中心導(dǎo)體銷釘?shù)耐敢暦纸鈭D，其示出了根據(jù)本發(fā)明多個導(dǎo)電
盤安裝在中心連接器銷釘上以實現(xiàn)阻抗匹配的方式。 圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明圖1的其上安裝有盤的中心導(dǎo)體銷釘?shù)膫?cè)視圖。 圖3是同軸連接器的側(cè)面剖視圖，在同軸連接器中圖1和圖2的中心導(dǎo)體銷釘安
裝在包圍的保護(hù)套內(nèi)。 圖4是圖3的同軸連接器的側(cè)面剖視圖，該圖示出了同軸連接器與多層封裝耦合 的方式以及同軸連接器收納同軸電纜的方式，以提供同軸過渡裝置。 圖5是類似于圖4所示的同軸過渡裝置的側(cè)面剖視圖，其中多層封裝內(nèi)的同軸結(jié)
構(gòu)包括膜(iris)和接地通路環(huán)。 圖6是圖5的膜和接地環(huán)的平面圖。 圖7是類似于圖5的同軸過渡裝置的側(cè)面剖視圖，該圖示出了接地環(huán)耦合到同軸 連接器的方式。 圖8是在沒有阻抗匹配導(dǎo)電盤的情況下用于常規(guī)同軸過渡裝置的以dB為單位的 S參數(shù)大小作為以GHz為單位的頻率的函數(shù)的曲線圖，該圖示出了反射損耗、回波損耗以及 插入損耗。 圖9是類似于圖8的曲線圖，但根據(jù)本發(fā)明其中導(dǎo)電盤安裝在中心導(dǎo)體銷釘上以 提供阻抗匹配。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的同軸連接器12的中心導(dǎo)體銷釘10的分解透視圖，其具有安 裝在銷釘10上以提供阻抗匹配的金屬盤結(jié)構(gòu)14。金屬盤結(jié)構(gòu)14包括三個不同的盤16、18 和20，每一個盤的半徑不同于其它兩個盤的半徑。盤16的半徑大于盤18的半徑。盤18的 半徑又大于盤20的半徑。 中心導(dǎo)體銷釘10為常規(guī)設(shè)計，具有終止于尖端24的大體圓柱形部分22。中心導(dǎo) 體銷釘10具有其直徑大于圓柱形部分22的直徑的第二圓柱形部分26。第二圓柱形部分 26在第一圓柱形部分22和其上安裝有硬焊墊30的中心導(dǎo)體銷釘?shù)幕?8之間延伸。
如圖2的側(cè)視圖所示，盤16、18和20沿著中心導(dǎo)體銷釘10的與硬焊墊30鄰接的 第二圓柱形部分26以間隔關(guān)系安裝。盤16、18和20的半徑不相同并且設(shè)置成使得盤16 最靠近硬焊墊30，其直徑略小于盤16的直徑的盤18安裝在盤16的遠(yuǎn)離硬焊墊30的另一 側(cè)上，以及其直徑略小于盤18的直徑的盤20安裝在盤18的遠(yuǎn)離盤16的另一側(cè)上。
中心導(dǎo)體銷釘10與其上的金屬盤結(jié)構(gòu)14一起構(gòu)成同軸連接器12的一部分，如圖 3所示。中心導(dǎo)體銷釘10同心布置在保護(hù)套32內(nèi)并且被保護(hù)套32包圍。保護(hù)套32具有 常規(guī)設(shè)計除了它被放大之外，因為必須容納中心導(dǎo)體銷釘10上的金屬盤結(jié)構(gòu)14。
圖4示出了圖3的同軸連接器12，其安裝在多層封裝34上并且收納同軸電纜36 以便在多層封裝34和同軸電纜36之間提供同軸過渡裝置38。同軸連接器12的中心導(dǎo)體銷釘10通過其基部處的硬焊墊30與多層封裝耦合。硬焊墊30硬焊到多層封裝34上。如 圖4所示，保護(hù)套32也與多層封裝34耦合。多層封裝34可以包括一疊陶瓷層。
保護(hù)套32在其中具有用于收納同軸電纜36以通過同軸連接器12使同軸電纜36 與多層封裝34耦合的開口 40。 多層封裝34內(nèi)的傳輸線結(jié)構(gòu)可以包括同軸通路結(jié)構(gòu)，如本例子那樣，或者可以包 括板狀線結(jié)構(gòu)或者帶狀線結(jié)構(gòu)。圖5示出了與同軸連接器12耦合的同軸電纜36，該同軸連 接器12安裝在包括接地環(huán)42的多層封裝34上，該接地環(huán)42與接地通路44的圓形布置連 接。如圖6以及圖5和圖7所示的接地環(huán)42在其中具有膜孔46用于容納多層封裝內(nèi)的同 軸結(jié)構(gòu)的中心導(dǎo)體通路。 如前面所述，包括中心導(dǎo)體銷釘10上的盤16、 18和20的金屬盤結(jié)構(gòu)14提供阻抗 匹配，借此實現(xiàn)改善的寬帶性能。這通過圖8和圖9的曲線圖示出。圖8是對于常規(guī)同軸 連接器的以dB為單位的S參數(shù)大小作為頻率/GHz的函數(shù)的曲線圖。上部曲線50是插入 損耗，并且下部曲線52為反射損耗或者回波損耗。如圖8所示，表示插入損耗的上部曲線 50在大約20GHz的頻率處偏離零軸，表明常規(guī)同軸連接器的性能相當(dāng)不理想。
圖9是與圖8類似的曲線圖，但該圖表示根據(jù)本發(fā)明由具有金屬盤結(jié)構(gòu)14的同軸 連接器12提供的性能。上部曲線54表示插入損耗，并且下部曲線56表示反射損耗或回波 損耗。如圖9中可見，在根據(jù)本發(fā)明的同軸連接器12的情況下，由曲線54表示的插入損耗 在頻率直至大約32GHz時仍保持在零上，與圖8的曲線圖所示的常規(guī)同軸連接器相比，曲線 54體現(xiàn)更好的性能。性能的改善是由于由金屬盤結(jié)構(gòu)14提供的阻抗匹配。
權(quán)利要求
一種同軸連接器，具有由保護(hù)套包圍的中心導(dǎo)體銷釘，所述連接器具有以間隔形式安裝在中心導(dǎo)體銷釘上以提供阻抗匹配的多個不同尺寸的導(dǎo)電盤。
2. 如權(quán)利要求l所述的同軸連接器，其中，所述多個導(dǎo)電盤由不同半徑的相對薄的金 屬盤組成。
3. 如權(quán)利要求1所述的同軸連接器，還包括使同軸連接器安裝在其上的多層封裝。
4. 如權(quán)利要求3所述的同軸連接器，其中，所述多層封裝包括一疊陶瓷層，并且所述中 心導(dǎo)體銷釘具有在其基部處硬焊到該疊陶瓷層的硬焊墊。
5. 如權(quán)利要求3所述的同軸連接器，其中，所述中心導(dǎo)體銷釘具有安裝在所述多層封 裝上的基部，并且所述多個導(dǎo)電盤包括三個金屬盤，所述三個金屬盤的直徑隨著與多層封 裝的距離的增加而減小。
6. 如權(quán)利要求3所述的同軸連接器，其中，所述多層封裝包括接地通路環(huán)，在該接地通 路環(huán)中具有用于將中心導(dǎo)體銷釘收納在其中的孔徑。
7. 如權(quán)利要求3所述的同軸連接器，還包括連接到所述同軸連接器的同軸電纜。
8. —種同軸過渡裝置，包括以下的組合 多層封裝；同軸電纜；以及將所述多層封裝與所述同軸5電纜耦合的同軸連接器，所述同軸連接器包括在其上具 有金屬盤結(jié)構(gòu)的中心導(dǎo)體銷釘，所述金屬盤結(jié)構(gòu)提供阻抗匹配。
9. 如權(quán)利要求8所述的同軸過渡裝置，其中，所述金屬盤結(jié)構(gòu)包括多個不同尺寸的金 屬盤，這些金屬盤沿著中心導(dǎo)體銷釘以間隔關(guān)系安裝。
10. 如權(quán)利要求9所述的同軸過渡裝置，其中，所述中心導(dǎo)體銷釘具有與多層封裝耦合 的基部，并且所述多個金屬盤的直徑隨著與多層封裝的距離的增加而減小。
11. 如權(quán)利要求8所述的同軸過渡裝置，其中，所述同軸連接器包括安裝在多層封裝上 的保護(hù)套，該保護(hù)套包圍中心導(dǎo)體銷釘和所述中心導(dǎo)體銷釘上的金屬盤結(jié)構(gòu)并將同軸電纜 收納在該保護(hù)套中。
全文摘要
包括用于將同軸電纜連接到多層封裝的同軸連接器的同軸過渡裝置具有用于完成阻抗匹配并提供改善的寬帶性能的改善的同軸連接器。通過包括安裝在同軸連接器的中心導(dǎo)體銷釘上的多個金屬盤的金屬盤結(jié)構(gòu)提供阻抗匹配。這些盤以間隔關(guān)系安裝在中心導(dǎo)體銷釘上，并且各盤的半徑隨著與中心導(dǎo)體銷釘基部的距離的增加而減小。同軸連接器具有配置成在其中容納金屬盤結(jié)構(gòu)的保護(hù)套，同樣接地通路環(huán)構(gòu)成多層封裝的一部分。
文檔編號H03H7/38GK101711456SQ200880005730
公開日2010年5月19日 申請日期2008年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月21日
發(fā)明者G·阿圭雷 申請人:京瓷美國公司