CN107548277B - 一种tr组件压载装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微波领域，特别涉及一种TR组件压载装置及安装方法，包括底座，所述底座上设有若干共晶槽，所述共晶槽包括衬底、定位面和限位台阶，其中：所述衬底内放置有热沉载板和成型焊片，所述定位面用于放置定位钢片，所述限位台阶用于设置防止定位钢片变形和晃动的防松压块，所述防松压块上设有芯片配重压块，所述芯片压片覆盖排容及射频微带的区域分别开有排容过孔和射频微带过孔，所述排容过孔和射频微带过孔内分别设有排容配重件和射频微带配重件，本装置结构简单，操作方便，能一次性共晶焊接多个TR组件，降低TR组件的焊接空洞率。

Description

一种TR组件压载装置及安装方法

技术领域

本发明涉及微波技术领域，特别涉及一种TR组件压载装置及安装方法。

背景技术

在国内，微波领域正处于高速发展阶段，其领域技术核心仍是TR组件，TR组件包括TR组件包括芯片、射频微带和排容等器件，TR组件的电性能除与芯片性能及其匹配链路密切相关外，还与封装过程中各器件对位精度和共晶空洞率相关，对大功率TR组件而言，共晶封装过程中，芯片焊接的空洞率大小会直接影响其寿命和TR组件整体性能，现阶段，TR组件共晶焊接常采用手动镊子共晶焊和真空共晶焊两种焊接方式。

手动镊子共晶焊接方法：大多不需要辅助工装，适合小批量生产但共晶过程容易生成氧化膜，造成空洞率大且氧化渣滓多，器件会早期失效，共晶时镊子施加在芯片上的力易造成芯片崩边、崩角，由于对位和共晶时间等的限制，镊子共晶难以同时完成电路片与TR组件的安装，多个TR组件的共晶也存在难度，人为参与度高，对于人工操作要求较高，产品良率低，生产速度慢，难以实现大批量生产；

真空共晶焊焊接方法：利用真空共晶炉的真空技术，有效控制炉内气氛，通过预热、排气、真空、加温、降温、充气等过程，设置出相应的温度、气体控制曲线，从而实现共晶的全过程，真空共晶焊接效果与温度曲线设置、真空度和保护气体、夹具或压力都密切相关，操作和计算参数十分复杂；

综上所述，目前亟需一种技术方案解决采用真空共晶焊焊接，操作和计算参数十分复杂，采用手动镊子共晶焊接，容易生成氧化膜，造成空洞率大且氧化渣滓多，器件会早期失效，共晶时镊子施加在TR组件上的力易造成芯片崩边、崩角，并且对位不准确，难以同时完成电路片与TR组件的安装，多个TR组件的共晶困难，人为参与度高，对于人工操作要求较高，产品良率低，生产速度慢，难以实现大批量生产的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决采用真空共晶焊焊接，操作和计算参数十分复杂，采用手动镊子共晶焊接，容易生成氧化膜，造成空洞率大且氧化渣滓多，器件会早期失效，共晶时镊子施加在芯片上的力易造成芯片崩边、崩角，并且对位不准确、压力加载不同步，难以同时完成电路片与TR组件的安装，多个TR组件的共晶困难，人为参与度高，对于人工操作要求较高，产品良率低，生产速度慢，难以实现大批量生产的问题，从而提供一种TR组件压载装置及安装方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种TR组件压载装置，包括底座，所述底座上设有若干共晶槽，所述共晶槽包括衬底、定位面和限位台阶，其中：

所述衬底内从下至上依次叠落有热沉载板和成型焊片；

所述定位面位于所述衬底的上台阶表面区域，用于放置定位钢片；

所述限位台阶为围绕所述定位面四周的边框，用于设置防止定位钢片变形和晃动的防松压块；

所述定位钢片位于成型焊片的上端区域开有与TR组件适配的通孔，所述TR组件放置于通孔内并与成型焊片接触，所述定位钢片的顶面设有芯片压片；

所述芯片压片上设有芯片配重压块，所述芯片压片覆盖排容及射频微带的区域分别开有排容过孔和射频微带过孔，所述排容过孔和射频微带过孔内分别设有排容配重件和射频微带配重件。

热沉载板具有定位和导热作用，成型焊片放置于热承载板的上端，通过定位钢片将热沉载板和成型焊片固定于衬底内，防松压块可防止定位钢片变形和晃动，防松压块设置于限位台阶内，可防止防松压块的晃动，定位钢片位于成型焊片的上端区域开有与TR组件适配的通孔，TR组件放置于通孔内并与成型焊片接触，解决了共晶时采用镊子施加在芯片上的力易造成芯片崩边、崩角的问题，在定位钢片的顶面设有芯片压片，芯片压片上设有芯片配重压块，芯片压片覆盖排容及射频微带的区域分别开有排容过孔和射频微带过孔，通过芯片压片上的芯片配重压块以及在排容过孔和射频微带过孔内分别设置的排容配重件和射频微带配重件，达到精确对位和对芯片、排容及射频微带加压的目的，从而实现将TR组件一次性共晶在热沉载板上，减少共晶过程中产生的氧化膜，降低TR组件的空洞率，本装置结构简单，操作方便，且定位准确，底座上设有若干共晶槽，从而实现一套工装可同时进行真空共晶焊接多个TR组件，可多组工装同时放入真空共晶炉里进行焊接，能大大提高生产效率和节约生产成本。

优选的，所述底座为铝质材料结构件，所述衬底的加工精度为±0.02㎜，底座采用铝质材料结构件，使衬底传热性能和加工性能好，且不粘锡，衬底的加工精度为±0.02㎜，提高了热沉载板和成型焊片的安装精度。

优先的，所述防松压块为不锈钢或黄铜材质结构件，因定位钢片较薄，虽面积很小且有螺钉定位，但共晶放TR组件的器件时，还是存在定位钢片变形晃动的情形，于是在钢片外围上增加了一个防松压块，防松压块采用不锈钢或黄铜材质，可有效的防止定位钢片晃动。

优选的，所述芯片压片和定位钢片的顶面接触并通过螺钉与定位面固定，芯片压片和定位钢片通过螺钉与定位面固定，可有效防止芯片压片和定位钢片的晃动。

优先的，所述芯片压片的厚度≥0.2㎜，芯片压片太薄会存在钢片不平整的问题，芯片压片的厚度≥0.2㎜，方便加工且表面保持平整，可与TR组件上表面可压区域很好贴合。

优选的，所述芯片配重压块覆盖排容和射频微带区域加工有用于安装排容配重件和射频微带配重件的过孔，芯片配重压块覆盖排容和射频微带区域加工有用于安装排容配重件和射频微带配重件的过孔，通过在过孔内分别安装排容配重件和射频微带配重件，使TR组件一次性共晶在热承载板上。

优选的，所述排容配重件和射频微带配重件与芯片配重压块均采用间隙配合，排容配重件和射频微带配重件与芯片配重压块均采用间隙配合，使配重件和射频微带配重件的自身重力完全作用在相应物体上。

优选的，所述射频微带配重件外部设有通过放置于底座上的射频微带配重导向板，因TR组件尺寸很小，受结构尺寸限制，往往接触点面积都小于1mm²,射频微带配重组件可以采用下部细上部粗的结构形状增加重量,通过在射频微带配重件外部设置射频微带配重导向板进行射频微带配重件定位。

本发明还提供了一种TR组件压载装置的安装方法，其包括以下步骤：

(1)将具有若干共晶槽的底座一次性成型，每个所述共晶槽包括衬底、定位面和限位台阶；

(2)将热沉载板安装于底座的衬底上；

(3)将成型焊片放置于热沉载板上；

(4)通过螺钉定位方式将定位钢片放置到底座的定位面上；

(5)将防松压块放置于定位钢片上；

(6)将TR组件按要求用镊子夹持放置于定位钢片对应通孔内；

(7)通过螺钉定位方式将芯片压片放置到定位钢片上；

(8)芯片压片上放置芯片配重压块；

(9)通过芯片配重压块的过孔安装排容配重件；

(10)安装射频微带配重件导向板；

(11)通过芯片配重压块的过孔安装射频微带配重件，完成芯片TR组件的压载安装。

将具有若干共晶槽的底座一次性成型，每个共晶槽包括衬底、定位面和限位台阶，从而可同时真空共晶焊接多个TR组件，大大提高生产效率和节约生产成本，通过定位钢片和芯片压片的螺钉定位以及在定位钢片上设置防松压块，以保证了定位钢片不变形和产生上下晃动提高在定位钢片内的TR组件共晶焊接时的对位精度，在芯片压片上放置芯片配重压块实现芯片进行加压，通过芯片配重压块的过孔安装排容配重件实现排容进行加压，安装射频微带配重件导向板具有定位射频微带配重件的作用，通过芯片配重压块的过孔安装射频微带配重件实现对射频微带压，从而可达到对TR组件的芯片、排容和射频微带加压的目的，进而使TR组件能一次性共晶在热沉载板上，降低TR组件的焊接空洞率。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明一种TR组件压载装置及安装方法热沉载板具有定位和导热作用，成型焊片放置于热承载板的上端，通过定位钢片将热沉载板和成型焊片固定于衬底内，防松压块可防止定位钢片变形和晃动，防松压块设置于限位台阶内，可防止防松压块的晃动，定位钢片位于成型焊片的上端区域开有与TR组件适配的通孔，TR组件放置于通孔内并与成型焊片接触，解决了共晶时采用镊子施加在芯片上的力易造成芯片崩边、崩角的问题，在定位钢片的顶面设有芯片压片，芯片压片上设有芯片配重压块，芯片压片覆盖排容及射频微带的区域分别开有排容过孔和射频微带过孔，通过芯片压片上设置芯片配重压块以及在排容过孔和射频微带过孔内分别设置排容配重件和射频微带配重件，达到精确对位和对芯片、排容及射频微带加压的目的，从而实现将TR组件一次性共晶在热沉载板上，减少共晶过程中产生的氧化膜，降低TR组件的空洞率，本装置结构简单，操作方便，且定位准确，底座上设有若干共晶槽，从而实现一套工装可同时进行真空共晶焊接多个TR组件，可多组工装同时放入真空共晶炉里进行焊接，能大大提高生产效率和节约生产成本。

将具有若干共晶槽的底座一次性成型，每个共晶槽包括衬底、定位面和限位台阶，从而可同时真空共晶焊接多个TR组件，大大提高生产效率和节约生产成本，通过定位钢片和芯片压片的螺钉定位以及在定位钢片上设置防松压块，以保证了定位钢片不变形和产生上下晃动提高在定位钢片内的TR组件共晶焊接时的对位精度，在芯片压片上放置芯片配重压块可实现芯片进行加压，通过芯片配重压块的过孔安装排容配重件实现排容进行加压，安装射频微带配重件导向板具有定位射频微带配重件的作用，通过芯片配重压块的过孔安装射频微带配重件实现对射频微带压，从而可达到对TR组件的芯片、排容和射频微带加压的目的，进而使TR组件能一次性共晶在热沉载板上，降低TR组件的焊接空洞率。

本申请其他实施方式的有益效果是：

1.底座采用铝质材料结构件，使衬底传热性能和加工性能好，且不粘锡，衬底的加工精度为±0.02㎜，提高了热沉载板和成型焊片的安装精度。

2.因定位钢片较薄，虽面积很小且有螺钉定位，但共晶放TR组件的器件时，还是存在定位钢片变形晃动的情形，于是在钢片外围上增加了一个防松压块，防松压块采用不锈钢或黄铜材质，可有效的防止定位钢片晃动。

3.芯片压片和定位钢片通过螺钉与定位面固定，可有效防止芯片压片和定位钢片的晃动。

4.芯片压片太薄会存在钢片不平整的问题，芯片压片的厚度≥0.2㎜，方便加工且表面保持平整，可与TR组件上表面可压区域很好贴合。

5.芯片配重压块覆盖排容和射频微带区域加工有用于安装排容配重件和射频微带配重件的过孔，通过在过孔内分别安装排容配重件和射频微带配重件，使TR组件一次性共晶在热承载板上。

6.排容配重件和射频微带配重件与芯片配重压块均采用间隙配合，使配重件和射频微带配重件的自身重力完全作用在相应物体上。

7.因TR组件尺寸很小，受结构尺寸限制，往往接触点面积都小于1mm²,射频微带配重件可以采用下部细上部粗的结构形状增加重量,通过在射频微带配重件外部设置射频微带配重导向板进行射频微带配重件定位。

附图说明

图1为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的结构示意图；

图2为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的底座的结构示意图；

图3为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的底座、热承载板，成型焊片、定位钢片、TR组件和芯片压片的爆炸图结构示意图；

图4为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的芯片配重压块的结构示意图；

图5为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的排容配重件的结构示意图；

图6为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的射频微带配重导向板的结构示意图；

图7为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的射频微带配重件的结构示意图；

图8为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的热承载板的安装结构示意图；

图9为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的成型焊片的安装结构示意图；

图10为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的定位钢片的安装结构示意图；

图11为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的防松压块的安装结构示意图；

图12为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的TR组件的安装结构示意图；

图13为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的芯片压片的安装结构示意图；

图14为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的芯片配重压块的安装结构示意图；

图15为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的排容配重件的安装结构示意图；

图16为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的射频微带配重导向板的安装结构示意图；

图17为本发明一种TR组件压载装置及安装方法的射频微带配重件的安装结构示意图。

附图标记

1-底座，2-热承载板，3-成型焊片，4-定位钢片，5-防松压块，6-TR组件，7-芯片压片，8-芯片配重压块，9-排容配重件，10-射频微带配重导向板，11-射频微带配重件，12-共晶槽，121-衬底，122-定位面，123-限位台阶,13-螺钉。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如附图1至附图17所示本实施例一种TR组件压载装置及安装方法包底座1，热承载板2，成型焊片3，定位钢片4，防松压块5，TR组件6，芯片压片7，芯片配重压块8，排容配重件9，射频微带配重导向板10，射频微带配重件11，共晶槽12，衬底121，定位面122，限位台阶123，螺钉13，高密度多芯片与热沉载板真空共晶焊接工装，用工装来保证将TR组件6上3种不同厚度的器件(芯片、排容及微带，结构尺寸小于2mm,厚度0.1以上)，通过工装对器件定位和对不同高度器件分开加压，能一次性共晶在一个小的热沉载板上，保证空洞率小于20％；

热沉载板2具有定位和导热作用，成型焊片3放置于热承载板2的上端，通过定位钢片4将热沉载板2和成型焊片3固定于衬底121内，防松压块5可防止定位钢片4变形和晃动，防松压块5设置于限位台阶123内，可防止防松压块5的晃动，定位钢片4位于成型焊片3的上端区域开有与TR组件6适配的通孔，TR组件6放置于通孔内并与成型焊片3接触，解决了共晶时采用镊子施加在芯片上的力易造成芯片崩边、崩角的问题，在定位钢片4的顶面设有芯片压片7，芯片压片7上设有芯片配重压块8，芯片压片7覆盖排容及射频微带的区域分别开有排容过孔和射频微带过孔，通过在芯片压片7上设置芯片配重压块8以及排容过孔和射频微带过孔内分别设置排容配重件9和射频微带配重件11，达到精确对位和对芯片、排容及射频微带加压的目的，从而实现将TR组件6一次性共晶在热沉载板上，减少共晶过程中产生的氧化膜，降低TR组件6的空洞率，本装置结构简单，操作方便，且定位准确，底座1上设有若干共晶槽12，从而实现一套工装可同时进行真空共晶焊接多个TR组件6，可多组工装同时放入真空共晶炉里进行焊接，能大大提高生产效率和节约生产成本。

底座1采用铝质材料结构件，使衬底121传热性能和加工性能好，且不粘锡，衬底121的加工精度为±0.02㎜，提高了热沉载板2和成型焊片3的安装精度。

因定位钢片4较薄，虽面积很小且有螺钉13定位，但共晶放TR组件6的器件时，还是存在定位钢片4变形晃动的情形，于是在钢片外围上增加了一个防松压块5，防松压块5采用不锈钢或黄铜材质，可有效的防止定位钢片4晃动。

芯片压片7和定位钢片4通过螺钉13与定位面122固定，可有效防止芯片压片7和定位钢片4的晃动。

芯片压片7太薄会存在钢片不平整的问题，芯片压片7的厚度≥0.2㎜，方便加工且表面保持平整，可与TR组件6上表面可压区域很好贴合。

芯片配重压块8覆盖排容和射频微带区域加工有用于安装排容配重件9和射频微带配重件11的过孔，通过在过孔内分别安装排容配重件9和射频微带配重件11，可使TR组件6一次性共晶在热承载板上。

排容配重件9和射频微带配重件11与芯片配重压块8均采用间隙配合，使配重件9和射频微带配重件11的自身重力完全作用在相应物体上。

因TR组件6尺寸很小，受结构尺寸限制，往往接触点面积都小于1mm²,射频微带配重件11可以采用下部细上部粗的结构形状增加重量,通过在射频微带配重件11外部设置射频微带配重导向板10进行射频微带配重件11定位。

实施例2

如附图1至附图17，所示本实施例一种TR组件压载装置及安装方法，将具有若干共晶12的底座1一次性成型，每个共晶槽12包括衬底121、定位面122和限位台阶123，从而可同时真空共晶焊接多个TR组件6，大大提高生产效率和节约生产成本，通过定位钢片4和芯片压片7的螺钉13定位以及在定位钢片4上设置防松压块5，以保证了定位钢片4不变形和产生上下晃动提高在定位钢片4内的TR组件6共晶焊接时的对位精度，在芯片压片7上放置芯片配重压块8实现芯片进行加压，通过芯片配重压块8的过孔内安装排容配重件9实现排容进行加压，安装射频微带配重件导向板10具有定位射频微带配重件11的作用，通过芯片配重压块8的过孔安装射频微带配重件11实现对射频微带压，从而可达到对TR组件6的芯片、排容和射频微带加压的目的，进而使TR组件6能一次性共晶在热沉载板上，降低TR组件6的焊接空洞率。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种TR组件压载装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)上设有若干共晶槽(12)，所述共晶槽(12)包括衬底(121)、定位面(122)和限位台阶(123)，其中：

所述衬底(121)内从下至上依次叠放有热沉载板(2)和成型焊片(3)；

所述定位面(122)为位于所述衬底的上表面四周的区域，用于适配并放置定位钢片(4)；

所述限位台阶(123)为围绕所述定位面(122)四周的边框，用于设置防止定位钢片(4)变形和晃动的防松压块(5)；

所述定位钢片(4)位于成型焊片(3)的上端区域开有与TR组件(6)适配的通孔，所述TR组件(6)放置于通孔内并与成型焊片(3)接触，所述定位钢片(4)的顶面设有芯片压片(7)；

所述芯片压片(7)上设有芯片配重压块(8)，所述芯片压片(7)覆盖排容及射频微带的区域分别开有排容过孔和射频微带过孔，所述排容过孔和射频微带过孔内分别设有排容配重件(9)和射频微带配重件(11)；

所述芯片配重压块(8)覆盖排容和射频微带区域加工有用于安装排容配重件(9)和射频微带配重件(11)的过孔。

2.根据权利要求1所述的一种TR组件压载装置，其特征在于：所述底座(1)为铝质材料结构件，所述衬底(121)的加工精度为±0.02㎜。

3.根据权利要求1所述的一种TR组件压载装置，其特征在于：所述防松压块(5)为不锈钢或黄铜材质结构件。

4.根据权利要求1所述的一种TR组件压载装置，其特征在于：所述芯片压片(7)和定位钢片(4)均通过螺钉(13)与定位面(122)固定。

5.根据权利要求4所述的一种TR组件压载装置，其特征在于：所述芯片压片(7)的厚度≥0.2㎜。

6.根据权利要求1所述的一种TR组件压载装置，其特征在于：所述排容配重件(9)和射频微带配重件(11)均与芯片配重压块(8)间隙配合。

7.根据权利要求6所述的一种TR组件压载装置，其特征在于：所述射频微带配重件(11)外部设有射频微带配重导向板(10)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种TR组件压载装置的安装方法，其特征在于：

(1)将具有若干共晶槽(12)的底座(1)一次性成型，每个所述共晶槽(12)包括衬底(121)、定位面(122)和限位台阶(123)；

(2)将热沉载板(2)安装于底座(1)的衬底(121)上；

(3)将成型焊片(3)放置于热沉载板(2)上；

(4)通过螺钉定位方式将定位钢片(4)放置到底座(1)的定位面(122)上；

(5)将防松压块(5)放置于定位钢片(4)上；

(6)将TR组件(6)按要求用镊子夹持放置于定位钢片(4)对应通孔内；

(7)通过螺钉定位方式将芯片压片(7)放置到定位钢片(4)上；

(8)芯片压片(7)上放置芯片配重压块(8)；

(9)通过芯片配重压块(8)的过孔安装排容配重件(9)；

(10)安装射频微带配重件导向板(10)；

(11)通过芯片配重压块(8)的过孔安装射频微带配重件(11)，完成芯片TR组件的安装。