CN109712937A - 一种共晶载体及微波装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种共晶载体及微波装置，属于微波装置技术领域，解决了现有微波装置空间利用率低且谐振频率低，无法满足电子器件对小型微波装置的维修性及空间利用率的要求。本发明提供的工字型共晶载体的端部和中部分别设有固定孔位和微波器件，微波器件包括微波放大器、数控衰减器和馈电绝缘子，微波放大器和数控衰减器两侧以及中间均设有陶瓷片。该工字型共晶载体外形结构简单，在保证微波器件一字排布的前提下，不仅减小了共晶载体的腔体尺寸和降低了腔体谐振的可能性，而且在缩进的位置可安装馈电绝缘子，能够有效降低共晶载体装联的空间占比，该工字型共晶载体尤其适用于对维修性和空间占比要求比较高的小型化微波装置。

Description

一种共晶载体及微波装置

技术领域

本发明涉及微波装置技术领域，尤其涉及一种共晶载体及微波装置。

背景技术

目前，裸芯片的装联方式主要分为共晶、共晶焊料钎焊、其他焊料钎焊和聚合物粘接，共晶载体可避免因为腔体与芯片膨胀系数不同而降低芯片装联可靠性的问题，同时作为可拆装平台也增强了芯片装联的灵活性和装置的可维修性，在小型化微波装置中应用十分广泛。

现有的微波装置中的由于共晶载体的结构及装联方式导致微波装置无法实现两路低噪接收和一路数控衰减输出的布局要求，空间利用率低且谐振频率低，无法满足电子器件对小型微波装置的维修性及空间利用率的要求。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种共晶载体及微波装置，用于解决现有微波装置的腔体内设置的共晶载体的结构及装联方式导致其无法实现两路低噪接收和一路数控衰减输出的布局要求，微波装置的空间利用率低且谐振频率低，无法满足电子器件对小型微波装置的维修性及空间利用率的要求。

本发明的一种共晶载体，共晶载体为工字型，工字型共晶载体的端部和中部分别设有固定孔位和微波器件，微波器件包括微波放大器、数控衰减器和馈电绝缘子，微波放大器和数控衰减器两侧以及中间均设有陶瓷片。

进一步地，工字型共晶载体两竖直端部宽度为8.8～9.6mm，中部宽度为2.5～3.3mm，工字型共晶载体厚度为0.5mm～1.5mm。

进一步地，工字型共晶载体的两竖直端部宽度为9.2mm，中部宽度为2.9mm，工字型共晶载体的厚度为0.8mm。

进一步地，工字型共晶载体的边缘部位加工有倒圆角。

进一步地，固定孔位设于工字型共晶载体端部的四个角部，固定孔位用于将共晶载体固定于微波装置上。

进一步地，工字型共晶载体的四个固定孔位采用标准M1.6螺钉固定。

进一步地，工字型共晶载体为镀金钼铜合金共晶载体。

进一步地，工字型共晶载体的长度根据其上焊接的共晶芯片的型号和数量进行调整。

本发明的一种微波装置，采用上述的工字型共晶载体，包括第一、第二和第三共晶载体，第一共晶载体为驱动发射共晶载体，第二和第三共晶载体为结构相同的低燥接受共晶载体，第一至第三共晶载体分别通过设有微带线的软基板与SMA接头连接。

进一步地，微波装置的腔体谐振频率大于等于28GHz。

相对于现有技术，本发明有益效果为：

(1)本发明的共晶载体创新性地采用工字型结构，并通过在工字型两竖直端部的延伸位置设计固定孔，以压缩共晶载体宽度，减小共晶载体所占空间，在保证微波装置维修性的同时，减小微波装置的体积。

(2)现有技术中的微波装置只能装联两路满足隔离要求的信号通道的布局，本发明提供的小型化微波装置采用一路驱动发射共晶载体和两路低燥接受共晶载体，即三路共晶载体装联方式，这种装联方式不仅增强了小型化微波装置的芯片装联的灵活性和可维修性，还在降低空间占比的同时降低了馈电绝缘子与芯片间的传输距离，从而降低控制信号或电源信号受干扰的可能性，最终提高微波装置内部的电磁兼容性。

(3)与现有的共晶载体相比，本发明的第一路至第三路共晶载体的宽度d10比现有共晶载体的宽度d12足足缩小3.6mm，该设计大大减小了共晶载体的占用空间，并在保证装置维修性的同时，减小了装置的体积，从而使本发明的共晶载体特别适用于低成本的小型化微波装置。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明提供的第一路至第三路共晶载体采用的工字型共晶载体结构外形俯视图；

图2为图1中工字型共晶载体的结构外形主视图；

图3为现有共晶载体外形结构的俯视图；

图4为图3中现有共晶载体外形结构的主视图；

图5为本发明提供的共晶载体装配应用图；

图6为与图5共晶焊接有相同芯片的现有共晶载体的装配应用图；

图7本发明提供的微波装置实现三路信号布局的装配图；

图8为现有微波装置采用两路信号布局的装配图。

附图标记：

1-微波放大器；2-数控衰减器；3-陶瓷片；4-馈电绝缘子；5-螺钉；6-倒圆角；7-固定孔位。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

一方面，本发明提供了一种共晶载体，如图1、图2、图5和图7所示，该共晶载体为工字型，工字型共晶载体的端部和中部分别设有固定孔位7和微波器件，微波器件包括微波放大器1、数控衰减器2和馈电绝缘子4，微波放大器1和数控衰减器2两侧以及中间均设有陶瓷片3。

具体地，本发明的共晶载体采用横向放置的工字型结构，工字型共晶载体的两个竖直端的四个端部设有固定孔位7，该固定孔位7用于将工字型共晶载体固定到微波装置上，工字型共晶载体的中间部分一字排布微波放大器1和数控衰减器2，微波放大器1和数控衰减器2两侧以及中间分别设有第一陶瓷片3、第二陶瓷片3和第三陶瓷片3；上述第二陶瓷片3下方位置设有第四陶瓷片3，第四陶瓷片3的下方设有馈电绝缘子4。

需要说明的是，馈电绝缘子4用于实现微波装置内部功能芯片供电及控制信号的连接，该馈电绝缘子4采用穿墙烧结，既实现了微波装置内部正反两面空腔间低频信号的传输，又保证了正反两面空腔的隔离性；数控衰减器2通过控制信号灵活快速地调节衰减量的大小，以便控制微波信号的大小；微波放大器1用于将微波信号的电平幅度进行放大；对于每路共晶载体，第一至第四陶瓷片3的介电常数为9.9，厚度为3.8mm，第一至第四陶瓷片3用于实现微波信号在芯片与芯片间、芯片与软基板间传输。

与现有技术相比，本发明提供的工字型共晶载体的两竖直端部宽度d1比现有共晶载体的端部宽度d5缩小了3.6mm，在降低共晶载体空间占比的同时降低了馈电绝缘子4与芯片间的传输距离，同时降低了控制信号或电源信号受干扰的可能性，从而提高了装置内部的电磁兼容性。

为了减小共晶载体的占比空间，如图1所示，工字型共晶载体的两竖直端部宽度d1为8.8～9.6mm，中部宽度d2为2.5～3.3mm，工字型共晶载体的厚度d3为0.5mm～1.5mm。现有共晶载体的外形如图3、图4和图5所示，现有共晶载体的宽度d5为10.7mm，宽度d6为6.4mm，d7等于10.4mm；d8等于12.9mm，固定安装孔的直径D2为1.7mm等于D1，厚度d9为0.8mm；通过对比可知，本发明设计的工字型共晶载体将现有共晶载体的中间部分向内缩小，形成了工字型共晶载体，减小了共晶载体的腔体尺寸。

同样的，为了提高共晶载体的空间利用率，如图1所示，工字型共晶载体的两竖直端部宽度d1为9.2mm，中部宽度d2为2.9mm。本发明的共晶载体的工字型共晶载体的厚度d3为0.8mm。图5为本发明提供的共晶载体装配应用图，图中的d10为9.8mm；图6为现有共晶载体的装配应用图，d11为13.4mm；通过对比可知，当经本发明提供的工字型共晶载体装配应用后的宽度d10比现有共晶载体装配应用后的宽度d12足足缩小3.6mm，大大缩小了共晶载体的空间占比。

为了减小应力集中，防止工字型共晶载体的边缘划破或损伤其它电子器件，在工字型共晶载体的边缘部位加工有倒圆角6，倒圆角6的半径R1可以根据实际情况进行调整。

为了加强工字型共晶载体的固定牢靠性，固定孔位7设于工字型共晶载体端部的四个角部，固定孔位7用于将共晶载体固定于微波装置的腔体内。工字型共晶载体的四个固定孔位7采用标准M1.6螺钉5固定。

本发明的工字型共晶载体为镀金钼铜合金共晶载体。

为了提高工字型共晶载体的适用性，工字型共晶载体的长度根据其上焊接的共晶芯片的型号和数量进行调整。对于不同长度的微波装置，可以加工不同长度的工字型共晶载体以提高共晶载体的适用性。

另一方面，本发明还提供了一种便于装调的小型化微波装置，该小型化微波装置包括第一、第二和第三共晶载体；其中，第一共晶载体为驱动发射共晶载体，第二和第三共晶载体为结构相同的低燥接受共晶载体，第一至第三共晶载体分别通过设有带微带线的软基板与SMA接头连接。

具体地，如图7所示，本发明提供的微波装置能够实现三路信号布局的装配图；其中，第一路共晶载体为驱动发射共晶载体，第二和第三共晶载体均为低燥接受共晶载体，第一路共晶载体、第二路共晶载体以及第三路共晶载体并列的装联在便于装调的小型化微波装置上，第一路至第三路共晶载体通过左侧带有微带线的软基板与对应的SMA接头连接，实现微波信号的输入和输出。

本发明提供的微波装置采用三路共晶载体并列装联，如图7所示，该三路共晶载体装联后的整体宽度d12为37mm，而采用现有技术中的共晶载体的无法制备该微波装置，现有微波模块只能够装联两路共晶载体，如图8所示，这是因为布局三路现有共晶载体的宽度需要40.2mm，该宽度远大于d12的宽度，因此无法将现有的共晶载体安装到本发明的微波装置上。

本发明提供的小型化微波装置采用一路驱动发射共晶载体和两路低燥接受共晶载体，即三路共晶载体的装联方式，现有技术中的共晶载体只能装联两路满足隔离要求的信号通道的布局。本发明提供的这种装联方式增强了小型化微波装置装联的灵活性和可维修性，便于对小型化微波装置进行装调。需要说明的是，本发明提供的微波装置。

为了降低自激谐振的可能性，本发明提供的小型化微波装置的腔体谐振频率大于等于28GHz。具体地，本发明的小型化微波装置是一个S、C、X、Ku四波段射频收发系统，该小型化微波装置的第一至第三共晶载体的空腔长度为16.7mm、宽度为5.5mm和深度6.75mm，而现有共晶载体的空腔长度188cm、宽10.8mm、深6.75mm，最低谐振频率15.5GHz，通过对比分析可知，本发明的腔体谐振频率最低为28GHz，远离装置工作频带(最高Ku波段)，而现有共晶载体的最低谐振频率处于Ku波段，因此，采用现有共晶载体将存在自激谐振的风险，而采用本发明提供的共晶载体将不存在自激谐振的风险。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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 (10)

1.一种共晶载体，其特征在于，所述共晶载体为工字型，所述工字型共晶载体的端部和中部分别设有固定孔位和微波器件，所述微波器件包括微波放大器、数控衰减器和馈电绝缘子，所述微波放大器和数控衰减器两侧以及中间均设有陶瓷片。

2.根据权利要求1所述的共晶载体，其特征在于，所述工字型共晶载体两竖直端部宽度为8.8～9.6mm，中部宽度为2.5～3.3mm，所述工字型共晶载体厚度为0.5mm～1.5mm。

3.根据权利要求2所述的共晶载体，其特征在于，所述工字型共晶载体的两竖直端部宽度为9.2mm，中部宽度为2.9mm，所述工字型共晶载体的厚度为0.8mm。

4.根据权利要求1所述的共晶载体，其特征在于，所述工字型共晶载体的边缘部位加工有倒圆角。

5.根据权利要求1所述的共晶载体，其特征在于，所述固定孔位设于工字型共晶载体端部的四个角部，所述固定孔位用于将共晶载体固定于微波装置上。

6.根据权利要求5所述的共晶载体，其特征在于，所述工字型共晶载体的四个固定孔位采用标准M1.6螺钉固定。

7.根据权利要求1所述的共晶载体，其特征在于，所述工字型共晶载体为镀金钼铜合金共晶载体。

8.根据权利要求1所述的共晶载体，其特征在于，所述工字型共晶载体的长度根据其上焊接的共晶芯片的型号和数量进行调整。

9.一种采用权利要求1至8所述的共晶载体的微波装置，其特征在于，包括第一、第二和第三共晶载体，所述第一共晶载体为驱动发射共晶载体，所述第二和第三共晶载体为结构相同的低燥接受共晶载体，所述第一至第三共晶载体分别通过设有微带线的软基板与SMA接头连接。

10.根据权利要求9所述的微波装置，其特征在于，所述微波装置的腔体谐振频率大于等于28GHz。