一种调谐组件及其制备方法、高频组件的制作方法
【专利摘要】一种调谐组件的制备方法，包括步骤：将纯金调谐膜片与铜板进行瞬时液相扩散焊接，形成膜片板；将所述膜片板与长调谐钉、短调谐钉进行瞬时液相扩散焊接，形成调谐组件。以及提供一种调谐组件。还提供一种包含该调谐组件的高频组件。本发明的制备方法由于不需要放置焊料，简化调谐结构的装配过程，更易获得对中良好的调谐结构，可用于毫米波、太赫兹器件等高精密高频调谐结构特别是带状注速调管及分布作用速调管(EIK)调谐机构的焊接。
【专利说明】
一种调谐组件及其制备方法、高频组件
技术领域
[0001]本发明属于电真空技术领域，进一步涉及一种调谐组件的制备方法，以及采用该制备方法所制备的调谐组件，还有包含该调谐组件的高频组件。【背景技术】
[0002]速调管的调谐机构是速调管的重要部件，它是通过机械方法调谐和锁定速调管频率的装置。调谐结构具有结构精巧、复杂等特点。调谐结构的膜片材料有多种:不锈钢、白铜、纯金和复合材料等。它的焊接通常采用焊料钎焊的方法，选取不同融化温度的真空钎焊焊料，分步完成。调谐结构的焊接要求:(1)具有真空气密性；(2)焊接方法及过程不改变调谐机构的结构尺寸；(3)尽量采用高温焊料，为后续腔体的焊接留有余地，方便实现阶梯焊接。
[0003]由于纯金具有很强的延展性，延伸率为40%_50%，是极佳的高频率的小型器件调谐膜片材料。当采用纯金作为调谐膜片时，由于腔体材料通常为无氧铜，可选择的焊料融化温度不能超过金-铜共晶温度(910°C)。而低于这个温度常用的真空钎焊焊料只有Pa-Ag-Cu、Ag-Cu。而这两种焊料由于流散性好，不仅极易流入腔体内，影响调谐机构的结构尺寸， 而且也易流散在膜片表面，改变纯金膜片的物理性能。同时，如果选用这两种焊料，不便于后续阶梯焊接。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纯金膜片调谐组件的制备方法，采用该制备方法所制备的调谐组件，还有包含该调谐组件的高频组件。
[0006](二)技术方案
[0007]根据本发明的一方面，提出一种调谐组件的制备方法，包括步骤:(1)将纯金调谐膜片与铜板进行瞬时液相扩散焊接，形成膜片板；(2)将所述膜片板与长调谐钉、短调谐钉进行瞬时液相扩散焊接，形成调谐组件。
[0008]优选的，步骤(1)和(2)中的瞬时液相扩散焊接为不添加额外材料的基础上，仅靠两种被焊接材料在焊接温度下，形成液相，从而形成焊接接头。
[0009]优选的，步骤(1)的工艺包括:将铜板和纯金调谐膜片采用模具定位，夹紧，放入氢气保护炉或真空炉内，加热至扩散焊接温度，保温，形成膜片板。
[0010]优选的，步骤(2)的工艺包括:将膜片板与长调谐钉、短调谐钉用装架模具定位，夹紧，放入氢气保护炉或真空炉内，加热至扩散焊接温度，保温，形成调谐组件。
[0011]优选的，步骤(1)和步骤(2)中的焊接温度均为880-910 °C。[〇〇12]优选的，步骤(1)和(2)中的保温时间均为15-60min。[〇〇13]优选的，步骤(1)之前还包括前序步骤:清洗所述纯金调谐膜片、铜板、长调谐钉和短调谐钉，并且装入氢气炉还原，去除表面氧化层。
[0014]根据本发明的另一方面，提供一种调谐组件，包括:
[0015]纯金膜片;铜板，其通过瞬时液相扩散焊接方式与所述纯金膜片一侧直接连接;短调谐钉，其通过瞬时液相扩散焊接方式与所述纯金膜片一侧直接连接;长调谐钉，其通过瞬时液相焊接方式与所述纯金膜片另一侧直接连接。
[0016]根据本发明的又一方面，还提供一种高频组件，包括以上所述的调谐组件。[〇〇17]优选的，所述高频组件为速调管的高频组件。[0〇18](三)有益效果
[0019]通过上述技术方案，可以看出本发明的纯金调谐膜片的瞬时液相扩散焊接方法的有益效果在于:
[0020](1)通过将瞬时液相扩散焊接方法应用于调谐机构的焊接，区别于现有技术通常采用的焊料钎焊方法，避免了采用Ag-Cu系焊料钎焊的流散性问题，并且为后续焊接提供了阶梯焊接的可能性；
[0021](2)由于不需要放置焊料，简化调谐结构的装配过程，更易获得对中良好的调谐结构，由于采用瞬时液相扩散焊接的方法，为后续实现阶梯焊接留有更大的空间；
[0022](3)该焊接方式可用于毫米波、太赫兹器件等高精密高频调谐结构的焊接，特别是带状注速调管、EIK(分布作用速调管)等采用纯金膜片的调谐结构的焊接。【附图说明】
[0023]图1本发明一具体实施例的高频组件的制备流程图。
[0024]图2本发明一具体实施例的无氧铜板+纯金膜片的焊接示意图。
[0025]图3本发明一具体实施例的膜片板+长调谐钉+短调谐钉焊接示意图。【具体实施方式】
[0026]根据本发明的基本构思，提供一种调谐组件的制备方法，包括步骤:
[0027](1)将纯金调谐膜片与铜板进行瞬时液相扩散焊接，形成膜片板；
[0028](2)将所述膜片板与长调谐钉、短调谐钉进行瞬时液相扩散焊接，形成调谐组件。
[0029]其中，对于瞬时液相扩散焊接技术，其是一种特殊的扩散焊接方法，是在两种被焊材料之间加一层有利于扩散的中间薄层材料，该材料在焊接加热时熔化形成少量的液相， 填充缝隙，元素向母材扩散，在等温条件下形成冶金连接的扩散焊方法。
[0030]但是区别于常见的瞬时液相焊接技术，本实施例提出的瞬时液相扩散焊接为不添加额外材料的基础上，仅靠两种被焊接材料(例如纯金调谐膜片与铜板之间，膜片板与长调谐钉之间，以及膜片板和短调谐钉之间)在焊接温度下，形成液相，从而形成焊接接头。[0031 ]其中，步骤(1)的具体工艺为:将铜板和纯金调谐膜片采用模具定位，夹紧，放入氢气炉内，加热至扩散焊接温度，保温，形成膜片板。[〇〇32]步骤(2)的具体工艺为:将膜片板与长调谐钉、短调谐钉用装架模具定位，夹紧，放入氢气炉内，加热至扩散焊接温度，保温，形成调谐组件。[〇〇33] 优选的，步骤(1)和步骤(2)中的焊接温度均为880-910°C。[〇〇34] 优选的，步骤(1)和(2)中的保温时间均为15-60min。
[0035]优选的，步骤(1)之前还包括前序步骤:清洗所述纯金调谐膜片、铜板、长调谐钉和短调谐钉，并且装入氢气炉还原，去除表面氧化层。
[0036]优选的，所述纯金膜片厚度为0.1-0.15mm;所述铜板为无氧铜板。
[0037]此外，本发明还提供一种调谐组件，包括:[〇〇38]纯金膜片；
[0039]铜板，其通过瞬时液相扩散焊接方式与所述纯金膜片一侧直接连接；
[0040]短调谐钉，其也通过瞬时液相扩散焊接方式与所述纯金膜片一侧直接连接;长调谐钉，其通过瞬时液相焊接方式与所述纯金膜片另一侧直接连接。
[0041]进一步的，本发明还提供一种高频组件，其中该高频组件中包含有以上所述的调谐组件。
[0042]优选的，所述高频组件为速调管。优选的，该速调管具体可以为带状注速调管、分布作用速调管(EIK)。
[0043]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
[0044]参见图1所示的高频组件的制备流程图，本实施例提供的调谐组件的制备方法包括以下具体步骤:
[0045]1、将无氧铜板、0.1mm纯金膜片、长调谐钉、短调谐钉依次放入汽油溶液中、丙酮溶液中，超声波分别清洗30分钟。
[0046]2、将无氧铜板、0.1mm纯金膜片、长调谐钉、短调谐钉装入氢气炉内，加热到500°C， 保温30分钟。
[0047]3、将无氧铜板和纯金膜片用专用模具定位，夹紧，放入氢气炉内，按每分钟5°C的加热速率缓慢加热到890°C，保温30分钟，降温，形成膜片板，参见图2所示，无氧铜板通过瞬时液相扩散焊接方式固定于纯金膜片的一侧。
[0048]6、将焊接好的膜片板从炉内取出，拆除夹具，采用氦质谱检漏仪检查焊接的真空气密型，漏率小于< l〇_9Pam2s—1 〇[〇〇49]7、将膜片板与长调谐钉和短调谐钉用专用装架模具定位，放入氢气炉内，按每分钟5的加热速率缓慢加热到890°C，保温30分钟，降温，形成调谐组件，参见图3所示，其中长调谐钉位于纯金膜片的一侧，短调谐钉和无氧铜板位于纯金膜片的另一侧，它们与纯金膜片之间均通过瞬时液相扩散焊接方式进行固定。
[0050]8、将焊接好的调谐组件从炉内取出，拆除夹具，采用氦质谱检漏仪检查焊接的真空气密型，漏率小于〈lO’an^sq。
[0051]9、检漏合格的调谐组件与高频腔体一起进行测试，测量频率参数。[〇〇52]采用瞬时液相扩散焊接方法焊接的纯金膜片调谐组件，可在频率点附近±0.2mm 的范围内调谐几十次。而现有技术的纯金膜片调谐组件，由于制备方法的问题，往往不能稳定的在频率点附近进行多次调谐，频率会发生偏移，因此，本实施例的制备方法保证了调谐的稳定性，为后续实现阶梯焊接留有更大的空间。
[0053]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种调谐组件的制备方法，其特征在于，包括步骤:(1)将纯金调谐膜片与铜板进行瞬时液相扩散焊接，形成膜片板；(2)将所述膜片板与长调谐钉、短调谐钉进行瞬时液相扩散焊接，形成调谐组件。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中的瞬时液相扩散焊接 为不添加额外材料的基础上，仅靠两种被焊接材料在焊接温度下，形成液相，从而形成焊接 接头。3.根据权利要求1所述的调谐组件的制备方法，其特征在于，步骤(1)的工艺包括:将铜 板和纯金调谐膜片采用模具定位，夹紧，放入氢气保护炉或真空炉内，加热至扩散焊接温 度，保温，形成膜片板。4.根据权利要求1所述的调谐组件的制备方法，其特征在于，步骤(2)的工艺包括:将膜 片板与长调谐钉、短调谐钉用装架模具定位，夹紧，放入氢气保护炉或真空炉内，加热至扩 散焊接温度，保温，形成调谐组件。5.根据权利要求3或4所述的调谐组件的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中 的焊接温度均为880-910°C。6.根据权利要求3或4所述的调谐组件的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中的保 温时间均为15-60min。7.根据权利要求1所述的调谐组件的制备方法，其特征在于，步骤(1)之前还包括前序 步骤:清洗所述纯金调谐膜片、铜板、长调谐钉和短调谐钉，并且装入氢气炉还原，去除表面氧化层。8.—种调谐组件，其特征在于包括:纯金膜片；铜板，其通过瞬时液相扩散焊接方式与所述纯金膜片一侧直接连接；短调谐钉，其通过瞬时液相扩散焊接方式与所述纯金膜片一侧直接连接；长调谐钉，其通过瞬时液相焊接方式与所述纯金膜片另一侧直接连接。9.一种高频组件，其特征在于，包括权利要求8所述的调谐组件。10.根据权利要求9所述的高频组件，所述高频组件为速调管的高频组件。
【文档编号】B23K20/00GK106001893SQ201610463154
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】张振霞, 王小霞, 王树忠, 李庆生, 刘文鑫, 李秀霞, 张永清
【申请人】中国科学院电子学研究所