申请/专利权人：安徽华东光电技术研究所有限公司

申请日：2018-12-20

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109672410B

主分类号：H03F1/00

分类号：H03F1/00;H03F3/195

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.05.17#实质审查的生效;2019.04.23#公开

摘要：本发明公开了一种Ka波段变频模块的制作方法，包括下述步骤：结构件装配前清洗；套筒的焊接；芯片的共晶焊接；射频电路板和绝缘子的焊接；射频电路组件元器件的焊接；稳压电路元器件的焊接；电装；芯片胶接；芯片的金丝键合；封盖。采用上述技术方案，借助微电子组封装工艺技术，实现了一种Ka波段变频模块的制作。

主权项：1.一种Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：所述的制作方法包括下述步骤：步骤1、结构件装配前清洗：对Ka波段变频模块的结构件包括壳体18、上盖板22、下盖板23在内的结构件进行清洗，具体为：将上述的壳体18、上盖板、下盖板等结构件放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间为10～15分钟；步骤2、套筒的焊接：进行射频绝缘子17高频绝缘子与套筒的焊接、清洗并简单测试射频绝缘子17高频绝缘子有无短路，具体为：1、将套筒内部塞满290℃金锡焊膏；2、将射频绝缘子17高频绝缘子插入塞满金锡焊膏的套筒，放置共晶台进行烧结，制成套筒组件14；3、自检检查烧结完成后射频绝缘子17套筒组件的长度为6.5+0.03mm；检查合格后将套筒组件14放置好，等待后续模块装配时使用；步骤3、芯片的共晶焊接：分别完成放大器芯片3与放大器载体1之间、混频器芯片8与混频器载体7芯片、电容与载体之间的共晶焊，具体为；1、选择熔点为280℃、成分为Au80Sn20的焊片，根据芯片的尺寸裁切所需焊片的大小；2、将共晶台的温度设置为300～310℃，将载体固定在共晶台上，在显微镜下完成芯片、电容与载体之间的共晶焊接；3、将共晶后的芯片组件放置于凝胶盒内备用；步骤4、射频电路板和绝缘子的烧结：射频电路板和绝缘子的焊接：进行套筒组件与壳体焊接、加电绝缘子15与壳体18焊接、射频电路板16与壳体18之间的大面积焊接，具体为：1、选择熔点为217℃、成分为Sn96.5Ag3Cu0.5的焊锡膏，借助点胶机将锡膏分别涂在加电绝缘子15、供电绝缘子19和套筒组件14周围，并分别将加电绝缘子15、供电绝缘子19和套筒组件14安装到壳体18上对应安装孔处；2、将射频电路板16表面贴上阻焊胶带，选择厚度为0.05mm、熔点217℃、成分为Sn96.5Ag3Cu0.5的焊片，按照射频电路的外形进行裁切；将裁切好的焊片两面以及壳体内焊接面刷涂助焊剂，将焊片放入壳体18对应的位置内压平整，然后将射频电路板16放入壳体18内并保证平整；3、准备一台加热平台，温度设置为250℃～260℃，同时借助工装、压块将壳体18放置于加热平台上，以保证射频电路板16焊接的焊透率；待焊膏充分熔化后，取下壳体冷却至常温；4、将焊接好的壳体18组件放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间为15～20分钟，以有效去除助焊剂；5、利用万用表检测加电绝缘子15和套筒组件14有无短路；步骤5、射频电路组件元器件的焊接：进行射频电路组件元器件的焊接：包括完成元器件的焊接、完成组件的清洗，具体为：1、选择熔点为183℃、成分为Pb37Sn63的焊锡膏，借助点胶机设备对射频电路组件里的射频电路板16上面的元器件焊盘处进行点焊膏处理；借助点胶机将锡膏涂在射频绝缘子17周围，并将射频绝缘子17安装到壳体18对应安装孔处；2、将图纸上标注为C1、C2、C3、C4、C5、N1、N2的元器件一一放置于射频电路板16的对应位置上；3、准备一台加热平台，温度设置为220℃～230℃；待温度到达设定值后，将贴有元器件的射频电路组件平整地放置于加热平台上，等到焊膏熔化后，带上隔热手套从加热平台上平整地取下射频电路组件；4、将射频电路组件放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间为10～15分钟，以有效去除焊膏熔化残留的助焊剂；5、利用显微镜检验元器件安装的位置、方向正确，摆放平整、居中，不得出现立碑、锡联、虚焊；检查合格后将射频电路组件放置好，等待后续模块装配时使用；步骤6、稳压电路元器件的焊接：进行稳压电路元器件的焊接、稳压电路组件20的清洗，具体为：1、选择熔点为183℃、成分为Pb37Sn63的焊锡膏，借助点胶机设备对稳压电路板上面的元器件焊盘处进行点焊膏处理；2、将图纸上标注为C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、M1的元器件一一放置于稳压电路板的对应位置上；3、准备一台加热平台，温度设置为210℃～220℃；待温度到达设定值后，将贴有元器件的稳压电路组件20平整地放置于加热平台上，等到焊膏熔化后，带上隔热手套从加热平台上平整地取下稳压电路组件20；4、将稳压电路组件20放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间为10～15分钟，以有效去除焊膏熔化残留的助焊剂；5、利用显微镜检验元器件安装的位置、方向正确，摆放平整、居中，不得出现立碑、锡联、虚焊；检查合格后将稳压电路组件20放置好，等待后续模块装配时使用；步骤7、电装：将稳压电路组20件安装到腔体；进行高温导线与加电绝缘子15的手工焊接，具体为：将步骤6中完成的稳压电路组件20利用螺钉固定到壳体18背面并紧固；完成加电绝缘子15以及射频绝缘子17与稳压电路之间的焊接；完成后用酒精棉清理焊接点，确保内部干净无污染；步骤8、芯片胶接：进行共晶组件的胶接，具体为：利用点胶机，采用导电胶粘接工艺完成步骤3中完成的共晶组件上对应图纸上标注为U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7的位置的胶结工作，放入烘箱中进行固化，烘箱温度为：120～130℃，固化时间为：1～1.5小时；步骤9、芯片的金丝键合，具体为：1、完成放大器芯片3、前级放大器芯片6、末级放大器芯片10、衰减器芯片13、混频器芯片8以及芯片电容的引线键合；2、检查，利用万用表检测电路有无短路；利用显微镜检查芯片是否有损坏；步骤10、封盖：进行模块的电性能调试、测试；完成上盖板22、下盖板23的安装，具体为：利用螺钉21将模块的上盖板22、下盖板23固定到壳体18上，完成模块盖板装配；螺钉21为不锈钢圆头螺丝M1.6×4；至此，Ka波段变频模块制作完成。

全文数据：一种Ka波段变频模块的制作方法技术领域本发明属于微波放大器的技术领域，具体涉及一种Ka波段变频模块的制作方法。背景技术由于微波单片集成电路MMIC电路具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高等一系列的优点，并可缩小的电子设备体积、重量减轻、价格低等，这对军用电子装备和民用电子产品起十分重要作用。目前微波单片集成电路MMIC已成为当前发展各种高科技武器、装备的重要支柱，并广泛应用于各种先进的战术导弹、电子战、通信系统、以及各种先进的相控阵雷达中。发明内容本发明目的是提供一种Ka波段变频模块的制作方法。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：本发明的Ka波段变频模块的制作方法，包括下述步骤：步骤1、结构件装配前清洗；步骤2、套筒的焊接；步骤3、芯片的共晶焊接；步骤4、射频电路板和绝缘子的焊接；步骤5、射频电路组件元器件的焊接；步骤6、稳压电路元器件的焊接；步骤7、电装；步骤8、芯片胶接；步骤9、芯片的金丝键合；步骤10、封盖；至此，Ka波段变频模块制作完成。在所述的步骤1中，对包括壳体、上盖板、下盖板在内的结构件进行清洗。在所述的步骤2中，进行射频绝缘子与套筒的焊接、清洗并简单测试射频绝缘子有无短路。在所述的步骤3中，分别完成放大器芯片与放大器载体之间、混频器芯片与混频器载体之间的共晶焊。在所述的步骤4中，进行套筒组件与壳体焊接、加电绝缘子与壳体焊接、射频电路板与壳体之间的大面积焊接。在所述的步骤5中，进行射频电路组件元器件的焊接：包括完成元器件的焊接、完成组件的清洗。在所述的步骤6中，进行稳压电路元器件的焊接、稳压电路组件的清洗。在所述的步骤7中，将稳压电路组20件安装到腔体；进行高温导线与加电绝缘子的手工焊接。在所述的步骤8中，进行共晶组件的胶接。在所述的步骤10中，进行模块的电性能调试、测试；完成下盖板、下盖板的安装。本发明采用上述技术方案，借助微电子组封装工艺技术，实现了一种Ka波段变频模块的制作。附图说明附图所示内容及图中的标记简要说明如下：图1为本发明的Ka波段变频模块外形结构示意图；图2为图1所示结构的俯视方向的剖视图；图3为本发明的放大器载体结构示意图；图4为本发明的前级放大芯片载体结构示意图；图5为本发明的混频器载体结构示意图；图6为本发明的末级放大器载体结构示意图；图7为本发明的衰减器载体结构示意图；图8为本发明的Ka波段变频模块高频电路装配示意图；图9为本发明的Ka波段变频模块高频电路元器件装配示意图；图10为本发明的Ka波段变频模块稳压电路元器件装配示意图；图11为本发明的Ka波段变频模块金丝键合装配示意图；图12为本发明的Ka波段变频模块背面装配示意图；图13为本发明的Ka波段变频模块上盖板结构示意图；图14为本发明的Ka波段变频模块下盖板结构示意图。图中标记为：1、放大器载体，2、芯片电容47p，3、放大器芯片，4、前级放大芯片载体，5、芯片电容1000p，6、前级放大器芯片，7、混频器载体，8、混频器芯片，9、末级放大器载体，10、末级放大器芯片，11、芯片电容100p，12、衰减器载体，13、衰减器芯片，14、套筒组件，15、加电绝缘子，16、射频电路板，17、射频绝缘子，18、壳体，19、供电绝缘子，20、稳压电路组件，21、螺钉，22、上盖板，23、下盖板。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图8所表达的本发明的结构，为一种Ka波段变频模块。的制作方法，本发明介绍了一种基于MMIC放大器芯片设计的Ka波段变频模块的制作方法。该方法借助微电子组封装工艺技术，实现了一种Ka波段变频模块的制作。为了实现提供一种Ka波段变频模块的制作方法的发明目的，本发明采取的技术方案为：如图1至图14所示，本发明的Ka波段变频模块的制作方法，包括下述步骤：步骤1、结构件装配前清洗：对Ka波段变频模块的结构件包括壳体、上盖板、下盖板等结构件进行清洗。将上述的壳体、上盖板、下盖板等结构件放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间10～15分钟。步骤2、套筒的焊接：1、将套筒内部塞满290℃金锡焊膏；2、将射频绝缘子17高频绝缘子插入塞满金锡焊膏的套筒，放置共晶台进行烧结，制成套筒组件14；3、自检检查烧结完成后射频绝缘子17套筒组件的长度6.5+0.03mm，检查合格后将套筒组件14放置好，等待后续模块装配时使用。步骤3、芯片的共晶焊接：1、选择熔点为280℃、成分为Au80Sn20的焊片，根据芯片的尺寸裁切所需焊片的大小；2、将共晶台的温度设置为300～310℃，将载体固定在共晶台上，在显微镜下完成芯片、电容与载体之间的共晶焊接如图3至图7；3、将共晶后的芯片组件放置于凝胶盒内备用。步骤4、射频电路板和绝缘子的烧结：1、选择熔点为217℃成分为Sn96.5Ag3Cu0.5的焊锡膏，借助点胶机将锡膏分别涂在加电绝缘子15、供电绝缘子19和套筒组件14周围，并按照图8所示分别将加电绝缘子15、供电绝缘子19和套筒组件14安装到壳体18上对应安装孔处；2、将射频电路板16表面贴上阻焊胶带，选择厚度为0.05mm，熔点217℃、成分为Sn96.5Ag3Cu0.5的焊片，按照射频电路的外形进行裁切，将裁切好的焊片两面以及壳体内焊接面刷涂助焊剂，将焊片的放入壳体18对应的位置内压平整，然后将射频电路板16放入壳体18内并保证平整；3、准备一台加热平台，温度设置为250℃～260℃，同时借助工装、压块将壳体18放置与加热平台上，以保证射频电路板16焊接的焊透率，待焊膏充分熔化后，取下壳体冷却至常温；4、将焊接好的壳体18组件放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间15～20分钟，以有效去除助焊剂；5、利用万用表检测加电绝缘子15和套筒组件14有无短路。步骤5、射频电路组件元器件的焊接：1、选择熔点为183℃、成分为Pb37Sn63的焊锡膏，借助点胶机设备对射频电路组件里的射频电路板16上面的元器件焊盘处进行点焊膏处理；借助点胶机将锡膏涂在射频绝缘子17周围，并将射频绝缘子17安装到壳体18对应安装孔处；2、根据图8，将图纸上标有C1、C2、C3、C4、C5、N1、N2的元器件一一放置于射频电路板16的对应位置上；3、准备一台加热平台，温度设置为220℃～230℃，待温度到达设定值后，将贴有元器件的射频电路组件平整地放置于加热平台上，等到焊膏熔化后，带上隔热手套从加热平台上平整地取下射频电路组件；4、将射频电路组件放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间10～15分钟，以有效去除焊膏熔化残留的助焊剂；5、利用显微镜检验元器件安装的位置、方向正确，摆放平整、居中，不得出现立碑、锡联、虚焊；检查合格后将射频电路组件放置好，等待后续模块装配时使用。步骤6、稳压电路元器件的焊接：1、选择熔点为183℃、成分为Pb37Sn63的焊锡膏，借助点胶机设备对稳压电路板上面的元器件焊盘处进行点焊膏处理；2、根据图10，将图纸上标有C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、M1的元器件一一放置于稳压电路板的对应位置上；3、准备一台加热平台，温度设置为210℃～220℃，待温度到达设定值后，将贴有元器件的稳压电路组件20平整地放置于加热平台上，等到焊膏熔化后，带上隔热手套从加热平台上平整地取下稳压电路组件20；4、将稳压电路组件20放置于汽相清洗机内清洗，清洗时间10～15分钟，以有效去除焊膏熔化残留的助焊剂；5、利用显微镜检验元器件安装的位置、方向正确，摆放平整、居中，不得出现立碑、锡联、虚焊；检查合格后将稳压电路组件20放置好，等待后续模块装配时使用。步骤7、电装：将步骤6中完成的稳压电路组件20利用螺钉固定到壳体18背面并紧固，根据图12指示，完成加电绝缘子15以及射频绝缘子17与稳压电路之间的焊接；完成后用酒精棉清理焊接点，确保内部干净无污染。步骤8、芯片胶接：根据图8，利用点胶机，采用导电胶粘接工艺完成步骤3中完成的共晶组件对应图纸上标有U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7的位置的胶结工作，放入烘箱中进行固化，烘箱温度：120～130℃，固化时间：1～1.5小时。步骤9、金丝键合：1、按照图11，完成放大器芯片3、前级放大器芯片6、末级放大器芯片10、衰减器芯片13、混频器芯片8以及芯片电容的引线键合；2、检查，利用万用表检测电路有无短路；利用显微镜检查芯片是否有损坏。步骤10、封盖：利用螺钉21将模块的上盖板22、下盖板22固定到壳体18上，完成模块盖板装配。螺钉21为不锈钢圆头螺丝M1.6×4。至此，Ka波段变频模块制作完成。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：所述的制作方法包括下述步骤：步骤1、结构件装配前清洗；步骤2、套筒的焊接；步骤3、芯片的共晶焊接；步骤4、射频电路板和绝缘子的焊接；步骤5、射频电路组件元器件的焊接；步骤6、稳压电路元器件的焊接；步骤7、电装；步骤8、芯片胶接；步骤9、芯片的金丝键合；步骤10、封盖；至此，Ka波段变频模块制作完成。2.按照权利要求1所述的Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：在所述的步骤1中，对包括壳体18、上盖板22、下盖板23在内的结构件进行清洗。3.按照权利要求1所述的Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：在所述的步骤2中，进行射频绝缘子17高频绝缘子与套筒的焊接、清洗并简单测试射频绝缘子17高频绝缘子有无短路。4.按照权利要求1所述的Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：在所述的步骤3中，分别完成放大器芯片3与放大器载体1之间、混频器芯片8与混频器载体7芯片、电容与载体之间的共晶焊。5.按照权利要求1所述的Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：在所述的步骤4中，进行套筒组件与壳体焊接、加电绝缘子15与壳体18焊接、射频电路板16与壳体18之间的大面积焊接。6.按照权利要求1所述的Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：在所述的步骤5中，进行射频电路组件元器件的焊接：包括完成元器件的焊接、完成组件的清洗。7.按照权利要求1所述的Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：在所述的步骤6中，进行稳压电路元器件的焊接、稳压电路组件20的清洗。8.按照权利要求1所述的Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：在所述的步骤7中，将稳压电路组20件安装到腔体；进行高温导线与加电绝缘子15的手工焊接。9.按照权利要求1所述的Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：在所述的步骤8中，进行共晶组件的胶接。10.按照权利要求1所述的Ka波段变频模块的制作方法，其特征在于：在所述的步骤10中，进行模块的电性能调试、测试；完成下盖板22、下盖板23的安装。

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