一种SMA连接器的板边连接结构的制作方法

本发明属于电路设计技术领域，具体涉及一种sma连接器的板边连接结构。

背景技术：

随着第五代移动通讯系统的开发，高频(大于5ghz)的设计越来越多。对高频互联设计的高性能测试需求也越来越大。在pcb的射频设计中，普通sma连接器的板边连接的射频性能很难做好，特别是频率到6ghz以上以后，驻波指标变得很差，通常办法是选择电气性能更好的高精度的sma连接头，但是此种连接头的制造困难，价格昂贵，成本成倍增加。

传统的板边sma连接方式，射频信号由sma内部的tem波传输到pcb板上的准tem波，由于传输线线宽的限制，pcb板上第一层板材的介质会很薄，一般在0.1～0.5mm左右，而普通sma连接器的内部介质直径为4.2mm左右。信号在传输过程中，存在较为复杂的突变，在突变附近会寄生较大的电容，在工作频率低于3ghz的情况下，此寄生电容相对较小不会对传输造成实际的影响，随着频率的增加，特别是高于5ghz以后，此寄生电容已经影响显著，导致这种传统结构的连接器驻波恶化。为了降低此处突变的寄生电容，传统做法是将sma内部的结构作改变，在sma内部将线缆的介质直径由4.2mm过渡到sma内部的1～2mm左右，这时的突变会变得较小，高频性能得到优化，但是此时的焊针会特别细小，工艺实现上会非常困难。

因此在射频电路设计、ic设计等领域，急需一种性能优异且价格低廉的sma的高频连接方案。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种sma连接器的板边连接结构，可以在现有的普通廉价的sma连接器的板边连接上实现非常优异的驻波指标，并且工艺简单易实现。

本发明提出的一种sma连接器的板边连接结构，该板边连接结构包括sma连接器和pcb板，sma连接器与pcb板板边安装，该sma连接器包括中心导体、接地脚和sma连 接器主体，中心导体位于sma连接器主体的一端，并与sma连接器主体同轴设置，接地脚位于中心导体两侧，接地脚与pcb板焊接，中心导体与pcb板的信号线焊接，pcb板为多层结构，其中，pcb板的各层敷铜。

进一步地，该pcb板为至少三层结构，其中pcb板的第二层敷铜时，在焊盘底下敷铜做部分切割处理，pcb板的第三层为焊盘提供过渡参考地，通过将sma连接器焊盘部分底下的第二层敷铜做部分切割处理，使焊盘的参考地为第三层，以达到最为平缓的电场磁场过渡，然后在焊盘末端再做过渡处理将第三层参考转换到第二层参考。

进一步地，切割掉部分的宽度至少为线宽的两倍，长度接近焊盘的长度。

进一步地，顶层敷铜厚度为0.5oz～1oz；该第二层和第三层的敷铜厚度为0.5oz。

进一步地，pcb板的顶层做化学沉金处理。

进一步地，sma连接器的射频s11指标在10ghz以内低于-20db，8ghz以内低于-25db。

进一步地，接地脚的数量为4个。

本发明的有益效果：本发明提出的板边连接结构适用于常用的多层pcb板设计，例如pcb顶层板厚在0.1～0.6mm厚的常用多层pcb结构，通过对连接器和板连接附近的场分布分析，尝试多种结构分析验证优化。本发明在传统sma的基础上，通过在pcb板各层敷铜，将sma连接器焊盘部分底下的第二层敷铜做部分切割处理，使焊盘的参考地为第三层，以达到最为平缓的电场磁场过渡，然后在焊盘末端再做过渡处理将第三层参考转换到第二层参考，从而将突变转移，将sma接入点处的突变分散到pcb走线上，尽量将突变降低，从而降低寄生电容对信号驻波的影响，可以大幅提高普通sma连接器的高频驻波指标，以满足苛刻高频的测试需求。

附图说明

图1是本发明的sma连接器的板边连接结构示意图。

图2是本发明的sma连接器的板边连接结构的顶层敷铜结构示意图。

图3是本发明的sma连接器的板边连接结构的第二层敷铜结构示意图。

图4是本发明的sma连接器的板边连接结构的第三层敷铜结构示意图。

图5是在未做高频结构设计的情况下测试的sma连接器性能。

图6是做了高频结构设计的情况下测试的sma连接器性能。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。

本发明提出的sma连接器的板边连接结构如图1所示，该板边连接结构包括sma连接器1和pcb板2，sma连接器1与pcb板2板边安装。该sma连接器1包括中心导体11、接地脚12和sma连接器主体13，中心导体11位于sma连接器主体13的一端，并与sma连接器主体13同轴设置；接地脚12位于中心导体11两侧，接地脚12的数量可以为4个；接地脚12与pcb板2焊接在一起，保证sma连接器良好的接地；中心导体11与pcb板2的信号线焊接。

其中，pcb板2为多层结构，pcb板2的顶层敷铜，如图2所示。顶层敷铜厚度一般为0.5oz～1oz。顶层做化学沉金处理。

pcb板2的第二层敷铜，如图3所示，其中焊盘底下敷铜做了部分切割处理。二层敷铜厚度一般为0.5oz，切割掉部分宽度至少为线宽的两倍，长度为接近焊盘的长度，具体的切割尺寸经过仿真优化设计来确定。

pcb板2的第三层敷铜，如图4所示，此层为焊盘提供过渡参考地。一般敷铜厚度为0.5oz。

本发明通过将sma连接器焊盘部分底下的第二层敷铜做部分切割处理，使焊盘的参考地为第三层，以达到最为平缓的电场磁场过渡，然后在焊盘末端再做过渡处理将第三层参考转换到第二层参考。这样处理的好处在于，将连接器信号进入板材的那一段的参考地变为第三层，有利于让分布场从tem波转准tem波的过程尽量平缓，从而避免了在连接处的寄生参数过大且焊接工艺不好控制的问题，然后在板材内部再将参考地由第三层切换到第二层。从一次的直接转换变为两次的更为平滑的过渡，有利于电磁场平缓过渡，降低对焊接工艺一致性的要求，从而减少寄生参数，优化s11指标。

做此结构设计后，其射频s11指标在10mhz～10000mhz频段内可以做到-20db以下。实际测试结果见图5和6所示，其中图5是在未做高频结构设计的情况下测试的sma连接器性能，信号在6ghz左右的s11指标只有-10db左右，10ghz范围内，最差只有-6db。图6是做了高频结构设计的情况下测试的sma连接器性能，其s11指标在10ghz以内全部低于-20db，8ghz以内低于-25db。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种SMA连接器的板边连接结构，该板边连接结构包括SMA连接器和PCB板，SMA连接器与PCB板板边安装，该SMA连接器包括中心导体、接地脚和SMA连接器主体，中心导体位于SMA连接器主体的一端，并与SMA连接器主体同轴设置，接地脚位于中心导体两侧，接地脚与PCB板焊接，中心导体与PCB板的信号线焊接，PCB板为多层结构，其中，PCB板的各层敷铜，从而降低寄生电容对信号驻波的影响。本发明提出的板边连接结构可以大幅提高普通SMA连接器的高频驻波指标，以满足苛刻高频的测试需求。

技术研发人员：朱新平;朱欣恩;李思成;卢煜旻;杨澄思
受保护的技术使用者：上海新微技术研发中心有限公司
技术研发日：2016.01.15
技术公布日：2017.07.25