射頻電纜組件裝配工藝

鄧?yán)?貴州航天電子科技有限公司

1.引言

在實(shí)際工程應(yīng)用中，射頻連接器與電纜的裝配一般分為焊接和壓接兩種：焊接方法是將電纜芯線與連接器內(nèi)導(dǎo)體，電纜外導(dǎo)體與連接器內(nèi)導(dǎo)體用焊料焊接在一起；壓接方法是對壓套施加徑向力，使壓套產(chǎn)生向內(nèi)的微量變形，從而壓緊電纜。具體加工過程中先將軸套與屏蔽層焊接，焊接后切割電纜介質(zhì)，修建芯線，焊接內(nèi)導(dǎo)體等過程。

2.焊接原理

釬焊是現(xiàn)代焊接技術(shù)的三大主要組成部分之一，釬焊與其它兩類焊接技術(shù)（熔焊與壓焊）之間，雖有共同之處，但存在本質(zhì)的差別。釬焊與熔焊和壓焊相比，主要有下列不同之處：釬焊時雖有釬料熔化而母材保持固態(tài)，釬料的熔點(diǎn)低于母材熔點(diǎn)，熔化的釬料依靠潤濕和毛細(xì)作用吸入并保持在母材間隙內(nèi)，依靠液態(tài)釬料與固態(tài)母材間的相互擴(kuò)散形成冶金結(jié)合。

2.1 釬料選取

釬料是釬焊過程中加入的一種金屬或合金，它們的釬焊溫度在液相線溫度以上。釬料在釬焊過程中起著非常重要的作用。釬料是釬焊時的填充材料，釬焊件依靠熔化的釬料連接起來，釬料自身的性能及其與母材間的相互作用在很大程度上決定了釬焊接頭的性能，因此釬焊接頭的質(zhì)量主要取決于釬料。

2.2 釬焊過程

在焊接過程中，焊接的溫度和焊接時間的把握異常關(guān)鍵。若焊接時間過短。焊接升溫慢，焊劑與氧化物未反應(yīng)完全，反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡還未來得及排出，焊劑與氧化物反應(yīng)的產(chǎn)物還夾雜在焊點(diǎn)中，這些氣泡和反應(yīng)物被包裹在焊錫中將會影響高頻信號的傳輸。若焊接時間過長，焊接升溫快，將會錯過焊劑最佳的活化溫度，焊劑來不及完全反應(yīng)就揮發(fā)了，同樣會影響焊接的質(zhì)量。

3.電纜組件裝配

電纜組件制作采用的同軸電纜只有外部導(dǎo)體和內(nèi)絕緣層之間匹配緊密，才能達(dá)到所需的電氣和機(jī)械性能。而同軸電纜的制作過程會使內(nèi)部內(nèi)絕緣層在壓縮和拉伸力作用下產(chǎn)生形變。在電纜制作后的幾周內(nèi)，初始不均勻的應(yīng)力傾向于通過冷塑變形均勻化，這種變化會導(dǎo)致電纜芯部內(nèi)絕緣層縮進(jìn)電纜內(nèi)。若已成為電纜組件的電纜出現(xiàn)這種情況，會在電纜與連接器的連接界面處產(chǎn)生一定空隙，這一空隙將使駐波比增加。因此在下料后必須先消除同軸電纜的這種應(yīng)力，再進(jìn)行后續(xù)制作。

4.裝配中的主要問題及解決方案

4.1 相位控制

電氣長度是組件相位的決定因素。要時N個單元的電纜組件（N≥2）具有一致的相位，則要使其具有一致的電氣長度，影響電纜電氣長度的因素有電纜機(jī)械長度、絕緣介電常數(shù)、環(huán)境溫度和電纜彎曲等，在理想的介質(zhì)狀態(tài)及相同的環(huán)境溫度及彎曲條件下若能保證電纜的機(jī)械長度一致就能夠確保一致的電氣長度，但是電纜在制造過程中存在不可避免的介質(zhì)不均勻性，這種不均勻性既有絕緣材料本身的因素如含有雜質(zhì)氣孔等，也有電纜介質(zhì)結(jié)構(gòu)、制造工藝等因素。因此，僅靠保證機(jī)械長度一致還不能完全保證其電長度一致，組件長度越長這種相位不一致性越明顯，還需要運(yùn)用各種測試手段進(jìn)行輔助加工。

4.2 剝頭控制

當(dāng)連接器和電纜選定后，影響組件整體性能就是裝配過程。對經(jīng)過高低溫循環(huán)并常溫放置48小時的電纜進(jìn)行剝頭時要嚴(yán)格控制電纜剝頭尺寸。由于電纜下料時難避免造成電纜內(nèi)外導(dǎo)體的變形，在剝頭時應(yīng)比設(shè)計(jì)剝頭尺寸多剝5mm，再針對多余的芯線進(jìn)行修剪。國外通常采用專用剝頭設(shè)備通過計(jì)算機(jī)對剝頭尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制。在沒有專用設(shè)備的情況下，為確保剝線端面的平整與尺寸精度，針對與電纜較短且電性能指標(biāo)要求高的情況下可利用車床進(jìn)行剝線。電纜較長時，利用車床剝頭易發(fā)生扭絞，可利用端面旋切工具進(jìn)行剝線。在沒有這些工具的情況下，就需要手工剝頭，這對操作人員的技術(shù)是極高的，有時需要多次反復(fù)。

4.3 焊接控制

連接器內(nèi)導(dǎo)體的焊接通常采用25W電烙鐵，除了保證焊接本身的質(zhì)量外，連接器的高抗補(bǔ)償間隙是內(nèi)導(dǎo)體焊接中重點(diǎn)考慮的問題，若此間隙尺寸不能有效地控制將會導(dǎo)致電纜組件駐波增大的問題。焊接中采用專用的隔片來保證此補(bǔ)償間隙的尺寸。焊接前將同軸電纜芯線修剪到設(shè)計(jì)尺寸，套上隔片后將芯線裝入內(nèi)導(dǎo)體，水平頂在定位工裝上進(jìn)行焊接。焊后修平焊點(diǎn)，取下隔片。

外導(dǎo)體焊接時，選用合適的焊接烙鐵頭，先用烙鐵加熱焊接部位，并迅速加上焊錫絲，焊接時間不應(yīng)超過5秒鐘。過長的焊接時間會損壞電纜介質(zhì)，根據(jù)前面的分析介質(zhì)的改變不僅會影響電纜組件的駐波和耗損還會影響到組件的相位參數(shù)。若5秒鐘之內(nèi)未完成焊接，則應(yīng)停止操作直至焊接部位冷卻后再進(jìn)行焊接。

5.結(jié)束語

通過采取完善的工藝措施，制作出合格的射頻電纜組件。

[1]高建平，電磁波工程基礎(chǔ)，西安，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2008.

[2]丁娜，淺談射頻同軸電纜組件的構(gòu)成與設(shè)計(jì)，機(jī)電工程技術(shù)，2011.