专利名称：一种ltcc器件装焊方法
技术领域：
本发明涉及一种微电路组装技术，特别涉及一种LTCC器件的装焊方法。
背景技术：
随着微电子科学技术的发展，电子整机在小型化、便携式、多功能、数字化及高可靠性、高性能等方面的需求，进一步推动了电子元件日益向微型化、集成化和高频化的方向发展，近年来兴起的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics,LTCC)技术满足了上述要求，因此在国内国际上越来越多地受到重视。低温共烧陶瓷(LTCC)技术是近年来无源集成的主要技术，被广泛的运用于小型化、轻量化、高可靠的微波器件、组件中，同时也推动了微波电路技术向单片微波集成电路、微波多芯片模块等方向发展。使用LTCC器件能明显减小组件的体积，提供优秀的电性能，可以应用于信息技术的各个方面。LTCC技术使用的浆料主要有含银浆料和含金浆料。目前，用含银浆料制造的LTCC器件应用较少，原因之一在于LTCC器件通常采用QFN (quad flat no_lead)封装形式，应用SMT技术直接焊接于微波电路板上，在经过高低温试验后，器件的焊盘就从器件上脱落，导致器件失效。因此，有必要探讨一种有效而可靠的装联方法，来解决该类LTCC器件的应用难题，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种LTCC器件装焊方法，其可确保LTCC器件焊接于印制板后，能承受闻低温试验的冲击。为了达成上述目的，本发 明的解决方案是:一种LTCC器件装焊方法，包括如下步骤:(I)将高铅焊料制作成直径为1.2-1.8mm的焊球；(2)在235_250°C的温度条件下，用锡银铜焊料将焊球焊接于LTCC器件；(3)在208_225°C的温度条件下，用锡铅焊料将LTCC焊接有焊球的一面焊接于印制板。上述步骤(I)中，焊球的最佳直径尺寸是1.4mm。上述步骤(2)中，最佳焊接温度是245°C。上述步骤(3)中，最佳焊接温度为215°C。采用上述方案后，本发明提高了含银浆料制造的LTCC器件装配焊接后的可靠性，确保器件在经过高低温试验后能正常使用，在L波段微波组件中得到了良好应用，而且制作方法简单、方便，可批产性良好。经测定，采用本发明使含银浆料制造的LTCC器件能承受更大的剪切力，超过了 LTCC器件直接装焊于印制板的抗剪切力。
图1是本发明实施例中3db耦合器的结构示意图；图2是本发明实施例中焊球的结构示意图3是本发明实施例中将焊球焊接于3db耦合器的示意图；图4是本发明实施例中将带有焊球的3db耦合器焊接于印制板的示意图。
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。含银浆料制造的LTCC器件装配焊接后在经过高低温试验后失效的主要现象是LTCC器件在高低温试验后，从印制板上脱落。产生该问题的主要原因是器件与印制板热膨胀系数不同产生剪切力，导致器件的焊盘脱落，从而造成器件脱落。针对前述分析，发明人考虑解决途径为:①增加器件与印制板之间的距离来预留出塑性变形的空间，减少因热膨胀系数差而产生的作用于器件焊盘的剪切力；②选择热膨胀系数介于二者之间且具有较强塑性变形能力的材料来降低作用于器件焊盘的剪切力。针对上述途径的方法为:①将焊球焊接于器件焊盘，再将装有焊球的器件焊接于印制板，从而达到增加器件与印制板之间的距离的目的在将器件焊接于印制板时，为保证器件与印制板之间的距离以及避免相邻焊盘之间短路，焊球不能熔融考虑到LTCC器件的焊盘材料中含银，为避免加电和潮湿的环境下银迁移，导致焊盘附着力降低，确定焊接材料中应含银；此外，由于除SnPb焊料夕卜，所有的无铅焊料比SnPb共晶焊料的剪切强度要大，所以考虑选用无铅的锡银铜焊料；④器件焊接于印制板时，用常规的锡铅焊膏，除具有良好的可焊性外，也便于批量制造。
根据上述分析，本发明提供一种LTCC器件装焊方法，包括如下内容:(I)将高铅焊料制作成直径为1.2-1.8mm的焊球，所述焊球的最佳直径尺寸是1.4mm ；(2)在235_250°C的温度条件下，用锡银铜焊料将焊球焊接于LTCC器件；在本实施例中，最佳焊接温度是245°C ；(3)将LTCC焊接有焊球的一面朝向印制板，在208_225°C的温度条件下，用锡铅焊料将LTCC器件焊接于印制板，在本实施例中，最佳焊接温度为215°C。以下将以装焊3db耦合器为例，对本发明的技术方案进一步介绍。3dB耦合器是采用LTCC技术制造的器件，器件表面一层为AgPd可焊层，如图1所示。先将高铅焊料(成分5Sn95Pb)制作成焊球，直径约为1.4mm，如图2所示。然后用焊料(成分96.5Sn3Ag0.5Cu)将球焊接于3dB耦合器，如图3所示，最后再在印制板上印刷焊膏(成分63Sn37Pb)，通过再流焊，将焊好球的3dB耦合器焊接于印制板，如图4所示。试验结果证明，采用本发明所揭示的焊接材料组合和装配焊接方法，3dB耦合器的抗剪切力达到3.3Kg,超过将3dB耦合器直接焊接于印制板的剪切力(2.88Kg);同时，采用新的焊接材料组合和装配焊接方法，LTCC器件能承受高低温试验的冲击。以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种LTCC器件装焊方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将高铅焊料制作成直径为1.2-1.8mm的焊球； (2)在235-250°C的温度条件下，用锡银铜焊料将焊球焊接于LTCC器件； (3)在208-225°C的温度条件下，用锡铅焊料将LTCC焊接有焊球的一面焊接于印制板。
2.如权利要求1所述的一种LTCC器件装焊方法，其特征在于:所述步骤(I)中，焊球的最佳直径尺寸是1.4mm。
3.如权利要求1所述的一种LTCC器件装焊方法，其特征在于:所述步骤(2)中，最佳焊接温度是245 C。
4.如权利要求1所述的一种LTCC器件装焊方法，其特征在于:所述步骤(3)中，最佳焊接温 度为215°C。
全文摘要
本发明公开一种LTCC器件装焊方法，步骤是首先将高铅焊料制作成直径为1.2-1.8mm的焊球；在235-250℃的温度条件下，用锡银铜焊料将焊球焊接于LTCC器件；在208-225℃的温度条件下，用锡铅焊料将LTCC焊接有焊球的一面焊接于印制板。此种装焊方法可确保LTCC器件焊接于印制板后，能承受高低温试验的冲击。
文档编号B23K1/00GK103212763SQ20131012500
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月11日 优先权日2013年4月11日
发明者左艳春, 李志 , 房迅雷, 孙兆鹏 申请人:中国电子科技集团公司第十四研究所