[发明专利]一种应用于三维组件的垂直互连过渡结构

说明书

技术领域

本发明属于属于微波技术领域，涉及一种多芯片组件的三维垂直互连方法，更准确的说是在三维LTCC中实现芯片在叠层式板间的垂直互连。

背景技术

随着通讯电子设备对小型化、高集成、低成本的需求越来越高，微波电路从传统的平面型结构向三维立体结构发展。其关键点在于实现二维微波电路的垂直互连，同时又要保证微波信号良好传输，以及结构的简单性。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种应用于三维组件的垂直互连过渡结构，可实现二维微波电路模块的高可靠性垂直互连，实现高性能的三维垂直传输。

技术方案

一种应用于三维组件的垂直互连过渡结构，其特征在于包括上层射频电路板5、下层射频电路板6、BGA球4、类同轴3、微带线2和带状线1；上层射频电路板5和下层射频电路板6上分别设有方形九芯结构的类同轴结构3，包括九个类同轴，中心的类同轴金属柱为微波信号垂直互连传输线，四周的类同轴金属柱为地信号连接线；两层之间的九个类同轴位置相互对准，采用BGA球实现垂直互连；所述类同轴通过微带线2；所述中心的类同轴金属柱连接带状线1，实现微带线传输向带状线传输的转变结构，以及带状线传输向类同轴传输的转变结构。

所述射频电路板5和射频电路板6采用LTCC制成。

所述微带线与带状线共面，微带线的地与带状线的下端地共面，并连成一体。

所述类同轴与BGA球采用焊接实现连接。

有益效果

本发明提出的一种应用于三维组件的垂直互连过渡结构，与现有技术相比，本发明提供了一种结构简单、性能优良、可靠性高的三维垂直互连微波传输结构，通过微带线、带状线、类同轴结构、以及BGA球之间的过渡连接，实现了二维微波模块的三维垂直互连，解决了之前存在的差损大，宽带匹配差的缺点，并在Ku波段组件中表现出了良好的三维连接性能。

附图说明

图1为本发明三维垂直互连结构示意图

图2为本发明三维垂直互连结构中上层射频电路板剖视示意图

图3为本发明所述LTCC内部微带线向带状线，再向类同轴的转变

图4为本发明所述LTCC电路板间的BGA球连接结构

1-带状线，2-微带线，3-类同轴结构，4-BGA球，5-上层射频电路板，6-下层射频电路板。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明采用的设计方案：应用于三维组件的新型垂直互连过渡结构，包括用LTCC制成的上层射频电路板和下层射频电路板、以及用于垂直互连焊接的BGA球；上下两层LTCC电路板内包括微带线传输向带状线传输的转变结构，以及带状线传输向类同轴传输的转变结构；将上层电路板平行设置于下层电路板的上方，使其类同轴结构相互对准，利用BGA球将上下电路板的类同轴结构进行焊接，实现整体结构的三维垂直互连。

所述微带线与带状线共面，微带线的地与带状线的下端地共面，并连成一体，同时在微带线与带状线转化处根据实际的传输效果进行匹配调节，其均采用LTCC基板加工。

类同轴结构采用方形九芯结构，中心的金属柱为微波信号垂直互连传输线，四周的金属柱为地信号连接线。

BGA球的排布采取方形九芯类同轴结构。

根据微波电路的工作频段，首先设计出合适的微带传输线传输结构和带状线传输结构，然后将微带线与带状线相连，微带线的地与带状线的下端地共面并连成一体，同时在微带线与带状线转化处根据实际的传输效果进行匹配调节，其均采用LTCC基板加工，如图2所示。类同轴结构采用方形九芯结构，中间金属柱作为同轴的内芯，LTCC介质作为同轴的填充材料，周围金属柱作为同轴结构的等效金属外皮。为实现良好的连接性能，内芯顶端与带状线等平面，并且使带状线从方形类同轴结构的某边中心位置伸入类同轴结构；为防止短路，带状线走线下端的类同轴的外芯作处理，使其顶端与带状线的下端地共面，类同轴的其余外芯顶端与带状线的上端地共面。BGA球与类同轴的垂直互连，采用类同轴结构与LTCC基板表面平齐，并依据类同轴结构的九芯位置在LTCC基板表面设置同心焊盘，然后将BGA与焊盘进行焊接，实现BGA球与类同轴结构的垂直互连，如图3所示。