CN111370837B - 一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置及方法，属于微波组件装配技术领域，在波导同轴转换结构焊接时不仅能够保证绝缘子和波导同轴转换脊安装到位，而且能够在垂直于安装面的方向对波导同轴转换脊施加一个压紧力，压紧力柔性可控，使波导同轴转换脊焊接时紧密贴紧在波导侧壁上，保证了波导同轴转换脊的焊接紧密性，从而提高了波导同轴转换结构装配的可靠性和成品率。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置及方法，属于微波组件装配技术领域。
背景技术
后馈式波导同轴转换结构是一种使用广泛的无源微波转换器件，在微波信号的传输中，后馈式波导同轴转换结构既可以实现微波信号在波导和同轴之间的信号传递，也可以实现波导与微带线之间的信号传递。在后馈式波导同轴转换结构中，其同轴线与波导处于同一轴线上，绝缘子和波导同轴转换脊需要进行焊接，作为波导同轴转换的关键部件，绝缘子和波导同轴转换脊的焊接质量好坏，直接影响到微波信号的质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置及方法，在波导同轴转换结构焊接时不仅能够保证绝缘子和波导同轴转换脊安装到位，而且能够在垂直于安装面的方向对波导同轴转换脊施加一个压紧力，压紧力柔性可控，使波导同轴转换脊焊接时紧密贴紧在波导侧壁上，保证了波导同轴转换脊的焊接紧密性，从而提高了波导同轴转换结构装配的可靠性和成品率。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：
一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，所述装置用于装配微波组件结构、波导同轴转换脊、绝缘子、印制板；包括压紧模块、加热台；
所述微波组件结构上设有凹槽和波导腔体，所述波导同轴转换脊置于所述波导腔体内，所述印制板置于所述凹槽内；所述绝缘子置于微波组件结构上，绝缘子的内导体的一端与波导同轴转换脊接触，另一端与印制板接触；
所述压紧模块用于向波导同轴转换脊施加压紧力，固定所述波导同轴转换脊在所述波导腔体内的位置；所述压紧模块包括支架、压板、弹性旋转组件、沉头螺钉；所述沉头螺钉用于将弹性旋转组件可旋转的固定在支架上，所述压板通过弹性旋转组件安装在所述支架上；所述弹性旋转组件通过所述压板向波导同轴转换脊施加压紧力；
所述加热台用于向所述微波组件结构、波导同轴转换脊、绝缘子、印制板加热，使微波组件结构和波导同轴转换脊之间、微波组件结构和绝缘子之间、微波组件结构和印制板之间、绝缘子和波导同轴转换脊之间完成焊接。
上述适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，优选的，所述加热台位于所述微波组件结构的一侧，且背离所述微波组件结构的凹槽。
上述适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，优选的，所述压紧模块的最高工作温度不小于250℃。
上述适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，优选的，所述弹性旋转组件包括扭簧和旋转轴，所述扭簧可拆卸的安装在旋转轴上，所述旋转轴通过沉头螺钉安装在支架上。
上述适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，优选的，所述支架和压板上均开槽；所述压板的一端可旋转的位于所述支架的槽内；所述弹性旋转组件可旋转的位于所述压板的槽内。
上述适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，优选的，所述支架和压板，与，所述波导腔体和波导同轴转换脊接触的表面均为平面。
上述适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，优选的，所述支架深入所述波导腔体的一端为楔形，所述楔形的斜面靠近所述压板。
上述适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，优选的，所述压板的一端位于所述支架的槽内，压板的两侧与支架的槽之间留有间隙；所述弹性旋转组件位于所述压板的槽内，弹性旋转组件的两侧与压板的槽之间留有间隙。
上述适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，优选的，所述扭簧的一端抵住所述支架，另一端抵住所述压板。
一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接方法，采用上述适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，包括如下步骤：
步骤一、将印制板装入微波组件结构的凹槽内，在微波组件结构与印制板之间填充焊料；将绝缘子装入微波组件结构上，微波组件结构与绝缘子之间填充焊料；将波导同轴转换脊装入微波组件结构的波导腔体内，并调整位置，同时将绝缘子的内导体的一端插入波导同轴转换脊的开孔内，微波组件结构与波导同轴转换脊之间、波导同轴转换脊与绝缘子之间填充焊料；
步骤二、将压紧模块装入微波组件结构的波导腔体，利用压板和支架抵住微波组件结构和波导同轴转换脊，固定波导同轴转换脊在所述波导腔体内的位置；
步骤三、将微波组件结构放到加热台上完成焊接；
步骤四、冷却后取下压接模块，将绝缘子另一端的内导体焊接到印制板的微带线上。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
(1)现有的螺钉紧固焊接方法只适合特定外形波导同轴转换脊，焊接时螺钉的紧固力不能控制，不利于产品的气密性。本发明能够有效克服现有方法的缺点，完成任意外形波导同轴转换脊的焊接；
(2)本发明可以在垂直于安装面的方向对波导同轴转换脊施加一个压紧力，使波导同轴转换脊在焊接时可以紧密贴紧在波导侧壁上；从而保证了焊接的可靠性；
(3)本发明压紧模块在垂直于安装面的方向对波导同轴转换脊施加的压紧力是一个柔性力，操作灵活，而且压紧力的施加位置和压紧力大小可控可调；
(4)本发明具有通用性，通过对相应参数的调整，适用于各种波导类型和各种外形波导同轴转换脊的组合。
附图说明
图1为本发明的焊接装置的结构示意图；
图2为本发明的焊接装置的截面示意图；
图3为本发明压紧模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
实施例1：
一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，如图1～3所示。所述装置用于装配微波组件结构1、波导同轴转换脊2、绝缘子3、印制板5；包括压紧模块4、加热台6；
所述微波组件结构1上设有凹槽和波导腔体，所述波导同轴转换脊2置于所述波导腔体内，所述印制板5置于所述凹槽内；所述绝缘子3置于微波组件结构1上，绝缘子3的内导体的一端与波导同轴转换脊2接触，另一端与印制板5接触；
所述压紧模块4用于向波导同轴转换脊2施加压紧力，固定所述波导同轴转换脊2在所述波导腔体内的位置；所述压紧模块4包括支架7、压板8、弹性旋转组件9、沉头螺钉10；所述沉头螺钉10用于将弹性旋转组件9可旋转的固定在支架7上，所述压板8通过弹性旋转组件9安装在所述支架7上；所述弹性旋转组件9通过所述压板8向波导同轴转换脊2施加压紧力；
所述加热台6用于向所述微波组件结构1、波导同轴转换脊2、绝缘子3、印制板5加热，使微波组件结构1和波导同轴转换脊2之间、微波组件结构1 和绝缘子3之间、微波组件结构1和印制板5之间、绝缘子3和波导同轴转换脊2之间完成焊接。所述加热台6位于所述微波组件结构1的一侧，且背离所述微波组件结构1的凹槽。所述压紧模块4的最高工作温度不小于250℃。
所述弹性旋转组件9包括扭簧和旋转轴，所述扭簧可拆卸的安装在旋转轴上，所述旋转轴通过沉头螺钉10安装在支架7上。所述支架7和压板8上均开槽；所述压板8的一端可旋转的位于所述支架7的槽内；所述弹性旋转组件 9可旋转的位于所述压板8的槽内。所述压板8的一端位于所述支架7的槽内，压板8的两侧与支架7的槽之间留有间隙；所述弹性旋转组件9位于所述压板 8的槽内，弹性旋转组件9的两侧与压板8的槽之间留有间隙。所述扭簧的一端抵住所述支架7，另一端抵住所述压板8。
所述支架7和压板8，与，所述波导腔体和波导同轴转换脊2接触的表面均为平面。所述支架7深入所述波导腔体的一端为楔形，所述楔形的斜面靠近所述压板8。
一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接方法，采用上述焊接装置，包括如下步骤：
步骤一、将印制板5装入微波组件结构1的凹槽内，在微波组件结构1与印制板5之间填充焊料；将绝缘子3装入微波组件结构1上，微波组件结构1 与绝缘子3之间填充焊料；将波导同轴转换脊2装入微波组件结构1的波导腔体内，并调整位置，同时将绝缘子3的内导体的一端插入波导同轴转换脊2的开孔内，微波组件结构1与波导同轴转换脊2之间、波导同轴转换脊2与绝缘子3之间填充焊料；
步骤二、将压紧模块4装入微波组件结构1的波导腔体，利用压板8和支架7抵住微波组件结构1和波导同轴转换脊2，固定波导同轴转换脊2在所述波导腔体内的位置；
步骤三、将微波组件结构1放到加热台6上完成焊接；
步骤四、冷却后取下压紧模块4，将绝缘子3另一端的内导体焊接到印制板5的微带线上。
实施例2：
一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，所述装置用于装配微波组件结构1、波导同轴转换脊2、绝缘子3和印制板5，包括压紧模块4、加热台6；如图1～3所示。
所述波导同轴转换脊2设有一个开孔，开孔的直径大于绝缘子3内导体的直径；所述压紧模块4安装在微波组件结构1的波导腔体内部，压紧模块4能够在垂直于安装面的方向对波导同轴转换脊施加一个压紧力；印制板5装入微波组件结构1的凹槽上；所述微波组件结构1与波导同轴转换脊2、微波组件结构1与绝缘子3之间、微波组件结构1与印制板5之间、波导同轴转换脊2 与绝缘子3之间均填充有焊料，微波组件结构1用于承载波导同轴转换脊2、绝缘子3和印制板5，所述加热台6位于微波组件结构1的底侧；所述加热台 6的位置与微波组件结构1的位置保持固定。
所述压紧模块4包括支架7、压板8、弹性旋转组件9和沉头螺钉10；所述弹性旋转组件9包括扭簧和旋转轴，旋转轴的两侧都有螺纹孔；所述支架7 中间有一个开槽，压板8放入支架7的开槽内部；所述支架7中间的开槽宽度要大于压板8的宽度，确保支架7和压板8安装后在宽度方向有缝隙，缝隙范围为0.02-0.1mm。
所述压板8中间有一个开槽，弹性旋转组件9中扭簧放入压板8的开槽内部；所述压板8中间的开槽宽度要大于弹性旋转组件9中扭簧的宽度，确保压板8和弹性旋转组件9中扭簧安装后在宽度方向有缝隙，缝隙范围为 0.05-2mm；所述压板8设有通孔；所述弹性旋转组件9中旋转轴装入压板8 的通孔中，压板8的通孔直径大于弹性旋转组件9中旋转轴外径；所述弹性旋转组件9中旋转轴的长度小于压板8的宽度；弹性旋转组件9中旋转轴的内螺纹和沉头螺钉10的外螺纹匹配。
所述压紧模块4的最高工作温度不小于250℃。
实施例3：
一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接方法，利用实施例1或2的焊接装置，包括如下步骤：
步骤一、将弹性旋转组件9装入压板8，弹性旋转组件9装入压板8之后要确保弹性旋转组件9中旋转轴的两端不超出压板8的两侧；将装配在一起的压板8和弹性旋转组件9装入支架7；将沉头螺钉10从支架7两侧插入弹性旋转组件9中旋转轴的内螺纹中并完成紧固；
步骤二、将印制板5装入微波组件结构1的凹槽上，微波组件结构1与印制板5之间填充焊料；将绝缘子3装入微波组件结构1上，微波组件结构1与绝缘子3之间填充焊料；将波导同轴转换脊2装入微波组件结构1上，同时将绝缘子3的内导体插入波导同轴转换脊2的开孔内，波组件结构1与波导同轴转换脊2之间、波导同轴转换脊2与绝缘子3之间填充焊料；
步骤三、调整好微波组件结构1和波导同轴转换脊2之间的相对位置；将压紧模块4装入微波组件结构1和波导同轴转换脊2之间，确保三者之间不会发生相对位移；
步骤四、将微波组件结构1放到加热台6上面完成焊接；
步骤五、将微波组件结构1从加热台6上移出进行冷却；
步骤六、微波组件结构1冷却到室温后取下压紧模块4；
步骤七、用电烙铁将绝缘子3的内导体焊接到印制板5的微带线上。
实施例4：
一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接方法，利用实施例1或2的焊接装置，包括如下步骤：
(1)将弹性旋转组件9装入压板8，弹性旋转组件9装入压板8之后要确保弹性旋转组件9中旋转轴的两端不超出压板8的两侧；将装配在一起的压板8和弹性旋转组件9装入支架7；将沉头螺钉10从支架7两侧插入弹性旋转组件9中旋转轴的内螺纹中并完成紧固；
(2)清洗微波组件结构1、波导同轴转换脊2、绝缘子3、压紧模块4、印制板5；
(3)在微波组件结构1上需要和波导同轴转换脊2焊接的面上均匀的涂上焊料或者放入对应于波导同轴转换脊2的仿形焊料片；在微波组件结构1上需要和绝缘子3焊接的面上均匀的涂上焊料或者放入对应于绝缘子3的焊料环；微波组件结构1上需要和印制板5焊接的面上均匀的涂上焊料或者放入对应于印制板5的仿形焊料片；在波导同轴转换脊2的开孔内涂上焊料；
(4)将印制板5装入微波组件结构1上；将绝缘子3装入微波组件结构1 上；将波导同轴转换脊2装入微波组件结构1上，同时将绝缘子3的内导体插入波导同轴转换脊2的开孔内；
(5)将加热台6加热到相应的温度；将微波组件结构1放入加热台6上面，同时确保微波组件结构1和加热台6之间不会发生滑动从而完成焊接；
(6)焊接完成后将微波组件结构1从加热台6上移出进行冷却；
(7)等到微波组件结构1冷却到室温后取下压紧模块4；
(8)用电烙铁将绝缘子3的内导体焊接到印制板5的微带线上。
所述步骤(1)中弹性旋转组件9旋转轴的外径要小于弹性旋转组件9扭簧的内径，确保二者之间可以发生相对转动。
所述步骤(1)中弹性旋转组件9旋转轴的外径要小于压板8中通孔的内径，确保二者之间可以发生相对转动。
所述步骤(4)压紧模块4对波导同轴转换脊的压紧是通过扭簧实现的，扭簧的最大工作温度大于等于250℃。
所述步骤(5)中加热台6的温度不能超过250℃。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，其特征在于，所述装置用于装配微波组件结构(1)、波导同轴转换脊(2)、绝缘子(3)、印制板(5)；包括压紧模块(4)、加热台(6)；
所述微波组件结构(1)上设有凹槽和波导腔体，所述波导同轴转换脊(2)置于所述波导腔体内，所述印制板(5)置于所述凹槽内；所述绝缘子(3)置于微波组件结构(1)上，绝缘子(3)的内导体的一端与波导同轴转换脊(2)接触，另一端与印制板(5)接触；
所述压紧模块(4)用于向波导同轴转换脊(2)施加压紧力，固定所述波导同轴转换脊(2)在所述波导腔体内的位置；所述压紧模块(4)包括支架(7)、压板(8)、弹性旋转组件(9)、沉头螺钉(10)；所述沉头螺钉(10)用于将弹性旋转组件(9)可旋转的固定在支架(7)上，所述压板(8)通过弹性旋转组件(9)安装在所述支架(7)上；所述弹性旋转组件(9)通过所述压板(8)向波导同轴转换脊(2)施加压紧力；
所述加热台(6)用于向所述微波组件结构(1)、波导同轴转换脊(2)、绝缘子(3)、印制板(5)加热，使微波组件结构(1)和波导同轴转换脊(2)之间、微波组件结构(1)和绝缘子(3)之间、微波组件结构(1)和印制板(5)之间、绝缘子(3)和波导同轴转换脊(2)之间完成焊接；
所述支架(7)和压板(8)上均开槽；所述压板(8)的一端可旋转的位于所述支架(7)的槽内；所述弹性旋转组件(9)可旋转的位于所述压板(8)的槽内；
所述支架(7)深入所述波导腔体的一端为楔形，所述楔形的斜面靠近所述压板(8)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，其特征在于，所述加热台(6)位于所述微波组件结构(1)的一侧，且背离所述微波组件结构(1)的凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，其特征在于，所述压紧模块(4)的最高工作温度不小于250℃。
4.根据权利要求1所述的一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，其特征在于，所述弹性旋转组件(9)包括扭簧和旋转轴，所述扭簧可拆卸的安装在旋转轴上，所述旋转轴通过沉头螺钉(10)安装在支架(7)上。
5.根据权利要求1所述的一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，其特征在于，所述支架(7)和压板(8)，与，所述波导腔体和波导同轴转换脊(2)接触的表面均为平面。
6.根据权利要求1所述的一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，其特征在于，所述压板(8)的一端位于所述支架(7)的槽内，压板(8)的两侧与支架(7)的槽之间留有间隙；所述弹性旋转组件(9)位于所述压板(8)的槽内，弹性旋转组件(9)的两侧与压板(8)的槽之间留有间隙。
7.根据权利要求4所述的一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接装置，其特征在于，所述扭簧的一端抵住所述支架(7)，另一端抵住所述压板(8)。
8.一种适用于后馈式波导同轴转换结构的焊接方法，其特征在于，采用权利要求1～7之一所述的焊接装置，包括如下步骤：
步骤一、将印制板(5)装入微波组件结构(1)的凹槽内，在微波组件结构(1)与印制板(5)之间填充焊料；将绝缘子(3)装入微波组件结构(1)上，微波组件结构(1)与绝缘子(3)之间填充焊料；将波导同轴转换脊(2)装入微波组件结构(1)的波导腔体内，并调整位置，同时将绝缘子(3)的内导体的一端插入波导同轴转换脊(2)的开孔内，微波组件结构(1)与波导同轴转换脊(2)之间、波导同轴转换脊(2)与绝缘子(3)之间填充焊料；
步骤二、将压紧模块(4)装入微波组件结构(1)的波导腔体，利用压板(8)和支架(7)抵住微波组件结构(1)和波导同轴转换脊(2)，固定波导同轴转换脊(2)在所述波导腔体内的位置；
步骤三、将微波组件结构(1)放到加热台(6)上完成焊接；
步骤四、冷却后取下压接模块(4)，将绝缘子(3)另一端的内导体焊接到印制板(5)的微带线上。
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