一种具有耐高温高压的螺旋式自适应封装装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械制造领域，具体涉及一种具有耐高温高压的螺旋式自适应封装装置。
【背景技术】
[0002]国家能源战略中提出重点开发海洋油气资源，我国深海油气资源开发装备队伍迎来了空前发展良机，作为深海油气资源开发装备队伍的重要成员，油管及其附属装置承担着输油输气的关键任务。而以电子标签为代表的一系列电子元器件，承担着井下设备和深海勘探设备的全寿命周期的管理和维护使命，无论在井下作业还是在深海作业，其不可避免地，面临着极其严苛的要求以及极其恶劣的工况，作业环境具有高压(50Mpa?10Mpa)、高温(60°C?180°C)、酸弱性、振动的特点，因而亟需一种具有耐高温耐压减振式吸能封装组件。
[0003]通常地，耐压的封装结构大多采用螺纹副配合和橡胶密封圈来进行密封、承压。螺纹副在加工工艺中需车削极其多的牙数，密封部位需要极其长的牙数，以期达到预期的密封效果，这种设计有以下缺点:占据了有限空间，消弱了耐压结构的强度，同时在具有严重腐蚀性的液体中螺纹配合极其容易被腐蚀失效，无法实现恶劣环境下密封和承压。与此同时，通常方案需配置防老化的高质量密封圈以期实现密封，但橡胶密封圈的使用寿命极其有限，而质量好的密封圈需从意大利、日本等国外进口，周期长，价格贵，难以在经济成本上满足需求，因而为推进高温、高压、强腐蚀性环境下、承担振动的工况下封装体的工业大规模应用，特研制出一种具有耐高温耐压减振式吸能封装组件，已做力学仿真、高温试验、高压试验、振动试验，通过试验验证。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种具有耐高温高压的螺旋式自适应封装装置，能够运用于在圆柱空间内利用结构进行封装的装置，解决不同使用工况下对于封装套件的要求。
[0005]实现本发明的具体实施方案如下:
[0006]—种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，其特征在于，该封装装置包括:封装壳体，封装盖板和承压板；
[0007]所述封装壳体的材质为工程塑料，所述壳体为一端封闭，另一端开放的圆壳，圆壳内底面设有一圆凹槽，圆壳内圆周面依据所装配芯片的外形径向加工一以圆壳直径对称的限位台，在圆壳内圆周面径向沿伸一个圆环支撑台；封装壳体的外周设有螺纹；
[0008]所述封装盖板的一端面有一环形凸沿，所述凸沿的截面为三角形，其另一端面外凸后形成角度为Θ的圆锥面；
[0009]所述承压板为一圆形板，所述圆形板的外圆直径与所述封装壳体的支撑台内直径相等；
[0010]芯片粘接在所述封装壳体的底面上，承压板置于芯片上，所述封装盖板的凸沿套装在所述封装壳体的开放端，凸沿与支撑台面接触，通过超声波焊接将凸沿与支撑台面焊接后，使得封装盖板将封装壳体的开放端密封。
[0011]进一步地，所述角度为:ο〈θ〈ιο°。
[0012]进一步地，所述螺纹为细牙螺纹。
[0013]进一步地，所述工程塑料为含30 %玻纤的塑料。
[0014]进一步地，在所述圆壳体的外底面加工一对呈对角线的安装槽。
[0015]进一步地，所述三角形为底边为0.5mm和高度为0.6mm的等腰三角形。
[0016]有益效果:
[0017](I)本发明设计的所述封装盖板和压板对内部电子元器件产生支撑、保护作用；
[0018](2)封装壳体外螺纹的设计，可以方便旋入、旋出，在应用场合方便进行拆装；
[0019](3)锥度具有一定的分压功能;斜度上的增量转化为圆周方向的螺纹进给(啮合)。
[0020](4)所选特种工程塑料材料具有耐高温(长期可耐260°C)、耐腐蚀、耐水解、自润滑性好、耐磨损、高强度、高精度、阻燃、耐辐照性、绝缘性稳定、易加工及尺寸稳定等突出优点。
【附图说明】
[0021]图1为封装壳体图。
[0022]图2为封装盖板图。
[0023]图3为封装盖板视图的A-A剖视图。
[0024]图4为一种具有耐高温高压的螺旋式自适应封装装置的装配分解图。
[0025]其中，1-封装壳体，2-承压板，3-封装盖板，4-芯片，5-支撑台，6_限位台，7_圆形凹槽，8-螺纹。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0027]本发明提供了一种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，该装置运用于在环绕支撑轴/管的圆柱空间内利用压力进行加持的紧固装置。
[0028]所述一种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，该封装装置包括:封装壳体I，封装盖板2和承压板3 ；
[0029]如图1所示，所述封装壳体I的材质为工程塑料，所述壳体为一端封闭，另一端开放的圆壳，圆壳内底面设有一圆凹槽7，圆壳内圆周面依据所装配芯片的外形径向加工一以圆壳直径对称的限位台5，在圆壳内圆周面径向沿伸一个圆环支撑台6;在所述圆壳体的外底面加工一对呈对角线的安装槽，防止局部压力过大导致凹陷，安装槽内的底面距离封装体的腔体最小距离必须大于该材料在该压力下的最小耐压厚度值;适当增大高度，为承压板受压形变留有空间，同时为耐压型材质形变留有空间。；封装壳体I外周是螺纹8，用于固定。
[0030]如图2和3所示，所述封装盖板2的一端面有一环形凸沿，所述凸沿的截面为三角形，其另一端面外凸后形成角度为Θ的圆锥面;所述三角形为底边为0.5mm和高度为0.6mm的等腰三角形。盖板厚度足以承受外压的同时，不能有较大的内陷，一则不能被压裂，导致液体压入腔体，二则不能内陷，内陷导致内部的电子元器件承压受损，而在高压下盖板一定会具有一定的内陷，锥角只能在一定程度较少凹陷的程度。
[0031]设计中引入承压板结构，具体为具有一定厚度的金属板，所述承压板3为一圆形板，所述圆形板的外圆直径与所述封装壳体的支撑台6内直径相等;其承压能力远远大于封装体材质，(实际中采用的是不锈钢材质，厚度为1mm)，其外形设计为与腔体截面较为相似但是可以为不同的圆形或者矩形、多边形均可以；从机加工的优势考虑，圆形工艺简单，且具有较大的适应性;圆锥角设计在0〈θ〈10°。仍然保留一定的锥度，为第一道承接振动、压力的结构。
[0032]如图4所示，芯片4粘接在所述封装壳体I的底面上，承压板3置于芯片4上，所述封装盖板2的凸沿套装在所述封装壳体I的开放端，凸沿与支撑台6面接触，通过超声波焊接将凸沿与支撑台6面焊接后，使得封装盖板2将封装壳体I的开放端密封。
[0033]所述螺纹为细牙螺纹;螺纹越粗，其螺纹强度越大，但是牙数少，啮合后自锁性差，因而采用较好的材料加工细螺纹较好，本设计中螺纹内侧距离腔体内壁之间最薄的地方其壁厚必须大于该材料在该压力场下的最小耐压厚度值。
[0034]电子类芯片4及灌胶:为第三道承接振动、压力的结构;试验经验及其改进如下:水平方向上，电子类芯片4侧翼加装吸能肋，左右对称布置2条，实现对电子类芯片4水平面内的保护;竖直方向上，增加底部保护槽的深度，增大面积，实现对所有电子类芯片4的空位，在装配的过程中加装胶，实现对芯片4的妥善保护；另，增大电子类芯片4的竖直方向的空间，增大电子类芯片4沉放的槽深，为承压板3受压形变留有高度方向空间，装配时灌胶，达到减振目的；
[0035]灌胶:在中央、芯片凹槽、四角分别点胶，用电子类芯片4压实，实现对电子类芯片4保护，量必须控制不能过多、溢出，如果溢到承压板3上侧，会污染焊接面，影响焊接强度;电子类芯片4上部点胶，中央点胶，受力点在中央，承压、减振；
[0036]焊接线:产品能量聚集区在支撑台面(即焊接面)上，焊接线的横截面为三角形；
[0037]超声波焊接的技术要求如下:
[0038]竖直方向上:盖板圆周线与底座圆周线的公差为O?0.02mm，焊接深度2.00?2.05mm;同轴度要求高，不产生侧向挤压导致熔融材料偏心流动，影响焊接效果;表面平整，无焊接烧伤；
[0039]水平方向上:侧向间隙配合，单边配合公差为0.02?0.05mm(2?5°C)；
[0040]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、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】
1.一种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，其特征在于，该封装装置包括:封装壳体(I)，封装盖板(2)和承压板(3)； 所述封装壳体(I)的材质为工程塑料，所述壳体为一端封闭，另一端开放的圆壳，圆壳内底面设有一圆凹槽(7)，圆壳内圆周面依据所装配芯片的外形径向加工一以圆壳直径对称的限位台(5)，在圆壳内圆周面径向沿伸一个圆环支撑台(6);封装壳体(I)的外周设有螺纹⑶； 所述封装盖板(2)的一端面有一环形凸沿，所述凸沿的截面为三角形，其另一端面外凸后形成角度为Θ的圆锥面； 所述承压板(3)为一圆形板，所述圆形板的外圆直径与所述封装壳体的支撑台(6)内直径相等； 芯片(4)粘接在所述封装壳体(I)的底面上，承压板(3)置于芯片(4)上，所述封装盖板(2)的凸沿套装在所述封装壳体(I)的开放端，凸沿与支撑台(6)面接触，通过超声波焊接将凸沿与支撑台(6)面焊接后，使得封装盖板(2)将封装壳体(I)的开放端密封。2.如权利要求1所述一种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，其特征在于，所述角度为:0〈θ〈10°。3.如权利要求1所述一种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，其特征在于，所述螺纹(8)为细牙螺纹。4.如权利要求1所述一种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，其特征在于，所述工程塑料为含30%玻纤的塑料。5.如权利要求1所述一种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，其特征在于，在所述圆壳体的外底面加工一对呈对角线的安装槽。6.如权利要求1所述一种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，其特征在于，所述三角形为底边为0.5mm和高度为0.6mm的等腰三角形。
【专利摘要】本发明公开了一种具有耐高温高压螺旋式自适应封装装置，该封装装置包括：封装壳体，封装盖板和承压板；所述封装壳体的一端封闭，另一端开放的圆壳，圆壳内底面设有一圆凹槽，圆壳内圆周面依据所装配芯片的外形径向加工一以圆壳直径对称的限位台，在圆壳内圆周面径向沿伸一个圆环支撑台；封装壳体的外周设有螺纹；所述封装盖板的一端面有一环形凸沿，所述凸沿的截面为三角形，其另一端面外凸后形成角度为θ的圆锥面；所述承压板为一圆形板，所述圆形板的外圆直径与所述封装壳体的支撑台内直径相等；能运用于在圆柱空间内利用结构进行封装的装置，解决不同使用工况下对于封装套件的要求。
【IPC分类】H05K5/06
【公开号】CN105517395
【申请号】CN201510852630
【发明人】张华 , 王楠, 张绳, 刘雄, 阎毓杰
【申请人】中国船舶重工集团公司第七一九研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月27日