基于相控阵天线的大尺寸微波基板与连接器一体化精密装焊技术研究

相控阵天线集成化、小型化的发展趋势要求其收发组件具备更高系统的集成度、更小的成本及体积.收发组件中功率分配与合成网络的小型化需要微波基板电路与机壳大面积接地互联,并使用规格更小的SMP连接器,实现电气连接和信号传输.针对某型号相控阵天线收发组件,使用的尺寸为145 mm×160 mm的RO4350B微波基板和39个SMP连接器焊接至铝镀银机壳上工艺进行研究.通过分析工艺指标难点,对基板焊接、SMP连接器焊接以及组合后一体化焊接中的各难点研究并给出相应措施,解决了焊接工艺中存在的空洞率、装焊精度、温度传输等问题,成功将基板与连接器进行一体化精密焊接,使基板与SMP连接器焊接指标均满足要求,有效焊接面积均可达85％,SMP连接器孔缝表面均填满95％以上,同轴度偏差<0.05 mm,且平面度落差<0.05 mm,装配精度和质量满足型号需求.     

多芯片组件组装关键技术研究

本文以多芯片组件组装过程中需要解决的重要工艺问题以及关键技术为研究对象,开展广泛的研究。论文提出的关键技术包括引线键合技术,无铅倒装芯片技术和带状自动化焊接技术。介绍的这几种关键技术能对微电子制造企业提供指导和参考,关键技术的掌握能大大提高多芯片组件的生产效率和产品质量以及可靠性。     

一种星载大功率T/R组件的高密度组装技术

随着卫星应用技术的发展,相控阵天线在卫星上的应用越来越广泛,T/R组件作为有源相控阵天线最核心的部分,直接决定了相控阵天线的性能,而卫星载荷宇航级的应用,又对T/R组件提出了需要同时具备高功率、高集成和高可靠性等更加严苛的要求.提出了一种星载大功率T/R组件的高密度组装技术,从结构特点、热仿真、可制造性等方面详细介绍了其工艺设计与实现过程,并对关键工艺和过程控制措施进行了详述,通过多级焊接解决了该T/R组件多通道大功率芯片的散热问题,最终给出了实物照片和测试结果.该高密度组装技术的攻关与验证成功,为高功率、高可靠、高性能星载T/R组件的批产提供了工艺基础.     

梯度硅铝管壳回流焊接快速冷却热力仿真研究

针对某航天电子管壳焊接组件冷却过程中的热力耦合影响问题,建立了焊接组件的有限元热分析模型,研究了在快速冷却过程中梯度材料分布对低温共烧陶瓷(low temperature co-fired ceramic, LTCC)基板、梯度管壳的残余应力和变形的影响。以不超过基板断裂强度为前提条件,以降低管壳整体的残余应力与变形为优化目标,采用了多因素变换优选法,确定了管壳材料的最优梯度分布方案,即合金管壳自上而下的梯度分布为Al-35Si、Al-42Si、Al-50Si、Al-60Si、Al-70Si。其中,Al-35Si厚度为2.5mm, Al-42Si与Al-60Si的厚度均为1.6mm, Al-50Si厚度为0.8mm, Al-70Si厚度为2mm。在该方案下,LTCC基板冷却至室温时的最大变形量为4.86μm,最大第一主应力为6.761MPa,远小于LTCC材料的断裂强度320MPa;管壳冷却至室温时的最大变形量为18.291μm,最大残余应力值为20.46MPa,远小于管壳材料的屈服强度100MPa。管壳各层之间的应力集中现象不明显,管壳的整体焊接质量得到提升。     

机载有源相控阵雷达收／发组件的设计

本文概述了研制机载有源相控阵雷达５瓦／发组件的有关约束条件、设计方案和工艺技术。用实例说明国际研究局在设计和加工原型组件中使用的一些关键技术，着重介绍ＤＲＡ设计的适用于发射级的４瓦单片微波集成电路（ＭＭＩＣ）功率放大器。讨论了随着加工技术的进一步发展，组件所能获得的潜在优点。     

微波宽频接收前端低噪声的研究

采用格林函数法和FDTD计算法,分别分析和计算了微波、毫米波接收前端中多芯片组件的不同摆放位置对系统的噪声系数和功率增益的影响.理论计算与试验结果吻合,表明微波多芯片组件的位置是影响宽频微波、毫米波接收系统性能的重要因素.     

Ka频段有源瓦片天线的设计

有源相控阵天线广泛应用于弹载、星载、舰载、机载雷达及电子对抗、汽车自动驾驶等领域。按照T/R组件和天线的集成方式不同,相控阵天线分为瓦片式结构和砖块式结构。传统的砖式结构,多路合成体积过大、损耗过高且造价昂贵,采用微组装工艺生产,量产良品率低。介绍了一种瓦片式有源天线,给出了天线样机的典型性能指标,工艺实现简单,具有轻型化、小型化、低成本及高可靠等特点。针对瓦片天线设计中的难点、垂直互联技术和复杂的馈电网络,结合理论分析进行了仿真设计。为了验证相控阵天线的性能,在微波暗室对天线进行了测试。测试结果表明,设计的瓦片天线法向EIRP＞31dBW,G/T＞-4dB/K,扫描至45°时EIRP＞29dBW,G/T＞-6dB/K,发射状态功耗小于10W,接收状态功耗小于6W。     

星载T/R组件自动组装关键工艺研究

随着相控阵天线在航天领域的应用,对星载T/R组件轻量化、幅相一致性和可靠性的要求越来越高,而传统手工组装效率相对较低,且难以满足一致性的要求,为此,基于数字化制造开发了微组装生产线自动组装技术,通过研究自动化组装设计工艺性要求,突破自动贴装和自动键合的关键技术,实现了星载T/R组件的精密自动组装.经过生产验证,自动组装的T/R组件免调试,满足性能一致性要求,产品组装效率显著提高,为星载微波产品数字化制造提供了技术基础.     

激光脉冲圈焊工艺研究与应用

基于有限元软件MSC.MARC软件平台Hypermesh软件模块仿真模拟了激光连续圈焊和激光脉冲圈焊的温度场分布,模拟结果表明:激光脉冲圈焊可有效控制被焊工件温度场分布,焊接热影响区小,为此采用激光脉冲圈焊工艺焊接簧片式电磁阀簧片组件.研究了激光焊接频率与焊点重叠率以及激光焊接速度与焊缝强度和焊点重叠率之间的关系,从而得出了激光脉冲圈焊焊接工艺规范,即激光峰值功率Pf--300 W,激光基值功率Pj=200 W,激光焊接速度v=3.33 mm/s,激光频率f=20 Hz等,采用该焊接规范焊接完成的簧片式电磁阀已经应用于嫦娥五号探测器推进分系统、轨道器子系统以及上升器推进子系统的液体动力装置之中,并已经完成了飞行和月球探测任务.     

双站合成孔径雷达有源欺骗干扰方法研究

针对双站SAR系统中欺骗干扰信号的形式和产生方法,提出了对双站SAR进行有源欺骗干扰的方法。该方法首先根据事先确定的双站SAR信号频率,得出干扰机的响应函数,将此函数与接收到的双站SAR信号在频域相乘,再变换到时域,最后直接向双站SAR系统的接收平台的方向发射。