CN116487910A - 一种ω式搭接片及其功分器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Ω式搭接片及其功分器，属于通信技术领域，该Ω式搭接片的中部隆起形成圆拱，圆拱的底部两侧向外延伸形成焊接片，Ω搭接片的一端连接射频连接器的连接器内导体，Ω搭接片的另一端连接电路板的微带线。与现有结构相比，该Ω搭接片的圆拱结构能够起到温度自补偿作用，通过吸收焊接过程中因温度变化而产生的热应力，保证了焊点的质量，提高了微波组件的可靠性。此外，Ω搭接片还可应用于板间平面近距离搭接、板间平面远距离搭接以及板间空间错位搭接中，该方案还能解决异质材料间热失配问题、消除焊点开裂的隐患，起到缓解和释放应力的作用，提高产品的质量和成品率，具有广泛应用前景。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种Ω式搭接片及其功分器。
背景技术
近年来，随着相控阵雷达技术的不断发展，微波组件被大量应用在雷达领域。微波组件的组装技术围绕着提高产品的质量和成品率、缩短生产周期、降低成本、提高生产率和增强产品环境适应性能力进行。
现有的组件焊接互连方案包括：（1）通过内导体与印制板硬接触焊接相连；（2）内导体通过使用跨接片来实现弹性焊接相连。
上述现有技术中，存在如下技术问题：
（1）焊点开裂、产品失效：在组件采用常规硬搭接焊接互连时，在温度载荷冲击下，因异质材料间存在的热膨胀系数的差异，焊点与连接器的热膨胀系数不同，故会引起周期性的应力变化，从而导致焊点开裂、产品失效的情况；
（2）无法满足器件远距离焊接安装需求：当阵面间有效空间距离较远时，零件之间由于自身体积的限制，无法在远距离空间尺寸范围内进行焊接连接；
（3）无法满足器件空间内错位焊接安装需求：当阵面间有效空间上下错位时，零件之间由于空间位置的限制，无法在空间错位的情况下进行焊接连接；
因此，如何设计一种新型搭接片解决上述技术问题，成为该领域的技术难点。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种搭接片，该Ω搭接片的圆拱结构能够起到温度自补偿作用，通过吸收焊接过程中因温度变化而产生的热应力，保证了焊点的质量，提高了微波组件的可靠性。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种Ω式搭接片，其特征在于，Ω搭接片的中部隆起形成圆拱，所述圆拱的底部两侧向外延伸形成焊接片，其中：所述Ω搭接片的厚度范围为0.05mm至0.06mm；所述Ω搭接片的宽度范围为0.4mm至0.6mm；所述Ω搭接片的长度范围为2.5mm至6mm；所述圆拱的弓高范围为0.3mm至0.5mm。
优选的，所述Ω搭接片采用铍青铜材料制成。
一种功分器，其特征在于，包括Ω搭接片、射频连接器和电路板，其中：所述Ω搭接片的一端连接射频连接器的连接器内导体，Ω搭接片的另一端连接电路板的微带线；所述Ω搭接片的宽度与连接器内导体的宽度以及微带线的宽度相比均小0.05mm至0.1mm；所述Ω搭接片与连接器内导体以及微带线的有效焊接长度分别是Ω搭接片的宽度的1至1.5倍。
优选的，还包括功分器外壳，所述功分器外壳中部下凹形成安装腔，安装腔内通过定位螺钉固定所述电路板，功分器外壳上设置有多个用于安装盖体的预留孔。
优选的，所述射频连接器包括多个输出连接器和一个输入连接器，其中：所述输出连接器对称、固定在功分器外壳的一侧；所述输入连接器固定在功分器外壳的另一侧。
优选的，所述连接器内导体与Ω搭接片的连接处为平面结构。
优选的，所述微带线采用Wilkinson式结构。
本发明具有以下有益效果：
（1）该方案通过设计微型Ω搭接片来解决异质材料之间的热失配问题，Ω搭接片对产品的性能并无不良影响，可以从根本上消除焊点开裂的风险，缓解和释放热应力和振动引起的变形应力；
（2）该方案中Ω式搭接片可以满足平面远距离搭接以及板间空间错位搭接焊接的安装使用需求，采用Ω式搭接片后组件进行温冲及振动试验后，能够满足电性能指标变化率≤5%的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的Ω搭接片结构示意图；
图2是本发明的内Ω搭接片应用示意图；
图3是本发明的功分器结构示意图；
图4是本发明的功分器壳体示意图。
其中，1-Ω搭接片、101-圆拱、102-焊接片、2-射频连接器、201-连接器内导体、202-输出连接器、203-输入连接器、3-电路板、301-微带线、4-功分器外壳、401-安装腔、402-预留孔、5-定位螺钉。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
如图1至图2所示，该Ω搭接片1的中部隆起形成圆拱101，所述圆拱101的底部两侧向外延伸形成焊接片102，图中，Ω搭接片1的厚度范围为0.05mm至0.06mm；Ω搭接片1的宽度范围为0.4mm至0.6mm；Ω搭接片1的长度范围为2.5mm至6mm；圆拱101的弓高范围为0.3mm至0.5mm，通过灵活调整不同的尺寸参数，以适应不同的应用场合。
需要说明的是，Ω搭接片1采用铍青铜材料制成，铍青铜是航空航天理想的热屏蔽材料，铍青铜的吸热能力是铝的2.5倍，是黄铜的1.2倍，Ω搭接片不进行热处理，可以保证Ω搭接片的弹性且不易断裂，且很好的吸收温度变化时产生的热量，同时吸收振动产生的机械应力。
实际工作时，该结构可应用于近距离搭焊安装需求、远距离搭焊安装需求、空间错位安装需求的组件设计，可通过更换Ω搭接片宽度尺寸，适用于各类高可靠搭焊式微波组件设计，如图2所示，Ω搭接片1两侧的焊接片102的具有较强的适应性，其夹角可调、错位高度可调，能够满足平面远距离、近距离搭接以及板间空间错位搭接焊接的需求。
如图3至图4所示，该功分器包括Ω搭接片1、射频连接器2和电路板3，图中，Ω搭接片1的一端连接射频连接器2的连接器内导体201，Ω搭接片1的另一端连接电路板3的微带线301；Ω搭接片1的宽度与连接器内导体201的宽度以及微带线301的宽度相比均小0.05mm至0.1mm；Ω搭接片1与连接器内导体201以及微带线301的有效焊接长度分别是Ω搭接片1的宽度的1至1.5倍。
需要说明的是，连接器内导体与电路板通过Ω搭接片来实现空间错位焊接，Ω式跨接片对热冲击载荷的适应性更好，可以更好解决互联板间的热应力集中问题，因此使得焊点可靠性更高，另一方面，即便Ω式跨接片两端被约束，拱形部分也能自由涨缩，可以有效起到吸收压缩应力的作用，达到理想的焊接可靠性作用。
图中，还包括功分器外壳4，功分器外壳4中部下凹形成安装腔401，功分器外壳4为整体结构，其安装腔401可由铣床铣出，安装腔401内通过定位螺钉5固定电路板3，功分器外壳4上设置有多个用于安装盖体的预留孔402。本实施例中，射频连接器2包括多个输出连接器202和一个输入连接器203，其中：输出连接器202对称、固定在功分器外壳4的一侧；输入连接器203固定在功分器外壳4的另一侧。
需要说明的是，连接器内导体201与Ω搭接片1的连接处为平面结构。此外，微带线301采用Wilkinson式结构，微带线301采用介电常数6.15、板厚0.787mm，覆铜厚度0.035mm结构，中部电阻采用100Ω、180Ω，560Ω贴片电阻，输入连接器203和输出连接器202与微带线301以及Ω搭接片1的共同工作原理是实现将输入连接器203单一的频率通过Wilkinson式微带线分配到多个输出连接器202端口，Ω搭接片1的圆拱结构在整体器件中能够起到温度自补偿作用，通过吸收焊接过程中因温度变化而产生的热应力，保证了焊点的质量，提高了微波组件的可靠性。
实际工作时，印制电路板与功分器壳体通过螺钉固定，射频连接器与功分器壳体通过螺钉固定，因此连接器与印制电路板的空间相对位置固定，采用Ω搭接片两端分别焊接的结构，不仅可以避免热力学实验导致的焊点开裂问题，同时可以很好地解决空间错位搭接的问题，将Ω搭接片直接搭焊在连接器微带线与PCB印制板的微带线上，Ω搭接片的宽度略小于印制电路板的宽度和连接器内导体的宽度，保证Ω搭接片分别与连接器内导体、印制电路板的有效焊接面积，Ω搭接片的单边长度保证完全搭焊在内导体、印制电路板上，有效焊接长度大于一倍的Ω搭接片的宽度，可以很好地保证搭焊后器件的性能可靠性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种Ω式搭接片，其特征在于，Ω搭接片（1）的中部隆起形成圆拱（101），所述圆拱（101）的底部两侧向外延伸形成焊接片（102），其中：
所述Ω搭接片（1）的厚度范围为0.05mm至0.06mm；
所述Ω搭接片（1）的宽度范围为0.4mm至0.6mm；
所述Ω搭接片（1）的长度范围为2.5mm至6mm；
所述圆拱（101）的弓高范围为0.3mm至0.5mm。
2.根据权利要求1所述的Ω式搭接片，其特征在于，所述Ω搭接片（1）采用铍青铜材料制成。
3.一种功分器，其特征在于，包括Ω搭接片（1）、射频连接器（2）和电路板（3），其中：
所述Ω搭接片（1）的一端连接射频连接器（2）的连接器内导体（201），Ω搭接片（1）的另一端连接电路板（3）的微带线（301）；
所述Ω搭接片（1）的宽度与连接器内导体（201）的宽度以及微带线（301）的宽度相比均小0.05mm至0.1mm；
所述Ω搭接片（1）与连接器内导体（201）以及微带线（301）的有效焊接长度分别是Ω搭接片（1）的宽度的1至1.5倍。
4.根据权利要求3所述的功分器，其特征在于，还包括功分器外壳（4），所述功分器外壳（4）中部下凹形成安装腔（401），安装腔（401）内通过定位螺钉（5）固定所述电路板（3），功分器外壳（4）上设置有多个用于安装盖体的预留孔（402）。
5.根据权利要求3所述的功分器，其特征在于，所述射频连接器（2）包括多个输出连接器（202）和一个输入连接器（203），其中：
所述输出连接器（202）对称、固定在功分器外壳（4）的一侧；
所述输入连接器（203）固定在功分器外壳（4）的另一侧。
6.根据权利要求3所述的功分器，其特征在于，所述连接器内导体（201）与Ω搭接片（1）的连接处为平面结构。
7.根据权利要求3所述的功分器，其特征在于，所述微带线（301）采用Wilkinson式结构。
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