ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА ДЛЯ РАДИОЛОКАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ С ВОЛНОВОДНЫМ ВВОДОМ Российский патент 2021 года по МПК H05K1/00 G01S13/02 G01F23/28 

Ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет европейской патентной заявки № 17 205 156.7, поданной 4 декабря 2017, которая в полном объеме включена в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к измерению уровней заполнения, например, в резервуарах. В частности, настоящее изобретение относится к печатной плате для основанного на микроволнах или основанного на радиолокации устройства измерения уровня заполнения с вводом микроволн в волновод.

Предшествующий уровень техники

Известные устройства измерения уровня заполнения используют все в возрастающей мере принципы, которые основаны на распространении электромагнитных волн и используют режим отражения и режим времени распространения этих волн для определения уровней заполнения. При этом высокочастотная электромагнитная волна, например, микроволновый импульс излучается от устройства измерения уровня заполнения в направлении поверхности заполняющего материала в резервуаре, отражается от этой поверхности, и на основе времен распространения отраженного микроволнового сигнала вычисляется уровень заполнения. Посредством технических дальнейших разработок, особенно электроники и технологии полупроводников, в измерениях уровня заполнения все больше используются также более высокие частоты в верхнем двузначном гигагерцовом диапазоне. Ввиду высоких частот и следующих отсюда физических свойств распространения волн, возрастают требования особенно к высокочастотным компонентам таких устройств измерения уровня заполнения. При этом на печатной плате часто реализуется высокочастотный конструктивный узел, который содержит электронику для генерации микроволновых импульсов, а также антенную технику.

Одна возможность направлять сгенерированные высокочастотные колебания, например, к внешней антенне состоит в подключении волновода. Такие волноводы могут использоваться в применяемом частотном диапазоне предпочтительно для микроволновых сигналов. Особую проблему вызывает волноводный переход, то есть излучение электромагнитной волны от проводника (например, на печатной плате) внутрь волновода и обратно. Этот проводник может быть выполнен, например, как микрополосковая линия, концы которой выступают в волновод. Волноводы могут, например, выполняться как воздушные волноводы.

При этом, чтобы достичь хороших характеристик потерь и согласования, могут потребоваться особые технические меры предосторожности. Так, например, волновод на своем конце для ввода сигнала с малыми потерями или без потерь должен иметь резонатор, у которого размер, диаметр и геометрическое выполнение минимизируют потери в диапазоне применяемых частот. Одновременно является желательным уменьшать размер конструктивных узлов и упрощать структуру при одновременно высоком качестве. Технический подход к решению может состоять в том, чтобы по возможности интегрировать различные функции и получать экономичные конструктивные узлы. Так, например, из ЕР 1 949 491 В1 известен волноводный переход, при котором резонатор волновода интегрирован в печатную плату.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Приведенные далее формы выполнения могут повысить механическую стабильность и электромагнитную надежность и точность основанного на радиолокации или основанного на микроволнах устройства измерения уровня заполнения. По меньшей мере некоторые из описанных ниже форм выполнения основаны на следующих идеях: в известных до настоящего времени решениях, требуется резонатор, который часто выполнен в объемной форме. Одновременно существует необходимость располагать такой резонатор пространственно непосредственно на конце волновода, чтобы реализовать без потерь или с малыми потерями завершение волновода. Если теперь волновод обычным образом подводят под углом 90° к печатной плате, то возникает необходимость заделывать резонатор в направлении подложки печатной платы. Согласно предшествующему уровню техники это реализуется, например, посредством того, что углубление или фрезерование вводится в слой подложки печатной платы в удлинении волновода, которое затем, чтобы избежать загрязнений, чаще всего должно закрываться покрытием из HF-подложки или пластиковой крышкой. Это может иметь недостатки в аспекте электрических, электромагнитных и механических свойств печатной платы.

В качестве решения для этого предлагается печатная плата радиолокационного устройства измерения уровня заполнения, которая имеет непроводящую плоскую подложку печатной платы в качестве несущего материала. Наряду с функцией механической стабилизации и несущей функцией, подложка печатной платы выполнена изолирующей для применяемого частотного диапазона электромагнитных волн. Это может быть, например, так называемая HF-подложка. На подложке печатной платы размещен микроволновый проводник для ввода микроволнового сигнала в волновод. Он может быть выполнен как микрополосковый проводник. В одном примере он размещен на поверхности подложки печатной платы. В другом примере микроволновый проводник проходит по меньшей мере частично внутри подложки печатной платы.

На передней стороне подложки печатной платы размещена окружная, то есть кольцеообразная, например круглая или многоугольная, соединительная область для позиционирования торцевого конца волновода. В большинстве случаев, подложка печатной платы выполнена, например, как несущая плата или основная плата, причем часто речь идет о слоистой структуре из HF-подложки и основного носителя (например, FR4). Посредством этого плоскостного выполнения может быть определена передняя сторона, которая может иметь, например, конструктивные элементы. Соответственно, задняя сторона или нижняя сторона часто предусмотрена для выполнения контактов и выводов.

Под кольцеобразной соединительной областью, другими словами, понимается область на передней стороне подложки печатной платы, которая, например, непосредственно приводится в контакт с волноводом или со стенкой волновода или позволяет осуществлять соответствующее механическое позиционирование. Под кольцевой формой здесь следует понимать, что эта область, по меньшей мере частично, в своей обобщенной форме согласуется с формой поперечного сечения волновода. Если форма поперечного сечения волновода соответствует, например, круговой форме, то соединительная область также выполняется примерно в круговой форме.

В одном примере соединительная область выполнена прямоугольной, чтобы позиционировать волновод с прямоугольным поперечным сечением. Волновод может закрепляться посредством соответствующих механических средств или также в комбинации с электрическим контактированием. Для этого волновод может, например, приклеиваться, привинчиваться или припаиваться к соединительной области.

Один конец микроволнового проводника выступает в соединительную область, так что микроволновые сигналы могут переходить от микроволнового проводника волновод и обратно. В одном примере конец микроволнового проводника находится примерно в середине поперечного сечения волновода. Иными словами, конец микроволнового проводника функционирует как антенна, которая излучает микроволновые сигналы в волновод и принимает из него. В этом примере микроволновый проводник проводится внутри подложки печатной платы, за счет чего изготовление отдельной выемки для изолированного ввода микроволнового проводника на конце волновода может быть излишним.

На задней стороне подложки печатной платы напротив кольцеобразной соединительной области расположено, например, соответствующее площади сечения волновода кольцеобразное окружное углубление в направлении волновода. В принципе, площадь поперечного сечения соединительной области по сравнению с площадью поперечного сечения волновода может образовывать ступеньку, так как задняя область заполнена диэлектриком и, таким образом, могла бы быть меньше.

Иными словами, углубление на задней стороне подложки печатной платы проходит напротив области, где стенка волновода граничит с передней стороной подложки печатной платы. Целью здесь должно быть уменьшить расстояние между плоскостью задней стороны подложки печатной платы и волноводом. Это должно происходить через максимально возможную область стенки волновода, в идеальном случае через его всю область. Возникающая за счет этого структура образует примерно горшкообразную форму, которая в конечном счете образует форму резонатора или объемный резонатор. Иными словами, здесь, в отличие от известных решений, создается геометрическая форма резонатора как негативная форма или инверсно, то есть на обратной стороне подложки печатной платы.

Углубление не должно обязательно иметь замкнутую форму, а возможны также самые различные формы, такие как пазы, бороздки, щели и подобное. И здесь не является обязательно необходимым реализовывать замкнутую кольцевую форму, а углубление может состоять, согласно одному примеру, из нескольких частичных элементов, частичных дуг или комбинации из различных форм. В одном примере, углубление выполнено как открытая круговая дуга или также как открытая прямоугольная форма.

Область задней стороны подложки печатной платы от стенки углубления и окруженная углублением имеет покрытие, отражающее микроволны, так что они совместно образуют резонатор для введенных микроволновых сигналов. Иными словами, за счет углубления и окруженной этим углублением области образуется примерно горшкообразная форма, то есть так называемый объемный резонатор в качестве электромагнитного завершения волновода. Вместе с отражающим покрытием, за счет геометрической формы и размеров, получается резонанс в релевантном частотном диапазоне. В одном примере покрытие в углублении и покрытие в окруженной углублением области связаны между собой. В другом примере покрытие в углубление и покрытие в окруженной области отделены друг от друга.

В одной форме выполнения отражающее покрытие выполнено как металлическое покрытие. Металлические покрытия могут изготавливаться из различных материалов, предпочтительно из хорошо проводящего металла, чтобы обеспечить достижение электромагнитного и отражающего эффекта. Преимуществом металлического покрытия может быть хорошая контактируемость и стабильность. В другой форме выполнения в области углубления размещены сквозные соединения между передней стороной и металлическим покрытием, так что металлическое покрытие может электрически соединяться с волноводом. Иными словами, устанавливается электрическое соединение между объемным резонатором и, например, выполненной металлической стенкой волновода.

Через сквозные соединения может создаваться электрическое соединение на соответствующей другой стороне подложки печатной платы. При этом посредством сквозных соединений, выполненных как электропроводные и металлизированные отверстия (каналы), может одновременно поддерживаться стабильность подложки печатной платы и одновременно достигаться достаточное качество электрического соединения. На передней стороне может создаваться соединение между сквозными соединениями и волноводом, например, посредством соединений сварки или соединений пайки.

В одной форме выполнения расстояние между двумя соседними сквозными соединениями меньше, чем четверть длины волны микроволн. Это может предпочтительным образом препятствовать распространению микроволн из внутренней области волновода или внутренней области соединительной области в область вне волновода. Так сказать, соответствующие расположенные по соседству сквозные соединения действуют совместно в электромагнитном смысле как преграда для прохождения микроволн.

В одной форме выполнения окруженная углублением область обратной стороны является пониженной (заглублена) в направлении передней стороны. Например, это может осуществляться посредством механической обработки (удаления слоя материала) этой области. Тем самым уменьшается расстояние этой области с отражающим микроволны покрытием от волновода. За счет степени снижения может, например, осуществляться электромагнитная настройка объемного резонатора на применяемые частоты. В другой форме выполнения углубление и/или окруженная углублением область заполнена полимером. Это может иметь преимущество, состоящее в том, что за счет заливки может быть восстановлена первоначальная толщина подложки печатной платы, и, таким образом, может достигаться повышенная механическая стабильность всей подложки печатной платы и печатной платы. Без заполнения, объемный резонатор может механически поддерживаться оставшимся слоем печатной платы. То, является ли это практичным, решает, например, степень углубления.

Понижение области, которая окружена углублением, может, таким образом, дополнительно обеспечивать возможность расположения слоя из полимера в области удаленного материала и, таким образом, создавать стабильность в соединении с помещенным в углубление полимером. В одном примере заполнение полимером осуществляется таким образом, что вновь создается первоначальная форма поверхности задней стороны подложки печатной платы.

В одной форме выполнения соединительная область и углубление выполнены прямоугольными. Это может иметь преимущество, состоящее в том, что можно от волноводов круговой формы или кольцевой формы переходить к волноводам с поперечным сечением прямоугольной формы. Соответственно, в другой форме выполнения предложено выполнение круговой формы этой соединительной области и углубления. При этом, согласно другой форме выполнения, печатная плата может иметь несколько проводящих уровней, которые могут быть выполнены, например, из меди.

Согласно другой форме выполнения, печатная плата выполнена как матрица контактных площадок (Land Grid Array) или матрица шариковых выводов (Ball Grid Array). Это может, например, означать, что контактные площадки предусмотрены на задней стороне подложки печатной платы для контактирования с другими компонентами и группами компонентов. Это может предпочтительным образом обеспечивать возможность выполнения печатной платы по SMD-способу. Согласно одному примеру, выводы печатной платы или подложки печатной платы выведены на заднюю сторону подложки печатной платы и подключены к контактным площадкам. Они могут соединять, например, через соединения пайкой дальнейшие группы компонентов.

Согласно другой форме выполнения, печатная плата имеет несколько проводящих уровней.

Согласно другому примеру, подложка печатной платы окружена пластиком. Этот пластик может предпочтительным образом выполнять функции корпуса и одновременно обеспечивать достижение стабильности и малых габаритов. Согласно другому примеру, подложка печатной платы таким образом окружена пластиком, что оставляет соединительную область. За счет этого может достигаться то, что, несмотря на окружающий пластик, обеспечивается возможность электрического контакта и механического контакта волновода с сквозными соединениями или с подложкой печатной платы.

Согласно одной форме выполнения, печатная плата имеет на передней стороне подложки печатной платы второе углубление для позиционирования высокочастотного чипа (HF-чипа), причем микроволновый проводник проходит между вторым углублением и соединительной областью. В этом втором углублении размещается полупроводниковый чип и затем закрывается так называемой каплей смолы (защитным покрытием кристалла) или крышкой.

За счет проведения микроволнового проводника на или внутри подложки печатной платы во внутреннюю область волновода эта компоновка хорошо подходит для того, чтобы микроволновые сигналы передавать от HF-чипа в волновод.

Второе углубление, пространственно расположенное, например, в непосредственной близости от соединительной области, может, предпочтительным образом, при малых потерях и компактной механической реализации служить для того, чтобы печатная плата одновременно могла реализовать генерацию высокочастотных электромагнитных сигналов, а также обработку принятых HF-сигналов в качестве функционального блока. Это может иметь преимущество, состоящее в том, что технически чувствительные высокочастотные компоненты могут компактно и замкнутым образом быть объединены в одной группе компонентов и, тем самым, могут в значительной степени быть независимыми от внешних влияний. Согласно одному примеру, HF-чип может также и без второго углубления располагаться на подложке печатной платы. Согласно форме выполнения, второе углубление заполнено полимером. Это может предпочтительным образом служить механической стабильности и защите от влияний окружающей среды.

Согласно другому аспекту, предложен способ создания резонатора для микроволн на печатной плате. Этот способ содержит сначала этап предоставления непроводящей плоской подложки печатной платы. На следующем этапе на задней стороне этой подложки печатной платы формируют окружное углубление кольцевой формы. Оно может, согласно одному примеру, состоять из нескольких частичных элементов, но предпочтительным образом также может быть выполнено как замкнутое кольцо. Затем выполняют нанесение отражающего микроволны покрытия на стенки углубления и на окруженную углублением область задней стороны подложки печатной платы. Это может представлять собой металлический слой, причем из уровня техники известны различные способы нанесения металлических слоев на поверхности подложек печатной платы. В одном примере только одна частичная поверхность стенки и/или одна частичная поверхность области, окруженной углублением, снабжена металлическим или по меньшей мере отражающим покрытием.

На следующем этапе осуществляют изготовление сквозных соединений между передней стороной подложки печатной платы и отражающим покрытием в углублении, причем сквозные соединения размещены таким образом на передней стороне, что торцевая сторона волновода может электрически соединяться с сквозными соединениями. Эти сквозные соединения могут, например, выполняться как трубчатые отверстия с последующей металлизацией. В одной форме выполнения способа, формирование углубления дополнительно содержит обработку удаления слоя материала подложки печатной платы для заглубления области, окруженной углублением, направлении передней стороны. За счет этого может, например, создаваться окончательная форма и размеры объемного резонатора, например, в ходе электромагнитной настройки. Это может осуществляться, согласно одному примеру, также путем согласования формы и величины углубления на задней стороне подложки печатной платы.

В одной форме выполнения способа, формирование углубления и/или окружающей области осуществляют путем фрезерования. Этот способ может иметь преимущества по эффективности при одновременном предпочтительно более точном формировании желательной формы при преобладающих здесь малых размерах.

Согласно другой форме выполнения способа, осуществляют заполнение углубления и/или включенной в углубление области полимером. Для этого можно, например, нагретый и жидкий полимер способом литья или способом экструзии, например, посредством метода заполнения контактных отверстий, наносить на подложку печатной платы и, таким образом, выравнивать углубленные или отфрезерованные области. Преимуществом здесь является улучшенная стабильность, так как ожидаемых мест разрыва из-за более тонких мест можно избежать, и одновременно полимер может обеспечить механически стабильное и длительное соединение с подложкой печатной платы.

Понятно, что признаки способа, как описано выше и далее, также могут быть признаками печатной платы и наоборот.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее примеры выполнения описаны более подробно со ссылками на чертежи. Ни описание, ни чертежи не должны пониматься как ограничивающие изобретение.

Фиг. 1 показывает частичную область печатной платы в поперечном сечении.

Фиг. 2 показывает пространственное представление в сечении печатной платы с волноводом.

Фиг. 3 показывает печатную плату с несколькими проводящими уровнями и вторым углублением.

Фиг. 4 показывает печатную плату в упрощенном выполнении без проводящих уровней.

Фиг. 5 показывает заднюю сторону печатной платы с окружным углублением круговой формы и сквозными соединениями.

Фиг. 6 показывает переднюю сторону печатной платы с пластиковым корпусом и вырезанной областью для волновода.

Фиг. 7 показывает способ создания резонатора для микроволн на печатной плате.

Чертежи являются только схематичными и представлены не в масштабе. В основном, идентичные элементы снабжены одинаковыми ссылочными позициями.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

Фиг. 1 показывает частичную область печатной платы 10 для присоединения волновода 14. На подложке 12 печатной платы размещен микроволновый проводник 16. В показанном здесь примере микроволновый проводник 16 проходит по поверхности подложки 12 печатной платы, здесь на передней стороне 18. Согласно одному (здесь не показанному) примеру, микроволновый проводник 16 вводится внутрь подложки 12 печатной платы. Это имеет преимущество, состоящее в том, что, в противоположность представлению на фиг. 1, не требуется никакое дополнительное разделение или укорачивание волновода 14 с целью изоляции в этом месте, а волновод 14 может иметь окружное планарное или плоское завершение, что обеспечивает преимущество более простого изготовления (например, отрезанием).

Подложка 12 печатной платы изготовлена из HF-нейтрального или изолирующего для высоких частот соответствующего диапазона материала, например, LCP или PTFE-подложки различных производителей. Внутри подложки 12 печатной платы размещено несколько проводящих уровней 20, чтобы образовать соответствующие электрические соединения электронной схемы. Соединительная область 22 описывает область на передней стороне 18 подложки 12 печатной платы, напротив которой располагается волновод 14 или где волновод 14 соединен с подложкой 12 печатной платы. Эта соединительная область 22 выполнена кольцеобразной, так что она может позиционировать торцевой конец 26 волновода 14. Согласно одному примеру, соединительная область 22 выполнена прямоугольной. Тем самым возможно подсоединение также выполненного прямоугольным волновода 14. При этом следует отметить, что возможны различные формы поперечного сечения волноводов 14 и соединительных областей 22, причем целесообразно, чтобы стенки волновода 14 и соединительная область 22 перекрывались или непосредственно располагались напротив друг друга.

Конец микроволнового проводника 24 выступает в соединительную область 22, так что микроволновые сигналы от микроволнового проводника 16 или через конец микроволнового проводника 24 могут передаваться в волновод 14 и наоборот. Иными словами, конец 24 микроволнового проводника 16 действует как приемопередающая антенна, которая излучает микроволновые сигналы в волновод 14 и может принимать из волновода 14. На задней стороне 28 подложки 12 печатной платы напротив кольцеобразной соединительной области 22 расположено окружное углубление 30, соответствующее площади поперечного сечения волновода 14. На следующих чертежах поясняются пространственные формы выполнения этого углубления.

На стенке углубления 30 нанесено металлическое покрытие 32, которое здесь изображено штриховой линией. В принципе, здесь, наряду с металлическими покрытиями, также возможны и другие виды покрытий или материалов, которые имеют отражающее действие для микроволн в релевантном здесь гигагерцовом диапазоне. Сюда могут причисляться, например, также флюиды или даже газы, которые имеют соответствующие физические свойства, или элементы, как, например, ионы. Металлические покрытия 32 могут быть здесь предпочтительными, так как они могут изготавливаться известными способами со сравнительно невысокими затратами и проявляют хорошее отражающее действие. В одном примере, углубление 30 имеет ширину примерно 1 мм и глубину и длину в диапазоне менее 1 мм. При этом размеры ориентируются на применяемый частотный диапазон микроволн. В соответствии с одним примером, толщина металлического покрытия 32 составляет примерно несколько мкм.

Пониженная область 34 окружена углублением 30 и образует совместно с углублением 30 на своей стороне, обращенной к передней стороне 18, резонатор или объемный резонатор во взаимодействии с волноводом 14. Пониженная область 34 может также и без заглубления в одном примере иметь металлическое покрытие 32. Понижение имеет здесь преимущество, состоящее в том, что получающееся пространство вместе с углублением может быть залито полимером, и таким образом может повышаться стабильность печатной платы 10. Вместо полимера могут использоваться и другие заполняющие и стабилизирующие прочные материалы, такие как пластики, адгезивы, заполнители и тому подобное.

В подложке 12 печатной платы предусмотрены сквозные соединения 38, которые расположены таким образом, что они устанавливают электрическое соединение между, например, одной металлической стенкой волновода 14 и металлическим покрытием 32 на задней стороне 28 подложки 12 печатной платы. Это может происходить также за счет того, что сквозные соединения контактируют с частичной областью проводящего уровня 20, который затем, со своей стороны, находится в электрическом контакте с волноводом 14. При этом волновод 14 может с помощью различных средств закрепляться на печатной плате 10 или на подложке 12 печатной платы, например, путем пайки, сварки или приклеивания.

На фиг. 2 изображено представление в сечении печатной платы 10 с волноводом 14. Подложка 12 печатной платы имеет несколько проводящих уровней 20. На задней стороне 28 подложки 12 печатной платы выполнено кольцеобразное окружное углубление 30. Здесь можно хорошо видеть, что углубление проходит напротив торцевого конца 26 волновода 14 на задней стороне 28 подложки 12 печатной платы. Диаметр пониженной области 34 соответствует здесь примерно внутреннему диаметру волновода 14. Конец 24 микроволнового проводника 16 выступает внутрь волновода 14 и выводится при этом изолированно от стенки волновода 14. В стенке волновода 14 для этого может быть предусмотрена выемка. Согласно другому примеру, микроволновый проводник 16 вводится внутри подложки 12 печатной платы, что может сделать ненужной выемку.

В другой области передней стороны подложки 12 печатной платы предусмотрено второе углубление 40 для позиционирования HF-чипа (не показан). В частности, посредством инверсного или выполняемого на задней стороне варианта изготовления резонатора с помощью углубления 30 и металлического покрытия 32 можно предпочтительным образом проводить микроволновый проводник 16 в соединительную область 22 или внутреннюю область волновода 14. Это может предпочтительным образом допускать смежное расположение высокочастотной электроники и, таким образом, обеспечивать компактную реализацию. Второе углубление 40 может заливаться полимером и, таким образом, повышать механическую стабильность и надежность.

На фиг. 3 показан еще один примерный вариант выполнения печатной платы 10 с подложкой 12 печатной платы и с несколькими проводящими уровнями 20. И в этом примере на задней стороне 28 подложки 12 печатной платы имеется углубление 30, заполненное полимером 36, которое образует резонатор для волновода (не показан), подсоединенного на противолежащей передней стороне 18. Микроволновый проводник 16 проходит между вторым углублением 40 и соединительной областью 22. Сквозные соединения 38 служат для формирования электрического соединения между металлическим покрытием 32 в углублении 30 с окруженной углублением пониженной областью 34 и подсоединяемым волноводом 14 (не показан). В одном примере два соседних сквозных соединения 38 расположены на расстоянии одно от другого, которое меньше, чем четверть длины волны микроволн. Тем самым можно предотвращать выход микроволн между сквозными соединениями и возникновение из-за этого нежелательных потерь.

Фиг. 4 изображает упрощенный вариант печатной платы 10с подложкой 12 печатной платы без проводящих уровней 20. Это обеспечивает то, что простым способом изготавливаемые и, тем самым, экономичные исходные материалы могут применяться для подложки 12 печатной платы. С целью экранирования на передней стороне 18 подложки 12 печатной платы может быть нанесен металлический слой 42. И здесь можно видеть сквозные соединения 38, которые электрически соединяют металлический слой 42 с передней стороной 18 подложки 12 печатной платы.

Фиг. 5 показывает упрощено представленный пример печатной платы 10, причем здесь показан вид задней стороны 28 подложки 12 печатной платы. Можно хорошо видеть выполненное в круговой форме окружное углубление 30, которое окружает пониженную область 34. При этом сквозные соединения 38 также круговой формы расположены в углублении 30. В области, где микроволновый проводник (не показан) на передней стороне 18 подложки 12 печатной платы проводится в находящуюся с обратной стороны от пониженной области 34 соединительную область (здесь не видна), имеется большее промежуточное пространство 44 между сквозными соединениями 38 для проведения микроволнового проводника 16.

На фиг. 6 показан пример выполнения печатной платы 10, которая имеет подложку 12 печатной платы с несколькими проводящими уровнями 20. Видимая здесь передняя сторона 18 подложки 12 печатной платы окружена пластиком 46, который за счет своего стабилизирующего действия служит в качестве корпуса. При этом соединительная область 22 c сквозными соединениями 38 и концом микроволнового проводника 24 оставляет такую выемку, что прямоугольный волновод 14 (не показан) может быть закреплен на передней стороне 18 подложки 12 печатной платы с сквозными соединениями 38. В одном примере печатная плата выполнена как матрица контактных площадок (LGA). При этом согласно одному примеру, выводы HF-чипа через проводники и сквозные соединения могут выводиться от контактной площадки на заднюю сторону 28 подложки 12 печатной платы и там, например, подсоединяться к площадкам для пайки (не показаны).

На фиг. 7 в качестве примера показан способ 100 формирования резонатора для микроволн на печатной плате 10. Сначала осуществляется предоставление 110 непроводящей плоской подложки 12 печатной платы. На задней стороне 28 подложки 12 печатной платы на следующем этапе 120 осуществляется формирование кольцеобразного окружного углубления 30. Это может осуществляться, например, путем фрезерования или подобного способа. На следующем этапе 130 выполняется нанесение отражающего микроволны покрытия в этом углублении и на окруженной углублением области 34 (пониженной области) на задней стороне 28 подложки 12 печатной платы. В одном примере отражающее покрытие представляет собой металлическое покрытие 32.

Согласно одному примеру, отражающее покрытие углубления 30 и отражающее покрытие пониженной области 34 на задней стороне 28 электрически соединены между собой. Затем на этапе 140 осуществляется изготовление сквозных соединений 38. Они проходят между передней стороной 18 подложки 12 печатной платы и отражающим покрытием или металлическим слоем 42 в углублении 30, причем сквозные соединения 30 размещены на передней стороне 18 так, что торцевая сторона волновода 14 может электрически соединяться с сквозными соединениями 38. Опционально может осуществляться дополнительно этап 150 избирательного удаления материала подложки (12) печатной платы для заглубления области 32, окруженной углублением 30, в направлении передней стороны 18. Это может осуществляться, например, фрезерованием. Углубление 30 и/или окруженная углублением область может на этапе 160 покрываться отражающим покрытием и стабилизироваться путем заполнения полимером. Это может осуществляться, например, посредством метода заполнения контактных отверстий.

Дополнительно следует отметить, что термин ʺвключающий в себяʺ не исключает никакие другие элементы или этапы, и формы единственного числа не исключают множественного числа. Кроме того, следует отметить, что признаки или этапы, которые описаны со ссылкой на один из приведенных выше примеров выполнения, могут применяться также в комбинации с другими признаками или этапами других вышеописанных примеров выполнения. Ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения не следует рассматривать как ограничение.

Изобретение относится к измерению уровней заполнения, например, в резервуарах. Технический результат - повышение механической стабильности и электромагнитной надежности и точности основанного на радиолокации или основанного на микроволнах устройства измерения уровня заполнения. Результат достигается тем, что в печатной плате (10) для радиолокационного устройства измерения уровня заполнения с подложкой (12) печатной платы микроволновый сигнал вводится в волновод (14) через микроволновый проводник (16). Соединительная область (22) на передней стороне (18) подложки (12) печатной платы служит для позиционирования волновода (14). Форма объемного резонатора инверсно формируется за счет того, что на задней стороне (28) подложки (12) формируется кольцеобразное окружное углубление (30), стенка которого имеет покрытие (32), отражающее микроволны. Углубление (30) на задней стороне (28) подложки совместно с окруженной углублением областью (34) образуют резонатор для введенных микроволновых сигналов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Печатная плата (10) для радиолокационного устройства измерения уровня заполнения, содержащая непроводящую плоскую подложку (12) печатной платы,

размещенный на подложке (12) печатной платы микроволновый проводник (16) для ввода микроволнового сигнала в волновод (14),

причем на передней стороне (18) подложки (12) печатной платы расположена окружная соединительная область (22) для размещения торцевого конца (26) волновода (14),

причем один конец (24) микроволнового проводника вдается в соединительную область (22), так что микроволновые сигналы могут переходить от микроволнового проводника (16) в волновод (14) и обратно,

причем на задней стороне (28) подложки печатной платы напротив соединительной области (22) расположено окружное углубление (30) в направлении волновода (14),

причем стенка углубления (30) и окруженная углублением (30) область (34) задней стороны (28) подложки (12) печатной платы имеют покрытие (32), отражающее микроволны, так что они совместно образуют резонатор для введенных микроволновых сигналов.

2. Печатная плата (10) по п. 1, причем отражающее покрытие (32) выполнено как металлическое покрытие.

3. Печатная плата (10) по одному из пп. 1 или 2, причем в области углубления размещены сквозные соединения (38) между передней стороной (18) и металлическим покрытием (32), так что металлическое покрытие (32) выполнено с возможностью электрически соединяться с волноводом (14).

4. Печатная плата (10) по п. 3, причем расстояние между двумя соседними сквозными соединениями (38) меньше, чем четверть длины волны микроволн.

5. Печатная плата (10) по одному из предыдущих пунктов, причем окруженная углублением (30) область задней стороны (28) заглублена в направлении передней стороны (18).

6. Печатная плата (10) по одному из предыдущих пунктов, причем углубление (30) и/или окруженная углублением (30) область заполнена другим материалом.

7. Печатная плата (10) по одному из предыдущих пунктов, причем соединительная область (22) и углубление (30) выполнены кругообразными.

8. Печатная плата (10) по одному из предыдущих пунктов, причем соединительная область (22) и углубление (30) имеют прямоугольную форму.

9. Печатная плата (10) по одному из предыдущих пунктов, причем печатная плата (10) имеет на передней стороне подложки (12) печатной платы второе углубление (40) для размещения HF-чипа, и микроволновый проводник (16) проходит между вторым углублением (40) и соединительной областью (22).

10. Печатная плата (10) по п. 9, причем второе углубление (40) заполнено полимером.

11. Радиолокационное устройство измерения уровня заполнения с печатной платой (10) по одному из пп. 1-10.

12. Способ (100) создания резонатора для микроволн на печатной плате (10), содержащий этапы:

предоставление (110) непроводящей плоской подложки (12) печатной платы,

формирование (120) окружного углубления (30) на задней стороне (28) подложки (12) печатной платы,

нанесение (130) отражающего микроволны покрытия (32) на стенки углубления (30) и на окруженную углублением (30) область (34) задней стороны (28) подложки (12) печатной платы,

изготовление (140) сквозных соединений (38) между передней стороной (18) подложки (12) печатной платы и отражающим покрытием (32) в углублении, причем сквозные соединения (38) размещены таким образом на передней стороне (18), что торцевая сторона конца (26) волновода может электрически соединяться со сквозными соединениями (38).

13. Способ (100) по п. 12, причем формирование (120) углубления (30) дополнительно содержит съем (150) слоя материала подложки (12) печатной платы для заглубления области (34), окруженной углублением (30), в направлении передней стороны (18).

14. Способ (100) по п. 12, причем формирование (120) углубления (30) и/или окружающей области (34) осуществляют посредством фрезерования или посредством лазера.

15. Способ (100) по одному из пп. 12-14, дополнительно содержащий этап заполнения (160) углубления (30) и/или области (34), окруженной углублением, другим материалом.