CN105514552A - 一种盖板焊接式腔体滤波器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种盖板焊接式腔体滤波器及其制造方法，该腔体滤波器包括相配合的腔体和盖板，该腔体内有电镀层，该盖板与腔体配合的内表面也设有电镀层，该腔体设有筋条，该腔体的上表面和/或筋条上开设有导流槽，该导流槽也设有电镀层，导流槽内设有焊料，该腔体与盖板内表面在导流槽位置焊接连接。该腔体滤波器制造方法，通过回流焊设备的不同温区温度来对配合在一起的腔体和盖板进行加热，通过腔体的导流槽结构，将盖板焊接在腔体上，与腔体形成谐振腔。本发明用焊接的固定方式避免了在盖板上大面积使用螺钉锁紧的固定方式，减少了盖板的设计和加工的难度，大大减少了螺钉数量，结构更简单，有效减轻了整体质量，提高生产的效率，可以配合大批量的流水线作业，降低整体成本，装配更简易。

Description

一种盖板焊接式腔体滤波器及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及通信领域，具体涉及腔体滤波器及其制造工艺。

【背景技术】

滤波器作为一种频率选择装置被广泛应用于通信领域，尤其是射频通信领域，在基站中，滤波器用于选择通信信号，滤除通信信号频率外的杂波或干扰信号。随着滤波器的广泛使用，对滤波器的性能要求以及制造技术的要求越来越高。

目前基站系统中普遍采用腔体滤波器，请参阅图1～3，腔体滤波器包括腔体11、盖板13、内导体、PCB板等组件，现有技术在加工腔体滤波器时，盖板13和腔体11通过螺钉12连接，即在腔体的上表面以及筋条14上设置螺孔15、在盖板上设置可以通过螺钉的通孔，螺钉12穿过盖板的螺钉孔后与腔体11上表面的螺孔15配合连接，从而将盖板13紧固到腔体11上，形成密闭的电磁屏蔽空间。

由于需要密闭信号，所以现有技术这种连接方式要设置的螺钉12要根据滤波器的实际应用频率来排布，这样增加了设计的难度和时间，同时，这种连接方式需要设置的螺钉12数量非常多，导致装配效率非常低，同时材料成本相应提高。另外，还需要在腔体上设置相应数量的螺孔15、在盖板上设置相应数量的通孔，在图2和图3中可以看到，需要设置很多螺孔15，加工非常复杂，增加了加工成本和加工时间。且采用螺钉装配紧固结构，腔体上为了配合设置螺孔15，腔体的壁厚需要设置到足以设置螺孔的厚度，此厚度往往需要达到4～5mm，导致腔体壁厚较厚，使得腔体内安装内导体的空间变小，这样使腔体的应用率不高以及增加了腔体的重量，同时提高了材料成本，在铸造的过程中还有可能产生铸造热节，为了使内导体能顺利安装，需要提高铸造时的尺寸精度，也增加了加工成本。手工操作安装螺钉、螺母，工作效率低。而螺孔的加工时间长且费用高之外，螺钉装配紧固也会影响电性能特性。

因此，提供一种结构简单、装配效率高、成本低、加工简单、加工时间短的腔体滤波器及其制造方法实为必要。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、装配简易的盖板焊接式腔体滤波器。

本发明的另一目的在于提供一种加工简单、装配效率高、成本低的盖板焊接式腔体滤波器制造方法。

为实现本发明目的，提供以下技术方案：

提供一种盖板焊接式腔体滤波器，其包括相配合的腔体和盖板，该腔体内有电镀层，该盖板与腔体配合的内表面也设有电镀层，该腔体设有筋条，该腔体的上表面和/或筋条上开设有导流槽，该导流槽也设有电镀层，导流槽内设有焊料，该腔体与盖板内表面在导流槽位置焊接连接。

本发明盖板焊接式腔体滤波器用焊接的固定方式避免了在盖板上大面积使用螺钉锁紧的固定方式，减少了盖板的设计和加工的难度，大大减少了螺钉数量，结构更简单，有效减轻了整体质量，提高生产的效率，可以配合大批量的流水线作业，降低整体成本，装配更简易。

优选的，在腔体上设有螺钉孔，在盖板边缘和/或中间部位设有紧固螺钉与腔体锁紧定位，该紧固螺钉的设置只需少量，用于更好更稳定的连接盖板与腔体，加强连接，并且便于在回流焊的加工时使腔体和盖板紧固定位。

优选的，该导流槽宽度为0.5mm～1.0mm，深度为0.1mm～0.2mm。该尺寸适于置放焊料用于焊接，且结构简单而紧凑。

优选的，该盖板厚度为0.4mm～3.0mm。采用本发明盖板焊接式腔体滤波器结构，该盖板的焊接部和非焊接部的厚度可以做成一致的，以利用标准板材，降低盖板的加工成本。

优选的，该腔体的壁厚为1mm～3mm。本发明盖板焊接式腔体滤波器的结构可以做到腔体壁厚较小，整体结构更简洁，腔体内空间大，腔体重量轻，用料成本低。

优选的，所述焊料是由整体不连续的长焊接线段组成，可以降低焊料涂刷难度，节约焊料。

优选的，该焊料为低温无铅焊料。

本发明还提供一种盖板焊接式腔体滤波器制造方法，连接腔体和盖板时包括如下步骤：

S1、在腔体的上表面边缘和筋条上开导流槽；

S2、在电镀腔体的同时电镀导流槽；

S3、在腔体的导流槽上涂覆焊料；

S4、将盖板的电镀面扣在腔体上；

S5、将腔体和盖板放入回流焊设备中，通过回流焊设备里不同的温区加热来将盖板焊接在腔体上。

本发明通过回流焊设备的不同温区温度来对配合在一起的腔体和盖板进行加热，通过腔体的导流槽结构，将盖板焊接在腔体上，与腔体形成谐振腔。相对于现有的螺钉紧固方式，用回流焊设备焊接的固定方式避免了在盖板上大面积使用螺钉锁紧的固定方式，减少了盖板的设计和加工的难度，大大减少了螺钉数量，有效减轻了整体质量，提高生产的效率，加工更简单，可以配合大批量的流水线作业，降低整体成本。

采用本发明制造方法，该盖板的焊接部和非焊接部的厚度可以做成一致的，以利用标准板材，降低盖板的加工成本。

优选的，在S2步骤中，先清洁腔体和导流槽，再进行腔体和导流槽的电镀。

优选的，在S3步骤中，涂覆的焊料为低温无铅焊料。在通讯行业内，对环保的要求越来越高，对腔体滤波器的焊接材料也提出了严格的要求，必须得符合RoHS的要求。

优选的，在S4步骤之后采用紧固螺钉锁紧盖板与腔体，再将锁紧的腔体和盖板放入回流焊设备中。该紧固螺钉的设置只需少量，用于更好更稳定的连接盖板与腔体，加强连接，并且便于在回流焊的加工时使腔体和盖板紧固定位。

优选的，所述步骤S4中将盖板的电镀面扣在腔体上后紧锁，该紧锁操作方式为采用紧固螺钉在盖板边缘和/或中间部位定位，并将盖板压紧于腔体上。

优选的，所述步骤S1中开设的导流槽宽度为0.5mm～1.0mm，深度为0.1mm～0.2mm。

优选的，所述步骤S3中的涂覆焊料的方式包括：整体钢网刮刷方式，或局部钢网刮刷方式，或局部人工挤涂方式，或自动点胶机挤涂方式。

优选的，在完成步骤S3和S4后，所述步骤S5将腔体和盖板放入回流焊设备中，通过传送带依次进入不同的工作区域：预热区，浸濡区，回焊区和冷却区。

在预热区内，焊料内部分挥发性熔剂被蒸发；

在浸濡区，助焊剂开始活跃，化学清洗开始，并使焊区各部分温度均匀；

在回焊区，焊料中的金属颗粒熔化，在液态表面张力和毛细作用下润湿、扩散，形成焊点表面；

在冷却区，焊点凝固，完成回流焊；焊接时，以预设定的设备温度曲线控制各工作区域的温度。

优选的，将盖板和腔体的接触面采用过回流焊设备方式焊接时预设定的设备温度曲线设定方法如下：

1)首先进行预热，以1°～3°每秒的速度逐渐升温到低于焊料液相线40°左右结束预热进入浸濡区；

2)在浸濡区停留60～120秒左右；

3)以1°～3°每秒的速度逐渐升温到高于焊料液相线20～40°进入回焊区；

4)回流焊结束后，在冷却区以2°～4°每秒的速度降温到常温。

上述设备温度曲线设定方法，步骤1)中，升温速度根据腔体和盖板体积进行调整，腔体和盖板体积越大，适当减小升温速度，适当提高截止温度；反之，适当提高升温速度，适当降低截止温度；

步骤2)中，在浸濡区停留时间根据腔体和盖板体积进行调整，腔体和盖板体积越大，适当延长停留时间；反之，适当减少停留时间；

步骤3)中，升温速度根据腔体和盖板体积进行调整，腔体和盖板体积越大，适当减小升温速度，适当提高截止温度；反之，适当提高升温速度，适当降低截止温度；同时根据腔体和盖板体积调整滤波器在回焊区停留时间，在回焊区停留时间最短不少于30秒，最佳时间控制在45～75秒，腔体和盖板体积越大，停留时间适当延长；反之，停留时间适当缩短。

步骤4)中，回流焊结束后，在冷却区以2°～4°每秒的速度降温到常温。

对比现有技术，本发明具有以下优点：

相对于现有的螺钉紧固方式，用回流焊设备焊接的固定方式避免了在盖板上大面积使用螺钉锁紧的固定方式，减少了盖板的设计和加工的难度，大大减少了螺钉数量，有效减轻了整体质量，提高生产的效率，可以配合大批量的流水线作业，降低整体成本。

【附图说明】

图1是现有技术螺纹紧固方式的腔体滤波器的单腔体剖视图；

图2是现有技术螺纹紧固方式的腔体滤波器的立体图；

图3是现有技术螺纹紧固方式的腔体滤波器的示意图和局部放大图；

图4是本发明盖板焊接式腔体滤波器实施例的单腔体剖视图；

图5是本发明盖板焊接式腔体滤波器实施例的立体图；

图6是本发明盖板焊接式腔体滤波器实施例的平面俯视图和局部放大图；

图7是本发明盖板焊接式腔体滤波器制造方法中回流焊设备的示意图；

图8是本发明盖板焊接式腔体滤波器制造方法中腔体与盖板在回流焊设备中进行加热的示意图；

图9是是本发明盖板焊接式腔体滤波器制造方法中实施焊接工艺的流程示意图。

【具体实施方式】

请参阅图4～6，本发明盖板焊接式腔体滤波器实施例，其包括相配合的腔体21和盖板22，该腔体21内有电镀层，该盖板22与腔体21配合的内表面也设有电镀层。该盖板22厚度为0.4mm～3.0mm，该盖板的焊接部和非焊接部的厚度做成一致。

该腔体的壁厚为1mm～3mm。该腔体21设有筋条26，该腔体21的上表面和筋条26上开设有导流槽23，该导流槽23宽度为0.5mm～1.0mm，深度为0.1mm～0.2mm。该导流槽23也设有电镀层，导流槽23内设有焊料24，该腔体21与盖板22内表面在导流槽23位置通过焊料24焊接连接。该焊料24为低温无铅焊料，是由整体不连续的长焊接线段组成，可以降低焊料涂刷难度，节约焊料。

在腔体21上设有螺钉孔25，在盖板22边缘和中间部位设有紧固螺钉与腔体锁紧定位，该紧固螺钉的设置只需少量，用于更好更稳定的连接盖板22与腔体21，加强连接，并且便于在回流焊时使腔体和盖板紧固定位。如图6所示，腔体21的筋条26上每隔一段导流槽23设置一个螺钉孔25，腔体21和盖板22的连接主要还是以焊接方式连接固定。

本发明盖板焊接式腔体滤波器用焊接的固定方式避免了在盖板上大面积使用螺钉锁紧的固定方式，减少了盖板的设计和加工的难度，大大减少了螺钉数量，结构更简单，有效减轻了整体质量，提高生产的效率，可以配合大批量的流水线作业，降低整体成本，装配更简易。如图5和图6所示，腔体21的结构更简单，腔体壁厚较小，腔体内空间大，腔体重量轻，用料成本低。盖板22厚度均匀。

请一并参阅图7～9，本发明盖板焊接式腔体滤波器制造方法的较佳实施例，连接腔体和盖板时包括如下步骤：

S1、在腔体21的上表面边缘和筋条26上开导流槽23；

S2、清洁腔体21和导流槽23，在电镀腔体21的同时电镀导流槽23；

S3、在腔体21的导流槽23上涂覆低温无铅焊料24；

S4、将盖板22的电镀面扣在腔体21上，采用紧固螺钉锁紧盖板22与腔体21；

S5、将腔体21和盖板22放入回流焊设备中，通过回流焊设备里不同的温区加热来将盖板22焊接在腔体21上。

所述步骤S4中将盖板的电镀面扣在腔体上后紧锁，该紧锁操作方式为采用紧固螺钉在盖板22边缘和/或中间部位定位，并将盖板压紧于腔体上。

所述步骤S1中开设的导流槽宽度为0.5mm～1.0mm，深度为0.1mm～0.2mm。

所述步骤S3中的涂覆焊料的方式包括：整体钢网刮刷方式，或局部钢网刮刷方式，或局部人工挤涂方式，或自动点胶机挤涂方式。

如图7和图8所示，在完成步骤S3和S4后，所述步骤S5将腔体22和盖板21放入回流焊设备中，通过传送带31依次进入不同的工作区域，焊接设备工作区域设有隔温板32进行隔离，采用高温送风系统33进行温度控制：

在预热区内，焊料内部分挥发性熔剂被蒸发；

在浸濡区，助焊剂开始活跃，化学清洗开始，并使焊区各部分温度均匀；

在回焊区，焊料中的金属颗粒熔化，在液态表面张力和毛细作用下润湿、扩散，形成焊点表面；

在冷却区，焊点凝固，完成回流焊，如图8所示，腔体21和盖板22之间通过焊缝27连接在一起；

焊接时，以预设定的设备温度曲线控制各工作区域的温度。

优选的，将盖板和腔体的接触面采用过回流焊设备方式焊接时预设定的设备温度曲线设定方法如下：

1)首先进行预热，以1°～3°每秒的速度逐渐升温到低于焊料液相线40°左右结束预热进入浸濡区；

2)在浸濡区停留60～120秒左右；

3)以1°～3°每秒的速度逐渐升温到高于焊料液相线20～40°进入回焊区；

4)回流焊结束后，在冷却区以2°～4°每秒的速度降温到常温。

上述设备温度曲线设定方法，步骤1)中，升温速度根据腔体和盖板体积进行调整，腔体和盖板体积越大，适当减小升温速度，适当提高截止温度；反之，适当提高升温速度，适当降低截止温度；

步骤2)中，在浸濡区停留时间根据腔体和盖板体积进行调整，腔体和盖板体积越大，适当延长停留时间；反之，适当减少停留时间；

步骤3)中，升温速度根据腔体和盖板体积进行调整，腔体和盖板体积越大，适当减小升温速度，适当提高截止温度；反之，适当提高升温速度，适当降低截止温度；同时根据腔体和盖板体积调整滤波器在回焊区停留时间，在回焊区停留时间最短不少于30秒，最佳时间控制在45～75秒，腔体和盖板体积越大，停留时间适当延长；反之，停留时间适当缩短。

步骤4)中，回流焊结束后，在冷却区以2°～4°每秒的速度降温到常温。

本发明通过回流焊设备的不同温区温度来对配合在一起的腔体和盖板进行加热，通过腔体的导流槽结构，将盖板焊接在腔体上，与腔体形成谐振腔。相对于现有的螺钉紧固方式，用回流焊设备焊接的固定方式避免了在盖板上大面积使用螺钉锁紧的固定方式，减少了盖板的设计和加工的难度，大大减少了螺钉数量，有效减轻了整体质量，提高生产的效率，加工更简单，可以配合大批量的流水线作业，降低整体成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明技术方案上的等效变换均属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盖板焊接式腔体滤波器，其包括相配合的腔体和盖板，该腔体内有电镀层，该盖板与腔体配合的内表面也设有电镀层，该腔体设有筋条，其特征在于，该腔体的上表面和/或筋条上开设有导流槽，该导流槽也设有电镀层，导流槽内设有焊料，该腔体与盖板内表面在导流槽位置焊接连接。

2.如权利要求1所述的盖板焊接式腔体滤波器，其特征在于，在腔体上设有螺钉孔，在盖板边缘和/或中间部位设有紧固螺钉与腔体锁紧定位。

3.如权利要求1或2所述的盖板焊接式腔体滤波器，其特征在于，该导流槽宽度为0.5mm～1.0mm，深度为0.1mm～0.2mm，该盖板厚度为0.4mm～3.0mm，该腔体的壁厚为1mm～3mm。

4.如权利要求1或2所述的盖板焊接式腔体滤波器，其特征在于，所述焊料是由整体不连续的长焊接线段组成。

5.一种盖板焊接式腔体滤波器制造方法，其特征在于，连接腔体和盖板时包括如下步骤：

S1、在腔体的上表面边缘和筋条上开导流槽；

S2、在电镀腔体的同时电镀导流槽；

S3、在腔体的导流槽上涂覆焊料；

S4、将盖板的电镀面扣在腔体上；

S5、将腔体和盖板放入回流焊设备中，通过回流焊设备里不同的温区加热来将盖板焊接在腔体上。

6.如权利要求5所述的盖板焊接式腔体滤波器制造方法，其特征在于，在S2步骤中，先清洁腔体和导流槽，再进行腔体和导流槽的电镀，在S3步骤中，涂覆的焊料为低温无铅焊料。

7.如权利要求5所述的盖板焊接式腔体滤波器制造方法，其特征在于，在S4步骤之后采用紧固螺钉在盖板边缘和/或中间部位定位锁紧盖板与腔体，再将锁紧的腔体和盖板放入回流焊设备中。

8.如权利要求5所述的盖板焊接式腔体滤波器制造方法，其特征在于，所述步骤S3中的涂覆焊料的方式包括：整体钢网刮刷方式，或局部钢网刮刷方式，或局部人工挤涂方式，或自动点胶机挤涂方式。

9.如权利要求5所述的盖板焊接式腔体滤波器制造方法，其特征在于，在完成步骤S3和S4后，所述步骤S5将腔体和盖板放入回流焊设备中，通过传送带依次进入不同的工作区域：

在预热区，浸濡区，回焊区和冷却区，在预热区内，焊料内部分挥发性熔剂被蒸发；

在浸濡区，助焊剂开始活跃，化学清洗开始，并使焊区各部分温度均匀；

在回焊区，焊料中的金属颗粒熔化，在液态表面张力和毛细作用下润湿、扩散，形成焊点表面；

在冷却区，焊点凝固，完成回流焊；焊接时，以预设定的设备温度曲线控制各工作区域的温度。

10.如权利要求9所述的盖板焊接式腔体滤波器制造方法，其特征在于，将盖板和腔体的接触面采用过回流焊设备方式焊接时预设定的设备温度曲线设定方法如下：

1)首先进行预热，以1°～3°每秒的速度逐渐升温到低于焊料液相线40°左右结束预热进入浸濡区；

2)在浸濡区停留60～120秒左右；

3)以1°～3°每秒的速度逐渐升温到高于焊料液相线20～40°进入回焊区，在回焊区停留时间控制在45～75秒。；

4)回流焊结束后，在冷却区以2°～4°每秒的速度降温到常温。