本實(shí)用新型涉及一種封裝結(jié)構(gòu)，具體涉及一種用于封裝電子芯片的封裝體，屬于超聲波焊接技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

國家能源戰(zhàn)略中提出重點(diǎn)開發(fā)海洋油氣資源，我國深海油氣資源開發(fā)裝備隊(duì)伍迎來了空前發(fā)展良機(jī)，作為深海油氣資源開發(fā)裝備隊(duì)伍的重要成員，油管及其附屬裝置承擔(dān)著輸油輸氣的關(guān)鍵任務(wù)。而以電子芯片為代表的一系列電子元器件，承擔(dān)著井下設(shè)備和深海勘探設(shè)備的全壽命周期的管理和維護(hù)使命，電子芯片中記錄了管路的各種規(guī)格參數(shù)以及維護(hù)信息，電子芯片必須通過相應(yīng)的封裝結(jié)構(gòu)可靠的安裝在對應(yīng)的管路上。無論在井下作業(yè)還是在深海作業(yè)，封裝結(jié)構(gòu)不可避免地，面臨著極其嚴(yán)苛的要求以及極其惡劣的工況，作業(yè)環(huán)境具有高壓、高溫、酸弱性、振動的特點(diǎn)。

通常地，絕大多數(shù)的封裝結(jié)構(gòu)大多采用螺紋副配合，有些氣密水密設(shè)備則采用橡膠密封圈作為密封、承壓手段。螺紋副在加工工藝中需車削極其多的牙數(shù)，密封部位需要極其長的牙數(shù)，以期達(dá)到預(yù)期的密封效果，這種設(shè)計(jì)有以下缺點(diǎn)：占據(jù)了有限空間，消弱了耐壓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，同時(shí)在具有嚴(yán)重腐蝕性的液體中螺紋配合極其容易被腐蝕失效，無法實(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境下密封和承壓。與此同時(shí)，通常方案需配置防老化的高質(zhì)量進(jìn)口密封圈以期實(shí)現(xiàn)密封，橡膠密封圈周期長，價(jià)格貴，而且使用壽命極其有限。

采用超聲波焊接也是封裝結(jié)構(gòu)的一種方式，目前的結(jié)構(gòu)往往存在著以下缺點(diǎn)：首先，零件的空間限制導(dǎo)致的壁厚過小，使得封裝體的剛度不足，進(jìn)而產(chǎn)生墩粗現(xiàn)象，圓柱形封裝在上端部收到來自超聲波焊接機(jī)的氣壓作用力，設(shè)置為3MPa，由于壁厚只有1mm，傳統(tǒng)的直接在壁厚上開一個(gè)環(huán)形槽0.5mm，將導(dǎo)致剩余壁厚只有1-0.5＝0.5mm，焊接時(shí)被嚴(yán)重墩粗；此外，傳統(tǒng)的焊接工藝在薄壁管件無法設(shè)計(jì)比較好的定位部件，焊接時(shí)容易產(chǎn)生偏移進(jìn)而導(dǎo)致廢品率居高不下；現(xiàn)有焊接結(jié)構(gòu)還存在焊接不密實(shí)，有泄漏的現(xiàn)象產(chǎn)生，原因是壁厚厚度過小導(dǎo)致的焊接線無法布置，因?yàn)楹附泳€過小導(dǎo)致的焊接強(qiáng)度不夠，傳統(tǒng)三角形焊線導(dǎo)致的剪切應(yīng)力集中于局部。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種球形對接結(jié)構(gòu)的電子芯片封裝體，封裝體采用合理的焊接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可靠封裝，能夠解決高壓(70MPa)、高溫(200℃)、沖擊及振動載荷、酸堿性環(huán)境等復(fù)雜工況下針對極其有限空間內(nèi)進(jìn)行高可靠性、長壽命周期封裝的問題。

一種球形對接結(jié)構(gòu)的電子芯片封裝體，該封裝體包括由聚醚醚酮材料制成的蓋板和盒體，外圍設(shè)備為電子芯片；

所述蓋板是具有一定厚度的圓形結(jié)構(gòu)，該圓形結(jié)構(gòu)的一側(cè)的表面上有圓柱形的凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)與圓形結(jié)構(gòu)相接處的表面上分布有環(huán)形焊道；

所述盒體為一端開放一端封閉的空心圓柱體結(jié)構(gòu)，開放端具有與蓋板環(huán)形焊道對應(yīng)的球形焊接結(jié)構(gòu)；封閉端的外側(cè)端面為圓錐形面；

蓋板通過凸起結(jié)構(gòu)與盒體的開放端配合裝配在一起，球形焊接結(jié)構(gòu)的前端插入蓋板上的環(huán)形焊道中，利用超聲波焊接將蓋板和盒體焊接成一體，電子芯片被封裝在盒體內(nèi)部。

進(jìn)一步地，所述聚醚醚酮的基材采用威格斯450，輔料采用玻纖和碳纖，兩者比例之和小于45％；注塑的過程中的溫度保持在390度，壓力保持在30MPa。

進(jìn)一步地，所述盒體的球形焊接結(jié)構(gòu)為球形橫截面，球形截面的外徑位于中性面上，球形內(nèi)部為與盒體內(nèi)腔共形的孔道；中性面為與外徑同心的半徑為內(nèi)徑、外徑平均值的圓柱面。

進(jìn)一步地，所述盒體和蓋板焊接后的封閉空腔內(nèi)填充有填料函。

進(jìn)一步地，所述環(huán)形焊道的寬度和深度分別為0.2和0.4mm，所述球形焊接結(jié)構(gòu)的高度為1.14mm。

進(jìn)一步地，所述盒體封閉端圓錐面的圓錐角為2°。

有益效果：

1、本實(shí)用新型蓋板選取的厚度和材料在保證足以承受外壓的同時(shí)，內(nèi)部圓面不會有較大程度的內(nèi)陷，進(jìn)而出現(xiàn)壓裂后導(dǎo)致具有酸性、腐蝕性的液體壓入腔體，造成被封裝的芯片壓裂、腐蝕；也能避免內(nèi)陷深度一旦較大，在中央凹陷最大的局部會產(chǎn)生應(yīng)力集中，直接作用在電子元器件的上表面，造成不必要的損傷。

2、本實(shí)用新型聚醚醚酮采用的基材能夠抵抗更高的壓力，但是流動性差；輔料中的玻纖具有強(qiáng)化剛度的作用，碳纖具有自潤滑的特性，具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)具有較高的流動性，兩者通過適當(dāng)?shù)谋壤旌献⑺艹尚秃笫沟貌牧暇哂辛己玫暮附有阅堋?/p>

3、本實(shí)用新型盒體上設(shè)計(jì)的焊接結(jié)構(gòu)一方面能夠?qū)⒑附拥哪芰窟M(jìn)行聚焦，產(chǎn)生更加強(qiáng)大的能量和高溫，瞬間熔融焊料，另一方面，能夠抵御來自上蓋的振動，不僅減少有害的振動，將其轉(zhuǎn)化為對焊接有促進(jìn)作用的有益振動，此外還增大了局部的強(qiáng)度，不至于在還沒有完全融化的時(shí)候發(fā)生壓潰等不良現(xiàn)象。

4、本實(shí)用新型盒體底部具有一定錐度的圓錐底，具有承載更高壓力更高溫度工況的能力，其錐度設(shè)計(jì)蓋板相同；盒體壁厚設(shè)計(jì)為具有抵御圓周面法向的壓力和液壓的能力。

5、本實(shí)用新型焊接結(jié)構(gòu)的球形焊線與焊道兩者相互結(jié)合，不僅不會產(chǎn)生偏焊、墩粗等現(xiàn)象，而且能夠達(dá)到更高的焊接強(qiáng)度；兩者焊接結(jié)構(gòu)具有相互補(bǔ)充作用；兩者能夠增強(qiáng)產(chǎn)品的密封，增強(qiáng)產(chǎn)品的耐壓能力，增強(qiáng)產(chǎn)品的生存能力。

附圖說明

圖1和2為本實(shí)用新型焊接前的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3和4為本實(shí)用新型焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-盒體，2-蓋板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

如附圖1和2所示，本實(shí)用新型提供了一種球形對接結(jié)構(gòu)的電子芯片封裝體，該封裝體包括蓋板2和盒體1，外圍設(shè)備為電子芯片；蓋板2和盒體1的材料采用聚醚醚酮，聚醚醚酮的基材采用威格斯450，輔料采用20％的玻纖和15％的碳纖，兩者比例之和小于45％；注塑的過程中的溫度保持在390度，壓力保持在30MPa。

如附圖5所示，蓋板2是具有一定厚度的圓形結(jié)構(gòu)，圓形結(jié)構(gòu)的厚度為1.4mm，外徑為4.1mm；該圓形結(jié)構(gòu)的一側(cè)的表面上有圓柱形的凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)的外徑為2.1mm，長度為0.95mm；凸起結(jié)構(gòu)與圓形結(jié)構(gòu)相接處的表面上分布有環(huán)形焊道，環(huán)形焊道的寬度和深度分別為0.2和0.4mm，所述球形焊接結(jié)構(gòu)的高度為1.14mm。

盒體1為一端開放一端封閉的空心圓柱體結(jié)構(gòu)，長度為19.14mm、外徑為4.1mm、內(nèi)徑為2.1mm；開放端具有與蓋板2環(huán)形焊道對應(yīng)的球形焊接結(jié)構(gòu)，盒體1的球形焊接結(jié)構(gòu)為球形橫截面，球形截面的外徑位于中性面上，球形內(nèi)部為與盒體1內(nèi)腔共形的孔道；中性面為與外徑同心的半徑為內(nèi)徑、外徑平均值的圓柱面；封閉端的端面為圓錐形面，該圓錐面的圓錐角為2°。

如附圖3和4所示，蓋板2通過凸起結(jié)構(gòu)與盒體1的開放端配合裝配在一起，球形焊接結(jié)構(gòu)的前端插入蓋板2上的環(huán)形焊道中，利用超聲波焊接將蓋板2和盒體1焊接成一體，電子芯片被封裝在盒體2內(nèi)部。

盒體1和蓋板2焊接后的封閉空腔內(nèi)填充有填料函以保障電子芯片在內(nèi)部的穩(wěn)定性。

綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。