专利名称：用于多层电子封装互连的宽带射频连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于多层电子封装互连的宽带射频连接器，并且更具体地，涉及
在需要硬焊连接器的陶瓷多层封装中提供改善的宽带性能的阻抗匹配。
背景技术：
在现有技术中提供包括用于多层电子封装互连的宽带射频连接器的同轴过渡装 置是众所周知的。这种装置通常应用在例如雷达系统中，该雷达系统具有包括发射/接收 模块以及用于发射器的天线反馈网络的电子封装。 在这种装置中，难以实现在多层封装内从同轴连接器过渡到传输线结构的宽带高 频射频性能。不可能只在封装内部通过使用阻抗匹配结构来在连接器内补偿阻抗失配。试 图通过减少用于销钉连接的硬焊垫来补偿连接器过渡会导致高制造风险以及连接的可靠 性问题。 为了提供阻抗匹配以及由此在同轴过渡装置中的宽带性能，已经尝试了各种不同 的装置。Rogers的美国专利US 8745488中示出了这样一种装置。该专利描述了在同轴结 构内可移动以实现阻抗匹配的盘76和环78。然而，这种结构相对复杂且不能容易地适用于 同轴过渡装置，该装置将同轴电缆与多层封装耦合使得通过最小的修改实现阻抗匹配。类 似的评述适用于Allen的美国专利US6028497，其中通过调整销钉的宽度和形状以及保护 套的垫圈状端部的内径来调整同轴传输线的阻抗。
发明内容
本发明为用于多层电子封装互连的宽带射频连接器提供了阻抗匹配以及改善的 宽带性能，其中仅需要对常规结构进行相对小的修改。同轴过渡装置包括多层封装内部的 传输线结构、同轴电缆以及使多层封装与同轴电缆耦合的同轴连接器。该同轴连接器包括 在其上具有金属盘结构的中心导体销钉。金属盘结构提供阻抗匹配。 根据本发明，金属盘结构包括沿着中心导体销钉以间隔关系安装的多个不同尺寸 的金属盘。中心导体销钉具有与多层封装耦合的基部，并且所述多个金属盘的直径随着与 多层封装的距离的增加而减小。同轴连接器包括硬焊到多层封装上的保护套，该保护套包 围中心导体销钉和中心导体销钉上的金属盘结构并在将同轴电缆收纳在保护套中。
在根据本发明的优选装置中，多层封装包括一叠陶瓷层，其内部具有同轴通路结 构。宽带射频连接器的中心导体销钉在其基部处具有硬焊垫，该硬焊垫焊接到该叠陶瓷层 上。在该陶瓷层内，同轴结构的中心通路连接至硬焊垫。多层封装可以包括用于构造同轴 通路结构的接地通路环。 仅仅通过对常规同轴结构进行相对小的修改就能实现根据本发明的阻抗匹配。更 具体地，多个薄金属盘安装在中心导体销钉上与销钉基部处的硬焊垫邻接处。此外，调整包 围中心导体销钉的保护套的大小和形状以便容纳薄导电盘。 在优选的装置中，三个导电盘邻接销钉的硬焊垫以间隔关系安装在中心导体销钉上。每个盘的直径与其它两个盘的直径不相同，并且盘安装成其直径随着与硬焊垫的距离 的增加而减小。
图1是同轴连接器的中心导体销钉的透视分解图，其示出了根据本发明多个导电
盘安装在中心连接器销钉上以实现阻抗匹配的方式。 图2是示出了根据本发明图1的其上安装有盘的中心导体销钉的侧视图。 图3是同轴连接器的侧面剖视图，在同轴连接器中图1和图2的中心导体销钉安
装在包围的保护套内。 图4是图3的同轴连接器的侧面剖视图，该图示出了同轴连接器与多层封装耦合 的方式以及同轴连接器收纳同轴电缆的方式，以提供同轴过渡装置。 图5是类似于图4所示的同轴过渡装置的侧面剖视图，其中多层封装内的同轴结
构包括膜(iris)和接地通路环。 图6是图5的膜和接地环的平面图。 图7是类似于图5的同轴过渡装置的侧面剖视图，该图示出了接地环耦合到同轴 连接器的方式。 图8是在没有阻抗匹配导电盘的情况下用于常规同轴过渡装置的以dB为单位的 S参数大小作为以GHz为单位的频率的函数的曲线图，该图示出了反射损耗、回波损耗以及 插入损耗。 图9是类似于图8的曲线图，但根据本发明其中导电盘安装在中心导体销钉上以 提供阻抗匹配。
具体实施例方式
图1是根据本发明的同轴连接器12的中心导体销钉10的分解透视图，其具有安 装在销钉10上以提供阻抗匹配的金属盘结构14。金属盘结构14包括三个不同的盘16、18 和20，每一个盘的半径不同于其它两个盘的半径。盘16的半径大于盘18的半径。盘18的 半径又大于盘20的半径。 中心导体销钉10为常规设计，具有终止于尖端24的大体圆柱形部分22。中心导 体销钉10具有其直径大于圆柱形部分22的直径的第二圆柱形部分26。第二圆柱形部分 26在第一圆柱形部分22和其上安装有硬焊垫30的中心导体销钉的基部28之间延伸。
如图2的侧视图所示，盘16、18和20沿着中心导体销钉10的与硬焊垫30邻接的 第二圆柱形部分26以间隔关系安装。盘16、18和20的半径不相同并且设置成使得盘16 最靠近硬焊垫30，其直径略小于盘16的直径的盘18安装在盘16的远离硬焊垫30的另一 侧上，以及其直径略小于盘18的直径的盘20安装在盘18的远离盘16的另一侧上。
中心导体销钉10与其上的金属盘结构14一起构成同轴连接器12的一部分，如图 3所示。中心导体销钉10同心布置在保护套32内并且被保护套32包围。保护套32具有 常规设计除了它被放大之外，因为必须容纳中心导体销钉10上的金属盘结构14。
图4示出了图3的同轴连接器12，其安装在多层封装34上并且收纳同轴电缆36 以便在多层封装34和同轴电缆36之间提供同轴过渡装置38。同轴连接器12的中心导体销钉10通过其基部处的硬焊垫30与多层封装耦合。硬焊垫30硬焊到多层封装34上。如 图4所示，保护套32也与多层封装34耦合。多层封装34可以包括一叠陶瓷层。
保护套32在其中具有用于收纳同轴电缆36以通过同轴连接器12使同轴电缆36 与多层封装34耦合的开口 40。 多层封装34内的传输线结构可以包括同轴通路结构，如本例子那样，或者可以包 括板状线结构或者带状线结构。图5示出了与同轴连接器12耦合的同轴电缆36，该同轴连 接器12安装在包括接地环42的多层封装34上，该接地环42与接地通路44的圆形布置连 接。如图6以及图5和图7所示的接地环42在其中具有膜孔46用于容纳多层封装内的同 轴结构的中心导体通路。 如前面所述，包括中心导体销钉10上的盘16、 18和20的金属盘结构14提供阻抗 匹配，借此实现改善的宽带性能。这通过图8和图9的曲线图示出。图8是对于常规同轴 连接器的以dB为单位的S参数大小作为频率/GHz的函数的曲线图。上部曲线50是插入 损耗，并且下部曲线52为反射损耗或者回波损耗。如图8所示，表示插入损耗的上部曲线 50在大约20GHz的频率处偏离零轴，表明常规同轴连接器的性能相当不理想。
图9是与图8类似的曲线图，但该图表示根据本发明由具有金属盘结构14的同轴 连接器12提供的性能。上部曲线54表示插入损耗，并且下部曲线56表示反射损耗或回波 损耗。如图9中可见，在根据本发明的同轴连接器12的情况下，由曲线54表示的插入损耗 在频率直至大约32GHz时仍保持在零上，与图8的曲线图所示的常规同轴连接器相比，曲线 54体现更好的性能。性能的改善是由于由金属盘结构14提供的阻抗匹配。
权利要求
一种同轴连接器，具有由保护套包围的中心导体销钉，所述连接器具有以间隔形式安装在中心导体销钉上以提供阻抗匹配的多个不同尺寸的导电盘。
2. 如权利要求l所述的同轴连接器，其中，所述多个导电盘由不同半径的相对薄的金 属盘组成。
3. 如权利要求1所述的同轴连接器，还包括使同轴连接器安装在其上的多层封装。
4. 如权利要求3所述的同轴连接器，其中，所述多层封装包括一叠陶瓷层，并且所述中 心导体销钉具有在其基部处硬焊到该叠陶瓷层的硬焊垫。
5. 如权利要求3所述的同轴连接器，其中，所述中心导体销钉具有安装在所述多层封 装上的基部，并且所述多个导电盘包括三个金属盘，所述三个金属盘的直径随着与多层封 装的距离的增加而减小。
6. 如权利要求3所述的同轴连接器，其中，所述多层封装包括接地通路环，在该接地通 路环中具有用于将中心导体销钉收纳在其中的孔径。
7. 如权利要求3所述的同轴连接器，还包括连接到所述同轴连接器的同轴电缆。
8. —种同轴过渡装置，包括以下的组合 多层封装；同轴电缆；以及将所述多层封装与所述同轴5电缆耦合的同轴连接器，所述同轴连接器包括在其上具 有金属盘结构的中心导体销钉，所述金属盘结构提供阻抗匹配。
9. 如权利要求8所述的同轴过渡装置，其中，所述金属盘结构包括多个不同尺寸的金 属盘，这些金属盘沿着中心导体销钉以间隔关系安装。
10. 如权利要求9所述的同轴过渡装置，其中，所述中心导体销钉具有与多层封装耦合 的基部，并且所述多个金属盘的直径随着与多层封装的距离的增加而减小。
11. 如权利要求8所述的同轴过渡装置，其中，所述同轴连接器包括安装在多层封装上 的保护套，该保护套包围中心导体销钉和所述中心导体销钉上的金属盘结构并将同轴电缆 收纳在该保护套中。
全文摘要
包括用于将同轴电缆连接到多层封装的同轴连接器的同轴过渡装置具有用于完成阻抗匹配并提供改善的宽带性能的改善的同轴连接器。通过包括安装在同轴连接器的中心导体销钉上的多个金属盘的金属盘结构提供阻抗匹配。这些盘以间隔关系安装在中心导体销钉上，并且各盘的半径随着与中心导体销钉基部的距离的增加而减小。同轴连接器具有配置成在其中容纳金属盘结构的保护套，同样接地通路环构成多层封装的一部分。
文档编号H03H7/38GK101711456SQ200880005730
公开日2010年5月19日 申请日期2008年2月13日 优先权日2007年2月21日
发明者G·阿圭雷 申请人:京瓷美国公司