CN110035626B - 一种小型化微波组件气密结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微波电路垂直互联技术领域，特别涉及一种小型化微波组件气密结构，包括壳体和盖板，所述壳体和盖板通过螺钉锁紧连接形成一个腔室，所述盖板嵌入所述腔室，使所述腔室封闭，所述螺钉对应的螺钉孔的开口位置设置有焊接槽，所述焊接槽内嵌入有螺孔气密件，使所述螺钉孔封闭，通过采用螺孔气密件封闭螺钉孔的开口位置，实现螺钉与壳体或盖板之间的螺纹接触面的气密密封，使采用单层盖板即可实现微波组件的整体气密，厚度较薄，整体体积较小，实现了该气密结构的小型化，同时，各气密位置均形成平面焊缝，有利于通过工艺成熟的封装技术实现微波组件的气密封装，封装效果较好，保证了波导传输性能的优异效果。

Description

一种小型化微波组件气密结构

技术领域

本发明涉及微波电路垂直互联技术领域，特别涉及一种小型化微波组件气密结构。

背景技术

微波组件是利用各种微波元器件和其他零件组装而成，用同轴、波导或其他传输线形式与外电路相连，同时也会采用高低频连接器互联及壳体结构封装，而封装结构的气密性与微波的传输性能密切相关，若封装结构气密不良，在高低温环境下，会在封装结构内出现水汽凝结，污染微波组件内部裸芯片，影响微波传输性能。

目前，在波导和高低频连接器共用型的高频微波组件中，为了保证波导的传输性能，需要采用螺钉将用于封装芯片的壳体和盖板连接紧密，而螺钉连接形成的螺纹接触面会直接影响微波组件的气密性，为了保证微波组件的整体气密，目前一般采用具有多层盖板的封装结构，通过螺钉将内侧盖板与壳体连接，再通过工艺成熟的平行缝焊工艺将外侧盖板与壳体气密连接，实现螺钉与壳体之间的螺纹接触面的气密密封，如此，导致该结构的高频微波组件具有多层盖板，厚度较厚，且由于双层盖板侧不容易设置用于焊接高低频连接器的焊接孔，导致高低频连接器只能从封装结构的侧壁组装，不能实现波导与高低频连接器的垂直互联，影响微波信号的传输性能，也进一步导致微波组件体积较大，不利于微波组件的小型化设计，增加了微波组件的制备难度。

综上所述，目前亟需要一种技术方案，解决现有微波组件采用多层盖板的封装结构，导致微波组件厚度较厚，体积较大，不利于微波组件的小型化设计，增加了微波组件的制备难度的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有微波组件采用多层盖板的封装结构，导致微波组件厚度较厚，体积较大，不利于微波组件的小型化设计，增加了微波组件的制备难度的技术问题，提供了一种小型化微波组件气密结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种小型化微波组件气密结构，包括壳体和盖板，所述壳体和盖板通过螺钉锁紧连接形成一个腔室，所述盖板嵌入所述腔室，使所述腔室封闭，所述螺钉对应的螺钉孔的开口位置设置有焊接槽，所述焊接槽内嵌入有螺孔气密件，使所述螺钉孔封闭。

本发明的一种小型化微波组件气密结构，通过采用螺孔气密件封闭螺钉孔的开口位置的结构形式，实现螺孔气密件对螺钉与壳体或盖板之间的螺纹接触面的气密密封，使采用单层盖板即可实现微波组件的整体气密，厚度较薄，整体体积较小，实现了该气密结构的小型化，同时，通过采用螺孔气密件嵌入焊接槽、盖板嵌入壳体的结构形式，使各气密位置均形成平面焊缝，有利于通过工艺成熟的平行缝焊工艺封装技术实现微波组件的整体气密封装，封装效果较好，保证了波导传输性能的优异效果。

作为优选，所述焊接槽的外围周向设置有用于热应力释放的应力槽。通过应力槽释放气密封处理过程中由于高温产生的热应力，避免焊接残余应力的存在引起的结构形状和尺寸的变化，使该气密结构的封装效果较好，提高该气密结构的整体气密性。

作为优选，所述焊接槽设置在所述盖板和/或所述壳体的表面上。可根据实际情况，将螺钉贯穿盖板后延伸至壳体内，与壳体可拆卸连接，或将螺钉贯穿壳体后延伸至盖板内，与盖板可拆卸连接，或在壳体和盖板上同时设置螺钉，从两个方向实现壳体和盖板的紧密连接，保证壳体与盖板的连接稳定性，将波导稳定的限制在气密结构内，确保良好的微波传输性能。

作为优选，所述焊接槽底部设置有与所述螺钉适配的导向面。在焊接槽底部设置导向面，使螺钉与焊接槽底部贴合，方便螺孔气密件的安装，使螺孔气密件进入焊接槽后在气密结构表面形成平面焊缝，方便气密封装的处理。

作为优选，所述螺孔气密件上设置有与所述导向面适配的锥形面。使螺孔气密件与焊接槽配合时，具有自定位功能，在螺孔气密件与焊接槽之间形成宽度均匀的平面焊缝，方便通过平行缝焊工艺实现封焊焊接，使该气密结构制备工艺简单，且有利于保证焊接质量，使气密结构的封装效果较好，并提高气密结构的集成化程度，进一步的实现气密结构的小型化。

作为优选，所述腔室的壁上设置有用于连接高低频连接器的焊接孔，所述壳体和盖板配合后形成有至少一个波导，所述波导的开口方向与所述高低频连接器的微波信号传输方向在同一法线方向。由于腔室采用单层盖板气密封装，使得用于连接高低频连接器的焊接孔可较容易的加工到该气密结构的面积较宽的面上，使方便形成垂直互联波导与高低频连接器的共用型微波组件，不仅使波导与高低频连接器在同一方向上实现微波的传输，传输性能较好，而且，也进一步的有利于实现该气密结构的小型化、轻薄化，体积较小，减少微波组件的制备成本和制备难度。

作为优选，所述波导对应的微波信号输入侧设置有用于安装气密波导窗的凹槽，所述气密波导窗嵌入所述凹槽，使所述凹槽封闭。通过在波导的开口位置设置气密波导窗，确保该气密结构的封装效果较好，方便该气密结构的制备，同时，也进一步提高气密结构的集成化程度，减少整体体积，实现气密结构的小型化。

作为优选，所述凹槽设置在所述壳体和/或所述盖板的表面上。可根据实际情况，将用于安装气密波导窗的凹槽设置在盖板侧，将焊接孔设置在壳体底部，使较容易的形成波导与高低频连接器的垂直互联结构，使微波传输性能较好，且进一步的有利于实现该气密结构的小型化和轻薄化。

作为优选，所述盖板与所述壳体采用激光封焊焊接，所述螺孔气密件与所述焊接槽采用激光封焊焊接，所述气密波导窗与所述凹槽采用共晶焊焊接。由于各气密位置在结构上均采用的嵌入式结构，形成平面焊缝，方便通过工艺成熟的激光封焊技术实现良好的气密连接，最大程度的保证气密结构的气密性，且减少了制备难度和制备成本。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的一种小型化微波组件气密结构的有益效果是：

1、通过采用螺孔气密件封闭螺钉孔的开口位置，实现螺钉与壳体之间的螺纹接触面的气密密封，使采用单层盖板即可实现微波组件的整体气密，厚度较薄，整体体积较小，实现了该气密结构的小型化；

2、通过采用螺孔气密件嵌入焊接槽、盖板嵌入壳体的结构形式，使各气密位置均形成平面焊缝，有利于通过工艺成熟的封装技术实现微波组件的气密封装，封装效果较好，保证了波导传输性能的优异效果；

本发明的一种小型化微波组件气密结构的其他实施方式的有益效果是：

由于腔室采用单层盖板气密封装，使得用于连接高低频连接器的焊接孔可较容易的加工到该气密结构的面积较宽的面上，使方便形成垂直互联波导与高低频连接器的共用型微波组件，使波导与高低频连接器在同一方向上实现微波信号的传输，传输性能较好。

附图说明

图1是实施例1的一种小型化微波组件气密结构的结构示意图；

图2是实施例1的一种小型化微波组件气密结构的俯视图；

图3是图2中A-A剖面的结构示意图；

图4是实施例1中所述螺孔气密件的结构示意图；

图5是实施例1的一种小型化微波组件气密结构的拆分结构示意图；

图6是实施例3的一种小型化微波组件气密结构的俯视图；

图7是图6中B-B剖面的结构示意图；

图8是实施例3的一种小型化微波组件气密结构的仰视图。

附图标记

1-壳体，11-腔室，12-焊接孔，2-盖板，21-凹槽，3-芯片，4-螺钉，5-螺钉孔，51-导向面，52-焊接槽，6-螺孔气密件，61-锥形面，7-应力槽，8-高低频连接器，9-波导，10-气密波导窗。

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，以下结合附图及具体实施例，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。

实施例1

如图1-8所示，一种小型化微波组件气密结构，包括壳体1和盖板2，所述壳体1和盖板2通过螺钉4锁紧连接形成一个用于安装芯片3的腔室11，所述盖板2嵌入所述腔室11，使所述腔室11封闭，所述螺钉4对应的螺钉孔5的开口位置设置有焊接槽52，所述焊接槽52内嵌入有螺孔气密件6，使所述螺钉孔5封闭，所述盖板2与所述壳体1采用激光封焊焊接，所述螺孔气密件6与所述焊接槽52采用激光封焊焊接。

本实施例的一种小型化微波组件气密结构，优选设置可整体嵌入壳体1腔室11内的盖板2，使盖板2和壳体1之间形成在同一平面上的焊缝，并通过贯穿盖板2后伸入壳体1内与壳体1螺纹连接的螺钉4将壳体1和盖板2紧密连接在一起，在盖板2上对应螺钉孔5的位置设置与螺孔气密件6适配的焊接槽52，通过将螺孔气密件6整体嵌入焊接槽52内，实现螺孔气密件6对螺钉4与壳体1之间的螺纹接触面的气密密封，使采用单层盖板2即可实现微波组件的整体气密，使该结构形式的微波组件厚度较薄，整体体积较小，实现微波组件的小型化，结构简单，制备较方便，减少微波组件的制备成本和制备难度。

进一步的，本实施例优选采用圆片状的螺孔气密件6，在盖板2上设置横截面为圆形的焊接槽52，在焊接槽52底部设置螺钉孔5，使得螺孔气密件6的结构简单，与焊接槽52之间配合较容易，且形成呈圆形的连续焊缝，减少微波组件的制备难度和制备成本。

进一步的，所述焊接槽52的横截面也可以是方形或其他形状，所述螺孔气密件6与所述焊接槽52形状匹配，在螺孔气密件6和焊接槽52之间形成直线形式的焊缝，有利于激光焊接封装的处理，确保焊接质量，提高微波组件的整体气密性。

优选的，所述焊接槽52的外围周向设置有用于热应力释放的应力槽7。本实施例优选在焊接槽52周边设置围绕焊接槽52一圈的应力槽7，且应力槽7与焊接槽52边缘的距离保持相等，使通过应力槽7释放气密封处理过程中由于高温产生的热应力，避免焊接残余应力的存在引起的结构形状和尺寸的变化，使该气密结构的封装效果较好，提高该气密结构的整体气密性。

优选的，所述焊接槽52底部设置有与所述螺钉4适配的导向面51，所述螺孔气密件6上设置有与所述导向面51适配的锥形面61。本实施例优选导向面51的高度高于螺钉4头部的高度，在螺孔气密件6的两端设置与导向面51适配的锥形面61，使螺孔气密件6进入焊接槽52时，锥形面61具有导向功能，使螺孔气密件6在自身重力作用下进行自定位，在螺孔气密件6与焊接槽52之间形成宽度均匀的平面焊缝，方便螺孔气密件6的安装，方便通过平行缝焊工艺实现封焊焊接，使该气密结构制备工艺简单，且有利于保证焊接质量，使气密结构的封装效果较好，并提高气密结构的集成化程度，进一步的实现气密结构的小型化。

实施例2

如图1-8所示，本实施例的一种小型化微波组件气密结构，结构与实施例1相同，区别在于：所述壳体1底部设置有用于连接高低频连接器8的焊接孔12，所述盖板2嵌入所述腔室11后还形成有至少一个波导9，所述波导9的开口设置在所述盖板2上，使所述波导9的开口方向与所述高低频连接器8的微波信号传输方向在同一法线方向上，形成波导9与高低频连接器8的垂直互联结构。

本实施例的一种小型化微波组件气密结构，通过在壳体1上设置与所述腔室11连通的焊接孔12，用于焊接高低频连接器8，在该气密结构相对焊接孔12的另一侧设置波导9的开口，使波导9与高低频连接器8形成垂直互联结构，使得微波信号从波导9的开口输入后，进入腔室11内由若干芯片3组成的电子电路，再从高低频连接器8输出，实现微波信号的顺利输送，使微波信号的传输性能较好，且最大程度的缩减了微波组件的厚度，实现了微波组件的小型化和轻薄化。

具体的，制备时，优选在壳体1的腔室11内采用焊接或粘接的方式固定例如MMIC芯片的组成电子电路的电子元件，将SMP、绝缘子等高低频连接器8从壳体1侧的腔室11底部穿过焊接孔12，并进行焊接气密，在壳体1内设置与所述腔室11连通的限位槽，在盖板2上对应所述限位槽设置限位孔，使盖板2嵌入所述腔室11后，所述限位槽与限位孔连通，形成波导9结构，由于该波导9的开口位置位于盖板2上，与高低频连接器8的微波信号传输方向在同一法线上，使形成波导9与高低频连接器8垂直互联的结构，再通过螺钉4将盖板2与壳体1连接紧密，再进行各气密位置的焊接气密，实现该小型化微波组件气密结构的整体组装制备，制备工艺简单，制得的气密结构的体积较小，实现了微波组件的小型化和轻薄化，另外，由于整体激光焊接的封装效果较好，使得微波组件的气密性较好，有效防止空气或其他水汽进入微波组件内部对组成电子电路的的影响，保证了波导9 的传输性能，保证了微波产品的可靠性，根据实际检测，制得的微波组件的漏气率小于1×10^-6Pa.m3/s，有效实现了微波组件的气密封装目的。

优选的，所述波导9对应的微波信号输入侧设置有用于安装气密波导窗10的凹槽21，所述气密波导窗10嵌入所述凹槽21，使所述凹槽21封闭，所述气密波导窗10与所述凹槽21采用共晶焊焊接。本实施例优选在盖板2上对应波导9开口的位置设置凹槽21，并将气密波导窗10嵌入所述凹槽21，实现所述凹槽21的封闭，使得微波信号通过气密波导窗10进入波导9传输，结构简单，且进一步的避免了外部环境影响微波信号的传输，使微波信号的传输性能更好。

实施例2

如图6-8所示，本实施例的一种小型化微波组件气密结构，结构与实施例1相同，区别在于：所述焊接槽52设置在所述壳体1的表面上，螺钉4贯穿壳体1后延伸至盖板2内的螺纹孔内，与盖板2螺纹连接。

本实施例的一种小型化微波组件气密结构，将螺钉4从壳体1侧贯穿壳体1后与盖板2连接，使得可根据微波组件的具体结构调整螺钉4的安装位置，实现壳体1和盖板2的紧密连接，使该气密结构形式的微波组件适用范围较广，具有极大的工程化应用价值。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种小型化微波组件气密结构，包括壳体（1）和盖板（2），其特征在于：所述壳体（1）和盖板（2）通过螺钉（4）锁紧连接形成一个用于安装芯片（3）的腔室（11），所述盖板（2）嵌入所述腔室（11），使所述腔室（11）封闭，所述螺钉（4）对应的螺钉孔（5）的开口位置设置有焊接槽（52），所述焊接槽（52）内嵌入有螺孔气密件（6），使所述螺钉孔（5）封闭，所述螺孔气密件（6）与所述焊接槽（52）采用激光封焊焊接。

2.如权利要求1所述的一种小型化微波组件气密结构，其特征在于：所述焊接槽（52）的外围周向设置有用于热应力释放的应力槽（7）。

3.如权利要求1所述的一种小型化微波组件气密结构，其特征在于：所述焊接槽（52）设置在所述盖板（2）和/或所述壳体（1）的表面上。

4.如权利要求1所述的一种小型化微波组件气密结构，其特征在于：所述焊接槽（52）底部设置有与所述螺钉（4）适配的导向面（51）。

5.如权利要求4所述的一种小型化微波组件气密结构，其特征在于：所述螺孔气密件（6）上设置有与所述导向面（51）适配的锥形面（61）。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种小型化微波组件气密结构，其特征在于：所述腔室（11）的壁上设置有用于连接高低频连接器（8）的焊接孔（12），所述壳体（1）和盖板（2）配合后形成有至少一个波导（9），所述波导（9）的开口方向与所述高低频连接器（8）的微波信号传输方向在同一法线方向上。

7.如权利要求6所述的一种小型化微波组件气密结构，其特征在于：所述波导（9）对应的微波信号输入侧设置有用于安装气密波导窗（10）的凹槽（21），所述气密波导窗（10）嵌入所述凹槽（21），使所述凹槽（21）封闭。

8.如权利要求7所述的一种小型化微波组件气密结构，其特征在于：所述凹槽（21）设置在所述壳体（1）和/或所述盖板（2）的表面上。

9.如权利要求8所述的一种小型化微波组件气密结构，其特征在于：所述盖板（2）与所述壳体（1）采用激光封焊焊接，所述螺孔气密件（6）与所述焊接槽（52）采用激光封焊焊接，所述气密波导窗（10）与所述凹槽（21）采用共晶焊焊接。

Images