一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件的制作方法

本发明涉及微波天线，尤其涉及一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件。

背景技术：

1、当前，现代雷达、电子对抗、军事通讯等系统中的有源相控阵天线系统，逐渐向着小型化、轻量化、集成化方向发展。在高度集成的互连系统中，微波电路的小型化、集成化、轻量化需求使得微波电路三维布局和组装技术得到越来越广泛的重视和应用。信号的集成化互连和馈电技术是整个相控阵天线阵面系统的核心，集成互连技术的高低直接影响整个射频前端系统的集成度，从而影响整个相控阵系统的先进性。

2、随着微波技术的迅速发展，微波通信系统及微波集成电路的性能日益提高，尺寸却不断缩小，而工程中对小型化的需求远没有停止，在机载、星载、弹载等发射成本高昂的载台及设备中，微波设备的小型化、轻量化已成为最为关注点。微波电路作为微波设备中的核心单元，微波电路三维布局和组装技术得到了越来越多的关注和重视，目前典型的微波电路集成技术有：微波多层印制板技术、ltcc技术、htcc技术、lcp技术以及芯片的三维组装技术。

3、目前的高集成馈电技术主要采用单独微波、供电和控制进行馈电，这样使得整个射频前端馈电部分尺寸较大，集成度不高，无法满足集成化系统发展需要。

4、在多种微波电路三维布局技术中，微波多层板技术基于成熟的pcb工艺，具有良好的射频接口集成能力，可靠的环境适应性，并可在通用的eda平台设计。相比与其他集成技术，微波多层印制板技术还具备低廉的单位面积成本，并具备超大尺寸电路加工能力。

5、利用微波多层板技术将功率分配电路和供电、控制信号集成与一块pcb中与其他微波电路进行高度集成完成信号的中转枢纽功能，极大的提高了系统的集成化水平。

6、目前现有技术存在的缺点：1、利用集成电路技术即芯片完成信号的分配和转接功能，该技术目前受工艺水平限制仍旧无法实现工程化应用，同时该技术无法应用于雷达前端等大功率场合，无法与其他微波电路有效集成；2、基于ltcc技术、htcc技术和lcp技术的微波多层电路，目前由于其制造成本较高，制造难度较大，不具备大量工程使用；3、基于硅基的多芯片堆叠技术由于其主要载体是硅衬底，信号互连形式采用的是tvs工艺，在大电流分配以及控制信号分配时无法很好的与其他微波功能电路进行集成，同时其散热效果也较差不适合用于多种信号馈电电路中；4、常规的馈电技术通常是供电与微波信号分别处理，导致整个相控阵系统中馈电部分尺寸较大，不能满足装备的发展需要；5、现有的混合层压板将多种信号集成与一块印制板中，垂直高度很有优势，但是由于微波信号和供电、控制信号相互交叠，导致整个馈电网络信号电磁兼容性较差，无法很好的满足阵面的高质量馈电功能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，利用印制板台阶开槽工艺，将微波多层板嵌入数字多层板的金属隔离槽内，实现了馈电组件整体的低剖面集成，降低整体厚度，集成度较高。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，包括金属盖板、微波多层板、数字多层板、支撑金属板以及射频连接器，所述数字多层板在其上表面开设有能够容纳微波多层板的微腔结构，所述微腔结构表面设有金属镀层；所述微波多层板嵌设于微腔结构内，金属镀层实现数字多层板和微波多层板的物理隔离；所述金属盖板和支撑金属板分别固定设于集成后的数字多层板和微波多层板的顶部和底部；所述射频连接器设于金属盖板上，并与微波多层板连接进行信号互连。

3、优选的，所述金属镀层包括镀铜。

4、优选的，所述金属镀层在镀铜外还设有镀金。

5、优选的，所述微波多层板的背面开设台阶孔，所述射频连接器的内导体插入微波多层板的台阶孔内，所述射频连接器的内导体采用金丝键合工艺与微波多层板进行键合。

6、优选的，所述微波多层板背面设有表贴连接器。

7、优选的，所述金属盖板上设有便于射频连接器与微波多层板进行盲插定位的销钉。

8、优选的，所述数字多层板上设有数字信号连接器，所述数字信号连接器穿过上金属盖板上的通槽伸出外部。

9、优选的，所述金属盖板上还固定设有供电连接器，所述供电连接器的引脚穿过金属盖板与数字多层板顶部焊接连通。

10、优选的，所述微波多层板包括水平设置的五层铜层，五层铜层构成四层隔层；第一层铜层和第五层铜层之间竖向设有通孔进行连通，第二层铜层和第四层铜层之间竖向设有埋孔进行连通；四个隔层的第一层用于容纳芯板，芯板内向上设有穿过顶部铜层的盲孔；第二层用于容纳pp层和芯板层，pp层内向下设有穿过底部铜层的盲槽；第三层用于容纳pp层、芯板层和pp层，下面的pp层内向上设有穿过顶部铜层的盲槽；第四层用于容纳芯板，所述芯板内向下设有穿过底部铜层的盲孔。

11、优选的，所述数字多层板内部设有多层用于容纳铜层的隔层，每层之间隔离设置，其中电源层采用4层电源层进行压合。

12、本发明的有益效果是：

13、本方案通过对基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件结构组成进行优化，具体为：利用印制板台阶开槽工艺和微组装工艺，将微波多层板嵌入数字多层板的金属隔离槽内，实现了馈电组件整体的低剖面集成，降低整体厚度，集成度较高。并且利用印制板台阶开槽工艺槽形成金属隔离槽，实现微波多层板与数字多层板之间的物理隔离，避免由于微波多层板与数字多层板垂直互连时形成信号干涉，信号垂直向上传送造成微波多层板与数字多层板信号电磁干扰的情况发生。相较于现有将多种信号垂直集成在一块印制板形成的混合层压板，提高了整体馈电组件的电磁兼容性。

14、进一步的，对微波多层板与射频连接器配合方式进行优化设计，具体为：在微波多层板的背面开设台阶孔，所述射频连接器的内导体插入微波多层板的台阶孔内，采用金丝键合工艺对射频连接器内导体与微波多层板进行键合。避免了由于焊接引入的不确定因素，提高多路毫米波信号的通道一致性。

15、进一步的，对金属盖板的顶部进行优化设计，具体为：金属盖板上设有便于射频连接器与微波多层板进行盲插定位的销钉，提高多路信号整体盲插精度。

技术特征：

1.一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：包括金属盖板（3）、微波多层板（4）、数字多层板（5）、支撑金属板（7）以及射频连接器（1），所述数字多层板（5）在其上表面开设有能够容纳微波多层板（4）的微腔结构，所述微腔结构表面设有金属镀层；所述微波多层板（4）嵌设于微腔结构内，金属镀层实现数字多层板（5）和微波多层板（4）的物理隔离；所述金属盖板（3）和支撑金属板（7）分别固定设于集成后的数字多层板（5）和微波多层板（4）的顶部和底部；所述射频连接器（1）设于金属盖板（3）上，并与微波多层板（4）连接进行信号互连。

2.根据权利要求1所述的一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：所述金属镀层包括镀铜。

3.根据权利要求2所述的一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：所述金属镀层在镀铜外还设有镀金。

4.根据权利要求1所述的一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：所述微波多层板（4）的背面开设台阶孔（9），所述射频连接器（1）的内导体插入微波多层板（4）的台阶孔（9）内，所述射频连接器（1）的内导体采用金丝（8）键合工艺与微波多层板（4）进行键合。

5.根据权利要求1所述的一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：所述微波多层板（4）背面设有表贴连接器。

6.根据权利要求1所述的一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：所述金属盖板（3）上设有便于射频连接器（1）与微波多层板（4）进行盲插定位的销钉。

7.根据权利要求1所述的一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：所述数字多层板（5）上设有数字信号连接器（6），所述数字信号连接器（6）穿过上金属盖板（3）上的通槽伸出外部。

8.根据权利要求1所述的一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：所述金属盖板（3）上还固定设有供电连接器（2），所述供电连接器（2）的引脚穿过金属盖板（3）与数字多层板（5）顶部焊接连通。

9.根据权利要求1所述的一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：所述微波多层板（4）包括水平设置的五层铜层（10），五层铜层（10）构成四层隔层；第一层铜层（10）和第五层铜层（10）之间竖向设有通孔（15）进行连通，第二层铜层（10）和第四层铜层（10）之间竖向设有埋孔（16）进行连通；四个隔层的第一层用于容纳芯板（11），芯板（11）内向上设有穿过顶部铜层（10）的盲孔（14）；第二层用于容纳pp层（12）和芯板（11）层，pp层（12）内向下设有穿过底部铜层（10）的盲槽（13）；第三层用于容纳pp层（12）、芯板（11）层和pp层（12），下面的pp层（12）内向上设有穿过顶部铜层（10）的盲槽（13）；第四层用于容纳芯板（11），所述芯板（11）内向下设有穿过底部铜层（10）的盲孔（14）。

10.根据权利要求1所述的一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，其特征在于：所述数字多层板（5）内部设有多层用于容纳铜层的隔层，每层之间隔离设置，其中电源层采用4层电源层进行压合。

技术总结
本发明提供一种基于微波多层板技术的多信号集成馈电组件，利用印制板台阶开槽工艺和微组装工艺，将微波多层板嵌入数字多层板的金属隔离槽内，实现了馈电组件整体的低剖面集成，降低整体厚度，集成度较高。并且利用印制板台阶开槽工艺槽形成金属隔离槽，实现微波多层板与数字多层板之间的物理隔离，提高了微波信号和数字信号的传输质量和电磁兼容性，避免了微波数字混压板整体混压时造成的不同信号不同层间互连时的电磁兼容性问题。相较于现有将多种信号垂直集成在一块印制板形成的混合层压板，提高了整体馈电组件的电磁兼容性和整体信号馈电质量。

技术研发人员：吉宪,朴伟涛,郭肖肖,邹坤,张裕满
受保护的技术使用者：中航光电科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22