射频PCB连接结构及连接方法与流程

本发明涉及PCB连接技术领域，尤其是涉及一种射频PCB连接结构及连接方法。

背景技术：

随着移动通信的快速发展，尤其是4G通信的发展，使得产品系列化、平台化的需求越来越多，在系列化产品中，将同一功能的电路模块化，将有效减少开发周期，降低成本。该设计理念同样适用于射频电路，射频电路采用分板设计会更利于降低成本、获得更好的性能、及系列化平台化。然而，如何将两块射频PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)进行连接，并实现良好的射频阻抗控制和较低的成本是射频电路系列化模块化平台化的关键。

目前，现有PCB连接的方法主要有以下几类：1、PCB板之间采用露铜与导电弹片接触连接，这种方式难以满足射频PCB连接中的阻抗控制要求；2、PCB板之间采用接插件进行连接，这种接插件用于数字板的连接及数字信号是传输，成本低廉，但无法满足射频板射频信号的要求，无法实现50ohm阻抗控制；3、利用射频接头和同轴线缆来对射频PCB进行连接，这种方式可以获得良好的阻抗控制，但成本高昂，且会引入线缆损耗；4、利用射频盲插接头是实现两块射频PCB板面对面连接，该方式同样可以实现较好的性能，且节约空间，但成本非常高昂。由上可知，现有技术还无法实现低成本且具有良好阻抗控制的射频PCB连接。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种成本较低、阻抗控制良好的射频PCB连接结构及连接方法。

其技术方案如下：

一种射频PCB连接结构，包括第一PCB板和第二PCB板，所述第一PCB板设于所述第二PCB板的上方，所述第一PCB板的顶层设有第一射频电路，所述第一PCB板的底层设有第一信号焊盘，所述第一射频电路和所述第一信号焊盘通过信号过孔电性连接，所述第二PCB板的顶层设有第二射频电路，所述第二射频电路上设有与所述第一信号焊盘相对应的第二信号焊盘，所述第一信号焊盘与所述第二信号焊盘相焊接。

在其中一个实施例中，所述第一射频电路为微带线，所述第一PCB板的顶层还设有位于所述第一射频电路的两侧的两个第一顶层地，所述第一顶层地与所述第一射频电路间隔设置。

在其中一个实施例中，所述第一PCB板的底层还设有第一底层地，所述第一顶层地与所述第一底层地通过地孔连通。

在其中一个实施例中，所述地孔靠近于所述信号过孔设置。

在其中一个实施例中，所述第一底层地上设有至少一个第一地焊盘，所述第二PCB板的顶层设有第二顶层地，所述第二顶层地上设有与所述第一地焊盘一一对应的第二地焊盘，所述第一地焊盘和与之对应的所述第二地焊盘之间相焊接。

在其中一个实施例中，所述第一底层地设于所述第一信号焊盘的外围，所述第一底层地与所述第一信号焊盘之间设有保护间距。

在其中一个实施例中，所述保护间距内涂覆有绿油。

在其中一个实施例中，所述第一地焊盘和所述第二顶层地均设有两个，两个所述第二顶层地分别设于所述第二射频电路的两侧，每个所述第二顶层地上均设有一个所述第二地焊盘。

在其中一个实施例中，所述第一PCB板与所述第二PCB板部分重叠，所述第一信号过孔设于所述第一射频电路靠近所述第二PCB板的一端，所述第二信号焊盘也设于所述第二射频电路靠近所述第一PCB的一端。

本技术方案还提供了一种射频PCB连接方法，包括以下步骤：

在第一PCB板的底层上制作第一信号焊盘；

在第一PCB板上制作信号过孔，用以连接其顶层的第一射频电路和底层的第一信号焊盘；

在第二PCB板上的第二射频电路上制作第二信号焊盘；

第一信号焊盘与第二信号焊盘焊接，使得第一PCB板与第二PCB板连接在一起。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

本发明通过信号过孔将第一射频电路与第一信号焊盘连通，之后第一信号焊盘与位于第二射频电路上的第二信号焊盘焊接在一起，用以实现第一射频电路与第二射频电路之间的信号连通。本发明结构简单，易于实施，不需要增加额外的射频接头，线缆等，仅通过把需要连接的两块PCB板上的电路焊接在一起即可实现，其成本非常低廉，且阻抗控制及接地良好，驻波较佳，插损非常小，可满足大部分射频设计。

所述第一PCB板的顶层设有位于微带线两侧的两个第一顶层地，使得第一PCB板的顶层上导体带与地平面同处于同一个平面上，进而形成共面波导结构，该结构便于并联外接元件，易于构成混合集成电路，同时其还具有与有源器件、无源器件连接十分方便等优点。

所述第一PCB板的底层还设有第一底层地，通过地孔来连通第一顶层地和第一底层地，用以形成完整的信号回路，同时也使得第一PCB板具有良好的散热功能和屏蔽效果。

所述地孔靠近于所述信号过孔设置，用以为信号过孔提供相应的参考地。

所述第一底层地上设有第一地焊盘，所述第二PCB板上第二顶层地上设有与第一地焊盘对应的第二地焊盘，第一地焊盘与第二地焊盘相焊接，用以实现第一PCB板与第二PCB板之间的地连接，同时也进一步增强第一PCB板与第二PCB板之间的连接强度。

第二PCB板顶层也设有位于第二射频电路两侧的两个第二顶层地，每个第二顶层地上均通过一个第二地焊盘与第一PCB板上的第一地焊盘焊接，用以实现每个第二顶层地与第一底层地之间的连通。

所述第一底层地设于所述第一信号焊盘的外围，所述第一底层地与所述第一信号焊盘之间设有保护间距，用以防止焊接工艺中短路。进一步地，在保护间距内涂覆绿油，绿油作为阻焊剂用以进一步防止焊接短路，延长PCB板使用寿命。

所述第一PCB板与所述第二PCB板部分重叠，且所述第一信号过孔设于所述第一射频电路的端部，所述第二信号焊盘也设于所述第二射频电路的端部，使得所述第一PCB板与所述第二PCB板仅端部重叠，用以为电路板上元器件提供更多的容置空间。

附图说明

图1为本发明实施例所述的射频PCB连接结构的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的第一PCB板的顶层的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的第一PCB板的底层的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的第二PCB板的顶层的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的射频PCB连接方法的流程图。

附图标记说明：

100、第一PCB板，110、第一PCB板的顶层，111、第一射频电路，112、第一顶层地，120、第一PCB板的底层，121、第一信号焊盘，122、第一底层地，1221、第一地焊盘，123、保护间距，130、信号过孔，140、地孔，200、第二PCB板，210、第二PCB板的顶层，211、第二射频电路，2111、第二信号焊盘，212、第二顶层地，2121、第二地焊盘。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

如图1至图4所示，本发明所述的射频PCB连接结构，包括第一PCB板100和第二PCB板200，所述第一PCB板100设于所述第二PCB板200的上方，所述第一PCB板100的底层120与所述第二PCB板200的顶层210相连接。所述第一PCB板100的顶层110设有第一射频电路111，所述第一PCB板100的底层120设有第一信号焊盘121，所述第一射频电路111和所述第一信号焊盘121通过信号过孔130(金属化通孔)电性连接。所述第二PCB板200的顶层210设有第二射频电路211，所述第二射频电路211上设有与所述第一信号焊盘121相对设置的第二信号焊盘2111，所述第一信号焊盘121与所述第二信号焊盘2111相焊接。所述第一射频电路111和所述第二射频电路211的阻抗均为50ohm(欧姆)，用以最小化趋肤效应的损失。本文所使用的术语“上”、“下”、“顶层”、“底层”以及类似的表述只是为了举例说明本发明的实施方式，但并不表示是唯一的实施方式。本发明通过信号过孔130将顶层110的第一射频电路111与底层120的第一信号焊盘121连通，之后第一信号焊盘121再与位于第二射频电路211上的第二信号焊盘2111焊接在一起，用以实现第一射频电路111与第二射频电路211之间的信号连通。本发明结构简单，易于实施，不需要增加额外的射频接头，线缆等，仅通过把需要连接的两块PCB板上的电路焊接在一起即可实现，其成本非常低廉，且阻抗控制及接地良好，驻波较佳，插损非常小，可满足大部分射频设计。

在本实施例中，所述第一射频电路111和所述第二射频电路211均为微带线，本发明也可根据实际需要将所述微带线替换为其他射频电路。

如图2所示，所述第一PCB板100的顶层110还设有位于所述第一射频电路111的两侧的两个第一顶层地112，所述第一顶层地112与所述第一射频电路间隔设置，使得第一PCB板100的顶层上导体带与地平面同处于同一个平面上，进而形成共面波导结构，该结构便于并联外接元件，易于构成混合集成电路，同时其还具有与有源器件、无源器件连接十分方便等优点。

如图3所示，所述第一PCB板100的底层120还设有第一底层地122，所述第一顶层地112与所述第一底层地122通过地孔140(通孔)连通，用以形成完整的信号回路，同时也使得第一PCB板100具有良好的散热功能和屏蔽效果。具体地，每个第一顶层地112上都通过若干个地孔140与第一底层地122电性连接。在本实施例中，所述地孔140靠近于所述信号过孔130设置，用以为信号过孔130提供相应的参考地。

如图4所示，所述第二PCB板200的顶层210还设有位于所述第二射频电路211两侧的两个第二顶层地212，用以在第二PCB板200的顶层210也形成共面波导结构。

优选地，请参阅图3，在第一PCB板100的底层120上，第一底层地122上还设有位于第一信号焊盘121两侧的两个第一地焊盘1221，相应地，请参阅图4，在第二PCB板200的顶层210上，每个所述第二顶层地212上也均设有一个与第一地焊盘1221对应的第二地焊盘2121，第一地焊盘1221与第二地焊盘2121对应焊接，用以实现第一PCB板100与第二PCB板200之间的地连接，同时也进一步增强第一PCB板100与第二PCB板200之间的连接强度。本领域技术人员应该理解，本发明也可根据实际需要设计两个以上的第二地焊盘2121和相应数量的第一地焊盘1221进行相互焊接；或者也可根据实际需要设计一个所述第二顶层地212，同时仅设置一个第二地焊盘2121用以与一个第一地焊盘1221对应焊接。

进一步地，请继续参阅图3，为了防止焊接工艺中发生短路第一底层地122设于第一信号焊盘121的外围，并在所述第一底层地122与所述第一信号焊盘121之间形成保护间距123。优选地，本发明在保护间距123内涂覆绿油，绿油作为阻焊剂用以进一步防止焊接短路，延长PCB板使用寿命。本发明也可根据实际需要在第一信号焊盘121与第一地焊盘1221以外的位置均涂覆绿油。

在本实施例中，所述第一PCB板100与所述第二PCB板200部分重叠，所述第一信号过孔130设于所述第一射频电路111靠近所述第二PCB板200的一端，同时，所述第二信号焊盘2111设于所述第二射频电路211靠近所述第二PCB板200的一端，使得所述第一PCB板100与所述第二PCB板200仅端部重叠，用以为电路板上元器件提供更多的容置空间。本发明也可根据实际需要将第一PCB板100全部放置于第二PCB板200上。

如图5所示，本实施例的射频PCB连接方法包括如下步骤：

S10、在第一PCB板100的底层120上制作第一信号焊盘121；

S20、在第一PCB板100上制作信号过孔130，用以连接其顶层110的第一射频电路111和底层120的第一信号焊盘121；

S30、在第二PCB板200上的第二射频电路211上制作第二信号焊盘2111；

S40、第一信号焊盘121与第二信号焊盘2111焊接，使得第一PCB板100与第二PCB板200连接在一起。

进一步地，在步骤S30与S40之间还包括以下步骤：

S31、在第一PCB板100的第一底层地122上制作设于第一信号焊盘121两侧的两个第一地焊盘1221；

S32、在第二PCB板200的第二顶层地212上制作设于第二信号焊盘2111两侧的两个第二地焊盘2121，第一地焊盘1221与第二地焊盘2121一一对应，在第一信号焊盘121与第二信号焊盘2111焊接的时候，保证第一地焊盘1221与第二地焊盘2121上下正对设置，进而保证第一地焊盘1221与第二地焊盘2121能够对接。

步骤40中则具体为：将第一信号焊盘121与第二信号焊盘2111以及第一地焊盘1221与第二地焊盘2121对应焊接在一起，至此，完成第一PCB板100与第二PCB板200的连接工作。

可以理解地，上述步骤S30与S31并非必须是先后执行的关系，也可以是先执行S31后执行S30，即先在第一PCB板100制作第一信号焊盘121、信号过孔130和第一地焊盘1221，后在第二PCB板200上制作第二信号焊盘2111和第二地焊盘2121，最后将第一PCB板100与第二PCB板200焊接。更进一步地，步骤S31也可以直接在步骤S10与步骤S20之间执行。

采用本发明时，对于体积较小的射频PCB板，采用SMT(Surface Mount Technology，电子电路表面组装技术)即可实现，对于面积较大的PCB板，则采用点焊方式进行焊接。SMT与点焊均可以通过自动化设备来实现。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。