CN102723320B - 一种电子元器件及一种射频功率放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种电子元器件及一种射频功率放大器。所述电子元器件，包括器件本体和由所述器件本体延伸出的器件引脚，所述器件引脚上开有至少一个槽孔，每个槽孔部分位于所述器件本体与所述器件引脚的交叠区域，所述交叠区域为所述器件引脚与所述器件本体的固定连接部分。本发明实施例通过在器件引脚上设置槽孔，减小了器件引脚的横截面积，从而减小了器件引脚因热胀或冷缩承受的机械应力，降低了器件的损坏几率，延长了器件的使用寿命。

Description

一种电子元器件及一种射频功率放大器
技术领域
本发明涉及器件制造技术领域，尤其涉及一种电子元器件及一种射频功率放大器。
背景技术
目前，在各类电子器件的内部电路中，常用到的电子元器件一般包括器件本体和引脚，该类电子元器件通过其引脚与其它元件实现电连接。然而，在实际应用中，当电子元器件的引脚与其它元件焊接在一起时，通常引脚的热膨胀系数与其它元件的热膨胀系数存在差异，而因热膨胀或冷缩产生的机械应力，在实际应用中会使电子元器件的引脚脱离器件本体，造成器件损坏。
例如，无线通信系统中发射机的关键器件——射频功率放大器，如图1所示，由器件本体11延伸出的引脚12与PCB 13焊接在一起，实现电连接。引脚12由一块完整的金属合金实现，一般为42号合金，其热膨胀系数为4.3ppm/℃，PCB 13的板材一般为RO4350，其热膨胀系数为14ppm/℃，二者相差比较大。当器件与PCB受热或遇冷时，热膨或冷缩产生的机械应力使器件引脚12脱离器件本体11，从而损坏放大器。
发明内容
本发明实施例提供一种电子元器件及一种射频功率放大器，能够减少因热胀冷缩对器件造成的损坏。
为了解决上述技术问题，本发明实施例的技术方案如下：
一种电子元器件，包括器件本体和由所述器件本体延伸出的器件引脚，所述器件引脚上开有至少一个槽孔，每个槽孔部分位于所述器件本体与所述器件引脚的交叠区域，所述交叠区域为所述器件引脚与所述器件本体的固定连接部分。
一种射频功率放大器，包括陶瓷封装、器件法兰和引脚，所述引脚上开有至少一个槽孔，每个槽孔部分位于所述引脚与所述器件法兰的交叠区域，所述交叠区域为所述引脚与所述器件法兰的固定连接部分。
本发明实施例通过在器件引脚上设置槽孔，减小了器件引脚的横截面积，从而减小了器件引脚因热胀或冷缩承受的机械应力，降低了器件的损坏几率，延长了器件的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中射频功率放大器的结构示意图；
图2是本发明实施例一种电子元器件的结构示意图；
图3是图2所示实施例中槽孔位置及尺寸的示意图；
图4是本发明实施例另一种电子元器件的结构示意图；
图5是本发明实施例一种射频功率放大器的结构示意图；
图6是图5所示实施例中槽孔位置及尺寸的示意图；
图7是本发明实施例另一种射频功率放大器的结构示意图；
图8是本发明实施例中射频功率放大器与PCB的组装示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，附图仅提供参考与说明，并非用来限制本发明。
现有技术中，当电子元器件的引脚与其它元件焊接在一起时，由于引脚的热膨胀系数与其它元件的热膨胀系数存在差异，热膨胀或冷缩时产生的机械应力会使电子元器件的引脚脱离器件本体，造成器件损坏，大大缩短了电子器件的使用寿命。
根据材料力学公式，器件引脚因温度变化承受的机械应力与其引脚在延伸出器件本体处的横截面积成正比，以引脚焊接在PCB上为例，引脚受到的机械应力F应力为：
F 应力＝Elead×Alead×ΔT×(CTEPCB×LPCB-CTELead×Llead)/LLead
其中，Elead是引脚的杨氏模量，Alead是引脚在延伸出器件本体处的横截面积，ΔT是温度变化区间，CTEPCB是PCB的热膨胀系数，CTElead是引脚的热膨胀系数，LPCB是与引脚连接的PCB长度，Llead是伸出器件本体外的引脚长度。
基于此，本发明实施例提供了一种电子元器件及一种射频功率放大器，通过在引脚上设置槽孔，改变引脚的结构，以改变引脚在延伸出器件本体处的横截面积，从而减小引脚因热胀或冷缩承受的机械应力，降低器件的损坏几率，延长器件的使用寿命。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行描述。
参见图2，为本发明实施例一种电子元器件的结构示意图。
在本实施例中，该电子元器件包括器件本体21和器件引脚22，器件引脚22由器件本体21引出，该器件引脚22用于与其它电子器件(例如PCB)焊接以实现电连接。
如图2所示，在该器件引脚22上设置有一个槽孔221，该槽孔221部分位于器件本体21和器件引脚22的交叠区域(如图中阴影部分)，该交叠区域为器件引脚22与器件本体21的固定连接部分，也即该槽孔221并非完全位于器件本体21的上方，而是横跨器件本体21的边缘，一部分位于器件本体21的上方，一部分悬置于器件本体21的外部，这样才可以减小器件引脚22在延伸出器件本体21处的横截面积，从而减小器件引脚22受到的因热胀或冷缩产生的机械应力。
在另一具体实施例中，为了便于该槽孔221的冲压形成，该槽孔221的开槽位置以及开槽尺寸还可以如图3所示，其中，槽孔221的宽度WH不超过器件引脚22宽度W的一半，也即WH≤0.5W；槽孔221的长度LH不超过器件引脚22长度L的一半，也即LH≤0.5L；槽孔在靠近器件本体21一侧的边缘到器件引脚22同侧边缘的距离L0满足3mm＞L0＞0.2mm。当然，依据不同的冲压模具，该槽孔221的具体尺寸和位置可以根据需要设定，此处不作限定。
本发明实施例通过在器件引脚上设置槽孔，减小了器件引脚的横截面积，从而减小了器件引脚因热胀或冷缩承受的机械应力，降低了器件的损坏几率，延长了器件的使用寿命。
参见图4，为本发明实施例另一种电子元器件的结构示意图。
本实施例与前一实施例的区别在于，在该器件引脚42上设置有4个槽孔421，每个槽孔421均部分位于器件本体41和器件引脚42的交叠区域，该交叠区域为器件引脚42与器件本体41的固定连接部分。4个槽孔421之间可以等间距并行排列。该结构的器件引脚42同样减小了器件引脚42在延伸出器件本体41处的横截面积，从而减小器件引脚42受到的因热胀或冷缩产生的机械应力。
该实施例中，4个槽孔421的总宽度不超过器件引脚42宽度的一半；各槽孔421的长度均不超过器件引脚42长度的一半；每个槽孔在靠近器件本体41一侧的边缘到器件引脚42同侧边缘的距离均大于0.2mm且小于3mm。
在另一实施例中，该器件引脚上设置的槽孔可以为2个或2个以上，例如3个，具体数目不作限定，以便于加工为宜。
本发明实施例通过在器件引脚上设置多个槽孔，减小了器件引脚的横截面积，从而减小了器件引脚因热胀或冷缩承受的机械应力，降低了器件的损坏几率，延长了器件的使用寿命。
以上各实施例中，器件引脚上所设置的槽孔为封闭的孔，其形状可以为方形、圆形、椭圆形等，具体不作限定。在使用上述电子元器件与其它器件焊接时，器件引脚上的槽孔可以位于该器件引脚与其它器件的交叠区域，也即槽孔跨过其它器件在焊接处的边缘，位于其它器件上方，也可以位于该器件引脚与其它器件的交叠区域以外。
参见图5，为本发明实施例一种射频功率放大器的结构示意图。
在本实施例中，该射频功率放大器包括陶瓷封装51、器件法兰52和引脚53，该引脚53包括输出引脚和输入引脚。该引脚53可以通过金属镀层与陶瓷封装51内部器件连接，也可以是延伸到陶瓷封装51内部，直接与内部器件连接，这两种方式中引脚53都是通过陶瓷固定到器件法兰52上。该引脚53用于与其它电子器件(例如PCB)焊接以实现电连接。
引脚53由一块完整的金属合金实现，一般为42号合金，42号合金材料的热膨胀系数为4.3ppm/℃，如果引脚53焊接到PCB上，PCB的板材一般为RO4350，其热膨胀系数为14ppm/℃，二者热膨胀系数相差比较大，为了减小引脚53因热胀或冷缩而受到的机械应力，本实施例中，该引脚53上设置有一个槽孔531(本实施例以输入引脚为例，在其它实施例中，输入引脚和/或输出引脚均可设置槽孔)，该槽孔531部分位于引脚53与器件法兰52的交叠区域，该交叠区域为引脚53与器件法兰52的固定连接部分，也即该槽孔531并非完全位于器件法兰52的上方，而是横跨器件法兰52的边缘，一部分位于器件法兰52的上方，一部分悬置在器件法兰52的外部，这样可以减小引脚53在延伸出器件法兰52处的横截面积，从而减小引脚53在器件法兰52一侧受到的因热胀或冷缩产生的机械应力。
在引脚53上开槽之后，如果引脚宽度太窄，其特征阻抗会变大，而陶瓷封装51内部芯片的特征阻抗比较小，一般只有几欧，这样会引起较大的驻波，进而影响射频功率放大器的性能，鉴于此，在另一具体实施例中，如图6所示，该槽孔531的宽度WH不超过引脚53宽度W的一半，也即WH≤0.5W；同时，为了便于冲压形成该槽孔531，槽孔531的长度LH可以不超过引脚53长度L的一半，也即LH≤0.5L；槽孔531在靠近器件法兰52一侧的边缘到引脚53同侧边缘的距离L0可以满足3mm＞L0＞0.2mm。
在获得上述结构的射频功率放大器后，通过建立RF仿真模型，利用射频性能分析可知，在3GHz以内，引脚上的槽孔对射频性能的影响可以忽略不计，其中，回波损耗＜25dB，插损＜0.01dB。
本发明实施例通过在射频功率放大器的引脚上设置槽孔，减小了引脚的横截面积，从而减小了引脚因热胀或冷缩承受的机械应力，降低了射频功率放大器的损坏几率，延长了器件的使用寿命。
参见图7，为本发明实施例另一种射频功率放大器的结构示意图。
射频功率放大器引脚上的槽孔还可以设置多个，例如3个或4个，具体数目不作限定，以便于加工为宜。本实施例中，在该引脚72上设置有4个槽孔721，每个槽孔721均部分位于器件法兰71和引脚72的交叠区域，该交叠区域为引脚72与器件法兰71的固定连接部分。4个槽孔721之间可以等间距并行排列。该结构的引脚72同样减小了引脚72在延伸出器件法兰71处的横截面积，从而减小引脚72受到的因热胀或冷缩产生的机械应力。
为了减小驻波形成对射频性能的影响，该实施例中，4个槽孔721的总宽度不超过引脚72宽度的一半；为了便于冲压，各槽孔721的长度均不超过引脚72长度的一半；每个槽孔在靠近器件法兰71一侧的边缘到引脚72同侧边缘的距离均大于0.2mm且小于3mm。
本发明实施例通过在引脚上设置多个槽孔，减小了引脚的横截面积，从而减小了引脚因热胀或冷缩承受的机械应力，降低了器件的损坏几率，延长了器件的使用寿命。
以上各实施例中，引脚上所设置的槽孔为封闭的孔，其形状可以为方形、圆形、椭圆形等，具体不作限定。
在使用上述射频功率放大器与其它器件焊接时，引脚上的槽孔可以位于该引脚与其它器件的交叠区域，也即槽孔跨过其它器件在焊接处的边缘，位于其它器件上方，也可以位于该引脚与其它器件的交叠区域以外。具体的，在将该射频功率放大器与PCB进行焊接时，如图8所示(以一个槽孔为例)，可以将引脚的开槽81同时位于PCB 82(如图中圆圈阴影部分)与器件法兰83(如图中斜线阴影部分)之上；当然也可以使引脚的开槽在靠近PCB的一端位于PCB的外部，也即位于器件法兰与PCB之间的空隙上方。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子元器件，其特征在于，包括器件本体和由所述器件本体延伸出的器件引脚，所述器件引脚上开有至少一个槽孔，以减小器件引脚在延伸出器件本体处的横截面积，每个槽孔部分位于所述器件本体与所述器件引脚的交叠区域，所述交叠区域为所述器件引脚与所述器件本体的固定连接部分。
2.根据权利要求1所述的电子元器件，其特征在于，所述至少一个槽孔的总宽度不超过所述器件引脚宽度的一半。
3.根据权利要求1所述的电子元器件，其特征在于，所述每个槽孔的长度不超过所述器件引脚长度的一半。
4.根据权利要求1所述的电子元器件，其特征在于，所述每个槽孔在靠近所述器件本体一侧的边缘到所述器件引脚同侧边缘的距离大于0.2mm且小于3mm。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电子元器件，其特征在于，所述槽孔的数目为3个或4个。
6.一种射频功率放大器，其特征在于，包括陶瓷封装、器件法兰和引脚，所述引脚上开有至少一个槽孔，以减小器件引脚在延伸出器件本体处的横截面积，每个槽孔部分位于所述引脚与所述器件法兰的交叠区域，所述交叠区域为所述引脚与所述器件法兰的固定连接部分。
7.根据权利要求6所述的射频功率放大器，其特征在于，所述至少一个槽孔的总宽度不超过所述引脚宽度的一半。
8.根据权利要求6所述的射频功率放大器，其特征在于，所述每个槽孔的长度不超过所述引脚长度的一半。
9.根据权利要求6所述的射频功率放大器，其特征在于，所述每个槽孔在靠近所述器件法兰一侧的边缘到所述引脚同侧边缘的距离大于0.2mm且小于3mm。
10.根据权利要求6至9中任意一项所述的射频功率放大器，其特征在于，所述槽孔的数目为3个或4个。
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