跟着科学技术的开展,电子产品内部器材的作业频率不断进步,微波部件在电子产品中的运用也越来越多,而在微波部件零件加工和部件安装进程中会常常遇到以下一些问题,严重影响微波部件的功能目标或许功用,下降了运用这些部件的电子产品等的稳定性及运用寿命。
1、腔体规划、加工
腔体作为微波部件的封装载体,对微波部件的电磁屏蔽、抗轰动冲击、内部信号的传输和处理等诸多方面都有着重要的影响,微波部件中许多器材都是直接固定在腔体的内外表上,如图1所示。
图1、腔体组件
跟着微波部件的内部集成度越来越高,腔体体积越做越小,腔体内部空间被尽或许充沛利用的一起,腔体发生形变的概率和形变形成的丢失也大大添加,若在微波部件零件加工或部件安装进程中腔体常常发生形变,就会导致零件不能运用或内部电路受损,轻则引起部件功能变差,重则内部器材损毁,部件彻底失效。因而,腔体的形变应作为一个很重要的问题从规划、加工、装调等各个环节给予充沛考量。而腔体之所以变形曲折或歪曲主要由以下几个原因形成:
1.1、资料
目前我国在资料科学方面的研制,资料的出产加工等方面与国外先进技术还有不小的距离,尤其是在有色金属合金资料方面的距离更为显着,研制水平的滞后和落后的工艺设备导致国产资料在微观组织均匀性、机械强度、可加工性以及耐腐蚀性等方面都差劲于进口资料。一般在相同的加工环境下,进口资料的形变量要小于国产资料。例如我单位本来选用国产防锈铝板来加工某微波部件腔体,常常遇到腔体变形不能运用,而替换进口铝板后,在加工设备、刀具以及切削参数均不改动的情况下,腔体形变量大大减小,且零件的外表质量也改进不少,进步了零件和部件的合格率。因而,关于某些对腔体形变比较灵敏的微波部件,可选用进口资料。
1.2、腔体结构规划
腔体尺度越大,壁厚越薄的腔体越简单变形,这一点比较好了解。因而在规划时应尽量减小腔体内空腔的面积,必要时能够添加腔壁厚或加强筋,将内腔分红若干个小的区域,既增添加腔体强度,减小形变,又能防止电路之间的彼此串扰。一起还能够运用ProE、Ansys等软件对腔体模型进行热学和力学方面的仿真剖析,优化腔体结构,尽量削减腔体的形变量。
1.3、加工工艺
加工工艺的组织是否合理对腔体的终究合格成型有着恰当大的影响。加工工艺既包含机加工设备、刀具、冷却办法以及主轴转速、进给量,粗加工和精加工的余量等工艺参数的挑选,又包含合理和必要的工序组织,如关于有些易发生变形的腔体可在粗加工去除大部分切削余量后,刺进时效处理工艺流程,以消除粗加工进程中发生的应力,然后再进行精细加工,减小腔体的形变量。表1是腔体常用资料的去应力时效处理办法。
表1
图2、传输线腔体
图2所示的零件依据加工进程中是否参加时效处理工序而得到的不同的成果,如表2所示。
表2
(零件外形尺度为100mmX20mmX20mm,资料为铅黄铜,加工进程除有无参加热处理工序有别外,其他加工环境均相同。)
2、微带片安装
在频率较高的微波部件中,微带片的运用恰当广泛,而关于这类微波部件,微带片掉落或开裂是最常见的问题,微带片的掉落和开裂通常是由以下几种原因形成的:
1)、腔体变形发生曲折或歪曲。
2)、腔体所用基材与微带片基片所用资料的热膨胀系数不一致。
制造微带片常用资料有陶瓷片,宝石片以及微波复合介质板等,这些资料的热膨胀系数与其装入的腔体的热膨胀系数不一致,乃至相差很大,表3给出了一些常用资料的热膨胀系数。这样在遇到部件进行高低温存储或温度冲击时,二者的肯定弹性量量相差太大,此刻就会在微带片和腔体之间发生应力,假如此应力过大就会导致微带片掉落或开裂,如图3所示。
图3、微带片开裂掉落
表3
要防止呈现这种问题,可选用以下几种办法:
a. 在腔体和微带片之间添加与微带片热膨胀系数附近的金属资料(如可伐合金)制成的垫板作为过渡层,以缓冲热胀发生的应力,如图4所示。
b. 微带片尺度应尽或许的小,微带片越大,温差发生的肯定热胀量越大,微带片也就也简单脱离或开裂,因而,微带片的外形尺度应尽或许的小,表4列出了几种不同厚度的微带片的主张最大外形尺度,供参阅。
表4
关于较大的微带电路,在不影响功能目标的前提下可选用多个微带片拼接,或选用柔性较好的资料,如微波复合介质板作为制造微带片的基材,既防止片子掉落或碎裂,又下降安装难度,进步出产功率。
图4、加装垫板
c. 选用弹性压片压紧微带片来进行固定,如图5所示。
图5、弹性压装
3、波导结合面
抱负的波导腔是一个彻底关闭的金属空腔,但因为加工工艺的约束或部件安装的需求,有些波导腔结构需分红两部分,然后再用螺钉组合安装在一起。而这样又会引进一个新的问题:因为加工差错和结构件的形变,两部分组合后,其结合面不能很好的触摸,导致波导的电功能变差,不能满意目标要求。
要改进结合面的电触摸功能,可选用下面几种办法。
1)、恰当减小结合面的面积。
从加工的视点讲,面越大,平面度越难确保,因而为确保结合面更好的触摸,可恰当减小结合面的触摸面积,如图6所示。这样,在螺钉施加相同的预紧力下,结合面单位面积上接受的力更大,能有用的减小两结合面的触摸电阻。
图6、波导腔组合
2)、在两结合面之间参加柔性导电资料
在两结合面之间涂导电胶或焊锡膏,或许夹入软金属,如铟、金箔或紫铜箔等柔性导电资料,能有用的填充结合面之间的空地,以减小触摸电阻,然后进步波导传输腔的电功能。
3)、波导传输腔外表镀涂处理
波导传输腔的资料多为铜合金或许铝合金外表镀金,关于功能要求比较高的波导,其导电功能不特别抱负,波导腔外表镀金或银能有用改进其导电性,尤其是外表镀银,能大幅减小信号在波导中传输的损耗。但需求留意的是镀银外表耐蚀性较差,假如长期暴露在空气中,就简单氧化,变色发黄。
4)、选用焊接办法衔接
选用焊接办法将法兰盘与波导管,或许是分隔加工的波导腔组合在一起,也能改进结合面的电触摸功能,但这种办法对焊接工艺水平有较高要求,尤其是要处理焊接时各部分怎么定位以及怎么减小因焊接时的高温导致的变形等问题。
本文评论了微波部件的零件加工和部件安装调试中常见的一些问题,并给出处理办法,经实践出产验证,这些办法能有用进步微波组件的功能目标及可靠性,然后进步电子产品的全体目标和稳定性。