CN107612509A - L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微波模块制作加工工艺的技术领域，公开了一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，该加工方法包括：步骤1，将裸芯片共晶至钼铜载体上进行备用得到A；步骤2，将绝缘子和电路板烧结到壳体上得到B；步骤3，将元器件烧结到电路板上得到C；步骤4，在相应位置金丝键合D；步骤5，逐步进行调试、测试、封盖和打标，得到L波段120瓦小型化高功率放大器。该L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法能够实现输出功率高、增益高、能量转化效率高而且轻量化体积小。
Description
技术领域
本发明涉及微波模块制作加工工艺的技术领域，具体地，涉及一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法。
背景技术
高性能的微波功率模块MPM(Microwave Power Module)在电子战、雷达、通信及其他军用系统中有着广泛的应用，在民品方面主要用于通信和数据中继系统，包括地面和空间应用。L波段功率放大器是指工作频率在1-2GHz范围的功率放大器。L波段高功率放大器可广泛应用于空军、海军等装备的雷达上，还可推广应用于远程、近程等各类航管雷达系统，以及电子战设备、医疗器械、仪器仪表中。尤其是应用于卫星通信方向的功率放大器，轻量化、体积小、集成度高已经成为发展的趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，该L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法能够实现输出功率高、增益高、能量转化效率高而且轻量化体积小。
为了实现上述目的，本发明提供一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，该加工方法包括：
步骤1，将裸芯片共晶至钼铜载体上进行备用得到A；
步骤2，将绝缘子和电路板烧结到壳体上得到B；
步骤3，将元器件烧结到电路板上得到C；
步骤4，在相应位置金丝键合D；
步骤5，逐步进行调试、测试、封盖和打标，得到L波段120瓦小型化高功率放大器。
优选地，在步骤1中，将裸芯片共晶至钼铜载体上进行备用的方法包括：
将钼铜载体放在盛有无水乙醇的培养皿中用黄色软毛刷子进行刷洗，清洗干净后，放置在的烘箱内烘烤，再自然冷却至22～25℃；
将钼铜载体放在共晶台上，用牙签粘取适量的金锡焊膏放在钼铜载体上，待焊膏熔化后，夹取芯片放在钼铜载体上，使芯片和钼铜载体粘接牢固；夹取芯片和载体结合体放入对应的芯片盒内得到A。
优选地，在步骤2中，
夹取浸有纯酒精的酒精棉清洗待烧结的腔体和电路板；
分别在腔体上安装绝缘子的过孔内壁与过孔靠近腔体外面一端及绝缘子外侧点涂一圈焊膏；在电路板的背面印刷上焊膏，随后将刷有焊膏的电路板安装在腔体底部，绝缘子分别插入相对应的过孔内；
将待烧结的组件放加热平台上进行烧接，焊锡膏开始融化时，轻轻拨动绝缘子，使焊膏充分流动，焊接完成后，将焊好的组件从加热平台上取下，放置在滤纸上自然冷却；
将烧结有电路板和绝缘子的组件放置在清洗槽中；取出后放置盛有无水乙醇的培养皿中进行刷洗，再将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤，自然冷却至22～25℃，得到B。
优选地，在步骤3中，
在电路板焊盘处以及裸芯片焊盘处点涂适量的焊锡膏；
夹取芯片正确安放在相对应的焊盘上；
将安放好元器件的组件放在加热平台上进行烧结，烧结完成后，取下烧结完成后的组件放在滤纸上，自然冷却。
夹取浸有纯酒精的酒精棉，轻轻清洗烧结后的元器件；清洗完成后将清洗后的组件放置在烘箱内烘烤，自然冷却至22～25℃得到C。
优选地，在步骤4中，
打开键合加热平台，将温度设定在所需要的温度点100-110℃，预热10-20分钟；
将C固定在键合加热平台上；
进行金丝键合。
优选地，在步骤1中，烘箱的温度为50℃，烘烤时间为4-6分钟。
优选地，在步骤1中，共晶台的温度设置为290℃。
优选地，在步骤2中，加热平台的温度设置为245-255℃。
优选地，在步骤2中，将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤4-6分钟。
通过上述技术方案，经过此工艺生产的L波段120瓦小型化高功率放大器经过测试、环境实验以及整机现场调试，各项性能指标完全达到整机要求。生产此放大器的工艺流程科学、简便，生产的产品合格率较高，适合小批量生产。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法的高功率放大器的腔体结构图；
图2是说明本发明的一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法的电路板以及绝缘子装配图；
图3是说明本发明的一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法的元器件贴装图；
图4是说明本发明的一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法的金丝键合图。
附图标记说明
1 电路板 2 前级功放
3 推动级功放 4 末级功放
5、6 馈通滤波器 7、8 馈电绝缘子
9、10 射频绝缘子
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，该加工方法包括：
步骤1，将裸芯片共晶至钼铜载体上进行备用得到A；
步骤2，将绝缘子和电路板烧结到壳体上得到B；
步骤3，将元器件烧结到电路板上得到C；
步骤4，在相应位置金丝键合D；
步骤5，逐步进行调试、测试、封盖和打标，得到L波段120瓦小型化高功率放大器。
在步骤1中，将裸芯片共晶至钼铜载体上进行备用的方法包括：
将钼铜载体放在盛有无水乙醇的培养皿中用黄色软毛刷子进行刷洗，清洗干净后，放置在的烘箱内烘烤，再自然冷却至22～25℃；
将钼铜载体放在共晶台上，用牙签粘取适量的金锡焊膏放在钼铜载体上，待焊膏熔化后，夹取芯片放在钼铜载体上，使芯片和钼铜载体粘接牢固；夹取芯片和载体结合体放入对应的芯片盒内得到A。
在步骤2中，
夹取浸有纯酒精的酒精棉清洗待烧结的腔体和电路板；
分别在腔体上安装绝缘子的过孔内壁与过孔靠近腔体外面一端及绝缘子外侧点涂一圈焊膏；在电路板的背面印刷上焊膏，随后将刷有焊膏的电路板安装在腔体底部，绝缘子分别插入相对应的过孔内；
将待烧结的组件放加热平台上进行烧接，焊锡膏开始融化时，轻轻拨动绝缘子，使焊膏充分流动，焊接完成后，将焊好的组件从加热平台上取下，放置在滤纸上自然冷却；
将烧结有电路板和绝缘子的组件放置在清洗槽中；取出后放置盛有无水乙醇的培养皿中进行刷洗，再将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤，自然冷却至22～25℃，得到B。
在步骤3中，
在电路板焊盘处以及裸芯片焊盘处点涂适量的焊锡膏；
夹取芯片正确安放在相对应的焊盘上；
将安放好元器件的组件放在加热平台上进行烧结，烧结完成后，取下烧结完成后的组件放在滤纸上，自然冷却。
夹取浸有纯酒精的酒精棉，轻轻清洗烧结后的元器件；清洗完成后将清洗后的组件放置在烘箱内烘烤，自然冷却至22～25℃得到C。
在步骤4中，
打开键合加热平台，将温度设定在所需要的温度点100-110℃，预热10-20分钟；
将C固定在键合加热平台上；
进行金丝键合。
其中，在该种实施方式中，L波段120瓦小型化高功率放大器腔体结构示意图如图1，采用材料为6063的铝合金制作，表面镀上一层0.5-0.8μm金层。电路板如图2中1所示，采用介电常数为9.9，厚度为0.508mm的Rogers板制作，顶层及底层均镀厚金大于6um，制作金属化过孔。
一种L波段120瓦小型化高功率放大器制作工艺，具体包括下述步骤：
步骤1：将裸芯片共晶到钼铜载体上备用
1.1将钼铜载体放在盛有60℃无水乙醇的培养皿中用黄色软毛刷子进行刷洗，清洗干净后，放置在50℃的烘箱内烘烤5±1分钟，自然冷却至22～25℃。
1.2打开共晶台，加热平台温度设置为290℃；将载体放在共晶台上，用牙签粘取适量的280℃的金锡焊膏放在载体上，待焊膏熔化后，用镊子轻轻夹取芯片放在载体上，适度拨动芯片，使芯片和载体粘接牢固，芯片尽量位于钼铜载体中央位置；共晶完成后，用镊子轻轻夹取芯片和载体结合体放入对应的芯片盒内，恢复至常温收好，待下一步使用。需要共晶的芯片如图3中，2为NC1170C前级功放,3为推动级功放，4为末级功放。
步骤2：将绝缘子和电路板烧结到壳体上
2.1用宽嘴镊子夹取浸有纯酒精的酒精棉清洗待烧结的腔体和电路板，清洗完成后待用。
2.2打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为(45-60)psi，分别在腔体上安装绝缘子的过孔内壁与过孔靠近腔体外面一端及绝缘子外侧点涂一圈熔点为217℃成分为ALPHA OM338焊膏。在电路板的背面印刷上熔点为217℃的成分为ALPHA OM338焊膏，随后将刷有焊膏的电路板安装在腔体底部，绝缘子分别插入相对应的过孔内。安装示意图如图2所示，5、6为馈通滤波器，7、8为馈电绝缘子，9、10为射频绝缘子。
2.3加热平台温度设置为250±5℃，将所述2.2待烧结的组件放在250±5℃的加热平台上进行烧接，焊锡膏开始融化时，用镊子轻轻拨动绝缘子，使焊膏充分流动，注意不要使电路板发生移位，如有移位及时用镊子拨正确保Rogers电路板烧结位置正确。焊接完成后，将焊好的组建从加热平台上取下，放置在滤纸上自然冷却。
2.4使用汽相清洗机清洗，将烧结有电路板和绝缘子的组件放置在盛有60℃成分为ABZOL CEG CLEANER清洗剂的清洗槽中热煮泡(20±1)分钟；取出后放置盛有60℃无水乙醇的培养皿中进行刷洗，电路板表面以及绝缘子烧结处使用黄色软毛刷子刷洗，电路板四周缝隙使用肉色硬毛刷进行刷洗(5±1)分钟；再将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤(5±1)分钟，自然冷却至(22～25)℃后待用。
步骤3：将元器件烧结到电路板上
3.1打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为(45-60)psi，在电路板焊盘处以及裸芯片焊盘处点涂适量的183℃成分为SN63CR32焊锡膏。
3.2用镊子轻轻夹取芯片正确安放在相对应的焊盘上，元器件烧结图如图3所示。待烧结的元器件清单为，电阻：R1、R2、R3、R4，电容：C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14，NC1170C型前级功放2,推动级功放3和末级功放4。
3.3加热平台温度设置为190±5℃，将所述3.2安放好元器件的组件放在加热平台上进行烧结，在显微镜下观察，如元器件发生移位、翘起，用镊子轻轻拨正。烧结完成后，取下烧结完成后的组件放在滤纸上，自然冷却。
3.4用宽嘴镊子夹取浸有纯酒精的酒精棉，轻轻清洗烧结后的元器件，特别注意在清洗裸芯片时，不要划伤、损坏芯片。清洗完成后将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤(5±1)分钟，自然冷却至(22～25)℃后待用。
步骤4：在相应位置金丝键合
4.1打开键合加热平台，将温度设定在所需要的温度点(105±5)℃，预热(10-20)分钟；
4.2将3.4清洗完的组件固定在键合加热台上，确保其平整，调整工作台的高度，确保劈刀尖处于最低时要比所焊接的芯片最低的器件略低；
4.3打开747677E型三用键合机上的电源(POWER SWITCH)进入“MODEL 7700-BallBonder”拨动开关“BUFFER”转换程序模式缓冲器。调节工具加热旋钮“TOOL HEAT”，劈刀不需加热旋钮调至“0”；
4.4按照功率放大器金丝键合图图4所示，进行金丝键合。焊接时第一点焊在器件上，其位置应准确的对准其焊盘的中间位置，以保证其美观以及避免造成短路。
步骤5：调试、测试、封盖、打标
键合完成后，连接好外围电路和仪器仪表即可对L波段120瓦小型化高功率放大器进行调试和测试。调试、测试完成后即可对功率放大器进行激光封盖和打标。至此，一种L波段120瓦小型化高功率放大器制作完成。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
1.一种L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，其特征在于，该加工方法包括：
步骤1，将裸芯片共晶至钼铜载体上进行备用得到A；
步骤2，将绝缘子和电路板烧结到壳体上得到B；
步骤3，将元器件烧结到电路板上得到C；
步骤4，在相应位置金丝键合D；
步骤5，逐步进行调试、测试、封盖和打标，得到L波段120瓦小型化高功率放大器。
2.根据权利要求1所述的L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，其特征在于，在步骤1中，将裸芯片共晶至钼铜载体上进行备用的方法包括：
将钼铜载体放在盛有无水乙醇的培养皿中用黄色软毛刷子进行刷洗，清洗干净后，放置在的烘箱内烘烤，再自然冷却至22～25℃；
将钼铜载体放在共晶台上，用牙签粘取适量的金锡焊膏放在钼铜载体上，待焊膏熔化后，夹取芯片放在钼铜载体上，使芯片和钼铜载体粘接牢固；夹取芯片和载体结合体放入对应的芯片盒内得到A。
3.根据权利要求1所述的L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，其特征在于，在步骤2中，
夹取浸有纯酒精的酒精棉清洗待烧结的腔体和电路板；
分别在腔体上安装绝缘子的过孔内壁与过孔靠近腔体外面一端及绝缘子外侧点涂一圈焊膏；在电路板的背面印刷上焊膏，随后将刷有焊膏的电路板安装在腔体底部，绝缘子分别插入相对应的过孔内；
将待烧结的组件放加热平台上进行烧接，焊锡膏开始融化时，轻轻拨动绝缘子，使焊膏充分流动，焊接完成后，将焊好的组件从加热平台上取下，放置在滤纸上自然冷却；
将烧结有电路板和绝缘子的组件放置在清洗槽中；取出后放置盛有无水乙醇的培养皿中进行刷洗，再将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤，自然冷却至22～25℃，得到B。
4.根据权利要求1所述的L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，其特征在于，在步骤3中，
在电路板焊盘处以及裸芯片焊盘处点涂适量的焊锡膏；
夹取芯片正确安放在相对应的焊盘上；
将安放好元器件的组件放在加热平台上进行烧结，烧结完成后，取下烧结完成后的组件放在滤纸上，自然冷却。
夹取浸有纯酒精的酒精棉，轻轻清洗烧结后的元器件；清洗完成后将清洗后的组件放置在烘箱内烘烤，自然冷却至22～25℃得到C。
5.根据权利要求4所述的L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，其特征在于，在步骤4中，
打开键合加热平台，将温度设定在所需要的温度点100-110℃，预热10-20分钟；
将C固定在键合加热平台上；
进行金丝键合。
6.根据权利要求2所述的L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，其特征在于，在步骤1中，烘箱的温度为50℃，烘烤时间为4-6分钟。
7.根据权利要求5所述的L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，其特征在于，在步骤1中，共晶台的温度设置为290℃。
8.根据权利要求4所述的L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，其特征在于，在步骤2中，加热平台的温度设置为245-255℃。
9.根据权利要求4所述的L波段120瓦小型化高功率放大器的加工方法，其特征在于，在步骤2中，将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤4-6分钟。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180119 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |