微波芯片共晶焊接平台及共晶焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种微波芯片共晶焊接平台及共晶焊接方法，属于芯片封装技术领域，微波芯片共晶焊接平台包括壳体、加热平台以及工作平台；壳体的顶端开放；加热平台设于壳体的内部，用于与外部电源电连接；工作平台设于壳体的内部，且底面与加热平台的顶面贴合；工作平台的顶面设有多个工作区域，多个工作区域分别用于贴放不同尺寸的金属载体；其中，多个工作区域内分别设有用于与真空泵管路连通的真空吸附孔，真空吸附孔用于吸附金属载体，且各个工作区域内的真空吸附孔的孔径与金属载体的贴放面尺寸成正比。本发明专利技术提供的微波芯片共晶焊接平台适用于不同型号的微波芯片进行焊接作业。本发明专利技术还提供了一种共晶焊接方法。

【技术实现步骤摘要】
微波芯片共晶焊接平台及共晶焊接方法
本专利技术属于芯片封装
，更具体地说，是涉及一种微波芯片共晶焊接平台及共晶焊接方法。
技术介绍
共晶焊接是一种常见的微波芯片封装工艺，通过在高温下加热并熔融焊料片，使芯片与金属载体之间形成共晶合金，从而连接为一体。常见的微波芯片共晶焊接有三种方式，即利用真空封装炉进行真空共晶焊接、利用贴片机进行自动摩擦共晶焊接、镊子夹持芯片进行手工摩擦共晶焊接，前两种方式所需的设备价格昂贵，且需要针对不同型号(尺寸)的微波芯片进行定制工装夹具，因此存在通用性差、成本高、周期长的问题，对于多品种、小批量的生产需求，通常采用手工摩擦共晶焊接的方式。传统的手工摩擦共晶焊接采用的焊接平台，采用弹簧夹具将金属载体固定在加热工作台上，将焊料片放在金属载体上，待焊料片熔化后，用镊子夹着芯片进行摩擦焊接。这种方式由于需要手工调整弹簧夹具挡板的位置以实现金属载体的夹紧，在高温环境中操作不便，容易烫伤操作人员，而且对于不同尺寸的金属载体无法全部保证稳定、合适的夹持力，尤其对于尺寸较小的金属载体而言，夹持稳定性差，容易造成在摩擦焊接过程中金属载体晃动或崩飞的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微波芯片共晶焊接平台及共晶焊接方法，旨在解决现有技术中的微波芯片手工摩擦共晶焊接工装对于不同尺寸的金属载体切换不灵活、小尺寸金属载体的夹持稳定性差的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种微波芯片共晶焊接平台，包括壳体、加热平台以及工作平台；壳体的顶端开放；加热平台设于壳体的内部，用于与外部电源电连接；工作平台设于壳体的内部，且底面与加热平台的顶面贴合；工作平台的顶面设有多个工作区域，多个工作区域分别用于贴放不同尺寸的金属载体；其中，多个工作区域内分别设有用于与真空泵管路连通的真空吸附孔，真空吸附孔用于吸附金属载体，且各个工作区域内的真空吸附孔的孔径与金属载体的贴放面尺寸成正比。作为本申请另一实施例，每个工作区域内均间隔设有多个真空吸附孔，在金属载体贴放于该工作区域时，至少两个相邻的真空吸附孔位于金属载体的下方。作为本申请另一实施例，工作平台的内部设有多个通气孔，多个通气孔与多个工作区域一一对应，多个通气孔分别用于连通真空泵管路，真空吸附孔由工作平台的顶面向下延伸，且与相应的通气孔连通。作为本申请另一实施例，通气孔由工作平台的侧壁沿工作平台的径向延伸，且多个通气孔相互连通，其中一个通气孔用于连接真空泵管路，其余通气孔的口部分别设有堵头。作为本申请另一实施例，壳体的侧壁穿设有多个氮气管，多个氮气管的出气端分别穿入壳体内部向斜下方延伸，且分别对准各个工作区域，多个氮气管分别用于连接氮气气源。作为本申请另一实施例，壳体的顶端内壁设有氮气挡环。作为本申请另一实施例，工作平台的顶面盖设有封板，在金属载体贴放于与其尺寸相应的工作区域进行作业时，封板用于封堵其余工作区域的真空吸附孔。作为本申请另一实施例，工作平台的顶面设有竖直向上延伸的固定轴，多个工作区域沿固定轴的周向间隔分布，封板为半圆形或圆心角大于180°的扇形，且封板与固定轴转动连接。作为本申请另一实施例，固定轴的延伸端螺纹连接有旋母，固定轴上套设有弹簧，弹簧的一端与封板的顶面抵接，另一端与旋母的底面抵接。本专利技术提供的微波芯片共晶焊接平台的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术微波芯片共晶焊接平台，工作平台上有多个工作区域，且多个工作区域内分别设有适用于吸附不同尺寸的金属载体的真空吸附孔，操作人员能够根据金属载体的尺寸选择相应的工作区域，使工作区域内的真空吸附孔对金属载体进行吸附固定，金属载体固定简单，操作方便，吸附稳定可靠，不同尺寸的金属载体能够选择不同的工作区域进行吸附固定，固定位置能够灵活转换，特别对于小尺寸的金属载体也能够确保实现稳定的吸附固定，能够适用不同型号的微波芯片的手工摩擦共晶焊接工艺，通用性高，适合多品种、小批量微波芯片的共晶焊接作业，尤其对于MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)环形器在5G通信领域的推广应用具有重要意义。本专利技术还提供了一种微波芯片共晶焊接方法，包括以下步骤：将上述任一种微波芯片共晶焊接平台通电加热工作平台，加热温度183～380℃，并开启真空泵；将搪锡板真空吸附于工作平台与搪锡板的尺寸匹配的工作区域内，在搪锡板上放置焊料进行加热熔化，将微波芯片的背面贴放于熔化后的焊料上进行摩擦搪锡；取下搪锡完成的微波芯片进行自然空冷，并取下搪锡板；将待焊接的金属载体贴放于工作平台上，并通过与金属载体的尺寸相应的工作区域的真空吸附孔对金属载体进行真空吸附；在金属载体的顶面放置焊料进行搪锡，搪锡完成后取下所述金属载体进行自然空冷；将搪锡并空冷后的微波芯片贴放于搪锡并空冷后的金属载体上的对应位置；将贴放了微波芯片的金属载体贴放于工作平台上相应的工作区域内，通过真空吸附孔进行真空吸附；在金属载体顶面和微波芯片底面的搪锡层焊料受热熔化后，夹持微波芯片在金属载体上进行环形摩擦3～5周或十字往复摩擦3～5次；将搪锡层焊料熔融后的金属载体和微波芯片由微波芯片共晶焊接平台上取下，自然冷却，焊接完成。本专利技术提供的微波芯片共晶焊接方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术微波芯片共晶焊接方法具有上述微波芯片共晶焊接平台的有益效果以外，还能够通过在焊接之前，通过在上述微波芯片共晶焊接平台上对微波芯片的底面和金属载体表面分别进行搪锡处理，使微波芯片底面和金属载体的顶面在搪锡后形成良好的焊料层，在焊接时只需将微波芯片底面和金属载体顶面的搪锡层焊料加热熔融即可，无需另外添加焊料，能够避免因微波芯片的底面或金属载体表面洁净度差、镀层缺陷，或者因焊料氧化等因素造成的焊接空洞率高的情况，从而能够降低焊接空洞率，提高微波芯片的共晶焊接作业成品率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的微波芯片共晶焊接平台的立体结构示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为沿图1中B-B线的剖视结构图；图4为沿图1中C-C线的剖视结构图；图5为本专利技术实施例所采用的工作平台的立体结构示意图；图6为本专利技术实施例所采用的工作平台的横截面结构示意图；图7为本专利技术实施例所采用的封板的立体结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的微波芯片共晶焊接方法的流程图。图中：100、壳体；101、氮气管；102、氮气挡环；200、加热平台；201、温控仪；300、工作平台；301、真空吸附孔；302、封板；303、固定轴；304、旋母；305、弹簧；306、通气孔；307、堵头；400、真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微波芯片共晶焊接平台，其特征在于，包括：/n壳体，顶端开放；/n加热平台，设于所述壳体的内部，用于与外部电源电连接；/n工作平台，设于所述壳体的内部，且底面与所述加热平台的顶面贴合；所述工作平台的顶面设有多个工作区域，多个所述工作区域分别用于贴放不同尺寸的金属载体；/n其中，多个所述工作区域内分别设有用于与真空泵管路连通的真空吸附孔，所述真空吸附孔用于吸附所述金属载体，且各个所述工作区域内的所述真空吸附孔的孔径与所述金属载体的贴放面尺寸成正比。/n

【技术特征摘要】
1.微波芯片共晶焊接平台，其特征在于，包括：
壳体，顶端开放；
加热平台，设于所述壳体的内部，用于与外部电源电连接；
工作平台，设于所述壳体的内部，且底面与所述加热平台的顶面贴合；所述工作平台的顶面设有多个工作区域，多个所述工作区域分别用于贴放不同尺寸的金属载体；
其中，多个所述工作区域内分别设有用于与真空泵管路连通的真空吸附孔，所述真空吸附孔用于吸附所述金属载体，且各个所述工作区域内的所述真空吸附孔的孔径与所述金属载体的贴放面尺寸成正比。


2.如权利要求1所述的微波芯片共晶焊接平台，其特征在于：每个所述工作区域内均间隔设有多个所述真空吸附孔，在所述金属载体贴放于该所述工作区域时，至少两个相邻的所述真空吸附孔位于所述金属载体的下方。


3.如权利要求1所述的微波芯片共晶焊接平台，其特征在于：所述工作平台的内部设有多个通气孔，多个所述通气孔与多个所述工作区域一一对应，多个所述通气孔分别用于连通所述真空泵管路，所述真空吸附孔由所述工作平台的顶面向下延伸，且与相应的所述通气孔连通。


4.如权利要求3所述的微波芯片共晶焊接平台，其特征在于：所述通气孔由所述工作平台的侧壁沿所述工作平台的径向延伸，且多个所述通气孔相互连通，其中一个所述通气孔用于连接所述真空泵管路，其余所述通气孔的口部分别设有堵头。


5.如权利要求1所述的微波芯片共晶焊接平台，其特征在于：所述壳体的侧壁穿设有多个氮气管，多个所述氮气管的出气端分别穿入所述壳体内部向斜下方延伸，且分别对准各个所述工作区域，多个所述氮气管分别用于连接氮气气源。


6.如权利要求5所述的微波芯片共晶焊接平台，其特征在于：所述壳体的顶端内壁设有氮气挡环。


7.如权利要求1-6任一项所述的微波芯片共晶焊接平台，其特征在于：所述工作平台的顶面盖设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟强，刘健，魏泽超，许鹏，李旭浩，
申请(专利权)人：河北美泰电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13