多层电路板铆接结构及其构成的悬置线电路及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多层电路板技术和悬置线电路技术，是多层电路板铆接结构及其构成的悬置线电路及其实现方法，也就是一种多层电路板铆接结构和由该多层电路板铆接结构构成的悬置线电路，以及该悬置线电路的实现方法。
【背景技术】
[0002]随着射频电路以及微波毫米电路的发展，为了实现电路结构的小型化、高集成度等更优越的电路性能，多层电路结构得到了广泛的研究与应用。多层电路结构可以实现电路结构的小型化、高集成度以及有源与无源电路的立体集成。在多层电路结构中，介质集成悬置线以及常见的带线、槽线形式的多层电路板都需要通过一定装置进行压合。常用的多层电路压合方式为利用粘结材料(如半固化片)进行粘结压合，这种压合方式需要高温高压环境下进行，一般经过热压、粘合工序，压合过程中容易对电路板材造成损害，从而在一定程度上破坏了原有的电路结构与外观、电路性能也会相应的降低，加工成本较高，对待压合的电路板材的耐高温高压的性能也提出了更高的要求。
[0003]在非平面传输线中，波导悬置线(包括悬置带线，悬置微带线等)电路已经被证明是非常优异的传输线系统，与其它平面传输线相比，金属损耗大大降低，色散更小，同时使用金属腔体封装，使得波导悬置线几乎没有辐射。另一反面，波导悬置线尺寸通常小于波导而又兼具传统波导的一些优点，同时与微带和共面波导等微波毫米波集成电路中常用的微波传输线易于兼容。波导悬置微带和悬置带线的优良特性是毋庸置疑的，然而，这种传输线与传统的波导类似，都需要加工机械盒体以形成必须的两个或以上的空气腔，同时满足必要的机械支撑、阻抗要求以及电磁屏蔽。而波导悬置微带和悬置带线更为复杂的要求是，需要机械加工必要的信号导线或者是通过电路板实现信号导线，并需要将其与金属导体腔体进行机械组装后才能形成。这个装配往往有一定的精度要求，需要一些类似于定位孔、定位销、螺栓、螺母等附属机械部件来完成组装，因此需要额外的机械加工和装配工作。传统的波导悬置线电路加工成本高昂，后期需要机械装配，体积大且相对笨重，难以形成规模生产，这些缺点严重制约了波导悬置线的进一步发展和应用，使得这一优良的传输线电路以及基于其实现的高性能电路与系统主要局限于军用高成本系统中。
[0004]常用的多层电路压合方式为利用粘结材料(如半固化片)进行粘结压合，这种压合方式需要高温高压环境下进行，一般经过热压、粘合工序，压合过程中容易对电路板材造成损害，从而破坏了原有的电路结构与外观、电路性能也会降低，加工成本高，对待压合的电路板的耐高温高压的性能也提出了更高的要求。传统的波导悬置线耦合器电路，都需要加工机械盒体以形成必须的两个或以上的空气腔，同时满足必要的机械支撑、阻抗要求以及电磁屏蔽。而对于波导悬置微带和悬置带线电路更为复杂的要求是，需要机械加工必要的信号导线或者是通过电路板实现信号导线，并需要将其与金属导体腔体进行机械组装后才能形成。这个装配往往有一定的精度要求，需要一些类似于定位孔、定位销、螺栓、螺母等附属机械部件来完成组装，因此需要额外的机械加工和装配工作。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供多层电路板铆接结构及其构成的悬置线电路及其实现方法，能够实现多层电路板的铆接加工和新型介质集成悬置线电路的铆接加工，解决现有多层板电路压合工艺成本高、传统波导悬置线电路需要加工机械腔体和额外人工装配等问题。
[0006]本发明的目的主要通过以下技术方案实现:多层电路板铆接结构，包括至少2层进行层叠设置的电路板，电路板包括介质基板和设置在介质基板正反面的金属层，电路板层叠设置后形成多层电路板体，在多层电路板体开设有铆钉孔，在铆钉孔内插入铆钉，铆钉的上端部与多层电路板体的上表面进行压接，铆钉的下端部与多层电路板体的下表面进行压接。铆钉孔可以是金属化孔或者非金属化孔。
[0007]通过上述结构，我们可以看出，相邻电路板之间进行零间隙接触，因此在相邻电路板之间，本发明可以不需要传统的粘结材料层(如半固化片)。本发明可以使用市面上常用的铆钉机即可对多层电路板体进行铆接压合，整个压合过程可以在常温常压下的环境下进行操作，相邻的电路板之间可以不需要额外的粘结材料层(如半固化片)。每一层的电路板通常为双面敷铜介质板，即正反面均设置有金属层的介质基板，相邻电路板之间的金属层紧实的连接在一起，并且还可以在其中一层或几层电路板开设金属化的连通孔，因此该多层板结构可以实现至少两层金属层之间的电性能的垂直互联。铆钉为可以选用管式铆钉，其两端翻边后压接在多层电路板体的上侧面和下侧面上。
[0008]优选的，利用上述铆接压合方式，我们可以实现悬置线电路，悬置线电路为多层电路板的一种具体形式，悬置线电路选用至少3层电路板构成的多层电路板铆接结构，因此，悬置线电路包括多层电路板铆接结构，该多层电路板铆接结构包括至少3层进行层叠设置的电路板，电路板包括介质基板和设置在介质基板正反面的金属层，电路板层叠设置后形成多层电路板体，在多层电路板体开设有铆钉孔，在铆钉孔内插入铆钉，铆钉的上端部与多层电路板体的上表面进行压接，铆钉的下端部与多层电路板体的下表面进行压接，还在多层电路板体上开有贯穿至少一层电路板的连通孔，连通孔进行金属化处理或不金属化处理，当连通孔进行金属化处理时，至少两层金属层通过连通孔进行电性能的垂直互联，其中至少I层电路板进行局部镂空切除处理形成镂空腔，或者其中至少I层电路板进行局部挖槽形成空腔，相邻的电路板之间进行零间隙接触。
[0009]按照上述结构实现后，悬置线电路采用多层电路板层叠铆接压合形成，选择其中某一层或几层电路板进行布局切除，形成镂空腔，或者对其中一层或几层电路板进行挖槽形成空腔。按照一定次序将所述的电路板层叠在一起，再用所述的铆接装置对多层的电路板进行铆接。由于多层的电路板中某些电路板层进行了局部切除，铆接压合的多层的电路板内部就形成了悬置线电路所必需的空气腔体结构。所述的空气腔体结构使电路中电场主要分布于空腔中，从而相对介电常数减小，色散减弱，电路损耗减小。所述的多层的电路板中，每一层介质基板有两面金属层，所述的金属层可以作为新型介质集成悬置线的地或者信号层。利用所述的铆接方法进行铆接压合之后，相邻的电路板层紧密连接在一起，相邻的两个电路板的金属层之间连接时可以实现电信号的连接，于此同时，所述的至少一层介质基板上可以设置金属化的连通孔，以实现介质基板上下层的信号互联。因此，铆接完成之后的新型介质集成悬置线电路可以实现整个多层电路的垂直互联。上述结构提出的多层电路板铆接压合方式具有成本低、操作简便、压合紧密等优势。基于所述的铆接压合方式，悬置线电路可以利用多层介质基板结构铆接实现，有效克服了传统波导悬置线电路需要额外机械腔体加工、体积笨重、加工工艺复杂、成本高的缺点，具有低损耗、结构紧凑、重量轻、体积小、成本低、可实现自封装、易于形成其他无源与有源电路集成等优点。
[0010]多层电路板铆接以及具体的悬置线电路铆接实现方式如下，但不局限于这两种实施方式:
实施方式1:对于普通的多层电路板铆接，当电路板的数量为3时，3个电路板分别为第一电路板、第二电路板、第三电路板，第一电路板、第二电路板、第三电路板的局部区域可以进行挖槽处理但不镂空，形成空气腔体，每一层金属层的形状都可以是蚀刻为任意形状，可以是完整的或不完整的；或者是某一层或几层完全没有金属层。其中一层或某几层电路板可以设置通孔，包括金属化的或非金属化的。
[0011]进一步的，在实现方式I中，还包括器件M，有源器件M包括:电子元器件或有源器件或超材料或介质材料结构，器件M可以放置电路板的槽内，或者多层电路板的外表面。