專(zhuān)利名稱(chēng)：傳輸線與模塊間的自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在傳輸線和與所述傳輸線相連的模塊之間形成自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接的方法。本發(fā)明同樣涉及這樣一種模塊，這樣一種傳輸線，可能置于這種模塊和這種傳輸線之間的這樣一種中間元件，以及包括這種轉(zhuǎn)接的一種系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳輸線與其它模塊之間的轉(zhuǎn)接被應(yīng)用于不同系統(tǒng)中。一種普通的連接是，例如，波導(dǎo)-微波傳輸帶轉(zhuǎn)接。通常，對(duì)該連接的精度要求高，因?yàn)榧词故切〉钠疃紝⒔档托阅?，從而?dǎo)致相當(dāng)大的插入損耗。尤其是波導(dǎo)-微波傳輸帶轉(zhuǎn)接對(duì)幾何誤差非常敏感。模擬實(shí)驗(yàn)表明，在微波傳輸帶中僅50微米的長(zhǎng)度差能致使插入損耗增加0.5dB到1.2dB。
事實(shí)上，傳輸線和其它模塊通過(guò)機(jī)械連接以提供所需的轉(zhuǎn)接。為此可以采用螺栓連接，焊接或類(lèi)似的方法。然而這類(lèi)方法導(dǎo)致結(jié)果相當(dāng)不準(zhǔn)確并且容差十分大，這樣就不能令人滿意地滿足要求。機(jī)械連接傳輸線和其它模塊還需要一個(gè)極其困難和耗時(shí)的安裝步驟。另外，還需要類(lèi)似定位設(shè)備和CAE工具的特殊工具。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種允許簡(jiǎn)單且精確地連接傳輸線與其它某一模塊的方法，提供一種能夠簡(jiǎn)單且精確地與傳輸線連接的模塊，提供一種能夠用于簡(jiǎn)單且精確地連接模塊與傳輸線的中間元件，以及提供一種包括由精確連接形成的傳輸線到模塊的轉(zhuǎn)接的系統(tǒng)。
一方面，這個(gè)目的是通過(guò)一種用于在傳輸線和與所述傳輸線相連的模塊之間形成自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接的方法，包括權(quán)利要求1或2的步驟實(shí)現(xiàn)的。
另一方面，這個(gè)目的是通過(guò)一種用于形成與傳輸線的自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接、呈現(xiàn)權(quán)利要求5特征的模塊，一種呈現(xiàn)權(quán)利要求10特征的中間元件，以及一種用于形成與模塊的自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接、呈現(xiàn)權(quán)利要求11或12特征的傳輸線實(shí)現(xiàn)的。
最后，本發(fā)明的目的是通過(guò)一種呈現(xiàn)權(quán)利要求14或15特征的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明出于這樣一種觀點(diǎn)，即傳輸線與另一模塊之間的精確連接可以通過(guò)利用軟熔處理下焊接粒子的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，在軟熔處理下，由于焊接材料的表面張力現(xiàn)象，焊球和其它焊接粒子是自校準(zhǔn)的。因此，在軟熔處理下，輕微的未對(duì)準(zhǔn)會(huì)被表面張力所糾正，使得無(wú)需使用任何額外的步驟進(jìn)行校準(zhǔn)。按照本發(fā)明的建議，當(dāng)使用焊接粒子的軟熔焊接用于傳輸線與模塊間的轉(zhuǎn)接時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)傳輸線和模塊之間非常精確的連接，由此大大降低了所產(chǎn)生的插入損耗。
所建議的方法和相應(yīng)的模塊，傳輸線，中間元件和系統(tǒng)，均比現(xiàn)有技術(shù)的便宜，因?yàn)槌烁鶕?jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法也必須執(zhí)行的簡(jiǎn)單的軟熔處理外，不再需要額外的工具和操作步驟。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的方法，模塊，傳輸線和系統(tǒng)建議采用兩種基本方案，這兩種方案均基于上述原理。根據(jù)第一個(gè)方案，模塊和傳輸線直接相連或被指定直接相連。根據(jù)第二個(gè)方案，模塊和傳輸線通過(guò)一個(gè)中間元件，例如一塊印刷電路板，相連或被指定相連。第二個(gè)方案具有便于施加焊接點(diǎn)和便于通過(guò)軟熔焊接連接的優(yōu)點(diǎn)。
從附屬權(quán)利要求中可以得到本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，焊接點(diǎn)是通過(guò)利用焊接掩模，特別是通過(guò)利用光刻圖案形成工藝提供的。采用這種處理，在通過(guò)軟熔焊接分別連接所述模塊和傳輸線或中間元件時(shí)，會(huì)達(dá)到特別好的精度。如果采用中間元件，這種元件可通過(guò)機(jī)械方式，例如通過(guò)螺絲，被固定到傳輸線上。
利用所建議的方法和元件，任何模塊——系統(tǒng)模塊或單個(gè)芯片都能以高精度與傳輸線連接。本發(fā)明特別針對(duì)連接微波傳輸帶，如帶狀線，共面波導(dǎo)或類(lèi)似模塊，或T/R發(fā)射機(jī)/接收機(jī))或類(lèi)似模塊與傳輸線，因?yàn)檫@些連接都需要特別的定位精度。如果所涉及的傳輸線是波導(dǎo)，它可具有任何所需的橫截面，例如，矩形，脊形或圓形橫截面。
在模塊上提供的焊接粒子可以是球柵陣列(BGA)型，柱柵陣列(CGA)型，或甚至是倒裝晶片型，如果連接的只是單個(gè)芯片，而不是整個(gè)系統(tǒng)模塊的話。


下面參考附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中圖1示意了本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，而圖2示意了本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示意了本發(fā)明的原理。為此，圖1示意了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)元件在連接前的截面圖。
圖中描繪了一部分的矩形波導(dǎo)1構(gòu)成了本系統(tǒng)的傳輸線。在其開(kāi)口端3，波導(dǎo)1有一個(gè)增大的邊緣4，其上固定了一個(gè)中間開(kāi)口的中間元件5。
在波導(dǎo)1的開(kāi)口端3之上，描繪了一個(gè)簡(jiǎn)單的微波傳輸帶結(jié)構(gòu)2。這種微波傳輸帶2代表與波導(dǎo)1相連的一個(gè)系統(tǒng)模塊。微波傳輸帶2在其接地面7上有一個(gè)小孔6，通過(guò)它微波傳輸帶2與波導(dǎo)1的開(kāi)口端3耦合以便構(gòu)成轉(zhuǎn)接。
微波傳輸帶2在其接地面7具有球柵陣列(BGA)或類(lèi)似形式的連接技術(shù)的焊球8，焊球8被緊密地布置在接地面7上的小孔6的周?chē)?br> 在中間元件5的頂部通過(guò)使用焊接掩模形成對(duì)應(yīng)焊球8的排列的焊接點(diǎn)(未示出)。焊接掩膜的清晰度是利用光刻圖案形成實(shí)現(xiàn)的。
按照?qǐng)D1中描繪的情況，微波傳輸帶2置于波導(dǎo)1上，以便焊球8置于中間元件5的焊接點(diǎn)上。之后執(zhí)行軟熔焊接過(guò)程，組合微波傳輸帶2與中間元件5，由此與波導(dǎo)1組合。
通過(guò)這樣的程序，波導(dǎo)1以非常高的精度連接微波傳輸帶2。即使微波傳輸帶2在中間元件5上的原位置稍微有點(diǎn)不準(zhǔn)確，由于焊接材料表面張力的作用，焊接處理還是會(huì)將微波傳輸帶2設(shè)置在正確的位置。
圖2所示的第二個(gè)實(shí)施例表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)模塊與波導(dǎo)相連以構(gòu)成波導(dǎo)—微波傳輸帶轉(zhuǎn)接。對(duì)應(yīng)部件標(biāo)記與圖1相同的附圖標(biāo)記。
在圖2的底部，描繪了一個(gè)鋁制的波導(dǎo)1。波導(dǎo)1鍍有一種惰性金屬，例如黃金，以維持低損耗特性。
中間開(kāi)口的FR-4(熱固玻璃纖維-環(huán)氧薄片)印刷電路板5構(gòu)成系統(tǒng)的中間元件，并且通過(guò)螺絲9與波導(dǎo)1的開(kāi)口端3的邊緣4連接。設(shè)計(jì)波導(dǎo)1的邊緣4，印刷電路板5和二者的螺絲孔，以確保在固定波導(dǎo)1和電路板5時(shí)所確定的二者之間的相對(duì)位置。在FR-4印刷插線板5的頂部通過(guò)BGA型焊球8連接一個(gè)帶有科伐蓋10的陶瓷模塊2。模塊2的接地面7上的小孔6正好位于波導(dǎo)1的開(kāi)口端3的開(kāi)口上方。
系統(tǒng)組裝如下為陶瓷模塊2提供BGA型焊球8，同時(shí)為FR-4印刷線路板5提供與之對(duì)應(yīng)的焊接點(diǎn)排列。由此，通過(guò)軟熔將FR-4印刷線路板5與陶瓷模塊2焊接。只有在這之后，由模塊2和印刷線路板5組成的整個(gè)實(shí)體才被置于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)1的頂部。最后，F(xiàn)R-4印刷線路板5和陶瓷模塊2一起通過(guò)機(jī)械方式用螺絲9連接波導(dǎo)結(jié)構(gòu)1。
權(quán)利要求
1.一種用于在傳輸線(1)和與所述傳輸線(1)相連的模塊(2)之間形成自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接的方法，包括步驟a)在指定用于連接所述模塊(2)與所述傳輸線(1)的區(qū)域，為模塊(2)提供焊接粒子(8)的排列；b)為指定用于連接到模塊(2)的傳輸線(1)的開(kāi)口端(3)的邊緣(4)提供對(duì)應(yīng)模塊(2)上的焊接粒子(8)的排列的焊接點(diǎn)排列；c)將模塊(2)的焊接粒子(8)置于焊接點(diǎn)上，并且通過(guò)軟熔焊接將模塊(2)與傳輸線(1)的開(kāi)口端(3)的邊緣(4)連接。
2.一種用于在傳輸線(1)和與所述傳輸線(1)相連的模塊(2)之間形成自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接的方法，包括步驟a)在指定用于連接所述模塊(2)與所述傳輸線(1)的區(qū)域，為模塊(2)提供焊接粒子(8)的排列；b)為固定或適合固定到指定用于連接到模塊(2)的傳輸線(1)的開(kāi)口端(3)的邊緣(4)的中間元件(5)提供對(duì)應(yīng)模塊(2)上的焊接粒子(8)的排列的焊接點(diǎn)排列；c)將模塊(2)的焊接粒子(8)置于焊接點(diǎn)上，并且通過(guò)軟熔焊接將模塊(2)與中間元件(5)連接；以及d)如果中間元件(5)沒(méi)有固定在傳輸線(1)上，則將中間元件(5)面對(duì)面地固定到傳輸線(1)的焊接點(diǎn)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，在步驟d)通過(guò)機(jī)械方式，尤其是通過(guò)螺栓連接，將中間元件(5)固定到傳輸線(1)上。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在步驟b)，通過(guò)利用焊接掩模，尤其是通過(guò)利用光刻圖案形成工藝提供焊接點(diǎn)。
5.一種模塊(2)，用于與傳輸線(1)形成自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接，并且具有焊接粒子(8)的排列，所述焊接粒子(8)適于匹配并且通過(guò)軟熔被焊接到指定用于連接模塊(2)的傳輸線(1)的開(kāi)口端(3)的邊緣(4)布置的焊接點(diǎn)上，或者被焊接到固定或適合于固定到傳輸線(1)的這種邊緣(4)的中間元件(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的模塊(2)，其特征在于，為微波傳輸帶，尤其是帶狀線或共面波導(dǎo)，其在接地面有一個(gè)小孔(6)用于形成到傳輸線(1)的轉(zhuǎn)接，所述焊接粒子(8)布置在所述小孔(6)的周?chē)?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求5的模塊(2)，其特征在于，為發(fā)射機(jī)/接收機(jī)(T/R)模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7之一的模塊(2)，其特征在于，為系統(tǒng)模塊或單個(gè)芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求5到8之一的模塊(2)，其特征在于，焊接粒子(8)是球柵陣列(BGA)型，柱柵陣列(CGA)型，或倒裝晶片型。
10.一種中間元件(5)，被固定或適合于被固定到指定用于連接模塊(2)的傳輸線(1)的開(kāi)口端(3)的邊緣(4)上，并且包括焊接點(diǎn)的排列，所述焊接點(diǎn)適于匹配并且通過(guò)軟熔與所述傳輸線(1)相連的模塊(2)上排列的焊接粒子(8)焊接，以形成自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的中間元件(5)通過(guò)螺絲(9)被固定或適合于被固定到的一種傳輸線(1)，所述傳輸線(1)用于與模塊(2)形成自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接。
12.一種傳輸線(1)，用于與模塊(2)構(gòu)成一種自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接，并且在指定連接這種模塊(2)的開(kāi)口端(3)的邊緣(4)上包括焊接點(diǎn)的排列，這些焊接點(diǎn)適于匹配并且通過(guò)軟熔與這種模塊(2)上排列的焊接粒子(8)焊接。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的傳輸線(1)，其特征在于，是波導(dǎo)。
14.一種系統(tǒng)，包括通過(guò)軟熔焊接與根據(jù)權(quán)利要求5至9之一的模塊(2)連接的根據(jù)權(quán)利要求12或13之一的傳輸線(1)。
15.一種系統(tǒng)，包括通過(guò)軟熔焊接，經(jīng)根據(jù)權(quán)利要求10的中間元件(5)與根據(jù)權(quán)利要求5至9之一的模塊(2)連接的根據(jù)權(quán)利要求11或13之一的傳輸線(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在傳輸線(1)和與所述傳輸線(1)相連的模塊(2)之間形成自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)接的方法。本發(fā)明同樣涉及這樣一種模塊(2)，這樣一種傳輸線(1)，可能置于這種模塊(2)和這種傳輸線(1)之間的中間元件(5)，以及包括這種轉(zhuǎn)接的一種系統(tǒng)。為使傳輸線(1)能與某一其它模塊(2)簡(jiǎn)單且精確地連接，建議在模塊(2)和傳輸線(1)或中間元件(5)上分別使用匹配的焊接粒子(8)和焊接點(diǎn)，并且對(duì)連接的元件(1)和(2)或(5)和(2)采用軟熔處理，由此構(gòu)成自校準(zhǔn)連接。本發(fā)明尤其適用于波導(dǎo)－微波傳輸帶轉(zhuǎn)接。
文檔編號(hào)H05K1/02GK1454402SQ00819947
公開(kāi)日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2000年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月6日
發(fā)明者卡勒·約吉奧, 奧利·薩爾梅拉, 瑪庫(kù)·科伊維斯托, 密科·薩利科斯基, 亞利·納迪爾·阿斯蘭 申請(qǐng)人:諾基亞公司