微波電路基板接地焊接工藝的製作方法
2023-07-07 16:03:31
微波電路基板接地焊接工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種微波電路基板接地焊接工藝，屬於焊接工藝【技術領域】。本發明的微波電路基板接地焊接工藝，採用全新的全新工藝參數和焊接方式實現微波電路基板接地，提高微波電路板焊接的接地面積到80％以上，從而達到了降低線路阻抗、保證接地阻抗的連續性以減少功率損耗，達到改善高頻微波信號傳輸質量，降低調試難度和工作量的目的。
【專利說明】微波電路基板接地焊接工藝
【技術領域】
[0001] 本發明涉及焊接工藝【技術領域】，具體涉及一種微波電路基板接地焊接工藝。
【背景技術】
[0002] 微波信號與低頻信號傳輸特性不同，具體表現為：
[0003] (1)導體中流過的高頻電流會產生集膚效應，使導體的有效導電面積減小，高頻電 阻增大，形成沿線分布電阻效應；
[0004] (2)高頻電流還會在導線周圍產生高頻磁場，形成沿線分布電感效應；
[0005] (3)導線間存在的壓差產生高頻電場，形成沿線分布電容效應。
[0006] 在低頻時這些分布效應對電路的影響很小，可以忽略；當頻率提高到微波波段時， 這些分布效應將嚴重影響電路的性能指標：對於濾波器來說可能會增大器件的帶內差損， 甚至是影響通帶的中心頻率；對於功放可能會降低其增益甚至是對信號不能放大而發生自 激等。
[0007] 微波信號的這些影響甚至會導致系統無法正常工作。其常見的接地方式如下：① 通過多處用螺釘緊固，保證印製底層敷銅與結構腔體（金屬殼體）接觸而達到接地的目的。 ②將微波板焊接到襯板上，再將微波板用螺釘緊固在結構腔體上從而達到接地的目的。第 一種接地方式常用在頻率較低的電路中，但是螺釘的點接地方式可能會在不知不覺之中引 入不希望發生的耦合通道，安裝和調試過程中都會出現幹擾問題，從而影響電路的性能參 數給調試帶來很大的難度；第二種接地方式常用在頻率相對較高的電路中，焊接完畢後仍 需使用螺釘安裝到腔體內，從本質上並未改變接地方式。這兩種情況下常出現接地焊料流 失、調試難度大、調試周期長的問題。
[0008] 因此，如何設計一種微波電路基板接地焊接工藝，提高微波電路板焊接的接地面 積，達到改善高頻微波信號傳輸質量，降低調試難度和工作量的目的，成為了亟待解決的技 術問題。
【發明內容】
[0009](一）要解決的技術問題
[0010] 本發明要解決的技術問題是：如何設計一種微波電路基板接地焊接工藝，提高微 波電路板焊接的接地面積，達到改善高頻微波信號傳輸質量，降低調試難度和工作量的目 的。
[0011](二）技術方案
[0012] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種微波電路基板接地焊接工藝，包括以 下步驟：
[0013]S1、對焊錫膏進行一定時間的室溫回溫，並採用攪拌器進行攪拌均勻；
[0014]S2、曲線測試：使用汽相回流焊接設備的傳感器探頭粘接在金屬殼體上，進行曲線 測試，得到符合預設焊接要求的回流焊曲線；
[0015]S3、在微波電路基板的元器件安裝面塗刷焊錫膏，然後將元器件貼裝到微波電路 基板上；同時，將金屬殼體內表面塗敷焊錫膏，並將貼裝完畢的微波電路基板水平放置在金 屬殼體上，其中微波電路基板沒有貼裝兀器件的一面與金屬殼體內表面接觸；
[0016]S4、使用汽相回流焊接設備對微波電路基板進行接地焊接：汽相回流焊爐分多層， 先預熱一定時間，至溫度達到第一預設值，然後在第nl層升溫一定時間使得溫度達到第二 預設值，然後從第nl層回到第n2層保溫一定時間後回到第一層，然後將放置有微波電路基 板的金屬殼體放入汽相回流焊爐，按照測步驟S2得到的回流焊曲線開始焊接。
[0017] 優選地，所述焊接面的溫度為230°C，時間為25s。
[0018]優選地，所述汽相回流焊爐分20層，開始前進行紅外預熱IOs溫度達到30°C，然後 到第8層進行升溫，時間為90s溫度達到120°C_160°C後，從第8層回到第4層保溫75s後 回到第一層，將焊接面放入開始焊接，所述焊接面的溫度為230°C，時間為25s。
[0019] 優選地，步驟S2中，在峰值溫度為225?235°C，時間6?IOs的條件下進行曲線 測試。
[0020] 優選地，所述焊錫膏為銦泰焊錫膏。
[0021] (三）有益效果
[0022] 本發明的微波電路基板接地焊接工藝，採用全新的全新工藝參數和焊接方式實現 微波電路基板接地，提高微波電路板焊接的接地面積到80%以上，從而達到了降低線路阻 抗、保證接地阻抗的連續性以減少功率損耗，達到改善高頻微波信號傳輸質量，降低調試難 度和工作量的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明的流程圖；
[0024] 圖2為本發明採用的第二網板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 為使本發明的目的、內容、和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發明的
【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0026] 本發明採用將微波電路基板（印製電路板）與金屬殼體焊接在一起，實現了面接 觸方式的接地效果，相對於現有技術中採用螺釘實現的點接觸的接地效果，達到了改善高 頻微波信號傳輸質量，降低了調試難度和工作量的目的。
[0027] 如圖1所示，本發明提供的微波電路基板接地焊接工藝，具體包括以下步驟：
[0028]S1、對銦泰焊錫膏RMASMQ51AC(Sn62/Pb36/Ag2)進行6小時的室溫回溫，並採用 錫膏攪拌器進行攪拌均勻；該銦泰焊錫膏的熔點為183°C，為松香型助焊劑，採用它作為本 發明的焊錫膏能夠實現焊接目的，獲得良好的焊接效果；
[0029]S2、曲線測試：使用汽相回流焊接設備的傳感器探頭粘接在金屬殼體上，在峰值溫 度為225?235°C，時間6?IOs的條件下進行曲線測試，得到符合預設焊接要求的回流焊 曲線；
[0030]S3、採用第一網板（為常用網板）在微波電路基板的元器件安裝面塗刷焊錫膏， 然後手工將元器件貼裝到微波電路基板上；同時，將金屬殼體內表面用圖2所示的第二網 板均勻塗敷焊錫膏（且採用刮塗的方式實現塗覆，確保均勻性），並用真空泵吸嘴將貼裝完 畢的微波電路基板水平放置在金屬殼體上，其中微波電路基板沒有貼裝元器件的一面與金 屬殼體內表面接觸；圖2所示的第二網板具有手持裝置（圖中的圓柱體），使用方便，且不 會對金屬殼體內表面造成影響，現有技術中常採用純手工方式在金屬殼體內表面塗刷焊錫 膏，這種工藝方式完全依靠工人的個人經驗，而且手工塗刷無法保證焊錫膏的均勻度，無法 辦證微波板與金屬殼體間形成的金屬間化合物穩定性；
[0031]S4、使用汽相回流焊接設備對微波電路基板進行接地焊接：所述汽相回流焊爐分 20層，開始前進行紅外預熱IOs溫度達到30°C，然後到第8層進行升溫，時間為90s溫度達 至IJ120°C_160°C後，從第8層回到第4層保溫75s後回到第一層，然後將放置有微波電路基 板的金屬殼體放入汽相回流焊爐，按照測步驟S2得到的回流焊曲線開始焊接，所述焊接面 的溫度為230°C，時間為25s。汽相回流焊的優點是汽相液液化過程中，每層的溫度一致，焊 接時處於真空狀態，汽相液熱傳導性能大大優於熱風回流焊接，整個過程中保證了微波電 路基板焊接時金屬殼體受熱均勻，可以保證電路基板與金屬殼體間形成有效的金屬間化合 物。
[0032] 在焊接完成之後，還需要對焊接效果進行外觀檢查，看是否滿足焊接要求。
[0033] 實驗表明，在同等設計條件下，採用本發明的微波基板接地焊接工藝後，拓寬了模 塊的使用頻率，增益、IdB壓縮點、噪聲係數等主要技術指標方面也有較大的改善，擴大了模 塊的使用範圍，增強了環境適用性。且在同樣性能要求下，不必採用更高性能的器件即能達 到設計要求，節省了設計成本。具體參數對比參見表1所示。
[0034] 表1參數對比表
[0035]
【權利要求】
1. 一種微波電路基板接地焊接工藝，其特徵在於，包括以下步驟： 51、 對焊錫膏進行一定時間的室溫回溫，並採用攪拌器進行攪拌均勻； 52、 曲線測試：使用汽相回流焊接設備的傳感器探頭粘接在金屬殼體上，進行曲線測 試，得到符合預設焊接要求的回流焊曲線； 53、 在微波電路基板的元器件安裝面塗刷焊錫膏，然後將元器件貼裝到微波電路基板 上；同時，將金屬殼體內表面塗敷焊錫膏，並將貼裝完畢的微波電路基板水平放置在金屬殼 體上，其中微波電路基板沒有貼裝兀器件的一面與金屬殼體內表面接觸； 54、 使用汽相回流焊接設備對微波電路基板進行接地焊接：汽相回流焊爐分多層，先預 熱一定時間，至溫度達到第一預設值，然後在第nl層升溫一定時間使得溫度達到第二預設 值，然後從第nl層回到第n2層保溫一定時間後回到第一層，然後將放置有微波電路基板的 金屬殼體放入汽相回流焊爐，按照測步驟S2得到的回流焊曲線開始焊接。
2. 如權利要求1所述的微波電路基板接地焊接工藝，其特徵在於，所述焊接面的溫度 為230°C，時間為25s。
3. 如權利要求1所述的微波電路基板接地焊接工藝，其特徵在於，所述汽相回流焊爐 分20層，開始前進行紅外預熱10s溫度達到30°C，然後到第8層進行升溫，時間為90s溫 度達到120°C _160°C後，從第8層回到第4層保溫75s後回到第一層，將焊接面放入開始焊 接，所述焊接面的溫度為230°C，時間為25s。
4. 如權利要求1所述的微波電路基板接地焊接工藝，其特徵在於，步驟S2中，在峰值溫 度為225?235°C，時間6?10s的條件下進行曲線測試。
5. 如權利要求1?4中任一項所述的微波電路基板接地焊接工藝，其特徵在於，所述焊 錫膏為銦泰焊錫膏。
【文檔編號】H05K3/34GK104363716SQ201410652054
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月15日 優先權日:2014年11月15日
【發明者】李煦, 陳洋, 王欣紅 申請人:中國航天科工集團第三研究院第八三五七研究所