CN110783751B - 一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构 - Google Patents
一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110783751B CN110783751B CN201910963469.8A CN201910963469A CN110783751B CN 110783751 B CN110783751 B CN 110783751B CN 201910963469 A CN201910963469 A CN 201910963469A CN 110783751 B CN110783751 B CN 110783751B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cavity
- connector
- core connector
- welding
- transition area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/46—Bases; Cases
- H01R13/502—Bases; Cases composed of different pieces
- H01R13/5025—Bases; Cases composed of different pieces one or more pieces being of resilient material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/46—Bases; Cases
- H01R13/502—Bases; Cases composed of different pieces
- H01R13/504—Bases; Cases composed of different pieces different pieces being moulded, cemented, welded, e.g. ultrasonic, or swaged together
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/46—Bases; Cases
- H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
Landscapes
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明涉及微电子气密封装技术领域,公开了一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构。应力释放结构为一个弹性过渡区,所述弹性过渡区设置在多芯连接器和腔体的主体结构之间,实现气密焊接时,所述弹性过渡区用于释放应力。该弹性过渡区域设置凹陷部分,凹陷部分的形状可以是环形槽或者连续分布的长条孔或者连续分布的圆形孔。上述方案改变腔体接头焊接部位刚度,可大大降低多芯连接器与铝合金腔体焊接时、以及后续使用过程中因热膨胀失配而导致的连接器开裂漏气风险,解决了多芯连接器与腔体气密焊接的热失配难题,提高产品的焊接成品率和使用可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及微电子气密封装技术领域,特别是一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构。
背景技术
在微电子封装领域,随着整体空间资源趋近饱和,使得各产品的金属气密封装趋于小型化,轻量化。与此同时产品输入输出接口却越来越多。
传统的混合集成气密封装多采用分层结构,如图1所示,将金属腔体分为正反两面,正面布置裸管芯并进行气密封装,形成正面气密腔,正面的电信号通过气密烧结的玻璃绝缘子穿层引入到腔体背面,然后通过固定在侧壁的标准接插件(如D型连接器)作为对外信号的交互接口。而传统标准接插件多采用螺钉紧固安装多芯连接器,达不到气密要求且占用较大空间。
随着电子产品集成度的提高,功能越发复杂,对外接口增多,要求电子产品整体达到气密。在这种环境下,连接器设计厂家开发出了各种形式的气密焊接多芯连接器。几乎所有的多芯连接器为了达到气密要求,均采用插针+玻璃体+金属外壳的方式来实现。
受材料水平限制,目前多芯连接器中用来气密烧结的玻璃体热膨胀系数都在5~6ppm(ppm:百万分之一)左右。为防止玻璃体因连接器自身热应力失配而开裂漏气,连接器的金属封装外壳一般都采用柯伐材料(热膨胀系数5.1ppm,密度8.4g/cm3)加工成柯伐外壳。常见接头结构示意图见图2。而对于气密封装腔体,则要求其强度高、重量轻、可加工性好,同时满足激光封焊等要求,目前封装腔体最常用的材料是铝合金(热膨胀系数23ppm,密度2.7g/cm3)。
当将铝合金腔体与使用柯伐外壳的多芯连接器进行焊接时,由于两种材料热膨胀系数差异较大,在高温焊接过程中会由于热应力过大造成接头内部开裂漏气(此类封装最普遍的热应力开裂位置为柯伐外壳与玻璃体的结合界面)。铝合金腔体与柯伐外壳多芯连接器焊接装配示意见图3。
图2中的多芯连接器是插针类型的多芯连接器,图3是铝合金腔体和多芯连接器的焊接示意图。尤其对于这种小间距插针类型的多芯连接器,通过仿真分析发现接头自身的玻璃焊缝处应力集中较为明显,实际焊接产品也是在这些位置发生开裂漏气现象。
造成此结果是由于多芯连接器外壳材料与腔体材料热应力失配(腔体和接头的材料的热膨胀系数相差4倍以上)导致的。在温度变化时腔体的形变量远远超过多芯连接器外壳的形变量,此时腔体相对于连接器外壳会产生一个很大的拉力或压力。由于连接器与腔体之间的焊缝面积较大且通常采用高强度的金锡焊料,因而不容易开裂。而连接器柯伐外壳与玻璃体的烧结面小且特征复杂,容易形成超过玻璃烧结面强度的集中应力从而导致连接器开裂漏气。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对上述存在的问题,为了在不更换铝合金腔体材料的情况下解决连接器与腔体在焊接过程中的热膨胀失配问题,提供了一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构。
本发明采用的技术方案如下:一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构,包括弹性过渡区,所述弹性过渡区设置在多芯连接器和腔体的主体结构之间,实现气密焊接时,所述弹性过渡区用于释放应力。
进一步的,所述弹性过渡区的一侧表面设置了凹陷部分,所述一侧表面指气密焊接后在焊接体外部的表面。
进一步的,所述凹陷部分为围绕着多芯连接器的环形槽。
进一步的,所述围绕着多芯连接器的环形槽为一环或者多环。
进一步的,所述凹陷部分为围绕着多芯连接器连续分布的盲孔。
进一步的,所述盲孔围绕着多芯连接器连续分布形成一个环或者多个环。
进一步的,所述连续分布的盲孔为长条形状。
进一步的,所述连续分布的盲孔为圆形孔。
进一步的,所述腔体为铝合金腔体。
进一步的,所述提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构应用于光电器件、射频器件、数字器件和异质材料的焊接,所述多芯连接器用对应的光电器件、或射频器件、或数字器件替代,所述腔体用对应的异质材料替代。
与现有技术相比,采用上述技术方案的有益效果为:本发明的技术方案通过在铝合金腔体连接器焊接部位附近设计应力释放结构,从而改变腔体接头焊接部位刚度,可大大降低多芯连接器与铝合金腔体焊接时、以及后续使用过程中因热膨胀失配而导致的连接器开裂漏气风险,解决了多芯连接器与腔体气密焊接的热失配难题,提高产品的焊接成品率和使用可靠性。与传统更换腔体材料(改用热膨胀系数接近接头外壳的材料)的方法相比,可大大降低产品成本和封装重量,在微电子气密封装领域具有重要的意义。
附图说明
图1是传统混合集成封装形式示意图。
图2是传统混合集成封装中气密焊接式多芯连接器示意图。
图3是传统混合集成封装中铝腔体与多芯连接器焊接示意图。
图4是本发明采用环形槽形式的提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构示意图。
图5是本发明采用连续分布的长条状盲孔的提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构示意图。
图6是本发明采用连续分布的圆形状盲孔的提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构示意图。
图4-6中:1-铝合金腔体,2-多芯连接器,3-环形槽,4-连续分布的长条孔,5-连续分布的圆形孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构,包括弹性过渡区,所述弹性过渡区设置在多芯连接器和腔体的主体结构之间,实现气密焊接时,所述弹性过渡区能够有效降低温度变化而引起的接头应力集中。该弹性过渡区可以是单独设置的部件,也可以是设置在腔体上,和腔体一体成型。所述的应力释放结构尺寸大小可以根据腔体厚度尺寸以及实际加工能力进行灵活调整。
优选地,所述弹性过渡区的一侧表面设置了凹陷部分,所述一侧表面指气密焊接后在焊接体外部的表面。凹陷部分即用于释放多芯连接器接头和腔体之间的应力。
本发明中形成上述凹陷部分的方式应不被限制。
优选地,如图4所示为凹陷部分的其中一种环形槽3形式,该环形槽3围绕着多芯连接器2分布,可以是一个环形槽(图4示意了一个环形槽)或者多个环形槽。
优选地,所述凹陷部分为围绕着多芯连接器连续分布的盲孔,所述盲孔围绕着多芯连接器连续分布形成一个环或者多个环。
其中,如图5所示,所述连续分布的盲孔为连续分布的长条孔4,图5中示意了连续分布的长条孔4形成一个环的情况,在转角处,该长条孔为具有弧形的长条孔。
其中,如图6所示,所述连续分布的盲孔为连续分布的圆形孔5,如图6中示意了连续分布的圆形孔5形成两个环的情况。
优选地,如图4、5、6中的实施例,所述腔体为铝合金腔体1(热膨胀系数23ppm,密度2.7g/cm3);多芯连接器2采用0.635mm针间距的37芯连接器,多芯连接器2内部是玻璃体,外部是柯伐材料(热膨胀系数5.1ppm,密度8.4g/cm3)。
多芯连接器与铝合金腔体之间使用金锡焊料并采用回流焊的方式进行焊接。焊接初始所有部件温度逐渐升高并发生体积膨胀;到中间点的时候焊料溶化,溶化后的焊料通过毛细作用填充进接头和腔体的接触缝隙;焊料充分溶化后整体逐渐降温,此时焊料逐渐凝固同时铝合金腔体和连接器材料各自收缩,两者之间由于固体焊料相连产生相应的内应力;此时由于腔体上应力释放结构的存在,大大降低了腔体局部位置的刚度;使得收缩过程中产生的内应力低于多芯连接器玻璃体与柯伐外壳的抗拉强度,最终保证连接器在焊接过程中不破裂漏气。
焊接好的封装腔体在后续高低温环境中使用时,随着温度变化,应力释放结构均能有效降低接头上的热应力,从而保证了此种封装形式的长期使用可靠性。
另外,本发明的提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构不局限于多芯连接器与铝合金腔体的气密焊接领域,还包括多芯连接器与其它材料焊接可靠性提高的领域。
另外,所述提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构应用于光电器件、射频器件、数字器件和异质材料的焊接,用于可靠性提高的技术领域,所述多芯连接器用对应的光电器件、或射频器件、或数字器件替代,所述腔体用对应的异质材料替代。不局限与多芯连接器和异质材料的气密焊接。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员,在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进,都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构,其特征在于,包括弹性过渡区,所述弹性过渡区设置在多芯连接器和腔体主体结构之间;所述多芯连接器为芯数不少于15个且外形为微矩形的多芯连接器;在整体进行加热焊接过程中以及后续高低温工况使用过程中,所述弹性过渡区通过改变材料刚度的方式释放了微矩形多芯连接器与腔体之间热膨胀系数失配所带来的内应力,防止微矩形连接器开裂漏气;所述弹性过渡区的一侧表面设置了凹陷部分,所述一侧表面指气密焊接后在焊接体外部的腔体表面;所述凹陷部分为围绕着多芯连接器连续分布的盲孔。
2.如权利要求1所述的提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构,其特征在于,所述盲孔围绕着多芯连接器连续分布形成一个环或者多个环。
3.如权利要求1所述的提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构,其特征在于,所述连续分布的盲孔为长条形状。
4.如权利要求1所述的提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构,其特征在于,所述连续分布的盲孔为圆形孔。
5.如权利要求1-4任一项所述的提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构,其特征在于,所述腔体为铝合金腔体。
6.如权利要求1-4任一项所述的提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构,其特征在于,所述提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构应用于光电器件、射频器件、数字器件和异质材料的焊接,所述多芯连接器用对应的光电器件、或射频器件、或数字器件替代,所述腔体用对应的异质材料替代。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910963469.8A CN110783751B (zh) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | 一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910963469.8A CN110783751B (zh) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | 一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110783751A CN110783751A (zh) | 2020-02-11 |
CN110783751B true CN110783751B (zh) | 2021-10-22 |
Family
ID=69385032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910963469.8A Active CN110783751B (zh) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | 一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110783751B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111987047A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-11-24 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种一体化盒体封装结构及其制作方法 |
CN114744438B (zh) * | 2022-05-11 | 2023-10-10 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种面向气密矩形连接器的一体化梯度材料盒体封装结构 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4213004A (en) * | 1978-06-30 | 1980-07-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Hermetic electrical feedthrough for aluminum housing and method of making same |
US5041019A (en) * | 1990-11-01 | 1991-08-20 | Explosive Fabricators, Inc. | Transition joint for microwave package |
CN1204013A (zh) * | 1997-06-27 | 1999-01-06 | 伊利诺斯工具工程有限公司 | 预先装配式歧管紧固件系统及其方法 |
US7517258B1 (en) * | 2006-01-31 | 2009-04-14 | H-Tech, Llc | Hermetically sealed coaxial type feed-through RF Connector |
CN201528084U (zh) * | 2009-11-03 | 2010-07-14 | 中国电子科技集团公司第二十三研究所 | 一种气密封多芯玻璃封接组件 |
CN102347548A (zh) * | 2011-07-19 | 2012-02-08 | 中航光电科技股份有限公司 | 密封连接器及其制造方法 |
CN208806411U (zh) * | 2018-07-28 | 2019-04-30 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种smp型双联射频同轴连接器 |
CN110035626A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-19 | 成都雷电微力科技有限公司 | 一种小型化微波组件气密结构 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3469187B2 (ja) * | 2000-09-29 | 2003-11-25 | タイコエレクトロニクスアンプ株式会社 | Icソケット |
-
2019
- 2019-10-11 CN CN201910963469.8A patent/CN110783751B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4213004A (en) * | 1978-06-30 | 1980-07-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Hermetic electrical feedthrough for aluminum housing and method of making same |
US5041019A (en) * | 1990-11-01 | 1991-08-20 | Explosive Fabricators, Inc. | Transition joint for microwave package |
CN1204013A (zh) * | 1997-06-27 | 1999-01-06 | 伊利诺斯工具工程有限公司 | 预先装配式歧管紧固件系统及其方法 |
US7517258B1 (en) * | 2006-01-31 | 2009-04-14 | H-Tech, Llc | Hermetically sealed coaxial type feed-through RF Connector |
CN201528084U (zh) * | 2009-11-03 | 2010-07-14 | 中国电子科技集团公司第二十三研究所 | 一种气密封多芯玻璃封接组件 |
CN102347548A (zh) * | 2011-07-19 | 2012-02-08 | 中航光电科技股份有限公司 | 密封连接器及其制造方法 |
CN208806411U (zh) * | 2018-07-28 | 2019-04-30 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种smp型双联射频同轴连接器 |
CN110035626A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-19 | 成都雷电微力科技有限公司 | 一种小型化微波组件气密结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110783751A (zh) | 2020-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110783751B (zh) | 一种提高多芯连接器气密焊接可靠性的应力释放结构 | |
WO2019167908A1 (ja) | 高周波モジュール | |
CN208399071U (zh) | 硅压阻式压力传感器封装结构 | |
CN107039355B (zh) | 半导体装置 | |
CN105958963A (zh) | 一种封装结构及其制造方法 | |
CN106549067A (zh) | 一种具有热应力卸载能力的大型红外焦平面结构 | |
CN113903720A (zh) | 一种高速光模块用陶瓷与金属一体化气密封装 | |
CN108172633B (zh) | 一种半导体器件的封装结构 | |
CN106803619A (zh) | 一种宇航用大功率tnc连接器及其装配方法 | |
CN104518066A (zh) | 一种具有过渡基板的led器件及其封装方法 | |
CN217133427U (zh) | 一种封装壳体 | |
CN210572893U (zh) | 一种金属封装外壳密封结构 | |
CN212011580U (zh) | 一种玻璃绝缘子与无氧铜封接结构 | |
CN103268870A (zh) | 玻璃封接电子元器件的封装结构 | |
CN210945327U (zh) | 一种金属管壳的玻璃烧结结构 | |
CN102637764B (zh) | 一种组合式的深低温工作的探测器封装结构及制作方法 | |
CN208835324U (zh) | 一种混合封接密封电连接器 | |
CN211788967U (zh) | 一种铜芯复合引线与气密封装外壳的密封结构 | |
CN108879171B (zh) | 一种混合封接密封电连接器及制作方法 | |
CN209993713U (zh) | 一种具有气密结构的微波信号传输装置 | |
CN114161021A (zh) | 一种气密封微矩形电连接器的密封焊接结构及焊接方法 | |
CN105206591A (zh) | 一种具有数字信号隔离电路芯片的电路板及封装方法 | |
CN111987047A (zh) | 一种一体化盒体封装结构及其制作方法 | |
CN207752195U (zh) | 光纤通信用平板光窗陶瓷绝缘子封装外壳 | |
CN204885820U (zh) | 一种陶瓷封装蝶形管 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |