[发明专利]无专用工装实现软基片电路板与金属基体的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要用于微波/毫米波模块组件介质软基片电路板与金属基体无压板局部点压的焊接工艺方法。

背景技术

毫米波电路软基片贴装到腔体盒2上，是实现芯片及元器件之间的有效互连提供机械支撑和电气互连的基础。毫米波电路基片材料通常选用RT/duroid5880、5870，基片厚度为0.127mm和0.254mm两种规格，软基片材料薄而柔软，毫米波电路制作精细，固软基片电路焊接工艺精密，也是微组装工艺技术中关键工序之一，组装难度大，操作过程复杂。

目前行业内的毫米波电路软基片的组装方式，以合金Sn/Pb合金焊料为主的贴装工艺方式。合金贴装的组装方式已广泛应用在微组装工艺中，合金贴装优点在于，具有良好的接地效果，焊接强度较好。而且在工艺过程中和筛选过程中可能会遇到加速的机械、热和化学应力作用时，使原有软基片电路保持在它的位置不会掉下来，合金贴装的基片可以抵抗10000g以上的加速度。但是在微组装生产过程中也有一些问题日益突出，不同型号的组件、模块都需要设计专用的工装夹具，导致生产成本高和生产效率低，且操作过程中质量不稳定。传统工艺通常采用弓形夹具，通过弓形夹具上的螺栓，以三点定位的方式，将基片、压板、聚四氟乙烯板和腔体盒叠加起来进行焊接。这种焊接方式的不足之处在于，以下几个方面：

操作过程质量方面：焊料浸润过程不可视，不能确定软基片焊透情况；焊料易溢出污染微带电路，影响后道工序的金丝键合；操作难度大，软基片波导探针部位容易压塌陷；由于腔体盒2、铝压板、聚四氟乙烯压板及夹具的叠加，导致热传递慢，直接影响焊接温度和时间。

设计加工方面：工装与腔体盒2配做，且压板与腔体盒上的波珠孔的位置、焊接槽形状要完全一样，针对每一种组件都需要设计加工专用压板，腔体盒稍微一改动，压板也随之改变；压板加工错误的问题突出，如与腔体盒2不对称，不能使用，就返工，返工时间3～7天左右，生产现场常出现停工等待压板的项目。

管理和成本方面：试制、预研、和研制阶段的产品不稳定，存在反复调整电路及结构的环节，每调整修改一轮，工装压板都需要重新设计加工，原有工装夹具就都闲置或者报废，且同一个项目可能存在多个批次专用工装，导致生产现场管理难度较大，随之生产成本也会增加。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种能够提高毫米波软基片与金属基体焊接效率和质量，可有效避免传统专用工装夹具带来的一系列成本、管理和焊接质量不稳定影响的无专用工装局部点压软基片电路板与金属基体的焊接工艺方法。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种无专用工装实现软基片电路板与金属基体的焊接方法，包括如下步骤：首先在软基片电路板3背面用烙铁搪锡，采用手工搪锡，将锡均匀涂在软基片电路板背面，软基片背面搪锡为致密、均匀、连续的涂覆层；然后采用耐高温胶带4将软基片固定在焊接面涂有助焊剂的腔体盒2的焊接槽内，与腔体盒2焊接面结合紧密、平整；再将腔体盒2放置在加热台1上，随加热台1升温加热，用一段2mm～3mm焊锡丝作为熔点温度指示焊料6，采用比温度指示焊料6稍大一点的铝片或者铜片作为温度指示的载体，并将垫片和温度指示焊料6一并放置在腔体盒2上的软基片电路板焊接槽旁边，执行设置好的工艺参数；待指示焊料熔化后停止加热，再用聚四氟乙烯棒7点压软基片电路板的四边、中心点和目视基片微拱的位置，同时目视软基片的平整度后，取下腔体盒2冷却。

本发明与现有焊接方法相比较，具有如下有益效果：

本发明采用软基片背面搪锡、高温胶带固定基片和对软基片局部进行点压，确保软基片电路焊接位置精度的一致性、焊透率和平整度，实现了无专用工装焊接介质软基片电路板，且任何组件都不需要设计加工专用工装，缩短了生产流程、降低生产成本、提高了生产质量和生产效率，具体有益效果如下：

原材料方面：软基片电路板背面搪锡可修正软基片扰曲，以增加软基片电路板的硬度。使用高温胶带将软基片电路板固定在腔体盒2上，使其与腔体盒2焊接面结合紧密、平整，这样既可以修正软基片电路板扰曲，又防止软基片电路板背面的焊料熔融时移动位置和软基片局部微拱弧度过高，软基片电路板固定的位置即软基片电路板边缘和目视微拱部位。

操作方面：在介质软基片电路板焊接过程可视，可及时修正异常情况，且焊料不会溢出污染电路表面；没有专用工装的叠加，介质层的镀金层颜色不会变色，且焊接温度和时间更可控制；可实现金属腔体双面焊接软基片电路的应用。