CN108091582A - 一种高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其包含以下步骤：步骤1：将大功率芯片通过纳米银浆烧结在载体上以形成载体模块，烧结温度为T1；步骤2：将基板与电连接器焊接在盒体上，焊接温度为T2；步骤3：将表面贴装器件焊接在基板上，焊接温度为T3；步骤4：将载体模块中的载体通过纳米银浆烧结在盒体上，烧结温度为T4；步骤5：将其余芯片通过导电胶粘结在基板上，固化温度为T5。本发明所提供的装配方法可以有效确保所有温度的烧焊面及焊点不存在重熔风险；大功率芯片与载体、载体模块与盒体的装配均采用纳米银浆烧结，能够显著改善功率芯片的散热问题；使用纳米银浆作为互连材料，其可装配性及操作性均比钎焊焊料优越。

Description

一种高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法
技术领域
本发明涉及微波组件的封装技术领域，具体涉及一种高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法。
背景技术
微波混合集成电路有两种基本组装方法：“芯片与引线”，即用环氧或软钎焊把未封装的半导体器件机械粘接/焊接到基板的金属化焊盘上并通过引线键合实现电连接；“表面贴装”，即将封装好的器件、电阻、电容等软钎焊到基板上，同时实现电与机械连接。这两种方法常常在一块基板上同时使用。
上述两种装配方法同时使用时，涉及到多温度梯度的烧焊装配。在封装过程中，不允许出现前一级烧焊的焊料在后一级烧焊时发生再次融化的现象。因此需要进行带有温度梯度的烧焊装配。为了保证可靠性，相邻温度梯度的烧结温度需要相邻30℃左右。微波混合集成电路需要分别装配烧焊的对象有大功率芯片、载体、基板、SMD(Surface MountedDevices，表面贴装器件)、盒体等。
在典型装配组合中，对发热量大的大功率芯片的烧焊采用熔点为280℃的金锡焊料，逐渐不能满足散热要求(热导率＜80W/mK)。同时载体与盒体的焊接由于温度梯度的限制，只能选择140-160℃的焊料，而该区间内的焊料润湿性较差，焊接质量不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，以提高对大功率芯片的散热性能及载体与盒体的焊接性。
为达到上述目的，本发明提供了一种高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其包含以下步骤：
步骤1：将大功率芯片通过纳米银浆烧结在载体上以形成载体模块，烧结温度为T1；
步骤2：将基板与电连接器焊接在盒体上，焊接温度为T2；
步骤3：将表面贴装器件焊接在基板上，焊接温度为T3；
步骤4：将载体模块中的载体通过纳米银浆烧结在盒体上，烧结温度为T4；
步骤5：将其余芯片通过导电胶粘结在基板上，固化温度为T5。
上述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其中，所述温度满足以下条件：T1＞T2＞T3＞T4＞T5。
上述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其中，所述步骤5还包括以下步骤：在固化前，同时将其它粘结器件通过导电胶粘结在盒体上。
上述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其中，其还包括步骤6：将盖板通过激光封焊焊接在盒体上。
上述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其中，步骤2中，所述焊接的材料为SnAgCu。
上述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其中，步骤2中，所述焊接的方法为真空焊接。
上述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其中，步骤3中，所述焊接的材料为SnPb。
上述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其中，步骤3中，所述焊接的方法为回流焊接。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所提供的装配方法可以有效确保所有温度的烧焊面及焊点不存在重熔风险；
(2)大功率芯片与载体、载体模块与盒体的装配均采用纳米银浆烧结，能够显著改善功率芯片的散热问题；
(3)在载体模块与和盒体的装配中，使用纳米银浆作为互连材料，其可装配性及操作性均比钎焊焊料优越。原因是焊料融化时会导致载体模块发生显著位移，当微波组件内需要装配的载体模块数量较多时，使用焊料焊接的装配一致性较差，载体模块会随着焊料的融化被盒壁边缘吸引向上爬，焊后平整性差，必需有压焊工装进行辅助焊接。而纳米银浆在互连装配时，方法类似于导电胶粘接，位置固定，烧结后平整性良好，不需要工装配合烧结。
附图说明
图1为本发明微波组件装配的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。
如图1所示，本发明提供了一种高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其包含以下步骤：
步骤1：将大功率芯片1通过纳米银浆烧结在载体2上以形成载体模块，烧结温度为T1；
步骤2：将基板3与电连接器4焊接在盒体5上，焊接温度为T2；
步骤3：将表面贴装器件6焊接在基板3上，焊接温度为T3；
步骤4：将载体模块中的载体2通过纳米银浆烧结在盒体5上，烧结温度为T4；
步骤5：将其余芯片7通过导电胶粘结在基板3上，固化温度为T5。
优选地，所述温度满足以下条件：T1＞T2＞T3＞T4＞T5。
优选地，所述步骤5还包括以下步骤：在固化前，同时将其它粘结器件8通过导电胶粘结在盒体5上。
优选地，该装配方法还包括步骤6：将盖板通过激光封焊焊接在盒体5上。
优选地，步骤2中，所述焊接的材料为SnAgCu。
优选地，步骤2中，所述焊接的方法为真空焊接。
优选地，步骤3中，所述焊接的材料为SnPb。
优选地，步骤3中，所述焊接的方法为回流焊接。
在一实施例中，一种高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其包含以下步骤：
步骤1：将大功率芯片1烧结在载体2(用于热膨胀系数匹配过渡)上形成载体模块，使用纳米银浆进行烧结，烧结温度是250℃。
步骤2：使用熔点为217℃的SnAgCu焊片真空焊接基板3与盒体5，同时使用SnAgCu焊环真空焊接电连接器4与盒体5，真空焊接过程在真空共晶炉内进行，可以显著减少焊接气孔的产生。
步骤3：使用熔点为183℃的SnPb焊膏，利用回流焊炉，将表面贴装器件6回流焊接在基板3上。
步骤4：将步骤1烧结后的载体模块的载体2烧结到盒体5内，使用纳米银浆，烧结温度为160℃。
步骤5：使用导电胶将大功率芯片1以外的其余芯片7器件粘接在基板3上，并将其它粘结器件8粘结在盒体5上，固化温度为120℃。
步骤6：经过引线键合、调试、检验等环节后，使用激光封焊工艺进行微波盒体5的盖板的封焊。
综上所述，本发明所提供的装配方法可以有效确保所有温度的烧焊面及焊点不存在重熔风险；大功率芯片与载体、载体模块与盒体的装配均采用纳米银浆烧结，能够显著改善功率芯片的散热问题；在载体模块与和盒体的装配中，使用纳米银浆作为互连材料，其可装配性及操作性均比钎焊焊料优越。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1：将大功率芯片通过纳米银浆烧结在载体上以形成载体模块，烧结温度为T1；
步骤2：将基板与电连接器焊接在盒体上，焊接温度为T2；
步骤3：将表面贴装器件焊接在基板上，焊接温度为T3；
步骤4：将载体模块中的载体通过纳米银浆烧结在盒体上，烧结温度为T4；
步骤5：将其余芯片通过导电胶粘结在基板上，固化温度为T5。
2.如权利要求1所述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其特征在于，所述温度满足以下条件：T1＞T2＞T3＞T4＞T5。
3.如权利要求1所述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其特征在于，所述步骤5还包括以下步骤：在固化前，同时将其它粘结器件通过导电胶粘结在盒体上。
4.如权利要求1所述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其特征在于，其还包括步骤6：将盖板通过激光封焊焊接在盒体上。
5.如权利要求1所述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其特征在于，步骤2中，所述焊接的材料为SnAgCu。
6.如权利要求1所述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其特征在于，步骤2中，所述焊接的方法为真空焊接。
7.如权利要求1所述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其特征在于，步骤3中，所述焊接的材料为SnPb。
8.如权利要求1所述的高功率密度复杂组合体系微波组件的装配方法，其特征在于，步骤3中，所述焊接的方法为回流焊接。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109037087A (zh) * 2018-08-07 2018-12-18 航天恒星科技有限公司 一种毫米波收发组件高温多梯度高焊透率烧结方法
CN109994373A (zh) * 2019-04-12 2019-07-09 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种微组装裸芯片连接及返修方法
CN110181187A (zh) * 2019-05-28 2019-08-30 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 高可靠性毫米波组件阶梯焊接组装方法
CN111384601A (zh) * 2020-03-20 2020-07-07 上海无线电设备研究所 一种高集成度tr组件的焊接装配互连方法
CN111799251A (zh) * 2020-07-09 2020-10-20 华羿微电子股份有限公司 采用多芯片堆叠结构的功率分立器件及其制备方法
CN114242620A (zh) * 2021-12-14 2022-03-25 石家庄银河微波技术有限公司 一种用于大功率器件的功率管烧结方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101411077A (zh) * 2006-03-31 2009-04-15 英特尔公司 单封装无线通信装置
CN104392942A (zh) * 2014-11-05 2015-03-04 天津大学 无压低温烧结纳米银焊膏封装大功率igbt器件的方法
CN106486427A (zh) * 2016-11-21 2017-03-08 成都嘉纳海威科技有限责任公司 一种基于lcp基板的封装外壳及制备方法
JP2017143196A (ja) * 2016-02-10 2017-08-17 株式会社デンソー 電子装置及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101411077A (zh) * 2006-03-31 2009-04-15 英特尔公司 单封装无线通信装置
CN104392942A (zh) * 2014-11-05 2015-03-04 天津大学 无压低温烧结纳米银焊膏封装大功率igbt器件的方法
JP2017143196A (ja) * 2016-02-10 2017-08-17 株式会社デンソー 電子装置及びその製造方法
CN106486427A (zh) * 2016-11-21 2017-03-08 成都嘉纳海威科技有限责任公司 一种基于lcp基板的封装外壳及制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109037087A (zh) * 2018-08-07 2018-12-18 航天恒星科技有限公司 一种毫米波收发组件高温多梯度高焊透率烧结方法
CN109037087B (zh) * 2018-08-07 2020-10-23 航天恒星科技有限公司 一种毫米波收发组件高温多梯度高焊透率烧结方法
CN109994373A (zh) * 2019-04-12 2019-07-09 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种微组装裸芯片连接及返修方法
CN110181187A (zh) * 2019-05-28 2019-08-30 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 高可靠性毫米波组件阶梯焊接组装方法
CN111384601A (zh) * 2020-03-20 2020-07-07 上海无线电设备研究所 一种高集成度tr组件的焊接装配互连方法
CN111799251A (zh) * 2020-07-09 2020-10-20 华羿微电子股份有限公司 采用多芯片堆叠结构的功率分立器件及其制备方法
CN114242620A (zh) * 2021-12-14 2022-03-25 石家庄银河微波技术有限公司 一种用于大功率器件的功率管烧结方法

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