一种基于SCX频段的小型变频组件及其互连方法与流程

本发明涉及电气元件，具体涉及一种基于scx频段的小型变频组件及其互连方法。

背景技术：

1、随着电子信息技术的不断发展，宽带、小型化、通用化要求已经逐渐成为新型变频收发组件的发展趋势。新型连接方法层出不穷，一种通用化简单可靠的组件级连接方式可以大幅减小设计所需时间，提高设计效率。

2、在微波领域scx器件以裸芯片为主，传统设计将裸芯片封装与一个个金盒当中，采用玻珠焊接的方式实现印制板射频互连。组装一套裸芯片常以软基板rt/duroid5880为其焊接载体，基本步骤包括导电胶黏贴、超声波清洗、挖槽、共晶焊、金丝键合及玻珠的烧结等，在原材料、设备成本及人员投入上有较高要求。

3、因此需要一种可以实现较小的插损、良好的平坦度、提高装配效率的互连组件及其方法。

技术实现思路

1、本发明是为了解决芯片组装过程中插损大、平坦度不佳和装配效率低的问题，提供一种基于scx频段的小型变频组件及其互连方法，信号在双层结构中的传输，从一个结构体通过微带线、smp与另一个结构体中的bga器件互连，可以实现多种不同功能的表贴器件之间传输信号；采用模块化、通用化设计，避免信号之间的串扰，可以将集成不同功能的新型bga封装器件用植球的形式焊装在印制板上；由于bga器件采用气密封装的形式，整体结构采用非气密设计，使用了标准smp接口用于与外部的射频前端组件连接；本发明结构紧凑、小巧，可靠性强，采用这种设计可以降低变频组件的研制时间，为大规模、大批量、高可靠性的系统产品交付提供有力保障。

2、本发明提供一种基于scx频段的小型变频组件，包括bga射频模块、频综模块，将bga射频模块、频综模块互连的接插件模块和连接在bga射频模块、频综模块、接插件模块外部的盒体；

3、接插件模块包括焊接在bga射频模块一侧的第一接插件模块和焊接在频综模块一侧的第二接插件模块，第一接插件模块和第二接插件模块通过对插互连以使bga射频模块中组件与频综模块中的组件互连；

4、bga射频模块通过bga植球将bga器件连接，bga器件通过微带线与第一接插件模块互连；

5、频综模块通过焊接将表贴器件封装在壳体中，表贴器件通过微带线与第二接插件模块互连，表贴器件将信号处理后通过接插件模块输出至bga射频模块，bga射频模块接收频综模块输出的信号并使用bga器件进行信号处理后输出；

6、盒体包括从上到下设置相连的上部盒体和下部盒体，bga射频模块和第一接插件模块设置在上部盒体中，频综模块和所第二接插件模块设置在下部盒体中。

7、本发明所述的一种基于scx频段的小型变频组件，作为优选方式，bga射频模块包括射频模块上盖板、射频模块下盖板，连接在射频模块上盖板底部的射频模块基板，连接在射频模块基板底部的射频组件，连接在射频模块基板顶部的电源控制电路，连接在射频模块基板与射频组件之间的bga植球，将射频组件与第一接插件模块互连的射频模块微带线；

8、射频组件均为bga组件；

9、射频模块上盖板、射频模块下盖板分别通过螺钉固定在上部盒体的上部和下部，射频模块下盖板通过螺丝与频综模块的上盖板固定，上部盒体中设置用于放置射频模块基板和射频组件的腔体。

10、本发明所述的一种基于scx频段的小型变频组件，作为优选方式，射频模块基板为tsm-ds3m与fr-28-0040-50s层压的基板，射频模块基板的互连线焊盘间设置阻焊膜且器件的每个管脚焊盘独立，射频模块基板内设置微带线安装槽，射频模块基板通过螺丝与上部盒体固定连接，射频模块基板中每个信号孔边缘至外部开窗的距离均为0.4mm且地孔均镀平，射频模块基板与第一接插件模块的连接处设置凸台结构；

11、射频组件通过aln封装，射频组件包括互连的混频组件、放大组件、滤波组件，射频组件也可设置用于增加隔离度的开关和接地通孔，射频组件通过微带线与第一接插件模块互连，射频组件中各个组件的增益均低于40db；

12、电源控制电路焊接固定在射频模块上盖板的上部；

13、用于传输射频信号的bga植球周围减少4个焊点，bga植球为高铅球植球。

14、本发明所述的一种基于scx频段的小型变频组件，作为优选方式，频综模块包括频综模块上盖板、频综模块下盖板，连接在频综模块下盖板顶部的频综模块基板，连接在频综模块基板上部的频综组件和将频综组件与第二接插件模块互连的频综模块微带线；

15、频综模块上盖板、频综模块下盖板分别通过螺钉固定在下部盒体的上部和下部，下部盒体中设置用于放置频综模块基板和频综组件的腔体。

16、本发明所述的一种基于scx频段的小型变频组件，作为优选方式，频综模块上盖板通过螺钉与bga射频模块的底部固定，频综模块基板通过螺钉固定在下部盒体的底面；

17、频综模块基板为tsm-ds3m与fr-28-0040-50s层压的方式，频综模块基板互连线焊盘间设置阻焊膜且器件的每个管脚焊盘独立，频综模块基板内设置微带线安装槽，频综模块基板中每个信号孔边缘至外部开窗的距离均为0.4mm且地孔均镀平，频综模块基板与第二接插件模块的连接处设置凸台结构，频综模块基板通过螺钉或导电胶与下部盒体连接；

18、频综组件包括互连的功分网络和放大组件，频综组件也可设置用于增加隔离度的开关和接地通孔，放大组件通过微带线与第二接插件模块互连；

19、上部盒体和下部盒体的连接面为平面并通过螺钉连接；

20、频综组件与射频组件的垂直位置交错。

21、本发明所述的一种基于scx频段的小型变频组件，作为优选方式，第一接插件模块包括第一smp接插件和第一馈电插座，第二接插件模块包括第二smp接插件和第二馈电插座，第一smp接插件和第二smp接插件对插互连进行射频信号传输，第一馈电插座和第二馈电插座对插互连进行供电信号传输；

22、第一smp接插件和第一馈电插座均点焊固定在上部盒体中，第二smp接插件和第二馈电插座均点焊固定在下部盒体的壳体中。

23、本发明所述的一种基于scx频段的小型变频组件，作为优选方式，第一smp接插件和第二smp接插件均为smp-kk接插件，第一馈电插座和第二馈电插座均为jmc-kk视频接插件；

24、第一smp接插件、第一馈电插座、第二smp接插件和第二馈电插座的外部均设置5mm及以上的腔体结构；

25、第一smp接插件、第一馈电插座、第二smp接插件和第二馈电插座的数量均为至少两个。

26、本发明提供一种基于scx频段的小型变频组件的互连方法，包括以下步骤：

27、s1、通过bga植球将封装的bga器件与基板进行互连得到bga射频模块，bga器件通过微带线与第一接插件模块互连；

28、s2、通过焊接将表贴器件封装在壳体中得到频综模块，表贴器件通过微带线与第二接插件模块互连；

29、s3、将bga射频模块倒置，第一接插件模块和第二接插件模块对插互连并使bga射频模块与频综模块互连，基于scx频段的小型变频组件的互连方法完成。

30、本发明所述的一种基于scx频段的小型变频组件的互连方法，作为优选方式，步骤s1中，在气密的射频组件底部放置bga植球，加热到230～200℃之间回流焊接30～40s使bga植球固定在射频组件的底部，在bga植球的表面涂抹锡膏焊后放置射频模块基板上并使设置在射频模块基板凹槽中的射频模块微带线一端与射频组件连接，加热至170～190℃使射频组件与射频模块基板固定连接，将电源控制电路焊接在射频模块基板的另一侧，将射频模块基板通过螺钉固定在上层盒体的腔体中使射频组件朝上，再将第一接插件模块与射频模块微带线的另一端互连后通过电焊固定在上层盒体中，然后将射频模块上盖板、射频模块下盖板通过螺钉分别组装到上层盒体中进行平行封焊。

31、本发明所述的一种基于scx频段的小型变频组件的互连方法，作为优选方式，步骤s2中，将频综组件通过回流焊接的方式固定在频综模块基板上并与设置在频综模块基板凹槽中的频综模块微带线一端连接，然后将频综模块基板固定在下层盒体中，再将第二接插件模块与频综模块微带线的另一端互连后通过电焊固定在下层盒体中，将频综模块上盖板、频综模块下盖板通过螺钉分别组装到下层盒体中进行平行封焊；

32、步骤s3中，射频模块下盖板与频综模块上盖板进行平面连接，第一接插件模块和第二接插件模块互连后通过螺钉将上层盒体与下层盒体固定连接。

33、本发明包括如下技术方案：

34、本发明需要解决的技术解决问题是：提供一种2-12ghz频段变频组件内部互连方案。实现较小的插损、良好的平坦度、提高装配效率。本设计可以大幅降低设计时间，提高产品稳定性。

35、本发明提供一种高集成度sip，具有功能模块化，易拆装修理的特点，将射频链路集成在sip中，使用普通基板连接。在生产加工中将模块化的产品作为表贴器件，通过bga植球的方式焊装在印制板上。

36、本发明的实现了信号在双层结构中的传输，从一个结构体通过微带线、smp与另一个结构体中的bga器件互连，可以实现多种不同功能的表贴器件之间传输信号。为了减小设计的插损，采用了不同宽度的微带线进行了匹配，测试40mm的传输损耗小于5db。

37、基板采用tsm-ds3-m与fr-28-0040-50s层压的方式，使用了多种盲孔和通孔用于信号的传输与屏蔽。采用了背钻树脂填孔的工艺，在设计中为了保证bga的焊接良好，应保证在印制板设计中每个信号孔的边缘至外部开窗的距离0.4mm，对于所有的接地，地孔均采用镀平的工艺，避免贴装后焊盘增大的现象出现。在设计中由于bga需要传输射频信号，因此去除掉了传输宽带射频信号bga周围的焊点有利于降低插入损耗。焊装时印制板通过导电胶粘接到sip壳体内部，芯片粘接、金丝键合，测试完成后盖板平行封焊，整个设计中采用了多种温度梯度，保证焊接装配时不会产生焊锡溶解的问题。采用高铅球植球，植球回流焊峰值温度210℃，持续时间30～40s，再使用183℃锡膏焊将器件接焊接至母板上。分别将不同功能的母版通过螺钉固定的方式安装在上下层盒体上，将smp(m)-jyd15-s焊装在结构上之后，将上下盖板拧装在上下层盒体上。采用smp-kk351直接对插的方式，将两块不同结构中的印制板根据需求进行射频互连。

38、本发明具有以下优点：

39、(1)本发明工作于2-12ghz频段系统，设计尺寸小，采用模块化、通用化设计，避免信号之间的串扰，可以将集成不同功能的新型bga封装器件用植球的形式焊装在印制板上；

40、(2)本发明使用一体化设计，由于bga器件采用气密封装的形式，整体结构采用非气密设计，使用了标准smp接口用于与外部的射频前端组件连接；

41、(3)本发明结构紧凑、小巧，可靠性强，采用这种设计可以降低变频组件的研制时间，为大规模、大批量、高可靠性的系统产品交付提供有力保障。