用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法
【專利摘要】本發明公開了用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，包括：在銦鉛焊膏中選取錫珠在加熱臺上融成一個銦鉛焊球；在石英基片薄膜電路的焊盤上點上助焊劑，助焊劑用于將要放在石英薄膜電路焊盤上的銦鉛焊球粘住；將銦鉛焊球放在石英基片薄膜電路的焊盤上，并且將銦鉛焊球墩平；超小肖特基二極管放在墩平化的銦鉛焊球上；通過加熱臺加熱銦鉛焊球將超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路的焊盤熔焊在一起；對熔焊時形成的焊點進行檢驗，并且對超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路的焊接進行電學測試。本發明方法簡單，成本低廉，可行性強，并且有效的解決來只能采用昂貴的倒裝焊接設備來焊接超小肖特基二極管的問題。
【專利說明】用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接的方法。
【背景技術】
[0002]THz頻段位于微波和紅外之間，是一個非常重要的交叉前沿領域。由于其具有寬頻帶、窄脈沖、強穿透性及保密性好等特點，被廣泛用于雷達、RCS特性縮比測試、射電天文、衛星通訊、安全檢測和無損檢測等領域，具有非常重要的經濟和社會意義。
[0003]基于超薄微帶片的太赫茲部件，具有集成度高、易生產和可靠性高等優勢而得到廣泛應用，但在具體的實現上首先要解決的一個關鍵工藝問題是如何實現超薄石英基片薄膜電路精密微組裝。超薄石英基片薄膜電路精密微組裝技術即通過人工或機械方法，實現微米量級安裝誤差的組裝。肖特基二極管、石英基片均需要通過微組裝工藝組裝到金屬腔體中，主要包括兩步:一是石英基片薄膜電路與金屬腔體的導電膠粘接；二是肖特基二極管與石英基片薄膜電路的錫焊互聯。其中肖特基二極管的安裝是整個工藝的關鍵點，直接決定太赫茲部件能否正常工作，在安裝的過程中稍有不慎就會使得二極管短路。肖特基二極管長度在微米量級(大小一般在300 μ mX 100 μ m)，厚度一般在50 μ m甚至更薄，而且石英基片薄膜電路的厚度、焊盤寬度和焊盤間隔均在50 μ m量級，很難采用常規的方法進行焊接，因此肖特基二極管在石英基片薄膜電路上的焊接制約著整個太赫茲部件的發展。
[0004]在關于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路的吻合焊接方法上，專利申請號201010135506.5揭示了采用在二極管的背面粘貼一雙面具有粘性的導電膠膜來實現二極管與引線框架的封裝；專利申請號200710307524.5揭示了采用在二極管的焊盤上植一個金凸塊來實現二極管與引線框架引腳互聯的封裝。
[0005]專利申請號201010135506.5揭示了采用在二極管的背面粘貼一雙面具有粘性的導電膠膜來實現二極管與引線框架的封裝，此種方法也是肖特基二極管與基片封裝普遍采用的方法。但這種方法的缺點是由于在封裝時采用了摻有金屬元素的導電薄膜，封裝完成后二極管不管在散熱特性還是在電學特性等方面要比釬焊封裝的方法差很多；另一方面，由于肖特基二極管的焊盤太小，不易切割和焊盤大小一致的導電膠膜，而且容易造成二極管的短路。
[0006]另外，專利申請號200710307524.5揭示了采用在二極管的焊盤上植一個金凸塊來實現二極管與引線框架引腳互聯的封裝，此種方法雖然讓器件具有良好的導熱性能及電學性能，但金凸塊的制備需要昂貴的設備，而且金凸塊與引線框架的焊接也不易操作。
[0007]因此，需要開發一種新的簡單易行的超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路焊接的方法，不僅能夠實現超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路的無缺陷焊接，而且要解決焊接過程中不易操作的問題，并且要有很高的適用性。
【發明內容】
[0008]為解決現有技術存在的不足，本發明公開了一種用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接的方法，本發明的目的在于提供一種簡單的方法來實現對超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路的焊接，解決目前超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路不易焊接的問題。
[0009]為實現上述目的，本發明的具體方案如下:
[0010]用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，包括以下步驟:
[0011]步驟一:在銦鉛焊膏中選取2-4個銦鉛焊珠在直流加熱臺上融成一個銦鉛焊球，選取銦鉛錫珠的數量要與超小肖特基二極管的焊盤的面積相匹配；
[0012]步驟二:在石英基片薄膜電路的焊盤上點上免清洗助焊劑；
[0013]步驟三:將步驟一融成的銦鉛焊球放在步驟二中點上助焊劑的石英基片薄膜電路的焊盤上，并且將銦鉛焊球墩平；
[0014]步驟四:把超小肖特基二極管放在墩平化的銦鉛焊球上；
[0015]步驟五:通過直流加熱臺加熱銦鉛焊球將超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路的焊盤溶焊在一起；
[0016]步驟六:對步驟五熔焊時形成的焊點進行檢驗，并且對超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路的焊接進行電學測試。
[0017]所述步驟一中選取錫珠的數量與超小肖特基二極管的焊盤的面積相匹配，具體指錫珠熔成的銦鉛焊球要能占滿超小肖特基二極管焊盤的3/4。
[0018]所述步驟一中錫珠形成銦鉛焊球的過程中，要求加熱臺的溫度在210°C?220°C，時間在5S以內把形成的銦鉛焊球移開加熱臺。
[0019]所述步驟一中銦鉛焊球的直徑大小在30 μ m?50 μ m ;
[0020]所述步驟二中在石英基片薄膜電路的焊盤上點上助焊劑，具體為采用針尖在石英基片薄膜電路的焊盤上點上一滴助焊劑。
[0021]所述步驟三中把融成的銦鉛焊球通過鑷子放在石英基片薄膜電路微帶片的焊盤上，并且采用鑷子把銦鉛焊球墩平；把銦鉛焊球墩平是為了保證超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路有良好的接觸。
[0022]所述步驟五中熔焊時要求焊接的溫度在230°C?245°C，焊接的時間在5S以內把焊好超小肖特基二極管的石英基片薄膜電路微帶片移走。
[0023]所述步驟六中，首先要對焊點進行X光檢測，來觀察焊點是否有空洞缺陷；其次再進行電學性能測試時，因為超小肖特基二極管的焊盤很小，要在測試的探針上錫焊上18mm的金絲后再測試超小肖特基二極管的電學特性。
[0024]所述超小肖特基二極管主要用在實現太赫茲微波特性的太赫茲電路中。
[0025]本發明的有益效果:
[0026]本發明的目的是利用銦鉛焊膏熔球的方法來有效解決超小肖特基二極管不易焊接到石英基片薄膜電路的問題。通過把加熱臺熔化形成的銦鉛焊球放在石英薄膜電路的焊盤上，然后再把超小肖特基二極管對應放在焊球上，最后通過加熱臺加熱實現兩者的焊接，解決了超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路不易焊接的問題。由于采用了簡易的熔球方法來實現焊接，從而避免了采用昂貴的設備來完成兩者的倒裝焊接，降低了成本，提高了超小肖特基二極管焊接的成品率，并且此方法具有普遍的適用性。
[0027]采用銦鉛焊膏熔球的方法，有效解決了超薄芯片不易焊接的問題，成本低廉，可行性強；銦鉛焊球直接通過采用選取銦鉛焊膏里的焊錫珠通過加熱形成，方法簡單，適用范圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明提供的一種用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接的方法流程圖；
[0029]圖2為本發明提供的一種用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接的方法工藝示意圖。
【具體實施方式】
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[0030]下面結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0031]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明的超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接的方法作進一步詳細說明。
[0032]如圖1所示，一種用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接的方法，該方法包括以下步驟:首先在銦鉛焊膏中選取4-5顆錫珠在加熱臺上融成一個小銦鉛焊球，然后在石英基片薄膜電路的焊盤上點上助焊劑，目的是通過助焊劑把后面要放在石英薄膜電路焊盤上的銦鉛焊球粘住，同時把融成的銦鉛焊球通過鑷子放在微帶片的焊盤上，并且采用鑷子輕輕的把銦鉛焊球墩平；其次把超小肖特基二極管放在墩平的銦鉛焊球上，通過加熱的方法把肖特基二極管與石英基片薄膜焊接在一起；就是先把加熱臺的溫度調整到230-240度，然后把有焊球的石英基片先放到加熱臺上，然后再把肖特基二極管反口到石英基片的焊盤，焊球融化就把兩者融化在一起了。最后對焊點進行檢驗，并且對肖特基~■極管與石英薄膜的焊接進行電學測試。
[0033]其中形成銦鉛焊球采用的加熱溫度為210°C?220°C，時間控制在5S左右；對超小肖特基二極管與石英薄膜電路的焊接采用的溫度為230°C?245°C，焊接的時間控制在5S左右，整個焊接過程的工藝示意圖如圖2所示。
[0034]圖2是超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接的工藝示意圖，其中:
[0035]1為在銦鉛焊膏中選取4-5顆錫珠在加熱臺上融成一個小銦鉛焊球；要求要根據超小肖特基二極管的焊盤大小來決定從銦鉛焊膏中選取錫珠的個數，錫珠熔成的銦鉛焊球要能占滿超小肖特基二極管焊盤的3/4，并且在錫珠形成銦鉛焊球中，要求加熱臺的溫度在210。。?220°C，時間控制在5S左右；
[0036]2為石英薄膜電路的焊盤；
[0037]3為在石英基片薄膜電路的焊盤上點上助焊劑，要求要采用針尖在石英基片薄膜電路的焊盤上點上一滴助焊劑；
[0038]4為用鑷子把銦鉛焊球放在石英薄膜電路的焊盤上，要求要用鑷子把銦鉛焊球墩平;
[0039]5為把超小肖特基二極管通過鑷子放在墩平的銦鉛焊球上進行焊接，要求焊接的溫度為230°C?245°C，焊接的時間控制在5S左右。
[0040]綜上所述，本發明的用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接的方法中，由于采用通過銦鉛焊膏中的焊珠形成銦鉛焊球的方法來實現對肖特基二極管與石英基片薄膜電路的吻合倒裝焊接，方法簡單，成本低廉，可行性強，并且有效的解決來只能采用昂貴的倒裝焊接設備來焊接超小肖特基二極管的問題，適用范圍廣。
【權利要求】
1.用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一:在銦鉛焊膏中選取2-4個銦鉛焊珠在直流加熱臺上融成一個銦鉛焊球，選取銦鉛錫珠的數量要與超小肖特基二極管的焊盤的面積相匹配； 步驟二:在石英基片薄膜電路的焊盤上點上免清洗助焊劑； 步驟三:將步驟一融成的銦鉛焊球放在步驟二中點上助焊劑的石英基片薄膜電路的焊盤上，并且將銦鉛焊球墩平； 步驟四:把超小肖特基二極管放在墩平化的銦鉛焊球上； 步驟五:通過直流加熱臺加熱銦鉛焊球將超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路的焊盤熔焊在一起； 步驟六:對步驟五熔焊時形成的焊點進行檢驗，并且對超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路的焊接進行電學測試。
2.如權利要求1所述的用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，其特征是，所述步驟一中選取錫珠的數量與超小肖特基二極管的焊盤的大小相匹配，具體指錫珠熔成的銦鉛焊球要能占滿超小肖特基二極管焊盤的3/4。
3.如權利要求1所述的用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，其特征是，所述步驟一中錫珠形成銦鉛焊球的過程中，要求加熱臺的溫度在210°C?220°C，時間控制在5S以內。
4.如權利要求1所述的用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，其特征是，所述步驟一中銦鉛焊球的大小在30 μ m?50 μ m。
5.如權利要求1所述的用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，其特征是，所述步驟二中在石英基片薄膜電路的焊盤上點上助焊劑，具體為采用針尖在石英基片薄膜電路的焊盤上點上一滴助焊劑。
6.如權利要求1所述的用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，其特征是，所述步驟三中把融成的銦鉛焊球通過鑷子放在石英基片薄膜電路微帶片的焊盤上，并且采用鑷子把銦鉛焊球墩平。
7.如權利要求1所述的用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，其特征是，所述步驟五中熔焊時要求焊接的溫度在230°C?245°C，焊接的時間控制在5S以內。
8.如權利要求1所述的用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，其特征是，所述步驟六中，對焊點進行X光檢測，來觀察焊點是否有空洞缺陷。
9.如權利要求1所述的用于超小肖特基二極管與石英基片薄膜電路吻合焊接方法，其特征是，所述步驟六中，再進行電學性能測試時，要在測試的探針上錫焊上18mm的金絲后再測試超小肖特基二極管的電學特性。
【文檔編號】B23K1/20GK104384647SQ201410531662
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月10日 優先權日:2014年10月10日
【發明者】宋志明, 曹乾濤, 王斌, 李紅偉, 吳紅, 莫秀英, 李萬榮 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所