CN106374862B - 微波四通道放大器模块及其制作方法 - Google Patents

微波四通道放大器模块及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种微波四通道放大器模块及其制作方法，壳体的顶面和底面均部分向内凹陷形成有上腔和下腔，通过中间隔板隔开且敞口的边缘均向内形成有安装台阶；内盖板盖设在上腔敞口上，封盖板设置在内盖板上方并与安装台阶焊接气密封性封装，下盖板盖设在下腔敞口上；上腔内设四个独立通道，独立通道内均设有馈电绝缘子安装孔，下腔内设四个用于安装电路板的浅腔；八个射频绝缘子中的四个嵌入焊接在壳体的一侧壁上，另四个嵌入焊接相对的另一侧壁上，SMA连接器分别与射频绝缘子一一相匹配并固接在壳体的侧壁上；两根穿心电容通过自身的螺纹旋紧安装到壳体的同一侧壁上。该模块进一步减小了模块占用空间，体积小、安装灵活、气密性好、可靠性高。

Description

微波四通道放大器模块及其制作方法
技术领域
本发明涉及微波放大器，具体地，涉及微波四通道放大器模块及其制作方法。
背景技术
近年来，随着通讯行业的快速发展，微波单片集成电路(MMIC)已成为当前发展各种高科技武器、装备的重要支柱，并广泛应用于各种先进的战术导弹、电子战、通信系统、以及各种先进的相控阵雷达中。
而现有的放大器模块体积大、安装不便，导致实际使用过程中可靠性差，直接影响通讯质量。
因此，急需要提供一种体积小、安装灵活、气密性好、可靠性高的微波四通道放大器模块。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种微波四通道放大器模块，该模块进一步减小了模块占用空间，体积小、安装灵活、气密性好、可靠性高。
本发明的另一个目的是提供一种微波四通道放大器模块的制作方法，该制作方法操作快捷有序，提高了制作效率及成品合格率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种微波四通道放大器模块，包括壳体、封盖板、下盖板、内盖板、八个SMA连接器、八个射频绝缘子和两根穿心电容；其中，
壳体的顶面和底面均部分向内凹陷形成有上腔和下腔，上腔和下腔通过中间隔板隔开且敞口的边缘均向内形成有安装台阶；
内盖板盖设在上腔的敞口上并与安装台阶螺纹连接固定，封盖板设置在内盖板上方并与安装台阶焊接气密封性封装，下盖板盖设在下腔的敞口上并与安装台阶螺纹连接固定；
上腔内设有四个独立通道，独立通道内均设有馈电绝缘子安装孔，下腔内设有四个用于安装电路板的浅腔；
八个射频绝缘子中的四个嵌入焊接在壳体的一侧壁上，另四个嵌入焊接在壳体上相对的另一侧壁上，SMA连接器分别与射频绝缘子一一相匹配并固接在壳体的侧壁上；
两根穿心电容通过自身的螺纹旋紧安装到壳体的同一侧壁上。
优选地，壳体的底部向外延伸有多个安装固定脚，安装固定脚上设有安装固定孔。
本发明还提供了一种微波四通道放大器模块的制作方法，用于制作权利要求1中的微波四通道放大器模块，包括：
步骤1：清洗待装配结构件；
步骤2：装配驱动电路；
步骤3：放大器芯片的共晶焊接；
步骤4：装配射频电路；
步骤5：模块组合总装；
步骤6：对模块气密性封焊并进行检验。
优选地，步骤1包括：首先，使用酒精对壳体、封盖板、下盖板、内盖板进行清洗；然后，使用氮气枪将壳体、封盖板、下盖板、内盖板吹干；最后，将壳体、封盖板、下盖板、内盖板放置在干燥箱中烘干。
优选地，烘干温度为90-110℃，烘干时间为10-25min。
优选地，步骤3包括：首先选择熔点为280℃、成分为Au80Sn20的焊片并根据芯片的尺寸裁切所需焊片的大小；然后将共晶台的温度设置为295-305℃，再将钼铜衬底固定在共晶台上，在显微镜下完成芯片与衬底之间的共晶焊接；最后，将共晶后的放大器芯片组件放置于凝胶盒内备用。
优选地，步骤4包括：首先将馈电绝缘子与壳体焊接，再将射频电路板与壳体焊接，然后将射频绝缘子与壳体焊接，接着清洗模块并进行半气密性检测，再将射频电路元器件的导电胶粘接、固化，最后完成放大器芯片、芯片电容的引线键合。
优选地，步骤5包括：将驱动电路装配到壳体背面，并完成各连接的焊接；然后对模块的电性能进行调试和测试，最后安装下盖板和内盖板。
根据上述技术方案，本发明将壳体件设有上腔和下腔，并通过中间隔板隔开；将射频绝缘子焊接在壳体上，将SMA连接器与射频绝缘子相匹配并通过螺钉、垫圈、弹垫也固定在壳体上。穿心电容通过自身的螺纹旋紧安装到壳体上，内盖板通过沉头螺钉固定在上腔敞口上，下盖板也通过沉头螺钉固定在下腔敞口上，而封盖板与壳体通过激光焊完成气密性封装。在上腔设有四个独立的通道，每个通道内各设有一个馈电绝缘子安装孔，下腔内设有四个浅腔以及电路板安装螺孔；壳体左右侧壁各设有四个射频绝缘子安装孔，居于上腔每个通道的中心位置；壳体左右侧壁还各设有八个SMA连接器安装螺孔，壳体右侧壁上设有两个穿心电容安装螺孔。这样，通过上述的相互组装形成紧凑的、小体积的微波四通道放大器模块，其安装灵活、气密性好、可靠性高。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明提供的一种实施方式中的微波四通道放大器模块的截面图；
图2是根据本发明提供的一种实施方式中的微波四通道放大器模块的俯视图；
图3是根据本发明提供的一种实施方式中的微波四通道放大器模块的侧视图；以及
图4是根据本发明提供的一种实施方式中的微波四通道放大器模块的内部示意图。
附图标记说明
1-壳体 2-封盖板
3-下盖板 4-内盖板
5-SMA连接器 6-射频绝缘子
7-穿心电容 8-独立通道
9-安装固定脚 10-安装固定孔
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
参见图1，本发明提供一种微波四通道放大器模块，包括壳体1、封盖板2、下盖板3、内盖板4、八个SMA连接器5、八个射频绝缘子6和两根穿心电容7；其中，
壳体1的顶面和底面均部分向内凹陷形成有上腔和下腔，上腔和下腔通过中间隔板隔开且敞口的边缘均向内形成有安装台阶；
内盖板4盖设在上腔的敞口上并与安装台阶螺纹连接固定，封盖板2设置在内盖板4上方并与安装台阶焊接气密封性封装，下盖板3盖设在下腔的敞口上并与安装台阶螺纹连接固定；
上腔内设有四个独立通道8(如图4所示)，独立通道8内均设有馈电绝缘子安装孔，下腔内设有四个用于安装电路板的浅腔；
八个射频绝缘子6中的四个嵌入焊接在壳体1的一侧壁上，另四个嵌入焊接在壳体1上相对的另一侧壁上，SMA连接器5分别与射频绝缘子6一一相匹配并固接在壳体1的侧壁上；
两根穿心电容7(如图3所示)通过自身的螺纹旋紧安装到壳体1的同一侧壁上。
通过上述技术方案，在壳体1设有上腔和下腔，并通过中间隔板隔开；将射频绝缘子6焊接在壳体1上，将SMA连接器5与射频绝缘子6相匹配并通过螺钉、垫圈、弹垫也固定在壳体1上。穿心电容7通过自身的螺纹旋紧安装到壳体1上，内盖板4通过沉头螺钉固定在上腔敞口上，下盖板3也通过沉头螺钉固定在下腔敞口上，而封盖板2与壳体1通过激光焊完成气密性封装。在上腔设有四个独立通道8，每个通道内各设有一个馈电绝缘子安装孔，下腔内设有四个浅腔以及电路板安装螺孔；壳体1左右侧壁各设有四个射频绝缘子6安装孔，居于上腔每个通道的中心位置；壳体1左右侧壁还各设有八个SMA连接器5安装螺孔，壳体1右侧壁上设有两个穿心电容7安装螺孔。这样，通过上述的相互组装形成紧凑的、小体积的微波四通道放大器模块，其安装灵活、气密性好、可靠性高。
如图2所述，为了方便组装，提高整个微波四通道放大器模块安装后的稳定性，优选壳体1的底部向外延伸有多个安装固定脚9，安装固定脚9上设有安装固定孔10。
本发明还提供一种微波四通道放大器模块的制作方法，用于制作权利要求1或2中所述的微波四通道放大器模块，其特征在于，包括：
步骤1：清洗待装配结构件；
步骤2：装配驱动电路；
步骤3：放大器芯片的共晶焊接；
步骤4：装配射频电路；
步骤5：模块组合总装；
步骤6：对模块气密性封焊并进行检验。
其中，步骤1包括：对微波四通道放大器模块的结构件包括壳体、封盖板、下盖板、内盖板等结构件进行清洗。利用酒精对上述的壳体、封盖板、下盖板、内盖板等结构件进行清洗，用氮气枪将器件吹干然后在干燥箱中烘干，温度90～110℃，时间10～25分钟。
在一种实施方式中，步骤2包括：选择熔点为183℃成分为Pb37Sn63的焊锡膏，借助点胶机设备对驱动电路板正面的元器件焊盘处进行点焊膏处理；根据驱动电路装配图，将图纸上标有C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、D7的元器件一一放置于驱动电路板的对应位置上。准备一台加热平台，温度设置为210℃～220℃，待温度到达设定值后，将贴有元器件的驱动电路板平整地放置于加热平台上，等到焊膏熔化后，利用镊子从加热平台上平整地取下驱动电路。将驱动电路放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间10～15分钟，以有效去除焊膏熔化残留的助焊剂。利用万用表检测电路有无短路、芯片是否有损坏，检查合格后将驱动电路放置好，等待后续模块装配时使用。
步骤3包括选择熔点为280℃成分为Au80Sn20的焊片，根据芯片的尺寸裁切所需焊片的大小。将共晶台的温度设置为295～305℃，将钼铜衬底固定在共晶台上，在显微镜下完成芯片与衬底之间的共晶焊接。将共晶后的放大器芯片组件放置于凝胶盒内备用。
步骤4包括选择熔点为217℃成分为Sn96.5Ag3Cu0.5的焊锡膏，借助点胶机将锡膏涂在馈电绝缘子周围以及壳体馈电绝缘子安装孔内壁，并将馈电绝缘子安装到壳体对应安装孔处。准备一台加热平台，温度设置为240℃～250℃，将壳体侧壁作为与加热平台接触面放置于加热平台上，待焊膏熔化后从加热平台上取下壳体。将射频电路板表面贴上阻焊胶带，选择厚度为0.05mm，熔点183℃成分为Pb37Sn63的焊片，按照射频电路的外形进行裁切，将裁切好的焊片两面以及壳体内通道焊接面刷涂助焊剂，将焊片分别依次放入4个通道内压平整，然后将射频电路板放入通道内并保证平整。选择熔点为183℃成分为Pb37Sn63的焊锡膏，借助点胶机将锡膏涂在射频绝缘子周围以及壳体射频绝缘子安装孔内壁处，并将射频绝缘子安装到壳体对应安装孔处。准备一台加热平台，温度设置为210℃～220℃，同时借助工装、压块将壳体放置与加热平台上，以保证射频电路板焊接的焊透率，待焊膏充分熔化后，取下壳体冷却至常温。将焊接好的壳体放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间20～30分钟，以有效去除助焊剂。利用半气密性检测模块在射频绝缘子焊接处是否漏气，合格后利用万用表检测电路有无短路。根据射频通道装配图，利用点胶机，采用导电胶粘接工艺完成对应的电感线圈L、贴片电容C1、芯片电容C2以及步骤3中完成的芯片组件的胶结工作，放入烘箱中进行固化，烘箱温度：120～130℃，固化时间：1～1.5小时。按照图纸，完成放大器芯片、馈电绝缘子以及芯片电容的引线键合。检查利用万用表检测电路有无短路、芯片是否有损坏。
步骤5包括将步骤2中完成的驱动电路利用螺钉、弹垫、垫片固定到壳体背面并紧固，根据装配图指示，完成低频绝缘子以及穿心电容与驱动电路之间的焊接，后用酒精棉清理焊接点，确保内部干净无污染。检查模块有无短路，并调试整个模块，使电性能达到设计要求。利用螺钉将模块的内盖板、下盖板固定到壳体上，完成模块封盖前所有装配。
步骤6包括利用棉球蘸取丙酮擦拭壳体以及封盖板焊接面，清理干净后放入激光焊接系统的真空烘箱内，烘烤温度：125℃，时间：4～8小时。从烘箱内取出模块，设定好焊接程序，利用激光焊完成模块的气密性封装。依据GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》中方法1014.2密封的要求，对模块进行气密性测试。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种微波四通道放大器模块的制作方法，其特征在于，包括：
步骤1：清洗待装配结构件；
步骤2：装配驱动电路；
步骤3：放大器芯片的共晶焊接；
步骤4：装配射频电路；
步骤5：模块组合总装；
步骤6：对模块气密性封焊并进行检验；其中，
所述微波四通道放大器模块包括壳体(1)、封盖板(2)、下盖板(3)、内盖板(4)、八个SMA连接器(5)、八个射频绝缘子(6)和两根穿心电容(7)；
所述壳体(1)的顶面和底面均部分向内凹陷形成有上腔和下腔，所述上腔和下腔通过中间隔板隔开且敞口的边缘均向内形成有安装台阶；
所述内盖板(4)盖设在所述上腔的敞口上并与所述安装台阶螺纹连接固定，所述封盖板(2)设置在所述内盖板(4)上方并与所述安装台阶焊接气密封性封装，所述下盖板(3)盖设在所述下腔的敞口上并与所述安装台阶螺纹连接固定；
所述上腔内设有四个独立通道(8)，所述独立通道(8)内均设有馈电绝缘子安装孔，所述下腔内设有四个用于安装电路板的浅腔；
八个所述射频绝缘子(6)中的四个嵌入焊接在所述壳体(1)的一侧壁上，另四个嵌入焊接在所述壳体(1)上相对的另一侧壁上，所述SMA连接器(5)分别与所述射频绝缘子(6)一一相匹配并固接在所述壳体(1)的侧壁上；
两根所述穿心电容(7)通过自身的螺纹旋紧安装到所述壳体(1)的同一侧壁上，所述壳体(1)的底部向外延伸有多个安装固定脚(9)，所述安装固定脚(9)上设有安装固定孔(10)。
2.根据权利要求1所述的微波四通道放大器模块的制作方法，其特征在于，步骤1包括：首先，使用酒精对壳体(1)、封盖板(2)、下盖板(3)、内盖板(4)进行清洗；然后，使用氮气枪将壳体(1)、封盖板(2)、下盖板(3)、内盖板(4)吹干；最后，将壳体(1)、封盖板(2)、下盖板(3)、内盖板(4)放置在干燥箱中烘干。
3.根据权利要求2所述的微波四通道放大器模块的制作方法，其特征在于，所述烘干温度为90-110℃，烘干时间为10-25min。
4.根据权利要求1所述的微波四通道放大器模块的制作方法，其特征在于，步骤3包括：首先选择熔点为280℃、成分为Au80Sn20的焊片并根据芯片的尺寸裁切所需焊片的大小；然后将共晶台的温度设置为295-305℃，再将钼铜衬底固定在共晶台上，在显微镜下完成芯片与衬底之间的共晶焊接；最后，将共晶后的放大器芯片组件放置于凝胶盒内备用。
5.根据权利要求1所述的微波四通道放大器模块的制作方法，其特征在于，步骤4包括：首先将馈电绝缘子与壳体焊接，再将射频电路板与壳体焊接，然后将射频绝缘子与壳体焊接，接着清洗模块并进行半气密性检测，再将射频电路元器件的导电胶粘接、固化，最后完成放大器芯片、芯片电容的引线键合。
6.根据权利要求1所述的微波四通道放大器模块的制作方法，其特征在于，步骤5包括：将驱动电路装配到壳体背面，并完成各连接的焊接；然后对模块的电性能进行调试和测试，最后安装下盖板和内盖板。
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