多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构及方法技术

本发明专利技术公开了多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构及方法，该结构包括多腔槽LTCC基板、封装盒体和连接多腔槽LTCC基板与封装盒体的过渡金属片，所述过渡金属片设有若干不相连的通孔。本发明专利技术通过增加图形化的过渡金属片，有效缓解LTCC基板与金属盒体之间的热失配，提升了整个焊接结构的焊接可靠性。通过过渡金属片不同区域的开孔设计，在提升焊接可靠性的同时，保证整个焊接结构的接地性能与焊接气密性。通过焊接面活化、印刷焊膏焊接过渡金属片、清洗之后再使用焊料片真空焊接的方法解决了AuPtPd焊接层浸润性差，助焊剂难以清洗的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构及方法


[0001]本专利技术属于微波组件微组装
，尤其涉及多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构及方法。

技术介绍

[0002]电子信息系统向着多功能、高性能、小型化的方向发展，微波组件的集成度越来越高，低温共烧陶瓷(LTCC)基板由于具有多层布线能力以及良好的射频信号传输特性，在微波组件中获得广泛应用。
[0003]微波组件中为保证射频信号的低损高隔离传输，芯片一般安装在腔槽内。随着组件功能密度的上升，集成芯片的数量激增，LTCC电路表面的腔槽数量与面积也随之增加。多腔槽大面积的LTCC基板与封装盒体焊接存在以下技术难点：
[0004]a)LTCC基板与轻质封装盒体(Al、SiAl等材料)之间存在严重热失配(热膨胀系数相差一至三倍)，在钎焊以及后续使用过程中，LTCC基板易发生开裂，造成组件失效。技术CN206200376U通过在陶瓷与金属的接触面设置释放空隙，缓解陶瓷与金属之间的热失配应力。但是，在LTCC的焊接面加工释放应力的腔槽结构，将进一步增大多腔槽LTCC电路片的加工难度，引起电路片翘曲变形；而在封装盒体焊接面加工腔槽结构，将降低盒体底板强度。
[0005]b)为了满足钎焊需求，LTCC工艺采用烧结浆料体系，最常用的焊接层为金铂钯金属与玻璃相的混合物，这一材料在没有助焊剂的情况下与焊料之间浸润非常差，难以实现焊接；若使用助焊剂，提升浸润性则由于焊接面积大，残余在焊接层内部的助焊剂难以清洗，将影响焊接界面的长期可靠性。
[0006]c)随着系统集成密度的提升，LTCC成为封装的一部分，与盒体的焊接需具有气密性并保证良好的接地特性。因此，如何解决多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接过程的热失配、浸润性问题，同时保证焊接的强度、气密性与微波电路的接地特性，现有技术尚未给出解决方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构及方法,通过增加图形化的过渡金属片，有效缓解LTCC基板与金属盒体之间的热失配，提升了整个焊接结构的焊接可靠性。通过过渡金属片不同区域的开孔设计，在提升焊接可靠性的同时，保证整个焊接结构的接地性能与焊接气密性。通过焊接面活化、印刷焊膏焊接过渡金属片、清洗之后再使用焊料片真空焊接的方法解决了AuPtPd焊接层浸润性差，助焊剂难以清洗的问题。
[0008]本专利技术目的通过下述技术方案来实现：
[0009]多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构，包括多腔槽LTCC基板、封装盒体和连接多腔槽LTCC基板与封装盒体的过渡金属片，所述过渡金属片设有若干不相连的通孔，多腔槽
LTCC基板不同区域上连接的过渡金属片的通孔占过渡金属片的面积不同，多腔槽LTCC基板与封装盒体间设有一层应力缓冲层，应力缓冲层包括若干结构完整的应力释放孔。
[0010]进一步的，所述过渡金属片通过含有少量助焊剂的辅料与多腔槽LTCC基板焊接；所述过渡金属片通过不含助焊剂的辅料与封装盒体焊接。
[0011]进一步的，所述过渡金属片与多腔槽LTCC基板连接的区域包括结构薄弱区、接地敏感区和重合区，重合区为结构薄弱区与接地敏感区重合部分；
[0012]在多腔槽LTCC基板的结构薄弱区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的结构薄弱区投影区域面积的至少60％；
[0013]在多腔槽LTCC基板的接地敏感区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的接地敏感区投影区域面积的至多40％；
[0014]在多腔槽LTCC基板的重合区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的接地敏感区投影区域面积的40％至50％。
[0015]进一步的，所述通孔的开孔方式为小孔阵列或网格。
[0016]进一步的，所述封装盒体底部设有通槽，在封装盒体底面的通槽投影区域，过渡金属片开与通槽同样外形的开孔，与通槽同样外形的开孔外缘和该开孔相邻的通孔外缘间距不小于0.5mm。
[0017]另一方面，本专利技术还提供了多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接方法，所述多腔槽LTCC基板的表面腔槽总面积与表面积之比大于40％，封装盒体的热膨胀系数是LTCC基板热膨胀系数的1
‑
3倍，该方法包括：
[0018]S1：S1：通过结构分析确定多腔槽LTCC基板的结构薄弱区，通过电路分析确定多腔槽LTCC基板的接地敏感区；
[0019]S2：活化多腔槽LTCC基板焊接面；
[0020]S3：在多腔槽LTCC基板焊接面上对应过渡金属片未开孔的区域印刷含有少量助焊剂的辅料；
[0021]S4：将过渡金属片焊接在多腔槽LTCC基板焊接面并清洗残留物；
[0022]S5：按顺序依次将焊料片、多腔槽LTCC基板和焊接工装装入封装盒体，通过焊接工装对多腔槽LTCC基板施加压力；
[0023]S6：将焊接了过渡金属片的多腔槽LTCC基板焊接在封装盒体内。
[0024]进一步的，对应设置在多腔槽LTCC基板的结构薄弱区、接地敏感区和重合区的过渡金属片开孔面积分别为：
[0025]在多腔槽LTCC基板的结构薄弱区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的结构薄弱区投影区域面积的至少60％；
[0026]在多腔槽LTCC基板的接地敏感区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的接地敏感区投影区域面积的至多40％；
[0027]在多腔槽LTCC基板的重合区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的接地敏感区投影区域面积的40％至50％；
[0028]所述焊料片的外形形状和开孔中心位置与过渡金属片一致。
[0029]进一步的，所述活化多腔槽LTCC基板焊接面具体为：
[0030]S21：将多腔槽LTCC基板加热至助焊剂活化所需温度；
[0031]S22：将助焊剂涂敷至多腔槽LTCC基板的焊接面；
[0032]S23：在保温30
‑
60秒后将液体清洗并烘干；
[0033]S24：对焊接面做提升后续焊料浸润性的处理。
[0034]进一步的，所述含有少量助焊剂的辅料熔点比焊料片熔点高至少30℃。
[0035]进一步的，所述焊接工装包括压块、支撑体和垫板，垫板直接放置在多腔槽LTCC基板表面，支撑体放置在垫板表面对应多腔槽LTCC基板的非结构薄弱区，压块放置在支撑体上。
[0036]本专利技术的有益效果在于：
[0037](1)本专利技术通过在多腔槽LTCC基板与封装盒体之间增加图形化的过渡金属片，有效缓解了多腔槽LTCC基板与金属盒体之间的热失配，提升了整个焊接结构的焊接可靠性。
[0038](2)本专利技术通过过渡金属片在多腔槽LTCC基板上的不同焊接区域的对应开孔设计，在提升焊接可靠性的同时，保证整个焊接结构的接地性能与焊接气密性。
[0039](3)本专利技术通过将焊接面活化、印刷含有少量助焊剂的焊接辅料焊接过渡金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构，其特征在于，包括多腔槽LTCC基板、封装盒体和连接多腔槽LTCC基板与封装盒体的过渡金属片，所述过渡金属片设有若干不相连的通孔，多腔槽LTCC基板不同区域上连接的过渡金属片的通孔占过渡金属片的面积不同，多腔槽LTCC基板与封装盒体间设有一层应力缓冲层，应力缓冲层包括若干结构完整的应力释放孔。2.如权利要求1所述的多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构，其特征在于，所述过渡金属片通过含有少量助焊剂的辅料与多腔槽LTCC基板焊接；所述过渡金属片通过不含助焊剂的辅料与封装盒体焊接。3.如权利要求1所述的多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构，其特征在于，所述过渡金属片与多腔槽LTCC基板连接的区域包括结构薄弱区、接地敏感区和重合区，重合区为结构薄弱区与接地敏感区重合部分；在多腔槽LTCC基板的结构薄弱区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的结构薄弱区投影区域面积的至少60％；在多腔槽LTCC基板的接地敏感区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的接地敏感区投影区域面积的至多40％；在多腔槽LTCC基板的重合区，过渡金属片的通孔面积占多腔槽LTCC基板的接地敏感区投影区域面积的40％至50％。4.如权利要求3所述的多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构，其特征在于，所述通孔的开孔方式为小孔阵列或网格。5.如权利要求1所述的多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接结构，其特征在于，所述封装盒体底部设有通槽，在封装盒体底面的通槽投影区域，过渡金属片开与通槽同样外形的开孔，与通槽同样外形的开孔外缘和该开孔相邻的通孔外缘间距不小于0.5mm。6.多腔槽LTCC基板与封装盒体焊接方法，所述多腔槽LTCC基板的表面腔槽总面积与表面积之比大于40％，封装盒体的热膨胀系数是LTCC基板热膨胀系数的1
‑
3倍，其特征在于，包括：S1：通过结构分析确定多腔槽LTCC基板的结构薄弱区，通过电路分...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢茜，张剑，董东，陆吟泉，文泽海，季兴桥，徐榕青，向伟玮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：