一种信号源模块功率放大器的制作工艺的制作方法

本发明涉及微波模块制作加工工艺技术领域的功率放大器的加工方法，尤其涉及一种信号源模块功率放大器的加工制作技术。

背景技术

微波功率放大器作为发射机单元中至关重要的部件在许多微波电子设备和系统中广泛应用。如现代无线通信、卫星收发设备、雷达、遥控遥测系统、电子对抗等。信号源功率放大器是将信号源输出的低频小信号经过放大输出低频较高功率信号，以便后续进一步处理。然而目前使用的信号源模块功率放大器的制作工艺仍存在不足之处，合格率和生产效率方面仍有待提高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够提高信号源模块功率放大器生产效率和合格率的制造工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种信号源模块功率放大器的制作工艺，包括以下步骤：

步骤1、制作共晶组件；

步骤2、将表贴元器件烧结到电路板上；

步骤3、将电路板、绝缘子、共晶后的组件烧结到腔体上；

步骤4、金丝键合；

步骤5、测试、调试、封盖、打标。

所述步骤1，打开共晶台，并利用加热平台加热，将钼铜载体放在共晶台上，将金锡焊膏放在钼铜载体上，待焊膏熔化后，将取芯片放在钼铜载体上，共晶完成后，将芯片和载体结合体收纳。

所述步骤1中，加热平台温度设置为290℃，将280℃的金锡焊膏放在钼铜载体上，芯片放置在钼铜载体中央位置，需要共晶的芯片包括3个0.01uf的芯片电容和放大器芯片tga4040、3db衰减器芯片hmc653、100pf的芯片电容，以及芯片tga2575。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、开启汽相清洗机和烘箱；

步骤2.2、将腔体、电路板和绝缘子放置于清洗篮内，将清洗篮放入汽相清洗机槽内，放弃清洗剂后将清洗蓝挂在汽相清洗机挂臂上，关闭汽相清洗机盖板，清洗设定时间；

步骤2.3、将清洗篮悬挂进行冷却，向培养皿内倒入酒精，擦拭腔体内部后，将腔体、电路板和绝缘子放入培养皿内；

步骤2.4、将培养皿放入烘箱内烘干，烘干后取出培养皿，待冷却至常温后待用；

步骤2.5、利用点胶机在电路板焊盘上点涂上焊膏；

步骤2.6、将涂有焊锡膏的电路板平放在显微镜的载物台上，夹取元器件安放在涂有焊锡膏的焊盘上；

步骤2.7、将待烧结的电路板放在加热平台上进行烧结，烧结完成后，将烧结好的电路板从加热平台取下，之后自然冷却；

步骤2.8、清洗烧结后的电路板。

所述步骤2.1中，汽相清洗机先打开电源，并设定加热温度为75-80℃，待温度稳定68-70℃后待用，所述烘箱先打开电源，设置烘箱温度80-100℃，温度稳定后待用；

所述步骤2.2中，腔体、电路板和绝缘子均匀平放置于清洗篮内且相互不堆叠，清洗剂成分为abzolceg，放入量为淹没管壳为准，汽相清洗机清洗时间为15-20分钟；

所述步骤2.3中，将清洗篮悬挂放置于冷凝盘管中央进行冷却干燥，冷却干燥时间为3-5分钟，培养皿倒入酒精量为200～300ml，腔体内部使用酒精棉擦拭；

所述步骤2.4中，烘箱烘烤时间为15-20分钟；

所述步骤2.5中，点胶机模式采用连续点胶模式，点胶机压力设置为45-60psi，焊膏熔点为217℃成份为alphaom338；

所述步骤2.6中，元器件为0.01uf封装形式为0402片电容；

所述步骤2.7中，加热平台温度设置为230±5℃，在显微镜下观察烧结过程，若烧结中发生元器件起翘、偏移，及时用镊子轻轻拨正；

所述步骤2.8中，利用酒精棉球擦拭清洗烧结后残留的污渍。

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、利用点胶机分别在腔体上安装绝缘子的过孔内壁与过孔靠近腔体外面一端，及绝缘子外侧点涂一圈焊锡膏，在电路板背面涂覆上一层焊锡膏，在安放元器件和共晶后组件的焊盘位置处分别点涂上焊锡膏，将烧结好元器件的电路板、绝缘子、元器件和共晶后组件安放在腔体上构成待烧结的组件；

步骤3.2、将待烧结的组件放在加热平台上烧结，烧结完成后，将烧结好的组件自然冷却到室温；

步骤3.3、擦除烧结和焊接时残留的污渍。

所述步骤3.1中，点胶机模式采用连续点胶模式，点胶机压力设置为45-60psi，焊锡膏均采用熔点为183℃成份为sn63cr32的焊锡膏；

所述步骤3.2中，加热平台温度设置为200±5℃，烧结时用镊子压住电路板的两端，使烧结过程中电路板不发生移位，并用镊子轻轻拨动绝缘子使烧结更加充分；

所述步骤3.3中，使用酒精棉擦除污渍。

所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、打开键合机上的加热平台；

步骤4.2、将烧结好的组件固定在加热平台上；

步骤4.3、开启键合机电源；

步骤4.4、按照预先设计进行金丝键。

所述步骤4.1中，加热平台温度设定在105±5℃，预热10-20分钟；

所述步骤4.2中，烧结好的组件平整的固定在加热平台上，调整加热平台的高度，使劈刀尖处于低于所焊接芯片最低器件的位置；

所述步骤4.3中，键合机采用747677e型三用键合机，开启电源后，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”。

一种信号源模块功率放大器，包括腔体，以及烧结在腔体内的电路板、绝缘子、元器件和共晶后组件，所述信号源模块功率放大器采用所述的制作工艺加工。

本发明的优点在于，经过此工艺生产制作的信号源模块功率放大器，经过严格的环境试验(老练、振动、高低温、电磁兼容等)完全达到了技术指标要求。交付用户使用且产品随整机长期稳定、可靠工作。制作此信号源模块功率放大器的工艺流程简便、科学，提高了产品的合格率，提高了车间生产的效率，节约了项目成本，适合小批量。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1-1为信号源模块功率放大器共晶组图；

图1-2为信号源模块功率放大器共晶组图；

图1-3为信号源模块功率放大器共晶组图；

图2为信号源模块功率放大器电路板元器件表贴图；

图3为信号源模块功率放大器装配图；

图4-1为信号源模块功率放大器金丝键合图；

图4-2为信号源模块功率放大器金丝键合图；

上述图中的标记均为：1、腔体；2、绝缘子；3、片电容；4、tga2575芯片；5、放大器芯片；6、3db衰减器芯。

具体实施方式

一种信号源模块功率放大器的加工制作工艺，具体包括下述步骤：

步骤1：制作共晶组件

具体操作为：打开共晶台，加热平台温度设置为290℃；将钼铜载体放在共晶台上，用牙签粘取适量的280℃的金锡焊膏放在钼铜载体上，待焊膏熔化后，用镊子轻轻夹取芯片放在钼铜载体上，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：图1-1中为3个0.01uf的芯片电容3和放大器芯片5tga4040；图1-2中为3db衰减器芯6片hmc653；图1-3中，c1、c2、c3、c4为100pf的芯片电容3，c5、c6为0.01uf的芯片电容3，以及芯片tga2575。

步骤2：将表贴元器件烧结到电路板上

2.1使用汽相清洗机清洗，打开汽相清洗机电源开关，打开设备加热开关(heaton)并设定加热温度为75-80℃，待温度稳定68-70℃(溶液沸点比设定温度低导致)后待用；打开烘箱电源，设置烘箱温度80-100℃，温度稳定后待用。

2.2将腔体1、电路板和绝缘子2均匀平放置于设备的清洗篮内，注意不要堆叠，以免造成壳体划伤；将清洗篮放入汽相清洗槽内，以清洗剂(成分为abzolceg)淹没管壳为准，将清洗蓝挂在清洗机挂臂上，关闭清洗机设备盖板，设置时间为15-20分钟。

2.3清洗时间到后打开设备盖板将清洗篮悬挂放置于冷凝盘管中央进行冷却干燥3-5分钟后取出清洗篮，向培养皿内倒入200～300ml酒精(成分为gb/t678-1990)，用宽嘴镊子夹取酒精棉球擦拭腔体1内部，注意清洗时力度要均匀，以免对腔体1造成划伤。

2.4将清洗后的腔体1、电路板和绝缘子2放入烘箱内烘干，关闭烘箱门，烘烤时间：15-20分钟；烘干后利用隔热手套取出培养皿，待冷却至常温后待用。

2.5打开点胶机采用连续点胶模式，点胶机压力设置为(45-60)psi，在电路板焊盘上点涂上适量的熔点217℃成份为alphaom338的焊膏。

2.6按照图2，信号源模块功率放大器元器件表贴图操作。将涂有焊锡膏的电路板平放在显微镜的载物台上，观察并同时调整显微镜的仰角、焦距和放大倍数，使视野清晰便于操作；用尖嘴镊子轻轻夹取元器件正确安放在涂有焊锡膏的焊盘上。图2中元器件清单：3为0.01uf封装形式为0402片电容3。

2.7加热平台温度设置为230±5℃，将所述2.6待烧结的电路板放在230±5℃的加热平台上进行烧结，在显微镜下观察，烧结过程中如发生元器件起翘、偏移，及时用镊子轻轻拨正。烧结完成后，将烧结好的电路板从加热平台取下，放置在滤纸上自然冷却。

2.8用宽嘴镊子夹取浸有纯酒精的酒精棉球，清洗烧结后残留的松香等残留污渍，清洗后的元器件焊点应光滑、圆润、明亮。

步骤3：将电路板、绝缘子2和共晶后的组建烧结到腔体1上

图3中包括信号源模块功率放大器腔体1，290-06g绝缘子2，0.01uf封装形式为0402片电容3,tga2575芯片4，放大器芯片5tga4040，3db衰减器芯6片hmc653。

3.1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1上安装绝缘子2的过孔内壁与过孔靠近腔体1外面一端及绝缘子2外侧点涂一圈熔点为183℃成份为sn63cr32的焊锡膏。在电路板背面涂覆上一层适量的熔点183℃成份为sn63cr32的焊锡膏。在安放元器件和共晶后组件的焊盘位置处分别点涂上适量183℃成份为sn63cr32的焊锡膏。将烧结好元器件的电路板、绝缘子2、元器件和共晶后组件正确安放在腔体1上。

3.2打开加热平台，加热平台温度设置为200±5℃，待温度稳定后，将3.1待烧结的组件放在加热平台上烧结。烧结时用宽嘴镊子压住电路板的两端，使烧结过程中电路板不发生移位，用镊子轻轻拨动绝缘子2使烧结更加充分。烧结完成后，将烧结好的组件移到滤纸上，自然冷却到室温。

3.3用尖嘴镊子夹取浸有纯酒精的酒精棉清洗焊接后的组件，去除烧结和焊接时残留的污渍，清洗时要注意，不要污染和损坏裸芯片。

步骤4：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加热平台上，确保其平整，调整加热平台的高度，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按照金丝键合图，图4所示，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：测试、调试、封盖、打标

对装配完成的组件连接好外围电路和相应的仪器仪表后即可进行测试、调试，测试、调试完成后，封盖、打标，至此信号源模块功率放大器制作完成。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。