本發(fā)明涉及一種封裝結構，具體涉及一種用于存放電子芯片的封裝結構，屬于超聲波焊接技術領域。

背景技術：

國家能源戰(zhàn)略中提出重點開發(fā)海洋油氣資源，我國深海油氣資源開發(fā)裝備隊伍迎來了空前發(fā)展良機，作為深海油氣資源開發(fā)裝備隊伍的重要成員，油管及其附屬裝置承擔著輸油輸氣的關鍵任務。而以電子芯片為代表的一系列電子元器件，承擔著井下設備和深海勘探設備的全壽命周期的管理和維護使命，電子芯片中記錄了管路的各種規(guī)格參數(shù)以及維護信息，電子芯片必須通過相應的封裝結構可靠的安裝在對應的管路上。無論在井下作業(yè)還是在深海作業(yè)，封裝結構不可避免地，面臨著極其嚴苛的要求以及極其惡劣的工況，作業(yè)環(huán)境具有高壓、高溫、酸弱性、振動的特點。

通常地，絕大多數(shù)的封裝結構大多采用螺紋副配合，有些氣密水密設備則采用橡膠密封圈作為密封、承壓手段。螺紋副在加工工藝中需車削極其多的牙數(shù)，密封部位需要極其長的牙數(shù)，以期達到預期的密封效果，這種設計有以下缺點：占據(jù)了有限空間，消弱了耐壓結構的強度，同時在具有嚴重腐蝕性的液體中螺紋配合極其容易被腐蝕失效，無法實現(xiàn)惡劣環(huán)境下密封和承壓。與此同時，通常方案需配置防老化的高質(zhì)量進口密封圈以期實現(xiàn)密封，橡膠密封圈周期長，價格貴，而且使用壽命極其有限。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種采用超聲波焊接的電子芯片封裝結構，該封裝結構采用合理的焊接結構實現(xiàn)可靠封裝，能夠解決高壓(70MPa)、高溫(200℃)、沖擊及振動載荷、酸堿性環(huán)境等復雜工況下針對極其有限空間內(nèi)進行高可靠性、長壽命封裝的問題。

一種采用超聲波焊接的電子芯片封裝結構，該封裝結構包括由聚醚醚酮材料制成的蓋板和盒體，外圍設備為電子芯片；

所述蓋板為圓形結構，其外圓周面上沿周向加工有一道截面為三角形的錐形環(huán)，該錐形環(huán)位于蓋板厚度的中心位置，錐形環(huán)的頂角為圓弧過渡；所述蓋板的底面上有一道環(huán)形的焊接結構，該焊接結構的截面為三角形；

所述盒體的內(nèi)腔由兩個連續(xù)的圓柱形空腔構成，盒體開口端的空腔直徑大于封閉端的空腔直徑，兩個圓柱形空腔之間形成水平的臺階面，臺階面上沿周向加工有一道環(huán)形的焊接結構，焊接結構的截面為三角形；盒體封閉端的端面為圓錐形面；

所述蓋板通過超聲波焊接的形式固定在盒體開放端的大直徑空腔內(nèi)，蓋板和盒體上的焊接結構融化后彼此固定在一起，電子芯片被封裝在盒體的小直徑空腔內(nèi)。

進一步地，所述聚醚醚酮的基材采用威格斯450，輔料采用玻纖和碳纖，兩者比例之和小于45％；注塑的過程中的溫度保持在390度，壓力保持在30MPa。

進一步地，所述蓋板的厚度為1.8mm，焊接結構截面三角形的高度為0.6mm，底邊長度為0.7mm。

進一步地，所述盒體焊接結構截面三角形的高度為0.6mm，底邊長度為0.7mm，蓋板和盒體焊接結構的中心距分別為8mm和7mm，蓋板的外徑為17.4mm，盒體的外徑為20mm，盒體第一個空腔的內(nèi)徑為18mm。

進一步地，盒體底部的錐度為2°。

有益效果：

1、本發(fā)明蓋板的厚度在保證足以承受外壓的同時，內(nèi)部圓面不會有較大程度的內(nèi)陷，進而出現(xiàn)壓裂后導致具有酸性、腐蝕性的液體壓入腔體，造成被封裝的芯片壓裂、腐蝕；也能避免內(nèi)陷深度一旦較大，在中央凹陷最大的局部會產(chǎn)生應力集中，直接作用在電子元器件的上表面，造成不必要的損傷。

2、本發(fā)明蓋板的外圓周面上加工具有微小角度的圓錐環(huán)，圓錐環(huán)頂角采用圓弧過渡，形成圓錐面分壓和減振作用。作為一種保護結構，圓錐角使得蓋板受力分解為下壓力和周向壓力，下壓力是豎直向下壓封裝主體的壓力，周向壓力是沿著圓周法線向外的壓力，角度越大，周向壓力越大，其產(chǎn)生側彎矩＝周向壓力*主體高度，該力矩做的功為破壞性的廢功，因而設計該角度選擇相對較小的角度；與此同時，圓錐角設計一定范圍內(nèi)需要滿足減振作用，防止機械式?jīng)_擊載荷。

3、本發(fā)明聚醚醚酮采用的基材能夠抵抗更高的壓力，但是流動性差；輔料中的玻纖具有強化剛度的作用，碳纖具有自潤滑的特性，具有較高的強度，同時具有較高的流動性，兩者通過適當?shù)谋壤旌献⑺艹尚秃笫沟貌牧暇哂辛己玫暮附有阅堋?/p>

4、本發(fā)明盒體上設計的截面為三角形的焊接結構一方面能夠將焊接的能量進行聚焦，產(chǎn)生更加強大的能量和高溫，瞬間熔融焊料，另一方面，能夠抵御來自蓋板的振動，不僅減少有害的振動，將其轉化為對焊接有促進作用的有益振動，此外還增大了局部的強度，不至于在還沒有完全融化的時候發(fā)生壓潰等不良現(xiàn)象。

5、本發(fā)明盒體底部具有一定錐度的圓錐底，具有承載更高壓力更高溫度工況的能力，其錐度設計同蓋板；盒體壁厚設計為具有抵御圓周面法向的壓力和液壓的能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明在焊接前的整體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的焊接后的整體結構示意圖；

圖3為本發(fā)明盒體的三維結構示意圖。

其中，1-蓋板，2-盒體。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。

如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種采用超聲波焊接的電子芯片封裝結構，該封裝結構包括由聚醚醚酮材料制成的蓋板1和盒體2，外圍設備為電子芯片；蓋板1和盒體2的材料采用聚醚醚酮，聚醚醚酮的基材采用威格斯450，輔料采用20％的玻纖和15％的碳纖，兩者比例之和小于45％；注塑的過程中的溫度保持在390度，壓力保持在30MPa。

所述蓋板1為圓形結構，其外圓周面上沿周向加工有一道截面為三角形的錐形環(huán)，該錐形環(huán)位于蓋板1厚度的中心位置，錐形環(huán)的頂角為圓弧過渡；所述蓋板的底面上有一道環(huán)形的焊接結構，該焊接結構的截面為三角形；蓋板1的厚度為1.8mm，焊接結構截面三角形的高度為0.6mm，底邊長度為0.7mm。

盒體2的內(nèi)腔由兩個連續(xù)的圓柱形空腔構成，盒體2開口端的空腔直徑大于封閉端的空腔直徑，兩個圓柱形空腔之間形成水平的臺階面，臺階面上沿周向加工有一道環(huán)形的焊接結構，焊接結構的截面為三角形；盒體2封閉端的端面為圓錐形面；盒體焊接結構截面三角形的高度為0.6mm，底邊長度為0.7mm，蓋板和盒體焊接結構的中心距分別為8mm和7mm，蓋板的外徑為17.4mm，盒體的外徑為20mm，盒體第一個空腔的內(nèi)徑為18mm，盒體底部的錐度為2°

如附圖2和3所示，蓋板1通過超聲波焊接的形式固定在盒體2開放端的大直徑空腔內(nèi)，蓋板1和盒體2上的焊接結構融化后彼此固定在一起，電子芯片被封裝在盒體2的小直徑空腔內(nèi)。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。