[发明专利]多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构及方法

说明书

本发明公开了多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构及方法，该结构包括多腔槽LTCC基板、封装盒体和连接多腔槽LTCC基板与封装盒体的过渡金属片，所述过渡金属片设有若干不相连的通孔。本发明通过增加图形化的过渡金属片，有效缓解LTCC基板与金属盒体之间的热失配，提升了整个焊接结构的焊接可靠性。通过过渡金属片不同区域的开孔设计，在提升焊接可靠性的同时，保证整个焊接结构的接地性能与焊接气密性。通过焊接面活化、印刷焊膏焊接过渡金属片、清洗之后再使用焊料片真空焊接的方法解决了AuPtPd焊接层浸润性差，助焊剂难以清洗的问题。

技术领域

本发明属于微波组件微组装技术领域，尤其涉及多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构及方法。

背景技术

电子信息系统向着多功能、高性能、小型化的方向发展，微波组件的集成度越来越高，低温共烧陶瓷(LTCC)基板由于具有多层布线能力以及良好的射频信号传输特性，在微波组件中获得广泛应用。

微波组件中为保证射频信号的低损高隔离传输，芯片一般安装在腔槽内。随着组件功能密度的上升，集成芯片的数量激增，LTCC电路表面的腔槽数量与面积也随之增加。多腔槽大面积的LTCC基板与封装盒体焊接存在以下技术难点：

a)LTCC基板与轻质封装盒体(Al、SiAl等材料)之间存在严重热失配(热膨胀系数相差一至三倍)，在钎焊以及后续使用过程中，LTCC基板易发生开裂，造成组件失效。实用新型CN206200376U通过在陶瓷与金属的接触面设置释放空隙，缓解陶瓷与金属之间的热失配应力。但是，在LTCC的焊接面加工释放应力的腔槽结构，将进一步增大多腔槽LTCC电路片的加工难度，引起电路片翘曲变形；而在封装盒体焊接面加工腔槽结构，将降低盒体底板强度。

b)为了满足钎焊需求，LTCC工艺采用烧结浆料体系，最常用的焊接层为金铂钯金属与玻璃相的混合物，这一材料在没有助焊剂的情况下与焊料之间浸润非常差，难以实现焊接；若使用助焊剂，提升浸润性则由于焊接面积大，残余在焊接层内部的助焊剂难以清洗，将影响焊接界面的长期可靠性。

c)随着系统集成密度的提升，LTCC成为封装的一部分，与盒体的焊接需具有气密性并保证良好的接地特性。因此，如何解决多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接过程的热失配、浸润性问题，同时保证焊接的强度、气密性与微波电路的接地特性，现有技术尚未给出解决方案。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构及方法,通过增加图形化的过渡金属片，有效缓解LTCC基板与金属盒体之间的热失配，提升了整个焊接结构的焊接可靠性。通过过渡金属片不同区域的开孔设计，在提升焊接可靠性的同时，保证整个焊接结构的接地性能与焊接气密性。通过焊接面活化、印刷焊膏焊接过渡金属片、清洗之后再使用焊料片真空焊接的方法解决了AuPtPd焊接层浸润性差，助焊剂难以清洗的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构，包括多腔槽LTCC基板、封装盒体和连接多腔槽LTCC基板与封装盒体的过渡金属片，所述过渡金属片设有若干不相连的通孔，多腔槽LTCC基板不同区域上连接的过渡金属片的通孔占过渡金属片的面积不同，多腔槽LTCC基板与封装盒体间设有一层应力缓冲层，应力缓冲层包括若干结构完整的应力释放孔。

进一步的，所述过渡金属片通过含有少量助焊剂的辅料与多腔槽LTCC基板焊接；所述过渡金属片通过不含助焊剂的辅料与封装盒体焊接。

进一步的，所述过渡金属片与多腔槽LTCC基板连接的区域包括结构薄弱区、接地敏感区和重合区，重合区为结构薄弱区与接地敏感区重合部分；

在多腔槽LTCC基板的结构薄弱区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的结构薄弱区投影区域面积的至少60％；