一种用于微波毫米波器件组装的高焊透率焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种用于微波毫米波器件组装的高焊透率焊接方法，该方法包括以下步骤：将真空焊接设备抽真空，向设备中充入保护气体；加热焊接件和焊料。待焊接件温度升高至一定温度范围内后，停止加热，对真空焊接设备抽真空，维持真空状态T1秒；向真空焊接设备中充入保护气体；对真空焊接设备中的焊接件和焊料进行加热。待焊接件温度升至焊料熔点之上时，停止加热，对真空焊接设备抽真空，维持真空状态T2秒；向真空焊接设备中充入保护气体；当焊接件温度降至焊料熔点以下时，停止向真空焊接设备充入气体，让焊接件自然冷却。本发明专利技术能够解决现有技术中升温和降温速率慢的问题，并且能够将焊接件通过焊料以较高的焊透率焊接到一起。

A high penetration rate welding method for microwave and millimeter wave device assembly

The invention relates to a welding method for welding a high penetration rate of microwave and millimeter wave device assembly, the method comprises the following steps: vacuum vacuum welding equipment, the equipment charging protective gas; heating welding and soldering. The welding temperature rises to a certain temperature range, stop heating, vacuum pumping equipment for vacuum welding, vacuum to maintain T1 seconds; vacuum welding equipment filled with protective gas; heating of the vacuum welding equipment in the welding and soldering. Stop heating for welding temperature rose above the melting point of solder, equipment, vacuum of vacuum welding, vacuum to maintain T2 seconds; vacuum welding equipment filled with protective gas; when the welding temperature falls below the melting point of the solder, stop to vacuum filled gas welding equipment, welding parts for natural cooling. The invention can solve the problems of slow heating and slow cooling rate in the prior art, and can weld the weldment through the solder together at higher welding penetration rate.

【技术实现步骤摘要】
一种用于微波毫米波器件组装的高焊透率焊接方法
本专利技术涉及焊接
，具体涉及一种用于微波毫米波器件组装的高焊透率焊接方法。
技术介绍
在微波毫米波器件组装工艺中，一般要求印制板和芯片的接地焊接具有比较高的焊透率，以实现较好的器件性能，如较低的器件噪声温度，无自激现象等。为了实现印制板和芯片的接地焊接具有比较高的焊透率，一般采用在真空环境下进行焊接（下称真空焊接）。采用真空焊接时，由于能与焊料及焊接件反应的氧气体极少，焊接件表面润湿性好，并且焊接区域内的气体能够及时排出从而使得气泡较少，这样可实现较高的焊透率。但真空焊接时需要在高于焊料熔点的高温环境下进行，这样就需要给焊料及焊接件加热以使温度高于焊料熔点。真空焊接一般在真空炉内进行，加热方法一般是通过灯管对石墨导热板，然后采用石墨导热板将热量传递给放在其上的焊接件。由于在真空环境下气压很低，气体密度较小，并且一般情况下焊接件与导热板间并非完美的面接触，造成传热较慢，从而导致焊接件的升温和降温速率较慢。升温和降温速率较慢时，将引起升温和降温时间过长，造成助焊剂挥发过多、焊接界面处金属间化合物晶粒粗大、焊接件镀层过度溶解等现象，影响焊接质量。若采用可控气氛焊接，即在真空炉抽真空后冲入氮气或其他保护性气体、还原性气体，虽然可提高焊接过程时的升温和降温速率；但没有在真空环境下焊接，焊接区域内的气体不易排出，容易形成空洞，造成焊接区域内存在一定的空洞。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于微波毫米波器件组装的高焊透率焊接方法，该方法应用在微波毫米波器件组装工艺中，用于印制板接地焊接和芯片焊接，能够将焊接件通过焊料以较高的焊透率焊接到一起。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种用于微波毫米波器件组装的高焊透率焊接方法，该方法包括以下步骤：（1）一抽一充：把焊接件和焊料放入真空焊接设备并做好工艺准备后，将真空焊接设备抽真空，使真空焊接设内部的空气排出；随后向真空焊接设备中充入保护气体，使真空焊接设备内气压达到50000Pa以上；然后再对真空焊接设备中的焊接件和焊料进行加热；（2）二抽二充：待焊接件温度升高至一定温度范围内后，停止加热，对真空焊接设备进行第二次抽真空，使真空焊接设备内部的气体排出，并维持真空状态T1秒；随后向真空焊接设备中再次充入保护气体，使真空焊接设备内气压达到50000Pa以上；然后再对真空焊接设备中的焊接件和焊料进行加热；（3）三抽三充：待焊接件温度升至焊料熔点之上时，停止加热，对真空焊接设备进行第三次抽真空处理，并维持真空状态T2秒；然后向真空焊接设备中第三次充入保护气体；当焊接件温度降至焊料熔点以下时，停止向真空焊接设备充入气体，让焊接件自然冷却，完成焊接过程。进一步的，步骤（2）中T1的取值范围为20~60。进一步的，步骤（3）中T2的取值范围为3~180。通过对维持真空状态的时间T1及T2的取值范围进行设置，是为了更好地排出真空腔室内或焊料中的气体，因为只在气压降低的前半程较短的时间内，不能很好地排出真空腔室内或焊料中的气体，会有较多的残余气体。由以上技术方案可知，本专利技术不仅能够解决现有真空焊接技术中升温和降温速率慢的问题，有效缩短焊接时间，实现比真空焊接高的焊接质量，还能够将焊接件通过焊料以较高的焊透率焊接到一起，实现比可控气氛焊接高的焊透率。附图说明图1是本专利技术焊接方法的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：如图1所示的一种用于微波毫米波器件组装的高焊透率焊接方法，该方法包括以下步骤：（1）一抽一充：把焊接件和焊料放入真空焊接设备并做好工艺准备后，将真空焊接设备抽真空（本专利技术所述的真空是指气压低于1000Pa），以将真空焊接设内部空气排出；随后向真空焊接设备中充入氮气或其他保护性气体、还原性气体，使真空焊接设备内气压达到50000Pa以上，随后开始加热。该步骤可将真空焊接设备内氧气排出，充入的氮气或其他保护性气体、还原性气体可在焊接过程中提供防氧化作用或还原焊料表面氧化层，增强润湿能力。另外，相对真空焊接工艺，向真空焊接设备中充入保护气体可提高焊接过程中升温和降温速率，在步骤（2）和步骤（3）中充入保护气体也是同样的作用。（2）二抽二充：待焊接件温度升至一定温度范围内后（一般维持在助焊剂或焊膏的预热温度范围内。不同助焊剂或焊膏预热温度不同，需要根据所用助焊剂或焊膏选择相应温度范围）；然后对真空焊接设备进行抽真空，排出真空焊接设备内部的气体，并维持真空状态20～60秒。之后向真空焊接设备中充入氮气或其他保护性气体、还原性气体，使真空焊接设备内气压达到50000Pa以上。二抽的目的是将助焊剂或焊膏在预热过程中挥发出的气态物质排出焊接设备；二充的目的与一充相同。在二抽二充过程中，持续加热，使待焊接件温度维持在所用助焊剂或焊膏的预热温度范围内或以上。二抽二充过程完成后，继续加热以使温度继续升高。（3）三抽三充：待焊接件温度升至焊料熔点之上时，一般比焊料熔点高20℃～60℃（比焊料熔点高20℃～60℃，是为了留有温度余量），开始对真空焊接设备进行第三次抽真空处理，并维持真空状态3秒～180秒。本次抽真空可将熔融焊料中的气体排出，提高焊透率。然后向真空焊接设备内充入氮气或其他保护气体，以实现对焊接件快速降温。当温度降至焊料熔点以下时，可以停止充入气体，让焊接件自然冷却，完成焊接过程。当焊料溶化后，焊接件通过焊料连接，直到焊料凝固，整个焊接过程完成。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微波毫米波器件组装的高焊透率焊接方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：（1）一抽一充：把焊接件和焊料放入真空焊接设备并做好工艺准备后，将真空焊接设备抽真空，使真空焊接设内部的空气排出；随后向真空焊接设备中充入保护气体，使真空焊接设备内气压达到50000Pa以上；然后再对真空焊接设备中的焊接件和焊料进行加热；（2）二抽二充：待焊接件温度升高至一定温度范围内后，停止加热，对真空焊接设备进行第二次抽真空，使真空焊接设备内部的气体排出，并维持真空状态T1秒；随后向真空焊接设备中再次充入保护气体，使真空焊接设备内气压达到50000Pa以上；然后再对真空焊接设备中的焊接件和焊料进行加热；（3）三抽三充：待焊接件温度升至焊料熔点之上时，停止加热，对真空焊接设备进行第三次抽真空处理，并维持真空状态T2秒；然后向真空焊接设备中第三次充入保护气体；当焊接件温度降至焊料熔点以下时，停止向真空焊接设备充入气体，让焊接件自然冷却，完成焊接过程。

【技术特征摘要】
1.一种用于微波毫米波器件组装的高焊透率焊接方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：（1）一抽一充：把焊接件和焊料放入真空焊接设备并做好工艺准备后，将真空焊接设备抽真空，使真空焊接设内部的空气排出；随后向真空焊接设备中充入保护气体，使真空焊接设备内气压达到50000Pa以上；然后再对真空焊接设备中的焊接件和焊料进行加热；（2）二抽二充：待焊接件温度升高至一定温度范围内后，停止加热，对真空焊接设备进行第二次抽真空，使真空焊接设备内部的气体排出，并维持真空状态T1秒；随后向真空焊接设备中再次充入保护气体，使真空焊接设备内气压达到50000Pa...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨威风，王丽，王曦雯，丁晓杰，王瀛波，江颖，史亚彬，胡来平，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十六研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34