矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具及其实现方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011607724.4
(22)申请日 2020.12.30
(71)申请人 东南大学
地址 211100 江苏省南京市江宁区东南大
学路2号
(72)发明人 宋兆龙　
(74)专利代理机构 北京德崇智捷知识产权代理
有限公司 11467
代理人 曹婷
(51)Int.Cl.
H01R 43/24(2006.01)
H01R 13/405(2006.01)
H01P 1/04(2006.01)
H01P 11/00(2006.01)
(54)发明名称矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具及其实现方法(57)摘要本发明公开了一种矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具及其实现方法，涉及微波器件技术领域，解决了矩形多芯微波绝缘子玻璃封接的模具问题，其技术方案要点是该模具包括依次设置的托模、主模和副模，所述主模上设有若干个第一模具单元，所述第一模具单元内设有第一矩形槽，所述副模上设有若干个第二模具单元，所述第二模具单元内设有第二矩形槽，所述第一矩形槽与所述第二矩形槽相对应；通过第一矩形槽、第二矩形槽的公差限定，提高了矩形多芯微波绝缘子封接中的尺寸精度，提升了零件装配效率，
优化了矩形多芯微波绝缘子的性能指标。

权利要求书2页 说明书4页 附图4页CN 112838461 A 2021.05.25
C N 112838461
A
1.一种矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具，其特征在于，包括依次设置的托模、主模和副模，所述主模上设有若干个第一模具单元，所述第一模具单元内设有第一矩形槽，所述副模上设有若干个第二模具单元，所述第二模具单元内设有第二矩形槽，所述第一矩形槽与所述第二矩形槽相对应；
所述第一矩形槽和所述第二矩形槽的总深度与矩形多芯微波绝缘子中外导体高度相适配，适配的负公差为0.03～0.05mm；所述第一矩形槽和所述第二矩形槽的长度、宽度都与所述外导体的长度、宽度相适配，适配的正公差为0.01～0.03mm；
所述第一矩形槽和所述第二矩形槽内都设有N个插针孔，所述插针孔排列成1～3排，所述第一矩形槽的插针孔和所述第二矩形槽的插针孔的总深度与矩形多芯微波绝缘子中内导体的长度相适配，适配的正公差为0.01～0.02mm；所述插针孔的直径与所述内导体的直径相适配，适配的正公差为0.01～0.015mm；任意相邻的所述插针孔之间的中心距不大于1.27mm；N∈[2,36]；
其中，所述矩形多芯微波绝缘子包括外导体、内导体和绝缘体，所述外导体为矩形基板，所述矩形基板上设有N个通孔，所述通孔排列成1～3排，所述内导体和所述绝缘体均为N 个；所述绝缘体贯穿所述通孔，所述绝缘体为中空圆柱体，所述内导体贯穿所述绝缘体与所述外导体连接，所述绝缘体固定在所述通孔中并与所述外导体和所述内导体都连接；任意相邻的所述通孔之间的中心距均相等，所述中心距不大于1.27mm。

2.如权利要求1所述的矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具，其特征在于，所述第一矩形槽的深度为所述外导体高度的1/2～1/3，相应的所述第二矩形槽的深度为所述外导体高度的1/2～2/3。

3.如权利要求1所述的矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具，其特征在于，所述插针孔的排列方式包括并排排列和错位排列；所述第一矩形槽内的所述插针孔为插针通孔，所述第二矩形槽内的所述插针孔为插针沉孔。

4.如权利要求1所述的矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具，其特征在于，所述托模的两端分别设有定位销，通过所述定位销固定所述主模和副模；所述主模、副模和托模的材质为石墨。

5.如权利要求1所述的矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具，其特征在于，所述中心距包括1.27mm、0.635mm。

6.如权利要求1‑5任一所述的矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具的实现方法，其特征在于，包括：
S1：将副模倒置使副模的第二模具单元中第二矩形槽的槽口朝上，向所述第二矩形槽中逐个装入矩形多芯微波绝缘子的矩形基板外导体；
S2：将副模连接装模工装，所述装模工装为长立方腔体，所述装模工装包括第一底板，所述第一底板上分布着与第二模具单元的插针孔位置对应的第一通孔，所述第一通孔直径与矩形多芯微波绝缘子的外导体上的通孔直径相匹配；在装模工装腔室中装入玻璃坯，所述玻璃坯为中空圆柱体，所述玻璃坯为所述矩形多芯微波绝缘子的绝缘体；将所述副模连同装模工装一起放置于振动台上，在振动力的作用下将所述玻璃坯装入所述第二模具单元中的矩形基板外导体上的通孔中；其中，所述通孔和所述第一通孔都有N个，都排成1～3排，任意相邻的所述通孔、所述第一通孔之间的中心距都不大于1.27mm；
S3：将装模工装的第一底板置换成第二底板，所述第二底板上分布着与矩形多芯微波绝缘子内导体直径相匹配、且与内导体位置分布相同的第二通孔，连接副模与装模工装并置于振动台上，在振动力的作用下使内导体贯穿所述玻璃坯后装入第二模具单元中第二矩形槽的插针孔中；所述第二通孔之间的中心距都不大于1.27mm；
S4：移走装模工装，将主模倒置使第一矩形槽的槽口朝下，使主模与副模连接，使矩形基板外导体的凸出部分进入主模的第一模具单元的第一矩形槽中，使内导体进入第一矩形槽的插针孔中；
S5：将托模倒置后，通过定位销使托模与主模和副模连接；
S6：将连接后的模具进行一次整体倒置，使托模在下层，中间为主模，上层为副模，完成整个装模工序；
S7：将模具置于烧结炉中，按工艺规范完成工件预热氧化，并进行玻璃封接。

矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具及其实现方法
技术领域
[0001]本公开涉及微波器件技术领域，尤其涉及一种矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具及其实现方法。

背景技术
[0002]玻璃封接微波绝缘子应用于高密封性要求的航空航天和军用组件系统，随着微波组件向高可靠、高密度和轻量化的方向发展，要求微波绝缘子有更高的集成度、体积更小且重量更轻，同时要保障具有优良的微波性能、气密性能和绝缘性能；极间距从2.54mm减小到1.27mm、0.635mm或更小是多芯微波绝缘子适应小型化趋势的发展方向。

[0003]玻璃封接模具的设计、加工和实施是实现微波绝缘子小型化和优良性能的重要保障,申请号为202011195072.8的中国专利申请公开了一种玻璃封接多芯微波绝缘子的矩形装置，该矩形装置在保障微波性能、气密性能和绝缘性能的基础上，微波绝缘子有更高的集成度、体积更小且重量更轻，因此需要一种实施该种矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具及其实现方法。

发明内容
[0004]本公开提供了一种矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具及其实现方法，其技术目的是实现矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具。

[0005]本公开的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具，包括依次设置的托模、主模和副模，所述主模上设有若干个第一模具单元，所述第一模具单元内设有第一矩形槽，所述副模上设有若干个第二模具单元，所述第二模具单元内设有第二矩形槽，所述第一矩形槽与所述第二矩形槽相对应；
[0007]所述第一矩形槽和所述第二矩形槽的总深度与矩形多芯微波绝缘子中外导体高度相适配，适配的负公差为0.03～0.05mm；所述第一矩形槽和所述第二矩形槽的长度、宽度都与所述外导体的长度、宽度相适配，适配的正公差为0.01～0.03mm；
[0008]所述第一矩形槽和所述第二矩形槽内都设有N个插针孔，所述插针孔排列成1～3排，所述第一矩形槽的插针孔和所述第二矩形槽的插针孔的总深度与矩形多芯微波绝缘子中内导体的长度相适配，适配的正公差为0.01～0.02mm；所述插针孔的直径与所述内导体的直径相适配，适配的正公差为0.01～0.015mm；任意相邻的所述插针孔之间的中心距不大于1.27mm；N∈[2,36]；
[0009]其中，所述矩形多芯微波绝缘子包括外导体、内导体和绝缘体，所述外导体为矩形基板，所述矩形基板上设有N个通孔，所述通孔排列成1～3排，所述内导体和所述绝缘体均为N个；所述绝缘体贯穿所述通孔，所述绝缘体为中空圆柱体，所述内导体贯穿所述绝缘体与所述外导体连接，所述绝缘体固定在所述通孔中并与所述外导体和所述内导体都连接；任意相邻的所述通孔之间的中心距均相等，所述中心距不大于1.27mm。

[0010]进一步地，所述第一矩形槽的深度为所述外导体高度的1/2～1/3，相应的所述第二矩形槽的深度为所述外导体高度的1/2～2/3。

[0011]进一步地，所述插针孔的排列方式包括并排排列和错位排列；所述第一矩形槽内的所述插针孔为插针通孔，所述第二矩形槽内的所述插针孔为插针沉孔。

[0012]进一步地，所述托模的两端分别设有定位销，通过所述定位销固定所述主模和副模；所述主模、副模和托模的材质为石墨。

[0013]进一步地，所述中心距包括1.27mm、0.635mm。

[0014]如上述任一所述的矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具的实现方法，其特征在于，包括：
[0015]S1：将副模倒置使副模的第二模具单元中第二矩形槽的槽口朝上，向所述第二矩形槽中逐个装入矩形多芯微波绝缘子的矩形基板外导体；
[0016]S2：将副模连接装模工装，所述装模工装为长立方腔体，所述装模工装包括第一底板，所述第一底板上分布着与第二模具单元的插针孔位置对应的第一通孔，所述第一通孔直径与矩形多芯微波绝缘子的外导体上的通孔直径相匹配；在装模工装腔室中装入玻璃坯，所述玻璃坯为中空圆柱体，所述玻璃坯为所述矩形多芯微波绝缘子的绝缘体；将所述副模连同装模工装一起放置于振动台上，在振动力的作用下将所述玻璃坯装入所述第二模具单元中的矩形基板外导体上的通孔中；其中，所述通孔和所述第一通孔都有N个，都排成1～3排，任意相邻的所述通孔、所述第一通孔之间的中心距都不大于1.27mm；
[0017]S3：将装模工装的第一底板置换成第二底板，所述第二底板上分布着与矩形多芯微波绝缘子内导体直径相匹配、且与内导体位置分布相同的第二通孔，连接副模与装模工装并置于振动台上，在振动力的作用下使内导体贯穿所述玻璃坯后装入第二模具单元中第二矩形槽的插针孔中；所述第二通孔之间的中心距都不大于1.27mm；
[0018]S4：移走装模工装，将主模倒置使第一矩形槽的槽口朝下，使主模与副模连接，使矩形基板外导体的凸出部分进入主模的第一模具单元的第一矩形槽中，使内导体进入第一矩形槽的插针孔中；
[0019]S5：将托模倒置后，通过定位销使托模与主模和副模连接；
[0020]S6：将连接后的模具进行一次整体倒置，使托模在下层，中间为主模，上层为副模，完成整个装模工序；
[0021]S7：将模具置于烧结炉中，按工艺规范完成工件预热氧化，并进行玻璃封接。

[0022]本公开的有益效果在于：与玻璃封接单芯微波绝缘子相比，矩形多芯微波绝缘子不仅提高了集成度，且占用更小空间，重量也更轻，满足了航空航天和军用雷达对高可靠、高密度、小型化和轻量化的发展需求，其内导体提高了与集成电路金丝键合的质量，简化键合工艺，提高了效率。

本公开所述的矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具及其实现方法，提高了矩形多芯微波绝缘子封接中的尺寸精度，提升了零件装配效率，优化了矩形多芯微波绝缘子的性能指标。

附图说明
[0023]图1为矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具的结构示意图；
[0024]图2为矩形多芯微波绝缘子的结构示意图；
[0025]图3为第一模具单元、第二模具单元的结构示意图；
[0026]图4为矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具的实现方法的流程图；
[0027]图5为装模工装的示意图；
[0028]图中：1‑主模；2‑副模；3‑托模；4‑定位销；5‑第一模具单元；6‑第二模具单元；7‑插针通孔；8‑第一矩形槽；9‑第二矩形槽；10‑插针沉孔；11‑底板；12‑工件入口；100‑外导体；200‑内导体；300‑通孔；400‑绝缘体；500‑插针T头。

具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本公开技术方案进行详细说明。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“中间”、“贯穿”、“两端”、“倒置”、“底板”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。

另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

[0030]另外，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。

对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0031]术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，仅用来区分不同的组成部分。

[0032]图1为矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具的结构示意图，如图1所示，该模具包括包括依次设置的托模3、主模1和副模2，所述主模1上设有若干个第一模具单元5，所述第一模具单元5内设有第一矩形槽8，所述副模2上设有若干个第二模具单元6，所述第二模具单元6内设有第二矩形槽9，所述第一矩形槽8与所述第二矩形槽9相对应。

[0033]图2为矩形多芯微波绝缘子的结构示意图，该矩形多芯微波绝缘子包括外导体100、内导体200和绝缘体300，所述外导体100为矩形基板，所述矩形基板上设有N个通孔400，N∈[2,36]，所述通孔400排列成1～3排，所述内导体200和所述绝缘体300均为N个。

绝缘体300从外导体100的通孔400贯穿而与外导体100连接，该绝缘体300为中空圆柱体，所述内导体200从绝缘体300贯穿而与外导体100连接，所述绝缘体300固定在所述通孔400中并与所述外导体100和所述内导体200都连接；任意相邻的所述通孔400之间的中心距均相等，该中心距不大于1.27mm。

[0034]第一矩形槽8和第二矩形槽9的总深度与矩形多芯微波绝缘子中外导体100的高度相适配，适配的负公差为0.03～0.05mm，通过模具压住矩形基板外导体100，实现在玻璃封接过程中的零件固定。

一般而言，第一矩形槽8的深度为外导体100高度的1/2～1/3，相应的第二矩形槽9的深度为外导体100高度的1/2～2/3。

例如，当第一矩形槽8的深度为外导体100高度的1/2时，相应的第二矩形槽9的深度也为外导体100高度的1/2；当第一矩形槽8的深度为外导体100高度的1/3时，相应的第二矩形槽9的深度为外导体100高度的2/3。

[0035]第一矩形槽8和第二矩形槽9的长度、宽度都与外导体100的长度、宽度相适配，适配的正公差为0.01～0.03mm，以便于装模和脱模。

[0036]第一矩形槽8和第二矩形槽9内都设有括N个插针孔，插针孔排列成1～3排，第一矩
形槽8的插针孔和第二矩形槽9的插针孔的总深度与矩形多芯微波绝缘子中内导体200的长度相适配，适配的正公差为0.01～0.02mm，以限制玻璃封接过程中插针的窜移。

插针孔的直径与内导体200的直径相适配，适配的正公差为0.01～0.015mm，任意相邻的插针孔之间的中心距不大于1.27mm。

相邻插针孔之间的中心距和矩形多芯微波绝缘子上通孔400之间的中心距是相适配的，两个中心距都不大于1.27mm，本申请中为了使微波绝缘子集成度高且轻型化，中心距可以是1.27mm或0.635mm或更小。

[0037]本申请中，矩形多芯微波绝缘子的内导体200上端为T头500，主模1上第一矩形槽8内的插针孔直径与内导体200插针的直径相适配，适配的正公差为0.01～0.015mm。

副模2上第二矩形槽9内的插针孔直径与内导体插针T头500的直径相适配，适配的正公差为0.01～0.015mm，以控制内导体200的同心度和垂直度，同时便于装模和脱模。

[0038]作为具体实施例地，插针孔的排列方式包括并排排列和错位排列。

第一矩形槽8内的插针孔为插针通孔7，插针通孔7贯穿了第一矩形槽8的底部；第二矩形槽9内的插针孔为插针沉孔10，插针沉孔10则并未贯穿第二矩形槽9的底部，如图3所示。

[0039]作为具体实施例地，托模3的两端分别设有定位销4，通过所述定位销4固定所述主模1和副模2；所述主模1、副模2和托模3的材质为石墨。

[0040]图4为矩形多芯微波绝缘子的玻璃封接模具的实现方法的流程图，具体包括：[0041]S1：将副模倒置使副模的第二模具单元中第二矩形槽的槽口朝上，向所述第二矩形槽中逐个装入矩形多芯微波绝缘子的矩形基板外导体；
[0042]S2：将副模连接装模工装，所述装模工装为长立方腔体，所述装模工装包括第一底板，所述第一底板上分布着与第二模具单元的插针孔位置对应的第一通孔，所述第一通孔直径与矩形多芯微波绝缘子的外导体上的通孔直径相匹配；在装模工装腔室中装入玻璃坯，所述玻璃坯为中空圆柱体，所述玻璃坯为所述矩形多芯微波绝缘子的绝缘体；将所述副模连同装模工装一起放置于振动台上，在振动力的作用下将所述玻璃坯装入所述第二模具单元中的矩形基板外导体上的通孔中；其中，所述通孔和所述第一通孔都有N个，都排成1～3排，任意相邻的所述通孔、所述第一通孔之间的中心距都不大于1.27mm；
[0043]S3：将装模工装的第一底板置换成第二底板，所述第二底板上分布着与矩形多芯微波绝缘子内导体直径相匹配、且与内导体位置分布相同的第二通孔，连接副模与装模工装并置于振动台上，在振动力的作用下使内导体贯穿所述玻璃坯后装入第二模具单元中第二矩形槽的插针孔中；所述第二通孔之间的中心距都不大于1.27mm；
[0044]S4：移走装模工装，将主模倒置使第一矩形槽的槽口朝下，使主模与副模连接，使矩形基板外导体的凸出部分进入主模的第一模具单元的第一矩形槽中，使内导体进入第一矩形槽的插针孔中；
[0045]S5：将托模倒置后，通过定位销使托模与主模和副模连接；
[0046]S6：将连接后的模具进行一次整体倒置，使托模在下层，中间为主模，上层为副模，完成整个装模工序；
[0047]S7：将模具置于烧结炉中，按工艺规范完成工件预热氧化，并进行玻璃封接。

[0048]图5为装模工装的示意图，该装模工装为长立方腔体，其底板11根据需要进行更换，从工件入口12装入不同的工件以完成装模。

[0049]以上为本公开示范性实施例，本公开的保护范围由权利要求书及其等效物限定。

图1
图2
图3
图4
图5
说　明　书　附　图4/4页CN 112838461 A 11。