本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種疊層片式功率分配模塊及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著電子裝備向小型化、輕量化和集成化方向的迅速發(fā)展，電子整機和系統(tǒng)的體積越來越小，元器件的安裝密度也越來越大，這就需要相應(yīng)元器件不斷向小型化方向發(fā)展。微波功率分配模塊是將一路輸入信號能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的元器件。傳統(tǒng)的功率分配模塊多為組裝型器件，體積大，安裝方式復(fù)雜，插入損耗大，隔離度不高，在性能和裝配方式上均不能滿足需求，因此需要提出一種新型的功率分配模塊以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種疊層片式功率分配模塊，旨在解決傳統(tǒng)功率分配模塊占用空間大、裝配不便、隔離度低以及插入損耗大的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，疊層片式功率分配模塊，包括輸入電極、輸出電極、上蓋、下蓋以及位于所述上蓋和下蓋之間的中間層，所述中間層包括疊層設(shè)置的旁路電容內(nèi)電極、功率分配線圈以及耦合電容內(nèi)電極，所述功率分配線圈的數(shù)量至少為兩個且相互并聯(lián)；所述旁路電容內(nèi)電極的一端連接所述功率分配線圈的公共端，另一端接地；所述功率分配線圈的公共端連接所述輸入電極，每個所述功率分配線圈的非公共端連接一所述輸出電極；每兩個并聯(lián)的所述功率 分配線圈的非公共端之間連接一所述耦合電容內(nèi)電極以及與其并聯(lián)的隔離電阻，所述隔離電阻設(shè)置于所述上蓋的外表面且兩端與所述輸出電極連接。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種疊層片式功率分配模塊的制造方法，包括下述步驟：

將基體材料與粘合劑、溶劑、分散劑、增塑劑充分球磨混合成漿料；

將所述漿料制作成下蓋和上蓋；

在所述上蓋和下蓋之間疊層制作：

第一介質(zhì)層，并在所述第一介質(zhì)層上制作旁路電容內(nèi)電極；

第二介質(zhì)層，并在所述第二介質(zhì)層上制作至少兩個并聯(lián)的功率分配線圈，并且使所述功率分配線圈的公共端與所述旁路電容內(nèi)電極的一端連接；

第三介質(zhì)層，并在所述第三介質(zhì)層上制作耦合電容內(nèi)電極，并且使相互并聯(lián)的兩個功率分配線圈的非公共端分別連接所述耦合電容內(nèi)電極的兩端，形成半成品；

對所述半成品進行切割、倒角、排膠、燒結(jié)分離獲得半成品單體；在所述半成品單體的外表面設(shè)置輸入電極、輸出電極和接地電極，并使所述輸入電極連接所述功率分配線圈的公共端，使輸出電極連接所述功率分配線圈的非公共端，使所述旁路電容內(nèi)電極的另一端連接所述接地電極；

在所述上蓋外表面，且在與相互并聯(lián)的功率分配線圈連接的輸出電極之間印刷隔離電阻，獲得疊層片式功率分配模塊。

本發(fā)明取締傳統(tǒng)的將耦合電容器件、旁路電容器件和功率分配器件組裝為模塊整體的結(jié)構(gòu)，在上蓋和下蓋之間疊層制作旁路電容內(nèi)電極、功率分配線圈和耦合電容內(nèi)電極，整體產(chǎn)品高度集成、體積小、便于裝配、焊接性好、可靠性高，適合高密度表面貼裝，安裝效率高，并且插入損耗小、隔離度高、相位平衡及幅度平衡性優(yōu)，各部分達到有機匹配，實現(xiàn)信號能量分配系列化，保證產(chǎn)品滿足不同頻段的功率分配要求。同時將隔離電阻集成于輸出端之間，可廣 泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)、天線系統(tǒng)、車載信息系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)等的信號能量分配。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的疊層片式功率分配模塊的透視圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的疊層片式功率分配模塊的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的功率分配線圈的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的疊層片式功率分配模塊的等效電路圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的疊層片式功率分配模塊的立體圖；

圖6是本發(fā)明實施例提供的疊層片式功率分配模塊的制造方法流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者間接在該另一個元件上。當一個元件被稱為“連接于”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或間接連接至該另一個元件。

還需要說明的是，本發(fā)明實施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認為是具有限制性的。

請參閱附圖1～4，本發(fā)明提供一種疊層片式功率分配模塊，包括輸入電極01、輸出電極02、上蓋03、下蓋04以及位于上蓋03和下蓋04之間的中間層，該中間層包括依次疊層設(shè)置的旁路電容內(nèi)電極05、功率分配線圈06以及耦合電容內(nèi)電極07，功率分配線圈06的數(shù)量至少為兩個且相互并聯(lián)；旁路電容內(nèi)電極05的一端連接功率分配線圈06的公共端061(即輸入端)，另一端接地； 功率分配線圈06的公共端061連接輸入電極01，每個功率分配線圈06的非公共端062(即輸出端)連接一輸出電極02；相互并聯(lián)的兩個功率分配線圈06的非公共端062之間連接一耦合電容內(nèi)電極07，并且還間接連接一隔離電阻17，該隔離電阻17和耦合電容內(nèi)電極07并聯(lián)，即兩個非公共端062分別連接一耦合電容內(nèi)電極07的兩個極片和隔離電阻17的兩端，該隔離電阻17的物理位置是位于上蓋03的外表面，其兩端直接與和并聯(lián)功率分配線圈連接的兩個輸出電極02連接?？梢岳斫?，當功率分配線圈06為兩個時，輸出電極02為兩個，耦合電容內(nèi)電極07和隔離電阻17各為一個且并聯(lián)，當功率分配線圈06為三個時，輸出電極02對應(yīng)有三個，每兩個功率分配線圈06并聯(lián)，隔離電阻17和耦合電容內(nèi)電極07也各為三個，且一個隔離電阻17和一個耦合電容內(nèi)電極07并聯(lián)且連接兩個輸出電極02。同理當功率分配線圈06為更多個時，可以構(gòu)成更多組并聯(lián)電路，即將一路輸入分配為多路輸出。本實施例不再一一進行舉例。

具體地，上蓋03和下蓋04作為疊層片式功率分配模塊的最外層結(jié)構(gòu)，中間層被夾持于上蓋03和下蓋04之間，中間層由上述旁路電容內(nèi)電極05、功率分配線圈06以及耦合電容內(nèi)電極07構(gòu)成，且該三者是疊層設(shè)置的。而旁路電容內(nèi)電極05和耦合電容內(nèi)電極07自然各包含兩個極片，即為雙層結(jié)構(gòu)，功率分配線圈06則是多層結(jié)構(gòu)，通常由較多圈導(dǎo)線063螺旋繞制成一功率分配線圈06。在本實施例中，旁路電容內(nèi)電極05、功率分配線圈06以及耦合電容內(nèi)電極07均由片狀的介質(zhì)層承載，即每一電容極片及每一圈導(dǎo)線063均由片狀的介質(zhì)層承載，部分介質(zhì)層還開設(shè)有用于將其上方和下方的相應(yīng)電極或線圈連通的導(dǎo)電通孔，以實現(xiàn)電路連接關(guān)系。

進一步參考圖2，旁路電容內(nèi)電極05包括旁路電容上電極051和旁路電容下電極052，由第一介質(zhì)層08承載，該第一介質(zhì)層08至少包括兩個第一子介質(zhì)層081，分別承載旁路電容上電極051和旁路電容下電極052；功率分配線圈06由第二介質(zhì)層09承載，該第二介質(zhì)層09至少包括多個第二子介質(zhì)層091， 每個第二子介質(zhì)層091承載一圈導(dǎo)線063；耦合電容內(nèi)電極07包括耦合電容上電極071和耦合電容下電極072，由第三介質(zhì)層10承載，第三介質(zhì)層10至少包括兩個第三子介質(zhì)層101，分別承載耦合電容上電極071和耦合電容下電極072。在第一介質(zhì)層08和第二介質(zhì)層09之間還設(shè)置第一中間介質(zhì)層11，在第二介質(zhì)層09和第三介質(zhì)層10之間還設(shè)置第二中間介質(zhì)層12。

繼續(xù)參考圖2，在兩個第三子介質(zhì)層101和第二中間介質(zhì)層12上各設(shè)有一第一連接點13，具體可以是導(dǎo)電通孔，該第一連接點13將一個功率分配線圈06的非公共端062與耦合電容上電極071連通。在承載耦合電容下電極072的第三子介質(zhì)層101和第二中間層上各設(shè)有一第二連接點14，具體可以是導(dǎo)電通孔，該第二連接點14將另一個功率分配線圈06的非公共端062與耦合電容下電極072連通，進而將相互并聯(lián)的兩個功率分配線圈06的非公共端062分別與一個耦合電容內(nèi)電極的兩個電極片連接。另外，功率分配線圈06的公共端061和非公共端062可以引出至第二介質(zhì)層09的側(cè)面，用于分別連接輸入電極01和輸出電極02。進一步地，在第一中間介質(zhì)層11和承載旁路電容上電極051的第一子介質(zhì)層081上分別設(shè)置一第三連接點15，具體可以是導(dǎo)電通孔，該第三連接點15將旁路電容上電極051和功率分配線圈06的公共端061連接，進而實現(xiàn)將旁路電容內(nèi)電極05的一端與功率分配線圈06的公共端061及輸入電極01連接起來的目的。

進一步地，本實施例的功率分配線圈06還可以采用其他結(jié)構(gòu)，如圖3是一種可實施的結(jié)構(gòu)，其具體的形狀不必限制。

進一步參考圖1，輸入電極01和輸出電極02設(shè)置于上蓋03、下蓋04和中間層的側(cè)面，或者設(shè)置于上蓋03、下蓋04和中間層的側(cè)面并向上蓋03的上表面和下蓋04的下表面延伸，圖1所示即為這種結(jié)構(gòu)。還可進一步設(shè)置接地電極16，設(shè)置于上蓋03、下蓋04及中間層的側(cè)面，或設(shè)置于上蓋03、下蓋04和中間層的側(cè)面并向上蓋03的上表面和下蓋04的下表面延伸，或設(shè)置于下蓋04 的底部，該旁路電容內(nèi)電極05的一端連接該接地電極16。輸入電極01的數(shù)量可以為一，設(shè)置于上蓋03、下蓋04和中間層的一個側(cè)面，和功率分配線圈06的公共端061連接，輸出電極02的數(shù)量和功率分配線圈06的數(shù)量相同，優(yōu)選設(shè)置于輸入電極01的相對側(cè)，和功率分配線圈06的非公共端062一對一連接。旁路電容下電極052可以引出一個或多個連接端053和接地電極16連接。

在本實施例中，上蓋03、下蓋04和用于承載各內(nèi)電極和線圈的片狀介質(zhì)層的基體材料優(yōu)選為介質(zhì)陶瓷，具體可以采用npo、c0g等可以用于微波頻段的微波介質(zhì)陶瓷。在采用該材料時，該功率分配模塊即為微波功率分配模塊。當然，也可以采用適用其他頻段的材料，使該功率分配模塊適用于其他頻段的功率分配。

在本實施例中，旁路電容內(nèi)電極05、功率分配線圈06以及耦合電容內(nèi)電極07采用純銀、銀鈀合金或金制作。銀鈀合金的銀：鈀＝100～0:0～100。

如圖5，該整個功率分配模塊的外形可以呈立方體狀，其將耦合電容內(nèi)電極07、功率分配線圈06和旁路電容內(nèi)電極05以及上蓋03和下蓋04集成于一體，體積小，便于裝配，焊接性好，可靠性高，適合高密度表面貼裝，安裝效率高，并且插入損耗小，隔離度高，相位平衡及幅度平衡性優(yōu)，且各部分達到有機匹配，實現(xiàn)信號能量分配系列化，保證產(chǎn)品滿足不同頻段的功率分配要求。同時將隔離電阻集成于輸出端之間，可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)、天線系統(tǒng)、車載信息系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)等的信號能量分配。

本發(fā)明進一步提供一種上述疊層片式功率分配模塊的制造方法，如圖6，該方法包括下述步驟：

在步驟s101中，將基體材料與粘合劑、溶劑、分散劑、增塑劑充分球磨混合成漿料。

在該步驟中，基體材料可以為npo、c0g等可以用于微波頻段的微波介質(zhì) 陶瓷，也可以采用適用其他頻段的介質(zhì)材料，陶瓷材料為優(yōu)選，其導(dǎo)熱性佳?；旌铣傻臐{料的粘度優(yōu)選為10－500pas。

在步驟s102中，將漿料制作成下蓋04和上蓋03。具體可以將漿料流延制作成膜帶，經(jīng)疊壓制作成下蓋04和上蓋03。

在步驟s103中，在上蓋03和下蓋04之間疊層制作：

第一介質(zhì)層08，并在所述第一介質(zhì)層08上制作旁路電容內(nèi)電極05；

第二介質(zhì)層09，并在所述第二介質(zhì)層09上制作至少兩個并聯(lián)的功率分配線圈06，并且使所述功率分配線圈06的公共端061與所述旁路電容內(nèi)電極05的一端連接；

第三介質(zhì)層10，并在所述第三介質(zhì)層10上制作耦合電容內(nèi)電極07，并且使相互并聯(lián)的兩個功率分配線圈06的非公共端062分別連接所述耦合電容內(nèi)電極07的兩端，形成半成品。

該步驟s102和s103可以是按照時間先后順序進行的，即先制作上蓋03和下蓋04，然后在下蓋04上制作中間層，再將上蓋03覆蓋在中間層之上。也可以是交叉進行的，如先制作下蓋04，再在下蓋04上制作中間層，然后制作上蓋03并將其覆蓋于中間層上，當然，上蓋03與下蓋04在同一工序中制作更有利于資源利用和提高效率。

在該步驟s103中，可以以下蓋04為基底按照由下向上的順序制作第一介質(zhì)層08、旁路電容內(nèi)電極05、第二介質(zhì)層09、功率分配線圈06、第三介質(zhì)層10及耦合電容內(nèi)電極07，可選的，下蓋04可以直接作為第一介質(zhì)層08。在制作第一、第二、第三介質(zhì)層的同時，可以根據(jù)需要在相應(yīng)介質(zhì)層上開設(shè)導(dǎo)電通孔，以便于介質(zhì)層上下電路的導(dǎo)通，例如功率分配線圈06的導(dǎo)通，功率分配線圈06和旁路電容內(nèi)電極05的導(dǎo)通，功率分配線圈06和耦合電容內(nèi)電極07的導(dǎo)通等。另外，在制作各內(nèi)電極和功率分配線圈06時，需要根據(jù)設(shè)計將部分電極引出至各介質(zhì)層側(cè)面，以便于和后續(xù)制作的端電極(輸入電極01、輸出電極02和接地電極16)連接。

具體的實施過程可以如下所述，在下蓋04上制作第一子介質(zhì)層081，在第一子介質(zhì)層081上制作旁路電容下電極052，并且將旁路電容下電極052引出若干引線于第一子介質(zhì)層081側(cè)面，用于和后續(xù)制作的接地電極16連接。在旁路電容下電極052上制作另一第一子介質(zhì)層081，并在其上制作旁路電容上電極051。然后制作第一中間介質(zhì)層11并在其上開設(shè)導(dǎo)電通孔，然后連續(xù)制作若干層第二子介質(zhì)層091并開設(shè)導(dǎo)電通孔，并在每層上制作導(dǎo)線063，并且通過第二子介質(zhì)層091的導(dǎo)電通孔將導(dǎo)線063連通形成功率分配線圈06，可以在第二介質(zhì)層09的不同位置制作兩個以上的功率分配線圈06，若干個功率分配線圈06在最下層的第二子介質(zhì)層091上具有公共端061，作為輸入端，旁路電容上電極051也向上穿過第一中間介質(zhì)層11和第二子介質(zhì)層091與該公共端061連接。在最上層的第二子介質(zhì)層091上，不同的功率分配線圈06的非公共端062各自引出，用于連接后續(xù)制作的輸出電極02。然后制作第二中間介質(zhì)層12并開設(shè)導(dǎo)電通孔，然后制作兩個第三子介質(zhì)層101并在其上制作耦合電容下電極072和耦合電容上電極071，其數(shù)量為功率分配線圈06的數(shù)量減1，并且通過第二中間介質(zhì)層12和第三子介質(zhì)層101上的導(dǎo)電通孔將耦合電容上電極071和耦合電容下電極072分別與并聯(lián)的功率分配線圈06的非公共端062連接。在制作好中間層后，將上蓋03覆蓋于中間層的上表面。

在步驟s104中，對半成品進行切割、倒角、排膠、燒結(jié)分離獲得半成品單體。

在步驟s105中，在半成品單體的外表面設(shè)置輸入電極01、輸出電極02和接地電極16，并使輸入電極01和輸出電極02分別連接功率分配線圈06的公共端061及非公共端062，使旁路電容內(nèi)電極05的另一端連接接地電極16；

在該步驟中，將單體半成品放置在專用異形涂銀機上，根據(jù)輸入電極01和輸出電極02的形狀選用合適的涂銀滾輪，將輸入電極01和輸出電極02的形狀移印在單體半成品上，然后經(jīng)燒銀完成接地電極16的制作。

在步驟s106中，在上蓋外表面，且在與相互并聯(lián)的功率分配線圈連接的輸 出電極之間印刷隔離電阻17，獲得疊層片式功率分配模塊。

該隔離電阻17可以但不限于采用氧化釕材料制作。

進一步地，將上了輸入電極01、輸出電極02、接地電極16和隔離電阻17后的產(chǎn)品經(jīng)端頭處理、分選得到疊層片式微波功率分配模塊成品。

本發(fā)明實施例采用ltcc技術(shù)(低溫共燒陶瓷技術(shù))制作上述功率分配模塊，取締傳統(tǒng)的將耦合電容器件、旁路電容器件和功率分配器件組裝為模塊整體的結(jié)構(gòu)，在上蓋03和下蓋04之間疊層制作旁路電容內(nèi)電極05、功率分配線圈06和耦合電容內(nèi)電極07，整體產(chǎn)品高度集成、體積小、便于裝配、焊接性好、可靠性高，適合高密度表面貼裝，安裝效率高，并且插入損耗小、隔離度高、相位平衡及幅度平衡性優(yōu)，且能夠?qū)崿F(xiàn)信號能量分配系列化，保證產(chǎn)品滿足不同頻段的功率分配要求。同時將隔離電阻集成于輸出端之間，可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)、天線系統(tǒng)、車載信息系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)等的信號能量分配，是一種新型的既滿足裝配要求又滿足電性能要求的功率分配器件。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。