同轴互连组件及多芯同轴器件的制作方法

本实用新型涉及到同轴器件领域，具体地说，特别涉及到一种同轴互连组件及多芯同轴器件

背景技术：

同轴衰减器和同轴负载是微波元件的一种，广泛应用在微波通讯、雷达等设备中，同轴衰减器必须要满足系统的电气和机械性能要求，同时要在批量生产中做到工艺简单、合格率高、生产成本低。同轴衰减器是由连接器和衰减片组成，同轴负载片是由连接器和负载片组成。在本专利中，同轴衰减器和同轴负载被统称为同轴器件，负载片和衰减片被统称为薄膜芯片(也可简称芯片)。

目前的同轴器件的功率通常较小，比如2W，5W等，要开发大功率的同轴器件通常需要重新设计，成本高，开发周期长。此外，目前的弹性接触

针对现有技术的缺陷，特别需要一种改进方案以解决现有技术的不足。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于提供一种同轴互连组件，其可以将多个薄膜芯片组件级联在一起，从而可以实现多芯以及其他结构的互连，当然所述同轴互连组件还可以实现其他电路结构的互连。

本实用新型的目的在于提供一种多芯同轴器件，其通过多个薄膜芯片组件级联而成，这样可以缩短开发周期，并且组装方便，成本低。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型可以采用以下技术方案来实现：

一种同轴互连组件，其包括：形成有导体空腔的互连套筒；位于所述导体空腔的中部的互连导体；套设于所述互连导体上并固持于所述互连套筒内壁上的绝缘套；和，组装于所述互连导体的两端的弹性导体接触件。

在一个优选的实施例中，所述弹性导体接触件为爪簧，所述爪簧包括头部和自所述头部向一侧延伸形成的相互具有间隙的多个爪部，所述多个爪部的末端的外沿尺寸大于所述头部的外沿尺寸，所述爪部的末端具有导引斜面，所述互连导体的两端的端面上均形成有组装孔，所述爪簧的头部放置入所述组装孔中，所述爪簧的爪部的末端由于尺寸大于所述组装孔而露于所述组装孔外，所述组装孔的开口边沿与所述爪部的末端的导引斜面接触。

在一个优选的实施例中，所述互连导体的两端的端面上形成的组装孔相互连通。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型可以采用以下技术方案来实现：

一种多芯同轴器件，其包括：

外壳，其内形成有安装空腔；组装于所述安装空腔内的连接组件，其包括形成有导体空腔的连接套筒、位于所述导体空腔的中部的内导体、套设于所述内导体上并固持于所述连接套筒内壁上的绝缘套和组装于所述内导体的内端的弹性导体接触件；组装于所述安装空腔内的互连组件；组装于所述安装空腔内的多个薄膜芯片组件，其中每个薄膜芯片组件包括形成有芯片空腔的芯筒和安装于所述芯筒内的芯片空腔内的薄膜芯片，每两个相邻的薄膜芯片组件之间设置一个互连组件；其中，组装于所述互连组件的互连导体的一端的弹性导体接触件与相邻的薄膜芯片组件中的薄膜芯片的一端电性相连，组装于所述互连组件的互连导体的另一端的弹性导体接触件与相邻的薄膜芯片组件中的薄膜芯片的一端相连，组装于所述连接组件的内导体的内端的弹性导体接触件与相邻的薄膜芯片组件中的薄膜芯片的一端相连。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：同轴互连组件可以将多个薄膜芯片组件级联在一起，从而可以实现多芯的互连，当然所述同轴互连组件还可以连接其他电路结构。

附图说明

图1为本实用新型中的多芯同轴衰减器的内部结构示意图；

图2为内导体、弹簧和接触帽的组装示意图；

图3为本实用新型中内导体和爪簧的一个状态的组装示意图，其中所述爪簧未形变；

图4为本实用新型中内导体和爪簧的另一个状态的组装示意图，其中所述爪簧因外部推力而发生形变；

图5为爪簧的侧面剖视示意图；

图6为爪簧的俯视示意图；

图7为互连组件的侧面剖视示意图；

图8为本实用新型中所述衰减片在一个实施例中的俯视结构示意图；

图9为图8中的衰减片的侧视结构示意图；

图10为本实用新型中所述衰减片在另一个实施例中的俯视示意图；和

图11为图10中的衰减片的侧视示意图；

图12为图8所示的衰减片在仿真时的驻波比曲线示意图；

图13为图10所示的衰减片在仿真时的驻波比曲线示意图；

图14为本实用新型中的多芯同轴负载的内部结构示意图；

图15为图14中的负载片在一个实施例中的俯视结构示意图；

图16为图15中的负载片在一个实施例中的侧视结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种多芯同轴衰减器，其功率可达50W，当然，也可以根据需要设计成其他功率值。图1为本实用新型中的多芯同轴衰减器的内部结构示意图。

如图1所示，本实用新型中的多芯同轴衰减器包括其内形成有安装空腔的外壳120、组装于所述安装空腔内的连接组件110，组装于所述安装空腔内的互连组件150和组装于所述安装空腔内的多个薄膜芯片组件140。

在图1所示的实施例中，所述连接组件110为两个，分别标记为110-1,110-2。每个连接组件110包括形成有导体空腔的连接套筒114、位于所述导体空腔的中部的内导体111、套设于所述内导体111上并固持于所述连接套筒114内壁上的绝缘套112和组装于所述内导体的内端的弹性导体接触件6。

在图1所示的实施例中，所述互连组件150为两个，分别标记为150-1,150-2。图7为互连组件150的侧面剖视示意图。所述互连组件150包括形成有导体空腔的互连套筒153、位于所述导体空腔的中部的互连导体152、套设于所述互连导体152上并固持于所述互连套筒153内壁上的绝缘套151和组装于所述互连导体152的两端的弹性导体接触件6。所述互连组件150也可以被称为同轴互连组件，当然所述同轴互连组件可以用于图1和图14所示的多芯同轴器件，也可以用于其他结构的多芯同轴器件中，同样，还可以实现其他电路结构的互连，比如内导体和薄膜芯片的互连等。

在图1所示的实施例中，所述薄膜芯片组件140为三个，分别标记为140-1,140-2和140-3。每个薄膜芯片组件140包括形成有芯片空腔的芯筒141和安装于所述芯筒141内的芯片空腔内的薄膜芯片9。每两个相邻的薄膜芯片组件140之间设置一个互连组件150。组装于所述互连组件150的互连导体152的一端的弹性导体接触件6与相邻的薄膜芯片组件140中的薄膜芯片9的一端电性相连，组装于所述互连组件150的互连导体152的另一端的弹性导体接触件6与相邻的薄膜芯片组件中的薄膜芯片9的一端相连，组装于所述连接组件110的内导体111的内端的弹性导体接触件6与相邻的薄膜芯片组件140中的薄膜芯片9的一端相连。在此实施例中，所述薄膜芯片9为衰减片，所述薄膜芯片组件140为衰减组件。

所述多个薄膜芯片组件140-1,140-2和140-3的增益的绝对值按照在所述安装空腔内的位置顺序从信号输入端至信号输出端依次增加，比如所述多个薄膜芯片组件140-1,140-2和140-3的增益的绝对值分别为1.7dB，2.9dB，25.5dB。这样，可以使得所述多芯同轴衰减器的整体衰减性能更为优越。

在其他实施例中，所述互连组件150可以为1个，3个或更多个，所述薄膜芯片组件140可以为2个，4个或更多个，其中所述薄膜芯片组件140会较所述互连组件150多一个。

所述连接组件110的绝缘套112和所述互连组件150的绝缘套151采用PEI(聚醚酰亚胺，Polyetherimide)制作，用性能稳定的原材料直接加工成需要的形状，改进了安装方式，提高了安装效率和一致性，产品性能稳定。比起之前的改性聚苯醚浇注料(PPO)加热时不稳定的性能与过高的制作成本相比，更稳定经济。绝缘套安装方式也进行了改进，将原来的绝缘介质切为两半后再安装的方式改为，不完全切开绝缘介质，使切开的两半相连，再将其安装在内导体上压入连接套筒或互连套筒，极大地提高了安装效率。

在一个实施例中，所述芯筒141的筒壁上设置有两个对应的卡槽，所述衰减片9的两侧边插入并固持于所述卡槽内并与所述卡槽壁电性连接在一起。在一个优选的实施例中，所述衰减片9的两侧边焊接于所述卡槽内。安装时，将衰减片9左右两侧边金属区涂上助焊剂粘上焊料后装入芯筒141的卡槽内，此时焊料在槽内分布并不均匀，加热使焊料均匀填满所述芯筒141的卡槽。此安装方式不再需要接地夹，因此衰减片不需增大的两边金属区的宽度来方便接地夹安装，减小了衰减片宽度。焊料流动使衰减片9与芯筒141之间的配合留有余地，提高了安装的一致性。此外，将芯筒141分离出来单独在外部安装好衰减片9后再装入外壳120中，不影响性能而操作大为简单，提高了安装的一致性，降低了安装难度。

图1所示的所述薄膜芯片组件140也可以应用于其他结构的同轴衰减器中。

如图2所示的，在一个实施例中，本实用新型中的所述弹性导体接触件6可以包括弹簧61和接触帽62。这里先介绍一下弹簧61和接触帽62作为所述弹性导体接触件6的实施例。如图2所示的，所述内导体111只被显示了部分，其余部分未被示出，所述内导体111的内端的端面上形成有组装孔，所述弹簧61放置于所述组装孔中，之后将所述接触帽62也组装入所述组装孔内。这样，如果有外部推力推动所述接触帽62，那么所述弹簧61就会形变，如果外部推力撤去，所述弹簧61就会恢复原状。所述接触帽62的接触面可以与所述负载片9的一端电性接触。然而，这样的方式仍然存在一些问题，比如需要设置较长的组装孔以供所述弹簧放置，这样使得整个内导体111整个长度变长，再比如接触帽62与组装孔的内壁接触存在空隙可能导致性能不稳定，再比如接触帽62可能容易卡在组装孔内，再比如寿命短，再比如有两个部件，组装不便。在一个实施例中，也可以采用弹簧61和接触帽62作为所述互连组件150中的弹性导体接触件6，所述互连导体152的两端的端面上均设置有组装孔。具体的，所述互连导体的两端的端面上形成的组装孔可以相互连通。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型还提供了一种结构更优的弹性导体接触件，即爪簧。如图3-6所示，在这个实施例中，爪簧可以作为弹性导体接触件6，其中图1中的各个弹性导体接触件均显示为爪簧。

图3为本实用新型中内导体111和爪簧的一个状态的组装示意图，其中所述爪簧未形变，图4为本实用新型中内导体111和爪簧的另一个状态的组装示意图，其中所述爪簧因外部推力而发生形变，图5为爪簧的侧面剖视示意图，图6为爪簧的俯视示意图。

所述爪簧包括头部63和自所述头部63向一侧延伸形成的相互具有间隙的多个爪部64，所述多个爪部64的末端的外沿尺寸大于所述头部63的外沿尺寸，所述爪部64的末端具有导引斜面641。所述内导体111的内端的端面上形成有组装孔1111，所述爪簧6的头部63放置入所述组装孔1111中，所述爪簧6的爪部64的末端由于尺寸大于所述组装孔1111而露于所述组装孔1111外，所述组装孔1111的开口边沿与所述爪部64的末端的导引斜面641接触。所述爪部64的接触端面642与所述衰减片9的一端电性接触。图中示出了四个爪部64，在其他例子中，也可以为2、3、5等多个。

如图4所示的，在所述爪部64的接触端面642施加推力F将所述爪簧6向所述组装孔1111内推时，所述爪部64的导引斜面641导引所述爪簧6进入所述组装孔1111，进而能够使得所述爪簧6的爪部64向内弹性形变，此时所述爪部64之间的间隙变小，在所述接触端面642上施加的推力F撤去时，所述爪簧6的爪部64能够恢复原状以使得所述爪簧6从所述组装孔1111内退出一定距离。

所述头部63为柱形，所述组装孔1111为圆柱孔，柱形头部63的外径稍小于所述组装孔1111的内径以使得所述柱形头部能够恰好自由的容纳于所述组装孔1111中，所述爪部64的末端的外径大于所述组装孔1111的内径，所述导引斜面641与所述头部63的轴线方向的夹角为30度至60度，优选的为45度。

这样，在爪簧6和衰减片9弹性接触时，爪簧6可以调整在组装孔外的长度，以适应在不同温度下内导体111与衰减片9之间的距离。所述导引斜面641的角度越大调整力越大，但调整距离变小，因此取45°角综合性能最佳。

爪簧无需弹簧配合故可以减小内导体111长度，由于内导体111的长度减小，从而可以减小外壳120的长度，进而减小整个同轴衰减器的长度。同时，由于爪簧只有一个零件，因此组装方便，并且爪簧的使用寿命比接触帽和弹簧的形式更长。

很显然，本实用新型中的内导体111通过爪簧6与衰减片9的这样结构也可以应用到同轴负载中。另外，本实用新型中的内导体111通过爪簧6与衰减片9的这样结构，也不仅仅能够用于图1所示的这种结构的多芯同轴衰减器中，还可以应用到任何结构的需要内导体和薄膜芯片弹性电接触的同轴衰减器或同轴负载中。

如图7所示的，在一个实施例中，也可以采用爪簧6作为所述互连组件150中的弹性导体接触件6，所述互连导体152的两端的端面上均设置有组装孔。具体的，所述互连导体的两端的端面上形成的组装孔可以相互连通。

图8为本实用新型中衰减片9的一个实施例的俯视示意图，图9为图7中的衰减片9的侧视示意图。如图8-9所示的，所述衰减片9包括基板91、自所述基板91的第一端边中部向第二端边延伸形成的第一金属电极区92、自所述基板91的第二端边中部向第一端边延伸形成的第二金属电极区93、延伸于所述基板91的第一端边和第二端边之间的靠近所述基板91的第一侧边的第一金属接地区94、延伸于所述基板91的第一端边和第二端边之间的靠近所述基板的第二侧边的第二金属接地区95、自第一金属接地区94向第二金属接地区95延伸的薄膜电阻区96。该薄膜电阻区96与第一金属接地区94、第二金属接地区95、第一金属电极区92、第二金属电极区93电性相连。第一金属接地区94和第二金属接地区95与所述芯筒7的筒壁电性相连，第一金属电极区92与第一弹性导体接触件电性相连，第二金属电极区93与第二弹性导体接触件电性相连。

所述基板91的四个角为阶梯角911，第二金属接地区95和第一金属接地区94自阶梯角的边缘开始延伸，从而使得第二金属接地区95和第一金属接地区94的长度较所述基板91的第一端边和第二端边之间的长度小。这样的设计也有利于所述衰减片9的电性能指标。

所述基板91的材质可以为氮化铝、氧化铝或氧化铍。第一金属接地区94、第二金属接地区95、第一金属电极区92和第二金属电极区93的材质可以为TaN、TiW和/或Au，所述薄膜电阻区96的材质可以为TaN。所述基板91的厚度从0.1mm至0.8mm，根据所述衰减片9的适用的频率的不同选择不同厚度的基板91。其中，适用的频率越高，所述基板91的厚度越薄，本实用新型的一个实施例中，所述衰减片9可以适用于从直流到26.5GHz的频率，其基板厚度大概为0.254毫米左右，所述衰减片9的特性阻抗为50欧姆。第一金属接地区94、第二金属接地区95、第一金属电极区92、第二金属电极区93、薄膜电阻96位于所述基板92的同一侧。

在安装时，需要在所述基板91的第一端面和第二端面上涂导电胶，使得第一端面的导电胶与第一金属电极区92电性接触，第二端面的导电胶与第二金属电极区93电性接触，之后第一弹性导体接触件抵靠于所述衰减片9的第一端面，通过导电胶与所述第一金属电极区92电性接触，第二弹性导体接触件抵靠于所述衰减片9的第二端面，通过导电胶与所述第二金属电极区93电性接触。

可见，所述衰减片9采用新型金属氧化物作衬底及先进的电阻工艺，使其功率密度高，电阻值稳定。具体的，所述衰减片9可以是通过氮化铝介质基板91上用薄膜工艺高频溅射氮化钽电阻制成的，通过采用氮化铝介质基板91的衰减片9能迅速把衰减片的热量传递到外壳10上。氮化铝与旧材料氢化铝相比热胀系数较低，高温下尺寸变化较小可以避免衰减片碎裂。

图8和图9所示的衰减片9的实施例还有一些需要改进之处，因此本实用新型中还提出了所述衰减片9的另一个实施例。图10为本实用新型中衰减片9的另一个实施例的俯视示意图，图11为图10中的衰减片9的侧视示意图。

图10-11所示的衰减片9与图8-9所示的衰减片9在结构上基本相同，不同之处包括如下方面。

第一个不同点在于，图10-11所示的衰减片9还包括形成于所述基板91的第一端面上的第一电极接触区97和形成于所述基板91的第二端面上的第二电极接触区(未标记)，该第一电极接触区97与所述第一金属电极区92电性相连，该第一电极接触区97与第一弹性导体接触件电性相连，该第二电极接触区与所述第二金属电极区93电性相连，该第二电极接触区与第二弹性导体接触件电性相连。这样，可以减少了在衰减片9的第一端面和第二端面涂导电胶的工序，提高了安装的一致性和效率。

第二个不同点在于，图10-11所示的衰减片9的第一端边的形成第一金属电极区92的部分向第二端边凹陷形成第一凹陷部98，所述衰减片的第二端边的形成第二金属电极区的部分向第一端边凹陷形成第二凹陷部99，第一金属电极区92的位于第一端边的两个角形成台阶921，第一金属电极区91的宽度大于第一凹陷部98的宽度，第二金属电极区93的位于第二端边的两个角形成台阶931，第二金属电极区93的宽度大于第二凹陷部99的宽度。

第三个不同点在于，图10-11所示的衰减片9的第二金属接地区95和第一金属接地区94不是自阶梯角911的边缘开始延伸，而是与阶梯角911的边缘间隔一段距离，比如0.01mm，这样的留边设计可以进一步的提高负载性能。

由于进行了第二区别点和第三区别点的改进，使得图10-11所示的衰减片9具有更好的驻波比性能，如图12和图13。图12为图8-9所示的衰减片在仿真时的驻波比曲线示意图，其中衰减片的驻波比在1.08以下。图13为图10-11所示的衰减片在仿真时的驻波比曲线示意图，其中衰减片驻波比在1.007以下。可见图10-11所示的衰减片的电性能指标明显优于图8-9所示的衰减片，其中驻波比越接近于1，证明仿真结果越好。

另一个方面，本实用新型还提供多芯同轴负载。图14为本实用新型中的多芯同轴负载的内部结构示意图，如图14所示，本实用新型中的多芯同轴负载也包括其内形成有安装空腔的外壳120、组装于所述安装空腔内的连接组件110，组装于所述安装空腔内的互连组件150和组装于所述安装空腔内的多个薄膜芯片组件140。

图14所示的多芯同轴负载与图1所示的多芯同轴衰减器的结构基本一致，差别在于：

图14中的多芯同轴负载只包括一个连接组件，所述连接组件110组装于所述外壳120的安装空腔的一端；

距离所述连接组件110最远的薄膜芯片为负载片8，其余薄膜芯片为衰减片9；

所述多个薄膜芯片组件140-1,140-2,140-3的增益的绝对值按照靠近所述连接组件110的位置顺序从靠近所述连接组件到远离所述连接组件依次增加；

所述多芯同轴负载还包括有组装于所述安装空腔的另一端的负载堵头180。

这样同样可以实现多芯同轴负载的高功率。

图15为图14中的负载片8的一个实施例的俯视示意图，图16为图15中的负载片8的侧视示意图。如图15-16所示的，

所述负载片8包括基板81、自所述基板81的第一端边中部向第二端边延伸形成的金属电极区82、延伸于第一侧边、第二端边和第二侧边的金属接地区84，延伸于金属电极区82和金属接地区84之间的薄膜电阻区86，该薄膜电阻区86与金属接地区84、金属电极区82电性相连，金属接地区84与所述芯筒141的内壁电性相连，金属电极区82与所述弹性导体接触件6电性相连。

所述基板81的材质可以为氮化铝、氧化铝或氧化铍。金属接地区84、金属电极区82的材质可以为TaN、TiW和/或Au，所述薄膜电阻区86的材质可以为TaN。所述基板81的厚度从0.1mm至0.8mm，根据所述负载片8的适用的频率的不同选择不同厚度的基板81。其中，适用的频率越高，所述基板81的厚度越薄，本实用新型的一个实施例中，所述负载片8可以适用的频率范围从DC到40GHz，其基板厚度大概为0.254毫米左右，所述负载片8的特性阻抗为50欧姆。金属接地区84、金属电极区82、薄膜电阻86位于所述基板82的同一侧。

可见，所述负载片8采用新型金属氧化物作衬底及先进的电阻工艺，使其功率密度高，电阻值稳定。具体的，所述负载片8可以是通过氮化铝介质基板81上用薄膜工艺高频溅射氮化钽电阻制成的，通过采用氮化铝介质基板81的负载片8能迅速把负载片的热量传递到外壳120上。氮化铝与旧材料氢化铝相比热胀系数较低，高温下尺寸变化较小可以避免负载片碎裂。

如图15-16所示，所示的负载片8还包括形成于所述基板81的第一端面上的电极接触区87，该电极接触区87与所述金属电极区82电性相连，该电极接触区87与所述弹性导体接触件电性相连。这样，可以减少了在负载片8的第一端面涂导电胶的工序，提高了安装的一致性和效率。

如图15-16所示，所述负载片8的第一端边的形成金属电极区82的部分向第二端边凹陷形成凹陷部88，金属电极区82的位于第一端边的两个角形成倒角821，金属电极区82的宽度大于凹陷部88的宽度。这样可以明显改善负载片的驻波比。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都在要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。