一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构及连接方法技术

本申请公开了一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构及连接方法，涉及光电器件封装技术领域，所述连接结构包含过渡导体，所述过渡导体呈二阶圆柱状，其包含大圆柱段和小圆柱段；所述过渡导体沿轴线开设小三阶同心圆柱孔；金属管壳开设大三阶同心圆柱孔，所述大圆柱段匹配于大三阶同心圆柱孔，所述小圆柱段匹配于大三阶同心圆柱孔；所述小圆柱段的内端面从金属管壳内端面凸出，且小圆柱段的内端面对齐粘接于高频过渡基板；所述玻璃绝缘子的主体匹配于小三阶同心圆柱孔的中间孔位，且玻璃绝缘子的pin针与高频过渡基板正位连接。本申请的连接结构及连接方法，能够提高玻璃绝缘子与高频过渡基板间的互连性能，避免出现阻抗失配的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构及连接方法


[0001]本申请涉及光电器件封装
，具体涉及一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构及连接方法。

技术介绍

[0002]目前，光电器件的封装设计中，尤其是高速高带宽的光电器件的封装，由于光电芯片的功能在工作时会受到诸如气体成分(包含但不限于水汽和湿气)周围环境的影响，甚至会导致光电芯片无法正常工作。为此，需要采用气密性封装的方式对光电芯片进行有效的防护，才能保证光电芯片的发挥出正常的功能。
[0003]相关技术中，如图1所示，在对高速高带宽的光电器件进行气密性封装时，需要将玻璃绝缘子1的主体焊接到光电器件的金属管壳6上实现气密性封装；焊接后，玻璃绝缘子1中央的pin针11的一端(图1的顶端)与高频连接器连接，实现光电器件与外部高速高频信号的互连；pin针11的另一端(图1的底端)与高频过渡基板连接，再与光电芯片连接，最终实现高速高频信号从外部与光电芯片间的有效传输。因此，玻璃绝缘子1在整个光电器件封装的高速高频链路中启到了“承前连后”的关键作用。
[0004]具体地，玻璃绝缘子1与金属管壳6组成的结构为同轴传输过渡结构，在焊接组装时，首先要求金属管壳6的阶梯同心圆孔加工精度要非常高，这样才能够使得焊接组装后的玻璃绝缘子1的pin针11与金属管壳6的阶梯同心圆孔的轴线同轴，从而使得此处的阻抗不会出现畸变。
[0005]而随着光电器件信号传输速率的不断提高，频率带宽的不断增大，对金属管壳6的加工要求、玻璃绝缘子1与金属管壳6的焊接组装精度要求也越来越严苛。而且由于不同光电器件，其相应的金属管壳6结构也有所不同，差异甚大，因此，不同的金属管壳6还需要专门定制相应的夹具进行辅助焊接。即使在这种情况下，玻璃绝缘子1在焊接组装时，仍然会因为金属管壳6的加工精度、焊料质量以及焊接温度控制等原因，导致玻璃绝缘子1在焊接后出现超出允许范围的偏斜、不同心(见图1)等组装问题，使得此处出现阻抗失配，甚至由于电磁场分布与金属导体的结构强相关，在某些频点还会出现强烈的谐振，严重影响高速高频信号的传输性能。
[0006]进一步地，由于玻璃绝缘子1与金属管壳6出现了组装偏斜后会引起pin针与高频过渡基板互连时同样也出现偏斜(见图1)，而且接地效果也不好，导致出现阻抗失配，进一步恶化整个高速高频传输链路的性能。
[0007]因此，本领域技术人员亟待针对严苛的组装精度，设计一种满足要求的连接结构。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构及连接方法，能够提高玻璃绝缘子与高频过渡基板间的互连性能，避免出现阻抗失配的问题。
[0009]为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是：一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构，所述连接结构包含过渡导体，所述过渡导体呈二阶圆柱状，其包含大圆柱段和小圆柱段；所述过渡导体沿轴线开设小三阶同心圆柱孔；
[0010]与过渡导体相配合的金属管壳开设从内向外越来越大的大三阶同心圆柱孔，所述大圆柱段匹配于大三阶同心圆柱孔的中间孔位，所述小圆柱段匹配于大三阶同心圆柱孔的内侧孔位；所述小圆柱段的内端面从金属管壳内端面凸出，且小圆柱段的内端面对齐粘接于高频过渡基板；
[0011]所述玻璃绝缘子的主体匹配于小三阶同心圆柱孔的中间孔位，且玻璃绝缘子的pin针与高频过渡基板正位连接。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述玻璃绝缘子的主体外端面和大圆柱段的外端面均平齐于金属管壳外端面。
[0013]在上述技术方案的基础上，所述玻璃绝缘子的主体与小三阶同心圆柱孔的外侧孔位侧壁之间的缝隙通过高温焊料填充焊，且pin针的轴线与小三阶同心圆柱孔的轴线同轴。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述大圆柱段与大三阶同心圆柱孔的外侧孔位侧壁之间的缝隙通过低温焊料填充焊，且过渡导体的轴线与大三阶同心圆柱孔的轴线同轴。
[0015]在上述技术方案的基础上，所述过渡导体的内端面通过粘接导体同轴粘接于高频过渡基板。
[0016]本申请还公开了一种基于上述玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构的连接方法，包含以下步骤：
[0017]S1:将玻璃绝缘子的主体放置于过渡导体的小三阶同心圆柱孔的中间孔位内，进行焊接固定，使得pin针的轴线与小三阶同心圆柱孔的轴线同轴；
[0018]S2:将带玻璃绝缘子的过渡导体放置于金属管壳的大三阶同心圆柱孔的中间孔位内，确保小圆柱段的内端面从金属管壳内端面凸出，进行焊接固定；
[0019]S3:将高频过渡基板对接粘接于小圆柱段的内端面，且玻璃绝缘子的pin针与高频过渡基板正位连接。
[0020]在上述技术方案的基础上，步骤S1包含：
[0021]将玻璃绝缘子的主体与小三阶同心圆柱孔的外侧孔位侧壁之间的缝隙通过高温焊料进行填充；
[0022]将玻璃绝缘子和过渡导体整体放入加热台或者真空共晶炉中，加热熔融高温焊料并冷却固化；且在焊接时保证pin针的轴线与小三阶同心圆柱孔的轴线同轴。
[0023]在上述技术方案的基础上，步骤S2包含：
[0024]将大圆柱段与大三阶同心圆柱孔的外侧孔位侧壁之间的缝隙通过低温焊料进行填充；
[0025]将过渡导体、玻璃绝缘子和金属管壳整体放入加热台或者真空共晶炉中，加热熔融低温焊料并冷却固化。
[0026]在上述技术方案的基础上，所述玻璃绝缘子与过渡导体的焊接工作还需借助夹具装置，所述夹具装置还包含夹具盖板和两半夹具底座，每个夹具底座具有一个半圆台阶槽；
[0027]步骤S1包含：
[0028]用两半夹具底座配合夹紧过渡导体；
[0029]在将玻璃绝缘子放置于过渡导体的小三阶同心圆柱孔的中间孔位内，填充高温焊料并使得pin针的轴线与小三阶同心圆柱孔的轴线同轴；
[0030]用夹具盖板压紧固定玻璃绝缘子的主体和过渡导体的相对位置，并通过紧固螺钉固定夹具盖板和夹具底座；
[0031]将夹具装置、玻璃绝缘子和过渡导体整体放入加热台或者真空共晶炉中。
[0032]在上述技术方案的基础上，所述玻璃绝缘子的主体外端面和大圆柱段的外端面均平齐于金属管壳外端面；步骤S3包含：
[0033]将高频过渡基板侧壁粘接到金属管壳内；
[0034]采用粘接导体，将过渡导体与高频过渡基板互连粘接，将pin针和高频过渡基板正位连接。
[0035]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0036]1.本申请的玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构，对金属管壳进行改造，大三阶同心圆柱孔的孔径相比于现有技术变得更大，并额外增设过渡导体结构。在实际安装时，玻璃绝缘子和过渡导体先进行单独连接，相对于现有技术的玻璃绝缘子直接连接金属管壳，降低了连接难度，更能避免玻璃绝缘子相对于过渡导体出现偏斜和不同心的问题，而过渡导体的小圆柱段的内端面直接对齐粘接于高频过渡基板，将玻璃绝缘子、过渡导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构，其特征在于：所述连接结构包含过渡导体(2)，所述过渡导体(2)呈二阶圆柱状，其包含大圆柱段(21)和小圆柱段(22)；所述过渡导体(2)沿轴线开设小三阶同心圆柱孔(23)；与过渡导体(2)相配合的金属管壳(6)开设从内向外越来越大的大三阶同心圆柱孔(61)，所述大圆柱段(21)匹配于大三阶同心圆柱孔(61)的中间孔位，所述小圆柱段(22)匹配于大三阶同心圆柱孔(61)的内侧孔位；所述小圆柱段(22)的内端面从金属管壳(6)内端面凸出，且小圆柱段(22)的内端面对齐粘接于高频过渡基板(5)；所述玻璃绝缘子(1)的主体匹配于小三阶同心圆柱孔(23)的中间孔位，且玻璃绝缘子(1)的pin针(11)与高频过渡基板(5)正位连接。2.如权利要求1所述的一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构，其特征在于：所述玻璃绝缘子(1)的主体外端面和大圆柱段(21)的外端面均平齐于金属管壳(6)外端面。3.如权利要求1所述的一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构，其特征在于：所述玻璃绝缘子(1)的主体与小三阶同心圆柱孔(23)的外侧孔位侧壁之间的缝隙通过高温焊料(4)填充焊，且pin针(11)的轴线与小三阶同心圆柱孔(23)的轴线同轴。4.如权利要求1所述的一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构，其特征在于：所述大圆柱段(21)与大三阶同心圆柱孔(61)的外侧孔位侧壁之间的缝隙通过低温焊料(7)填充焊，且过渡导体(2)的轴线与大三阶同心圆柱孔(61)的轴线同轴。5.如权利要求1所述的一种玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构，其特征在于：所述过渡导体(2)的内端面通过粘接导体(8)同轴粘接于高频过渡基板(5)。6.一种基于权利要求1所述玻璃绝缘子与高频过渡基板的连接结构的连接方法，其特征在于，包含以下步骤：S1:将玻璃绝缘子(1)的主体放置于过渡导体(2)的小三阶同心圆柱孔(23)的中间孔位内，进行焊接固定，使得pin针(11)的轴线与小三阶同心圆柱孔(23)的轴线同轴；S2:将带玻璃绝缘子(1)的过渡导体(2)放置于金属管壳(6)的大三阶同心圆柱孔(61)的中间孔位内，确保小圆柱段(22)的内端面从金属管壳(6)内端面凸出，进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，陈世平，汪阳，张乡街，傅焰峰，
申请(专利权)人：武汉光谷信息光电子创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：