用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法
【专利摘要】本发明公开了用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，包括：在铟铅焊膏中选取锡珠在加热台上融成一个铟铅焊球；在石英基片薄膜电路的焊盘上点上助焊剂，助焊剂用于将要放在石英薄膜电路焊盘上的铟铅焊球粘住；将铟铅焊球放在石英基片薄膜电路的焊盘上，并且将铟铅焊球墩平；超小肖特基二极管放在墩平化的铟铅焊球上；通过加热台加热铟铅焊球将超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路的焊盘熔焊在一起；对熔焊时形成的焊点进行检验，并且对超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路的焊接进行电学测试。本发明方法简单，成本低廉，可行性强，并且有效的解决来只能采用昂贵的倒装焊接设备来焊接超小肖特基二极管的问题。
【专利说明】用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接的方法。
【背景技术】
[0002]THz频段位于微波和红外之间，是一个非常重要的交叉前沿领域。由于其具有宽频带、窄脉冲、强穿透性及保密性好等特点，被广泛用于雷达、RCS特性缩比测试、射电天文、卫星通讯、安全检测和无损检测等领域，具有非常重要的经济和社会意义。
[0003]基于超薄微带片的太赫兹部件，具有集成度高、易生产和可靠性高等优势而得到广泛应用，但在具体的实现上首先要解决的一个关键工艺问题是如何实现超薄石英基片薄膜电路精密微组装。超薄石英基片薄膜电路精密微组装技术即通过人工或机械方法，实现微米量级安装误差的组装。肖特基二极管、石英基片均需要通过微组装工艺组装到金属腔体中，主要包括两步:一是石英基片薄膜电路与金属腔体的导电胶粘接；二是肖特基二极管与石英基片薄膜电路的锡焊互联。其中肖特基二极管的安装是整个工艺的关键点，直接决定太赫兹部件能否正常工作，在安装的过程中稍有不慎就会使得二极管短路。肖特基二极管长度在微米量级(大小一般在300 μ mX 100 μ m)，厚度一般在50 μ m甚至更薄，而且石英基片薄膜电路的厚度、焊盘宽度和焊盘间隔均在50 μ m量级，很难采用常规的方法进行焊接，因此肖特基二极管在石英基片薄膜电路上的焊接制约着整个太赫兹部件的发展。
[0004]在关于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路的吻合焊接方法上，专利申请号201010135506.5揭示了采用在二极管的背面粘贴一双面具有粘性的导电胶膜来实现二极管与引线框架的封装；专利申请号200710307524.5揭示了采用在二极管的焊盘上植一个金凸块来实现二极管与引线框架引脚互联的封装。
[0005]专利申请号201010135506.5揭示了采用在二极管的背面粘贴一双面具有粘性的导电胶膜来实现二极管与引线框架的封装，此种方法也是肖特基二极管与基片封装普遍采用的方法。但这种方法的缺点是由于在封装时采用了掺有金属元素的导电薄膜，封装完成后二极管不管在散热特性还是在电学特性等方面要比钎焊封装的方法差很多；另一方面，由于肖特基二极管的焊盘太小，不易切割和焊盘大小一致的导电胶膜，而且容易造成二极管的短路。
[0006]另外，专利申请号200710307524.5揭示了采用在二极管的焊盘上植一个金凸块来实现二极管与引线框架引脚互联的封装，此种方法虽然让器件具有良好的导热性能及电学性能，但金凸块的制备需要昂贵的设备，而且金凸块与引线框架的焊接也不易操作。
[0007]因此，需要开发一种新的简单易行的超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路焊接的方法，不仅能够实现超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路的无缺陷焊接，而且要解决焊接过程中不易操作的问题，并且要有很高的适用性。
【发明内容】
[0008]为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接的方法，本发明的目的在于提供一种简单的方法来实现对超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路的焊接，解决目前超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路不易焊接的问题。
[0009]为实现上述目的，本发明的具体方案如下:
[0010]用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，包括以下步骤:
[0011]步骤一:在铟铅焊膏中选取2-4个铟铅焊珠在直流加热台上融成一个铟铅焊球，选取铟铅锡珠的数量要与超小肖特基二极管的焊盘的面积相匹配；
[0012]步骤二:在石英基片薄膜电路的焊盘上点上免清洗助焊剂；
[0013]步骤三:将步骤一融成的铟铅焊球放在步骤二中点上助焊剂的石英基片薄膜电路的焊盘上，并且将铟铅焊球墩平；
[0014]步骤四:把超小肖特基二极管放在墩平化的铟铅焊球上；
[0015]步骤五:通过直流加热台加热铟铅焊球将超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路的焊盘溶焊在一起；
[0016]步骤六:对步骤五熔焊时形成的焊点进行检验，并且对超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路的焊接进行电学测试。
[0017]所述步骤一中选取锡珠的数量与超小肖特基二极管的焊盘的面积相匹配，具体指锡珠熔成的铟铅焊球要能占满超小肖特基二极管焊盘的3/4。
[0018]所述步骤一中锡珠形成铟铅焊球的过程中，要求加热台的温度在210°C?220°C，时间在5S以内把形成的铟铅焊球移开加热台。
[0019]所述步骤一中铟铅焊球的直径大小在30 μ m?50 μ m ;
[0020]所述步骤二中在石英基片薄膜电路的焊盘上点上助焊剂，具体为采用针尖在石英基片薄膜电路的焊盘上点上一滴助焊剂。
[0021]所述步骤三中把融成的铟铅焊球通过镊子放在石英基片薄膜电路微带片的焊盘上，并且采用镊子把铟铅焊球墩平；把铟铅焊球墩平是为了保证超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路有良好的接触。
[0022]所述步骤五中熔焊时要求焊接的温度在230°C?245°C，焊接的时间在5S以内把焊好超小肖特基二极管的石英基片薄膜电路微带片移走。
[0023]所述步骤六中，首先要对焊点进行X光检测，来观察焊点是否有空洞缺陷；其次再进行电学性能测试时，因为超小肖特基二极管的焊盘很小，要在测试的探针上锡焊上18mm的金丝后再测试超小肖特基二极管的电学特性。
[0024]所述超小肖特基二极管主要用在实现太赫兹微波特性的太赫兹电路中。
[0025]本发明的有益效果:
[0026]本发明的目的是利用铟铅焊膏熔球的方法来有效解决超小肖特基二极管不易焊接到石英基片薄膜电路的问题。通过把加热台熔化形成的铟铅焊球放在石英薄膜电路的焊盘上，然后再把超小肖特基二极管对应放在焊球上，最后通过加热台加热实现两者的焊接，解决了超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路不易焊接的问题。由于采用了简易的熔球方法来实现焊接，从而避免了采用昂贵的设备来完成两者的倒装焊接，降低了成本，提高了超小肖特基二极管焊接的成品率，并且此方法具有普遍的适用性。
[0027]采用铟铅焊膏熔球的方法，有效解决了超薄芯片不易焊接的问题，成本低廉，可行性强；铟铅焊球直接通过采用选取铟铅焊膏里的焊锡珠通过加热形成，方法简单，适用范围广。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明提供的一种用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接的方法流程图；
[0029]图2为本发明提供的一种用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接的方法工艺示意图。
【具体实施方式】
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[0030]下面结合附图对本发明进行详细说明:
[0031]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明的超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接的方法作进一步详细说明。
[0032]如图1所示，一种用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接的方法，该方法包括以下步骤:首先在铟铅焊膏中选取4-5颗锡珠在加热台上融成一个小铟铅焊球，然后在石英基片薄膜电路的焊盘上点上助焊剂，目的是通过助焊剂把后面要放在石英薄膜电路焊盘上的铟铅焊球粘住，同时把融成的铟铅焊球通过镊子放在微带片的焊盘上，并且采用镊子轻轻的把铟铅焊球墩平；其次把超小肖特基二极管放在墩平的铟铅焊球上，通过加热的方法把肖特基二极管与石英基片薄膜焊接在一起；就是先把加热台的温度调整到230-240度，然后把有焊球的石英基片先放到加热台上，然后再把肖特基二极管反口到石英基片的焊盘，焊球融化就把两者融化在一起了。最后对焊点进行检验，并且对肖特基~■极管与石英薄膜的焊接进行电学测试。
[0033]其中形成铟铅焊球采用的加热温度为210°C?220°C，时间控制在5S左右；对超小肖特基二极管与石英薄膜电路的焊接采用的温度为230°C?245°C，焊接的时间控制在5S左右，整个焊接过程的工艺示意图如图2所示。
[0034]图2是超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接的工艺示意图，其中:
[0035]1为在铟铅焊膏中选取4-5颗锡珠在加热台上融成一个小铟铅焊球；要求要根据超小肖特基二极管的焊盘大小来决定从铟铅焊膏中选取锡珠的个数，锡珠熔成的铟铅焊球要能占满超小肖特基二极管焊盘的3/4，并且在锡珠形成铟铅焊球中，要求加热台的温度在210。。?220°C，时间控制在5S左右；
[0036]2为石英薄膜电路的焊盘；
[0037]3为在石英基片薄膜电路的焊盘上点上助焊剂，要求要采用针尖在石英基片薄膜电路的焊盘上点上一滴助焊剂；
[0038]4为用镊子把铟铅焊球放在石英薄膜电路的焊盘上，要求要用镊子把铟铅焊球墩平;
[0039]5为把超小肖特基二极管通过镊子放在墩平的铟铅焊球上进行焊接，要求焊接的温度为230°C?245°C，焊接的时间控制在5S左右。
[0040]综上所述，本发明的用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接的方法中，由于采用通过铟铅焊膏中的焊珠形成铟铅焊球的方法来实现对肖特基二极管与石英基片薄膜电路的吻合倒装焊接，方法简单，成本低廉，可行性强，并且有效的解决来只能采用昂贵的倒装焊接设备来焊接超小肖特基二极管的问题，适用范围广。
【权利要求】
1.用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，其特征是，包括以下步骤: 步骤一:在铟铅焊膏中选取2-4个铟铅焊珠在直流加热台上融成一个铟铅焊球，选取铟铅锡珠的数量要与超小肖特基二极管的焊盘的面积相匹配； 步骤二:在石英基片薄膜电路的焊盘上点上免清洗助焊剂； 步骤三:将步骤一融成的铟铅焊球放在步骤二中点上助焊剂的石英基片薄膜电路的焊盘上，并且将铟铅焊球墩平； 步骤四:把超小肖特基二极管放在墩平化的铟铅焊球上； 步骤五:通过直流加热台加热铟铅焊球将超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路的焊盘熔焊在一起； 步骤六:对步骤五熔焊时形成的焊点进行检验，并且对超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路的焊接进行电学测试。
2.如权利要求1所述的用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，其特征是，所述步骤一中选取锡珠的数量与超小肖特基二极管的焊盘的大小相匹配，具体指锡珠熔成的铟铅焊球要能占满超小肖特基二极管焊盘的3/4。
3.如权利要求1所述的用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，其特征是，所述步骤一中锡珠形成铟铅焊球的过程中，要求加热台的温度在210°C?220°C，时间控制在5S以内。
4.如权利要求1所述的用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，其特征是，所述步骤一中铟铅焊球的大小在30 μ m?50 μ m。
5.如权利要求1所述的用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，其特征是，所述步骤二中在石英基片薄膜电路的焊盘上点上助焊剂，具体为采用针尖在石英基片薄膜电路的焊盘上点上一滴助焊剂。
6.如权利要求1所述的用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，其特征是，所述步骤三中把融成的铟铅焊球通过镊子放在石英基片薄膜电路微带片的焊盘上，并且采用镊子把铟铅焊球墩平。
7.如权利要求1所述的用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，其特征是，所述步骤五中熔焊时要求焊接的温度在230°C?245°C，焊接的时间控制在5S以内。
8.如权利要求1所述的用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，其特征是，所述步骤六中，对焊点进行X光检测，来观察焊点是否有空洞缺陷。
9.如权利要求1所述的用于超小肖特基二极管与石英基片薄膜电路吻合焊接方法，其特征是，所述步骤六中，再进行电学性能测试时，要在测试的探针上锡焊上18mm的金丝后再测试超小肖特基二极管的电学特性。
【文档编号】B23K1/20GK104384647SQ201410531662
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】宋志明, 曹乾涛, 王斌, 李红伟, 吴红, 莫秀英, 李万荣 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所