一种内置空腔型辐射天线单元及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种内置空腔型辐射天线单元及其制备方法，内置空腔型辐射天线单元包括由多层陶瓷片层压烧结而成的天线单元本体，天线单元本体包括顶部辐射单元结构层、中间空腔层以及底座馈电网络结构层；中间空腔层设有多个上下贯通的内置空腔，顶部辐射单元结构层开设有多个排气口，每个内置空腔分别通过排气通道与对应的排气口连通；中间空腔层以及底座馈电网络结构层内设有多个互连金属化孔，多个互连金属化孔之间通过预设在天线单元本体内的导体印刷图形进行互连；顶部辐射单元结构层位于内置空腔中的部分设有辐射贴片导体图形。本发明专利技术还能够通过小的空间置换更大的平面，以满足当前TR组件生产中的高密度集成以及组装一致性高的要求。性高的要求。性高的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种内置空腔型辐射天线单元及其制备方法


[0001]本专利技术涉及辐射天线
，具体涉及一种内置空腔型辐射天线单元及其制备方法。

技术介绍

[0002]低温共烧陶瓷(LTCC)由于其设计的多样化及优良的高频性能，并具备能与高电导率的金属共烧等综合的物理、化学和机械性能以及适合批量制造的工艺性能，目前已成为电子元件复合化、集成化和模块化的首选技术，是设计和制造射频微波集成元件、模块和实现高密度集成子系统或系统的关键技术。近几年来，相控阵雷达中的TR组件生产中三维立体组装技术的快速发展，对LTCC器件的集成度和装配一致性提出了更高的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了避免现有技术辐射天线单元的不足，提供了一种内置空腔型辐射天线单元及其制备方法。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种内置空腔型辐射天线单元，包括由多层陶瓷片层压烧结而成的天线单元本体，所述天线单元本体包括顶部辐射单元结构层、中间空腔层以及底座馈电网络结构层；所述中间空腔层设有多个上下贯通的内置空腔，所述顶部辐射单元结构层开设有多个排气口，每个所述内置空腔分别通过排气通道与对应的排气口连通；所述中间空腔层以及底座馈电网络结构层内设有多个互连金属化孔，多个互连金属化孔之间通过设置在所述中间空腔层以及底座馈电网络结构层内的内部导体印刷图形进行互连；所述顶部辐射单元结构层位于内置空腔中的部分设有辐射贴片导体图形。
[0005]本专利技术的有益效果是：本专利技术内置空腔型辐射天线单元，可以实现在某特定频段的信号传输需求。本专利技术还能够通过小的空间置换更大的平面，以满足当前TR组件生产中的高密度集成以及组装一致性高的要求。
[0006]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0007]进一步，所述顶部辐射单元结构层包含两层陶瓷片，所述中间空腔层包含八层陶瓷片，所述底座馈电网络结构层包含十层陶瓷片
[0008]进一步，所述天线单元本体的顶部开设有多个外形腔体，所述外形腔体开设深度与所述内置空腔的内置深度相同。
[0009]进一步，所述天线单元本体的中间位置以及四周边缘均开设有外形腔体。
[0010]一种内置空腔型辐射天线单元的制备方法，包括以下步骤：
[0011]在形成中间空腔层以及底座馈电网络结构层的生瓷带上加工电气连接孔，在生瓷带上的电气连接孔中填充金浆，烘干后构成互连金属化孔，然后在部分生瓷带上印刷导体印刷图形并烘干；
[0012]在形成顶部辐射单元结构层的生瓷带上加工排气孔和辐射贴片导体图形，在形成
中间空腔层的部分生瓷带上加工排气通道孔，在形成中间空腔层的生瓷带上加工内置腔体孔，在形成中间空腔层以及底座馈电网络结构层的生瓷带上加工外形腔体孔；
[0013]将形成底座馈电网络结构层的生瓷带进行层压，形成底座坯体；
[0014]制备牺牲材料和嵌体模具；在底座坯体上逐层叠片加工有内置腔体孔以及互连金属化孔的生瓷带，且在每层内置腔体孔中逐层填充牺牲材料，然后再逐层叠片加工有排气通道孔的生瓷带；再将嵌体模具放入外形腔体孔形成的外形腔体中，形成天线单元坯体；
[0015]将天线单元坯体进行密封和等静压层压，并对层压后的天线单元坯体进行共烧结，获得内置空腔型辐射天线单元。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术的内置空腔型辐射天线单元的制备方法，通过选用牺牲材料作为嵌体的制备工艺和层压方法，可以实现制备出的天线单元在平面度方面保持良好的一致性，确保天线单元在后续装配中的装配效率和装配质量。
[0017]进一步，所述牺牲材料先制备成填充坯体后再逐层填充到内置腔体孔中。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：填充效果更好。
[0019]进一步，所述牺牲材料为碳酸丙二醇脂，所述碳酸丙二醇脂采用热压成型的方式制备成填充坯体，所述热压成型的温度为60～90℃，所述热压成型的压力为12～20MPa。
[0020]进一步，排气孔、排气通道孔、内置腔体孔和外形腔体孔采用紫外激光器进行激光加工，激光加工的功率4.2
‑
5W，激光加工的脉冲频率60
‑
80KHz，激光加工的激光切割速度为800mm/s。
[0021]进一步，将形成底座馈电网络结构层的生瓷带进行层压的层压温度为50～80℃，压力为2000～2500psi，保压时间为8～15min。
[0022]进一步，所有生瓷片的单片厚度为114um，尺寸为8寸。
附图说明
[0023]图1为本专利技术内置空腔型辐射天线单元的俯视结构示意图；
[0024]图2为图1中A
‑
A的剖视结构示意图；
[0025]图3为图1中B
‑
B的剖视结构示意图；
[0026]图4为本专利技术内置空腔型辐射天线单元的制备方法的工艺流程图一；
[0027]图5为本专利技术内置空腔型辐射天线单元的制备方法的工艺流程图二。
[0028]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0029]1、顶部辐射单元结构层；2、中间空腔层；3、底座馈电网络结构层；4、内置空腔；5、排气通道；6、排气口；7、互连金属化孔；8、导体印刷图形；9、外形腔体；10、辐射贴片导体图形。
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0031]如图1～图3所示，本实施例的一种内置空腔型辐射天线单元，包括由多层陶瓷片层压烧结而成的天线单元本体，所述天线单元本体包括顶部辐射单元结构层1、中间空腔层2以及底座馈电网络结构层3；所述中间空腔层2设有多个上下贯通的内置空腔4，所述顶部
辐射单元结构层1开设有多个排气口6，每个所述内置空腔4分别通过排气通道5与对应的排气口6连通；所述中间空腔层2以及底座馈电网络结构层3内设有多个互连金属化孔7，多个互连金属化孔7之间通过设置在所述中间空腔层2以及底座馈电网络结构层3内的内部导体印刷图形进行互连；所述顶部辐射单元结构层1位于内置空腔4中的部分设有辐射贴片导体图形10。
[0032]本实施例的一个进一步方案为，如图2所示，所述顶部辐射单元结构层1包含两层陶瓷片，所述中间空腔层2包含八层陶瓷片，所述底座馈电网络结构层3包含十层陶瓷片
[0033]本实施例的一个进一步方案为，如图2所示，所述天线单元本体的顶部开设有多个外形腔体9，所述外形腔体9开设深度与所述内置空腔4的内置深度相同。
[0034]如图1和图3所示，本实施例的所述天线单元本体的中间位置以及四周边缘均开设有外形腔体9。
[0035]本实施例的内置空腔型辐射天线单元，可以实现在某特定频段的信号传输需求。本实施例的内置空腔型辐射天线单元还能够通过小的空间置换更大的平面，以满足当前TR组件生产中的高密度集成以及组装一致性高的要求。
[0036]本实施例的上述内置空腔型辐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内置空腔型辐射天线单元，其特征在于，包括由多层陶瓷片层压烧结而成的天线单元本体，所述天线单元本体包括顶部辐射单元结构层、中间空腔层以及底座馈电网络结构层；所述中间空腔层设有多个上下贯通的内置空腔，所述顶部辐射单元结构层开设有多个排气口，每个所述内置空腔分别通过排气通道与对应的排气口连通；所述中间空腔层以及底座馈电网络结构层内设有多个互连金属化孔，多个互连金属化孔之间通过设置在所述中间空腔层以及底座馈电网络结构层内的内部导体印刷图形进行互连；所述顶部辐射单元结构层位于内置空腔中的部分设有辐射贴片导体图形。2.根据权利要求1所述一种内置空腔型辐射天线单元，其特征在于，所述顶部辐射单元结构层包含两层陶瓷片，所述中间空腔层包含八层陶瓷片，所述底座馈电网络结构层包含十层陶瓷片。3.根据权利要求1所述一种内置空腔型辐射天线单元，其特征在于，所述天线单元本体的顶部开设有多个外形腔体，所述外形腔体开设深度与所述内置空腔的内置深度相同。4.根据权利要求3所述一种内置空腔型辐射天线单元，其特征在于，所述天线单元本体的中间位置以及四周边缘均开设有外形腔体。5.一种权利要求1至4任一项所述内置空腔型辐射天线单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在形成中间空腔层以及底座馈电网络结构层的生瓷带上加工电气连接孔，在生瓷带上的电气连接孔中填充金浆，烘干后构成互连金属化孔，然后在部分生瓷带上印刷导体印刷图形并烘干；在形成顶部辐射单元结构层的生瓷带上加工排气孔和辐射贴片导体图形，在形成中间空腔层的部分生瓷带上加工排气通道孔，在形成中间空腔层的生瓷带上加工内置腔体孔，在形成中间空腔层以及底座馈电网络结构层...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭彦杰，刘青元，周丹丹，杨义松，
申请(专利权)人：北京无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：