本发明属于微电子封装,具体涉及一种射频绝缘子垂直互连方法。
背景技术:
1、射频垂直互连工艺,是指实现微波组件二维平面多芯片电路之间的垂直互连工艺,即将上下两面的多芯片射频电路输入输出端互连,从而实现垂直方向的射频微波信号、机械连接功能。射频垂直互连工艺已成为微波组件小型化、高密度化、多功能化的重要技术手段。
2、射频绝缘子由同轴设置的外壳体、内导体和玻璃组成,采用玻璃烧结工艺制作,可保证射频绝缘子的气密封装性能,也可满足微波高频性能,是实现射频垂直互连工艺的重要物料。
3、目前,通常使用软钎料焊接或导电胶粘接的方式将射频绝缘子垂直装配到微波组件的壳体中,再用软钎料焊接或导电胶粘接的方式将上下两面的多芯片射频电路基板装配到壳体中,最后将射频绝缘子内导体焊接到射频电路基板焊盘上,从而实现垂直互连功能。然而,由于微波组件会经受温度冲击试验、振动试验等,焊锡会产生较大应力造成垂直方向开裂现象,同时由于绝缘子内导体直径过小,对于内导体焊接到基板的工艺参数要求很高,非常容易出现焊锡与壳体接触造成短路现象。
4、因此,针对射频绝缘子垂直互连焊接产生的焊接开裂及短路等问题,迫切需求一种微波组件用射频绝缘子垂直互连,满足其超宽带低驻波微波传输性能要求,并提升装配工艺的可靠性。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决上述问题,提供一种能解决射频绝缘子垂直互连焊接产生的焊接开裂及短路的问题,满足其超宽带低驻波微波传输性能要求,并提升装配工艺的可靠性的射频绝缘子垂直互连方法。
2、为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种射频绝缘子垂直互连方法,包括以下步骤:
3、s1、使用焊料将微波组件一面的射频电路基板、壳体侧面的射频绝缘子焊接到壳体内;
4、s2、使用比s1中熔点低的焊料将微波组件另一面的射频电路基板、壳体侧面及垂直互连射频绝缘子焊接到壳体内;
5、s3、焊接壳体侧面射频绝缘子内导体,使内导体与微波组件中的射频电路基板互连;
6、s4、清洗助焊剂;
7、s5、使用金带键合的方式将垂直互连射频绝缘子内导体与射频电路基板互连;
8、s6、安装与侧面射频绝缘子相匹配的电缆头。
9、进一步地,所述s1中的焊料优选sn96.5ag3cu0.5(sac305)焊料,熔点217℃;所述的射频电路基板选用罗杰斯5880板,厚度0.254mm,表面处理方式为:基板镀镍打底,厚度3mm~5μm,再在其表面镀金,其中基板正面厚金,厚度≥2μm,背面厚度0.13~0.45μm;基板在绝缘子孔对应位置开孔,孔的直径为0.5mm,基板正面沿开孔位置铜箔内缩0.1mm~0.2mm,背面沿开孔位置铜箔内缩1.1mm~1.2mm;所述的壳体侧面绝缘子选用外导体直径2.79mm,内导体直径为0.46mm的绝缘子,与基板微波性能匹配;所述的微波组件的壳体采用6061铝合金材质,表面处理方式为:焊接处采用镀镍打底,厚度5μm,再在其表面镀金,厚度0.5μm,其余非焊接处使用本色导电氧化;所述的焊接方式可使用回流炉、加热台、真空炉的方式。
10、进一步地,所述s2中的焊料优选sn63pb37(sn-37pb)焊料,熔点183℃;所述的射频电路基板、壳体侧面绝缘子与步骤s1中的材料相同;所述的垂直互连射频绝缘子选用外导体直径2.5mm,内导体直径0.38mm,内导体端面为平面,绝缘子特性阻抗为50ω;所述的焊接方式可使用回流炉、加热台、真空炉的方式。
11、进一步地,所述s3中的焊接壳体侧面射频绝缘子内导体方式为:使用电烙铁将0.5mm左右长度的焊锡丝进行焊接,材料成分为sn-37pb。
12、进一步地,所述s4中的清洗助焊剂优选气相清洗工艺,也可选择酒精棉球擦拭。
13、进一步地,所述s5中的金带键合工艺,使用的金带尺寸为150μm×12.5μmm,每一端内导体面上键合两根金带,且两根金带之间的夹角在30°~45°。
14、进一步地,所述s6中安装与侧面射频绝缘子相匹配的电缆头的方式为:使用弹簧垫圈1.6、十字槽小盘头螺钉型式h-m1.6×5将电缆头紧固到壳体上。
15、本发明的有益效果是:
16、1、本发明所提供的一种射频绝缘子垂直互连方法,可满足超宽带低驻波性能要求。
17、2、本发明工艺简单,可操作性强,无需繁琐的调试工序。
18、3、本发明可靠性高,无传统工艺中易出现的焊点开裂、短路等缺陷。
1.一种射频绝缘子垂直互连方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种射频绝缘子垂直互连方法,其特征在于:所述s1中的焊料优选sn96.5ag3cu0.5(sac305)焊料,熔点217℃;所述的射频电路基板选用罗杰斯5880板,厚度0.254mm,表面处理方式为:基板镀镍打底,厚度3mm~5μm,再在其表面镀金,其中基板正面厚金,厚度≥2μm,背面厚度0.13~0.45μm;基板在绝缘子孔对应位置开孔,孔的直径为0.5mm,基板正面沿开孔位置铜箔内缩0.1mm~0.2mm,背面沿开孔位置铜箔内缩1.1mm~1.2mm;所述的壳体侧面绝缘子选用外导体直径2.79mm,内导体直径为0.46mm的绝缘子,与基板微波性能匹配;所述的微波组件的壳体采用6061铝合金材质,表面处理方式为:焊接处采用镀镍打底,厚度5μm,再在其表面镀金,厚度0.5μm,其余非焊接处使用本色导电氧化;所述的焊接方式可使用回流炉、加热台、真空炉的方式。
3.根据权利要求1所述的一种射频绝缘子垂直互连方法,其特征在于:所述s2中的焊料优选sn63pb37(sn-37pb)焊料,熔点183℃;所述的射频电路基板、壳体侧面绝缘子与步骤s1中的材料相同;所述的垂直互连射频绝缘子选用外导体直径2.5mm,内导体直径0.38mm,内导体端面为平面,绝缘子特性阻抗为50ω;所述的焊接方式可使用回流炉、加热台、真空炉的方式。
4.根据权利要求1所述的一种射频绝缘子垂直互连方法,其特征在于:所述s3中的焊接壳体侧面射频绝缘子内导体方式为:使用电烙铁将0.5mm左右长度的焊锡丝进行焊接,材料成分为sn-37pb。
5.根据权利要求1所述的一种射频绝缘子垂直互连方法,其特征在于:所述s4中的清洗助焊剂优选气相清洗工艺,也可选择酒精棉球擦拭。
6.根据权利要求1所述的一种射频绝缘子垂直互连方法,其特征在于:所述s5中的金带键合工艺,使用的金带尺寸为150μm×12.5μmm,每一端内导体面上键合两根金带,且两根金带之间的夹角在30°~45°。
7.根据权利要求1所述的一种射频绝缘子垂直互连方法,其特征在于:所述s6中安装与侧面射频绝缘子相匹配的电缆头的方式为:使用弹簧垫圈1.6、十字槽小盘头螺钉型式h-m1.6×5将电缆头紧固到壳体上。