一种集成弹性连接器的气密盖板制造技术

本发明专利技术公开了一种集成弹性连接器的气密盖板，包括金属盖板、玻璃体、中心内导体，所述金属盖板利用模具压制出含中心内导体的玻璃预制坯，与金属盖板高温烧结成为一体化的壳体，第一聚四氟乙烯介质块和第二聚四氟乙烯介质块钻孔，装配第一毛纽扣和第二毛纽扣后成为一体化的毛纽扣连接器，其中第一聚四氟乙烯介质块和第一毛纽扣形成的一体化毛纽扣连接器装配在金属盖板的上表面与T/R组件的外部互联，第二聚四氟乙烯介质块和第二毛纽扣形成的一体化毛纽扣连接器装配在盖板的下表面，与内部的陶瓷电路板压接互联。本发明专利技术有效避免了机械应力和热应力传导至内部多层陶瓷电路板，对陶瓷电路板产生破坏性的影响。陶瓷电路板产生破坏性的影响。陶瓷电路板产生破坏性的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种集成弹性连接器的气密盖板


[0001]本专利技术涉及微波组件技术，特别是一种集成弹性连接器的气密盖板。

技术介绍

[0002]用于相控阵雷达的微波T/R组件应用环境恶劣，而基于微组装工艺的T/R组件内含有大量的Si裸芯片、GaAs裸芯片以及GaN裸芯片等，芯片通过胶粘键合方式与电路板实现电路连接，气密封装可以有效的隔绝外界粉尘、水汽、盐雾等恶劣环境对裸芯片的破坏。
[0003]现有相控阵雷达T/R组件包括电连接器、射频连接器、壳体、电路板、芯片器件等。通常，二维微组装(2D
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MCM)的T/R组件把多个控制、电源、射频等芯片在一块电路基板上平铺安装，在安装完成后，在侧面焊接电连接器和射频连接器、在顶面焊接金属盖板实现模块整体气密和对外连接。
[0004]然而，当前相控阵雷达T/R组件正在向轻薄化多功能方向发展，如CN201510890903.6公开了毫米波瓦式相控阵天线TR组件，传统2D
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MCM微组装方式已经无法满足小型化需求。多层电路基板的垂直叠加，实现三维微组装(3D
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MCM)形式，可以进一步减小T/R组件的体积质量，改善组件的性能。3D
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MCM结构的片式T/R组件因其射频和信号的传输方向从水平变换到了垂直传输，T/R组件的电连接器和射频连接器从模块的左右两边转移到上下两边。
[0005]因此，传统2D
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MCM形式T/R组件所用的气密封装方法已经不再适用于3D
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MCM形式的T/R组件设计，需要采用新的方法，使得T/R组件的封装盖板同时实现电连接器功能、满足气密封装要求，还要符合组件小型化的设计需求，同时保证恶劣应用环境的高可靠性。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种集成弹性连接器的气密盖板，用于微波T/R组件的气密结构，该结构在实现组件气密的同时，集成了组件与外部的射频垂直互联，适用于内部包含多层陶瓷基板三维垂直堆叠结构T/R组件的密封。实现组件气密封装的同时一体化集成了射频连接器、并且连接器与内部陶瓷电路板之间采用弹性压接的互联方式，有效避免了机械应力和热应力传导至内部多层陶瓷电路板，对陶瓷电路板产生破坏性的影响，进而解决了微波T/R组件轻薄化接口、高可靠性气密封装等一系列技术难题。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现。
[0008]一种集成弹性连接器的气密盖板，包括金属盖板、玻璃体、中心内导体，所述金属盖板通过机加工成型，利用模具压制出含中心内导体的玻璃预制坯，与金属盖板高温烧结成为一体化的壳体，第一聚四氟乙烯介质块和第二聚四氟乙烯介质块通过机加工成型并钻孔，装配第一毛纽扣和第二毛纽扣后成为一体化的毛纽扣连接器，其中第一聚四氟乙烯介质块和第一毛纽扣形成的一体化毛纽扣连接器装配在金属盖板的上表面与T/R组件的外部互联，第二聚四氟乙烯介质块和第二毛纽扣形成的一体化毛纽扣连接器装配在盖板的下表面，与内部的陶瓷电路板压接互联。
[0009]所述气密盖板压接在上表面开口的T/R组件壳体的上表面，盖板与壳体之间的气密选用激光焊融焊或焊料软钎焊，最终实现组件的T/R对外电气互联与气密。
[0010]所述气密盖板用于3D
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MCM结构形式T/R组件的气密与对外电气互联，实现射频信号从板内水平传输到垂直传输的过渡。
[0011]释放T装配和使用时的结构应力与热应力，在T/R组件安装过程中产生的机械应力垂直传递弹性连接器，各种异质结构焊接形变产生的热应力也在弹性互联层释放。
[0012]弹性互联的容差达到≤0.3mm。
[0013]气密盖板含连接器的厚度为2.2mm。
[0014]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：1.可用于3D
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MCM结构的瓦片式T/R组件：传统的砖式二维集成T/R组件通过一块金属盖板实现气密封装，组件对外的电连接器和射频连接器焊接在金属壳体的两边，信号水平方向传输，封装盖板本身不包含电讯功能。然而3D
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MCM结构的瓦片式T/R组件信号垂直于组件内的电路板方向传输，这就要求组件的封装盖板在保证组件的气密的同时实现电气连接。本专利技术采用玻璃体与金属结构件烧结实现射频互联与组件气密，并且在玻璃体内导体的上下面装配弹性压接件，如毛纽扣、弹簧针等，与组件内部的陶瓷电路板压接，最终实现了同时完成气密与电气互联功能的结构设计。
[0015]2.可释放结构应力与热应力：三维MCM结构的组件的安装面平行于T/R组件内部的陶瓷电路板，垂直与信号传输方向，信号引出时必须实现垂直互联传输。因此，在T/R组件安装过程中产生的机械应力直接垂直传递到内部的陶瓷电路板，容易导致内部电路基板断裂。同时，多层陶瓷电路板的三维堆叠结构多采用BGA焊接、倒装焊等形式互联，各种异质结构焊接不同温度下的热膨胀系数不一致，形变产生的热应力会可能拉裂内部的陶瓷基板。本方案中，组件内的多层陶瓷电路基板最终与盖板采用弹性压接方式互联，进而避免的刚性的焊接结构，从而释放了结构应力与热应力，提高了T/R组件的可靠性。
[0016]3.可消除垂直方向的装配误差：三维MCM结构的组件在厚度方向上需要保证良好的一致性，T/R组件的金属壳体等结构加工精度很高，可以实现良好的一致性，但是组件内部的微波电路板、BGA焊球、焊料厚度等很难实现高度的一致性，多层陶瓷电路板焊接后的累积误差会很大。本方案中，多层焊接的微波电路板最终与外界采用弹性互联方式，容差可以达到0.3mm以内，大幅度增加了连接的可靠性，降低了工艺和装配难度。
[0017]4.可实现T/R组件以及相控阵进一步轻薄化：本专利技术中，T/R组件气密盖板集成了多通道的射频连接器，连接器采用弹性压接方式互联，盖板含连接器的厚度仅2.2mm，比传统的双阴盲插SMP结构缩短了75％左右，大幅度降低了T/R组件的厚度以及互联层的厚度。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术在T/R组件中的应用。
[0020]图3为盖板集成弹性互联的射频接口的S11测试结果。
[0021]图中：
①
为金属盖板，
②
玻璃体，
③
玻璃体的中心内导体，
④⑥
为聚四氟乙烯介质块，
⑤⑦
毛纽扣，
⑧
装配好的气密盖板，
⑨
T/R组件壳体。
具体实施方式
[0022]下面结合说明书附图和具体的实施例，对本专利技术作详细描述。如附图1所示，本专利技术所提出的气密盖板包括金属盖板、玻璃体、中心内导体，所述金属盖板通过机加工成型，利用模具压制出含中心内导体的玻璃预制坯，与金属盖板高温烧结成为一体化的壳体，第一聚四氟乙烯介质块和第二聚四氟乙烯介质块通过机加工成型并钻孔，装配第一毛纽扣和第二毛纽扣后成为一体化的毛纽扣连接器，其中第一聚四氟乙烯介质块和第一毛纽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成弹性连接器的气密盖板，其特征在于包括金属盖板、玻璃体、中心内导体，所述金属盖板通过机加工成型，利用模具压制出含中心内导体的玻璃预制坯，与金属盖板高温烧结成为一体化的壳体，第一聚四氟乙烯介质块和第二聚四氟乙烯介质块通过机加工成型并钻孔，装配第一毛纽扣和第二毛纽扣后成为一体化的毛纽扣连接器，其中第一聚四氟乙烯介质块和第一毛纽扣形成的一体化毛纽扣连接器装配在金属盖板的上表面与T/R组件的外部互联，第二聚四氟乙烯介质块和第二毛纽扣形成的一体化毛纽扣连接器装配在盖板的下表面，与内部的陶瓷电路板压接互联。2.根据权利要求1所述的一种集成弹性连接器的气密盖板，其特征在于所述气密盖板压接在上表面开口的T/R组件壳体的上表面，盖板与壳体之间的气密选用激光焊融焊或焊料软...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛世威，阮文州，汤恒河，王力，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：