CN108768304A - 一种s波段50瓦功率放大器的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种S波段50瓦功率放大器的制作工艺，包括以下步骤：步骤1、将放大器芯片共晶在钼铜载体上；步骤2、将元器件烧结到电路板上；步骤3、将烧结好元器件的电路板、共晶后的组件和绝缘子烧结到腔体上；步骤4、金丝键合；步骤5、对装配完成的组件进行调试、测试、封盖和打标,经过此工艺生产的S波段50瓦脉冲功率放大器经过测试、环境实验以及整机现场调试，各项技术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之前有较大的提高，降低了生产成本、提高了生产效率值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及微波模块制作加工工艺技术领域的放大器的加工方法，尤其涉及一种S波段50瓦功率放大器的加工制作工艺。
背景技术
S波段广泛应用于信号中继、卫星通信、雷达通信等领域。S波段信号在传播过程中因其自身特性会产生阴影区问题，为解决S波段卫星信号阴影区问题而建立了S波段地面增补网络。在S波段地面增补转发过程中，根据阴影遮挡范围和实际覆盖环境，采用移频和同频两种转发方式。而不管是采用移频转发方式还是采用同频转发方式，地面接收到的信号最终都需要经过变频放大后以S 波段频率重新发射，使覆盖范围内的S波段信号达到接收要求。本发明涉及到的就是将接收到的信号放大后以S波段重新发射出去的放大器部分。针对该部分的制作工艺仍存在不足之处，合格率和生产效率方面仍有待提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种能够提高S波段50瓦功率放大器生产效率和合格率的制造工艺。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种S波段50瓦功率放大器的制作工艺，包括以下步骤：
步骤1、将放大器芯片共晶在钼铜载体上；
步骤2、将元器件烧结到电路板上；
步骤3、将烧结好元器件的电路板、共晶后的组件和绝缘子烧结到腔体上；
步骤4、金丝键合；
步骤5、对装配完成的组件进行调试、测试、封盖和打标。
所述步骤1包括以下步骤：
步骤1.1、清洗钼铜载体，清洗干净后，将钼铜载体放置在烘箱内烘烤，之后将钼铜载体自然冷却；
步骤1.2、打开共晶台，将钼铜载体放在共晶台上并加热上，粘取金锡焊膏放在钼铜载体上，待焊膏熔化后，夹取放大器芯片放在钼铜载体上，共晶完成后，夹取放大器芯片和钼铜载体结合体放入对应的芯片盒内，恢复至常温后待下一步使用。
所述步骤1.1中，将钼铜载体放在盛有60℃无水乙醇的培养皿中用软毛刷子进行刷洗，钼铜载体放置在50℃的烘箱内烘烤5±1分钟，之后自然冷却至 22～25℃；
所述步骤1.2中，共晶台采用加热平台加热，加热平台温度设置为290℃，粘取的金锡焊膏温度为280℃，将放大器芯片放在钼铜载体后拨动放大器芯片使放大器芯片和钼铜载体粘接牢固。
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1、分别将腔体、绝缘子和电路板进行清洗，再将腔体、绝缘子和电路板放置在烘箱内烘烤，之后进行自然冷却；
步骤2.2、用点胶机在电路板焊盘处点涂上焊锡膏，夹取电容和电阻器件安放在点涂有焊锡膏的焊盘处；
步骤2.3、开启加热平台，将待烧结的组件放在加热平台上进行烧结，组件烧结完成后将烧结完成的组件自然冷却；
步骤2.4、清洗组件，将组件放置在清洗剂中热煮泡，之后将组件刷洗；再将清洗后的组件放置烘箱内烘烤，最后将组件自然冷却至。
所述步骤2.1中，将腔体、绝缘子和电路板放在盛有60℃无水乙醇的培养皿中用软毛刷子刷洗，之后将腔体、绝缘子和电路板房子在放置在50℃的烘箱内烘烤5±1分钟，之后自然冷却至22～25℃；
所述步骤2.2中，点胶机模式设置为连续点胶模式，压力设置为45-60psi，点胶机将熔点为217℃成分为ALPHA OM338的焊锡膏点涂在电路板焊盘处；
所述步骤2.3中，加热平台温度设置为230±5℃，在烧结过程中，在显微镜下观察组件，如烧结过程中出现元器件移位、起翘现象，则用镊子拨正；
所述步骤2.4中，用汽相清洗机清自然冷却的组件，将组件放置在盛有60℃成分为ABZOL CEG CLEANER清洗剂的清洗槽中热煮泡20±1分钟，之后将组件放置盛有60℃无水乙醇的培养皿中使用软毛刷子进行刷洗，再将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤5±1分钟，之后自然冷却至22～25℃后待用。
所述步骤3包括以下步骤：
步骤3.1、用点胶机在腔体安装绝缘子的过孔内壁与过孔靠近腔体外面一端，以及绝缘子外侧点涂一圈焊锡膏，然后将绝缘子安装在腔体过孔上，用点胶机在腔体底部电路板和共晶焊盘处点涂上焊锡膏,将电路板和共晶后的组件安放在腔体底部涂有焊锡膏的焊盘上；
步骤3.2、开启加热平台，将组件放在加热平台上进行烧结，烧结完成后将烧结完成的组件自然冷却，最后清洁烧结后的组件。
所述步骤3.1中，点胶机模式设置为连续点胶模式，压力设置为45-60psi，利用点胶机点涂在腔体和绝缘子上的焊锡膏熔点为183℃成分为SN63CR32，利用点胶机点涂在腔体底部电路板和共晶焊盘处的焊锡膏熔点为183℃成分为 SN63CR32；
所述步骤3.2、加热平台温度设置为200±5℃，利用加热平台烧结过程中，在显微镜下观察，如烧结过程中出现电路板和共晶后的组件位置发生偏移，则用镊子轻轻拨正，或用注射器加入松香水使烧结更充分，清洁烧结后的组件时利用酒精棉球擦拭组件。
所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1、打开键合加热平台，安装球焊瓷嘴；
步骤4.2、将组件固定在键合加热台上，将固定有待键合组件的加热台置于显微镜镜头下；
步骤4.3、进行金丝键合。
所述步骤4.1中，键合加热台温度设定在105±5℃，预热10-20分钟；
所述步骤4.2中，组件固定在键合加热台上时，劈刀尖位置低于所焊接在放大器芯片上最低位置的器件。
一种S波段50瓦功率放大器，包括烧结到腔体内的钼铜载体、放大器芯片、电路板和绝缘子，所述S波段50瓦功率放大器采用所述的制作工艺加工。
本发明的优点在于，经过此工艺生产的S波段50瓦脉冲功率放大器经过测试、环境实验以及整机现场调试，各项技术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之前有较大的提高，降低了生产成本、提高了生产效率值得推广。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为S波段50瓦功率放大器腔体结构示意图；
图2-1为S波段50瓦功率放大器放大器芯片U1共晶示意图；
图2-2为S波段50瓦功率放大器放大器芯片U2共晶示意图；
图3为元器件烧结装配图；
图4为S波段50瓦功率放大器烧结装配示意图；
图5为S波段50瓦功率放大器金丝键合装配示意图。
具体实施方式
本发明一种S波段50瓦功率放大器的制作工艺主要包括下述步骤：
步骤1：将放大器芯片共晶在钼铜载体上；
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℃；将钼铜载体放在共晶台上，用牙签粘取适量的280℃的金锡焊膏放在钼铜载体上，待焊膏熔化后，用镊子轻轻夹取放大器芯片放在钼铜载体上，适度拨动放大器芯片，使放大器芯片和钼铜载体粘接牢固；共晶完成后，用镊子轻轻夹取放大器芯片和钼铜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 2-1和图2-2所示，其中图2-1中，U1为放大器芯片BW259,C5、C6、C7、C9、 C10、C11、C12、C14为0.381mm*0.381mm的100pF的芯片电容，C8、C13为0.9mm*0.9mm的1000pF的芯片电容；图2-2中，U2为放大器芯片BW257,C15、 C16、C17、C18、C19、C20、C22、C23为0.381mm*0.381mm的100pF的芯片电容， C21为0.9mm*0.9mm的1000pF的芯片电容。
步骤2：将元器件烧结到Rogers电路板上；
2.1分别将腔体、绝缘子和Rogers电路板放在盛有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，将腔体、绝缘子和Rogers电路板放置在50℃的烘箱内烘烤5±1分钟，自然冷却至22～25℃。
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，在 Rogers电路板焊盘处点涂上适量的熔点为217℃成分为ALPHA OM338的焊锡膏。用镊子轻轻夹取电容和电阻器件，正确安放在点涂有焊锡膏的焊盘处。按照元器件烧结装配图图3操作。R1为300Ω贴片电阻，R2为560Ω贴片电阻，R3、 R4为100Ω贴片电阻，R5为220Ω贴片电阻，R6为330Ω贴片电阻。
2.3加热平台温度设置为230±5℃，将所述2.2待烧结的组件放在220±5℃的加热平台上进行烧结。在显微镜下观察，如烧结过程中出现元器件移位、起翘现象，用镊子轻轻拨正。烧结完成后将烧结完成的组件放置在滤纸上自然冷却。
2.4使用汽相清洗机清洗，将烧结好元器件的Rogers电路板放置在盛有 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使用黄色软毛刷子刷洗进行刷洗；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：将烧结好元器件的电路板、共晶后的组件和绝缘子烧结到腔体上；
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 2.1清洗干净的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183℃成分为SN63CR32焊锡膏，然后将绝缘子正确安装在腔体过孔上。在腔体底部电路板和共晶焊盘处点涂上适量熔点为183℃成分为 SN63CR32的焊锡膏,将电路板和共晶后的组件U1、U2正确安放在腔体底部涂有焊锡膏的焊盘上。具体电路板和共晶后组件的烧结位置，参照图4，S波段50 瓦功率放大器烧结装配示意图，其中绝缘子1为+28V供电，绝缘子2为-5V供电，绝缘子3为信号输入口，绝缘子4为信号输出口。
3.2加热平台温度设置为200±5℃，将所述3.1待烧结的组件放在200±5℃的加热平台上进行烧结。在显微镜下观察，如烧结过程中出现电路板和共晶后的组件U1、U2位置发生偏移，用镊子轻轻拨正，必要时用注射器加入适量的松香水使烧结更充分，烧结完成后将烧结完成的组件放置在滤纸上自然冷却。用尖嘴镊子夹取浸有酒精的酒精棉球，清洗烧结后的组件，注意清洗时不要污染共晶后的裸芯片。
步骤4：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(设置方法：按住温控器面板上的“P”按键，即可进入温度补偿参数调节界面)；安装球焊瓷嘴，注意调整好瓷嘴尖端与打火杆之间的距离，将金丝安装到位。
4.2将3.2清洗干净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放大器芯片最低的器件略低；将固定有待键合组件的加热台置于显微镜镜头下，从其中观察并同时调整显微镜仰角，焦距和放大倍数，使视野清晰便于操作。
4.3对照图5，S波段50瓦功率放大器金丝键合示意图，进行金丝键合，确保金丝键合时准确无误。焊接时第一点焊在器件上，其位置应对准焊盘的中间位置，以保证其美观和避免造成短路。
步骤5：对装配完成的组件进行调试、测试、封盖和打标；
连接好外围电路和仪器仪表后即可对组装好的组件进行调试、测试，调试、测试完成后，封盖、打标。至此，一种S波段50瓦功率放大器制作完成。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种S波段50瓦功率放大器的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将放大器芯片共晶在钼铜载体上；
步骤2、将元器件烧结到电路板上；
步骤3、将烧结好元器件的电路板、共晶后的组件和绝缘子烧结到腔体上；
步骤4、金丝键合；
步骤5、对装配完成的组件进行调试、测试、封盖和打标。
2.根据权利要求1所述的S波段50瓦功率放大器的制作工艺，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：
步骤1.1、清洗钼铜载体，清洗干净后，将钼铜载体放置在烘箱内烘烤，之后将钼铜载体自然冷却；
步骤1.2、打开共晶台，将钼铜载体放在共晶台上并加热上，粘取金锡焊膏放在钼铜载体上，待焊膏熔化后，夹取放大器芯片放在钼铜载体上，共晶完成后，夹取放大器芯片和钼铜载体结合体放入对应的芯片盒内，恢复至常温后待下一步使用。
3.根据权利要求2所述的S波段50瓦功率放大器的制作工艺，其特征在于：所述步骤1.1中，将钼铜载体放在盛有60℃无水乙醇的培养皿中用软毛刷子进行刷洗，钼铜载体放置在50℃的烘箱内烘烤5±1分钟，之后自然冷却至22～25℃；
所述步骤1.2中，共晶台采用加热平台加热，加热平台温度设置为290℃，粘取的金锡焊膏温度为280℃，将放大器芯片放在钼铜载体后拨动放大器芯片使放大器芯片和钼铜载体粘接牢固。
4.根据权利要求1所述的S波段50瓦功率放大器的制作工艺，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1、分别将腔体、绝缘子和电路板进行清洗，再将腔体、绝缘子和电路板放置在烘箱内烘烤，之后进行自然冷却；
步骤2.2、用点胶机在电路板焊盘处点涂上焊锡膏，夹取电容和电阻器件安放在点涂有焊锡膏的焊盘处；
步骤2.3、开启加热平台，将待烧结的组件放在加热平台上进行烧结，组件烧结完成后将烧结完成的组件自然冷却；
步骤2.4、清洗组件，将组件放置在清洗剂中热煮泡，之后将组件刷洗；再将清洗后的组件放置烘箱内烘烤，最后将组件自然冷却至。
5.根据权利要求4所述的S波段50瓦功率放大器的制作工艺，其特征在于：所述步骤2.1中，将腔体、绝缘子和电路板放在盛有60℃无水乙醇的培养皿中用软毛刷子刷洗，之后将腔体、绝缘子和电路板房子在放置在50℃的烘箱内烘烤5±1分钟，之后自然冷却至22～25℃；
所述步骤2.2中，点胶机模式设置为连续点胶模式，压力设置为45-60psi，点胶机将熔点为217℃成分为ALPHA OM338的焊锡膏点涂在电路板焊盘处；
所述步骤2.3中，加热平台温度设置为230±5℃，在烧结过程中，在显微镜下观察组件，如烧结过程中出现元器件移位、起翘现象，则用镊子拨正；
所述步骤2.4中，用汽相清洗机清自然冷却的组件，将组件放置在盛有60℃成分为ABZOL CEG CLEANER清洗剂的清洗槽中热煮泡20±1分钟，之后将组件放置盛有60℃无水乙醇的培养皿中使用软毛刷子进行刷洗，再将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤5±1分钟，之后自然冷却至22～25℃后待用。
6.根据权利要求1所述的S波段50瓦功率放大器的制作工艺，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：
步骤3.1、用点胶机在腔体安装绝缘子的过孔内壁与过孔靠近腔体外面一端，以及绝缘子外侧点涂一圈焊锡膏，然后将绝缘子安装在腔体过孔上，用点胶机在腔体底部电路板和共晶焊盘处点涂上焊锡膏,将电路板和共晶后的组件安放在腔体底部涂有焊锡膏的焊盘上；
步骤3.2、开启加热平台，将组件放在加热平台上进行烧结，烧结完成后将烧结完成的组件自然冷却，最后清洁烧结后的组件。
7.根据权利要求6所述的S波段50瓦功率放大器的制作工艺，其特征在于：所述步骤3.1中，点胶机模式设置为连续点胶模式，压力设置为45-60psi，利用点胶机点涂在腔体和绝缘子上的焊锡膏熔点为183℃成分为SN63CR32，利用点胶机点涂在腔体底部电路板和共晶焊盘处的焊锡膏熔点为183℃成分为SN63CR32；
所述步骤3.2、加热平台温度设置为200±5℃，利用加热平台烧结过程中，在显微镜下观察，如烧结过程中出现电路板和共晶后的组件位置发生偏移，则用镊子轻轻拨正，或用注射器加入松香水使烧结更充分，清洁烧结后的组件时利用酒精棉球擦拭组件。
8.根据权利要求1所述的S波段50瓦功率放大器的制作工艺，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1、打开键合加热平台，安装球焊瓷嘴；
步骤4.2、将组件固定在键合加热台上，将固定有待键合组件的加热台置于显微镜镜头下；
步骤4.3、进行金丝键合。
9.根据权利要求8所述的S波段50瓦功率放大器的制作工艺，其特征在于：所述步骤4.1中，键合加热台温度设定在105±5℃，预热10-20分钟；
所述步骤4.2中，组件固定在键合加热台上时，劈刀尖位置低于所焊接在放大器芯片上最低位置的器件。
10.一种S波段50瓦功率放大器，包括烧结到腔体内的钼铜载体、放大器芯片、电路板和绝缘子，其特征在于：所述S波段50瓦功率放大器采用如权利要求1-9所述的制作工艺加工。
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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 | ||
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Application publication date: 20181106 |