一种微波电路埋入式pcb的制作方法

本发明涉及属于微波射频电路设计技术，特别涉及一种微波电路埋入式pcb。

背景技术

埋入式pcb技术是将传统的电路元件器平面布局转变为上下叠层形式布局，可以有效减小电路尺寸。同时在pcb制作过程中，结合电路封装植球工艺，可实现电路的功能模块器件化，对微系统发展具有重要价值。

ltcc技术在小型化方向已得到广泛的应用，其结构类似于多层pcb，需由多层生瓷带在800～900℃高温烧结而成，其主要功能包括高密度互连布线、一体化封装和无源器件集成。共烧材料的匹配性是ltcc的热点问题，受材料的收缩率和热膨胀系数的影响，ltcc产品尺寸不宜过大，在微系统运用上具有一定局限性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种微波电路埋入式pcb，以能够广泛运用在微系统上。

本发明的技术方案是：

一种微波电路埋入式pcb，包括：

主板，其板面上成型有凹槽，所述凹槽内部设置有第一元器件组，所述第一元器件组具有与其相连的第一输入传输线和第一输出传输线；

最多两个第一信号传输过孔，垂直开设在所述凹槽侧面的所述主板上；当所述信号传输过孔数量为一个时，与所述第一输入传输线或第一输出传输线连接；当所述信号传输过孔数量为两个时，分别与所述第一输入传输线或第一输出传输线连接；

第一接地过孔，垂直贯穿所述凹槽侧面的所述主板，且位于所述信号传输过孔侧面；

副板，堆叠在所述主板上表面，其板面上与所述凹槽相对应位置处设置有第二元器件组，所述第二元器件组具有与其相连的第二输入传输线和第二输出传输线；

第二信号传输过孔，数量和位置与所述第一信号传输过孔相对应，且与所述第二输入传输线或第二输出传输线连接；

第二接地过孔，垂直贯穿所述副板，且与所述第一接地过孔电气连接，

第一植球点，位于所述第一信号传输过孔顶部，用于通过植球工艺将对应位置处的第一信号传输过孔和第二信号传输过孔进行连接；

金属接地件，设置在所述主板与所述副板之间，用于连接所述第二接地过孔与所述第一接地过孔。

可选的，所述第一信号传输过孔的数量为两个，其中一个与所述第一输入传输线连接，另一个与第一输出传输线连接；

所述第二信号传输过孔的数量和位置与所述第一信号传输过孔相对应，且一个与所述第二输入传输线连接，另一个与第二输出传输线连接。

可选的，所述第一接地过孔数量为多个，以其对应的所述第一信号传输过孔为圆心，呈环状分布；

第二接地过孔的数量和分布方式与所述第一接地过孔相同；

所述金属接地件呈与所述第一接地过孔分布位置相同的环状，用于连接所述第二接地过孔与所述第一接地过孔。

可选的，所述第一输入传输线和第一输出传输线均包括，位于所述凹槽内的微带线和位于所述主板内部的带状线。

可选的，所述第二输入传输线和第二输出传输线均为微带线。

可选的，所述的微波电路埋入式pcb，其特征在于还包括：

第二植球点，设置在所述凹槽周围的所述主板上，用于通过植球工艺将所述主板与副板进行封装；

第三接地过孔，贯穿开设在所述凹槽四周的主板上。

发明效果：

本发明的微波电路埋入式pcb，能够避免ltcc加工时复杂条件，在现有pcb技术基础上实现元件器上下叠层摆放，有效的缩减了电路尺寸，并实现了电路功能模块器件化，提高了射频电路设计效率，可广泛应用于微波射频电路设计中。

附图说明

图1为本发明的微波电路埋入式pcb的结构示意图。

图2为本发明的微波电路埋入式pcb中主板的侧视图。

图3为本发明的微波电路埋入式pcb中主板的俯视图。

图4为本发明的微波电路埋入式pcb中副板的侧视图。

图5为本发明的微波电路埋入式pcb中副板的俯视图；

图6为宽频带信号传输过孔结构的反射系数。

图7为本发明的微波电路埋入式pcb中一个实施例的中频主板布局图。

图8为本发明的微波电路埋入式pcb中一个实施例的射频副板布局图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明埋入式pcb技术主要用于射频链路元器件的高密度布局，内埋的是集成芯片、电容、电感等封装器件，且不受尺寸限制，在微系统方面的运用相比ltcc具有巨大优势。同时埋入式pcb在制作工艺上与ltcc显著不同，普通元器件的耐高温性能无法承受ltcc加工时的高温，而埋入式pcb不存在这种限制。由此可见埋入式pcb技术在电路尺寸小型化以及电路的功能模块器件化方面具有广泛的应用前景。

下面结合附图1至图8对本发明的微波电路埋入式pcb做进一步详细说明。

本发明提供了一种微波电路埋入式pcb，包括主板1、第一信号传输过孔9，10、第一接地过孔11、副板2、第二信号传输过孔15，16、第二接地过孔17、第一植球点3以及金属接地件。

主板1的板面上成型有凹槽12，凹槽内部(电路板上)设置有第一元器件组5；第一元器件组5具有与其相连的第一输入传输线6和第一输出传输线7。其中，第一输入传输线6属于过渡带状线，第一输出传输线7属于过渡微带线，第一输入传输线6和第一输出传输线7均包括，位于凹槽内的微带线和位于主板1内部的带状线。还需要说明的是，在主板1的侧面还可以设置第三元器件组8。

本发明中的主板1厚度与凹槽12高度视埋入器件的高度决定，需保证器件能完全埋入凹槽12腔体中。在腔体中摆放的元器件应为主体电路，即与多种副模块电路都可以匹配的电路，保证其通用性。

第一信号传输过孔9，10的数量为最多两个，垂直开设在凹槽侧面的主板1上。其中，当第一信号传输过孔9，10数量为一个时，与第一输入传输线或第一输出传输线连接；当第一信号传输过孔9，10数量为两个时，分别与第一输入传输线6或第一输出传输线7连接。

第一接地过孔11垂直贯穿凹槽侧面的主板1，且位于第一信号传输过孔9，10侧面。

副板2堆叠在主板1上表面，其板面上与凹槽12相对应位置处设置有第二元器件组18，第二元器件组18具有与其相连的第二输入传输线13和第二输出传输线14。其中，优选地，第二输入传输线13和第二输出传输线14均为微带线。

第二信号传输过孔15，16数量和位置与第一信号传输过孔9，10相对应，且与第二输入传输线6或第二输出传输线7连接。

第二接地过孔17垂直贯穿副板2，且与第一接地过孔11电气连接。

第一植球点3(现有工艺，以前用于元器件封装)位于第一信号传输过孔9，10顶部，用于通过植球工艺将对应位置处的第一信号传输过孔9，10和第二信号传输过孔15，16进行连接；

金属接地件，设置在所述主板1与所述副板2之间，用于连接所述第二接地过孔17与所述第一接地过孔11。

优选地，第一信号传输过孔9，10的数量为两个，其中一个与第一输入传输线6连接，另一个与第一输出传输线7连接；第二信号传输过孔15，16的一个与第二输入传输线13连接，另一个与第二输出传输线14连接。进一步，优选第一接地过孔11数量为多个，以其对应的第一信号传输过孔9，10为圆心，呈环状分布；第二接地过孔17的数量和分布方式与第一接地过孔11相同。另外，为适配环状第一接地过孔11和第二接地过孔17的设置，还可以包括辅助焊接圆环4。金属接地件呈与第一接地过孔11分布位置相同的环状，用于连接第二接地过孔17与第一接地过孔11。

进一步，本发明的微波电路埋入式pcb还包括第二植球点19和第三接地过孔20。

第二植球点19设置在凹槽12周围的主板1上，用于通过植球工艺将主板1与副板2进行封装；第三接地过孔20贯穿开设在凹槽12四周的主板1上(起到隔离作用)。

图6为宽频带信号传输过孔结构的反射系数。副板2作为独立的pcb可以根据指标实现不同频段下的不同功能，即实现不同功能模块，但正是由于模块电路工作频段的不确定性，对信号传输过孔的性能要求变高。本发明设计的一种信号传输过孔结构在2～18ghz宽频段内都保持着良好的反射特性，均小于-20db。其中过孔直径均为0.35mm，接地过孔距离信号传输过孔的距离均为1.2mm，辅助焊接圆环4的内外直径为1.8mm、3.2mm。

需要注明的是，主、副板信号过孔采用植球工艺连接，除辅助圆环焊盘外可在四周放置适量的第二植球点19，使副板2与主板1级联时更加的平稳和牢固，图7中示意了此类植球点。

下面以s波段射频接收通道为实施例，制作pcb版图，简要说明本发明的优势与用途。主板包含中频电路及电源电路，副板包含s波段射频电路。

图7为实施例的中频主板布局图，尺寸为50mm*41mm。由于pcb多层板的属性，通常采用多层布线的方式连接各元器件，因此在主板上布线时需避让开槽腔体部分，必要时可以安放适量的接地过孔将开槽腔体隔离，如图7中贴近腔体的两列接第三接地过孔20。

图8为实施例的射频副板布局图，尺寸为30mm*16mm。该块板上包含本振和射频输入端，直接用普通过孔与主板上的微带线连接。印制板标记spot处是与主板开槽腔体连接的第三信号传输过孔21，为混频器的中频输出端口，通过本发明设计的信号传输过孔与主板连接。该副板所占面积就是采用埋入式pcb设计方法所节省出来的空间，也可将此模块替换为其他频段的模块，方便替换。

本发明的微波电路埋入式pcb，能够避免ltcc加工时复杂条件，在现有pcb技术基础上实现元件器上下叠层摆放，有效的缩减了电路尺寸，并实现了电路功能模块器件化，提高了射频电路设计效率，可广泛应用于微波射频电路设计中，在射频电路小型化和功能模块器件化方向有较明显的优势，因此具有很强的实用性和竞争性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。