[發明專利]一種用于腔體式管帽毫米波模塊氣密封蓋的方法

在審

• 申請號: 202111444886.5
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114260533A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 宋洋;崔洪波;趙逸涵
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K1/00
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 狄榮君

本發明涉及一種用于腔體式管帽毫米波模塊氣密封蓋的方法，采用定量焊料框真空釬焊使管帽與管殼表面金屬鍍覆層形成冶金結合，從而實現氣密性封蓋。本發明過程如下：采用預制助焊劑的焊料框置于待封蓋的毫米波模塊管殼封接區域，然后采用貼片機將管帽拾取并準確貼裝至管殼上，完成后使用專用托盤轉移至真空釬焊爐，抽真空后在高純氮氣氣氛下完成管殼和管帽金屬層與釬料之間的釬焊密封。封蓋完成后通過檢漏確定封蓋質量。有效解決了含陶瓷腔管帽的毫米波模塊的氣密性封蓋的問題，為含陶瓷腔管帽的毫米波模塊氣密性封蓋提供了一種高效、高可靠的方法。

技術領域

本發明是一種用于腔體式管帽毫米波模塊氣密封蓋的方法，屬于微波模塊及組件微組裝與封裝技術領域。

背景技術

微波毫米波模塊是雷達、飛行器等應用電子組件重要組成部分，承擔收發、變頻等關鍵功能。微波毫米波模塊內部，目前正往集成化、小型化、高密度方向發展，因此內部多用裸芯片通過MCM工藝安裝至基板并進行互連。內部裸芯片等元件裝配完成后，為防止環境腐蝕和機械破壞，必須對模塊進行氣密性封蓋，以保證微波毫米波模塊長時高可靠的工作。在毫米波頻段下，諧振特性是實現難度較大的指標，而模塊管帽和腔體都采用陶瓷材料，可以有效解決毫米波下諧振特性的問題。但是，帶有陶瓷腔的管帽，因無法進行金屬熔封，不能用激光縫焊、平行封焊常規氣密性封蓋工藝封焊，膠封因無法阻止氣體滲透，不能保證模塊的長時氣密。在釬料氣密封焊領域，Au80Sn20共晶釬料為電子封裝領域廣泛使用的高可靠釬料。但是，為實現電子元件的高精密信號傳輸，毫米波模塊內腔電路往往需要排布高密度互連裸芯片，多芯片裝配時需要借助導電銀膠粘接實現，而目前導電銀膠無法承受Au80Sn20的熔融溫度（300℃左右）。因此，高效完成此類高密度毫米波模塊的氣密性封蓋是實現高頻電子電氣信號功能的關鍵之一。

發明內容

本發明提出的是一種用于腔體式管帽毫米波模塊氣密封蓋的方法，其目的在于針對現有技術存在的缺陷，采用定量Sn96.5Ag3Cu0.5焊料框真空釬焊，在降低腔內多芯片組裝工藝梯度的同時，使管帽與管殼表面金屬鍍覆層形成冶金結合，同時在腔體內部充滿高純氮氣，從而實現這類腔體式管帽毫米波模塊的高效氣密性封蓋，特別適用于含陶瓷腔的非平面式管帽的毫米波模塊氣密性封蓋。。

本發明的技術解決方案：一種用于腔體式管帽毫米波模塊氣密封蓋的方法，采用定量焊料框真空釬焊使管帽與管殼表面金屬鍍覆層形成冶金結合，實現腔體式管帽毫米波模塊的氣密性封蓋，具體包括如下步驟：

（1）預制Sn96.5Ag3Cu0.5焊料片，長寬小于管殼封接區域的尺寸，厚度為0.06mm，得到焊料框；

（2）將焊料框放置于待封蓋管殼封接區域內；

（3）將管帽貼裝至管殼/焊料框上；

（4）使用托盤轉移至真空釬焊爐，在高純氮氣氣氛下完成管殼和管帽金屬層與釬料之間的釬焊密封；

（5）封蓋程序結束。

所述毫米波模塊的管帽包含陶瓷腔，管帽表面Ni層厚度為2μm~8μm，Au層厚度為大于0.8μm。

所述毫米波模塊的管殼為平面結構，不含金屬或陶瓷腔體，管殼表面Ni層厚度為2μm~8μm，Au層厚度為大于0.8μm。

所述焊料框成分為Sn96.5Ag3Cu0.5，助焊劑占合金焊料的重量比為1%。

所述焊料框尺寸相對于管殼封接區域，單邊內縮0.1mm。

所述陶瓷腔管帽放置于管殼/焊料框之上，使用高精度貼片機進行精準對位貼裝。

所述封蓋過程在真空釬焊爐中完成，助焊劑揮發后的預熱區進行排氣，釬料熔融保持真空爐內充滿高純氮氣。

步驟（5）封蓋程序結束后，檢測氣密性確定封蓋質量。

本發明的有益效果：