CN110977072A - 共晶组件的低温烧结方法 - Google Patents

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李明
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Abstract

本发明公开了一种共晶组件的低温烧结方法，包括：步骤一、低温焊片的切割；步骤二、免清洗助焊剂的使用；步骤三、壳体的预覆锡；步骤四、共晶组件的烧结；步骤五、验证结果。该共晶组件的低温烧结方法能在保证产品的可靠性的前提下，提高效率，并且适用于多个共晶组件同时烧结工艺。

Description

共晶组件的低温烧结方法
技术领域
本发明涉及电子产品制造工艺技术领域，具体地，涉及一种共晶组件的低温烧结方法。
背景技术
在微波放大器模块加工中，功放芯片的选用最为核心；然而功放芯片在使用过程中对散热要求很高，使用导电胶粘接工艺往往不能满足其快速散热。共晶组件烧结是通过焊锡融化后将共晶后的功放芯片直接与壳体烧结，与地直接接触，接触面积大，散热效果好、不易损坏；因此共晶组件烧结是目前接地散热的最佳工艺。
在原有工艺中，共晶组件与壳体的烧结是使用低温焊膏为烧结焊料，在烧结过程中会出现以下几个问题：
1、使用低温焊膏，焊膏是一种均质混合物，焊膏里面含有大量的助焊剂，一般占锡膏质量的8％-12％。助焊剂在生产过程中，焊后残留物高，残留物中含有卤素离子，若清洗不彻底，会逐步引起电气绝缘性能下降和短路问题。
2、使用低温焊膏烧结的流程是，壳体一次预热、焊膏预覆锡、清洗、共晶组件预覆锡、壳体二次预热、共晶组件烧结；此过程，工序多、时间久、效率低。
3、低温焊膏在加热台上的操作时间控制极限15秒，焊膏量不可控制，时间过久，没有助焊剂的焊膏不具有流淌性，氧化快，烧结后的焊透率不能保证。
由于原有工艺出现以上问题，很显然其低温焊膏已经不适用于多个共晶组件同时进行低温烧结。
发明内容
本发明的目的是提供一种共晶组件的低温烧结方法，该共晶组件的低温烧结方法能在保证产品的可靠性的前提下，提高效率，并且适用于多个共晶组件同时烧结工艺。
为了实现上述目的，本发明提供了一种共晶组件的低温烧结方法，包括：
步骤一、低温焊片的切割；
步骤二、免清洗助焊剂的使用；
步骤三、壳体的预覆锡；
步骤四、共晶组件的烧结；
步骤五、验证结果。
优选地，步骤一包括：观察微带板上预留待烧结的共晶组件的孔位置的尺寸，若孔是尺寸大于3×3mm，采用将低温焊片使用单面刀片切割成若干个2×8mm的细长条放置于载物盒备用；若孔的尺寸是小于3×3mm，则根据孔的大小，使用手术刀切割低温焊片，焊片大小是孔尺寸的一半，根据待烧结组件的数量，切割成若干小片矩形焊片放置于载物盒中备用。
优选地，步骤二包括：准备一只2.5ml针管注射器，从瓶装的免清洗助焊剂里抽取适量的助焊剂备用；先将待进行共晶组件烧结的壳体置于显微镜下，在待烧结的位置处，使用针管注射器注射少量的免清洗助焊剂；然后在装有预准备的低温焊片载物盒内，注射少量的免清洗助焊剂，二者都静置1min，待助焊剂风干。
优选地，步骤三包括：打开加热平台，温度设置160-175℃，将待烧结壳体置于加热平台预热1-2min，使用温度测量温度上升至160℃，使用镊子从载物盒中取出低温焊片放在待烧结共晶组件的位置内，焊片融化并且光亮，此时，使用镊子快速将焊锡均匀平铺。
优选地，步骤四包括：预敷锡完成后，使用弯角镊子将共晶组件对照装配图置于对应位置，将镊子夹在组件的厚度的二分之一处来回摩擦2-4次，观察组件四周边缘焊锡均匀光亮，试压固定共晶组件的位置，烧结完成后，将壳体从加热平台取出置于滤纸上冷却。
优选地，步骤五包括将烧结完成的壳体观察焊锡表面状态以及用X-RAY机检测共晶组件焊透率。
根据上述技术方案，本发明是通过低温焊片配合免清洗助焊剂对共晶组件进行烧结。能在保证产品的可靠性的前提下，提高效率，并且适用于多个共晶组件同时烧结工艺。
本发明的其他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是原有低温烧结工艺流程图；
图2是现有低温烧结工艺流程图。
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。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
本发明提供一种共晶组件的低温烧结方法，包括：
步骤一、低温焊片的切割；
步骤二、免清洗助焊剂的使用；
步骤三、壳体的预覆锡；
步骤四、共晶组件的烧结；
步骤五、验证结果。
具体的，步骤一包括(进行共晶组件的低温烧结的前提是在微带板与壳体烧结完全并且合格)：观察微带板上预留待烧结的共晶组件的孔位置的尺寸，若孔是尺寸大于3×3mm，采用将低温焊片使用单面刀片切割成若干个2×8mm的细长条放置于载物盒备用；若孔的尺寸是小于3×3mm，则根据孔的大小，使用手术刀切割低温焊片，焊片大小是孔尺寸的一半(使用手术刀切割，保证焊片四周平整无卷边，不可比共晶组件尺寸大)，根据待烧结组件的数量，切割成若干小片矩形焊片放置于载物盒中备用。
步骤二包括：准备一只2.5ml针管注射器，从瓶装的免清洗助焊剂里抽取适量的助焊剂备用；先将待进行共晶组件烧结的壳体置于显微镜下，在待烧结的位置处，使用针管注射器注射少量的免清洗助焊剂；然后在装有预准备的低温焊片载物盒内，注射少量的免清洗助焊剂，二者都静置1min，待助焊剂风干。
步骤三包括：打开加热平台，温度设置160-175℃，将待烧结壳体置于加热平台预热1-2min，使用温度测量温度上升至160℃，使用镊子从载物盒中取出低温焊片放在待烧结共晶组件的位置内，焊片融化并且光亮，此时，使用镊子快速将焊锡均匀平铺，焊锡量少，可以适当添加焊片，焊锡量多，可使用镊子在手动平铺的同时刮去多余焊锡。
步骤四包括：预敷锡完成后，使用弯角镊子将共晶组件对照装配图置于对应位置，将镊子夹在组件的厚度的二分之一处来回摩擦2-4次，观察组件四周边缘焊锡均匀光亮，试压固定共晶组件的位置，烧结完成后，将壳体从加热平台取出置于滤纸上冷却。
步骤五包括将烧结完成的壳体观察焊锡表面状态以及用X-RAY机检测共晶组件焊透率。当满足共晶组件四周溢锡均匀烧结良好和焊透率要求达到90％视为合格，则可以进入下一个工序。
本发明采用上述方案流程，从焊片的性能、免清洗助焊剂的使用，焊片量的控制，及共晶组件烧结的操作方式等方面分析，得出共晶组件进行低温烧结的流程方法，通过该方法，节省时间效率高、烧结质量可靠、焊透率能达到90％以上；其方法科学合理，该方法核心在于低温焊片与免清洗助焊剂的使用。
同时，本发明同样适用于多个共晶组件同时烧结，操作流程与单个共晶组件低温烧结一致，由于数量多会出现焊锡氧化现象，所以在进行此操作的同时，第一注意时间的控制，第二在出现氧化现象或者焊锡量少，可以根据实际需求继续添加适量焊片继续操作，完成多个共晶组件低温烧结。
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 (6)

1.一种共晶组件的低温烧结方法，其特征在于，包括：
步骤一、低温焊片的切割；
步骤二、免清洗助焊剂的使用；
步骤三、壳体的预覆锡；
步骤四、共晶组件的烧结；
步骤五、验证结果。
2.根据权利要求1所述的共晶组件的低温烧结方法，其特征在于，步骤一包括：观察微带板上预留待烧结的共晶组件的孔位置的尺寸，若孔是尺寸大于3×3mm，采用将低温焊片使用单面刀片切割成若干个2×8mm的细长条放置于载物盒备用；若孔的尺寸是小于3×3mm，则根据孔的大小，使用手术刀切割低温焊片，焊片大小是孔尺寸的一半，根据待烧结组件的数量，切割成若干小片矩形焊片放置于载物盒中备用。
3.根据权利要求1所述的共晶组件的低温烧结方法，其特征在于，步骤二包括：准备一只2.5ml针管注射器，从瓶装的免清洗助焊剂里抽取适量的助焊剂备用；先将待进行共晶组件烧结的壳体置于显微镜下，在待烧结的位置处，使用针管注射器注射少量的免清洗助焊剂；然后在装有预准备的低温焊片载物盒内，注射少量的免清洗助焊剂，二者都静置1min，待助焊剂风干。
4.根据权利要求1所述的共晶组件的低温烧结方法，其特征在于，步骤三包括：打开加热平台，温度设置160-175℃，将待烧结壳体置于加热平台预热1-2min，使用温度测量温度上升至160℃，使用镊子从载物盒中取出低温焊片放在待烧结共晶组件的位置内，焊片融化并且光亮，此时，使用镊子快速将焊锡均匀平铺。
5.根据权利要求1所述的共晶组件的低温烧结方法，其特征在于，步骤四包括：预敷锡完成后，使用弯角镊子将共晶组件对照装配图置于对应位置，将镊子夹在组件的厚度的二分之一处来回摩擦2-4次，观察组件四周边缘焊锡均匀光亮，试压固定共晶组件的位置，烧结完成后，将壳体从加热平台取出置于滤纸上冷却。
6.根据权利要求1所述的共晶组件的低温烧结方法，其特征在于，步骤五包括将烧结完成的壳体观察焊锡表面状态以及用X-RAY机检测共晶组件焊透率。
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