一種一體化封裝微波器件陣列式平行焊接裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子器件封蓋技術(shù)，尤其涉及的是一種一體化封裝微波器件陣列式平行焊接裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代雷達(dá)向著陣列化，多單元化的發(fā)展，對微波器件快速高效低成本大規(guī)模批量制造的需求開始變得強(qiáng)烈，通過一體化封裝來制造微波器件正是一種前沿的解決途徑。在引腳通過焊接方式與陶瓷基板和圍框?qū)崿F(xiàn)了密封緊密連接后，如何在裸芯片等昂貴精密元件安裝完畢后再通過加蓋板快速高效密封的方式實(shí)現(xiàn)一體化封裝器件的完全密封是接下來需要面臨的問題。
[0003]在蓋板和圍框之間實(shí)現(xiàn)密封連接，平行縫焊的封蓋方式有其獨(dú)特的特點(diǎn):可靠性高，成本低，操作速度快，手工難度低等，正在一體化封裝微波器件封裝領(lǐng)域被廣泛使用。它的原理是通過電阻焊方式發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)蓋板與圍框的熔焊連接，縫焊時(shí)蓋板和圍框之間由于存在電阻，在通過電流時(shí)產(chǎn)生熱量，使圍框和蓋板的邊緣熔化并連接到一起，形成焊接。但由于焊接發(fā)熱量大，漏電流容易通過引腳破壞內(nèi)部裸芯片等原因，目前還局限于逐只器件的平行縫焊。隨著現(xiàn)代雷達(dá)的陣列化趨勢進(jìn)一步發(fā)展，對微波器件巨量的需求讓逐只進(jìn)行平行縫焊的工藝成為整個(gè)制造流水線上的瓶頸，往往在該處堆積大量未封蓋器件，操作人員勞動強(qiáng)度大，工作時(shí)間長。
[0004]為了解決這個(gè)問題，在平行縫焊工藝中嘗試采用前道工序普遍采用的陣列式解決方案，試圖一次性完成多個(gè)器件的封蓋，又面臨新的問題:陣列式排布的器件依次封蓋過程中產(chǎn)生的熱量相互之間擴(kuò)散，導(dǎo)致器件溫度迅速上升，存在器件內(nèi)部焊料重熔，膠料老化，裸芯片失效等一系列隱患。一體化封裝微波器件的發(fā)展又傾向于在一個(gè)器件內(nèi)安裝多個(gè)裸芯片，由于平行縫焊過程中產(chǎn)生的大電流通過引腳等會被導(dǎo)入器件內(nèi)部，造成對裸芯片的破壞。以上問題大大限制了平行縫焊在一體化封裝微波器件封裝領(lǐng)域中的使用范圍和使用效率，限制了一體化封裝微波器件的大規(guī)模制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種一體化封裝微波器件陣列式平行焊接裝置及方法，提高縫焊效率減少對裸芯片的傷害。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的裝置包括定位夾具、夾具蓋板、緊固螺釘、夾具絕緣層和蓋板絕緣層，所述定位夾具的正面設(shè)有多個(gè)陣列式排布的焊接腔，所述焊接腔內(nèi)焊接有絕緣散熱基板，所述絕緣散熱基板與定位夾具的正面平齊，所述夾具蓋板上開設(shè)多個(gè)陣列式排布的固定通孔，所述固定通孔和待焊接器件的圍框尺寸相匹配，所述固定通孔和焊接腔相匹配，所述夾具蓋板的正面平齊，所述夾具蓋板的背面在每個(gè)固定通孔的兩側(cè)開設(shè)有用于容納待焊接器件引腳的容納臺階，所述定位夾具和夾具蓋板上分別設(shè)有相對應(yīng)的緊固螺釘孔，所述夾具絕緣層覆蓋在夾具蓋板的背面，所述蓋板絕緣層覆蓋在定位夾具的焊接腔以外的正面。
[0007]作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述焊接裝置還包括定位銷釘，所述定位夾具和夾具蓋板上分別設(shè)有相對應(yīng)的定位銷釘孔。
[0008]所述定位夾具和夾具蓋板為熱膨脹系數(shù)與待焊接器件相匹配的材質(zhì)制成，選自可伐合金、銅合金、銷合金、碳娃銷復(fù)合材料、銷娃復(fù)合材料中的一種。
[0009]所述定位夾具和夾具蓋板上陣列式排布的焊接腔和陣列式排布的固定通孔的橫向和縱向數(shù)目均大于2。
[0010]所述夾具絕緣層和蓋板絕緣層分別為有機(jī)耐熱絕緣薄膜，選自聚酰亞胺薄膜、聚酯薄膜、聚胺酯薄膜、硅樹脂薄膜中的一種或多種的復(fù)配。
[0011 ] 所述絕緣散熱基板選自氧化鈹、氮化鋁中的一種或兩種的復(fù)配。
[0012]一種一體化封裝微波器件陣列式平行焊接方法，包括以下步驟:
[0013](I)將待焊接器件逐個(gè)倒扣在夾具蓋板的固定通孔上，定位夾具和絕緣散熱基板上涂覆一層散熱硅脂，再將夾具蓋板和定位夾具相固定，形成裝配好的一體化裝置；
[0014](2)對待焊接器件的器件蓋板長邊進(jìn)行點(diǎn)焊，實(shí)現(xiàn)待焊器件的器件蓋板和殼體的點(diǎn)連接；
[0015](3)將完成點(diǎn)焊的一體化裝置進(jìn)行真空烘焙，除去水汽和易揮發(fā)的低分子物質(zhì)；
[0016](4)按陣列順序，依次在器件蓋板的長邊上順序滾動縫焊，完成一行后再進(jìn)行下一行，完成器件蓋板的長邊高溫自熔，形成長邊邊口密封，然后再依次完成對器件蓋板的短邊邊口密封。
[0017]所述點(diǎn)焊工藝的功率:1200?2000W，點(diǎn)焊時(shí)間為0.1?0.3秒。
[0018]所述器件蓋板長邊和短邊順序滾過的滾動速率為I?4mm/s，功率為1800?2000W，脈沖寬度為10ms，重復(fù)周期為80ms。
[0019]所述器件蓋板長邊順序滾過后間隔至少一分鐘后定位夾具旋轉(zhuǎn)90°，再對器件蓋板進(jìn)行短邊邊口密封。
[0020]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明采用陣列式排布的定位夾具、夾具蓋板、定位銷釘、緊固螺釘?shù)慕M合，對一體化封裝微波器件實(shí)現(xiàn)了陣列式平行縫焊，可通過縫焊滾輪的一次長距離移動實(shí)現(xiàn)了對一行多個(gè)一體化封裝器件的長邊或短邊的一次性縫焊，經(jīng)旋轉(zhuǎn)90度后可再通過一次長距離移動實(shí)現(xiàn)對一行器件的另一邊實(shí)現(xiàn)一次性縫焊，大幅度提高了縫焊效率，減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度和操作時(shí)間。
[0021]本發(fā)明采用夾具絕緣層和蓋板絕緣層對一體化封裝微波器件的引腳與平行縫焊工裝夾具實(shí)現(xiàn)了電絕緣，避免了在平行縫焊過程中產(chǎn)生的電流經(jīng)引腳引入對一體化封裝微波器件中裸芯片的損害。
[0022]本發(fā)明通過在陣列式器件縫焊的工裝位上加裝絕緣高散熱基板，可實(shí)現(xiàn)一體化封裝微波器件在陣列式平行縫焊過程中所產(chǎn)生的大量熱量的快速散出。避免了陣列式排布的器件依次封蓋過程中產(chǎn)生的熱量相互之間擴(kuò)散，導(dǎo)致器件溫度迅速上升，器件內(nèi)部焊料重熔，膠料老化，裸芯片失效等一系列隱患，整體絕緣，避免了電流通過器件底板灌入器件內(nèi)部導(dǎo)致器件損傷的問題。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的一體化封裝微波器件未封蓋前的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是一體化封裝微波器件封蓋裝配流程示意圖；
[0025]圖3是圖1的分解示意圖。
[0026]圖4是定位夾具的示意圖；
[0027]圖5是圖4的仰視圖；
[0028]圖6是夾具蓋板的示意圖；
[0029]圖7是裝配后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖8是圖7中的截面示意圖；
[0031]圖9是長邊縫焊的示意圖；
[0032]圖10是短邊縫焊的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0034]如圖1?3所示，一體化封裝微波器件的殼體6包括基板1，圍框2，底板3，引腳4。其中在基板I內(nèi)部具備電路圖形，表面裝有裸芯片，并在裸芯片上用金絲等方式實(shí)現(xiàn)電互聯(lián)；引腳4為器件裝焊點(diǎn)，與基板I的電路內(nèi)部相連，器件電功能通過引腳4的輸入輸出實(shí)現(xiàn)。圍框2和底板3用于實(shí)現(xiàn)器件底部和側(cè)面的密封。
[0035]殼體6與器件蓋板5可通過兩側(cè)長邊和短邊分別平行縫焊的方式實(shí)現(xiàn)緊密連接，形成密封后的一體化封裝微波器件7。
[0036]如圖4?8所示，焊接裝置包括定位夾具8、夾具蓋板9、緊固螺釘10、夾具絕緣層12和蓋板絕緣層13，
[0037]定位夾具8為近方形夾具，正面設(shè)有多個(gè)陣列式排布的焊接腔81，所述焊接腔81內(nèi)焊接有絕緣散熱基板82，所述絕緣散熱基板82與定位夾具8的正面平齊，定位夾具8的背面開有定位孔以供定位夾具8本身在平行縫焊機(jī)上定位，
[0038]夾具蓋板9為片狀方形蓋板，夾具蓋板9上開設(shè)多個(gè)陣列式排布的固定通孔91，所述固定通孔91和待焊接