沧州恒熙电子有限责任公司

 元件封装起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用。同时，通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。
因此，芯片需要与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。而且封装后的芯片也愈便于安装和运输。由于封装的好坏，直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB设计和，所以封装技术重要。
封装外壳的结构设计要求跟要求
<一>、金属外壳的结构设计要求
TR组件目前常用的高功率发热芯片主要有GaAs，GaN和LTCC，其中典型的整体封装外壳TR组件的几乎都为封闭式盒体结构。GaAs，GaN芯片直接或间接(有过渡层)焊接在壳体上，然后和印制板进行键合，然后整个盒体进行密封装。
该种形式TR的气密封装形式简便，但是厚度受限，一般不低于5mm。我所目前常用微波、毫米波TR组件主要是Ku，K，Ka频段，半波长在5~11毫米。当TR组件的厚度受限时，就采用局部气密封装的形式，将天线和TR做成LTCC然后将LTCC焊接在TR背板上，对LTCC进行局部气密封。
相控阵毫米波导引头TR组件由于厚度受限，设计采用局部气密封装方式。相控阵毫米波导引头天线的间距为9mm，TR组件封装外壳典型结构为间距9mm的砖式结构。双面焊接LTCC基板，单面焊接2片，该TR背板上要同时集成LTCC及收发电路，中间还有部分波导，尺寸小，器件集成度高，安装定位要素多，精度要求高。该TR背板不仅是所有元器件的安装载体，也是整个TR抵抗环境应力破坏的基体，对设计该背板的材料除应与LTCC进行热匹配外，还应有足够的强度抵抗冲击、振动等环境因素的破坏。
为了与芯片的热膨胀系数相匹配以减少工作时芯片受热应力破坏的可能，应根据芯片的热膨胀系数选择与之相近的硅铝合金复合材料，硅铝合金复合材料的导热系数目前外洋有5，6，7，9，11，13，15，17等规格，国内厂家的产品还不能全部覆盖外洋的规格。由于加工性能和采购周期的限制，结合对国内相关使用情况的调研结果，对膨胀系数为9和11两种规格的材料进行了相关的验证。从试验结果来看，膨胀系数为9和11的硅铝合金复合材料材料LTCC封装的TR组件壳体的要求
除上述电路总体要求外，由于相控阵毫米波导引头项目TR组件外壳采用新型封装材料硅铝合金复合材料为基体材料，因其高脆性特点，结合气密封装性与环境适应性要求，结构设计需保护其加工工艺性、镀覆性能、焊接性能以及使用性能等。
<二>、蝶形微波器外壳的要求
蝶形微波器外壳是在工业类电源等设备中大量使用的铝合金蝶形微波器外壳，目前国内市场需求大，适合大批量生产，国内很多蝶形微波器外壳加工企业自动化程度极低，还是人工操作为主，部分工厂过渡到了半自动生产线，依然没有实现生产线的全自动化，函待进行改造。受校企合作企业委托，对该企业现有的蝶形微波器外壳自动生产线进行优化设计。由于微波器壳产品需求的改变，决定了生产线改进与优化，同样其生产工艺也需改进与优化，从而导致控制系统进行优化设计。基于此课题，原有控制系统不能满足新的全自动生产线功能需求，论文从原有的嵌入式控制系统优化设计背景入手，分析与优化了嵌入式系统硬件和软件，满足企业新形势的要求。主要从以下几个方面进行研究：
1.根据原有的蝶形微波器外壳生产工序流程，优化设计了新的生产工序流程，其中介绍了机械手结构设计和运动分析，提出了蝶形微波器外壳全自动生产线控制系统的功能需求和性能指标，设计了两种电控优化方案，通过对比确定采用嵌入式系统控制方案。
2.通过对蝶形微波器外壳生产线嵌入式控制器硬件性能指标分析，对嵌入式控制系统硬件设计总体方案进行了优化设计，从而确定了主从控制器为相同的硬件框架。对现有的工业控制器的处理器进行调研，选择了STM32F407VET6微控制器作为本系统的核心控制芯片，能够很好地满足系统功能需求。采用模块化设计方法，完成嵌入式系统硬件优化设计，同时对通讯电路和控制电路输入输出通道的信号隔离以及电源隔离。
较后搭建了实验平台，进行了相关功能模块的测试。
3.对蝶形微波器外壳自动生产线嵌入式系统总体软件架构进行了优化设计，针对主控制器软件系统的实时性和多任务管理需求，通过对比现有嵌入式实时操作系统，选择使用了，uC/OS-III实时操作系统，同时完成了主控制器软件系统的编写，设计了良好的人机交互界面。通过对从控制器控制机械手运动算法的优化设计，进行了S型曲线速度规划并通过测试试验进行了验证，以及设计了前馈+PID反馈复合控制算法，较后通过MATLAB仿真，证明其运动算法控制性能。
4.对现有的部分生产线进行了现场调试。先对机械手、攻丝工位和放置螺钉工位进行单独调试，然后对现有装配好的生产线进行联机试验，总结出现的故障，记录试验测试数据，根据实际生产效率和产品合格率，满足合作企业的生产要求。
沧州恒熙电子有限责任公司（http://www.hengxidianzi.com）主营多种不同型号的晶振外壳、电源模块外壳、金属封装外壳，配备镀金、镀镍、镀锡、电泳漆、阳极氧化等表面处理加工车间、全部实现本厂自主生产加工能、缩短交期等问题。产品远销北京、上海、广州、深圳、西安、等地。