[發明專利]一種微波芯片共晶焊接的工藝方法

在審

• 申請號: 201710478803.1
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107316820A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 李強;洪火鋒;趙影;竇增昌;何宏玉;梁曰坤
• 申請（專利權）人: 中科迪高微波系統有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 鄒飛艷,張苗

技術領域

本發明涉及微波混合集成電路組裝，具體地，涉及微波芯片共晶焊接的工藝方法。

背景技術

隨著通信行業的快速發展，多芯片組件憑借其高密度、高性能、高可靠性、重量輕、體積小等特點被廣泛地應用于航空航天、軍用通信等領域。共晶是微電子組裝技術中一種重要的焊接工藝，在微波多芯片組件中的應用越來越廣泛，尤其在毫米波高頻段、大功率微波器件中。

目前共晶焊接一般為手動共晶方式、共晶爐燒結方式、自動共晶貼片機方式，其中共晶爐燒結方式、自動共晶貼片機方式因為設備購置成本高、適合大批量等特點，并不適合小批量、多品種模塊的生產。

因此，急需要提供一種操作簡單、安全性高、具有通用性，并且適合小批量、多品種產品生產的微波芯片共晶焊接的工藝方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種微波芯片共晶焊接的工藝方法，該微波芯片共晶焊接的工藝方法操作簡單、安全性高、具有通用性，并且適合小批量、多品種產品生產。

為了實現上述目的，本發明提供了一種微波芯片共晶焊接的工藝方法，包括：

步驟1：清洗和烘干載體；

步驟2：對載體進行等離子清洗；

步驟3：設置共晶焊接參數；

步驟4：放置并固定載體；

步驟5：放置預成型金錫焊片；

步驟6：放置微波芯片；

步驟7：調整石英風管位置；

步驟8：微波芯片共晶焊接；

步驟9：焊接質量檢測。

優選地，步驟1包括：

a、將載體放入無水乙醇溶液中浸泡10-15min后，利用脫脂棉球擦拭載體表面的焊接面；

b、將載體放入溫度為80-100℃的烘箱中，烘干10-15min。

優選地，步驟2包括將步驟1處理后的載體放入等離子清洗機中進行清洗，其中，等離子清洗機設置參數為功率400-500W，時間10-20min。

優選地，步驟3包括：

a、設置加熱平臺的預熱溫度，提供底部基礎加熱，設置參數為160-200℃；

b、設置熱氮氣流工作溫度，提供熱氮氣流加熱，設置參數為280-330℃；

c、設置熱氮氣流通氣時間，時間一到自動關閉氮氣流，設置參數為：6-15s。

優選地，步驟4包括使用夾持工裝和定位工具將載體固定在加熱平臺上。

優選地，步驟5包括按照微波芯片共晶焊接圖紙要求將預成型金錫焊片放置于載體上指定位置上；其中，所用金錫焊片為熔點280℃、成分為Au80Sn20的焊料片。

優選地，步驟6包括按照微波芯片共晶焊接圖紙要求，將微波芯片放置于預成型焊片上，并確保芯片與焊片重合無偏移。

優選地，步驟7包括根據載體位置以及微波芯片共晶焊接圖紙要求定位好石英風管噴嘴位置，使之與芯片中心對齊，并調整其離微波芯片之間的垂直高度為2-5mm。

優選地，步驟8包括打開共晶焊接裝置開關，開啟熱氮氣流對載體、預成型焊片、微波芯片進行加熱，待熱氮氣流通氣時間到后，氮氣流自行關閉，完成共晶焊接過程。

優選地，步驟9包括對共晶焊接完的芯片進行顯微鏡檢查和X-RAY焊透率檢測。

根據上述技術方案，本發明中的步驟1主要對載體進行清洗及烘干，利用物理清洗的方式確保載體表面清潔、干凈；步驟2主要對載體進行等離子清洗，進一步確保載體表面清潔、干凈，并提高載體表面浸潤性，為后期共晶焊接的低空洞率提供有力保障。步驟3預先設置好共晶焊接參數，包括加熱平臺的溫度設定、熱氮氣流溫度、以及熱氮氣流通氣時間。而在共晶焊接以后進行顯微鏡檢查，主要檢查焊接外觀，觀看焊片熔化是否均勻、充分，芯片與載體之間的焊料填充是否連續，不得出現氣孔、不浸潤、氣泡；以及X-RAY焊透率檢測，利用X-RAY設備檢測芯片共晶焊接的焊透率，一般不得低于85％。至此，一種微波芯片共晶焊接的工藝方法操作完成，整個工藝方法操作簡單、安全性高、具有通用性，并且適合小批量、多品種產品生產。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明中的共晶焊接裝置的結構示意圖；

圖2是本發明中的微波芯片共晶示意圖；以及

圖3是本發明中的微波芯片共晶焊接過程示意圖。

附圖標記說明