一种5G通信设备模组化PCB结构及焊接方法与流程

本发明涉及5g通信设备，特别是一种5g通信设备模组化pcb结构及焊接方法。

背景技术：

第五代移动通信技术是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4g(lte-a、wimax)、3g(umts、lte)和2g(gsm)系统之后的延伸。5g的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接，release-15中的5g规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。release-16的第二阶段将于2020年4月完成，作为imt-2020技术的候选提交给国际电信联盟(itu)，ituimt-2020规范要求速度高达20gbit/s，可以实现宽信道带宽和大容量mimo。

由于5g基站需支持频段数大大增加，每增加一个频段，均需增加射频组件，现有的5g通信设备制造成本高，设计周期长，难以满足市场的多样化需求。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的设计制造成本高周期长的问题，提供一种5g通信设备模组化pcb结构及焊接方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种5g通信设备模组化pcb结构，包括数字控制pcb、射频pcb、导热结构件和功率放大器；

数字控制pcb集成有数模/模数转换电路、mpu/fpga控制单元及数字通信单元,所述数模/模数转换电路、mpu/fpga控制单元及数字通信单元依次连接；

射频pcb有高频收发单元；功率放大器用于对信号进行功率放大；

所述高频收发单元、功率放大器、数模/模数转换电路依次连接；

导热结构件用于器件的散热。

优选的，所述数字控制pcb还集成有clk时间单元。

优选的，所述数字控制pcb还集成有pwr电源单元。

优选的，所述数字控制pcb还集成有flash闪存单元和ddr内存单元。

优选的，射频pcb上设有半孔pad,数字控制pcb上设有通信网络线路pad、供电pad。

优选的，数字控制pcb的射频pcb焊接区域pad为：0.8-2.0mm的方形pad，间隔0.3-0.5mm宽阻焊网格

优选的，射频pcb上均匀布局有透气孔。

优选的，数字控制pcb的导热结构件焊接区pad为0.8-2.0mm的方形pad，间隔0.3-0.5mm宽阻焊网格；数字控制pcb的导热结构件焊接区均匀布局有透气孔。

优选的，所述导热结构件上设有凸台，凸台的凸起高度：

h＝t数字pcb+t射频pcb-hpa

其中，t数字pcb为数字pcb厚度；t射频pcb为射频pcb厚度；hpa为功率放大器引脚高度。

导热结构件上设计凸台透过数字pcb和射频pcb与功率放大器直接焊接，以获得最佳散热性能。

一种如上任一项所述的5g通信设备模组化pcb结构的焊接方法，将所述功率放大器、射频pcb、导热结构件和数字控制pcb进行叠层，并进行一次性焊接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

一种5g通信设备模组化pcb结构，包括数字控制pcb、射频pcb、导热结构件和功率放大器，在实现5g通信的同时，通过对通信网络设备中的数字控制电路和射频电路分离设计为独的模组化pcb。

通过模组化叠层焊接工艺实现不同功能的数字控制模组与不同频段的射频模组多样化组合，制造出多样化功能及性能设备满足市场及客户的多样化需求，解决现化工艺方式设备功能单一的劣势，同时大大缩短设备设计周期及降低设计成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2为完成一次性焊接后的结构示意图。

图3为射频pcb半孔pad的结构示意图。

图4为数字控制pcb的通信pad及供电pad的结构示意图。

图5为导热结构件凸台的结构示意图。

图6为本发明的电路连接的结构示意图。

图中标记：1-功率放大器，2-射频pcb，3-数字控制pcb，4-导热结构件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例通过创新将通信网络设备中数字高速控制电路和射频电路独立设计为模组化pcb，如图1。制造时，功率放大器1、射频pcb2、导热结构件4和数字控制pcb3进行叠层，并进行一次性焊接，如图2。根据设备通信频段及通道数量需求配置不同数量的射频pcb2匹配数字控制pcb3实现通信需求，通过该工艺创新有效缩短信号传输和处理路径，减少线路对信号的损耗，提升通信信号处理速率，满足5g通信的高速处理和传输需求，攻克通信网络设备制造现行工艺方式多材质混压pcb制造成本高，传输路径长，信号损耗大，可维修性低等工艺瓶颈问题。

如图6所示，数字控制pcb3集成有数模/模数转换电路(能够实现数模及模数转换)、mpu/fpga控制单元(mpu+fpga架构的控制单元)及数字通信单元,所述数模/模数转换电路、mpu/fpga控制单元及数字通信单元依次连接；数字控制pcb3还集成有clk时间单元、pwr电源单元。、flash闪存单元和ddr内存单元。射频pcb2有高频收发单元；功率放大器1用于对信号进行功率放大；所述高频收发单元、功率放大器1、数模/模数转换电路依次连接；导热结构件4用于器件的散热。

如图3，射频pcb2上设有半孔pad,数字控制pcb3上设有通信网络线路pad、供电pad。射频pcb2半孔pad长l＝1.0-2.0mm，宽w＝0.8-1.5mm,孔径φ＝0.5-1.0mm孔壁金属化处理,数字pcb通信线路pad、供电pad长l＝1.0-2.0mm，宽w＝2.5-4.0mm。

数字控制pcb3的射频pcb2焊接区域pad为：0.8-2.0mm的方形pad，间隔0.3-0.5mm宽阻焊网格。射频pcb2上按间距s＝4-6mm均匀布局有孔径φ＝0.8～1.0mm透气孔。数字控制pcb3的导热结构件4焊接区pad为0.8-2.0mm的方形pad，间隔0.3-0.5mm宽阻焊网格；数字控制pcb3的导热结构件4焊接区按间距s＝4-6mm均匀布局有孔径φ＝0.8～1.0mm透气孔。

如图4，所述导热结构件4上设有凸台，凸台的凸起高度：

h＝t数字pcb+t射频pcb2-hpa

其中，t数字pcb为数字pcb厚度；t射频pcb2为射频pcb2厚度；hpa为功率放大器1引脚高度。

模组化pcb结构的一次性焊接方式具有如下优势：

1.通过对通信网络设备中的数字控制电路和射频电路分离设计为独的模组化pcb，数字控制pcb仅选用调整板材，射频pcb仅选用高频板材与之匹配的pcb基材，可简化现行通信设备pcb多材质混压工艺制造成本，模组化设计的数控制pcb及射频pcb均可实现常规pcb制作工艺加工，降低pcb制造成本。

2.通过模组化叠层焊接工艺实现不同功能的数字控制模组与不同频段的射频模组多样化组合，制造出多样化功能及性能设备满足市场及客户的多样化需求，解决现化工艺方式设备功能单一的劣势，同时大大缩短设备设计周期及降低设计成本。

3.通过模组化叠层焊接工艺制造的设备当使用过程中出现故障或损坏时，仅需对故障/损坏模组更换新模组pcb维修处理即可修复，可简化设备故障维修周期，快速恢复设备运行；并可实现目前设备因过流/过压/雷击等造成pcb烧毁无法修复的问题，通过模组化叠层焊接工艺的设备仅需对烧毁的模组更换即可修复，可大幅降低因设备无法修复报废新购设备的成本，同时缩短设备故障修复并恢复设备服务的周期。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。