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(shí)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(shè)備組件，向著高可靠、高集成、高氣密的趨勢(shì)發(fā)展。在微波組件或模塊中一般包含多個(gè)作為信號(hào)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(hào)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(hào)傳輸性能的優(yōu)劣，對(duì)整個(gè)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(shí)，不同的操作者由于熟練等級(jí)、經(jīng)驗(yàn)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(huì)出現(xiàn)焊料溢出、焊料空洞率高、空氣腔與內(nèi)導(dǎo)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(duì)絕緣子與封裝殼體焊接工藝的研究相對(duì)較少，甚至沒有報(bào)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(dǎo)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(shí)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(shí)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(duì)應(yīng)型號(hào)的絕緣子選擇合適尺寸的焊料環(huán)并計(jì)算出厚度為0.1mm單個(gè)焊料環(huán)的體積；

(2)焊料環(huán)尺寸設(shè)計(jì)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(duì)絕緣子安裝孔尺寸、公差與絕緣子尺寸、公差的設(shè)計(jì)可計(jì)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(gè)焊料環(huán)的體積之比即為厚度為0.1mm焊料環(huán)的個(gè)數(shù)或同環(huán)形尺寸焊料環(huán)的厚度；

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

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1)工藝簡(jiǎn)單，易于操作，可控性強(qiáng)；

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(jí)的操作者都可以輕松實(shí)現(xiàn)外觀較為美觀的焊接工藝，也就是要實(shí)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(shè)計(jì)示意圖。

圖2(a)、圖2(b)是2501a絕緣子安裝孔設(shè)計(jì)示意圖。

圖3是實(shí)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(shí)施例1中檢測(cè)絕緣子焊接空洞率x光照片。

圖5是實(shí)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(shí)施例2中檢測(cè)絕緣子焊接空洞率x光照片。

圖7是實(shí)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(shí)施例3中檢測(cè)絕緣子焊接空洞率x光照片。

具體實(shí)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(duì)應(yīng)型號(hào)的絕緣子選擇合適尺寸的焊料環(huán)并計(jì)算出厚度為0.1mm單個(gè)焊料環(huán)的體積；

(2)焊料環(huán)尺寸設(shè)計(jì)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(duì)絕緣子安裝孔尺寸、公差與絕緣子尺寸、公差的設(shè)計(jì)并-計(jì)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(gè)焊料環(huán)的體積之比即為厚度為0.1mm焊料環(huán)的個(gè)數(shù)或同環(huán)形尺寸焊料環(huán)的厚度；

(5)通過理論計(jì)算出的0.1mm焊料環(huán)的個(gè)數(shù)或同環(huán)形尺寸焊料環(huán)的厚度,實(shí)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(diǎn)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(rùn)濕反應(yīng)。

所述釬料與絕緣子鍍覆層能夠發(fā)生潤(rùn)濕反應(yīng)。

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)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(dǎo)體尺寸，嚴(yán)格控制安裝孔的公差范圍；絕緣子外導(dǎo)體為負(fù)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(gè)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(dǎo)體直徑，c：絕緣子外導(dǎo)體長(zhǎng)度；

所需厚度為0.1mm焊料環(huán)的個(gè)數(shù)：

（3）

由以上理論計(jì)算可知，所加焊料環(huán)的個(gè)數(shù)最多為3個(gè)，由于焊料會(huì)向兩端過度潤(rùn)濕再加上機(jī)加件加工誤差等因素的影響，實(shí)驗(yàn)中使用3個(gè)焊料環(huán)，為了操作更加方便實(shí)際使用過程中采用0.3mm厚度單個(gè)的焊料環(huán)。

實(shí)施例1

(1)首先檢驗(yàn)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(jì)算出所需厚度為0.1mm固態(tài)sn62pb36ag2焊料環(huán)的個(gè)數(shù)，用鑷子小心取出做好準(zhǔn)備工作；

(3)用0號(hào)毛筆將一薄層液態(tài)助焊劑均勻地涂覆在絕緣子外導(dǎo)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(shè)計(jì)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(tái)焊接或回流爐焊接：熱臺(tái)焊接時(shí)，兩個(gè)熱臺(tái)溫度分別設(shè)置為140oc和200oc，將模塊或組件放在140oc的熱臺(tái)上進(jìn)行預(yù)熱，到達(dá)設(shè)定溫度后放到200oc的熱臺(tái)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(shè)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(jìn)行漏率檢測(cè)并用x光檢測(cè)絕緣子焊接空洞率，其結(jié)果如圖4所示。

實(shí)施例2

(1)首先檢驗(yàn)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(jì)算出所需厚度為0.1mm固態(tài)sn96.5ag3.0cu0.5焊料環(huán)的個(gè)數(shù)，用鑷子小心取出做好準(zhǔn)備工作；

(3)用0號(hào)毛筆將一薄層液態(tài)助焊劑均勻地涂覆在絕緣子外導(dǎo)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(shè)計(jì)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(tái)焊接或回流爐焊接：熱臺(tái)焊接時(shí)，兩個(gè)熱臺(tái)溫度分別設(shè)置為140oc和230oc，將模塊或組件放在140oc的熱臺(tái)上進(jìn)行預(yù)熱，到達(dá)設(shè)定溫度后放到230oc的熱臺(tái)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(shè)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(jìn)行漏率檢測(cè)并用x光檢測(cè)絕緣子焊接空洞率，其結(jié)果如圖6所示。

實(shí)施例3

(1)首先檢驗(yàn)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(jì)算出所需厚度為0.1mm固態(tài)au80sn20焊料環(huán)的個(gè)數(shù)，用鑷子小心取出做好準(zhǔn)備工作；

(3)用0號(hào)毛筆將一薄層液態(tài)助焊劑均勻地涂覆在絕緣子外導(dǎo)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(shè)計(jì)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(shí)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(jìn)行漏率檢測(cè)并用x光檢測(cè)絕緣子焊接空洞率，其結(jié)果如圖8所示。

從實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3可以看出，x射線對(duì)絕緣子焊接的空洞率檢測(cè)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(xì)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(dǎo)體本身以及內(nèi)導(dǎo)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(duì)焊接后的樣品進(jìn)行溫度沖擊實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)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(hào)，從微波組件殼體絕緣子安裝孔焊料槽的設(shè)計(jì)，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(yīng)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(shí)可行的方法。

以上提供的實(shí)施例僅僅是解釋說明的方式，不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)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(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。