本發(fā)明涉及屬于微波組件或模塊工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種量化微波組件絕緣子氣密焊接的方法，可實現(xiàn)微波組件絕緣子高可靠、高氣密、高效率、量化焊接。

背景技術(shù)：

微波組件或模塊作為航空航天等領(lǐng)域的重要電子設備組件，向著高可靠、高集成、高氣密的趨勢發(fā)展。在微波組件或模塊中一般包含多個作為信號輸入輸出端口的玻璃絕緣子，其中高頻絕緣子起著微波信號傳輸通道的作用，而低頻絕緣子起著饋電端口的功能。這些絕緣子的焊接工藝影響了組件或模塊的密封、饋電或微波信號傳輸性能的優(yōu)劣，對整個組件或模塊的可靠性有著至關(guān)重要的影響。采用傳統(tǒng)的焊膏焊接絕緣子時，不同的操作者由于熟練等級、經(jīng)驗的不同，絕緣子焊接的可靠性、一致性和外觀存在巨大差異。傳統(tǒng)的焊膏焊接絕緣子由于無法量化焊膏的用量，焊接過程中會出現(xiàn)焊料溢出、焊料空洞率高、空氣腔與內(nèi)導體短路等多種焊接缺陷。目前大多數(shù)研究者比較關(guān)注絕緣子焊接工藝的研究，對絕緣子與封裝殼體焊接工藝的研究相對較少，甚至沒有報道。

量化絕緣子氣密性焊接工藝解決了傳統(tǒng)焊膏焊接工藝所存在的焊料溢出、焊料空洞率高、空氣腔與內(nèi)導體短路等多種焊接缺陷，保證了絕緣子焊接的可靠性、氣密性、一致性和美觀度，提高了操作人員的效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的是一種量化微波組件絕緣子氣密焊接的方法，其目的旨在量化微波組件絕緣子焊接，實現(xiàn)微波組件絕緣子高可靠、高氣密、高效率焊接。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種量化微波組件絕緣子氣密焊接的方法，包括如下步驟：

(1)根據(jù)對應型號的絕緣子選擇合適尺寸的焊料環(huán)并計算出厚度為0.1mm單個焊料環(huán)的體積；

(2)焊料環(huán)尺寸設計絕緣子安裝孔的焊料槽以便固態(tài)焊料環(huán)的放置；

(3)通過對絕緣子安裝孔尺寸、公差與絕緣子尺寸、公差的設計可計算出絕緣子與絕緣子安裝孔間隙的體積；

(4)絕緣子安裝孔與絕緣子間隙體積與厚度為0.1mm單個焊料環(huán)的體積之比即為厚度為0.1mm焊料環(huán)的個數(shù)或同環(huán)形尺寸焊料環(huán)的厚度；

(5)通過理論計算出的0.1mm焊料環(huán)的個數(shù)或同環(huán)形尺寸焊料環(huán)的厚度,實現(xiàn)微波組件絕緣子的量化焊接。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1)工藝簡單，易于操作，可控性強；

2)通過量化焊料環(huán)的用量，避免了焊接過程中過量錫的溢出，從而提高操作人員的效率（不需要鏟錫），保證了絕緣子焊接的可靠性、氣密性和美觀度；

3)在保證可靠性、氣密性和美觀的前提下，讓不同熟練等級的操作者都可以輕松實現(xiàn)外觀較為美觀的焊接工藝，也就是要實現(xiàn)絕緣子的量化焊接，從而保證絕緣子焊接的一致性；

4)解決了傳統(tǒng)焊膏焊接工藝所存在的焊料溢出、焊料氣泡、管路堵塞等多種焊接缺陷。

附圖說明

圖1是2501a絕緣子安裝孔設計示意圖。

圖2(a)、圖2(b)是2501a絕緣子安裝孔設計示意圖。

圖3是實施例1中sn62pb36ag2固態(tài)焊料環(huán)焊接絕緣子光鏡照片；圖中：(a)是微波組件鋁殼體外側(cè)照片；(b)是微波組件鋁殼體內(nèi)側(cè)照片。

圖4是實施例1中檢測絕緣子焊接空洞率x光照片。

圖5是實施例2中sn96.5ag3.0cu0.5固態(tài)焊料環(huán)焊接絕緣子光鏡照片；圖中：(a)是微波組件鋁殼體外側(cè)照片；(b)是微波組件鋁殼體內(nèi)側(cè)照片。

圖6是實施例2中檢測絕緣子焊接空洞率x光照片。

圖7是實施例3中au80sn20固態(tài)焊料環(huán)焊接絕緣子光鏡照片；圖中：(a)是微波組件鋁殼體外側(cè)照片；(b)是微波組件鋁殼體內(nèi)側(cè)照片。

圖8是實施例3中檢測絕緣子焊接空洞率x光照片。

具體實施方式

一種量化微波組件絕緣子氣密焊接的方法，包括如下步驟：

(1)根據(jù)對應型號的絕緣子選擇合適尺寸的焊料環(huán)并計算出厚度為0.1mm單個焊料環(huán)的體積；

(2)焊料環(huán)尺寸設計絕緣子安裝孔的焊料槽以便固態(tài)焊料環(huán)的放置；

(3)通過對絕緣子安裝孔尺寸、公差與絕緣子尺寸、公差的設計并-計算出絕緣子與絕緣子安裝孔間隙的體積；

(4)絕緣子安裝孔與絕緣子間隙體積與厚度為0.1mm單個焊料環(huán)的體積之比即為厚度為0.1mm焊料環(huán)的個數(shù)或同環(huán)形尺寸焊料環(huán)的厚度；

(5)通過理論計算出的0.1mm焊料環(huán)的個數(shù)或同環(huán)形尺寸焊料環(huán)的厚度,實現(xiàn)微波組件絕緣子的量化焊接。

所述微波組件殼體材料包括銅合金、鋁合金、鐵鎳合金、硅鋁合金、陶瓷管殼及用作微波組件的殼體材料。

所述量化焊接絕緣子用的焊料為固態(tài)焊料環(huán)，其熔點在450度以下各種錫基、銦基、金基、鉛基釬料。

所述絕緣子安裝孔放置焊料環(huán)的焊料槽。

所述釬料與殼體材料或殼體鍍覆層能夠發(fā)生潤濕反應。

所述釬料與絕緣子鍍覆層能夠發(fā)生潤濕反應。

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1中的2501a絕緣子安裝孔的外形尺寸如表1：

結(jié)合表1絕緣子外導體尺寸，嚴格控制安裝孔的公差范圍；絕緣子外導體為負公差，微波組件殼體絕緣子安裝孔在合理范圍內(nèi)采用正公差。引入可放置固態(tài)焊料環(huán)的焊料槽，其尺寸與焊料環(huán)相匹配。固態(tài)焊料環(huán)尺寸為：φ3.1mm（外徑），φ2.55mm（內(nèi)徑），0.1mm（厚度）。焊料槽孔徑φ3.1^+0.04+0.02，深0.3mm，絕緣子安裝孔孔徑φ2.5^+0.04+0.02，深1.6mm（絕緣子安裝孔孔深包含焊料槽0.3mm的深度）。如圖2所示,

單個焊料環(huán)的體積：

（1）

d1：焊料環(huán)外徑，d：焊料環(huán)內(nèi)徑，h：焊環(huán)厚度；

絕緣子安裝孔的體積：

（2）

d2：絕緣子安裝孔孔徑，b：絕緣子外導體直徑，c：絕緣子外導體長度；

所需厚度為0.1mm焊料環(huán)的個數(shù)：

（3）

由以上理論計算可知，所加焊料環(huán)的個數(shù)最多為3個，由于焊料會向兩端過度潤濕再加上機加件加工誤差等因素的影響，實驗中使用3個焊料環(huán)，為了操作更加方便實際使用過程中采用0.3mm厚度單個的焊料環(huán)。

實施例1

(1)首先檢驗微波組件鋁殼體絕緣子安裝孔電鍍鎳、金后有無毛刺等多余物，然后用無水乙醇棉超聲清洗鍍鎳、金微波組件組件殼體；

(2)根據(jù)公式（1）、（2）和（3）計算出所需厚度為0.1mm固態(tài)sn62pb36ag2焊料環(huán)的個數(shù)，用鑷子小心取出做好準備工作；

(3)用0號毛筆將一薄層液態(tài)助焊劑均勻地涂覆在絕緣子外導體的表面，將成形好的絕緣子放入殼體安裝孔內(nèi)，用鑷子將焊料環(huán)放入設計好的焊料槽中，焊料環(huán)外側(cè)用毛筆涂覆一層助焊劑；

(4)熱臺焊接或回流爐焊接：熱臺焊接時，兩個熱臺溫度分別設置為140oc和200oc，將模塊或組件放在140oc的熱臺上進行預熱，到達設定溫度后放到200oc的熱臺上將焊料加熱至熔化狀態(tài)完成焊接（模塊或組件到200oc停留5-10s即可），室溫冷卻；回流爐焊接，根據(jù)組件或模塊殼體的尺寸設定回流曲線，其回流曲線與采用焊膏焊接的曲線一致；

(5)焊接完成后，用氯仿-酒精-酒精或甲苯-丙酮-酒精溶劑依次超聲清洗2-3min，70oc烘干；

(6)烘干后進行漏率檢測并用x光檢測絕緣子焊接空洞率，其結(jié)果如圖4所示。

實施例2

(1)首先檢驗微波組件鋁殼體絕緣子安裝孔電鍍鎳、金后有無毛刺等多余物，然后用無水乙醇棉超聲清洗鍍鎳、金微波組件組件殼體；

(2)根據(jù)公式（1）、（2）和（3）計算出所需厚度為0.1mm固態(tài)sn96.5ag3.0cu0.5焊料環(huán)的個數(shù)，用鑷子小心取出做好準備工作；

(3)用0號毛筆將一薄層液態(tài)助焊劑均勻地涂覆在絕緣子外導體的表面，將成形好的絕緣子放入殼體安裝孔內(nèi)，用鑷子將焊料環(huán)放入設計好的焊料槽中，焊料環(huán)外側(cè)用毛筆涂覆一層助焊劑；

(4)熱臺焊接或回流爐焊接：熱臺焊接時，兩個熱臺溫度分別設置為140oc和230oc，將模塊或組件放在140oc的熱臺上進行預熱，到達設定溫度后放到230oc的熱臺上將焊料加熱至熔化狀態(tài)完成焊接（模塊或組件到230oc停留5-10s即可），室溫冷卻；回流爐焊接，根據(jù)組件或模塊殼體的尺寸設定回流曲線，其回流曲線與采用焊膏焊接的曲線一致；

(5)焊接完成后，用氯仿-酒精-酒精或甲苯-丙酮-酒精溶劑依次超聲清洗2-3min，70oc烘干；

(6)烘干后進行漏率檢測并用x光檢測絕緣子焊接空洞率，其結(jié)果如圖6所示。

實施例3

(1)首先檢驗微波組件鋁殼體絕緣子安裝孔電鍍鎳、金后有無毛刺等多余物，然后用無水乙醇棉超聲清洗鍍鎳、金微波組件組件殼體；

(2)根據(jù)公式（1）、（2）和（3）計算出所需厚度為0.1mm固態(tài)au80sn20焊料環(huán)的個數(shù)，用鑷子小心取出做好準備工作；

(3)用0號毛筆將一薄層液態(tài)助焊劑均勻地涂覆在絕緣子外導體的表面，將成形好的絕緣子放入殼體安裝孔內(nèi)，用鑷子將焊料環(huán)放入設計好的焊料槽中，焊料環(huán)外側(cè)用毛筆涂覆一層助焊劑；

(4)真空爐焊接：au-sn焊料焊接絕緣子采用真空爐焊接；最高溫度320oc，vacuum時間40s，停留25s；

(5)焊接完成后，用氯仿-酒精-酒精或甲苯-丙酮-酒精溶劑依次超聲清洗2-3min，70oc烘干；

(6)烘干后進行漏率檢測并用x光檢測絕緣子焊接空洞率，其結(jié)果如圖8所示。

從實施例1、實施例2和實施例3可以看出，x射線對絕緣子焊接的空洞率檢測表明（圖4、圖6、圖8），無任何貫穿空洞并且其空洞率小于5％；按照gjb548b-1014.2的細檢條件a4，檢漏結(jié)果漏率小于5×10^-9pa·m³/s，符合絕緣子氣密性要求；絕緣子內(nèi)導體本身以及內(nèi)導體和微波板之間無短路現(xiàn)象、也無管路堵塞出現(xiàn)，外形美觀且無焊料溢出，絕緣子焊接一致性較好。對焊接后的樣品進行溫度沖擊實驗，實驗條件按照gjb360b-2009，-55～+125℃，50次和100次循環(huán)，極限溫度下保持30min,其漏率依然小于5×10^-9pa·m³/s。

上述結(jié)果表明，根據(jù)絕緣子的型號，從微波組件殼體絕緣子安裝孔焊料槽的設計，絕緣子安裝孔尺寸、公差與絕緣子尺寸、公差的配合以及固態(tài)焊料環(huán)的應用三方面綜合考慮，制定了合理的工藝焊接方案，可為微波組件絕緣子量化焊接提供了一種切實可行的方法。

以上提供的實施例僅僅是解釋說明的方式，不應認為是對本發(fā)明的范圍限制，任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變的方法，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。