一种独石型介质滤波器组装夹具的制作方法

本发明属于器件，具体涉及一种独石型介质滤波器组装夹具。

背景技术：

1、独石型介质滤波器是射频滤波器的一个种类，是应用高q值微波介质材料制作的tem模滤波器，广泛应用于雷达、微波通讯、电子对抗、航天航空等领域，用于信号收发电路中滤除杂波信号，选择指定的频率，独石型介质滤波器,具有体积小，功率容量大，温度稳定性好，通带损耗低、阻带抑制高等特点。

2、常见独石型介质滤波器由介质振子和屏蔽罩组成，屏蔽罩通常使用高温锡焊焊接组装在介质振子的顶面，组装后介质振子底面和屏蔽罩侧耳底面须保证在同一平面，平面精度要求高，通常在0.05mm以内，低于整机焊接时焊膏的厚度，保证后续整机电路板焊接时，独石型介质滤波器的底面和屏蔽罩的侧耳能和焊锡充分结合，可靠的焊接在电路焊盘上。组装后独石型介质滤波器屏蔽罩的开窗面和介质振子的图形面保证一定的间距，间距精度要求高，间距过小过大都会影响滤波器的整体性能，间距偏小引起通带内损耗增大，间距偏大降低阻带抑制性能。另外通常的焊膏印刷，介质振子和屏蔽罩组装定位，回流焊接三个工序会使用不同夹具，不同工序过程中产品存在转移到不同夹具，屏蔽罩和介质振子会有相对移位风险，产品组装精度低、一致性差，生产效率低。

3、滤波器的介质振子主要用介电陶瓷材料制作，其热膨胀系数6-9ppm/℃，弹性模量高，脆性较大，介电陶瓷因温度起伏所引起的应力梯度大，急剧温变时易出现裂纹而失效或损坏；常用的焊膏形成焊锡后热膨胀系数约24ppm/℃；独石型介质滤波器的屏蔽罩一般采用锌白铜材料，热膨胀系数约为16.7ppm/℃；三种物料热膨胀系数cte差异大，材料间存在热应力失配，回流焊接中升降温中急剧温差会导致不同材料膨胀和收缩不一，尤其在回流温区和冷却温区热冲击非常大，在回流焊接的回流温区，介质振子的陶瓷体膨胀低于此区域屏蔽罩和焊锡的膨胀；在回流焊接的冷却温区(217℃-25℃)，温度剧烈变化，焊锡凝固，介质振子的陶瓷体导热系数远高于屏蔽罩和焊锡(约4倍)，冷却快，高温时累积的屏蔽罩和焊锡的膨胀量较大，在焊锡冷却到熔点凝固以后，陶瓷体会阻止屏蔽罩和焊料钳制区域的受冷收缩，因此介质振子会受到屏蔽罩和焊锡收缩的内向应力，封装尺寸越大，累积应力越大，表现在屏蔽罩和介质振子的焊料钳制区域附近介质振子陶瓷体易被拉裂，相关裂纹影响滤波器性能和可靠性。

4、综上所述，现有技术问题：独石型介质滤波器组装后的结构尺寸精度要求高；介质振子所用陶瓷材料脆性较高，且介质振子，焊膏，屏蔽罩三种物料水平热膨胀系数差异大，在组装过程中受到的热和机械应力影响，极易造成介质振子本体开裂；不同工序多次装夹易出现物料缺损和位移。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提出一种独石型介质滤波器组装夹具，包括：夹具载板(100)，以及所述夹具载板(100)上设置的多个定位槽(110)；

2、所述定位槽(110)底部设有第一定位凸台(111)、第二定位凸台(112)用于独石型介质滤波器的介质振子(200)和屏蔽罩(300)在组装时定位；

3、所述定位槽(110)底部设有第一导热气孔(113)，在相邻定位槽(110)之间均设有第二导热气孔(114)；

4、所述夹具载板(100)上设有3个定位销孔(120)，用于焊膏印刷时，将所述夹具载板(100)定位；

5、所述夹具载板(100)上设有3个钢网定位孔(130)，用于焊膏印刷时，将焊膏印刷钢网和独石型介质滤波器的介质振子(200)相对定位；

6、所述夹具载板(100)底部两边均设有限位台阶(140)；

7、所述夹具载板上还设有方向箭头(150)。

8、优选的，所述定位槽(110)可同时定位独石型介质滤波器的介质振子(200)和屏蔽罩(300)，使介质振子(200)底面和屏蔽罩(300)的第一侧耳(301)、第二侧耳(302)、第三侧耳(303)的底部处于同一平面；同时，定位介质振子(200)的图型面(202)和屏蔽罩(300)的开窗面保持固定间距。

9、优选的，夹具载板(100)为铝合金，且表面设有全覆盖的防粘铁氟龙涂层。

10、优选的，所述第一导热气孔(113)至少设置一个。

11、本发明的有益效果：

12、本发明通过设计铝合金夹具载板与设置不同数目和大小的第一导热气孔和第二导热气孔，在回流焊接回流温区阶段，介质振子固定并包裹在夹具载板的定位槽中，夹具载板是一大整块铝合金，在急剧温度变化时，夹具载板温度不会急剧变化，通过载板和介质振子间热传导，可有效减小回流焊接回流温区中升降温介质振子陶瓷体温变，从而有效控制介质振子陶瓷体膨胀和收缩量，另外第一导热气孔和第二导热气孔可使载板夹具和滤波器上下形成热气流通道，使整体受热更均匀，减小热冲击影响，避免介质振子开裂；在回流焊接冷却阶段，温度变化更加剧烈，同样载板夹具和导热气孔可在焊锡冷却到熔点凝固以后，有效降低介质振子的陶瓷体导热温变，使的屏蔽罩和焊锡高温时累积的膨胀量与介质振子陶瓷体膨胀量随温度变化更匹配，减缓急剧温变引起的介质振子陶瓷体受冷收缩量，使之和屏蔽罩和焊料钳制区域的受冷收缩量基本一致，减小介质振子会受到屏蔽罩和焊锡收缩的内向应力，同时也可以优化炉温曲线，降低冷却区降温速率，控制温变速率在0.7-0.9℃/s之间，以增强三种材料焊接热应力适配度，避免介质振子开裂。

13、本发明通过在夹具载板表面设有全覆盖的防粘铁氟龙涂层，能有效防止焊接后介质滤波器阻焊剂残留粘接，产品不好取出，便于使用后清洗。

14、本发明具有结构简单，操作简便，定位精度高，组装产品一致性好，适合柔性生产线大批量生产的优点，可应用全自动装配线或手工装配线，在组装独石型介质滤波器时，组装定位准确，组装质量高。

15、本发明的独石型介质滤波器组装夹具可以在焊膏印刷、介质振子和屏蔽罩组装定位、回流焊接三个工序共用一套夹具，减少了不同工序多次换装夹具易出现物料缺损和位移，提高了生产效率，产品组装精度和一致性。

技术特征：

1.一种独石型介质滤波器组装夹具，其特征在于，包括：夹具载板(100)，以及所述夹具载板(100)上设置的多个定位槽(110)；

2.根据权利要求1所述的一种独石型介质滤波器组装夹具，其特征在于，所述定位槽(110)可同时定位独石型介质滤波器的介质振子(200)和屏蔽罩(300)，使介质振子(200)底面和屏蔽罩(300)的第一侧耳(301)、第二侧耳(302)、第三侧耳(303)的底部处于同一平面；同时，定位介质振子(200)的图型面(202)和屏蔽罩(300)的开窗面保持固定间距。

3.根据权利要求1所述的一种独石型介质滤波器组装夹具，其特征在于，夹具载板(100)为铝合金，且表面设有全覆盖的防粘铁氟龙涂层。

4.根据权利要求1所述的一种独石型介质滤波器组装夹具，其特征在于，所述第一导热气孔(113)至少设置一个。

技术总结
本发明属于器件技术领域，具体涉及一种独石型介质滤波器组装夹具，包括：夹具载板以及夹具载板上设置的多个定位槽；定位槽底部设有第一定位凸台、第二定位凸台用于在组装时定位；定位槽底部设有第一导热气孔，在相邻定位槽之间均设有第二导热气孔；夹具载板上设有3个定位销孔和3个钢网定位孔，用于焊膏印刷时进行定位；夹具载板底部两边均设有限位台阶；夹具载板上还设有方向箭头。本发明具有结构简单，操作简便，定位精度高，组装产品一致性好，适合柔性生产线大批量生产的优点，可应用全自动装配线或手工装配线，在组装独石型介质滤波器时，组装定位准确，组装质量高。

技术研发人员：李瑞峰,鲜晓军,韦俊杰,冯小东,段志奇,刘振华,彭胜春,迟文潮,唐平,张龙
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十六研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1