CN103633530B - 一种用于同轴转接器与印制板传输线的互连方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于同轴转接器与印制板传输线的互连方法，步骤101：提供一同轴转接器和一印制板并组装于铝合金盒体内，所述同轴转接器内导体与所述印制板传输线形成待焊接面；步骤102：将镀金铜带挤压成台阶形状；步骤103：将镀金铜带两端分别与所述内导体及所述传输线锡焊互连；步骤104：清洗焊点并检验。采用上述方案，使同轴转接器内导体与印制板传输线之间在较大的环境及工作温度变化时能够起到缓冲作用，大大降低焊接点的失效概率，避免直接钎焊这种硬连接中因热膨胀系数失配造成的互连失效。
Description
技术领域
本发明属于微波模块组装技术领域，尤其涉及的是一种用于同轴转接器与印制板传输线的互连方法。
背景技术
在微波混合集成电路、微波多功能模块中经常遇到同轴转接器与印制板传输线之间的互连，目前大多情况下采用直接钎焊的互连方法。这种互连结构属于硬连接，环境温度或工作温度剧烈变化时，同轴转接器的内导体与印制板材料之间存在热膨胀系数失配问题，致使焊点内部存在应力和应变，从而诱发焊点内部萌生裂纹，随着裂纹的扩展最终导致焊点断裂、失效，因此对产品的质量存在长期可靠性隐患。
专利申请号：201110165950.6公开了一种同轴二极管与印制板的焊接方法，该方法在二极管正极用镀金铜带作为应力释放桥，代替原来的焊料硬连接，解决印制板纵向热膨胀系数引起的应力问题。
专利申请号201310187995.2提出一种宽带高性能同轴-陶瓷介质基片微带转接的装配方法，该方法中同轴转接器内导体与陶瓷介质基片微带转接的装配采用金带包裹并热压焊的方式。
专利申请号201110165950.6公开的焊接方法，虽然指出了用镀金铜带作为应力释放桥代替原来的焊料硬连接，但是未给出镀金铜带的折弯形状、变形量及其制作方法，因为将镀金铜带作为应力释放桥直接应用于同轴转接器内导体和印制板传输线的焊接时，镀金铜带的折弯形状、变形量等参量对其微波性能影响非常大。
专利申请号201310187995.2揭示的互连方法，虽然指出了同轴转接器内导体与陶瓷介质基片传输线互连可以用金带包裹并热压焊的软连接方式代替原来的导电胶粘接或直接锡焊，但是，金带包裹并热压焊的方式对传输线上镀金质量及厚度有特殊的要求，而印制板上的传输线通常采用电镀较薄的硬金，无法满足金带包裹并热压焊的工艺要求，目前只能采用焊料钎焊的方式焊接，因此，上述方法也不适用于同轴转接器内导体与印制板传输线的互连。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于同轴转接器与印制板传输线的互连方法。
本发明的技术方案如下：一种用于同轴转接器与印制板传输线的互连方法，其中，包括以下步骤：
步骤a：提供一同轴转接器和一印制板并组装于铝合金盒体内，所述同轴转接器内导体与所述印制板传输线形成待焊接面；
步骤b：将镀金铜带挤压成台阶形状；
步骤c：将镀金铜带两端分别与所述内导体及所述传输线锡焊互连；
步骤d：清洗焊点并检验。
所述步骤a中，所述同轴转接器内导体的直径为0.3-0.8mm；所述内导体的基体材料为铜或可伐。
所述步骤a中，所述同轴转接器内导体与所述印制板传输线形成待焊接面交错距离为0-0.3mm，垂直高度距离为0.05-0.25mm。
所述步骤a中，所述印制板的介质材料为6202、R04003C或R04350B。
所述步骤b中，所述镀金铜带的基体材料为紫铜合金，厚度为10-30μm，镀涂金层厚度为0.1-0.5μm。
所述步骤b中，使用工装将镀金铜带折成台阶形状，具体的方法为：采用专用凹凸模夹具将镀金铜带进行挤压、整形处理，加工成台阶形状。
所述步骤c中，所述焊锡的材料为Sn60Pb40或Sn63Pb37。
所述步骤c中，所述锡焊互连后的镀金铜带总长度由与同轴转接器内导体焊点搭接长度、与同轴转接器内导体焊点的搭接线水平外延长度、上弧线长度、垂直方向长度、下弧线长度和与印制板传输线焊点的搭接长度六部分组成；所述同轴转接器内导体与印制板传输线焊点搭接的镀金铜带长度均为镀金铜带宽度的1-3倍，与同轴转接器内导体焊点搭接线水平外延的镀金铜带长度为内导体顶端宽度的0.5-1倍。
所述步骤d中，所述清洗焊点的方法为使用酒精棉球将焊点清洗干净。
采用上述方案，将镀金铜带作为同轴转接器的内导体与印制板传输线之间互连的过渡带，并将镀金铜带制作成台阶形，焊接时留出足够的缓冲安全距离，使同轴转接器的内导体与印制板传输线之间在较大的环境及工作温度变化时能够起到缓冲作用，有效减小互连焊接点中的内部应力，大大降低焊接点的失效概率，避免同轴转接器的内导体与印制板传输线之间直接钎焊这种硬连接中因热膨胀系数失配造成的互连失效。
附图说明
图1为本发明互连方法流程图；
图2为使用本发明互连方法的同轴转接器与印制板传输线结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示，图1为本发明提供的一种用于同轴转接器与印制板传输线的互连方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤101：提供一同轴转接器和一印制板并组装于铝合金盒体内，所述同轴转接器内导体与所述印制板传输线形成待焊接面；
步骤102：将镀金铜带挤压成台阶形状；
步骤103：将镀金铜带两端分别与所述内导体及所述传输线锡焊互连；
步骤104：清洗焊点并检验。
上述步骤101中，同轴转接器内导体的直径大小为0.3-0.8mm，基体材料为铜或可伐。
上述步骤101中，同轴转接器内导体与印制板传输线形成焊接面的交错距离为0-0.3mm，垂直高度距离为0.05-0.25mm。
上述步骤101中，所述印制板介质材料为6202、R04003C或R04350B。
上述步骤102中，镀金铜带的基体材料为紫铜合金，厚度为10-30μm，镀涂金层厚度为0.1-0.5μm。
上述步骤102中，使用工装将镀金铜带折成台阶形的方法为采用专用凹凸模夹具将镀金铜带进行挤压、整形处理，加工成台阶形状。
上述步骤103中，焊锡材料为Sn60Pb40或Sn63Pb37。
上述步骤103中，锡焊互连后的镀金铜带总长度由与内导体焊点搭接长度、与内导体焊点搭接线水平外延长度、上弧线长度、垂直方向长度、下弧线长度和与印制板传输线焊点搭接长度六部分组成。与内导体和与印制板传输线焊点搭接的镀金铜带长度均为镀金铜带宽度的1-3倍，与内导体焊点搭接线水平外延的镀金铜带长度为内导体顶端宽度的0.5-1倍。
上述步骤104中，清洗焊点的方法为，使用酒精棉球将焊点清洗干净。
在上述方法的基础上，提供一种用于同轴转接器与印制板传输线的互连方法的具体实施例对本发明作进一步详细说明。如图2所示，根据电路图纸要求提供一同轴转接器和一印制板并组装于镀银铝合金盒体内，印制板5采用螺钉固定在镀银铝合金盒体上，同轴转接器采用螺钉或胶固定在镀银铝合金盒体上，同轴转接器内导体4的直径大小为0.3mm，基体材料为可伐，镀层为Ni/Au，印制板5介质材料为R04350B。同轴转接器内导体4与印制板传输线7形成待焊接面，同轴转接器内导体4与印制板传输线7形成焊接面的交错距离为0.1mm，垂直高度距离为0.1mm。
优选一镀金铜带，镀金铜带选择基体材料为20μm厚的紫铜合金，然后在其表面依次镀镍1μm和镀金0.5μm，镀金铜带宽度0.3mm，长度1.5mm。电镀镍、金后的的目的是使镀金铜带易于钎焊连接，并且能够满足表面防护性能要求。接下来采用专用凹凸模夹具将镀金铜带进行挤压、整形处理，加工成台阶形状。
将台阶形镀金铜带两端分别与上述同轴转接器内导体4和印制板传输线7锡焊互连。锡焊互连后的镀金铜带总长度由与内导体焊点搭接长度8、与内导体焊点搭接线水平外延长度9、上弧线长度10、垂直方向长度11、下弧线长度12和与印制板传输线焊点搭接长度13六部分组成。与内导体和与印制板传输线焊点搭接的镀金铜带长度均为镀金铜带宽度的1.5倍，与内导体焊点搭接线水平外延的镀金铜带长度为内导体顶端宽度的0.5倍。焊接镀金铜带的具体方法为：将组装有同轴转接器和印制板的镀银铝合金盒体放在120℃加热台上预热10min，用镊子夹取镀金铜带放在印制板传输线7及同轴转接器的内导体4上方。在放大20倍数的显微镜下用医用手术刀切取适量熔点为183℃，直径为0.5mm的Sn63Pb37焊锡丝。用烙铁头温度为280℃的烙铁对镀金铜带进行加热，同时把显微镜下切好的焊锡丝放在印制板传输线7上与镀金铜带互连处，使焊锡丝充分融化，流入镀金铜带与印制板传输线7的中间，形成良好的焊点14。再用同样温度的烙铁头对同轴转接器内导体4上方的镀金铜带进行加热，在同轴转接器的内导体4和镀金铜带互连处放上预先切好的焊锡丝，使其充分融化，形成良好的焊点15。每个焊点的焊接时间控制在1-3s内。
清洗焊点并检验。用酒精棉球把互连焊点处多余的助焊剂、焊锡残渣等清洗干净。
按照GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》中相关试验方法，对使用台阶形镀金铜带将上述同轴转接器和印制板传输线锡焊互连的微波部件产品先后进行了温度循环、温度冲击及机械振动等环境试验。放在放大30倍数的显微镜下观察，焊点完好，没有发生开裂、失效，由于有金属过渡带的互连结构，吸收和缓冲了焊点内部存在的热应力，使得原来因这种硬连接中热膨胀系数失配造成的焊接失效问题得到了有效解决。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种用于同轴转接器与印制板传输线的互连方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤101：提供一同轴转接器和一印制板并组装于铝合金盒体内，所述同轴转接器内导体与所述印制板传输线形成待焊接面；
步骤102：将镀金铜带挤压成台阶形状；
步骤103：将镀金铜带两端分别与所述内导体及所述传输线锡焊互连；
步骤104：清洗焊点并检验，
所述步骤101中，同轴转接器内导体的直径为0.3-0.8mm；所述内导体的基体材料为铜或可伐，所述步骤101中，所述同轴转接器内导体与所述印制板传输线形成待焊接面交错距离为0-0.3mm，垂直高度距离为0.05-0.25mm，所述步骤101中，所述印制板的介质材料为R04003C或R04350B，所述步骤102中，所述镀金铜带的基体材料为紫铜合金，厚度为10-30μm，镀涂金层厚度为0.1-0.5μm，所述步骤102中，使用工装将镀金铜带折成台阶形状，具体的方法为：采用专用凹凸模夹具将镀金铜带进行挤压、整形处理，加工成台阶形状，所述步骤103中，焊锡的材料为Sn60Pb40或Sn63Pb37，所述步骤103中，所述锡焊互连后的镀金铜带总长度由与同轴转接器内导体焊点搭接长度、与同轴转接器内导体焊点的搭接线水平外延长度、上弧线长度、垂直方向长度、下弧线长度和与印制板传输线焊点的搭接长度六部分组成；所述同轴转接器内导体与印制板传输线焊点搭接的镀金铜带长度均为镀金铜带宽度的1-3倍，与同轴转接器内导体焊点搭接线水平外延的镀金铜带长度为内导体顶端宽度的0.5-1倍，所述步骤104中，所述清洗焊点的方法为使用酒精棉球将焊点清洗干净。
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