一种TR组件的封装方法与流程

本发明涉及微波技术领域，更具体地说，本发明涉及一种TR组件的封装方法。

背景技术：

微波组件是利用各种微波元器件(至少有一个是有源的)和其他零件组装而成的产品。微波组件多为定制设计，主要用于频综系统变频，通过滤波，保证频谱纯度等性能。

TR(Transmitter and Receiver，发送和接收)组件技术是微波组件中的中，是当前发展各种高科技武器的重要支柱，已广泛用于各种先进的战术导弹、电子战、通信系统、陆海空基的各种先进的相控阵雷达(特别是机载和星载雷达)。传统类型的TR(一个无线收发系统中频与天线支架的部分，即TR组件的一端接天线、另一端接中频处理单元，从而构成一个无线收发系统，有源相控阵雷达的TR组件，根据外部控制信号对微波信号进行放大、移相和衰减)组件大部分采用端口一维排布、高频电路二维排布、线路三维排布的方式来实现，也就是微波信号端口为单调线性分布、器件平面分布、线路通过多层板方式分层走线的方式实现。

传统类型的TR组件具有集成度和模块化程度高的特点，由于端口位置单调分布，考虑到整机阵列式排布的方式使用，需要将若干组件叠层放置，由专用的波控电路统一控制，必然会导致模块集成度高，而整机集成度相对低的特点。整机设计时一般会将高集成度与精细化的压力往组件方面侧重，努力压缩组件体积的同时要求增加组件功能。另一方面，传统类型组件装配时人为因素掺杂情况较多，元器件、组件微波部分电路、直流部分电路需要再次集成，过程中需要人为设计温度梯度，使用不同配比的焊料装配不同的部分的器件与电路，长时间的反复烧结会影响元器件的可靠性，同时生产效率低，影响整机天线的收发与校正、射频波束形成。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种TR组件的封装方法，突破多层微波复合基板仿真建模，具有较高的集成度、隔离度和可靠性。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明通过以下技术方案实现：

本发明所述的一种TR组件的封装方法，包括以下步骤：

将TR组件划分为微波电路、数字电路和电源电路三种类型电路；将电路板对应划分为微波层、数字层和供电层三种电路层；

三种类型电路的电路走线分别置于不同的电路层上面，不同类型的电路层之间采用地层隔离；不同类型的电路层之间通过密集通孔的方式互联；

TR组件的收发单元采用微波数字芯片；TR组件收发单元的器件密封至收发腔体之内。

优选的是，所述TR组件的基板采用RO4350与FR4混合层压板；具体包括以下步骤：

所述TR组件采用RO4350材料的介质层用作所述微波层传输微波信号；RO4350介质层之间通过地层隔离；

所述TR组件采用FR4材料的介质层分别用作所述供电层和所述数字层；FR4介质层之间通过地层隔离。

优选的是，还包括步骤：所述RO4350介质层通过半固化片RO4450热压粘结形成的粘合层与其他层粘合；所述FR4介质层通过半固化片RO4450热压粘结形成的粘合层与其他层粘合。

优选的是，还包括步骤：所述RO4350介质层的厚度为0.254mm，所述粘合层的厚度为0.1mm。

优选的是，还包括步骤：设置微波层包括三层传输微波信号的电路层和分别与所述电路层间隔的三层地层：其中，

三层电路层的顶层包括芯片焊盘、天线公共端穿墙口、校正网络端口、金属隔墙衬底以及电路走线；所述顶层与其它层通过通孔连接；第二层用于传输公共信号；第三层用于传输校正信号。

优选的是，还包括步骤：设置所述数字层和所述供电层包括四层电路层和分别与所述四层电路层间隔的四层地层；

四层电路中的第一层用于多功能芯片与串并转换芯片之间的并行端口布线；四层电路中的第二层用于系统串行信号、时钟信号、所存信号的布线；四层电路中的第三层用于串并转换芯片、多功能芯片与其他芯片的并行端口连接布线；四层电路中的第四层用于各部分芯片的供电布线。

本发明至少包括以下有益效果：

1)本发明采用多层微波垂直互联技术，将TR组件划分为微波电路、数字电路和电源电路三种类型电路；将电路板对应划分为微波层、数字层和供电层三种电路层；并且，三种类型电路的电路走线分别置于不同的电路层上面，实现TR组件模块和整机的集成度都高；

2)不同类型的电路层之间采用地层隔离，不同类型的电路层之间通过密集通孔的方式互联，多个地层隔离和密集通孔的互联方式，提高了TR组件的微波信号隔离度；

3)TR组件的收发单元采用微波数字芯片，集成度高；TR组件收发单元的器件密封至收发腔体之内，提高TR组件的可靠性和密封性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的TR组件的封装方法的流程图；

图2为本发明所述的TR组件的电路板封层结构示意图；

图3为本发明所述的TR组件的基板的制作方法流程图；

图4为本发明所述的TR组件的各个电路层的封装方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供一种TR组件的封装方法，如图1所示，包括以下步骤：S10，将TR组件划分为微波电路、数字电路和电源电路三种类型电路；将电路板对应划分为微波层、数字层和供电层三种电路层；S20，三种类型电路的电路走线分别置于不同的电路层上面，不同类型的电路层之间采用地层隔离；不同类型的电路层之间通过密集通孔的方式互联；S30，TR组件的收发单元采用微波数字芯片；TR组件收发单元的器件密封至收发腔体之内。

TR组件具有基板体积小、布线密度高的特点，在线路中需要传输多种信号，制造时需要将电源、微波、控制等各类信号隔离。如图2所示，采用多层微波垂直互联技术，将TR组件划分为微波电路、数字电路和电源电路三种类型电路；将电路板对应划分为微波层、数字层和供电层三种电路层；并且，三种类型电路的电路走线分别置于不同的电路层上面，突破多层微波复合基板仿真建模；实现TR组件模块和整机的集成度都高。不同类型的电路层之间采用地层隔离，不同类型的电路层之间通过密集通孔的方式互联；多个地层隔离和密集通孔的互联方式，解决各种分布参数、寄生参数带来的传输线耦合、延迟、噪声、损耗等问题，提高了TR组件的微波信号隔离度和可靠性。TR组件的收发单元采用微波数字芯片，集成度高；TR组件收发单元的器件密封至收发腔体之内，提高TR组件的可靠性和密封性。

上述实施方式中，TR组件的基板采用RO4350与FR4混合层压板，如图3所示，具体包括以下步骤：S40，TR组件采用RO4350材料的介质层用作所述微波层传输微波信号；RO4350介质层之间通过地层隔离；S50，TR组件采用FR4材料的介质层分别用作供电层和数字层；FR4介质层之间通过地层隔离。RO4350材料的介质和FR4材料的介质分别对应用于传输微波信号、用于数字处理和供电。作为优选，还包括步骤：RO4350介质层通过半固化片RO4450热压粘结形成的粘合层与其他层粘合；FR4介质层通过半固化片RO4450热压粘结形成的粘合层与其他层粘合。

本发明的微波层采用RO4350介质板用于传输微波信号，彼此之间均有地层隔离，制作时采用半固化片RO4450进行热压粘结，确保各层之间紧密贴合，防止板层剥落。由于RO4450材料的介电常数为3.52，与RO4350材料的介电常数接近，因此，采用RO4350材料的介质板作为半固化层与RO4350混压时，不会造成因介质不均匀而影响信号传输的问题。作为有优选，RO4350介质层的厚度为0.254mm，粘合层的厚度为0.1mm，确保各层之间紧密贴合、防止板层剥落的同时，不会造成因介质不均匀而影响信号传输的问题。

本发明提供的TR组件，微波层设为6层，三层是电路层，三层是与该电路层间隔分布的地层；数字层和供电层共8层，四层是数字电路或供电电路层，其余四层是间隔设置的地层。因此，如图4所示，本发明的TR组件的封装方法还包括步骤：S60，设置微波层包括三层传输微波信号的电路层和分别与所述电路层间隔的三层地层：三层电路层的顶层包括芯片焊盘、天线公共端穿墙口、校正网络端口、金属隔墙衬底以及电路走线；所述顶层与其它层通过通孔连接；第二层用于传输公共信号；第三层用于传输校正信号；S70，设置所述数字层和所述供电层包括四层电路层和分别与所述四层电路层间隔的四层地层；其中，四层电路中的第一层用于多功能芯片与串并转换芯片之间的并行端口布线；四层电路中的第二层用于系统串行信号、时钟信号、所存信号的布线；四层电路中的第三层用于串并转换芯片、多功能芯片与其他芯片的并行端口连接布线；四层电路中的第四层用于各部分芯片的供电布线。

上述实施方式中，顶层与其他层之间采用通孔连接，通孔做金属填充，避免因内壁导体不连续影响信号传输。作为优选，填充通孔的金属是铜皮，具有良好的信号传输能力。

由于组件单元数量较多，与背面阵列天线对接时，必须要保证良好的机械匹配，防止因馈线孔错位而导致无法对接的情况发生。考虑到装配精度的要求，TR组件的封装需要考虑以下工艺步骤：

1)多层复合介质板制作过程中，馈线孔采用激光打孔的工艺，对孔进行精确定位、钻孔，并严格控制介质板的翘曲度，防止误差累积；

2)电路板装配过程中，事先制作工装夹具，将其牢固定位至夹具上，防止器件烧结过程中电路板变形、翘曲；

3)绝缘子烧结过程中，事先制作工装夹具，首先要保证良好的导热性，尽量减少绝缘子的烧结时间，另外要准确定位绝缘子的位置，防止烧结过程中绝缘子出现歪斜的状况。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。