CN107248610B - 一种防开裂的介质谐振器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防开裂的介质谐振器及其制造方法，其包括盖板、调谐螺杆、介质谐振杆和腔体；调谐螺杆安装在盖板上，盖板盖设于腔体上方，介质谐振杆为圆筒状且设置于腔体内，腔体底面与介质谐振杆对应处设置有同轴布置的有圆环状凹槽和圆柱状凸台；圆柱状凸台的高度小于圆环状凹槽的深度；圆柱状凸台的直径大于介质谐振杆的内径；介质谐振杆配合安装于圆环状凹槽内；圆环状凹槽内填充有第一焊锡；介质谐振杆与盖板通过第二焊锡连接。本发明结构简单、加工制造方便，其通过将介质谐振杆采用两端焊接方式有效地避免了介质谐振器与金属膨胀系数差异随温度变化造成的介质谐振器开裂的技术问题。

Description

一种防开裂的介质谐振器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种介质谐振器和其制造方法，属于通讯技术领域，具体涉及一种防开裂的介质谐振器及其制造方法。

背景技术

滤波器广泛应用于各种无线通信系统中，用于滤除通信信号频率外的信号。随着通信技术的不断发展，对滤波器提出了新的要求，要求滤波器小体积、低损耗。TM模介质谐振器滤波器利用陶瓷介质材料的Q值、高介电常数、频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率等特点设计制作，具有低损耗、损耗小、温度特性好等优点而越来越受到重视。

TM模滤波器主要由介质谐振器和金属腔体、金属盖板组成。介质滤波器中介质谐振器上下两端面接地稳定性非常重要，否则会影响滤波器的性能。然而，在温度变化较大时，陶瓷介质谐振器由于热胀冷缩作用会导致其端面与金属腔体、盖板接触不良，进而使得介质谐振器上表面无法可靠的接地，影响介质谐振器的性能。常见的TM模介质谐振器会在介质谐振器一端增加弹性垫片缓解这一不足，相对于两端都采用焊接连接的TM模介质谐振器，接地会跟好，也能获得更大的Q值，但是两端都采用焊接连接的TM模介质谐振器由于陶瓷介质和金属腔体的膨胀系数不一样，在温度变化时热胀冷缩会造成陶瓷裂开，造成滤波器性能降低，传统常见的TM模介质谐振器会在介质谐振器一端增加弹性垫片来保证接触，弹性垫片受材质、结构以及使用环境的影响，可靠性较差，且实际Q值与理论存在较大的差异。

因此，急需提供一种能避免由于介质谐振器与金属膨胀系数差异随温度变化造成的介质谐振器开裂的组装方式。

同时，传统TM介质谐振器一般需要分别对其上下两个断面分开焊接，从而造成上下两端面的连接处内部应力不对称、以及焊接面内部有裂缝或者损伤，从而造成其端面与金属腔体、盖板接触不良。

在中国发明专利CN 205921064U中公开了一种介质谐振器和介质滤波器。介质谐振器包括盖板、调谐螺杆、介质谐振杆、腔体和垫片。调谐螺杆固定设置在盖板上，盖板盖设在腔体上方；腔体底部开设有圆形凹槽，垫片固定定位在腔体底部圆形凹槽内，介质谐振杆固定设置在垫片上。本发明的介质滤波器依靠垫片受压后的回弹力来保证介质谐振杆在急剧受力时与盖板及腔体之间仍有良好电气连接，从而使其电气性能稳定可靠；同时，有效解决了传统介质滤波器的介质谐振杆在高低温等可靠性实验时，容易破的问题。但是该发明需要多增加一个不易加工的垫片，大规模生产介质谐振器时会增加制造成本和耗费制造工时，同时也提高了技术人员的劳动强度，因而不经济。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种防开裂的介质谐振器，其能避免由于介质谐振器与金属膨胀系数差异随温度变化造成的介质谐振器开裂的同时，结构简单、加工方便。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种防开裂的介质谐振器，包括盖板、调谐螺杆、介质谐振杆和腔体；所述调谐螺杆安装在所述盖板上，所述盖板盖设于所述腔体上方，所述介质谐振杆为圆筒状且设置于所述腔体内，所述腔体底面与介质谐振杆对应处设置有同轴布置的有圆环状凹槽和圆柱状凸台；所述圆柱状凸台的高度小于所述圆环状凹槽的深度；所述圆柱状凸台的直径大于所述介质谐振杆的内径；所述介质谐振杆配合安装于所述圆环状凹槽内；所述介质谐振杆的下端面、腔体的底面、圆环状凹槽的内侧面和圆柱状凸台的外侧面围成的焊锡填充腔内填充有第一焊锡；所述介质谐振杆与所述盖板之间填充有第二焊锡。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第一焊锡的外径等于所述圆环状凹槽的外径，所述第一焊锡的内径等于所述圆柱状凸台的直径。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第二焊锡的外径等于所述介质谐振杆的外径，所述第二焊锡的内径等于所述介质谐振杆的内径。

在本发明的一种优选实施方案中，所述盖板的基材为环氧树脂、聚四氟乙烯或陶瓷材料。

在本发明的一种优选实施方案中，所述调谐螺杆与所述介质谐振杆同轴布置，所述调谐螺杆与所述盖板螺纹连接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述介质谐振杆的上下两端面均镀有焙银层(一种焙银工艺，银浆印刷在需要位置，高温烘烤后固化)。

在本发明的一种优选实施方案中，所述盖板与所述腔体之间设置有第三焊锡。

在本发明的一种优选实施方案中，所述盖板上与所述腔体的腔筋连接处等距设置有多个过孔。

本发明还公开了一种防开裂介质谐振器的制造方法，其具体实施步骤包括：步骤一：在腔体内部底端加工出圆环状凹槽和圆柱状凸台，且保证圆柱状凸台的高度小于圆环状凹槽的深度；加工圆筒状介质谐振杆使其外径与圆环状凹槽的外径对应，其内径小于圆柱状凸台的直径，同时在其上下端面焙银；加工第一焊锡、第二焊锡和第三焊锡，保证第一焊锡充满圆环状凹槽且与圆柱状凸台等高，保证第二焊锡充满介质谐振杆上端面且厚度大于或等于介质谐振杆上端面到盖板下端面之间的间距；步骤二：依次将第一焊锡装入腔体内的圆环状凹槽内；将介质谐振杆配合插入圆环状凹槽内并由圆柱状凸台支撑；将第二焊锡放置在介质谐振杆上端；将第三焊锡放置在腔体上端，盖上盖板并通过螺钉将盖板与腔体固接从而形成介质谐振器；步骤三：将上述介质谐振器整体放入回流炉整体加热焊接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第一焊锡、所述第二焊锡和所述第三焊锡均由包含SnAgCu的低温锡膏制成。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、加工制造方便，其只需在传统介质谐振器的腔体内加工同轴的一个圆环状凹槽和一个圆柱状凸台，通过圆环状凹槽定位安装介质谐振杆、通过圆柱状凸台支撑介质谐振杆，并在圆环状凹槽和圆柱状凸台形成的空腔内填充焊锡、同时通过焊锡将介质谐振杆与盖板连接即可有效地避免由于介质谐振器与金属膨胀系数差异随温度变化造成的介质谐振器开裂的技术问题；本发明通过在介质谐振杆的两端设置银层有效地提高了其连接强度，通过在盖板上设置过孔游戏哦啊地增加了接地的可靠性；同时本发明通过在盖板与腔体之间设置有第三焊锡，当介质谐振杆随温度收缩或膨胀时，盖板能可随之发生弹性形变的同时保持良好的连接，故介质谐振器在较大的温度范围内均能够保持良好的滤波性能。本发明还通过回流焊的工艺步骤，使得介质谐振器的上下端面可以实现的整体加热，从而消除了现有技术中上下端面两次焊接带来的端面连接处内部应力不对称、焊接面内部有裂缝或者损伤的技术问题，从而保证了介质谐振器与盖板和腔体的连接稳定性，简化了加工流程，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例一种防开裂的介质谐振器的爆炸示意图；

图2是本发明实施例一种防开裂的介质谐振器的装配示意图；

图3是本发明实施例一种防开裂的介质谐振器的俯视图；

图4是本发明实施例一种防开裂的介质谐振器的剖视图；

图5是本发明实施例一种防开裂的介质谐振器的腔体俯视图；

图6是本发明实施例一种防开裂的介质谐振器的腔体剖视图；

图7是本发明实施例一种防开裂的介质谐振器的腔体底部局部放大视图；

图8是本发明实施例一种防开裂的介质谐振器的介质谐振杆结构示意图；

图中：1-盖板，2-调谐螺杆，3-介质谐振杆，4-腔体，5-第一焊锡，6-第二焊锡，7-第三焊锡，8-过孔，4.1-圆环状凹槽，4.2-圆柱状凸台，4.3-焊锡填充腔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由本发明说明书附图所示的一种防开裂的介质谐振器结构示意图可知，本实用新型一种防开裂的介质谐振器，其包括盖板1、调谐螺杆2、介质谐振杆3和腔体4；调谐螺杆2安装在盖板1上，盖板1盖设于腔体4上方，介质谐振杆3设置于腔体4内，腔体4底面与介质谐振杆3对应处开设有同轴布置的圆环状凹槽4.1和圆柱状凸台4.2；圆环状凹槽4.1的外径等于介质谐振杆3的外径(凹槽起限位介质谐振杆3的作用，保证其安装时的同轴度)，圆柱状凸台4.2的直径大于介质谐振杆3的内径(凸台起支撑介质谐振杆3的作用，当介质谐振杆安装及焊接下沉时，凸台可以支撑介质谐振杆3，避免焊锡和压力不均衡造成介质谐振杆3倾斜)；圆柱状凸台4.2的高度小于圆环状凹槽4.1的深度；介质谐振杆3的下端面与腔体4的底面之间填充有第一焊锡5(即介质谐振杆3的下端面、腔体4的底面、圆环状凹槽4.1的内侧面和圆柱状凸台4.2的外侧面围城的环状腔体内填充有第一焊锡5，介质谐振杆3与圆柱状凸台4.2的贴合面没有焊锡)；介质谐振杆3的上端面与盖板1的下端面之间填充有第二焊锡6(介质谐振杆3的高度小于腔体4的深度)。第一焊锡5的外径等于圆环状凹槽4.1的外径，第一焊锡5的内径等于圆柱状凸台4.2的直径，第一焊锡5的厚度等于圆柱状凸台4.2的高度。第二焊锡6的外径等于介质谐振杆3的外径，第二焊锡6的内径等于介质谐振杆3的内径，第二焊锡6的厚度等于介质谐振杆3上端面距离盖板1下端面的距离。盖板1的基材为环氧树脂、聚四氟乙烯或陶瓷材料。调谐螺杆2与介质谐振杆3同轴布置，调谐螺杆2与盖板1螺纹连接(PCB盖板单独焊接或铆接螺母套，然后装在螺母套上；金属盖板上面直接有螺纹)。介质谐振杆3的上下两端面均设置有焙银层。盖板1与腔体4之间设置有第三焊锡7。盖板1上与腔体4的腔筋连接处等距设置有多个过孔8。

本发明还公开了一种防开裂介质谐振器的制造方法，其包括：

步骤一：在腔体4内部底端加工出圆环状凹槽4.1和圆柱状凸台4.2，且保证圆柱状凸台4.2的高度小于圆环状凹槽4.1的深度；加工圆筒状介质谐振杆3使其外径与圆环状凹槽4.1的外径对应，其内径小于圆柱状凸台4.2的直径，同时在其上下端面焙银；加工第一焊锡5、第二焊锡6和第三焊锡7，保证第一焊锡5充满圆环状凹槽4.1且与圆柱状凸台4.2等高，保证第二焊锡6充满介质谐振杆3上端面且厚度大于或等于介质谐振杆3上端面到盖板1下端面之间的间距；

步骤二：依次将第一焊锡5装入腔体4内的圆环状凹槽4.1内；将介质谐振杆3配合插入圆环状凹槽4.1内并由圆柱状凸台4.2支撑；将第二焊锡6放置在介质谐振杆3上端；将第三焊锡7放置在腔体4上端，盖上盖板1并通过螺钉将盖板1与腔体4固接从而形成介质谐振器；

步骤三：将上述介质谐振器整体放入回流炉整体加热焊接。

使用本发明时：

⑴腔体组装，将腔体内外的零部件安装在腔体的对应位置；

⑵介质谐振杆印刷锡膏，将介质谐振杆3定位在印刷机上印刷锡膏；

⑶介质谐振杆装配，将介质谐振杆印刷完锡膏的一面装入腔体底部对应的安装位置；

⑷盖板印刷锡膏，将盖板与介质谐振杆对应安装位置、与腔体腔筋接触位置印刷锡膏；

⑸盖板组装，将印刷完锡膏的盖板装入腔体对应安装位置，然后用螺钉拧紧；

⑹回流焊接，将组装完的介质谐振器放入回流炉焊接。本发明通过使用回流焊接实现了整体加热，避免局部受热不均衡造成的介质谐振器的破损，使用低温锡膏降低了整体的焊接温度，避免了温度过高对滤波器镀层、材料造成的损坏，介质谐振器双面焊接一次完成，组装简单，效率高。

上述方案中，锡膏位低温锡膏，成分为SnAgCu,熔点为139-141℃；焊接采用回流焊接工艺，一次过炉，完成介质谐振器两个面的焊接。

应当理解的是，以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防开裂的介质谐振器，包括盖板(1)、调谐螺杆(2)、介质谐振杆(3)和腔体(4)；所述调谐螺杆(2)安装在所述盖板(1)上，所述盖板(1)盖设于所述腔体(4)上方，所述介质谐振杆(3)为圆筒状且设置于所述腔体(4)内，所述腔体(4)底面与介质谐振杆(3)对应处设置有同轴布置的有圆环状凹槽(4.1)和圆柱状凸台(4.2)；其特征在于：所述圆柱状凸台(4.2)的高度小于所述圆环状凹槽(4.1)的深度；所述圆柱状凸台(4.2)的直径大于所述介质谐振杆(3)的内径；所述介质谐振杆(3)配合安装于所述圆环状凹槽(4.1)内；所述介质谐振杆(3)的下端面、腔体(4)的底面、圆环状凹槽(4.1)的内侧面和圆柱状凸台(4.2)的外侧面围成的环状腔体内填充有第一焊锡(5)；所述介质谐振杆(3)与所述盖板(1)之间填充有第二焊锡(6)。

2.根据权利要求1所述的一种防开裂的介质谐振器，其特征在于：所述第二焊锡(6)的横截面形状与所述介质谐振杆(3)的横截面形状相对应。

3.根据权利要求1所述的一种防开裂的介质谐振器，其特征在于：所述调谐螺杆(2)与所述介质谐振杆(3)同轴布置，所述调谐螺杆(2)与所述盖板(1)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种防开裂的介质谐振器，其特征在于：所述介质谐振杆(3)的上下两端面均有焙银层。

5.根据权利要求1所述的一种防开裂的介质谐振器，其特征在于：所述盖板(1)与所述腔体(4)通过第三焊锡(7)连接。

6.根据权利要求5所述的一种防开裂的介质谐振器，其特征在于：所述第三焊锡(7)的横截面形状与所述腔体(4)的横截面形状相对应。

7.根据权利要求1所述的一种防开裂的介质谐振器，其特征在于：所述盖板(1)上与所述腔体(4)的腔筋连接处等距设置有多个过孔(8)。

8.一种防开裂介质谐振器的制造方法，其特征在于：该方法包括：

步骤一：在腔体(4)内部底端加工出圆环状凹槽(4.1)和圆柱状凸台(4.2)，且保证圆柱状凸台(4.2)的高度小于圆环状凹槽(4.1)的深度；加工圆筒状介质谐振杆(3)使其外径与圆环状凹槽(4.1)的外径对应，其内径小于圆柱状凸台(4.2)的直径，同时在其上下端面焙银；加工第一焊锡(5)、第二焊锡(6)和第三焊锡(7)，保证第一焊锡(5)充满圆环状凹槽(4.1)且与圆柱状凸台(4.2)等高，保证第二焊锡(6)充满介质谐振杆(3)上端面且厚度大于或等于介质谐振杆(3)上端面到盖板(1)下端面之间的间距；

步骤二：依次将第一焊锡(5)装入腔体(4)内的圆环状凹槽(4.1)内；将介质谐振杆(3)配合插入圆环状凹槽(4.1)内并由圆柱状凸台(4.2)支撑；将第二焊锡(6)放置在介质谐振杆(3)上端；将第三焊锡(7)放置在腔体(4)上端，盖上盖板(1)并通过螺钉将盖板(1)与腔体(4)固接从而形成介质谐振器；

步骤三：将上述介质谐振器整体放入回流炉整体加热焊接。

9.根据权利要求8所述的一种防开裂介质谐振器的制造方法，其特征在于：所述第一焊锡(5)、所述第二焊锡(6)和所述第三焊锡(7)均由包含SnAgCu的低温锡膏制成。

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