專利名稱：用于雷達(dá)天線裝置的具有集成的hf芯片的模塊單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)相應(yīng)的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的、用于雷達(dá)天線裝 置的模塊單元及一個(gè)聚焦部件及一個(gè)相應(yīng)的雷達(dá)天線裝置。此外本發(fā)明還 涉及根據(jù)所屬的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的用于制造這種模塊單元的方 法。
背景技術(shù)：
具有一個(gè)HF芯片的雷達(dá)天線裝置已由EP 1 121 726 Bl得知。HF芯片 具有公知的微波結(jié)構(gòu)(Mikrowellenstruktur)的形式的發(fā)射/接收元件。該裝 置還包括一個(gè)所謂的"介質(zhì)棒"("Polyrod")，即設(shè)在天線裝置的輻射路徑 中每個(gè)天線部件前面的介電輻射體或預(yù)聚焦體(聚焦部件)，例如一個(gè)棒狀 輻射器，借助它可達(dá)到介電透鏡(諧振器)的更好的照射及由此達(dá)到雷達(dá) 射束的預(yù)聚焦。
僅當(dāng)聚焦部件相對(duì)HF芯片精確地定位時(shí)才能保證這種聚焦聚元件完 好的功能，因?yàn)榧词箤?duì)理想安裝位置的很小偏差也會(huì)引起透鏡的過照射、 發(fā)射波的角度失配或在多輻射系統(tǒng)中相鄰介質(zhì)棒之間的電磁耦合的增強(qiáng)。 在那里所述的雷達(dá)天線裝置中微波導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與介質(zhì)棒下側(cè)面之間的距離借 助一個(gè)距離保持裝置可在0與0.2mm之間的范圍中自由調(diào)節(jié)。
還公知了具有集成的天線的HF芯片如通常的SMT印制電路板器件被 施加在一個(gè)桿柵上，該芯片通過壓焊絲與端子電接觸及接著將這樣施加的 芯片借助澆注材料封埋。所述的SMT (表面安裝工藝)技術(shù)公知地允許將 零部件直接焊接固定在印制電路板(PCB)上。但在這種構(gòu)件上不存在具 有諧振器的棒狀輻射器。
值得期望的是，提供一種模塊單元，在該模塊單元中可集成前述的HF 芯片，其中可滿足開始所述的對(duì)定位精確度的高要求。同時(shí)應(yīng)允許盡可能 簡(jiǎn)單地用例如所述的SMT技術(shù)或技術(shù)人員所熟悉的孔接觸技術(shù)(Lochkontakttechnik)安裝到成本低的印制電路板上。 發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的模塊單元包括一個(gè)安裝裝置或安裝接口，借助該安裝裝 置或安裝接口可使不同天線特性或輻射特性的聚焦部件簡(jiǎn)單地安裝在模塊 單元上，例如夾持或插接在模塊單元上。這具有其優(yōu)點(diǎn)，即可相對(duì)遲地在 裝配線上才確定這種雷達(dá)天線裝置的相應(yīng)應(yīng)用，即，給用于相應(yīng)的雷達(dá)天 線應(yīng)用的模塊單元安裝哪個(gè)聚焦部件。所述的安裝裝置還包括定位裝置及夾持裝置，借助它們例如可安裝一 個(gè)構(gòu)成棒狀輻射器的、具有任意輻射特性的聚焦部件的聚焦部件，該聚焦 部件具有與模塊單元適配的定位部件及夾持部件。因此根據(jù)本發(fā)明結(jié)果提供了一種雷達(dá)天線裝置，該雷達(dá)天線裝置具有 一個(gè)通用的并配設(shè)有一個(gè)或多個(gè)不同輻射特性的輻射器的模塊單元，該模 塊單元可借助簡(jiǎn)單的及成本上有利的印制電路板裝配 (Leiterplattenmontage)來制造，即類似于開頭所述的SMT構(gòu)件。具有集成的天線片的HF芯片優(yōu)選地具有用于倒裝芯片凸起的接觸 面，借助這些接觸面可使HF芯片非常簡(jiǎn)單地安裝在模塊單元上。在此情 況下這些倒裝芯片凸起可施加在芯片上或施加在芯片安裝導(dǎo)體部件土。根據(jù)第一優(yōu)選的解決方案，模塊單元由一個(gè)帶有"卡入的 (eingefliptem)" HF芯片的2-l/2-MID-SMT塑料部件在使用一個(gè)散熱器及 一個(gè)澆注材料的情況下來制造。根據(jù)本發(fā)明的模件的一個(gè)變換的制造方法 為一個(gè)柔性的印制電路板上的HF芯片的公知的倒裝芯片技術(shù)。在此情況 下具有HF芯片的印制電路板粘接到具有一個(gè)平的或僅在一個(gè)方向上彎曲 的面的塑料部件中觸點(diǎn)接觸。 一個(gè)散熱器被這樣粘接在塑料部件的相應(yīng)地 構(gòu)造的槽中，使得與HF芯片的背面形成熱接觸。最后模塊單元通過澆注 材料來完成。根據(jù)第二優(yōu)選解決方案，由一個(gè)HF芯片及一個(gè)聚焦部件(優(yōu)選為 棒狀輻射器)構(gòu)成的模塊單元被這樣地固定在一個(gè)載體件 上，優(yōu)選插入到載體中，使得HF芯片的背面與該載體件形成熱接觸。這 里該熱接觸還可通過相應(yīng)的粘接或焊接得到改善。在此情況下HF芯片則被固定在相應(yīng)地構(gòu)造的棒狀輻射器上，即優(yōu)選地被夾持在棒狀輻射器中。在該載體上同時(shí)設(shè)置一個(gè)成本低的NF印制電路板，該NF印制電路板在所 述區(qū)域中被穿孔。HF芯片觸頭與印制電路板的所需的電接觸則借助傳統(tǒng)的 NF引線鍵合(Drahtbonds)來實(shí)現(xiàn)。然后該區(qū)域被澆注，以使得由于HF 芯片與棒狀輻射器上的諧振器之間的所需距離而起先存在的自由空間被填 充。這里無SMT構(gòu)件及輻射特性一開始就由棒狀輻射器確定。在該方案中HF芯片的電觸頭不被聚焦部件(優(yōu)選為棒狀輻射器) 覆蓋，在HF芯片與棒狀輻射器之間沒有電流的連接。根據(jù)第三優(yōu)選解決方案，未經(jīng)處理的HF芯片被定位地固定在一個(gè)設(shè) 置有臺(tái)的載體件上，優(yōu)選地被粘接在該載體件上或焊接在該載體件上。在 此情況下該載體件也被用作散熱器。然后具有諧振器的棒狀輻射器在HF 芯片之上定位地被插入該載體件中，使得棒狀輻射器用其間隔保持裝置支 撐在HF芯片的接地墊(Massepads)上。該芯片借助傳統(tǒng)的引線鍵合與印 制電路板電接觸及然后被澆注。該電接觸可在安裝棒狀輻射器以前或以后 來進(jìn)行。這里不存在HF模塊，而是在電子電路內(nèi)部借助標(biāo)準(zhǔn)工藝構(gòu)成一 HF單元。根據(jù)本發(fā)明的模塊單元可在大約70-140 GHz的一個(gè)優(yōu)選頻率范圍中 工作。


以下將參照附圖借助實(shí)施例來詳細(xì)地描述本發(fā)明，由這些實(shí)施例可得 到本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點(diǎn)。附圖中相同的或功能相同的特征用相同的參 考標(biāo)號(hào)表示。附圖中分別表示圖la:—個(gè)已制造好的根據(jù)本發(fā)明的模塊單元的從斜上方看的俯視圖； 圖lb:圖1中所示模塊單元的一剖面圖；圖2a， b:根據(jù)本發(fā)明的模塊單元的斜方向的俯視圖，其中(a)為根據(jù)本發(fā)明的制造及組裝前的、即以解體圖表示的圖，及(b)為根據(jù)本發(fā)明 的組裝后的并包括一個(gè)安裝好的棒狀輻射器(聚焦部件)的圖；圖3a-c:具有裝入模塊單元前(上方)及裝入模塊單元后(下方)的三個(gè)不同的棒狀輻射器(a-c)的根據(jù)本發(fā)明的模塊單元的斜方向的俯視圖;圖4:根據(jù)本發(fā)明的帶有用于裝入HF芯片的定位支撐機(jī)構(gòu)及夾持裝置 的聚焦部件的第二實(shí)施例(見所述第二優(yōu)選方案)的斜下方視圖；圖5a-c:根據(jù)第二實(shí)施例(見所述第二優(yōu)選方案)的本發(fā)明的聚焦部 件的三個(gè)不同視圖，其中為帶有置入的HF芯片的上視圖(a)，帶有置入的 HF芯片及粘接層的下視圖(b)及安裝在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)有基座的載體部 件中并已電接觸的聚焦部件的上視圖(c);圖6a:根據(jù)第二實(shí)施例(見所述第二優(yōu)選方案)的已安裝好及已澆注 好的聚焦部件的兩個(gè)截面圖；及圖7a， b:根據(jù)第三實(shí)施例(見所述第三優(yōu)選方案)的本發(fā)明的聚焦 部件的一個(gè)實(shí)施例，其中具有一個(gè)壓在并粘接在薄片上的諧振器(a)及具 有一個(gè)直接壓在聚焦部件上的諧振器(b)。
具體實(shí)施方式
在圖la及l(fā)b與圖2a及2b中所示的、本發(fā)明的為印制電路板技術(shù)制 造的模塊單元包括一個(gè)高頻(HF)芯片100，該高頻芯片具有在圖中不可 看到的集成的天線片及具有在圖lb的截面圖中部分地可看到的倒裝芯片凸 起160及一個(gè)由金屬?zèng)_壓件構(gòu)成的散熱器105。HF芯片100及散熱器105被設(shè)置在一個(gè)基體(以下稱"載體部件") 上，該基體由用PEI (一olyeterimide)制造的塑料注塑件制成及它具有用 于這里未示出的聚焦部件(在本實(shí)施例中為一個(gè)棒狀輻射器-見圖2a及 2b中的標(biāo)號(hào)200)的確定的定位裝置115及夾持裝置120。定位裝置115與夾持裝置120與具有借助2-1/2注射成型裝置^MID) 制造的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130的、所設(shè)置的接觸引腳125機(jī)械地相連接。所有功能 部件節(jié)省平面及節(jié)省空間地相互嵌套地設(shè)置。圖2中所示的棒狀輻射器尤 其具有由電介質(zhì)制造的、預(yù)定輻射特性的聚焦部件200，其具有與基體IIO 適配的定位裝置205及夾持裝置210。聚焦部件200由一個(gè)具有向著HF芯 片100布置的"輻射器基部"217的圓錐形輻射元件215組成。在本實(shí)施例 中輻射元件215被彈性地設(shè)置在兩個(gè)向中間延伸的雙接片部件220上。在 圖2a上還可看到設(shè)置在輻射器基部中用于真空中澆注的澆注通道225。具有以公知的方式集成的天線片及所述倒裝芯片凸起的HF芯片100 首先被裝入("卡入")模塊單元的載體部件110中及由此在圖la中不可被 看到。該倒裝芯片技術(shù)本身已具有必要的良好的定位公差。除了無接觸的 HF片-諧振器過渡區(qū)外也制造完成了用于HF芯片100的接觸引腳125的所 有低頻(NF)觸頭。在此情況下在載體部件110的導(dǎo)體平面上，即HF芯 片的天線片的上面也一起制造出一個(gè)相應(yīng)的諧振器片、也就是說無附加費(fèi) 用。在散熱器105與HF芯片100的背面之間的一個(gè)接觸面上或施加焊劑 層或施加粘接劑層，例如使用已公知的分送凸模壓印技術(shù) (DispensstempeWrucktechnik)來施加。在設(shè)有相應(yīng)槽口及HF芯片100的 載體部件110中置入散熱器105并與HF芯片100的背面粘接或焊接。根據(jù)本實(shí)施例聚焦部件200這樣地固定在載體部件110上，即例如圖 2b中所示的借助夾持裝置210的夾持連接在其x，y定位精確度方面這樣來 得到改善，即夾持裝置210由設(shè)置在可運(yùn)動(dòng)的彈簧件220上的功能部件組 成。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)單元(圖la)接著從背面盡可能無氣孔地澆注以澆注材料 135，優(yōu)選地在已述的真空條件下進(jìn)行。作為澆注材料例如可考慮使用(軟) 硅膠或(硬)環(huán)氧樹脂，因?yàn)樵贖F芯片100與諧振器(例如見圖7a標(biāo)號(hào) ，00，)之間的約100pm的極小間隙中的澆注材料135的原則上存在的阻尼作用表明不具有可測(cè)出的缺點(diǎn)。此外圖lb示出的該模塊單元，為了簡(jiǎn)明起見未示出澆注材料135及未 示出HF芯片100與散熱器105之間的熱連接。變換地，模塊單元可從一個(gè)印制電路板800的下側(cè)通過印制電路板800 中的相應(yīng)開口、即借助通常的銷-孔連接被插入及接著才與其它的電子構(gòu)件 相焊接。設(shè)置在一個(gè)塑料部件上的棒狀輻射器被插到模塊單元的定位部件 中并"被夾持"。最后在載體部件110的澆注罐及澆注通道150中施加確定量的(這里 未示出的)另一澆注材料，在該載體部件上基本上對(duì)中地設(shè)置有輻射元件 215的輻射器基部217 (圖2b)。該另一澆注材料在相應(yīng)通道上的輻射元件 的基部中向上升起，以致在載體部件110與輻射元件215之間不形成氣隙。聚焦部件200的輻射特性可任意預(yù)給定。例如在圖3a-3c中給出了聚 焦部件200或優(yōu)選的錐形輻射元件215的可能的不同的構(gòu)型的例子。圖 3a-3c的各上部分圖表示安裝到載體部件110以前的各個(gè)聚焦部件200及各 下部分圖則表示安裝到載體部件110以后的聚焦部件200的相應(yīng)布置。聚 焦部件200優(yōu)選地及有利地在載體部件110安裝到印制電路板上以后借助 夾持裝置210被夾持在載體部件110上及接著在澆注罐150中澆注出輻射 器基部217。變換地，該聚焦部件也可在載體部件IIO安裝到印制電路板以 前安裝。
在圖3a-3c中所示的聚焦部件200的實(shí)施形式的區(qū)別基本上在于錐形 輻射元件215及相應(yīng)輻射器基部217的各個(gè)不同的構(gòu)型。圖3a表示帶有已 被澆注的輻射器基部217的聚焦部件200，而圖3b及3c各表示無澆注材料 的聚焦部件200。
圖3a中所示的聚焦部件200相應(yīng)于圖2a及2b中所示的構(gòu)型。在圖 3b中所示的聚焦部件200中，錐形輻射元件215的錐形走向與圖3a中所示 的走向是相反的。如由圖3b的下部分圖可更清楚看到地，錐形的輻射元件 215被構(gòu)成長(zhǎng)形伸展的?；谳椛湓?15的該結(jié)構(gòu)形式，在圖3a中的水 平接片轉(zhuǎn)型為(垂直的)柱220'。圖3c中所示的聚焦部件200的實(shí)施例具 有一個(gè)與圖3b類似的(同樣縱向伸展的)輻射元件215，但它是在一個(gè)相 對(duì)圖3b正交的方向上構(gòu)造成同樣長(zhǎng)形伸展的。此外輻射元件215被固定在 由接片220"構(gòu)成的一個(gè)六角形結(jié)構(gòu)上，這些接片又通過垂直的接片220" 過渡到夾持裝置210中。
在這些實(shí)施例中聚焦部件200包括所述的相對(duì)HF芯片100的表面面 平行地向外引出的接片220或420。在這些接片220上各具有相對(duì)小或短的、 帶有用于水平面的定位裝置的柱220'。根據(jù)圖4至7的實(shí)施方案中的接片 420實(shí)施成用于位于HF芯片表面外部的(未示出的)固定部分的彈簧。該 彈簧被這樣定尺寸，使得間隔支柱715使聚焦部件200的下側(cè)面以相對(duì)片 元件確定的小距離、例如150pm支撐在HF芯片IOO上，其中吸收了縱向 公差鏈及抑制了由軸向振動(dòng)引起的升高。在此情況下還有利的是，在HF 芯片100上間隔支柱715的下面設(shè)有導(dǎo)體面，這些導(dǎo)體面總是通過HF芯 片100中的通孔敷鍍與地相連接及由此防止了有害的靜電電荷。這里接地導(dǎo)體面被選擇得這樣地大，使得在聚焦部件200的所有位置公差的情況下
間隔支柱715的接觸面不會(huì)超出導(dǎo)體面。HF芯片100與位于外部的NF和 ZF電路的電接觸通過簡(jiǎn)單的鍵合連接500來實(shí)現(xiàn)，其中除直流供電電壓外 僅傳送低頻信號(hào)及由此印制電路板可由一種成本低的材料如"FR4"來制造。
在所述實(shí)施例中聚焦部件200的接片220的固定總是在在其上也安裝 HF芯片100的同一載體部件110上進(jìn)行。與其中載體部件由PEI制造的第 一實(shí)施例不同地，在第二及第三實(shí)施例(圖4-6及圖7)中載體部件110由 一種導(dǎo)熱良好的(優(yōu)選金屬的)材料來制造(如在第一實(shí)施例中那樣，用 于提供散熱器)，例如用Zn、 Al壓鑄金屬、Mg壓鑄金屬或鋼通過MIM技 術(shù)來制造，有利地與一個(gè)與芯片尺寸適配的臺(tái)145 —起制造。因此使原本 HF芯片IOO高成本的安裝定位轉(zhuǎn)變成載體部件110非常精確而成本低的制 造。HF芯片100被粘接或焊接在臺(tái)145上。為了可焊接HF芯片100，載 體部件110優(yōu)選在先被相應(yīng)地電鍍處理。
聚焦部件200的固定的z-和x/y-位置定位也是成本低及配合精確的， 因?yàn)榕c臺(tái)145 —起的制造可在一個(gè)機(jī)床上進(jìn)行。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中， 位置定位借助孔來實(shí)現(xiàn)，這些孔被制造得與固定用的銷精確地配合。在此 情況下這些孔及銷可被設(shè)計(jì)成彼此壓配合或間隙配合。在前一情況下這些 件在安裝時(shí)彼此壓接，而在間隙配合時(shí)彼此粘接。對(duì)此變換的一個(gè)固定方 法是己描述的使用用于聚焦部件200夾持固定裝置。
在圖7a-7b中所示的聚焦部件相應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的模塊單元的這些實(shí) 施例，在這些實(shí)施例中HF芯片100被粘接或焊接在載體部件110上及然后 將具有聚焦部件(這里為棒狀輻射器)200的塑料部件在該HF芯片之上精 確地定位及安裝在載體部件110上，其中臺(tái)145類似于圖6用于精確地定 位HF芯片100。對(duì)于成本低的Al或Mg的壓鑄部件，為了達(dá)到幾十微米 的精確度，固定孔在壓鑄制造后必須在臺(tái)邊緣上在x及y方向上被精加工。 但為了使這種精加工減至最少或甚至完全避免這種精加工，聚焦部件200 的圖4中所示的實(shí)施例除具有現(xiàn)有技術(shù)中公知的功能部件如向著HF芯片 IOO表面布置的間隔銷、彈簧、固定銷400， 405或夾持固定裝置外還附加 地具有用于接收HF芯片100的x-y-定位支撐機(jī)構(gòu)410， 415，借助這些定 位支撐機(jī)構(gòu)可使聚焦部件200相對(duì)HF芯片100的四個(gè)側(cè)面精確定位。在此情況下聚焦部件200的幾何結(jié)構(gòu)被這樣地設(shè)計(jì)，使得HF芯片100上面 用于電接觸所需的面可被自由觸及。
在上述實(shí)施例中，盡管其安裝相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)更簡(jiǎn)單及成本上更有利， 但是基于優(yōu)選在77GHz至122GHz范圍中的雷達(dá)波的頻率范圍所需的部件 的高機(jī)械精確度仍被達(dá)到。并且有利的是，取消了載體部件上臺(tái)145的所 述邊緣精加工。
當(dāng)該載體部件有利地借助Zn壓鑄技術(shù)或MIM技術(shù)制造時(shí)，可完全取 消金屬載體部件110的機(jī)械的精加工。因?yàn)橛眠@兩種方法制造的部件已經(jīng) 具有所要求的小的制造公差。
根據(jù)圖4中所示的實(shí)施例，首先HF芯片100被粘接到聚焦部件200 中或借助圖4中所示的定位支撐機(jī)構(gòu)410， 415被夾持住。在此情況下所述 定位支撐機(jī)構(gòu)410， 415可在兩個(gè)方向(x方向及y方向)的至少一個(gè)方向 上構(gòu)造成夾，然后它們可用于夾持固定。如果棄用夾持固定，其中HF芯 片100相對(duì)諧振器的位置公差仍足夠地好，則可在聚焦部件200或HF芯 片100的適當(dāng)位置上施加少量的粘接劑，以便使HF芯片100不可脫落地 被固定。間隔支柱715在此是有利的，借助這些間隔支柱，不用附加花費(fèi) 可達(dá)到諧振器700到HF芯片100表面上的天線部件的精確距離。
設(shè)置在彈簧420的相應(yīng)端部上的定位銷405可被設(shè)計(jì)成間隙配合，使 得在安裝后在聚焦部件200與載體部件110之間不會(huì)產(chǎn)生深度限制 (Tiefenanschlag)。除定位銷405以夕卜，還有至少另一個(gè)設(shè)置在一個(gè)與定位 銷405分開的彈簧420上的銷400 ("夾銷")。在載體部件110中設(shè)有相應(yīng) 的(未示出的)配合孔("夾孔")。在此情況下夾銷400的軸線與所屬夾孔 的軸線這樣錯(cuò)開地布置，使得在安裝后，夾銷400連同彈簧420變形及鉤 在夾孔的棱邊相對(duì)銳利地構(gòu)造的下側(cè)上并由此使聚焦部件200可靠地固定 在載體部件110上。
為了簡(jiǎn)化相應(yīng)的聚焦部件200的安裝，夾銷400、定位銷405及夾孔 在本實(shí)施例中彼此設(shè)有一個(gè)用于載體部件的相應(yīng)的夾持止擋425。夾銷400 的長(zhǎng)度被這樣選擇，使得夾銷400端部上向著彈簧420布置的面425與載 體部件110的面相接觸。借助該安裝止擋將保證彈簧420不會(huì)被過度拉 伸及以后當(dāng)將模塊單元安裝在載體部件110中時(shí)HF芯片100仍用其背面靠觸在載體部件110的臺(tái)145上，該臺(tái)也構(gòu)成散熱器。定位銷405優(yōu)選被作 成這樣長(zhǎng)，使得在安裝夾銷400時(shí)這些定位銷可自動(dòng)地被導(dǎo)入載體部件110 的相應(yīng)夾孔中。各個(gè)定位銷405和/或其彈簧420被設(shè)計(jì)得比相應(yīng)的夾銷400 及其彈簧420更強(qiáng)健，由此保證定位功能與夾持功能的去耦合 (Entkopplung )。
在完全安裝后，如上所述地，載體部件110被澆注。在載體部件110 的背面設(shè)有澆注止檔(Vergussstopp) 600。在該實(shí)施例中在聚焦部件200 與載體部件110之間可取消上述粘接劑。臺(tái)145及定位銷405以及夾孔的 所述的所需的機(jī)械加工也可有利地從同一側(cè)、即不用轉(zhuǎn)動(dòng)載體部件110地 來進(jìn)行。視載體部件110的制造方法而定也可完全取消機(jī)械的精加工。
在圖4所示的構(gòu)型中在每個(gè)定位銷405旁邊各設(shè)置兩個(gè)夾銷400而不 是上述的至少一個(gè)夾銷400。由此在聚焦部件上及在HF芯片上得到對(duì)稱的 力分布。
上述HF芯片具有一個(gè)自身的天線結(jié)構(gòu)，也就是說由HF芯片提供的高 頻信號(hào)不是通過所述鍵合或所述倒裝芯片技術(shù)引導(dǎo)到設(shè)置在所述印制電路 板上的分配網(wǎng)絡(luò)(Verteilnetzwerk)上。即使采用了昂貴的及費(fèi)事的鍵合， 通常在所述的頻率范圍中將得到愈來愈差的特性。例如一種特殊實(shí)施的鍵 合方案在77GHz時(shí)還夠用，而在122GHz時(shí)根本不能使用，因?yàn)樾盘?hào)由于 鍵合實(shí)際上完全被反射。因此印制電路板可由成本低的傳統(tǒng)材料(FR4)來 制造。
在所有實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的模塊單元都具有一個(gè)布置在HF芯片 100以上確定距離上的第二諧振器片700 (在圖2b， 4， 7a及7b中可看到 的中間的矩形)，該第二諧振器片設(shè)置在一個(gè)介電襯底上、例如具有銅導(dǎo)體 層的Kapton薄片730上。襯底還在其下側(cè)面上與一個(gè)也包括一聚焦部件200 的、適合的載體部件固定地連接，例如粘接。在此情況下薄片730具有相 應(yīng)的定位孔740，這些孔與聚焦部件200的間隔支柱715相對(duì)應(yīng)。
變換地，第二諧振器片也可直接地設(shè)置在載體部件110的下側(cè)面上或 被施加在那里。在所述塑料注塑件上厚度"OjLim的所需薄導(dǎo)體層的施加可 借助公知的方法如已述的3D-MID方法來實(shí)施，這些方法例如包括熱壓技 術(shù)(Heifipragetechnik)及膠頭套印技術(shù)(Tampoprinttechnik)兩種方法。圖5a-5c表示聚焦部件200的圖4中所示的實(shí)施例的不同視圖，圖5a 表示帶有已置入的HF芯片100的斜上方視圖，圖5b表示帶有已置入的HF 芯片100的斜下方視圖。圖5c表示安裝好的組件、聚焦部件200及HF芯 片100的俯視圖。在圖5c中還可看到HF芯片到印制電路板的焊線500的 布置。因?yàn)镠F芯片100被粘接在載體部件110上，在置入HF芯片100后 或在HF芯片100的背面夾持住該HF芯片后，即可施加所述粘接劑，使得 該粘接劑同時(shí)潤(rùn)濕定位支撐機(jī)構(gòu)410， 415及由此使HF芯片100不可松脫 地定位在聚焦部件200中。在該實(shí)施例中，無論HF芯片100還是聚焦部 件200被一起固定在載體部件110上。用于HF芯片100的粘接劑也可變換 地在先施加到當(dāng)前的金屬臺(tái)145上。在用間隙配合固定及由此在聚焦部件 200與載體部件110需要粘接劑的情況下，可在安裝前將粘接劑或施加在聚 焦部件200上或施加在載體部件110上。在載體部件110、聚焦部件200、 HF芯片100之間的以及HF芯片上的焊線500的腳直到印制電路板800的 上邊緣的平面之間的充滿空氣的空間被填充以澆注材料。
圖6a及6b表示圖5a中所示的、已安裝在載體部件110上的聚焦部件 200的兩個(gè)正交截面圖，其中圖6a表示沿圖5c中所示的兩個(gè)平行地錯(cuò)開的 截面軸線'A'與<B'的一個(gè)階梯截面，圖6b表示沿圖5c中所示的截面 軸線'C'的一個(gè)截面。在兩個(gè)圖6a及6b中標(biāo)號(hào)110指示一個(gè)散熱器，標(biāo) 號(hào)600指示一個(gè)殼體底部、另一印制電路板或具有澆注止檔功能的外加部 件。在圖6a所示的圖中尤其是可看到HF芯片100的接觸引腳500及彈簧 420與夾銷400與定位銷405的側(cè)面曲線。
在一個(gè)安裝步驟中，聚焦部件200在一個(gè)圖6a及6b中所示的載體部 件110的上側(cè)面上借助兩個(gè)定位銷405插入到相應(yīng)設(shè)置的定位孔中。然后 通過接觸引腳(焊線)500進(jìn)行HF芯片100與印制電路板800的電接觸。 接著如上所述地對(duì)充滿空氣的空間填充以澆注材料135。
最后，圖7a及7b表示聚焦部件200的兩個(gè)實(shí)施例，其中一個(gè)諧振器 700被定位在一個(gè)還未裝入的HF芯片100的上面。在根據(jù)圖7a的實(shí)施例 中位于一個(gè)單獨(dú)的載體薄片730上的諧振器700被粘接在聚焦部件200中。 確定到HF芯片100的預(yù)給定距離的四個(gè)間隔支柱715通過定位孔(通孔) 740同時(shí)構(gòu)成用于薄片730及諧振器700的x-、 y-定位銷。圖7b表示一個(gè)實(shí)施例，其中諧振器700被直接地壓在聚焦部件200 上。在兩個(gè)相對(duì)輻射元件215對(duì)稱布置的及構(gòu)成彈簧的接片420的端部設(shè) 置有柱705、 710，這些柱各由一個(gè)帶有一個(gè)從上方開的不可見的孔720的 基件710及一個(gè)從下方噴鑄或裝配的夾銷或配合銷705組成。聚焦部件200 在(未示出的)帶有組裝好的HF芯片100的載體部件110中的固定借助所 述的配合銷705借助位于其上的孔及用于安裝工具的、構(gòu)造在基件710上 側(cè)面上的平面來實(shí)現(xiàn)。
彈簧420具有純安裝功能。由此保證間隔支柱715在澆注前靠觸在HF 芯片上。然后澆注材料使整個(gè)單元嵌入，故不再需要彈簧保持力。在圖7b 中彈簧臂420很大程度地被嵌入。通過該嵌入尤其抑制了機(jī)械振動(dòng)，否則 該機(jī)械振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致棒狀諧振器200上及HF芯片100的表面上不期望的力。
權(quán)利要求
1.用于雷達(dá)天線裝置的模塊單元，具有一集成的HF芯片(100)，該HF芯片具有至少一個(gè)具有微波結(jié)構(gòu)的天線部件；一在該雷達(dá)天線裝置的輻射路徑中設(shè)置在所述至少一個(gè)天線部件前面的聚焦部件(200)，借助該聚焦部件達(dá)到所述HF芯片(100)的增強(qiáng)的輻射，其特征在于一安裝裝置(115，120)，借助該安裝裝置可將不同天線特性的聚焦部件(200)安裝到所述模塊單元上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的模塊單元，其特征在于在所述雷達(dá)天線裝置輻射 路徑中在所述HF芯片(100)與所述聚焦部件(200)之間設(shè)有一諧振器(700)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的模塊單元，其特征在于所述聚焦部件(200) 和/或一諧振器載體件(730)由電介質(zhì)制成。
4. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于所述聚焦部件 (200)由一具有任意天線特性的棒狀輻射器構(gòu)成。
5. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于所述安裝裝置由 一些機(jī)械的固定機(jī)構(gòu)(120)構(gòu)成，借助它們可將所述聚焦部件(200)禾口/ 或所述HF芯片(100)優(yōu)選可拆卸地與所述模塊單元相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的模塊單元，其特征在于所述固定機(jī)構(gòu)(120)由 夾持裝置、插接裝置或類似的裝置構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的模塊單元，其特征在于附加地設(shè)置有一些定位裝 置(115)，借助它們可使所述聚焦部件(200)以所需的精確度安裝到模塊 單元上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的模塊單元，其特征在于所述定位裝置(115)由 夾持裝置、插接裝置或類似的裝置構(gòu)成。
9. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于所述HF芯片 (100)具有一些倒裝芯片凸起，借助這些倒裝芯片凸起可將所述HF芯片 (100)安裝到所述模塊單元中。
10. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于該模塊單元由一具有卡入的HF芯片的2-l/2-MID-SMT塑料部件構(gòu)成。
11. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于一載體部件 (110)，它由一種導(dǎo)熱的材料來制造，優(yōu)選由Zn-、 Al-或Mg壓鑄金屬或由具有小的熱的線膨脹率的金屬來制造，其中所述載體部件(110)通過 MID技術(shù)(金屬注射裝置"Metall-Injected-Devices")來制造。
12. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于一與所述HF芯 片(100)的尺寸適配的臺(tái)(145)，該臺(tái)作為安裝所述HF芯片(100)時(shí) 的安裝輔助裝置。
13. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于所述固定機(jī)構(gòu) (120)和/或所述定位裝置(115)配設(shè)有至少一個(gè)夾止擋(425)。
14. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于所述固定機(jī)構(gòu) (120)總是被雙重地設(shè)置，以保證在所述聚焦部件(200)上及在所述HF芯片(100)上的對(duì)稱的力分布。
15. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于一相對(duì)所述HF 芯片(100)以預(yù)定距離布置的第二諧振器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的模塊單元，其特征在于所述第二諧振器被施加 在一介電襯底上。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的模塊單元，其特征在于所述介電襯底與一介電 載體部件相連接，該載體部件也包括一聚焦部件(200)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的模塊單元，其特征在于所述第二諧振器直接設(shè) 置在所述介電載體部件(110)的下側(cè)面上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的模塊單元，其特征在于帶有諧振器(700)的 所述介電襯底通過優(yōu)選四個(gè)間隔保持裝置(715)相對(duì)HF芯片(100)定 位。
20. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于所述聚焦部件 (200)借助一彈簧來保持，該彈簧被埋入到一澆注材料(135)中。
21. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元，其特征在于所有構(gòu)件及功 能部件節(jié)省平面及節(jié)省空間地相互嵌套地布置。
22. 用在根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的模塊單元中的聚焦部件(200)，其 特征在于一安裝裝置(115， 120)，借助該安裝裝置可將該聚焦部件安裝到該模塊單元上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22的聚焦部件，其特征在于所述安裝裝置由一些固定機(jī)構(gòu)(120)構(gòu)成，借助這些固定機(jī)構(gòu)可將所述聚焦部件(200)可拆卸地與所述模塊單元相連接。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的聚焦部件，其特征在于所述固定機(jī)構(gòu)(120) 由夾持裝置、插接裝置或類似的裝置構(gòu)成。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23或24的聚焦部件，其特征在于一些定位裝置(115)， 借助這些定位裝置可使所述聚焦部件(200)以所需的精確度安裝在所述模 塊單元上。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22至25中一項(xiàng)的聚焦部件，其特征在于該聚焦部 件由電介質(zhì)制造。
27. 根據(jù)權(quán)利要求22至26中一項(xiàng)的聚焦部件，其特征在于該聚焦部件被構(gòu)造成具有任意天線特性的棒狀輻射器。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27的聚焦部件，其特征在于不同的聚焦部件(200) 的區(qū)別在于錐形輻射元件(215)及輻射器基部(217)的不同的空間的構(gòu) 型。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28的聚焦部件，其特征在于:所述錐形輻射元件(215) 長(zhǎng)形伸展地構(gòu)成。
30. 具有一集成的HF芯片的雷達(dá)天線裝置，其特征在于一根據(jù)權(quán)利要 求1至21中一項(xiàng)的模塊單元和/或一根據(jù)權(quán)利要求22至29中一項(xiàng)的聚焦 部件。
31. 用于制造用于雷達(dá)天線裝置的、具有一集成的HF芯片的、根據(jù)權(quán) 利要求1至21中一項(xiàng)的模塊單元的方法，其特征在于所述聚焦部件(200) 借助所述安裝裝置(115， 120)被安裝到所述模塊單元上。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述模塊單元的一介電的載 體部件(110)借助至少兩個(gè)定位銷(140)被固定在印制電路板的上側(cè)面 上。
33. 根據(jù)權(quán)利要求11， 32或33的方法，其特征在于在載體部件(IIO) 中置入接觸引腳(125)及導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(130)，該載體部件通過2-1/2注射成 型裝置(=MID)來制造。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其特征在于所述諧振器(700)與所述 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(130) —起制造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于雷達(dá)天線裝置的具有集成的HF芯片(100)的模塊單元，該HF芯片具有至少一個(gè)具有微波結(jié)構(gòu)的天線部件，該模塊單元具有一在該雷達(dá)天線裝置的輻射路徑中設(shè)置在所述至少一個(gè)天線部件前面的聚焦部件(200)，借助該聚焦部件可達(dá)到所述HF芯片(100)的增強(qiáng)的輻射，該模塊單元尤其具有一安裝裝置(115，120)，借助該安裝裝置可將不同天線特性的聚焦部件(200)安裝到所述模塊單元上。所述安裝裝置優(yōu)選由如夾持裝置、插接裝置或類似的裝置那樣的固定機(jī)構(gòu)(120)構(gòu)成?？梢愿郊拥卦O(shè)置定位裝置(115)，借助它們可使所述聚焦部件(200)以所需的精確度安裝到模塊單元上。
文檔編號(hào)H01Q13/24GK101317102SQ200680044872
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2006年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者E·施密特, H·伊里翁, H-O·羅斯, J·哈施 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司