本發(fā)明屬于微波電路組件的釬焊加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及微波電路組件中的微帶板與基板（或殼體）低溫釬焊工藝方法。

背景技術(shù)：

微帶板釬焊作為一種特殊的焊接技術(shù)，主要是將微帶板與金工件之間采用低溫固態(tài)焊料加溫重熔，并相互擴(kuò)散而形成電氣與機(jī)械硬連接的一種特殊工藝方法。此種焊接技術(shù)微帶板具有良好的接地、熱傳導(dǎo)性能，能增加微帶線的功率容量，特別對于微波信號傳輸效率更高，同時(shí)還可以大大降低微波電路組件自身重量，因此該技術(shù)方案在國際微波電路組件生產(chǎn)加工上深受青睞，并且大規(guī)模的應(yīng)用到產(chǎn)品的加工中，國內(nèi)航空、航天及各雷達(dá)專業(yè)院所微波電路組件生產(chǎn)也是采用該工藝釬焊微帶板釬焊。釬透率是衡量釬焊技術(shù)的重要指標(biāo)，它直接影響微波電路組件的發(fā)射和接收組件電訊指標(biāo)。隨著科技的進(jìn)步，新一代航空航天產(chǎn)品向高、精、尖快速發(fā)展，這種傳統(tǒng)的微帶板釬焊方法已無法滿足現(xiàn)有生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量要求，需要向新高、可、靠新型工藝方案邁進(jìn)。

傳統(tǒng)的微帶板釬焊加工方法主要是采取固態(tài)片狀焊料裝配在微帶板與基板之間，然后置于熱板焊臺上或真空釬焊爐內(nèi)加熱焊接。此種釬焊方法存在以下缺點(diǎn)：固態(tài)片狀焊片的剪裁、焊片的尺寸控制、焊片的氧化層去除、螺釘孔的保護(hù)、阻焊膠帶保護(hù)、涂覆助焊劑等復(fù)雜的加工流程都需要手工操作，加工產(chǎn)能效率低下，僅為15件/人/天，而且釬焊質(zhì)量對人員的技能要求很高，不同技能級別的人員操作，釬焊的質(zhì)量差距很大，釬透率僅為75%，產(chǎn)品的批次質(zhì)量可控性差，加工成本高昂，不適合批量生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了提高微波電路組件大面積釬焊效率、解決基體與微帶板釬透率問題，本發(fā)明提供一種使用印刷焊膏釬焊微帶板的加工方法。

一種使用印刷焊膏釬焊微帶板的加工方法包括以下操作步驟：清洗微帶板和基板2、放置焊料、安裝微帶板、固定壓塊、焊接、拆卸壓塊、清洗和檢測，改進(jìn)在于所述放置焊料、安裝微帶板操作分為以下工步：

（1）、將清洗干凈的四塊以上的基板2分別放置在定位底板3上的定位槽內(nèi)；

（2）、在四塊以上的基板2上放置網(wǎng)板1，并使網(wǎng)板1上均布的網(wǎng)孔單元分別與四塊以上的基板2一一對應(yīng)；所述網(wǎng)孔單元由一個以上的網(wǎng)孔組成；

（3）、在網(wǎng)板1上均勻印刷焊膏；

（4）、取下網(wǎng)板1，在均勻沉積的焊膏上放置對應(yīng)的微帶板，每塊微帶板對應(yīng)一塊基板，形成焊接組件。

進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下：

在2小時(shí)內(nèi)，將完成安裝固定壓塊的焊接組件進(jìn)行焊接。

所述焊接為回流焊接分四個溫度階段進(jìn)行處理：

預(yù)熱處理：溫度為室溫～120℃，升溫速率小于3℃/S，預(yù)熱時(shí)間為60S～90S；

保溫處理：溫度為120℃～160℃之間，升溫速率小于1℃/S，保溫時(shí)間為60S～120S；

回流處理：峰值溫度為215℃～230℃，峰值時(shí)間10±1S，液相線以上時(shí)間為60S～90S；

冷卻處理：溫度為峰值溫度180℃～75℃，冷卻速度3～4℃/S；

整個焊接時(shí)間：溫度從室溫至最高溫度不超過5分鐘。

所述網(wǎng)板1的厚度為0.1-0.2mm；網(wǎng)板1上均布設(shè)有四組以上的網(wǎng)孔單元。

所述網(wǎng)孔單元的一個以上的網(wǎng)孔的面積為基板2上對應(yīng)的焊接區(qū)域面積的80-90%。

網(wǎng)孔單元中相鄰網(wǎng)孔之間的網(wǎng)狀橋線的寬度為0.3-0.5mm。

所述網(wǎng)孔為圓孔或方孔；所述方孔各角的過渡圓角半徑為0.05-0.07mm。

所述定位底板3上設(shè)有四個以上的定位槽，一個定位槽與一塊基板對應(yīng)配合。

所述定位底板3的材料為不銹鋼材料或納米復(fù)合材料。

所述焊膏為焊錫膏，簡稱錫膏。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面：

1、使用網(wǎng)板的優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明根據(jù)微帶板焊接的實(shí)際尺寸大小設(shè)計(jì)相應(yīng)匹配的定位底板與印刷網(wǎng)板，開孔成陣列式，也就是對尺寸比較小的模塊陣列擺放實(shí)現(xiàn)批量印刷，這樣能提高印刷焊膏的效率，然后把微帶板固定在已經(jīng)完成印刷焊膏的模塊基板上放入回流爐進(jìn)行自動焊接，焊接流程操作簡單。

（2）現(xiàn)階段網(wǎng)板加工制作方法成熟，主要有：化學(xué)腐蝕法、激光切割法以及電鑄法，且成本低廉。該發(fā)明方案優(yōu)選激光切割和孔壁拋光制作工藝，并采取倒角處理，可有效解決小長方形90度角開孔不利于釋放焊膏問題。

（3）印刷網(wǎng)板的網(wǎng)孔單元即為印刷焊膏面積，網(wǎng)孔單元設(shè)計(jì)主要考慮印刷焊膏在焊接過程焊料熔化造成的微帶板與基板之間的焊料外溢產(chǎn)生短路問題、印刷焊料較少，未形成金屬間化合物，兩者結(jié)合力差問題，焊接過程中焊料中的助焊劑蒸汽無法排放，焊接面產(chǎn)生氣孔，致使微帶板焊接質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，以及熱應(yīng)力拉傷微帶板，微帶板釬焊后恢復(fù)常溫后焊料的熱應(yīng)力對微帶板自身損壞影響問題，所以網(wǎng)孔單元和網(wǎng)板厚度設(shè)計(jì)是重要的技術(shù)參數(shù)。該發(fā)明為解決這一系列問題，網(wǎng)孔單元的一個以上網(wǎng)孔的面積之和為基板2上對應(yīng)的焊接區(qū)域面積的80-90%，焊料的厚度為0.1-0.2mm，焊料面積要用0.3-0.5mm的間隙把焊料面積分成若干長方體，可以緩沖助焊劑蒸汽產(chǎn)生的應(yīng)力和焊料熱障冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力，以及增加網(wǎng)板強(qiáng)度作用（見圖1）。

2、焊料的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明使用印刷焊膏釬焊微帶板的加工方法。印刷焊膏名稱：焊錫膏，英文名：solder paste，成分：62Sn36Pb2Ag。優(yōu)選焊錫膏取代焊片，主要原因有：焊錫膏含有助焊功能，有松香、活性劑、黏性劑和溶劑組成，具有去除錫粉氧化物、防止坍塌、調(diào)整黏性及快速印刷性能。有鉛焊錫膏通常包含63Sn37Pb和62Sn36Pb2Ag兩種成分，區(qū)別：焊膏63Sn37Pb熔點(diǎn)為183℃，焊膏62Sn36Pb2Ag摻入2% 的Ag后熔點(diǎn)變?yōu)?79℃，它有較好的物理特性和良好的焊接性能且不具腐蝕性，提高了焊接的機(jī)械強(qiáng)度，而不含有銀的則無此特性。因此，選擇62Sn36Pb2Ag成分釬焊效果最佳。

3.定位底板的優(yōu)點(diǎn)：

定位底板實(shí)質(zhì)是定位工裝,主要為固定基板2，同時(shí)提高印刷效率。如印刷網(wǎng)板采取5*6=30個印刷單元的陣列模式，同時(shí)定位底板上也開設(shè)5*6=30個單元定位槽的陣列模式，這樣定位底板就和網(wǎng)板使用相匹配，一次印刷可以完成30件的微波功率模塊的印刷工作。

4.本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)：

使用焊錫膏作為焊料釬焊微帶板，在生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制方面突顯優(yōu)點(diǎn)：主要省去了固態(tài)片狀焊片的剪裁、焊片的尺寸控制、焊片的氧化層去除、螺釘孔的保護(hù)、阻焊膠帶保護(hù)、涂覆助焊劑等復(fù)雜的手工加工流程，產(chǎn)品釬透率高，降低了加工成本，適合自動化批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明焊接組件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為網(wǎng)板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為定位底板結(jié)構(gòu)示意圖。

上圖中序號：網(wǎng)板1、網(wǎng)孔單元11、基板2、定位底板3、定位槽31。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。

實(shí)施例1

所用材料：1.焊錫膏（alpha LR721H3）、2. 無水乙醇（CH3CH2OH）、3.無塵布、4.防靜電手套。

設(shè)備及工具：1.不銹鋼刮刀（長度200mm）、2.網(wǎng)板（370*470mm）、3.印刷平臺、4. 定位底板、5.攪拌棒、6.錫膏攪拌機(jī)、7.超聲清洗機(jī)、8.回流焊爐(VXS374)、9. 測溫儀( DATAPAQ/9000)、10. X射線檢測儀(Y.Cougar SMT)。

準(zhǔn)備工作：

從冰箱取出存儲的焊錫膏，核對焊錫膏型號、有效期，采用錫膏攪拌機(jī)攪拌：攪拌前在室溫條件下回溫2h以上，攪拌時(shí)間15min。

印刷焊膏前，使用無紡布蘸取適量的無水乙醇清潔干凈網(wǎng)板1、刮刀，分類放置。

具體釬焊微帶板的加工操作步驟如下：

（1）、用無水乙醇清洗30塊微帶板和30塊基板2。

（2）、將定位底板3提前固定在印刷平臺上，定位底板3的材料為不銹鋼，厚度為0.4mm，上面開設(shè)有30個定位槽31，見圖3；將清洗干凈的30塊基板2分別放置在定位底板3上的30個定位槽31內(nèi)。

（3）、在30塊基板2上放置網(wǎng)板1，見圖2；并使網(wǎng)板1上均布的30個網(wǎng)孔單元11分別與30塊基板2一一對應(yīng)，偏移量不能超過5%1，見圖1。網(wǎng)板1的厚度為0.1mm，網(wǎng)板1上均布設(shè)有30個網(wǎng)孔單元11，每個網(wǎng)孔單元11由三個方形的網(wǎng)孔組成，每個網(wǎng)孔單元11的網(wǎng)孔面積之和為基板2上對應(yīng)的焊接區(qū)域面積的85%，相鄰網(wǎng)孔之間的網(wǎng)狀橋線的寬度為0.3mm，網(wǎng)孔的四個拐角為0.06mm的過渡圓角。

（4）、用刮刀從網(wǎng)板1的窄邊開始印刷焊膏，刮刀的傾斜角度為45度，印刷完成網(wǎng)板1上部無大面積焊料殘留，印刷效果為焊錫膏覆蓋面積應(yīng)≥95%，偏移量≤1/4焊盤寬度。

（5）、取下網(wǎng)板1，在均勻涂覆焊錫膏的30塊基板2上分別對應(yīng)放置30塊微帶板，每塊微帶板對應(yīng)一塊基板，形成焊接組件。

（6）、在焊接組件上安裝固定壓塊，在2小時(shí)內(nèi)將完成固定壓塊安裝的焊接組件進(jìn)行回流焊接。

（7）、將安裝有固定壓塊的焊接組件回流焊接。

回流焊接分四個溫度階段進(jìn)行處理：

預(yù)熱處理：室溫20℃升至120℃溫度，升溫速率為1.3℃/S，預(yù)熱時(shí)間為80S；目的是將微帶焊接組件的溫度從室溫提升到焊錫膏內(nèi)助焊劑發(fā)揮作用所需的活性溫度，溫度升得不可太快。

保溫處理：溫度為120～160℃之間，保溫時(shí)間為95S，升溫速率為0.42℃/S；目的是印刷微帶板及基板的溫度保持相同，減少相對溫差，并使焊錫膏內(nèi)部的助焊劑充分的發(fā)揮作用，去微帶板和基板表面的氧化物，從而提高焊接質(zhì)量。

回流處理：峰值溫度為226℃，峰值時(shí)間保持10S，液相線（179℃）以上時(shí)間為85S，目的是使焊點(diǎn)溫度提升到錫膏的熔點(diǎn)溫度以上并維持一定的焊接時(shí)間，使其形成合金，完成微帶板與基板的焊接。

冷卻處理：溫度從180℃降至為75℃，冷卻速度為3.5℃/S，時(shí)間為30S。目的是使焊點(diǎn)迅速降溫，焊料凝固。這個降溫速度有助于形成精細(xì)的焊點(diǎn)微結(jié)構(gòu)，提升焊點(diǎn)機(jī)械性能，增強(qiáng)焊點(diǎn)的可靠性。

（8）焊接完畢，拆除固定壓塊，得到30塊微波功率模塊。

（9）超聲清洗30塊微波功率模塊。

檢驗(yàn)30塊微波功率模塊的釬焊效果：

經(jīng)過X-RAY設(shè)備對釬透率進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)微波功率模塊的釬焊率均能達(dá)到86%以上，釬透率高于原工藝方案8個百分點(diǎn)，也滿足軍工及航空航天產(chǎn)品規(guī)定的微帶板大面積釬焊率75%要求；效率提升也較為明顯，省去了固態(tài)片狀焊片的剪裁、尺寸控制、氧化層去除、螺釘孔保護(hù)、阻焊膠帶保護(hù)、涂覆助焊劑等工序，與原工藝方案相比效率可提升3-4倍。