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一种解决天线馈针焊接的工艺设计方法
  2024-01-29      245

一种解决天线馈针焊接的工艺设计方法

张峻宁,聂富刚,杨卫卫

(中兴通讯股份有限公司,广东 深圳518057)

摘要:本文提供一种高效率高质量天线馈针焊接的工艺设计方法。通过将插片改为金属馈针,馈针的一端增加金属帽。馈针一端通过通孔回流将振子和馈针焊接在一起,另外一端通过选择焊将移相器和馈针焊接在一起。该方案使用设备焊接替代了传统的手工焊接,提升了焊接效率和焊接质量。

关键字:天线、馈针、插片、高效率、高质量

1 背景描述

随着5G技术的普及,5G基站的数量也越来越多,基站天线是无线通信系统中的重要设备,其质量、性能直接影响到通信的服务水平。目前5G基站采用AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)天线,满足5G信号的频率需求的同时,尽量减小5G基站的大小。

现有的AAU天线一部分采用对称振子设计方案,对称振子方案采用振子模组,即利用与振子一体的馈针和移相器连接为一个整体,使用馈针的振子模组安装简单,但对天线性能有一定影响,并且模组需要开模,成本和灵活性受到影响。另一种方案是使用插片将天线中的振子和移相器连接,但限于插片本身的结构较薄,无法进行机贴和SMT回流焊接,只能采用手工焊,限制了AAU天线的生产效率。

2 方案设计

2.1 方案原理

为解决上述技术问题,避免手工焊接,符合批量生产,本方案的思路如下:

1、插片无法和振子面PCB一起回流,将馈针上部圆柱直径增大,大于馈针所在的通孔直径,可以将馈针搭在PCB上和振子一起回流;

2、插片无法机贴,在馈针顶部增加吸附平面;

3、无法通过设备使插片和移相器PCB连接,将馈针改为圆柱状,可以通过选择焊将馈针和移相器PCB连接。

因此技术方案是:将插片改为金属馈针,馈针的一端增加金属帽(如图1所示)。馈针一端通过通孔回流将振子和馈针焊接在一起,另外一端通过选择焊将移相器和馈针焊接在一起。

  

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图1金属馈针实物图

2.2 方案设计

为解决传统天线馈针焊接技术问题,本发明提供的技术方案是:将插片改为金属馈针,馈针的一端增加金属帽。馈针一端通过通孔回流将振子和馈针焊接在一起,另外一端通过选择焊将移相器和馈针焊接在一起。

(1)按上述方案,所述馈针的设计方法为:馈针中间为圆柱(形状不限于圆柱),一端增加圆柱金属帽(形状不限于圆柱),另一端进行倒角。

(2)按上述方案,所述馈针和振子的连接方法为:在振子面PCB侧印锡,将馈针穿过PCB,是馈针金属帽一端和振子PCB通过回流焊焊接在一起;通过铆接(固定方法不限于铆接)将振子面PCB和反射板正面连接在一起;通过铆接(固定方法不限于铆接)将移相器PCB和反射板背面连接在一起;馈针依次穿过振子面PCB、反射板、移相器PCB;最后通过选择焊(连接方法不限于选择焊)将馈针和移相器PCB焊接在一起。

2.3 方案验证

具体的工艺路径如下(如图2所示):

振子面PCB印锡→机贴馈针→通孔回流焊→振子面PCB和反射板固定→移相器PCB和反射板固定→选择焊

传统的插片焊接方式工艺路径(如图3所示):

振子面PCB和反射板固定→移相器PCB和反射板固定→从振子面PCB侧将插片手工插入→手工焊接振子面PCB侧插片→手工焊接移相器PCB侧插片

  

图2 本方案中的天线馈针焊接工艺路径

  

图3 传统插片馈针焊接的工艺路径

3 总结

与已有技术相比,本方案的创新如下:

1、将插片的结构改为可焊接的金属馈针,馈针由大小两个圆柱组成,类似于螺钉结构,代替插片连接振子面PCB、反射板和移相器PCB;

2、金属馈针可以实现机贴;

3、对于振子和馈针分离的天线板,本方案提供了一种新的互联方法,即馈针通过机贴代替传统的手工插,振子面PCB和馈针通过通孔回流焊接代替传统的手工焊接,移相器PCB和馈针通过选择焊代替传统的手工焊接;

具有以下优点:

操作简单,易于加工,节约人力,焊接质量和一致性好,保证天线性能指标的一致性,在对称振子天线板电子装联领域中具有广阔的应用前景。

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