[发明专利]一种微波芯片共晶焊接的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波混合集成电路组装，具体地，涉及微波芯片共晶焊接的工艺方法。

背景技术

随着通信行业的快速发展，多芯片组件凭借其高密度、高性能、高可靠性、重量轻、体积小等特点被广泛地应用于航空航天、军用通信等领域。共晶是微电子组装技术中一种重要的焊接工艺，在微波多芯片组件中的应用越来越广泛，尤其在毫米波高频段、大功率微波器件中。

目前共晶焊接一般为手动共晶方式、共晶炉烧结方式、自动共晶贴片机方式，其中共晶炉烧结方式、自动共晶贴片机方式因为设备购置成本高、适合大批量等特点，并不适合小批量、多品种模块的生产。

因此，急需要提供一种操作简单、安全性高、具有通用性，并且适合小批量、多品种产品生产的微波芯片共晶焊接的工艺方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种微波芯片共晶焊接的工艺方法，该微波芯片共晶焊接的工艺方法操作简单、安全性高、具有通用性，并且适合小批量、多品种产品生产。

为了实现上述目的，本发明提供了一种微波芯片共晶焊接的工艺方法，包括：

步骤1：清洗和烘干载体；

步骤2：对载体进行等离子清洗；

步骤3：设置共晶焊接参数；

步骤4：放置并固定载体；

步骤5：放置预成型金锡焊片；

步骤6：放置微波芯片；

步骤7：调整石英风管位置；

步骤8：微波芯片共晶焊接；

步骤9：焊接质量检测。

优选地，步骤1包括：

a、将载体放入无水乙醇溶液中浸泡10-15min后，利用脱脂棉球擦拭载体表面的焊接面；

b、将载体放入温度为80-100℃的烘箱中，烘干10-15min。

优选地，步骤2包括将步骤1处理后的载体放入等离子清洗机中进行清洗，其中，等离子清洗机设置参数为功率400-500W，时间10-20min。

优选地，步骤3包括：

a、设置加热平台的预热温度，提供底部基础加热，设置参数为160-200℃；

b、设置热氮气流工作温度，提供热氮气流加热，设置参数为280-330℃；

c、设置热氮气流通气时间，时间一到自动关闭氮气流，设置参数为：6-15s。

优选地，步骤4包括使用夹持工装和定位工具将载体固定在加热平台上。

优选地，步骤5包括按照微波芯片共晶焊接图纸要求将预成型金锡焊片放置于载体上指定位置上；其中，所用金锡焊片为熔点280℃、成分为Au80Sn20的焊料片。

优选地，步骤6包括按照微波芯片共晶焊接图纸要求，将微波芯片放置于预成型焊片上，并确保芯片与焊片重合无偏移。

优选地，步骤7包括根据载体位置以及微波芯片共晶焊接图纸要求定位好石英风管喷嘴位置，使之与芯片中心对齐，并调整其离微波芯片之间的垂直高度为2-5mm。

优选地，步骤8包括打开共晶焊接装置开关，开启热氮气流对载体、预成型焊片、微波芯片进行加热，待热氮气流通气时间到后，氮气流自行关闭，完成共晶焊接过程。

优选地，步骤9包括对共晶焊接完的芯片进行显微镜检查和X-RAY焊透率检测。

根据上述技术方案，本发明中的步骤1主要对载体进行清洗及烘干，利用物理清洗的方式确保载体表面清洁、干净；步骤2主要对载体进行等离子清洗，进一步确保载体表面清洁、干净，并提高载体表面浸润性，为后期共晶焊接的低空洞率提供有力保障。步骤3预先设置好共晶焊接参数，包括加热平台的温度设定、热氮气流温度、以及热氮气流通气时间。而在共晶焊接以后进行显微镜检查，主要检查焊接外观，观看焊片熔化是否均匀、充分，芯片与载体之间的焊料填充是否连续，不得出现气孔、不浸润、气泡；以及X-RAY焊透率检测，利用X-RAY设备检测芯片共晶焊接的焊透率，一般不得低于85％。至此，一种微波芯片共晶焊接的工艺方法操作完成，整个工艺方法操作简单、安全性高、具有通用性，并且适合小批量、多品种产品生产。

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是本发明中的共晶焊接装置的结构示意图；

图2是本发明中的微波芯片共晶示意图；以及

图3是本发明中的微波芯片共晶焊接过程示意图。

附图标记说明