一种微波组件一体化焊接方法与流程

本发明涉及电子制造领域，具体涉及一种微波组件一体化焊接方法。

背景技术：

由于电子产品pcb板不断小型化的需要，出现了片状元件，传统的焊接方法已不能适应需要。随着表面贴装技术(smt)发展日趋完善，多种贴片元件(smc)和贴装器件(smd)的出现，作为贴装技术一部分的回流焊工艺技术及设备也得到相应的发展，其应用日趋广泛，几乎在所有电子产品领域都已得到应用。

贴装时，电路板一般设置在专用的基片上，在基片上涂覆焊料，再将电子元器件设置在基片上，然后将基片放置到加热炉中加热使焊料熔化从而电子元件被焊接到电路板上。

现有的微波组件由于涉及腔体效应，除了前述的电子元器件焊接工序外，还需要将基片焊接在适配的腔体组件内。在组装生产过程中多次进行焊接，操作繁琐，限制了生产效率从提高，且占用了大量的人力资源。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种微波组件一体化焊接方法。通过使用专门的焊接合金，设计工装夹具，实现了电子元器件焊接工序和基片焊接工序的一体化同步进行，使得微波组件在加工过程中只需烧结一次即可完成组装，极大提高了生产效率，节约了人力资源。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种微波组件一体化焊接方法，包括如下步骤：

在设有焊接合金层的腔体组件上设置基片，所述焊接合金层为铅锡合金材质，其中铅的含量为10wt％-50wt％；

在基片上设置电子元器件；

对腔体组件和基片进行焊接。

优选的，所述在基片上设置电子元器件步骤包括如下步骤：

使基片设置在腔体组件上的预设位置；

安装定位工装使基片紧密贴合在腔体组件的焊接合金层上；

在基片上涂覆焊料并贴装电子元器件；

移除定位工装。

优选的，所述定位工装包括磁体和铁片，所述磁体设置在腔体组件底部，所述铁片设置在基片上电子元器件之间的空隙处。

优选的，所述对腔体组件进行焊接步骤包括如下步骤：

在基片上设置压块；

将压块和腔体组件夹持固定；

腔体组件进行回流焊。

优选的，所述压块上设有第一通孔，所述第一通孔与所述基片上电子元器件的贴装位置对应设置，所述第一通孔的延伸方向与所述基片垂直。

优选的，所述将压块和腔体组件夹持固定步骤具体为：

在压块上方设置上夹具，在腔体组件下方设置下夹具，上夹具和下夹具靠拢对压块和腔体组件进行夹持。

优选的，所述上夹具上设有第二通孔，所述第二通孔在上夹具上呈蜂窝式排布设置，相邻所述第二通孔的延伸方向相互平行。

优选的，所述下夹具上设有支撑凸块。

优选的，所述回流焊的峰值温度为210℃-215℃。

本申请与现有技术相比，其有益效果为：

采用铅含量为10wt％-50wt％的铅锡合金作为焊接合金层，使焊接时的回流焊峰值温度控制在210℃-220℃区间，与电子元器件焊接在主板上时205℃-215℃的烧结温度区间重合，使得电子元器件焊接工序和基片焊接工序的同步进行，使得微波组件在加工过程中只需烧结一次即可完成组装，极大提高了生产效率，节约了人力资源。

由于微波组件的基片厚度很薄，在基片上制作好电路后，由于质量分布和内应力的关系，电路基片往往会发生一定程度的翘曲，导致丝网印刷和自动贴片时，无法精确对位。在磁体的作用下，铁片能够对基片提供超过铁片自身重力的作用力，使得翘曲的基片被压实在腔体组件上，便于后续加工时的准确定位。

电子元器件的焊接和基片的焊接同时进行，电子元器件处于夹具包裹的中心位置。由于基片自身的热导率过低，电子元器件回流焊时热量传递到元器件焊点上的热阻较大。在压块和夹具上设置通孔，使电子元器件在回流焊设备中加热时能暴露在热气流中，保证了回流焊的效果。

附图说明

图1为本发明中定位工装安装在腔体组件上的结构示意轴测视图；

图2为本发明中定位工装安装在腔体组件上的结构示意侧视图；

图3为本发明中压块和上夹具、下夹具夹持腔体组件的结构示意侧视图；

图4为本发明中压块的结构示意俯视图；

图5为本发明中上夹具的结构示意俯视图；

图6为锡铅合金的二元相图。

附图标记：腔体组件1、焊锡合金层11、基片2、电子元器件21、导线22、磁体31、铁片32、压块4、第一通孔41、上夹具51、第二通孔511、下夹具52、支撑凸块521。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

请参考图1和图2，本发明实施例提供一种微波组件一体化焊接方法，包括如下步骤：

在设有焊接合金层11的腔体组件1上设置基片2，其中焊接合金层11为铅锡合金材质，其中铅的含量为10wt％；

使基片2设置在腔体组件1上的预设位置；

在腔体组件1底部设置磁体31，在基片2上电子元器件21之间的空隙处设置铁32片，使基片2紧密贴合在腔体组件1的焊接合金层11上；

在基片2上涂覆焊料并贴装电子元器件21；

移除磁体31和铁片32；

请参考图3和图4，在基片2上设置压块4，压块4上设有第一通孔41，第一通孔41与基片2上电子元器件21的贴装位置对应设置，第一通孔41的延伸方向与基片2垂直；

请参考图3和图5，在压块4上方设置上夹具51，在腔体组件1下方设置下夹具52，上夹具51和下夹具52靠拢对压块4和腔体组件1进行夹持；上夹具51上设有第二通孔511，第二通孔511在上夹具51上呈蜂窝式排布设置，相邻第二通孔511的延伸方向相互平行；下夹具52上设有支撑凸块521。

腔体组件1和基片2在210℃-215℃的峰值温度下同时进行回流焊。

请参考图6，当铅锡合金中铅含量在10wt％-50wt％区间内，即sn含量在50wt％-90wt％时，铅锡合金的熔点在220℃以下。通常在回流焊工艺中，电路基片烧结的温度在205℃-215℃之间。采用该成分配比的铅锡合金作为焊接合金层，使基片2焊接在腔体组件1上的焊接温度区间和电子元器件21焊接在基片2上的焊接温度区间重合，从而能够实现微波组件的一体化焊接。

贴装电子元器件21时涂覆的焊料为回流焊中常见的锡膏，由于锡膏中除了锡外还包含助焊剂以及表面活性剂，设置在腔体组件和基片之间烧结时难以挥发出去，导致焊接出现大量空洞。因此需另外制备焊接温度与回流焊温度区间重合的焊接合金。铅及铅的化合物带有一定的毒性，为了降低铅的使用量，本实施例中采用10wt％铅含量的铅锡合金。本领域技术人员在理解本技术方案的基础上，还可以采用熔点接近的其他合金成分。

设置在基片2上的铁片32在磁体31的吸引作用下具有向腔体组件1方向移动的趋势，从而将基片2稳定地按压贴合在腔体组件1上，避免因为基片2翘曲使得贴装电子元器件21时产生误差。铁片体积小巧，设置灵活，可以有效避开电子元器件21的设置位置，不影响焊料的涂覆和电子元器件21的贴装。本实施例中磁体31采用永磁体，在完成电子元器件21的贴装后磁体31远离腔体组件1一定距离后铁片32失去磁力吸引，可被轻易地取出。在其他实施例中，磁体31还可以采用电磁铁，依靠通断电来控制磁性的有无，便于铁片32的取出。

完成电子元器件21的贴装后，将腔体组件1、设置在腔体组件1中的基片2和基片2上的电子元器件21一同放入回流焊设备中进行烧结。为了保证烧结质量，设置压块4、上夹具51和下夹具52对腔体组件1和基片2进行夹持固定。

由于电子元器件21与基片2的焊接和基片2与腔体组件1的焊接同时进行，电子元器件21处于夹具包裹的中心位置。为了避免电子元器件21受热不足，在压块4和上夹具51上开设有通孔。压块4上的第一通孔41与电子元器件21的设置位置一一对应，使每个电子元器件21都能充分暴露在热气流中。夹具51上的第二通孔511呈蜂窝式排布，能够均匀地受热并将热量传递给压块4，避免上夹具51和压块4之间由于受热不足出现低温区，影响烧结时温度的均匀分布。

基片2有时还会在边缘焊接导线，在下夹具52上设置支撑凸块521，当导线放置在腔体组件1上时，支撑凸块521支撑住导线与基片2位于同一高度，使导线能稳定放置在基片2上一同进行焊接。

实施例2

本实施例与实施例1的区别点在于：所述焊接合金层11为含40wt％铅的铅锡合金材质。

实施例3

本实施例与实施例1的区别点在于：所述焊接合金层11为含50wt％铅的铅锡合金材质。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。