一种天线与环形器集成模块及工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种天线与环形器集成模块及工艺方法，涉及射频系统封装集成的技术领域，旨在解决天线与环形器的集成模块化问题。其技术方案要点是包括有天线层和环形器层；支撑转接层，位于天线层和环形器层之间，包括有贯穿设置的至少两个金属通孔，所述金属通孔两端分别与天线层和环形器层电连接，实现天线层和环形器层的接地和信号传输。本发明专利技术实现了天线与环形器的三维集成，不仅提高了射频系统的集成化，还进一步缩小了尺寸，减少了传输损耗。减少了传输损耗。减少了传输损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种天线与环形器集成模块及工艺方法


[0001]本专利技术涉及射频系统封装集成的
，尤其是涉及一种天线与环形器集成模块及工艺方法。

技术介绍

[0002]随着通信技术的迅猛发展，现代射频系统对集成化、模块化、小型化的需求愈加旺盛。受制于技术条件的限制，环形器和天线在很多情况下，都是以分立器件的形式出现的，其尺寸之大，传输距离较长限制着射频系统的小型化与集成化发展。随着应用频率的提升，天线的尺寸也随之减小，为天线的集成提供了实现的基础；同时自偏置环形器的出现，摆脱了外置偏置强磁体的需求，大幅度的降低了环形器的尺寸与应用条件，为环形器的集成化的实现提供了可能。为了进一步缩小系统的尺度，减小器件之间的传输损耗，本领域技术人员需要解决天线与环形器的集成模块化问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种天线与环形器集成模块及工艺方法，实现了天线与环形器的三维集成，不仅提高了射频系统的集成化，还进一步缩小了尺寸，减少了传输损耗。
[0004]本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种天线与环形器集成模块，包括：天线层和环形器层；支撑转接层，位于天线层和环形器层之间，包括有贯穿设置的至少两个金属通孔，所述金属通孔两端分别与天线层和环形器层电连接，实现天线层和环形器层的接地和信号传输。
[0005]本专利技术进一步设置为：所述天线层包括：天线基板；接地层，位于所述天线基板与支撑转接层之间；天线图案区，位于天线基板远离接地层的一侧；以及，馈线，贯穿天线基板和接地层且两端分别与天线图案区和用于信号传输的金属通孔连接。
[0006]本专利技术进一步设置为：所述环形器层为共面波导自偏置环形器，包括有传输线层和旋磁块，所述传输线层通过支撑转接层以重布线实现，所述旋磁块通过键合或粘合方式集成到支撑转接层的重布线区域。
[0007]本专利技术进一步设置为：所述天线层为单天线形式或阵列天线形式。
[0008]本专利技术进一步设置为：用于接地的所述金属通孔一端与接地层连接，另一端与传输线层连接。
[0009]本专利技术的上述专利技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种天线与环形器集成模块的工艺方法，包括以下步骤：
在支撑转接层上进行打孔，然后利用金属淀积方法制造金属通孔；在支撑转接层的两侧分别利用光刻
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金属化的工艺，制造相应图形的金属层，一侧金属层为天线的接地层或者天线间的互连线，另一侧为环形器层的共面波导型传输线层；根据天线基板的类型，将天线基板键合、粘合或涂布在接地层上；在天线基板上通过光刻
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金属化工艺制作上层结构；将旋磁块通过键合或粘合到传输线层。
[0010]本专利技术进一步设置为：所述上层结构包括天线基板上的天线图案区，以及供天线基板两侧互连用馈线穿过的预留孔。
[0011]本专利技术进一步设置为：所述旋磁块的材质为包括六角铁氧体材料或磁性纳米线复合材料。
[0012]综上所述，本专利技术的有益技术效果为：通过支撑转接层实现天线和环形器的物理集成，通过支撑转接层中的金属通孔实现上下层之间的信号互连，进一步缩小射频系统的尺寸，减少传输损耗，给射频系统提供更简洁的结构设计。此外，天线采用易于制造和集成的封装天线形式，环形器采用易于集成的共面波导形式，更易实现系统集成。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实施例一的结构分解图；图2是本专利技术实施例一的整体侧视图；图3是本专利技术实施例一的俯视图；图4是本专利技术实施例一的底视图；图5是本专利技术实施例一中传输线层的结构图；图6是本专利技术实施例一中接地层的结构图；图7是本专利技术实施例二的工艺流程图。
[0014]图中，101、天线层；102、支撑转接层；103、环形器层；201、天线图案区；202、天线基板；203、接地层；204、馈线；206、金属通孔；207、传输线层；208、旋磁块；209、金属面。
具体实施方式
[0015]实施例一参照图1，本专利技术公开了一种天线与环形器集成模块，包括多层结构的天线层101、环形器层103和支撑转接层102。参照图2，其中，支撑转接层102位于天线层101和环形器层103之间。支撑转接层102包括有贯穿设置的至少两个金属通孔206，金属通孔206两端分别与天线层101和环形器层103电连接，实现天线层101和环形器层103的接地和信号传输。支撑转接层102，可以选择多种介质基板，比如玻璃基板，蓝宝石基板等等。在本实施例中共有两个金属通孔206，左边为信号线，右边为接地线，根据实际需要也可以是多个信号线组和多个地线组。
[0016]参照图2，天线层101包括接地层203、天线基板202、天线图案区201，接地层203位于天线基板202与支撑转接层102之间，天线图案区201位于天线基板202远离接地层203的一侧。
[0017]天线基板202可以是常见的材质，如LTCC陶瓷、Rogers 3003基板，也可以是类似于日本合成橡胶公司（JSR）研制的聚合物材料的基板。
[0018]如图3所示，天线图案区201布设天线，可以是单个或者阵列的形式，其天线具体种类可以是多样的，比如八木天线，微带天线，偶极子天线，MIMO天线等等。本实施例选用的是2
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3的一个MIMO天线。具体应用中天线的尺寸是根据工作频率、天线基板202参数等实际情况决定的，具体的天线形式也是根据需要调整的。
[0019]参照图2和6，天线层101包括有馈线204，馈线204贯穿天线基板202和接地层203，其两端分别与天线图案区201和用于信号传输的金属通孔206连接。
[0020]参照图2、图4和图5，环形器层103为共面波导自偏置环形器，由于自偏置环形器不需要外置偏置磁体，可以显著降低环形器的体积和重量，便于集成化。环形器层103包括有传输线层207和旋磁块208，传输线层207通过支撑转接层102以重布线实现，旋磁块208通过键合或粘合方式集成到支撑转接层102的重布线区域。在本实施例中，旋磁块208远离传输线层207的一侧设有金属面209。
[0021]参照图2，用于接地的金属通孔206一端与接地层203连接，另一端与传输线层207连接。
[0022]实施例二参照图7，本专利技术公开了一种用于制作天线与环形器集成模块的工艺方法，包括以下步骤：a、在支撑转接层102上进行打孔，打孔方式包括但不仅限于激光打孔和钻孔，然后利用金属淀积方法制造金属通孔206。
[0023]b、在支撑转接层102的两侧分别利用光刻
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金属化的工艺，制造相应图形的金属层，一侧金属层为天线的接地层203或者天线间的互连线，另一侧为环形器层103的共面波导型传输线层207。支撑转接层102上层金属层的图案是需要根据具体设计的天线或者天线阵列的结构决定的。
[0024]c、根据天线基板202的类型，将天线基板202键合、粘合或涂布在接地层203上。
[0025]d、在天线基板202上通过光刻...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线与环形器集成模块，其特征在于，包括：天线层(101)和环形器层(103)；支撑转接层(102)，位于天线层(101)和环形器层(103)之间，包括有贯穿设置的至少两个金属通孔(206)，所述金属通孔(206)两端分别与天线层(101)和环形器层(103)电连接，实现天线层(101)和环形器层(103)的接地和信号传输。2.根据权利要求1所述的一种天线与环形器集成模块，其特征在于，所述天线层(101)包括：天线基板(202)；接地层(203)，位于所述天线基板(202)与支撑转接层(102)之间；天线图案区(201)，位于天线基板(202)远离接地层(203)的一侧；以及，馈线(204)，贯穿天线基板(202)和接地层(203)且两端分别与天线图案区(201)和用于信号传输的金属通孔(206)连接。3.根据权利要求2所述的一种天线与环形器集成模块及，其特征在于：所述环形器层(103)为共面波导自偏置环形器，包括有传输线层(207)和旋磁块(208)，所述传输线层(207)通过支撑转接层(102)以重布线实现，所述旋磁块(208)通过键合或粘合方式集成到支撑转接层(102)的重布线区域。4.根据权利要求2所述的一种天线与环形器集成模块，其特征在于：所述天线层(101)为单天线形式或阵列天线形...

【专利技术属性】
技术研发人员：张韬，陈朝晖，
申请(专利权)人：南京中科河途智能物联网科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：