一种铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法与流程

本发明涉及扩散连接制造方法领域，尤其涉及一种铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法。

背景技术：

目前，太赫兹频段的波长远小于现有微波和毫米波，具有频率高、带宽宽和波束窄的特点，更适合于极大信号带宽和超窄天线波束的实现，有利于实现目标的高分辨率成像，这就使得太赫兹雷达探测系统非常适合于微小目标探测、高分辨率的目标成像识别。目前太赫兹技术正处于快速发展阶段,尤其是发达国家对太赫兹技术的研究相当重视,美国和德国相关科研单位已研制开发出了具备成像功能的太赫兹雷达试验系统。我国的太赫兹雷达处于起步阶段，太赫兹雷达的器件研制具有相当的难度，尤其对于太赫兹复杂微波器件的研制已成为技术瓶颈。

太赫兹波导器件一般采用铜合金，采用腔体加波导盖板2的结构，对于加工过程中涉及真空制造时为了减少铜合金中低熔元素的挥发一般采用tu1、tu2、h96铜合金，太赫兹波导器件由于尺寸小(截面尺寸小于1.2×0.6mm)，尺寸精度要求很高，要求腔体变形不超过±0.005mm，钎缝圆角r≤0.1mm。对于传统钎焊而言，焊后腔体的尺寸精度难以控制且钎料的圆角尺寸无法满足要求。专利200910033573.3中公布了一种h62铜合金器件ag-cu-zn液相扩散连接方法，该方法采用瞬时液相的方式连接毫米波雷达器件，但是该方法仅能达到腔体变形不超过±0.02mm，钎缝圆角r≤0.3mm。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法，解决焊后腔体的尺寸精度难以控制且钎料的圆角尺寸无法满足要求的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法，包括如下步骤：

s1:在胚体上加工波导盖板和波导腔体的扩散连接表面；

s2:在波导腔体内腔填充工业石蜡；

s3:在扩散连接表面电镀银；

s4:去除工业石蜡；

s5:真空扩散连接；

s6:加工太赫兹波导外形尺寸。

进一步，还包括步骤s1-1：先去除扩散连接表面杂质。

进一步，在步骤s1-1中，将加工后的波导腔体和波导盖板放入丙酮中超声清洗10min。

进一步，在步骤s3中，将扩散连接表面电镀银，镀层厚度0.001～0.002mm。

进一步，在步骤s4中，将波导腔体在80℃以上热水中清洗。

进一步，在步骤s5中，将待连接的波导腔体和波导盖板按照要求的装配方式放置与扩散焊炉内，在两侧加陶瓷压片，均匀施加1～5mpa的压力，待真空度达到10^-4pa时，加热炉腔至600～700℃，保温60～120min后随炉冷却到室温完成扩散连接。

本发明提供一种铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法，包括如下步骤：

s1:在胚体上加工波导盖板和波导腔体的扩散连接表面；

s2:在波导腔体内腔填充工业石蜡；

s3:在扩散连接表面电镀银；

s4:去除工业石蜡；

s5:真空扩散连接；

s6:加工太赫兹波导外形尺寸。

这样，本方法中采用在扩散连接表面电镀一层银，扩散连接时不存在钎料的熔化，因此在连接过程中不会因为钎料的熔化产生钎角而造成尺寸超差；利用银较软的特性降低扩散连接压力，且银可以和铜形成固溶体的特性降低扩散连接温度；此外，在镀银的过程中银会进入到波导腔体内，因此在波导腔体内采用填充工业石蜡进行波导腔体的防护。相对于现有技术而言具有的优点是：实现太赫兹波导扩散连接后波导腔体尺寸变形不超过±0.005mm，钎缝圆角r≤0.1mm。

附图说明

图1为本发明一种铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法流程示意图；

图2为本发明一种铜合金太赫兹波导扩散连接装配示意图；

图3为本发明一种铜合金太赫兹波导扩散连接加工后示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、波导腔体，2、波导盖板，3、陶瓷压板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供一种铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法，包括如下步骤：

s1:在胚体上加工波导盖板2和波导腔体1的扩散连接表面；

s2:在波导腔体1内腔填充工业石蜡；

s3:在扩散连接表面电镀银；

s4:去除工业石蜡；

s5:真空扩散连接；

s6:加工太赫兹波导外形尺寸。

这样，本方法中采用在扩散连接表面电镀一层银，扩散连接时不存在钎料的熔化，因此在连接过程中不会因为钎料的熔化产生钎角而造成尺寸超差；利用银较软的特性降低扩散连接压力，且银可以和铜形成固溶体的特性降低扩散连接温度；此外，在镀银的过程中银会进入到波导腔体1内，因此在波导腔体1内采用填充工业石蜡进行波导腔体1的防护。相对于现有技术而言具有的优点是：实现太赫兹波导扩散连接后波导腔体1尺寸变形不超过±0.005mm，钎缝圆角r≤0.1mm。

本发明的铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法，如图1所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：加工太赫兹波导腔体1，对波导腔体1和波导盖板2的扩散连接表面进行加工，保证表面粗糙度小于ra0.8。

本发明的铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法，如图1所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：还包括步骤s1-1：先去除扩散连接表面杂质。这样，由于机械加工表面存在冷却润滑液，采用超声清洗的方式去除表面杂质。进一步优选的技术方案是：在步骤s1-1中，将加工后的波导腔体1和波导盖板2放入丙酮中超声清洗10min。进一步优选的技术方案是：为了降低扩散连接温度，减小扩散连接时间，需要在扩散连接表面电镀镀银。为了保证波导腔体1不镀银，波导腔体1的内腔中填充工业石蜡将内腔封闭。

本发明的铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法，如图1所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：在步骤s3中，将扩散连接表面电镀银，镀层厚度0.001～0.002mm。这样，镀层的作用在连接表面形成软性中间层且银和铜可形成固溶体，可显著降低扩散连接温度和扩散连接压力。

本发明的铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法，如图1所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：在步骤s4中，将波导腔体1在80℃以上热水中清洗。这样，确保波导腔体1的表面和内腔都无工业石蜡残留。

本发明的铜合金太赫兹波导扩散连接制造方法，如图1所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：在步骤s5中，将待连接的波导腔体1和波导盖板2按照要求的装配方式放置与扩散焊炉内，在两侧加陶瓷压板3，均匀施加1～5mpa的压力，待真空度达到10^-4pa时，加热炉腔至600～700℃，保温60～120min后随炉冷却到室温完成扩散连接。

最后将扩散连接后的太赫兹波导采用机械加工的方式加工波导链接外形和法兰盘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。