具有表面安装接口的RF PCB 连接器
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种RF PCB连接器组件，其可以用于毫米波并具有用于印刷
电路板(PCB)的表面安装接口。
背景技术
[0002] 在US 6,607,400 B1中公开了一种RF连接器组件。连接器安装到印刷
电路板的切口中。电
接触通过将焊盘
焊接到接地平面和
信号线来建立。由于其设计，这样的连接器仅适用于高达1GHz的数量级的
频率。该连接器是微型按钮连接器。重量较高的较大连接器不能通过所公开的PCB接口安装。
[0003] 在US 4,669,805中公开了一种用于使微带电路和外部电路互连的毫米波连接器。该连接器保持在壳体中，该壳体还包括待连接到该连接器的微带
基板。在组装期间，连接器的柔性中央导体必须弯曲以适应微带电路。中央导体的弯曲可能会导致不对称，从而降低连接器的电特性。
发明内容
[0004] 本发明要解决的问题是提供一种毫米波连接器，其可以安装到印刷电路板(PCB)或任何其他微带基板而无需复杂且昂贵的安装工具。连接器应该被设计成使得其可以通过自动化工具安装。
[0005] 在独立
权利要求中描述了该问题的解决方案。
从属权利要求涉及本发明的进一步改进。
[0006] 用于印刷电路板的毫米波或RF连接器包括壳体、RF连接器接口和印刷电路板接口。RF PCB连接器限定有安装平面。该安装平面是连接器的所有表面安装部件的共同平面。该安装平面也是可以安装有连接器的PCB的平面。
[0007] RF连接器接口可以是任何标准的RF连接器接口，例如SMA、 2.92mm、1.85mm或1.0mm。RF连接器接口优选地提供具有外部导体和内部导体的同轴连接器接口。同轴RF连接器接口可以安装或附接到壳体。优选地，外部导体是壳体的一部分，使得其与壳体成整体式。
[0008] 壳体可以包括具有长方体形状的金属
块。壳体包括至少一个、优选地两个表面安装区段，所述表面安装区段可以是壳体的一部分并优选地与壳体成整体式。表面安装区段可以形成为壳体的侧翼，因此需要更少的空间和材料。此外，所述侧翼提供更低的
热容。所述至少一个表面安装区段具有多个表面安装立柱，所述表面安装立柱优选地与表面安装区段成整体式并具有位于安装平面中的平坦端部表面。可以利用表面安装立柱的端部表面将表面安装立柱焊接到印刷电路板的表面。表面安装立柱可以焊接到连续的金属表面，例如接地平面。优选的是将表面安装立柱焊接到匹配的接触焊盘。这些接触焊盘可以彼此绝缘和/或与系统地线(system ground)绝缘，因为
接地连接可以通过匹配块完成，所述匹配块是PCB接触区段的一部分并布置成靠近壳体的内部导体出口。接触焊盘还可以用于使连接器进一步接地。最优选地，当使用与表面安装立柱匹配的接触焊盘时，每个表面安装立柱相对于对应的接触焊盘的居中是通过焊接金属的表面张
力自动完成的。这样的焊接金属可以是从
现有技术中已知的任何金属或金属的组合，例如
锡、铅、
银等。各个表面安装立柱的居中导致RF连接器的总体对准。此外，可以通过自动的拾取和放置系统而容易地处理RF连接器并且不需要额外的处理步骤。
[0009] 壳体优选地包括导电材料、最优选地包括金属。
[0010] 由于RF连接器的外部导体连接到壳体或是壳体的一部分，因此外部连接器可以借助于表面安装立柱与印刷电路板接触。
[0011] 同轴RF连接器接口的中央导体(也称为内部导体)被引导穿过壳体、优选地在同轴孔内穿过壳体以通过使反射最小化来保持同轴结构。内部导体在PCB接触区段处、优选地在与同轴RF连接器接口的一侧对置的一侧处、离开壳体并具有位于安装平面中的接触区域。在壳体的出口侧、靠近内部导体的
位置处设置有与壳体电接触的至少一个匹配块，这保持内部导体在出口侧的区域中的电容以及对应于电感的、内部导体与印刷电路板的
带状线的接触，使得特征化的阻抗始终恒定并使反射最小化。优选地，存在对称地布置的两个匹配块。最优选地，匹配块具有位于安装平面中的接触表面，使得它们可以接触印刷电路板的接地平面。优选地，匹配块还用作焊接用焊盘以提供与印刷电路板的接地平面的电连接。
[0012] 为了安置壳体，可以在印刷电路板中设置切口。优选地，切口至少略大于壳体，使得在切口与壳体之间存在间隙。使切口与壳体精确地匹配并保持壳体并不是必要的，因为壳体本身通过表面安装立柱精确地居中，所述表面安装立柱进一步相对于接触焊盘居中。这样的精确对准对于在出口侧提供内部导体与带状线的完美对准是必要的，这进一步导致高频下的最小反射。
[0013] 在优选
实施例中，提供了一种RF连接器系统，其包括如上所述的至少一个RF连接器和同样如上所述的匹配的印刷电路板。为了使RF 连接器与印刷电路板自对准，印刷电路板的接触焊盘优选地与RF连接器的表面安装立柱匹配。优选地，接触焊盘和表面安装立柱具有矩形的截面、最优选地具有正方形的截面。进一步优选的是接触焊盘的尺寸比表面安装立柱的尺寸大0.05mm至0.15mm。表面安装立柱也可以具有圆形或椭圆形的形状，而可以具有矩形、圆形或椭圆形形状的接触焊盘的尺寸优选地比立柱大0.05mm至0.15mm。
[0014] 优选地，壳体、并且最优选地、表面安装立柱以及匹配块具有能够容易地进行焊接的表面。优选地，所述表面是电
镀的。
附图说明
[0015] 在下文中，将参照附图通过实施例的示例以示例的方式在不限制总体发明概念的情况下描述本发明。
[0016] 图1示出了具有PCB接口的RF连接器的立体图。
[0017] 图2示出了表面安装区段的详细视图。
[0018] 图3示出了内部导体的连接方式的细节。
[0019] 图4示出了表面安装立柱的细节。
[0020] 图5示出了具有PCB接口的RF连接器的俯视图。
[0021] 图6示出了具有PCB接口的RF连接器的截面图。
[0022] 图7示出了侧视图。
[0023] 图8示出了底视图。
[0024] 图9示出了图7的放大截面图。
[0025] 在图1中，示出了具有PCB接口的RF连接器100的立体图。RF 连接器包括壳体120，该壳体120包括同轴RF连接器接口110，优选地该壳体120保持同轴RF连接器接口110或与其成为一体。
[0026] 同轴RF连接器接口110具有外部导体111和与外部导体111同轴的中央导体112。中央导体112在此处不可见，但稍后将详细示出。同轴RF连接器接口可以是任何类型的。同轴RF连接器接口可以是阳型、阴型或阴阳同体的(hermaphroditic)。
[0027] 壳体120、其优选地包括金属以及优选地具有长方体形状、还具有至少一个表面安装区段130、140，表面安装区段130、140优选地对称地布置在壳体的两个对置的侧部处。进一步优选的是表面安装区段具有侧翼的形状。表面安装区段的厚度可以小于壳体的厚度，因此需要更少的材料并提供更低的热容，这对于焊接会是有利的。上述至少一个表面安装区段包括多个表面安装立柱150。表面安装立柱布置在共同的安装平面中，使得可以将印刷电路板附接至表面安装立柱。表面安装立柱优选地具有矩形或正方形的截面，但是它们可以具有任何其他形状，例如圆形或椭圆形的截面。
[0028] 壳体120优选地具有第一侧121和出口侧122，第一侧121具有同轴RF连接器接口，出口侧122承载PCB接触区段180，出口侧122 优选地与第一侧121对置。出口侧用于使连接到中央导体112或作为中央导体112的一部分的内部导体与印刷电路板接触，这将在下文中更详细地解释。
[0029] 此外，该图示出了印刷电路板200，该印刷电路板200具有与表面安装立柱对准的多个接触焊盘230。此外，印刷电路板具有带状线220 和与带状线绝缘的至少一个(此处：两个)接地平面区段210。这些接地平面区段通过通向印刷电路板中的下部电气层的多个通孔211电连接在一起，该下部电气层在此处无法示出。该层在带状线下方(或上方)将接地平面区段连接起来。
[0030] 在图2中，示出了具有多个表面安装立柱150的表面安装区段130 (图1的区段II)的详细视图，表面安装立柱150焊接到印刷电路板 200的匹配的接触焊盘230。
[0031] 在图3中，示出了内部导体160的连接方式(图1的区段III)的细节。内部导体160经孔165离开壳体的出口侧122并可以被焊接到带状线220。为了保持内部导体160的端部区段具有最小的反射，优选地设置一个匹配块并且最优选地设置两个匹配块171、172。这些匹配块还优选地用于通过被焊接到印刷电路板的接地平面210而使壳体 120与接地平面210接触。
[0032] 在图4中，示出了表面安装立柱150的细节，其焊接在匹配的接触焊盘230上。此处，立柱和焊盘具有矩形的截面、优选地具有正方形的截面。表面安装立柱150具有第一侧长度151和第二侧长度152。接触焊盘230具有第一侧长度231和第二侧长度232。优选的是表面安装立柱的第一侧长度151比接触焊盘230的第一侧长度231小0.05mm 至0.15mm。优选的是表面安装立柱的第二侧长度152比接触焊盘230 的第二侧长度232小0.05mm至0.15mm。
[0033] 在图5中，示出了安装到印刷电路板的具有PCB接口的RF连接器100的俯视图。图5示出了接触焊盘230以及接地平面210以及带状线220。为了安置壳体，可以在印刷电路板中设置切口250。
[0034] 优选地，切口至少略大于壳体，使得在切口与壳体之间存在间隙。切口与壳体精确地匹配并保持壳体并不是必要的，因为壳体本身通过表面安装立柱精确地居中，表面安装立柱进一步相对于接触焊盘居中。这样的精确对准对于在出口侧提供内部导体与带状线的完美对准是必要的，这进一步导致高频下的最小反射。
[0035] 在图6中，示出了具有PCB接口的RF连接器的截面图。在此视图中，示出了中央导体连接方式的路径。同轴RF连接器接口的中央导体112作为内部导体160被引导穿过出口侧122处的孔165。内部导体 160与中央导体112可以成一件式。内部导体160也可以是电气地连接并且优选地机械地连接到中央导体112的线材或其他金属结构。中央导体112和/或内部导体160可以由间隔件123机械地
支撑，间隔件123 由外部导体区段125保持。在此图中，同轴RF连接器接口110由壳体 120中的
螺纹部124保持。因此，同轴RF连接器接口110可以进行更换或者可以是包括配装到同一壳体中的多个不同的连接器接口的模块化系统的一部分。
[0036] 在图7中，示出了RF连接器的侧视图。该侧视图示出了安装平面 280，在该视图中，安装平面280是限定了表面安装立柱和其他接触部件的底部以及印刷电路板200的顶侧的平面。该图还指示了位于表面安装立柱150的端部处的平坦表面154。平坦表面154位于安装平面中。还示出了匹配块171的匹配块接触表面175。该表面也位于安装平面中。
[0037] 在图8中，示出了连接器的底视图。此处，示出了平坦表面154。还示出了匹配块接触表面175。此外，示出了内部导体的接触区域162。
[0038] 图9示出了图7的放大截面图。
[0039] 附图标记列表
[0040] 100 具有PCB接口的RF连接器
[0041] 110 同轴RF连接器接口
[0042] 111 外部导体
[0043] 112 中央导体
[0044] 120 壳体
[0045] 121 壳体的同轴RF连接器接口(第一)侧
[0046] 122 壳体的出口侧
[0047] 123 间隔件
[0048] 124 螺纹部
[0049] 125 外部导体区段
[0050] 130、140 表面安装区段
[0051] 150 表面安装立柱
[0052] 151 第一侧长度
[0053] 152 第二侧长度
[0054] 154 平坦端部表面
[0055] 160 内部导体
[0056] 162 接触区域
[0057] 165 孔
[0058] 171、172 匹配块
[0059] 175 匹配块接触表面
[0060] 180 PCB接触区段
[0061] 200 印刷电路板(PCB)
[0062] 210 接地平面
[0063] 211 通孔
[0064] 220 带状线
[0065] 230 接触焊盘
[0066] 231 第一侧长度
[0067] 232 第二侧长度
[0068] 250 切口
[0069] 280 安装平面
