CN110767974A - 一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件，属于微波铁氧体器件技术领域，包括介质板互联单元，所述介质板互联单元包括上层电路、下层电路和金属化过孔，所述上层电路和下层电路通过所述金属化过孔形成支结，所述上层电路靠近边沿的位置设置有金属化通孔，还包括铁氧体基片和介质板，所述铁氧体基片位于所述介质板下方；本发明采用介质板互联结构取代了传统的编制带中心结结构，极大的降低了工艺操作的难度，且加工出的中心导体与铁氧体端面的间距一致，提高了生产效率和产品的一致性；并且优选取消传统的塑封外壳结构和外加的电容焊接，将产品一体化加工成型，缩短装配周期，提升了生产效率和可靠度，降低了制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及微波铁氧体技术领域，尤其涉及一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件。
背景技术
目前，传统的集总参数非互易磁性器件的结构如图1所述，主要由中心导体编制带组件1、带金属底板塑封外壳2、锶恒磁3、电容4、下部铁底板5、上部铁底板6等主要零部件组成。此类器件在装配生产时，需要首先对中心导体编制带组件1进行成型，然后将中心导体编织带组件1和相对应的电容4放置在带金属底板塑封外壳2中，和下部铁底板5一起进行焊接，锶恒磁3和上部铁底板6一起装配完成后，和下部铁底板5进行组装，最终完成产品的装配。
其中，传统的集总参数非互易器件的中心导体编制带组件成型一般分为四步进行：
第一步：通过设计计算，通过蚀刻等精密加工工艺将中心导体编织带1-1加工成所需平面形状，如图2所示；
第二步：将铁氧体基片1-2放置在中心导体编织带1-1的圆环位置，将中心导体编织带的第一个引脚1-11绕铁氧体基片1-2进行折弯，为防止中心导体相互间短路，需在中心导体编织带的第一个引脚上部贴一块绝缘胶带1-3，如图3所示。
第三步：同样的，将中心导体编织带的第二个引脚1-12绕铁氧体基片1-2进行折弯，折弯后需在中心导体编织带的第二个引脚1-12上部贴一块绝缘胶带1-3，如图4所示；
第四步：同样的，将中心导体编织带的第三个引脚1-13绕铁氧体基片1-2进行折弯，折弯后需在中心导体编织带的第三个引脚1-13上部贴一块绝缘胶带1-3，如图5所示；
传统的集总参数非互易器件中心导体在编制成型时主要有以下缺陷：
1、中心导体编织带三个引脚的位置存在叠加交错，设计平面图形时，三个引脚的尺寸尤为关键，一般需要叠加三四次才能精准确定长度；
2、中心导体编织带三个引脚长度不一，需按照长度进行顺序折弯，容易造成误操作；
3、产品编织带尺寸较小，操作难度大，需要专用的工装夹具才能完成，生产效率低下；
4、产品对导带间的绝缘层厚度要求较高，一般要求越薄约好，但是太薄加工难度较大，贴绝缘层要求较高；
5、三个引脚存在先后折叠关系，引脚与铁氧体上端面的距离存在差异，器件三个端口一致性较差；
也就是说，在传统产品的装配过程中，中心导体编织带由于厚度较薄（一般为0.02～0.05mm左右），其精准成型占据了整个生产时间的60%以上，且成型的角度、位置等严重影响产品最终的微波性能。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件，包括介质板互联单元，所述介质板互联单元包括上层电路、下层电路和金属化过孔，所述上层电路和下层电路通过所述金属化过孔形成支结，所述上层电路靠近边沿的位置设置有金属化通孔，所述下部电路直接与器件的输入/输出端口相连，还包括铁氧体基片和介质板，所述介质板为双面覆铜的PCB板或陶瓷板，所述上层电路、下层电路与介质板为一个整体板材，所述介质板与器件的输入/输出端口及电阻端口相连,所述铁氧体基片位于所述介质板下方。
本发明将集总参数中心导体包裹区域改进为介质板互联结构，提高产品精度的同时，极大地提高了生产效率，具有精度高，一致性好，效率高等特点。
作为优选的技术方案：所述介质板的厚度为0.04mm-0.254mm。介质板越薄性能越好，但是越薄越难加工，通过实际和加工方讨论，兼顾性能和加工难易度，最终确定这一厚度。
作为优选的技术方案：所述介质板为PCB板或陶瓷板，介电常数为2.2-10。此种结构对介质板的介电常数不敏感，能选择的板材种类很多，所以介电常数选择范围很广。
作为优选的技术方案：可将传统结构的塑封外壳用介质板进行全部取代。如图7所示，通过PCB、LTCC、HTCC等工艺将产品进行一体化加工制作，其中采用LTCC工艺可以直接将电容进行集成，避免后续电容的二次装配操作，极大增加生产效率。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用介质板互联结构取代了传统的编制带中心结结构，介质板通过目前成熟的PCB加工工艺制作成型，与器件的输入/输出端口、电阻端口直接焊接即可，免去了传统工艺中编织带三次编制的复杂过程，极大地降低了工艺操作的难度，且加工出的中心导体与铁氧体端面的间距一致，提高了生产效率和产品的一致性，生产效率提高了60%以上；并且通过介质板互联结构还可以将产品与PCB、LTCC、HTCC等工艺相结合，取消传统的塑封外壳结构，当产品采用LTCC工艺制作时，还可以将外加的电容、电阻和电路进行一体化制作，缩短装配周期，提升了生产效率和可靠度，生产效率可以提升80%左右，降低制作成本30%左右。
附图说明
图1为传统集总参数非互易磁件的组成示意图；
图2为传统的平面展开的中心导体编织带结构图；
图3为传统的中心导体编织带第一次折叠示意图；
图4为传统的中心导体编织带第二次折叠示意图；
图5为传统的中心导体编织带第三次折叠示意图；
图6为本发明的介质板互联结构图；
图7为本发明的介质板互联结构示意图；
图8为本发明的基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件的S曲线图。
图中：1、中心导体编制带组件；1-1、中心导体编织带；1-11、第一个引脚；1-12、第二个引脚；1-13第三个引脚；1-2、铁氧体基片；1-3、绝缘胶带；2、外壳；3、锶恒磁；4、电容；5、下部铁底板；6、上部铁底板；7、上层电路；8、下层电路；9、金属化通孔；10、金属化过孔；11、介质板；12、输入端口；13、电容元件；14、电阻端口；15、输出端口；16、电阻元件；A、介质板互联单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例：
参见图6，一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件，包括介质板互联单元A，所述介质板互联单元A包括：
1）电路：包括上层电路7、下层电路8和金属化通孔9和金属化过孔10，所述上层电路7和下层电路8通过所述金属化过孔10形成支结，所述上层电路7靠近边沿的位置设置有金属化通孔9，便于产品接地；所述下部电路8直接与器件的输入/输出端口相连，电路的主要作用是进行信号传输，通过上层电路7和下层电路8配合的方式可以有效避免三个支结电路相互串扰形成短路现象；
2）介质板：互联结构所需介质板厚度0.04mm～0.254mm厚度的绝缘板，可以是PCB板，也可以是陶瓷板，介电常数为2.2～10均可；
3）接地孔：产品中心导体需要进行接地，上层电路7边沿处设置金属化通孔9，将上层电路7与地相连接，金属化通孔9可以根据实际情况选择数量和位置；
介质板互联结构制作完成后，形成的产品如图7所示：介质板互联单元A直接与器件的输入端口12、输出端口15、电阻端口14相连，还包括铁氧体基片1-2、电容元件13、电阻元件16和介质板11，所述铁氧体基片位于所述介质板下方，所述介质板11和介质板互联单元A可以一起加工成型，直接可以取代传统结构的塑封外壳结构。
作为更优的实施例：
通过上述的介质板互联结构还可以将产品与PCB、HTCC等工艺相结合，取消传统的塑封外壳结构，将产品通过LTCC工艺结合，结合LTCC独有的陶瓷制作工艺，还可将产品需要的电容、电阻元件与电路板一体加工，减少后续生产中装配的工作量，大大提高产品的生产效率。
通过仿真优化，用本发明的设计方案设计出的集总参数隔离器性能三端口一致性较好，其典型S曲线如图8所示，由图8可知，通过本发明的介质板互联结构制作出的隔离器其输入输出的回波损耗均在20dB以上，产品隔离度也在20dB以上，且三条曲线一致性较好，完全能够满足工程实际的使用要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件，其特征在于：包括介质板互联单元，所述介质板互联单元包括上层电路、下层电路和金属化过孔，所述上层电路和下层电路通过所述金属化过孔形成支结，所述上层电路靠近边沿的位置设置有金属化通孔，所述下部电路直接与器件的输入/输出端口相连，还包括铁氧体基片和介质板，所述介质板为双面覆铜的PCB板或陶瓷板，所述上层电路、下层电路与介质板为一个整体板材，所述介质板与器件的输入/输出端口及电阻端口相连,所述铁氧体基片位于所述介质板下方。
2.根据权利要求1所述的一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件，其特征在于：所述介质板的厚度为0.04mm-0.254mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件，其特征在于：所述介质板介电常数为2.2-10。
4.根据权利要求1所述的一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件，其特征在于：所述介质板构成外壳。
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| CN201911239465.1A CN110767974A (zh) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 一种基于介质板互联结构的集总参数非互易磁性器件 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114865256A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-08-05 | 西南应用磁学研究所(中国电子科技集团公司第九研究所) | 一种多层介质类带线结构超宽带集总参数环行器/隔离器 |
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2019
- 2019-12-06 CN CN201911239465.1A patent/CN110767974A/zh active Pending
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| CN114865256A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-08-05 | 西南应用磁学研究所(中国电子科技集团公司第九研究所) | 一种多层介质类带线结构超宽带集总参数环行器/隔离器 |
| CN114865256B (zh) * | 2022-07-11 | 2022-11-01 | 西南应用磁学研究所(中国电子科技集团公司第九研究所) | 一种多层介质类带线结构超宽带集总参数环行器/隔离器 |
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