CN112399711B - 大功率功放模块以及大功率功放模块装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大功率功放模块及大功率功放模块装配方法。一种大功率功放模块，所述大功率功放模块包括电路板以及隔离器组件，所述隔离器组件包括隔离器以及支架组件，所述隔离器通过所述支架组件固定于所述电路板。该大功率功放模块通过设置支架组件，将隔离器固定于电路板，从而使得隔离器能够通过支架组件稳定地连接于电路板，且不会电路板造成拉扯和破坏，同时能够确保大功率功放模块的装配顺畅度。

Description

大功率功放模块以及大功率功放模块装配方法

技术领域

本发明涉及无线设备技术领域，特别是涉及一种大功率功放模块及大功率功放模块装配方法。

背景技术

大功率功放模块是各种射频拉远单元的重要组成部分，用以获得足够大的射频输出功率。而大功率功放模块中通常会使用嵌入式隔离器作为信号输出端最后一级，隔离器不仅能够用于改善输出端口驻波比，还能防止空间干扰信号进入功率管后造成的反向互调而引起信号的自激问题。因此嵌入式隔离器在大功率功放模块的生产中，是一个不可或缺的元件。

而现有大功率功放模块装配过程中，其中嵌入式隔离器因体积大、重量大的问题，通常在大功率功放模块生产的电路板测试的阶段，需要先将电路板与隔离器进行焊接，对带有隔离器的电路板进行测试；测试完成后带有隔离器的电路板需要重新入库；再在大功率功放模块生产的下一阶段时，将上述电路板及隔离器重新从仓库中领出，进行装配。而实际在入库出库的周转过程中，该操作极易导致隔离器因自重问题而对电路板造成拉扯，损坏两者之间的焊点铜皮，导致电路板报废的严重事故。

因此，目前通常的改进是在完成对带有隔离器的电路板测试后，取下带有隔离器的电路板，分离隔离器及电路板，并分别入库保存；当组装大功率功放模块时，需要重新将隔离器以及电路板分别出库，并将隔离器重新焊接至电路板，并安装至功放底板，以组装形成完整的大功率功放模块。这种方法虽可以解决电路板板因嵌入式隔离器自重拉扯导致的电路板报废问题，但会严重影响大功率功放模块的装配流畅性，进而影响生产效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述的问题，提供一种改进的大功率功放模块以及大功率功放模块装配方法。该大功率功放模块通过设置支架组件，将隔离器通过特性方法固定于电路板，从而使得隔离器能够通过支架组件稳定地连接于电路板，在后续生产过程中不会对电路板造成拉扯和破坏，同时能够确保大功率功放模块的装配顺畅度。

一种大功率功放模块，所述大功率功放模块包括电路板以及隔离器组件，所述隔离器组件包括隔离器以及支架组件，所述隔离器通过所述支架组件固定于所述电路板。

在其中一个实施方式中，所述支架组件与所述隔离器之间相互固定，所述支架组件通过焊接固定于所述电路板。

在其中一个实施方式中，所述支架组件围设所述隔离器，并通过螺纹紧固件与所述隔离器固定。

在其中一个实施方式中，所述支架组件朝向所述电路板的一侧镀覆有电镀层。

在其中一个实施方式中，所述电路板开设有安装槽，所述安装槽用于嵌入所述隔离器。

在其中一个实施方式中，所述支架组件包括第一支架及第二支架，所述第一支架及所述第二支架分别设置于所述隔离器的相对两侧。

在其中一个实施方式中，所述支架组件通过面接触焊接于所述电路板。

本发明还提供一种射频拉远单元，包括大功率功放模块，所述大功率功放模块为上述任意一项所述的大功率功放模块。

本发明还提供一种大功率功放模块装配方法，所述大功率功放模块装配方法包括：

将隔离器组件预固定于电路板，以形成预电路板组件；

将获取的所述预电路板组件贴片过炉，以将隔离器组件固定于所述电路板，形成电路板组件；

将所述电路板组件安装于功放底板，并形成大功率功放模块。

在其中一个实施方式中，所述隔离器组件包括隔离器以及支架组件；将隔离器组件预固定于电路板，以形成预电路板组件的步骤还包括：

将所述支架组件固定于所述隔离器，并形成隔离器组件；

将所述隔离器组件通过定位工装固定于所述电路板，以形成预电路板组件。

在其中一个实施方式中，将隔离器组件预固定于电路板，以形成预电路板组件的步骤之前还包括：

为所述电路板刷焊料。

在其中一个实施方式中，将获取的所述预电路板组件贴片过炉的步骤包括：

将所述电路板通过贴片过炉与所述支架组件相互焊接，以将支架组件固定于电路板，并形成电路板组件；

其中，焊接方式为锡焊；焊接温度为200℃～280℃。

附图说明

图1为本发明一实施方式中电路板组件的结构示意图；

图2为图1所示电路板组件中隔离器的结构示意图；

图3为图1所示电路板组件中支架组件的结构示意图；

图4为本发明一实施方式中大功率功放模块装配方法的流程示意图；

图5为预电路板组件焊接时温度与时间的曲线示意图。

元件标号说明

100、电路板组件；101、电路板；10、隔离器组件；11、隔离器；111、第一元件；112、固定件；1121、螺纹孔；113、连接线；12、支架组件；121、第一支架；1211、第一避让槽；1212、第一焊接部；122、第二支架；1221、第二焊接部；123、固定部；1231、固定孔；20、螺纹紧固件。

以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施方式中提供一种大功率功放模块(未标号)，在射频拉远单元中用于放大射频输出功率。当然，大功率功放模块还可以用于其他需要放大信号或功率的设备中，例如医用放疗设备。

其中，在本实施方式中，大功率功放模块是指功率在10W以上的功放模块。当然，在其他实施方式中，大功率功放模块还可以应用于10W以下的功放模块。

大功率功放模块是各种射频拉远单元的重要组成部分，用以获得足够大的射频输出功率。而大功率功放模块中通常会使用嵌入式隔离器作为信号输出端最后一级，隔离器不仅能够用于改善输出端口驻波比，还能防止空间干扰信号进入功率管后造成的反向互调而引起信号的自激问题。因此嵌入式隔离器在大功率功放模块的生产中，是一个不可或缺的元件。

而现有大功率功放模块装配过程中，其中嵌入式隔离器因体积大、重量大的问题，通常在大功率功放模块生产的电路板测试的阶段，需要先将电路板与隔离器进行焊接，对带有隔离器的电路板进行测试；测试完成后带有隔离器的电路板需要重新入库；再在大功率功放模块生产的下一阶段时，将其电路板及隔离器重新从仓库中领出，进行装配。而实际在入库出库的周转过程中，该操作极易导致隔离器因自重问题而对电路板造成拉扯，损坏两者之间的焊点铜皮，导致电路板报废的严重事故。

因此，目前通常的改进是在完成对带有隔离器的电路板测试后，取下带有隔离器的电路板，分离隔离器及电路板，并分别入库保存，以备在组装大功率功放模块时使用。但是若采用拆除隔离器与电路板的方式，则会严重影响大功率功放模块的装配流畅性，进而影响生产效率。

为了避免上述问题的发生，本发明一实施方式中提供一种大功率功放模块。该大功率功放模块通过设置支架组件12，将隔离器11固定于电路板101，从而使得隔离器11能够通过支架组件12稳定地连接于电路板101，且不会电路板101造成拉扯和破坏，同时能够确保大功率功放模块的装配顺畅度。

请参阅图1，图1为本发明一实施方式中电路板组件100的结构示意图。

具体地，大功率功放模块包括电路板101以及隔离器组件10。隔离器组件10固定于电路板101上，以供测试及装配使用。电路板101用于承载隔离器组件10并可用于烧录软件并测试；隔离器组件10用于安装于电路板101并改善大功率功放模块中的干扰信号。

其中，隔离器组件10包括隔离器11以及支架组件12。隔离器11通过支架组件12固定于电路板101。隔离器11用于改善大功率功放模块中的干扰信号；支架组件12用于将隔离器11固定于电路板101，并防止隔离器11对电路板101造成撕扯。在本实施方式中，隔离器11与支架组件12之间先相互固定，再将两者形成的隔离器组件10固定于电路板101。可以理解，在其他实施方式中，可以将隔离器11先放置于电路板101上，再通过支架组件12与电路板101相互固定。

在本实施方式中，支架组件12与隔离器11分体设置。可以理解，在其他实施方式中，隔离器11设计时，就考虑将支架组件12与隔离器11外型结构一体化设计，即在隔离器11出厂时外型结构已满足所有支架组件12的功能。需要解释的是，相较于原来隔离器11通过点焊的方式固定于电路板101，支架组件12与电路板101之间接触面积增大，因而能够避免隔离器11通过支架组件12而对电路板101产生的撕扯问题。

请参阅图2，图2为图1所示电路板组件100中隔离器11的结构示意图。

隔离器11大致包括扁平的圆柱状第一元件111以及方块状的固定件112，且两者相互固定。电路板101开设有安装槽。隔离器11的固定件112嵌设于安装槽内。当隔离器11嵌设于电路板101时，固定件112的表面与电路板101表面平齐，以使得支架组件12能够围设隔离器11并贴合于电路板101。可以理解，在其他实施方式中，隔离器11的形状可以根据实际需求而相应设置，在此不做具体限定。

在其中一个实施方式中，隔离器11中第一元件111的环形周侧设有连接线113。连接线113用于与电路板101或连接于电路板101的其他元器件进行连接。

请参阅图3，图3为图1所示电路板组件100中支架组件12的结构示意图。

在其中一个实施方式中，为了便于支架组件12围设环形的隔离器11外周，且便于支架组件12能够避让连接线113，支架组件12包括分体设置的第一支架121以及第二支架122。第一支架121及第二支架122围设成方形的框架，并形成大致为方形的容置空间。隔离器11的第一元件111设置于容置空间内。分体设置的支架组件12不仅便于加工，且便于生产时对准安装。

可以理解，在其他实施方式中，支架组件12也可以是一体式方形或环形的框状结构，或，三个或四个以上的分体支架组成，只要能够实现用于将隔离件固定于电路板101即可；支架组件12围设的容置空间截面可以为方形或圆形，在此不做具体限定。

在其中一个实施方式中，第一支架121及第二支架122大致呈板状。第一支架121及第二支架122的四个角度朝向容置空间延伸并形成固定部123。固定部123抵接于隔离器11的环形外周，且固定部123开设有固定孔1231。对应地，隔离器11中固定件112的四个角部分别开设有螺纹孔1121。第一支架121及第二支架122通过螺纹紧固件分别穿设固定孔1231及螺纹孔1121与隔离器11相互固定，并形成隔离器组件10。如此设置，使得支架组件12与隔离器11之间的位置相对固定，以便于将其对准于电路板101的预设位置并固定于电路板101。

可以理解，在其他实施方式中，第一支架121及第二支架122的形状及结构可以根据实际需求而相应设置，在此不做具体限定；支架组件12也可以通过卡接等方式限制与隔离器11之间的相对位置。

在本实施方式中，用于固定隔离器11及支架组件12的螺纹紧固件为M2螺钉；而原本隔离器11也需要通过通孔与大功率功放模块的其他器件之间进行定位。而在本实施方式中，仅需要将原本的通孔内壁加工为与M2螺钉相配合的螺纹内壁，即可成为螺纹孔1121，用于与支架组件12相互固定，非常便于加工操作。

在其中一个实施方式中，分体设置的支架组件12避让隔离器11的相对两侧的连接线113，而第三根连接线113难以实现避让，因此第一支架121的中间朝向远离电路板101的方向凸起，并与电路板101之间形成第一避让槽1211。第一避让槽1211用于穿设连接线113。可以理解，在其他实施方式中，避让槽还可以设置于第二支架122与电路板101之间，只要能够实现避让对应的连接线113即可。

在其中一个实施方式中，第一支架121与第二支架122通过焊接与电路板101相固定，且焊接过程与形成电路板101的贴片过程同步，如此设置，使得电路板101与隔离器组件10之间的固定不仅牢固可靠，且能够相应简化大功率功放模块整体的制作流程。可以理解，在其他实施方式中，电路板101与隔离器组件10之间还可以通过其他方式固定，例如胶粘，只要能够实现电路板101与隔离器11之间的固定即可。

在其中一个实施方式中，第一支架121及第二支架122朝向电路板101的一侧分别为第一焊接部1212及第二焊接部1221。第一焊接部1212及第二焊接部1221用于与电路板101相互焊接。第一焊接部1212与第二焊接部1221均通过面接触与电路板101相互焊接。如此设置，不仅使得增加支架组件12与电路板101之间的连接强度；且支架组件12通过面接触与电路板101相互焊接，不易造成对电路板101的撕扯和损坏，如此便能够使隔离器组件10与电路板101相互固定后入库存放，也同时避免了隔离器11对电路板101产生的撕扯问题。

在其中一个实施方式中，支架组件12采用铁或合金等便于加工的材料制成。由于支架组件12与电路板101在焊接时，温度不能过高，而影响电路板101的性能。因此为了便于支架组件12与电路板101的焊接，支架组件12朝向电路板101的一侧覆设有电镀层。其中，电镀层包括镀银、镀金、镀镍的其中一种电镀层。可以理解，其他便于电镀的材料也可以用于镀覆于支架组件12，只要能够实现便于焊接的目的即可；若不考虑加工便捷性以及加工成本，则支架组件12还可以用其他金属材料制成，例如不锈钢或合金铜等材料，只要能够实现固定隔离器11的即可。

支架组件12与隔离器11通过螺纹紧固件固定后，形成的整体利于与电路板相互定位并固定连接。

其中，电路板101与隔离器组件10固定后形成电路板组件100。该电路板组件100在测试合格后，能够正常入库存放，以供大功率功放模块生产的下一阶段使用。

本发明一实施方式中提供一种大功率功放模块，通过设置支架组件，将隔离器固定于电路板，从而使得隔离器能够通过支架组件稳定地连接于电路板，且不会电路板造成拉扯和破坏，同时能够确保大功率功放模块的装配顺畅度。

本发明一实施方式中还提供一种射频拉远单元(图未示)，包括上述的大功率功放模块。

请一并参阅图4及图5，图4为本发明一实施方式中大功率功放模块装配方法的流程示意图；图5为预电路板组件焊接时温度与时间的曲线示意图。

本发明一实施方式中还提供一种大功率功放模块装配方法。

大功率功放模块装配方法包括如下步骤：

步骤S10，将隔离器组件预固定于电路板，以形成预电路板组件；

步骤S20，将获取的预电路板组件贴片过炉，以将隔离器组件固定于电路板，形成电路板组件；

步骤S30，将电路板组件安装于功放底板，并形成大功率功放模块。

现有的隔离器通常在电路板贴片完成后，将其固定焊接于电路板。而在本发明的一实施方式的步骤S20中，先隔离器组件放置于电路板的预设位置；再将隔离器组件与电路板一同放入贴片炉中，贴片过炉加热，从而使得电路板的贴片过程与隔离器组件固定于电路板的过程同步进行。原本生产电路板，贴片过炉为一道必要的工序，以形成功能符合要求的电路板。而在本实施方式中，将原本必要的过炉贴片工序与隔离器组件固定于电路板的焊接工序合二为一，使得电路板组件的整体加工工序被简化，且隔离器组件能够非常牢固地固定于电路板。如此设置，以简化电路板组件的加工过程。

此外，现有的隔离器在与电路板焊接后，用于电路板的性能测试。在电路板测试结束后，为了避免隔离器因重力而对电路板的拉扯并损坏电路板，需要拆除隔离器与电路板，并分别入库存放。而本实施方式中，隔离器组件包括隔离器以及支架组件；隔离器通过支架组件固定于电路板，能够有效避免隔离器直接拉扯而损坏电路板的问题发生，从而使得隔离器组件与电路板固定后形成的电路板组件能够正常进行入库、出库等部件周转流程，而不会导致隔离器因重力对电路板焊点的拉扯，损坏焊点的铜皮，造成电路板报废的严重事故。

进一步地，在将电路板组件连接至功放底板的生产过程中，可直接对新的电路板组件进行模块装配并测试，不再需要对嵌入式隔离器/环形器反复焊接，完好地保护隔离器和电路板，也同时避免了繁琐而反复地拆装隔离器步骤。

同时，电路板组件能够直接用于步骤S30中与功放底板的连接，从而能够使得大功率功放模块的整体安装流程更加顺畅，避免了频繁将隔离器及电路板单独出入库的情况。

在其中一个实施方式中，隔离器组件包括隔离器以及支架组件；将隔离器组件预固定于电路板，以形成预电路板组件的步骤S10还包括：

步骤S11，将支架组件固定于隔离器，并形成隔离器组件；

步骤S12，将隔离器组件通过定位工装固定于电路板，以形成预电路板组件。

步骤S11及步骤S12中，支架组件与隔离器相对固定后，通过定位工装将隔离器组件预固定至电路板上，以备贴片过炉。在功放电路板贴片过炉时，将带有支架组件的隔离器和功放电路板同时装入定位工装中，不仅使隔离器能够精准地定位于电路板的预设位置。如此设置，隔离器组件与电路板之间便于安装及固定，利于流水线生产。

可以理解，在其他实施方式中，隔离器组件还可以通过以下步骤预固定于电路板：将隔离器预固定于电路板后；将支架组件安装于隔离器，以形成预电路板组件。

隔离器与支架组件之间通过螺纹紧固件相互固定，可以理解，在其他实施方式中，隔离器还可以通过卡扣等于直接组件相互固定。

在其中一个实施方式中，将隔离器组件预固定于电路板，以形成预电路板组件的步骤S10之前还包括：

步骤S01，为电路板刷焊料。

具体地，步骤S11中，电路板与支架组件通过焊接固定连接，因此需要在电路板的预设位置铺上一层焊料，以使得支架组件与电路板贴片过炉时，能够直接相互焊接。其中，焊料为锡基焊料，以使得焊接的温度范围正好落入电路板过贴片炉的温度范围内，从而使得电路板及隔离器组件的焊接与电路板贴片同步进行。可以理解，在其他实施方式中，焊料还可以为其他能够在280℃以下进行焊接的材料。

此外，电路板通过锡基焊料利于与具有电镀层的支架组件相互焊接，连接强度较好，从而使得隔离器不会通过支架组件对电路板造成拉扯和损坏。

在其中一个实施方式中，步骤S20中的隔离器组件包括隔离器以及支架组件步骤包括：

步骤S21，将电路板通过贴片过炉与支架组件相互焊接，以将支架组件固定于电路板，并形成电路板组件；

其中，焊接方式为锡焊；焊接的温度在200℃～280℃之间。

具体地，电路板与支架组件之间通过焊接的方式连接，能够使得两者之间稳固连接，且支架组件不容易产生对电路板的拉扯及损坏。如图5所示，图中所示曲线为电路板与支架组件贴片过炉时，根据焊接时间与焊接温度焊料形态变化的关系曲线，有图可知焊料融化并焊接的最佳温度在220℃～260℃。在该温度区间内，电路板与支架组件之间的焊接效果最佳。

本发明一实施方式中还提供一种大功率功放模块装配方法，且该大功率功放模块装配方法将隔离器组件固定于电路板，能够有效避免隔离器直接拉扯而损坏电路板的问题发生，从而使得隔离器组件与电路板固定后形成的电路板组件能够直接入库存放，避免了繁琐而反复地拆装隔离器步骤。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种大功率功放模块，其特征在于，所述大功率功放模块包括电路板(101)以及隔离器组件(10)，所述隔离器组件(10)包括隔离器(11)以及支架组件(12)，所述隔离器(11)通过所述支架组件(12)固定于所述电路板(101)；

所述支架组件（12）呈框状结构，所述框状结构围出容置空间；

所述电路板（101）上设有安装槽，所述隔离器（11）包括第一元件（111）及固定件（112），所述第一元件（111）与所述固定件（112）相互固定，所述固定件（112）嵌设于所述安装槽内；

所述支架组件（12）与所述隔离器（11）相互固定，且所述支架组件（12）通过焊接固定于所述电路板（101），并围设于所述固定件（112）外，以将所述固定件（112）止挡于所述安装槽内，所述第一元件（111）设置于所述容置空间内。

2.根据权利要求1所述的大功率功放模块，其特征在于，所述支架组件(12)通过螺纹紧固件(20)与所述隔离器(11)固定。

3.根据权利要求1所述的大功率功放模块，其特征在于，所述支架组件(12)朝向所述电路板(101)的一侧镀覆有电镀层。

4.根据权利要求1所述的大功率功放模块，其特征在于，所述支架组件(12)包括第一支架(121)及第二支架(122)，所述第一支架(121)及所述第二支架(122)分别设置于所述隔离器(11)的相对两侧。

5.根据权利要求1所述的大功率功放模块，其特征在于，所述支架组件(12)通过面接触焊接于所述电路板(101)。

6.一种射频拉远单元，包括大功率功放模块，其特征在于，所述大功率功放模块为如权利要求1～5任意一项所述的大功率功放模块。

7.一种大功率功放模块装配方法，其特征在于，所述大功率功放模块装配方法包括：

将支架组件固定于隔离器，形成隔离器组件，其中，所述支架组件呈框状结构，所述框状结构围出容置空间，所述隔离器包括相互固定的第一元件及固定件，所述支架组件围设于所述固定件外，所述第一元件设置于所述容置空间内；

电路板上设有安装槽，将所述固定件嵌设于所述安装槽内，以将所述隔离器组件预固定于所述电路板，形成预电路板组件；

将所述电路板通过贴片过炉与所述支架组件相互焊接，以将所述支架组件固定于所述电路板，形成电路板组件，所述固定件止挡于所述安装槽内，所述隔离器通过所述支架组件固定于所述电路板；

将所述电路板组件安装于功放底板，并形成大功率功放模块。

8.根据权利要求7所述的大功率功放模块装配方法，其特征在于，将所述隔离器组件预固定于所述电路板，形成预电路板组件的步骤之前还包括：

为所述电路板刷焊料。

9.根据权利要求7所述的大功率功放模块装配方法，其特征在于，将所述电路板通过贴片过炉与所述支架组件相互焊接的步骤中；焊接方式为锡焊；焊接温度为200℃～280℃。

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