X波段收发组件的制作方法与流程

文档序号:14686583发布日期:2018-06-15 03:07阅读:242来源:国知局

本发明涉及X波段收发组件的制作方法,具体地,涉及一种X波段收发组件的制作方法。



背景技术:

有源相控阵雷达的每个辐射器都装配有一个T/R(发射/接收)组件,每一个组件都能自己产生、接收电磁波,因此在频宽、信号处理和冗余设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。有源相控阵雷达波束指向非常灵活、迅速;一个雷达可同时形成多个独立波束,同时实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能;多目标接战能力强,能同时监视、跟踪多个目标;抗干扰能力好。另外,相控阵雷达的可靠性高,即使少量发射/接收模块失效仍能正常工作。有源相控阵雷达已广泛应用于各种装备中。T/R组件是有源相控阵雷达的核心组件,T/R组件的技术指标直接关系到有源相控阵雷达的整体性能。

如何设计一种X波段收发组件成为现阶段亟需解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种X波段收发组件的制作方法,该X波段收发组件的制作方法克服了现有技术中的合格率较低的问题,实现了科学、简便的生产此放大器,并使得生产的产品合格率较之前有较大的提高。

为了实现上述目的,本发明提供一种X波段收发组件的制作方法,该X波段收发组件的制作方法包括:

步骤1,将多种不同的芯片共晶到相应的载体上;

步骤2,将多个接头、基板和电路板烧结到收发组件壳体上;

步骤3,将一般元器件和共晶之后的芯片烧结到电路板上得到部件A;

步骤4,对部件A进行金丝键合,并进行测试和调试后进行封盖。

优选地,在步骤1中,将多种不同的芯片共晶到相应的载体上的方法包括:

将加热平台的温度设置为预设的温度,并将多种不同的芯片共晶到所述载体的中央位置。

优选地,在步骤1中,将所述加热平台的温度设置为285-295℃。

优选地,在步骤2中,

将多个接头、基板和电路板进行刷洗后进行烘烤,冷却至22-25℃;

将多个接头、基板和电路板点涂焊膏,并放置在加热平台上烧结到收发组件壳体上;

对烧结后的收发组件壳体进行刷洗后进行烘烤,冷却至22-25℃。

优选地,在步骤3中,将一般元器件和共晶之后的芯片烧结到电路板上的步骤包括:

将一般元器件和共晶之后的芯片在加热平台上烧结到电路板上,并放置在滤纸上自然冷却。

优选地,在步骤4中,封盖的步骤包括:

清洗测试和调试后的组件及盖板,匹配盖板和测试和调试后的组件的壳体,并真空烘干,最后进行激光焊接。

优选地,在步骤4中,真空烘干的时间为1.5小时-2.5小时;温度设置为55-65℃。

通过上述技术方案生产的X波段T/R组件经过测试、环境实验以及整机现场调试,各项技术性能指标完全达到设计要求。生产此放大器的工艺流程科学、简便,生产的产品合格率较之前有较大的提高。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1是说明本发明的一种X波段收发组件的装配示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

本发明提供一种X波段收发组件的制作方法,该X波段收发组件的制作方法包括:

步骤1,将多种不同的芯片共晶到相应的载体上;

步骤2,将多个接头、基板和电路板烧结到收发组件壳体上;

步骤3,将一般元器件和共晶之后的芯片烧结到电路板上得到部件A;

步骤4,对部件A进行金丝键合,并进行测试和调试后进行封盖。

经过此工艺生产的X波段T/R组件经过测试、环境实验以及整机现场调试,各项技术性能指标完全达到设计要求。生产此放大器的工艺流程科学、简便,生产的产品合格率较之前有较大的提高。

在本发明的一种具体实施方式中,在步骤1中,将多种不同的芯片共晶到相应的载体上的方法可以包括:

将加热平台的温度设置为预设的温度,并将多种不同的芯片共晶到所述载体的中央位置。

在该种实施方式中,在步骤1中,将所述加热平台的温度设置为285-295℃。

在该种实施方式中,在步骤2中,

将多个接头、基板和电路板进行刷洗后进行烘烤,冷却至22-25℃;

将多个接头、基板和电路板点涂焊膏,并放置在加热平台上烧结到收发组件壳体上;

对烧结后的收发组件壳体进行刷洗后进行烘烤,冷却至22-25℃。

在该种实施方式中,在步骤3中,将一般元器件和共晶之后的芯片烧结到电路板上的步骤包括:

将一般元器件和共晶之后的芯片在加热平台上烧结到电路板上,并放置在滤纸上自然冷却。

在该种实施方式中,在步骤4中,封盖的步骤包括:

清洗测试和调试后的组件及盖板,匹配盖板和测试和调试后的组件的壳体,并真空烘干,最后进行激光焊接。

在该种实施方式中,在步骤4中,真空烘干的时间为1.5小时-2.5小时;温度设置为55-65℃。

在本发明的一种最优选的实施方式中,X波段T/R组件的制作工艺,具体包括下述步骤:

步骤1:将芯片共晶到相应的钼铜载体上

具体操作为:打开共晶台,加热平台温度设置为290℃;将载体放在共晶台上,用牙签粘取适量的280℃的金锡焊膏放在载体上,待焊膏熔化后,用镊子轻轻夹取芯片放在载体上,适度拨动芯片,使芯片和载体粘接牢固,芯片尽量位于钼铜载体中央位置;共晶完成后,用镊子轻轻夹取芯片和载体结合体放入对应的芯片盒内,恢复至常温收好,待下一步使用。需要共晶的芯片为:电源芯片:IC1、IC2、IC3、U1;逻辑芯片:U2、U3、U4、U5,反相器:U6;驱动芯片:U7A、U7B;功放脉冲芯片:U8A、U8B;波控芯片:U9A、U9B;订制核心芯片:U10A、U10B;驱放芯片:U11A、U11B;接收放大芯片:U12A、U12B、U14A、U14B;功放芯片:U13A、U13B;限幅芯片:U15A、U15B;环形器:U16A、U16B;发射固衰芯片:T1A、T1B;接收固衰芯片:T2A、T2B;调相芯片:P1A、P1B、P2A、P2B;NPN芯片:Q1;MOS管芯片:Q2A、Q2B;5.1V稳压芯片:D1;芯片电容:C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35、C36、C37、C38、C39、C40、C45、C46;阵列芯片电容:C41、C42、C43、C44。特别的将P1A、U11A、C35、C36共晶在同一个钼铜载体上;P1B、U11B、C37、C38共晶在同一个钼铜载体上;U12A、T2A、P2A共晶在同一个钼铜载体上;U12B、T2B、P2B共晶在同一个钼铜载体上;U13A、C41、C42共晶在同一个钼铜载体上;U13B、C43、C44共晶在同一个钼铜载体上;U14A、U15A、C45共晶在同一个钼铜载体上;U14B、U15B、C46共晶在同一个钼铜载体上,U7A、U7B共晶在同一个载体上。

步骤2:将十三芯接头X1,SMP接头X2、X3、X4,LTCC基板,Rogers电路板RG1、RG2A、RG2B、RG3A、RG3B烧结到TR壳体上。

2.1分别将十三芯接头X1,SMP接头X2、X3、X4,LTCC基板,Rogers电路板RG1、RG2A、RG2B、RG3A、RG3B放在盛有60℃无水乙醇的培养皿中用黄色软毛刷子进行刷洗,清洗干净后,将十三芯接头X1,SMP接头X2、X3、X4,LTCC基板,Rogers电路板RG1、RG2A、RG2B、RG3A、RG3B放置在50℃的烘箱内烘烤5±1分钟,自然冷却至22~25℃。

2.2打开点胶机采用连续点胶模式,点胶机压力设置为(45-60)psi,分别在腔体上安装十三芯接头和SMP接头的过孔内壁与过孔靠近腔体外面一端及十三芯接头和SMP接头外侧点涂一圈熔点217℃成分为ALPHAOM338焊膏。在LTCC基板,Rogers电路板RG1、RG2A、RG2B、RG3A、RG3B背面印刷上熔点217℃成分为ALPHAOM338焊膏,随后将刷有焊膏的LTCC基板,Rogers电路板RG1、RG2A、RG2B、RG3A、RG3B安装在腔体底部,再将十三芯接头X1,SMP接头X2、X3、X4分别插入相对应的过孔内。

2.3加热平台温度设置为230±5℃,将所述2.2待烧结的组件放在230±5℃的加热平台上进行烧接,焊锡膏开始融化时,用镊子轻轻拨动十三芯接头X1,SMP接头X2、X3、X4,使焊膏充分流动,用医用注射器在焊接处加入适量的松香水,使烧结更充分。注意不要使LTCC基板,Rogers电路板RG1、RG2A、RG2B、RG3A、RG3B发生移位,如有移位及时用镊子拨正确保LTCC基板、Rogers电路板烧结位置正确。焊接完成后,将焊好的组建从加热平台取下,放置在滤纸上自然冷却;

2.4使用汽相清洗机清洗,将2.3冷却后的组件放置在盛有60℃ABZOLCEGCLEANER清洗剂的清洗槽中热煮泡(20±1)分钟;取出后放置盛有60℃无水乙醇的培养皿中进行刷洗,电路板表面以及十三芯接头X1,SMP接头X2、X3、X4焊接处使用黄色软毛刷子刷洗,电路板四周缝隙使用肉色硬毛刷进行刷洗(5±1)分钟;再将清洗后的组件放置在50℃的烘箱内烘烤(5±1)分钟,自然冷却至(22~25)℃后待用。

步骤3:将一般元器件和共晶后的芯片烧结到电路板上

3.1在清洗后的电路板焊盘处,用气动点胶机点涂上适量的183℃成分为SN63CR32焊锡膏,并将相应的元器件放置在涂有焊膏的焊盘处。元器件清单:R1、R2、R3为10KΩ电阻,R4为20KΩ电阻,R5、R18为200Ω电阻,R19、R20、R30为240Ω电阻,R6为120Ω电阻,R7为160Ω电阻,R8为47Ω热敏电阻,R9为510Ω电阻,R10为1.5KΩ电阻,R11、R13为910Ω电阻,R12、R14为5.1kΩ电阻,R15、R16、R27、R28为1.6kΩ电阻,R17为1KΩ电阻,R21、R22为150Ω电阻,R23、R24为36Ω电阻,R25、R26为20Ω电阻,R29为82Ω电阻,R30为240Ω电阻,C1为22uF电容,C2、C7、C8、C10、C13、C14、C15、C16、C19、C20、C21、C22为1uF电容,C3、C4、C6为10uF电容,C5为100nF电容,C9为18pF电容,C11、C12为330uF电容,C17、C18为510pF电容,C23、C24、C25、C26为1nF电容,IC4为延时芯片和步骤1中共晶后的芯片。

3.2加热平台温度设置为190±5℃,将所述3.1放好元器件的组件放在加热平台上烧结,在显微镜下观察,如烧结过程中发生元器件的错位,偏移,及时用镊子轻轻拨正,确保焊接过程准确无误。焊接完成后,将焊好的组建从加热平台取下,放置在滤纸上自然冷却。

3.3用镊子夹取适量的浸有纯酒精的酒精棉轻轻清洗元器件焊盘处,清洗时务必要小心,不要触碰和污染共晶后的裸芯片,清洗后的焊点应圆滑、明亮。

步骤4:对烧结好元器件的组件进行金丝键合

4.1打开键合加热平台,将温度设定在所需要的温度点(105±5)℃,预热(10-20)分钟;

4.2将3.3清洗完的组件固定在键合加热台上,确保其平整,调整工作台的高度,确保劈刀尖处于最低时要比所焊接的芯片最低的器件略低;

4.3打开747677E型三用键合机上的电源(POWERSWITCH)进入“MODEL7700-BallBonder”拨动开关“BUFFER”转换程序模式缓冲器。调节工具加热旋钮“TOOLHEAT”,劈刀不需加热旋钮调至“0”;

4.4按照金丝键合,进行金丝键合。焊接时第一点焊在器件上,其位置应准确的对准其焊盘的中间位置,以保证其美观以及避免造成短路。操作时务必当心不触碰、污染裸芯片以及破坏已及键合的金丝。

步骤5:对键合后的组建进行测试和调试

连接好相关的仪器设备后,即可对组件进行测试、调试,进行调试操作时务必当心不触碰、污染裸芯片。

步骤6:调试后组件进行激光封盖

6.1用丙酮清洗调试后的组件和盖板,尤其是待焊接的有效区域,务必清洗干净;

6.2匹配盖板和壳体,为确保焊接密封性,壳体和盖板之间的缝隙最好小于0.1mm;

6.3将匹配好盖板的组件,放在真空烘箱里,烘2小时,温度设置为60℃;

6.4完成后将组建放在焊接工装上,编好焊接轨迹程序和焊接参数后,进行激光焊接。

步骤7:打标、复测

对激光焊接完成的组建,使用激光打标机进行标识打印,标识打印完成后,连接好外围电路和相关的仪器仪表后,再对T/R组件进行复测,自此一种X波段有源相控阵雷达收发(T/R)组件制作完成。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

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