專利名稱：傳輸線與模塊間的自校準轉(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)接被應用于不同系統(tǒng)中。一種普通的連接是，例如，波導-微波傳輸帶轉(zhuǎn)接。通常，對該連接的精度要求高，因為即使是小的偏差都將降低性能，從而導致相當大的插入損耗。尤其是波導-微波傳輸帶轉(zhuǎn)接對幾何誤差非常敏感。模擬實驗表明，在微波傳輸帶中僅50微米的長度差能致使插入損耗增加0.5dB到1.2dB。
事實上，傳輸線和其它模塊通過機械連接以提供所需的轉(zhuǎn)接。為此可以采用螺栓連接，焊接或類似的方法。然而這類方法導致結(jié)果相當不準確并且容差十分大，這樣就不能令人滿意地滿足要求。機械連接傳輸線和其它模塊還需要一個極其困難和耗時的安裝步驟。另外，還需要類似定位設(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，提供一種能夠簡單且精確地與傳輸線連接的模塊，提供一種能夠用于簡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，這個目的是通過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轉(zhuǎn)接的方法，包括權(quán)利要求1或2的步驟實現(xiàn)的。
另一方面，這個目的是通過一種用于形成與傳輸線的自校準轉(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轉(zhuǎn)接、呈現(xiàn)權(quán)利要求11或12特征的傳輸線實現(xiàn)的。
最后，本發(fā)明的目的是通過一種呈現(xiàn)權(quán)利要求14或15特征的系統(tǒng)實現(xiàn)的。
本發(fā)明出于這樣一種觀點，即傳輸線與另一模塊之間的精確連接可以通過利用軟熔處理下焊接粒子的特性來實現(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的。因此，在軟熔處理下，輕微的未對準會被表面張力所糾正，使得無需使用任何額外的步驟進行校準。按照本發(fā)明的建議，當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，就可以實現(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，因為除了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法也必須執(zhí)行的簡單的軟熔處理外，不再需要額外的工具和操作步驟。
對于根據(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)第二個方案，模塊和傳輸線通過一個中間元件，例如一塊印刷電路板，相連或被指定相連。第二個方案具有便于施加焊接點和便于通過軟熔焊接連接的優(yōu)點。
從附屬權(quán)利要求中可以得到本發(fā)明的較佳實施例。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施例中，焊接點是通過利用焊接掩模，特別是通過利用光刻圖案形成工藝提供的。采用這種處理，在通過軟熔焊接分別連接所述模塊和傳輸線或中間元件時，會達到特別好的精度。如果采用中間元件，這種元件可通過機械方式，例如通過螺絲，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)模塊或單個芯片都能以高精度與傳輸線連接。本發(fā)明特別針對連接微波傳輸帶，如帶狀線，共面波導或類似模塊，或T/R發(fā)射機/接收機)或類似模塊與傳輸線，因為這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，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芯片，而不是整個系統(tǒng)模塊的話。


下面參考附圖更詳細地解釋本發(fā)明，其中圖1示意了本發(fā)明的第一個實施例，而圖2示意了本發(fā)明的第二個實施例。
具體實施例方式
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1構(gòu)成了本系統(tǒng)的傳輸線。在其開口端3，波導1有一個增大的邊緣4，其上固定了一個中間開口的中間元件5。
在波導1的開口端3之上，描繪了一個簡單的微波傳輸帶結(jié)構(gòu)2。這種微波傳輸帶2代表與波導1相連的一個系統(tǒng)模塊。微波傳輸帶2在其接地面7上有一個小孔6，通過它微波傳輸帶2與波導1的開口端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的周圍。
在中間元件5的頂部通過使用焊接掩模形成對應焊球8的排列的焊接點(未示出)。焊接掩膜的清晰度是利用光刻圖案形成實現(xiàn)的。
按照圖1中描繪的情況，微波傳輸帶2置于波導1上，以便焊球8置于中間元件5的焊接點上。之后執(zhí)行軟熔焊接過程，組合微波傳輸帶2與中間元件5，由此與波導1組合。
通過這樣的程序，波導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不準確，由于焊接材料表面張力的作用，焊接處理還是會將微波傳輸帶2設(shè)置在正確的位置。
圖2所示的第二個實施例表示根據(jù)本發(fā)明的一個更為復雜的系統(tǒng)，整個系統(tǒng)模塊與波導相連以構(gòu)成波導—微波傳輸帶轉(zhuǎn)接。對應部件標記與圖1相同的附圖標記。
在圖2的底部，描繪了一個鋁制的波導1。波導1鍍有一種惰性金屬，例如黃金，以維持低損耗特性。
中間開口的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，并且通過螺絲9與波導1的開口端3的邊緣4連接。設(shè)計波導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1和電路板5時所確定的二者之間的相對位置。在FR-4印刷插線板5的頂部通過BGA型焊球8連接一個帶有科伐蓋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1的開口端3的開口上方。
系統(tǒng)組裝如下為陶瓷模塊2提供BGA型焊球8，同時為FR-4印刷線路板5提供與之對應的焊接點排列。由此，通過軟熔將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組成的整個實體才被置于波導結(jié)構(gòu)1的頂部。最后，F(xiàn)R-4印刷線路板5和陶瓷模塊2一起通過機械方式用螺絲9連接波導結(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)的開口端(3)的邊緣(4)提供對應模塊(2)上的焊接粒子(8)的排列的焊接點排列；c)將模塊(2)的焊接粒子(8)置于焊接點上，并且通過軟熔焊接將模塊(2)與傳輸線(1)的開口端(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)的開口端(3)的邊緣(4)的中間元件(5)提供對應模塊(2)上的焊接粒子(8)的排列的焊接點排列；c)將模塊(2)的焊接粒子(8)置于焊接點上，并且通過軟熔焊接將模塊(2)與中間元件(5)連接；以及d)如果中間元件(5)沒有固定在傳輸線(1)上，則將中間元件(5)面對面地固定到傳輸線(1)的焊接點上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，在步驟d)通過機械方式，尤其是通過螺栓連接，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)，通過利用焊接掩模，尤其是通過利用光刻圖案形成工藝提供焊接點。
5.一種模塊(2)，用于與傳輸線(1)形成自校準轉(zhuǎn)接，并且具有焊接粒子(8)的排列，所述焊接粒子(8)適于匹配并且通過軟熔被焊接到指定用于連接模塊(2)的傳輸線(1)的開口端(3)的邊緣(4)布置的焊接點上，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，其在接地面有一個小孔(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)的周圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的模塊(2)，其特征在于，為發(fā)射機/接收機(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)的開口端(3)的邊緣(4)上，并且包括焊接點的排列，所述焊接點適于匹配并且通過軟熔與所述傳輸線(1)相連的模塊(2)上排列的焊接粒子(8)焊接，以形成自校準轉(zhuǎn)接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的中間元件(5)通過螺絲(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)形成自校準轉(zhuǎn)接。
12.一種傳輸線(1)，用于與模塊(2)構(gòu)成一種自校準轉(zhuǎn)接，并且在指定連接這種模塊(2)的開口端(3)的邊緣(4)上包括焊接點的排列，這些焊接點適于匹配并且通過軟熔與這種模塊(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。
14.一種系統(tǒng)，包括通過軟熔焊接與根據(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，并且對連接的元件(1)和(2)或(5)和(2)采用軟熔處理，由此構(gòu)成自校準連接。本發(fā)明尤其適用于波導－微波傳輸帶轉(zhuǎn)接。
文檔編號H05K1/02GK1454402SQ00819947
公開日2003年11月5日 申請日期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·科伊維斯托, 密科·薩利科斯基, 亞利·納迪爾·阿斯蘭 申請人:諾基亞公司