CN114614279B - 一种弹性连接件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹性连接件，为一体的薄壁复合结构，轴向上具有带状线接触端、同轴线接触端以及位于所述带状线接触端和所述同轴线接触端之间的波纹管弹性段，所述薄壁复合结构从内到外依次为氨基磺酸镍层、铜箔层和金箔层。本发明另外还提供了该弹性连接件的制作方法。本发明的弹性连接件在实现带状传输线与同轴传输线连接时具有弹性变形对阻抗影响小、能减少传输过程中的失配现象的优点，既能保证接触可靠，又能提高射频特性。
Description
技术领域
本发明属于宽频微波测试器件技术领域，尤其涉及一种用于连接带状传输线和同轴传输线的弹性连接件及其制作方法。
背景技术
射频传输在微波领域已得到充分运用，为满足不同传输结构间相互通讯的要求，需要一种可靠的接触结构相互过渡，并起到降低损耗，减少阻抗失配的情况。
通常不同射频结构间需要相互连接可以选择焊接或弹性接触方式。焊接方式在常温下固然可靠，但不能避免高低温下材料会热胀冷缩，产生应力对射频性能、可靠性有一定影响。弹性接触方式可以适应不同结构间隙，其可伸缩量更适合高低温环境使用。但由于弹簧或弹片的配合尺寸会导致传输阻抗变化。
因此，特别需要一种新的弹性连接件，既要具有一定的弹性以适应不同结构间隙变化，又能减少传输阻抗发生变化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种弹性接触可靠、阻抗匹配，在传输转换时能减少传输阻抗发生变化的用于连接带状传输线和同轴传输线的弹性连接件，以克服现有技术存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种弹性连接件，其特征在于，为一体的薄壁复合结构，轴向上具有带状线接触端、同轴线接触端以及位于所述带状线接触端和所述同轴线接触端之间的波纹管弹性段，所述薄壁复合结构从内到外依次为氨基磺酸镍层、铜箔层和金箔层。
在本发明优选实施方式中，所述带状线接触端为圆形平板。
在本发明优选实施方式中，所述同轴线接触端为圆台管。采用这样的结构，不仅能够使得该弹性连接件不容易从带状传输线与同轴传输线之间脱落下来，也具有自动对中作用，保证了带状传输线、弹性连接件以及同轴传输线三者在同一轴线上，进一步提高了射频特性。
在本发明的优选实施方式中，所述氨基磺酸镍层的厚度为3-5μm，铜箔层的厚度为5-10μm，金箔层的厚度为2-3μm。
在本发明中，弹性连接件采用波纹管弹性段来实现射频接触的弹性变形，其在变形时是波纹的波峰与波谷发生轴向变形，其伸缩变形仅改变弹性功能段的本身长度、几乎不会改变弹性功能段的本身直径，所以对阻抗的影响小，减少了传输过程中的失配现象，从而在保证接触可靠性基础上又提高射频特性。其中，中间的铜箔层则是为整个弹性连接件提供了弹性及结构支撑，实现弹性形变功能。最内层的氨基磺酸镍具有隔绝蚀刻液的作用，可以避免复合结构中的铜箔层在制作时被腐蚀。最外层为金箔层，不容易在环境中腐蚀，从而保证了与带状传输线与同轴传输线接触可靠，金具有的优良导电性能也提高了趋肤深度，也有利于提高射频特性。
该弹性连接件通常直径为1-2mm，长度也为1-2mm，要制作尺寸这么小的零件，即使精密的机加工及模具也不能实现全部的尺寸要求，为此，本发明为获得上述弹性连接件，还提供了该弹性连接件的制作方法，其步骤为：
S1、制作铜胚体，所述铜胚体的形状与所述弹性连接件的内部空腔的形状相同；
S2、依次在所述铜胚体上镀上氨基磺酸镍层、铜箔层和金箔层以形成中间产品；
S3、将中间产品放入含有三氯化铁的蚀刻液中浸泡，由所述蚀刻液腐蚀掉所述中间产品中的铜胚体以获得所述弹性连接件。
在发明的优选实施方式中，所述蚀刻液还包含有盐酸和水，所述三氯化铁、所述盐酸和所述水的重量比为(50-70)：(4-6)：100。在蚀刻液中加入盐酸，可以抑制FeCl3水解，并可以提高蚀刻速率。
在本发明的优选实施方式中，在配置所述蚀刻液时，对所述蚀刻液进行搅拌，搅拌时间为5-10分钟。
在本发明的优选实施方式中，在步骤S3中，浸泡时，所述蚀刻液的温度保持在40-50℃，浸泡时间为90-100小时。
本发明采用上述蚀刻工艺实现能够制作出本发明的弹性连接件。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A向示意图；
图3为图1中B向示意图
图4为图1中C处放大示意图；
图5为本发明与带状传输线和同轴传输线的连接示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明的弹性连接件300为一体的薄壁复合结构，轴向上具有带状线接触端301、同轴线接触端302以及位于带状接触端301和同轴线接触端302之间的波纹管弹性段303，薄壁复合结构从内到外依次为氨基磺酸镍层31、铜箔层32和金箔层33。
结合图5所示，该弹性连接件300连接在带状传输线100和同轴传输线200之间，具体的连接方式为：带状传输线100的端头与带状线接触端301接触，同轴传输线200的端头与同轴线接触端302接触。
其中，带状线接触端301为圆形平板，带状传输线100的端头与圆形平板02的中心位置接触。同轴线接触端302为圆台管，同轴传输线200的端头具有与圆台管的外圆周面302a适配的圆台内配合面201,该圆台内配合面201套在圆台管的外圆周面302a上。采用这样的结构，不仅能够使得该弹性连接件300不容易从带状传输线100与同轴传输线200之间脱落下来，也具有自动对中作用，保证了带状传输线100、弹性连接件300以及同轴传输线300三者在同一轴线上。
本发明的弹性连接件300中采用波纹管弹性段来实现射频接触的弹性变形，其在变形时是波纹的波峰与波谷发生轴向变形，其伸缩变形仅改变波纹管弹性段的本身长度、几乎不会改变波纹管弹性段的本身直径，所以对阻抗的影响小，减少了传输过程中的失配现象，从而在保证接触可靠性基础上又提高射频特性。
在本实施例中，该弹性连接件的直径为1.12mm，整个长度为1mm，其中波纹管弹性段303的长度为0.5mm，具有3节波纹(当然，在其它实施例中，节数不限3节)，为获得该弹性连接件300，本发明采用如下的步骤：
S1、制作铜胚体，制作的铜胚体的形状与待制作的弹性连接件的内部空腔(即由圆形平板、波纹管弹性段和圆台管合围而成的空腔)的形状相同。制作铜胚体可以采用精密机床机械加工获得，例如采用细铜柱先机械粗加工出大致形状，再机械精加工出最终形状。铜胚体的制作也可以采用其它方法，比如采用细铜柱通过激光雕刻方法获得。由于这些制作铜胚体的制作方法多为现有技术，这里不再累述。
S2、依次在铜胚体上镀上氨基磺酸镍层、铜箔层和金箔层以形成中间产品。其中，氨基磺酸镍层的镀层厚度为3-5μm，铜箔层的镀层厚度为5-10μm，金箔层的镀层厚度为2-3μm。
S3、将中间产品放入蚀刻液中浸泡，由蚀刻液腐蚀掉中间产品的铜胚体以获得弹性连接件。其中蚀刻液由600克三氯化铁、50克盐酸和1000克水配置而成，配置时需要搅拌的时间为8分钟。在本步骤浸泡时，蚀刻液的温度保持在40-50℃，浸泡时间为96小时。
在发明中，薄壁复合结构中，最内层采用氨基磺酸镍层，一方面提高了镀层在铜胚体上的附着力，另一方面，在浸泡过程中，由于铜箔层被氨基磺酸镍层和镀金层的阻隔，因此，蚀刻液只会腐蚀铜胚体，而不会腐蚀到铜箔层，从而能过获得该具有薄壁结构的弹性连接件。中间的铜箔层则是为整个弹性连接件提供了弹性及结构支撑，实现弹性形变功能。最外层为金箔层，不容易在环境中腐蚀，从而保证了与带状传输线与同轴传输线接触可靠，金具有的优良导电性能也提高了趋肤深度，也有利于提高射频特性。
通过上述详细介绍可以看出，本发明提供的弹性连接件的弹性变形对阻抗影响小、能减少传输过程中的失配现象，既能保证接触可靠，又具有提高射频特性的优点。
Claims (7)
1.一种弹性连接件，连接在带状传输线与同轴传输线之间，为一体的薄壁复合结构，轴向上具有带状线接触端、同轴线接触端以及位于所述带状线接触端和所述同轴线接触端之间的波纹管弹性段，其特征在于，所述带状线接触端为圆形平板，所述同轴线接触端为圆台管，所述带状传输线的端头与所述圆形平板的中心位置接触，所述同轴传输线的端头具有与所述圆台管的外圆周面适配的圆台内配合面,所述圆台内配合面套在所述圆台管的外圆周面上。
2.根据权利要求1所述的弹性连接件，其特征在于：所述薄壁复合结构从内到外依次为氨基磺酸镍层、铜箔层和金箔层。
3.根据权利要求2所述的弹性连接件，其特征在于：所述氨基磺酸镍层的厚度为3-5μm，铜箔层的厚度为5-10μm，金箔层的厚度为2-3μm。
4.根据权利要求2或3所述的弹性连接件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制作铜胚体，所述铜胚体的形状与所述弹性连接件的内部空腔的形状相同；
S2、依次在所述铜胚体上镀上氨基磺酸镍层、铜箔层和金箔层以形成中间产品；
S3、将中间产品放入含有三氯化铁的蚀刻液中浸泡，由所述蚀刻液腐蚀掉所述中间产品中的铜胚体以获得所述弹性连接件。
5.根据权利要求4所述的弹性连接件的制作方法，其特征在于：所述蚀刻液还包含有盐酸和水，所述三氯化铁、所述盐酸和所述水的重量比为(50-70)：(4-6)：100。
6.根据权利要求4所述的弹性连接件的制作方法，其特征在于：在配置所述蚀刻液时，对所述蚀刻液进行搅拌，搅拌时间为5-10分钟。
7.根据权利要求4所述的弹性连接件的制作方法，其特征在于：在步骤S3中，浸泡时，所述蚀刻液的温度保持在40-50℃，浸泡时间为90-100小时。
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