CN220874844U - 一种使用贴片电容的塑封外壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种使用贴片电容的塑封外壳，属于无线通信领域，包括相互配合的塑料填充结构和金属底板，所述金属底板上设置有两个金属台阶，分别为金属台阶A和金属台阶B，还包括贴片电容和电阻，所述贴片电容和电阻的两个电极分别与金属台阶A和金属台阶B相连接；本实用新型由于能够采用贴片电容，从而有效地降低了物料成本，并且外形封装一致可以提升装配效率；采购渠道多元化有利于降低采购压力和缩短采购周期；另外，延续了塑封外壳方案的高可靠性；还能够有效满足对于低频产品高容值的需求。

Description

一种使用贴片电容的塑封外壳

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种使用贴片电容的塑封外壳。

背景技术

集总参数环行器/隔离器是一种具有单向导通、反向隔离的微波无源器件，广泛应用于微波电子系统中，可以有效提升系统的工作效率及工作的稳定性和可靠性。目前市面上的集总参数隔离器主要尺寸为5*5mm，采用塑封外壳和PCB两种方案。其中，塑封外壳方案的集总参数隔离器可靠性优于PCB方案。

现有的塑封外壳方案的集总参数隔离器电路结构如图1所示，电路由中心导体模组1和三个单层芯片电容2（即图1中的C1、C2和C3）组成，中心导体模组1、三个单层芯片电容2以及电阻4均放置于塑封外壳A3内。其中，单层芯片电容结构如图2所示，由两个印银层作为电容的上电极21和下电极23，上下电极之间填充介质层22。

其中，单层芯片电容2的上电极21与中心导体模组1焊盘连接，下电极23与塑封外壳3的金属底板A31连接，接触面通过锡膏焊接。此方案使用的单层芯片电容的容值由上电极21和下电极23的表面积S、介质层22的材料介电常数ε、高度d共同决定，满足：

其中，静电常量K=8.9880*10⁹，单位Nm/C；

由上述电容容值公式可以看出，不同容值的单层芯片电容具有不同的外形尺寸。

由此至少存在三个问题：

（1）由于产品频段较多，所需要的电容容值也不一致，造成电容采购的难度增大；

（2）由上述电容容值公式可知，容值与电极表面积成正比、与高度d成反比。低频频段产品的产品需要的电容容值较大，容易发生电容厚度较小导致碎裂和尺寸过大而无法与塑封外壳装配的问题；

（3）单层芯片电容需要根据容值和尺寸定制，物料成本较大。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种使用贴片电容的塑封外壳，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种使用贴片电容的塑封外壳包括相互配合的塑料填充结构和金属底板，所述金属底板上设置有两个金属台阶，分别为金属台阶A和金属台阶B，还包括贴片电容和电阻，所述贴片电容的两个电极分别与金属台阶A和金属台阶B相连接。所述电阻采用常见的电阻，其封装结构与贴片电容一致。

为了解决现有技术采用单层芯片电容方案存在的问题，本申请采用贴片电容。

贴片电容目前一般在PCB板方案中使用。单层芯片电容与贴片电容的使用环境不一样，很大程度是由于其电极的分布有关：单层芯片电容的电极是上下分布，如图2所示，而贴片电容的电极是左右分布，如图3所示；

对于采用塑封外壳方案的设计，塑封外壳结构金属底板部分为冲压成型，一般最常见的结构为一个平面金属，上面放置中导模组和匹配电容，如图1所示。这种结构更适合采用上下电极分布的单层芯片电容，而本申请对塑封外壳特别是金属底板结构进行了改进，可以采用电极左右分布的贴片电容。本申请的塑封外壳采用冲压-电镀-注塑的工艺，金属底板结构改进后，塑料填充部分包裹金属底板结构。

该结构可以使用低成本的贴片电容，最终实现一种可靠性高、低成本且易生产的塑封外壳方案集总参数隔离器。

作为优选的技术方案，所述贴片电容为MLCC贴片电容。即MLCC多层片式陶瓷电容器，比如可以采用0201封装（0.6mm×0.3mm×0.3 mm）。

MLCC贴片电容目前使用较为广泛，是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片两端封上金属层（外电极），从而形成一个类似独石的结构体。

作为优选的技术方案，所述贴片电容选自0201、0402、0603中的至少一种。

前述的单层芯片电容采购难度较大，主要是因为其外形尺寸（长、宽、高）直接影响容值，因此，一千个容值可能有一千个尺寸，更多的时候这个属于定制件。而贴片电容的特点是结构外形统一，本申请采用统一的封装尺寸，比如采用0201的封装尺寸，在这个尺寸中，覆盖了本设计常用的1PF到20pF的电容，完全满足要求。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：使用本申请的塑封外壳结构，能够使用低成本的贴片电容取代成本高的单层芯片电容，有效地降低了物料成本；贴片电容在市面上很成熟，成本低可以有效降低物料成本；外形封装一致可以提升装配效率；采购渠道多元化有利于降低采购压力和缩短采购周期；另外，延续了塑封外壳方案的高可靠性，本申请的塑封外壳隔离器具有较高的可靠性；还能够有效满足对于低频产品高容值的需求。

附图说明

图1为现有的塑封外壳方案的集总参数隔离器电路结构；

图2为图1中单层芯片电容的结构图；

图3为本实用新型的贴片电容的结构图；

图4为本实用新型的塑封外壳的塑料填充结构图；

图5为本实用新型的塑封外壳的金属底板结构图；

图6为本实用新型的塑封外壳整体结构图；

图7为本实用新型的贴片电容的贴装示意图；

图8为本实用新型的隔离器装配图；

图9为本实用新型实施例的1805-1880MHz隔离器仿真结果图。

图中：1、中心导体模组；2、单层芯片电容；21、上电极；22、介质层；23、下电极；3、塑封外壳A；31、金属底板A；4、电阻；5、塑封外壳；51、塑料填充结构；6、金属底板；61、金属台阶A；62、金属台阶B；7、上外壳；8、锶恒磁；9、下外壳；10、贴片电容。

实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

一种可焊接贴片电容的塑封外壳结构，如图6所示，该塑封外壳5由塑料填充结构51（见图4）和金属底板6（见图5）两部分组成，使用本领域公知的冲压工艺和注塑工艺成型。其中，金属底板6在电容焊接位置向上冲压成型了凸起的金属台阶A61和金属台阶B62，金属台阶A61与金属底板6相连接，金属台阶B62则保持独立；贴片电容10的两个电极分别与金属台阶A61和金属台阶B62相连接，贴装方式如图7所示；

本实施例中，冲压成型后的两个金属台阶呈“凸”状，其中，金属台阶A61与金属底板6相连接，金属台阶B62单独存在，两者间隔距离为0.3mm，高度0.2mm；整体结构使用冲压工艺一体成型；

电容、电阻贴装焊接过程：如图7所示，贴片电容10、电阻4的两个电极分别与金属台阶A61和金属台阶B62相连接，接触面使用锡膏焊接的方式连接；

隔离器器件结构及装配过程如图8所示，从上至下依次包括上外壳7、锶恒磁8；中心导体模组1、塑封外壳5、贴片电容10及下外壳9等；

本实施例以1805-1880MHz隔离器为例，方案中C1、C2、C3三个贴片电容均采用0201封装的贴片电容，容值分别为3.6pF/3.4pF/3.7pF，以本实施例所述方案，仿真设计结果如图9所示，从图9中可以看出，输入输出回波损耗大于20.5dB，隔离度大于20.5dB，插入损耗小于0.31dB。

相较于一般的塑封外壳结构，本发明在放置匹配电容的塑封外壳的金属底板6的位置，使用冲压工艺，将一部分金属板形成两端凸形台阶，匹配电容的焊接方式由上下焊接（单层芯片电容）转由左右焊接（多层贴片电容）

改进后可以使用采购更方便、价格更便宜、外形尺寸归一化的贴片电容，有利于降低器件的成本，同时自动化贴装更容易。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种使用贴片电容的塑封外壳，其特征在于：包括相互配合的塑料填充结构（51）和金属底板（6），所述金属底板（6）上设置有两个金属台阶，分别为金属台阶A（61）和金属台阶B（62），还包括贴片电容（10）和电阻（4），所述贴片电容（10）的两个电极分别与金属台阶A（61）和金属台阶B（62）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种使用贴片电容的塑封外壳，其特征在于：所述贴片电容（10）为MLCC贴片电容。

3.根据权利要求1所述的一种使用贴片电容的塑封外壳，其特征在于：所述贴片电容（10）选自0201、0402、0603中的至少一种。