CN111106104A - 18-28ghz的t组件制作工艺 - Google Patents

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周宗明
蔡庆刚
丁涛涛
张丽
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Abstract

本发明公开了一种18‑28GHZ的T组件制作工艺，包括：步骤1、将元器件烧结到电源板上；步骤2、将电路板和连接器的烧结到壳体上；步骤3、共晶芯片与放大器共晶组件烧结；步骤4、在相应位置胶接电源板及芯片组件；步骤5、在相应位置金丝键合；步骤6、调试、测试、封盖、打标。该18‑28GHZ的T组件制作工艺流程科学、简便，生产的产品合格率较高，适合批量生产。

Description

18-28GHZ的T组件制作工艺
技术领域
本发明涉及微波模块制作加工工艺技术领域，具体地，涉及一种18-28GHZ的T组件制作工艺。
背景技术
相控阵雷达得名与其天线为相控阵形式，它通过改变雷达波相位来改变波束方向。通常一个相控阵天线的阵面由上千个T组件组成，T组件是相控阵天线的核心。通常主要有移相器、衰减器、固态功放、限幅器与低噪声放大器、连接器、逻辑驱动电路、二次电源等组成，在雷达系统发射周期内，T组件能够实现将雷达射频信号进行功率放大的功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种18-28GHZ的T组件制作工艺，该18-28GHZ的T组件制作工艺流程科学、简便，生产的产品合格率较高，适合批量生产。
为了实现上述目的，本发明提供了一种18-28GHZ的T组件制作工艺，包括：
步骤1、将元器件烧结到电源板上；
步骤2、将电路板和连接器的烧结到壳体上；
步骤3、共晶芯片与放大器共晶组件烧结；
步骤4、在相应位置胶接电源板及芯片组件；
步骤5、在相应位置金丝键合；
步骤6、调试、测试、封盖、打标。
优选地，步骤1包括：
a、打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为30-60psi，在电路板焊盘处以及裸芯片焊盘处点涂适量的183℃成分为SN63PB37焊锡膏；
b、用镊子夹取元器件，按照元器件贴装图将电阻R、1-pin排针P、6-pin排针P、电容C正确放置在相对应的焊盘上；
c、将加热平台温度设置为200-220℃，将步骤b中安放好元器件的电源板放在加热平台上进行烧结，并且，在显微镜下观察，将发生移位、翘起的元器件用镊子拨正；烧结完成后，取下烧结完成后的电源板放在滤纸上，自然冷却后存放在培养皿中备用。
优选地，步骤2包括：
d、用宽嘴镊子夹取浸有纯酒精的酒精棉清洗待烧结的腔体，清洗完成后待用；
e、取出预准备已成型的183℃成分为SN63PB37焊片以及针管低残留助焊剂，在壳体内需烧结电路板位置注射适量的低残留助焊剂，使用镊子将焊片放置对应位置后继续注射适量的低残留助焊剂，将电路板取出放置壳体内；打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为45-60psi，在低频连接器金属外缘点涂一圈熔点为183℃成分为SN63PB37焊膏再将连接器插入壳体对应位置，在连接器与壳体接触的外圈缝隙处继续点涂一圈183℃成分为SN63PB37焊膏，放置压块工装夹具，在显微镜下调整低频连接器的针与微带对准；
f、加热平台温度设置为200-230℃，将步骤e中待烧结的组件放在200-230℃的加热平台上进行烧结，焊锡膏开始融化时，用镊子拨动低频连接器，使焊膏充分流动；其中，如有移位及时用镊子拨正，并摩擦压块工装使电路板与壳体充分接触；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；电烙铁温度设置为300-350℃，将连接器与电路板微带连接处使用183℃焊锡丝焊接，焊点光亮无虚焊；
g、使用汽相清洗机清洗，将烧结有电路板和低频连接器的组件放置在盛有60℃成分为ABZOL CEG CLEANER清洗剂的清洗槽中热煮泡15-25min；取出后放置盛有60℃无水乙醇的培养皿中进行刷洗，电路板表面以及连接器焊接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4-6min；再将清洗后的组件放置在40-60℃的烘箱内烘烤4-6min，自然冷却至22-25℃后待用。
优选地，步骤3包括：
h、将裸芯片共晶到对应载体上，共晶台温度设置300-320℃，用镊子将载体放在共晶台上，再将金锡焊片平铺在载体上，观察焊片，焊片熔化时，用镊子把焊片熔化的焊料均匀平铺在载体上，再将备好的芯片放到载体用镊子夹着芯片充分摩擦，排除中间多余空气，使载体与芯片紧密接触四周无缝隙时，用镊子将共好的芯片从共晶台上夹到防静电载物盒中；其中，待共晶裸芯片包括功率放大器XD1001-BD、功率放大器AMMC-6425-W50、衰减器MAT10020、功分器P2701、移相器NC1552C-1923SD、芯片电容2020*101；
i、将步骤h共晶的放大器功率芯片组件烧结到壳体内，加热平台温度设置为150-175℃，将步骤g清洗后的组件放在150-175℃的加热平台上进行预热1min，将低温焊片置于载物盒备用，对照放大器共晶组件装配图，将低温焊片置于对应位置孔内，待焊片融化光亮，夹取放大器共晶组件置于孔内，摩擦2-3次固定，待共晶组件烧结完成，用镊子的组件从加热平台上取下，放置在滤纸上自然冷却。
优选地，步骤4包括：
j、将已烧结元器件的电源板与壳体使用成分为1Oz/8Oz导电胶粘接，打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为30-60psi，在电源板背面均匀点涂一层网格状成分为1Oz/8Oz导电胶，使用镊子将电源板放置壳体对应位置，施压保证电源板完全接触于壳体充分粘接；取出封装为单针和六针玻璃绝缘子，在绝缘子外缘均匀点涂一圈成分为1Oz/8Oz导电胶，再将绝缘子插入壳体的对应位置；
k、烘箱温度设置为100-150℃，时间设置1h；将步骤j粘接后的组件置于烘箱内；粘接完成，将已粘接的组件从烘箱取出，放置在滤纸上自然冷却备用；
l、将已共晶的芯片，使用成分为1Oz/8Oz导电胶粘接到壳体对应位置，对照芯片胶接图，打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为30-60psi，在对应胶接芯片位置点涂适量的导电胶，胶量根据芯片的大小决定，用镊子夹取芯片组件平整放置于对应位置；其中，待胶接的芯片组件为XD1001-BD、MAT10020、P2802、TGA4036和NC1558C-2932SD；
m、带上棉手套，将已胶接芯片完成的步骤l的组件，置于温度为100-150℃的烘箱内，时间设置为1-2h；胶接完成后，带上棉手套将组件从烘箱内取出自然冷却至22-25℃待用。
优选地，步骤5包括：
n、打开键合加热平台，将温度设定在所需要的温度点80-105℃，预热10-20min；
o、将步骤m胶接芯片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；
p、打开747677E型三用键合机上的电源进入“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”；
q、按照金丝键合图，进行金丝键合；焊接时第一点焊在器件上，其位置对准其焊盘的中间位置以避免造成短路。
优选地，步骤6包括：键合完成后，连接好外围电路和仪器仪表对18-28GHZ的T组件进行调试和测试，调试、测试完成后对18-28GHZ的T组件进行激光封盖和打标。
根据上述技术方案，本发明经过此工艺生产的18-28GHZ的T组件经过测试、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。此频段的T组件的优点在于：总效率高、可检测性、可调整性、高可靠性、高性能。同时，生产此T组件的工艺流程科学、简便，生产的产品合格率较高，适合批量生产。
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18-28GHZ的T组件的元器件贴装图；
图2是18-28GHZ的T组件的电路板以及低频连接器装配图；
图3是18-28GHZ的T组件芯片共晶图；
图4是18-28GHZ的T组件放大器共晶组件装配图；
图5是18-28GHZ的T组件芯片组件胶接图；
图6是18-28GHZ的T组件金丝键合图。
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18-28GHZ的T组件制作工艺的加工制作工艺，该制作过程主要包括：1、将元器件烧结到电源板上；2、将电路板和连接器的烧结到壳体上；3、共晶芯片与烧结放大器共晶组件；4、在相应位置胶接电源板及芯片组件5、在相应位置金丝键合；6、调试、测试、封盖、打标。
具体包括下述步骤：
步骤1：将元器件烧结到电源板上
1.1打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为30-60psi，在电路板焊盘处以及裸芯片焊盘处点涂适量的183℃成分为SN63PB37焊锡膏。
1.2用镊子轻轻夹取元器件正确放置在相对应的焊盘上，元器件贴装图如图1所示。待烧结的元器件清单为，电阻：R(1、3、6、8、11、12、16、18、21、23、26、28、31、36、38、41、46、51、53、56、61)、R(9、10、15、24、25、30、39、40、45、54、55、60)、R(14、29、44、59)、R(5、20、35、50)、R(19、38、57、76)R(7、26、45、65)、排针(1-pin)：P(1、2、3、4、5、8、9、10、11、12、15、16、、17、18、19、22、23、24、25、26、29、、30)、排针(6-pin)：P(7、14、21、28)电容：C(5、8、9、11、18、19、21、28、29、31、38、39、41)、C(2、3、7、10、12、14、15、17、20、22、24、25、27、30、32、34、35、37、40、42、44、45、)、C(1、4)
1.3加热平台温度设置为200-220℃，将所述1.2安放好元器件的电源板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，取下烧结完成后的电源板放在滤纸上，自然冷却后存放在培养皿中备用。
步骤2：将电路板和连接器的烧结到壳体上
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，清洗完成后待用。
2.2取出预准备已成型的183℃成分为SN63PB37焊片以及针管低残留助焊剂，在壳体内需烧结电路板位置注射适量的低残留助焊剂，使用镊子将焊片放置对应位置后继续注射适量的低残留助焊剂，将电路板取出放置壳体内；打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为45-60psi，在低频连接器金属外缘点涂一圈熔点为183℃成分为SN63PB37焊膏再将连接器插入壳体对应位置，在连接器与壳体接触的外圈缝隙处继续点涂一圈183℃成分为SN63PB37焊膏，放置压块工装夹具，在显微镜下调整低频连接器的针与微带对准，电路板以及低频连接器装配图如图2所示；
2.3加热平台温度设置为200-230℃，将所述2.2待烧结的组件放在200-230℃的加热平台上进行烧结，焊锡膏开始融化时，用镊子轻轻拨动低频连接器，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电路板烧结位置正确，轻轻摩擦压块工装，使电路板与壳体充分接触。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。电烙铁温度设置为300-350℃，将连接器与电路板微带连接处使用183℃焊锡丝焊接，焊点光亮无虚焊；
2.4使用汽相清洗机清洗，将烧结有电路板和低频连接器的组件放置在盛有60℃成分为ABZOL CEG CLEANER清洗剂的清洗槽中热煮泡15-25min；取出后放置盛有60℃无水乙醇的培养皿中进行刷洗，电路板表面以及连接器焊接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4-6min；再将清洗后的组件放置在40-60℃的烘箱内烘烤4-6min，自然冷却至22-25℃后待用。
步骤3：共晶芯片与放大器共晶组件烧结
3.1将裸芯片共晶到对应载体上，具体操作方式：共晶台温度设置300-320℃，用镊子将载体放在共晶台上，再将金锡焊片平铺在载体上，观察焊片，焊片熔化时，用镊子把焊片熔化的焊料均匀平铺在载体上，再将备好的芯片放到载体用镊子夹着芯片充分摩擦，排除中间多余空气，使载体与芯片紧密接触四周无缝隙时，用镊子将共好的芯片从共晶台上夹到防静电载物盒中。待共晶裸芯片清单：功率放大器：XD1001-BD、AMMC-6425-W50、衰减器：MAT10020、功分器：P2701、移相器：NC1552C-1923SD、芯片电容：2020*101，对应的载体(1.2.3.4.5)芯片共晶图如图3所示；
3.2将上述3.1步骤共晶的放大器功率芯片组件烧结到壳体内，具体操作方式：加热平台温度设置为150-175℃，将所述2.4清洗后的组件放在150-175℃的加热平台上进行预热1min，将低温焊片置于载物盒备用，对照放大器共晶组件装配图，将低温焊片置于对应位置孔内，待焊片融化光亮，夹取放大器共晶组件置于孔内，轻轻摩擦2-3次固定，待共晶组件烧结完成，用镊子的组件从加热平台上取下，放置在滤纸上自然冷却；放大器共晶组件装配图如图4所示。
步骤4：在相应位置胶接电源板及芯片组件
4.1将已烧结元器件的电源板与壳体使用成分为1Oz/8Oz导电胶粘接，四周无多余导电胶溢出，平整，位置符合技术要求，具体操作方式：打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为30-60psi，在电源板背面均匀点涂一层网格状成分为1Oz/8Oz导电胶，使用镊子将电源板放置壳体对应位置，轻轻施压，保证电源板完全接触于壳体充分粘接。取出封装为单针和六针玻璃绝缘子，在绝缘子外缘均匀点涂一圈成分为1Oz/8Oz导电胶，再将绝缘子插入壳体的对应位置。
4.2烘箱温度设置为100-150℃，时间设置1h；将4.1粘接后的组件置于烘箱内。粘接完成，将已粘接的组件从烘箱取出，放置在滤纸上自然冷却备用；
4.3将已共晶的芯片，使用成分为1Oz/8Oz导电胶粘接到壳体对应位置，对照芯片胶接图，待胶接的芯片组件清单为：XD1001-BD、MAT10020、P2802、TGA4036、NC1558C-2932SD，具体操作方式：打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为30-60psi，在对应胶接芯片位置点涂适量的导电胶，胶量根据芯片的大小决定，用镊子夹取芯片组件平整放置于对应位置，芯片组件胶接图如图5所示；
4.4带上棉手套，将已胶接芯片完成的4.3的组件，置于温度为100-150℃的烘箱内，时间设置为1-2h；胶接完成后，带上棉手套将组件从烘箱内取出自然冷却至22-25℃待用；
步骤5：在相应位置金丝键合
5.1打开键合加热平台，将温度设定在所需要的温度点80-105℃，预热10-20min；
5.2将4.4胶接芯片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；
5.3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”；
5.4按照金丝键合图，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。金丝键合图如图6所示；
步骤6：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18-28GHZ的T组件进行调试和测试。调试、测试完成后即可对18-28GHZ的T组件进行激光封盖和打标。至此，一种18-28GHZ的T组件制作工艺制作完成。
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 (7)

1.一种18-28GHZ的T组件制作工艺，其特征在于，包括：
步骤1、将元器件烧结到电源板上；
步骤2、将电路板和连接器的烧结到壳体上；
步骤3、共晶芯片与放大器共晶组件烧结；
步骤4、在相应位置胶接电源板及芯片组件；
步骤5、在相应位置金丝键合；
步骤6、调试、测试、封盖、打标。
2.根据权利要求1所述的18-28GHZ的T组件制作工艺，其特征在于，步骤1包括：
a、打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为30-60psi，在电路板焊盘处以及裸芯片焊盘处点涂适量的183℃成分为SN63PB37焊锡膏；
b、用镊子夹取元器件，按照元器件贴装图将电阻R、1-pin排针P、6-pin排针P、电容C正确放置在相对应的焊盘上；
c、将加热平台温度设置为200-220℃，将步骤b中安放好元器件的电源板放在加热平台上进行烧结，并且，在显微镜下观察，将发生移位、翘起的元器件用镊子拨正；烧结完成后，取下烧结完成后的电源板放在滤纸上，自然冷却后存放在培养皿中备用。
3.根据权利要求1所述的18-28GHZ的T组件制作工艺，其特征在于，步骤2包括：
d、用宽嘴镊子夹取浸有纯酒精的酒精棉清洗待烧结的腔体，清洗完成后待用；
e、取出预准备已成型的183℃成分为SN63PB37焊片以及针管低残留助焊剂，在壳体内需烧结电路板位置注射适量的低残留助焊剂，使用镊子将焊片放置对应位置后继续注射适量的低残留助焊剂，将电路板取出放置壳体内；打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为45-60psi，在低频连接器金属外缘点涂一圈熔点为183℃成分为SN63PB37焊膏再将连接器插入壳体对应位置，在连接器与壳体接触的外圈缝隙处继续点涂一圈183℃成分为SN63PB37焊膏，放置压块工装夹具，在显微镜下调整低频连接器的针与微带对准；
f、加热平台温度设置为200-230℃，将步骤e中待烧结的组件放在200-230℃的加热平台上进行烧结，焊锡膏开始融化时，用镊子拨动低频连接器，使焊膏充分流动；其中，如有移位及时用镊子拨正，并摩擦压块工装使电路板与壳体充分接触；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；电烙铁温度设置为300-350℃，将连接器与电路板微带连接处使用183℃焊锡丝焊接，焊点光亮无虚焊；
g、使用汽相清洗机清洗，将烧结有电路板和低频连接器的组件放置在盛有60℃成分为ABZOL CEG CLEANER清洗剂的清洗槽中热煮泡15-25min；取出后放置盛有60℃无水乙醇的培养皿中进行刷洗，电路板表面以及连接器焊接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4-6min；再将清洗后的组件放置在40-60℃的烘箱内烘烤4-6min，自然冷却至22-25℃后待用。
4.根据权利要求1所述的18-28GHZ的T组件制作工艺，其特征在于，步骤3包括：
h、将裸芯片共晶到对应载体上，共晶台温度设置300-320℃，用镊子将载体放在共晶台上，再将金锡焊片平铺在载体上，观察焊片，焊片熔化时，用镊子把焊片熔化的焊料均匀平铺在载体上，再将备好的芯片放到载体用镊子夹着芯片充分摩擦，排除中间多余空气，使载体与芯片紧密接触四周无缝隙时，用镊子将共好的芯片从共晶台上夹到防静电载物盒中；其中，待共晶裸芯片包括功率放大器XD1001-BD、功率放大器AMMC-6425-W50、衰减器MAT10020、功分器P2701、移相器NC1552C-1923SD、芯片电容2020*101；
i、将步骤h共晶的放大器功率芯片组件烧结到壳体内，加热平台温度设置为150-175℃，将步骤g清洗后的组件放在150-175℃的加热平台上进行预热1min，将低温焊片置于载物盒备用，对照放大器共晶组件装配图，将低温焊片置于对应位置孔内，待焊片融化光亮，夹取放大器共晶组件置于孔内，摩擦2-3次固定，待共晶组件烧结完成，用镊子的组件从加热平台上取下，放置在滤纸上自然冷却。
5.根据权利要求1所述的18-28GHZ的T组件制作工艺，其特征在于，步骤4包括：
j、将已烧结元器件的电源板与壳体使用成分为1Oz/8Oz导电胶粘接，打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为30-60psi，在电源板背面均匀点涂一层网格状成分为1Oz/8Oz导电胶，使用镊子将电源板放置壳体对应位置，施压保证电源板完全接触于壳体充分粘接；取出封装为单针和六针玻璃绝缘子，在绝缘子外缘均匀点涂一圈成分为1Oz/8Oz导电胶，再将绝缘子插入壳体的对应位置；
k、烘箱温度设置为100-150℃，时间设置1h；将步骤j粘接后的组件置于烘箱内；粘接完成，将已粘接的组件从烘箱取出，放置在滤纸上自然冷却备用；
l、将已共晶的芯片，使用成分为1Oz/8Oz导电胶粘接到壳体对应位置，对照芯片胶接图，打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为30-60psi，在对应胶接芯片位置点涂适量的导电胶，胶量根据芯片的大小决定，用镊子夹取芯片组件平整放置于对应位置；其中，待胶接的芯片组件为XD1001-BD、MAT10020、P2802、TGA4036和NC1558C-2932SD；
m、带上棉手套，将已胶接芯片完成的步骤l的组件，置于温度为100-150℃的烘箱内，时间设置为1-2h；胶接完成后，带上棉手套将组件从烘箱内取出自然冷却至22-25℃待用。
6.根据权利要求1所述的18-28GHZ的T组件制作工艺，其特征在于，步骤5包括：
n、打开键合加热平台，将温度设定在所需要的温度点80-105℃，预热10-20min；
o、将步骤m胶接芯片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；
p、打开747677E型三用键合机上的电源进入“MODEL 7700-Ball Bonder”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”；
q、按照金丝键合图，进行金丝键合；焊接时第一点焊在器件上，其位置对准其焊盘的中间位置以避免造成短路。
7.根据权利要求1所述的18-28GHZ的T组件制作工艺，其特征在于，步骤6包括：键合完成后，连接好外围电路和仪器仪表对18-28GHZ的T组件进行调试和测试，调试、测试完成后对18-28GHZ的T组件进行激光封盖和打标。
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