专利名称：一种射频功放线路板的组装工艺的制作方法
技术领域：
本发明有关一种射频功放线路板的组装工艺，特别是指一种具有良好散热效果的射频功放线路板的组装工艺。
背景技术：
射频功率放大器正向高功率、低成本方向发展，随着射频功率放大器所要求的输出功率越来越大，其散热设计显得尤为重要，因为功率放大器的散热效果好坏直接影响到功率放大器的可靠性、稳定性以及其性能指标。为了加强功率放大器的散热效果，目前业内主要采取PCB上直接焊接元气件，然后将PCBA (Printed Circuit Board Assembly, PCB组件)组件通过锁螺钉的方式固定在散热底板或腔体上，这样末级电路及功放管都是通过螺钉直接锁固在底板或散热腔体上，其散热及接地都是通过螺钉实现，散热及接地性能大为降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在末级电路部分焊接一铜板且能达到良好散热效果的射频功放线路板的组装工艺。为达到上述目的，本发明提供一种射频功放线路板的组装工艺，其包括有如下步骤Si:设计钢网模板；S2 设计印刷工装、压合工装及铜板定位工装，以满足贴片生产；S3 根据潮敏管控规定，烘烤功放管及PCB线路板；S4 对PCB反面刷锡膏；S5 通过工装，对PCB及铜板同时刷锡膏，包括功放管焊接所需锡膏；S6 通过贴片设备，对表面贴装器件进行贴片，包括贴功放管；S7 对贴有器件的PCB线路板，手插THT接插件；S8 将PCB及铜板装入工装；S9:过回流炉；SlO 对焊接好的射频功放线路板进行装配。所述步骤Sl中的钢网包括有反面钢网满足通孔回流焊接技术要求，所述反面钢网厚度为0. 3mm ；正面钢网满足铜板焊接及功放管焊接所需锡量，所述正面钢网厚度为0. 12mm ；涂导热硅脂钢网满足导热硅脂需求用量，所述涂导热硅脂钢网厚度为0. 12mm, 所述涂导热硅脂钢网采取栅格形开孔开法。所述步骤S2中，所述印刷工装保证PCB及铜板同时刷锡膏，所述印刷工装材料选用FR-4环氧树脂材料。所述步骤S3包括烘烤温度设定为120°C，PCB烘烤时间为M小时，功放管烘烤时间为48小时。 所述步骤S4使用所述反面钢网，采取自制手动印刷台；所述步骤S5使用所述正面钢网，所述印刷工装材料采用FR-4环氧树脂。所述正面钢网采取栅格形开法开孔，所述正面钢网的开孔距离板边及螺钉孔的安全距离为1mm。所述步骤S9具体包括A、所述铜板定位工装需要保证铜板贴合良好，同时对非铜板位置进行加热保护， 以避免PCB上温度不均勻，所述铜板定位工装的材料使用硬铝或纳米复合材料，所述压合工装的压点产生5至8牛顿的力；B、所述THT接插件实施通孔回流焊接技术；C、铜板焊接与功放管，THT接插件，SMD器件全部一次过炉焊接；D、定制回流炉；E、针对贴有铜板的贴片组件，采用超声波扫描仪认证焊接工艺，判断气泡是否符合要求，该判断标准为功放管底部气泡比率小于10%，其他位置小于25%。所述步骤D包括(1)选择RTS形炉温曲线形式；(2)功放管底部温度相对PCB板面温度低10°C ；(3)设置10温区炉温时预热1，2，3区温度小于200°C，且保持温度逐步上升，焊接区8，9，10最高温度不能超过300°C ；(4)炉温大于183°C的时间小于120秒；(5)炉温在 130°C -160°C 的时间在 60-90 秒；(6)炉温最高温度在225°C -235°C。所述步骤S9与步骤SlO之间还包括有回流炉后检验工序及贴片组件的维修工序。所述步骤SlO包括有如下步骤Al、焊接无法贴片的器件；A2、贴片组件末级铜板涂导热硅脂，使用自制手动印刷台涂导热硅脂或采取涂导热硅脂钢网方式涂导热硅脂，导热硅脂涂覆后的厚度为20um ；A3、将贴片组件通过锁螺钉与铝底板固定在一起；A4、装配检验。本发明的一种射频功放线路板的组装工艺，它是通过工装治具在功放PCB末级位置焊接一块铜板，且铜板、功放管、THT连接器及所有SMD贴片器件是采用热风回流焊一次性焊接完成，其中THT连接器采取通孔回流焊的技术完成，然后将此PCBA组件通过装入铝底板并锁螺钉固定，PCBA组件末级铜板涂覆导热硅脂以保证铝底板与铜板接触良好；此工艺技术保证了功放射频散热及接地性能良好，极大提升了功放的可靠性及使用寿命，同时由于只在末级增加铜板从而也降低了产品成本。
图1为本发明一种射频功放线路板的组装工艺的流程图；图2为本发明对焊接好的射频功放线路板进行装配工序的流程图3为本发明中正面钢网的开法示意图；图4为利用本发明一种射频功放线路板的组装工艺制作的线路板截面图。
具体实施例方式为便于对本发明的工艺及达到的效果有进一步的了解，现配合附图并举较佳实施例详细说明如下。如图1所示，本发明一种射频功放线路板的组装工艺包括下列步骤本发明的工艺技术按照如下步骤实施Sl 设计钢网模板，本发明中需要三张钢网，分别为反面钢网、正面钢网及涂导热硅脂钢网，反面钢网满足PCB反面刷锡膏，正面钢网满足铜板与PCB同时通过工装刷锡膏， 涂导热硅脂钢网满足贴片组件铜板涂覆一层均勻的导热硅脂；S2 设计印刷工装、压合工装及铜板定位工装，以满足贴片生产；S3 根据潮敏管控规定，烘烤功放管及PCB线路板；S4 对PCB反面刷锡膏；S5 通过工装，对PCB及铜板同时刷锡膏，包括功放管焊接所需锡膏；S6 通过 SMT (Surface Mounting Technology,表面贴装技术)贴片设备，对 SMD (Surface Mounted Devices，表面贴装器件)元器件进行贴片，包括贴功放管；S7 对贴有器件的PCB线路板，手插THT (Through Hole Technology,插入式封装技术)接插件；S8 将PCB及铜板装入工装；S9 过回流炉；SlO 对焊接好的射频功放线路板进行装配。本发明步骤S3为贴片前准备工作，对PCB板及功放管进行烘烤，较佳的，烘烤温度为120°C，PCB烘烤时间为M小时，功放管烘烤时间为48小时。步骤S4为对PCB进行反面刷锡膏，采用反面钢网，反面钢网满足通孔回流焊接技术要求，钢网厚度为0. 3mm,采取自制手动印刷台。步骤S5为对PCB及铜板正面同时刷锡膏，采用正面钢网，正面钢网满足铜板焊接及功放管焊接所需锡量，包括功放管引脚及底部焊接所需锡膏，均一次性印刷完成，较佳的，印刷工装材料采用FR-4环氧树脂，如图3所示，正面钢网设计如下(1)钢网厚度为 0. 12mm;(2)钢网采取栅格形开法开孔，除功放管位置外，开孔大小为1. 5X 1. 5mm,开孔之间的距离为1. 5mm ；(3)功放管底部铜板若未开槽，铜板焊接位置开孔大小为1.0X 1.0mm，开孔之间的距离为0. 5mm，若铜板开槽，则需根据开槽深度计算开孔大小，开孔为圆形；(4)钢网开孔距离板边及螺钉孔的安全距离为1mm，以避免出现溢锡情况。在本发明步骤S2中，工装设计具有如下要求印刷工装保证PCB及铜板同时刷锡膏，印刷工装材料选用平整度良好的FR-4环氧树脂材料。本发明中的THT接插件包括有THT射频连接器、THT耐高温电源连接器及控制连接器，其采取通孔回流的焊接技术焊接在PCB板上，避免手工焊接带来的质量问题及保证功放射频性能的一致性，同时也提高了生产效率。本发明中的步骤S9为回流炉焊接工序，其具体包括A、铜板定位工装需要保证铜板贴合良好，同时对非铜板位置进行加热保护，以避免PCB上温度不均勻，铜板定位工装材料使用硬铝或高温纳米复合材料即合成石，压合工装使用耐高温弹簧，压点产生5-8N的力，THT射频接插件与电源连接器必须被压住以避免
浮高；B、THT接插件实施通孔回流焊接技术，确保了焊接质量及产品性能一致性；C、铜板焊接与所有的器件，包含功放管，THT接插件，SMD器件全部一次过炉焊接， 减少了过炉次数，不仅提高了效率，减少了工序，而且保证器件或PCB经受多次高温带来的质量问题；D、定制回流炉，RoHS5焊接炉温设置及曲线达到以下要求(1)选择RTS (帐篷型)形炉温曲线形式；(2)功放管底部温度最低，相对PCB板面低接近10°C ；(3)设置10温区炉温时预热1，2，3区温度小于200°C，且保持温度逐步上升，焊接区8，9，10最高温度不能超过300°C ；(4)炉温大于183°C的时间小于120秒；(5)炉温在 130°C -160°C 的时间在 60-90 秒；(6)炉温最高温度Tp在225-235 °C ；E、针对贴有铜板的贴片组件，需要采用超声波扫描仪认证焊接工艺，确定气泡是否符合要求，标准为功放管底部气泡比率小于10%，其他位置小于25%。本发明步骤S9与步骤SlO之间还包括有步骤S9’回流炉后检验工序及步骤S9” 贴片组件的维修工序，其中通过步骤S9’检验焊接后的射频功放管线路板是否是良品，不良品都应该采取专用定制ESD (Electro-Matic Discharge，静电释放)周转泡沫存放。步骤 S9”贴片组件的维修工序，作为特殊关键技能工序控制，在需要更换大的器件，例如有接地焊盘大IC(集成电路)、功放管时，采取使用平板炉加热设备，温度设定为220°C，被更换的器件在更换前必须预热充足，否则会产生冷焊。如图2所示，本发明步骤SlO对焊接好的射频功放线路板进行装配工序，其包括步骤Al焊接无法贴片的器件、步骤A2贴片组件末级铜板涂导热硅脂、步骤A3将贴片组件通过锁螺钉与铝底板固定在一起及步骤A4装配检验。其中装配工艺过程步骤A2中可以使用自制手动印刷台涂导热硅脂，也可以采取涂导热硅脂钢网方式涂导热硅脂，不仅保证导热硅脂涂覆的均勻性，而且保证用量的一致性，满足最佳导热硅脂需求用量，最终保证功放良好的散热，导热硅脂涂覆后的厚度为 20um,当采用涂导热硅脂钢网方式时，钢网设计原则为①钢网厚度为0. 12mm ；②开孔大小为1. 8x1. 8匪，间距为0. 6匪；③钢网开孔距离板边及螺钉孔的安全距离为3mm ；装配工艺过程A3步骤，最佳的螺钉采取M2. 5*7，扭力设定为0. 6士0. 05N.m ；在设计时，必须确保功放管四周都均勻分配有螺钉，保证散热良好。如图4所示为利用本发明一种射频功放线路板的组装工艺制作的线路板，其中在PCB 1末级电路焊接有铜板3，PCB 1通过螺钉2与铝底板4固定在一起。本发明的一种射频功放线路板的组装工艺，它是通过工装治具在功放PCB末级位置焊接一块铜板，且铜板、功放管、THT连接器及所有SMD贴片器件是采用热风回流焊一次性焊接完成，其中THT连接器采取通孔回流焊的技术完成，然后将此PCBA组件通过装入铝底板并锁螺钉固定，PCBA组件末级铜板涂覆导热硅脂以保证铝底板与铜板接触良好；此工艺技术保证了功放射频散热及接地性能良好，极大提升了功放的可靠性及使用寿命，同时由于只在末级增加铜板从而也降低了产品成本。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，其包括有如下步骤51设计钢网模板；52设计印刷工装、压合工装及铜板定位工装，以满足贴片生产；53根据潮敏管控规定，烘烤功放管及PCB线路板；54对PCB反面刷锡膏；55通过工装，对PCB及铜板同时刷锡膏，包括功放管焊接所需锡膏；56通过贴片设备，对表面贴装器件进行贴片，包括贴功放管；57对贴有器件的PCB线路板，手插THT接插件；58将PCB及铜板装入工装；59过回流炉；SlO 对焊接好的射频功放线路板进行装配。
2.如权利要求1所述的射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，所述步骤Sl中的钢网包括有反面钢网满足通孔回流焊接技术要求，所述反面钢网厚度为0. 3mm ； 正面钢网满足铜板焊接及功放管焊接所需锡量，所述正面钢网厚度为0. 12mm ； 涂导热硅脂钢网满足导热硅脂需求用量，所述涂导热硅脂钢网厚度为0. 12mm，所述涂导热硅脂钢网采取栅格形开孔开法。
3.如权利要求1所述的射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述印刷工装保证PCB及铜板同时刷锡膏，所述印刷工装材料选用FR-4环氧树脂材料。
4.如权利要求1所述的射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，所述步骤S3包括 烘烤温度设定为120°C，PCB烘烤时间为M小时，功放管烘烤时间为48小时。
5.如权利要求2所述的射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，所述步骤S4使用所述反面钢网，采取自制手动印刷台；所述步骤S5使用所述正面钢网，所述印刷工装材料采用FR-4环氧树脂。
6.如权利要求5所述的射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，所述正面钢网采取栅格形开法开孔，所述正面钢网的开孔距离板边及螺钉孔的安全距离为1mm。
7.如权利要求2所述的射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，所述步骤S9具体包括A、所述铜板定位工装需要保证铜板贴合良好，同时对非铜板位置进行加热保护，以避免PCB上温度不均勻，所述铜板定位工装的材料使用硬铝或纳米复合材料，所述压合工装的压点产生5至8牛顿的力；B、所述THT接插件实施通孔回流焊接技术；C、铜板焊接与功放管，THT接插件，SMD器件全部一次过炉焊接；D、定制回流炉；E、针对贴有铜板的贴片组件，采用超声波扫描仪认证焊接工艺，判断气泡是否符合要求，该判断标准为功放管底部气泡比率小于10%，其他位置小于25%。
8.如权利要求7所述的射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，所述步骤D包括(1)选择RTS形炉温曲线形式；(2)功放管底部温度相对PCB板面温度低10°C；(3)设置10温区炉温时预热1，2，3区温度小于200°C，且保持温度逐步上升，焊接区 8,9,10最高温度不能超过300°C ；(4)炉温大于183°C的时间小于120秒；(5)炉温在130°C_160°C的时间在60-90秒；(6)炉温最高温度在225°C-2;35°C。
9.如权利要求1所述的射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，所述步骤S9与步骤 SlO之间还包括有回流炉后检验工序及贴片组件的维修工序。
10.如权利要求1所述的射频功放线路板的组装工艺，其特征在于，所述步骤SlO包括有如下步骤Al、焊接无法贴片的器件；A2、贴片组件末级铜板涂导热硅脂，使用自制手动印刷台涂导热硅脂或采取涂导热硅脂钢网方式涂导热硅脂，导热硅脂涂覆后的厚度为20um ； A3、将贴片组件通过锁螺钉与铝底板固定在一起； A4、装配检验。
全文摘要
本发明公开了一种射频功放线路板的组装工艺，其包括有如下步骤设计钢网模板、印刷工装、压合工装及铜板定位工装，以满足贴片生产；贴片前需要根据潮敏管控规定，对功放管及PCB线路板等潮敏器件进行烘烤；然后PCB反面刷锡膏及通过工装对PCB、铜板同时刷锡膏(包括功放管焊接所需锡膏)；再通过贴片机对表面贴装器件进行贴片(包括贴功放管)；其中对贴有器件的PCB线路板手插THT接插件；最后将PCB及铜板装入工装过回流炉。通过本发明的一种射频功放线路板的组装工艺，保证了功放射频散热及接地性能良好，极大提升了功放的可靠性及使用寿命，同时由于只在末级增加铜板从而也降低了产品成本。
文档编号H05K3/00GK102164455SQ20111002041
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者孟庆南 申请人:武汉正维电子技术有限公司