混合结构继电器装配的真空共晶焊工艺研究

• 作 者: 李国
• 出 处: 西安电子科技大学
• 发表日期: 2020年02期
• 关键词: 混合结构继电器 真空共晶焊接 工艺参数

真空共晶焊接技术在集成电路、微电子行业中得到广泛的应用。随着电子工业的飞速发展,电子元器件集成度要求不断提高,小型化、高性能、高可靠是发展的方向。因此共晶焊工艺技术在各个电子元器件领域得以广泛应用。本文主要以某型号混合结构继电器中的共晶焊工艺技术运用为契机,开展真空共晶焊工艺技术研究。论文主要工作如下:根据某型号混合结构继电器的产品结构,确定该产品的工艺装配流程,结合目前共晶焊接工艺的水平,开展该产品输出功率组件中的裸芯片与陶瓷基板的真空共晶焊接工艺研究。通过对裸芯片及陶瓷基板上的镀层材料分析,结合焊接工件的温度特性及焊接特性,最终确定焊料片的型号,并根据影响真空共晶焊焊接质量的要素进行分析及试验,最终确认裸芯片与陶瓷基板共晶焊最优工艺参数。开展共晶焊接在混合结构继电器装配中的深度研究,主要解决陶瓷基板与底座功率组的焊接问题。采用真空共晶焊工艺技术,解决混合结构继电器在陶瓷基板与底座组互连时因焊接而产生的污染问题,最终达到洁净焊接工艺技术的水平。由于陶瓷基板与底座组焊接属于立体焊接模式,焊接复杂程度比裸芯片与陶瓷基板的平面焊接高。需要根据产品的结构特性进行相关的工艺性设计,并设计相关的焊接工装夹具保证焊接质量,防止在焊接过程中出现焊接飞溅问题。针对特殊封装结构的混合结构继电器产品,开展真空共晶焊接技术在大外形盖板、壳体密封性焊接工艺研究。由于壳体、盖板等焊接工件材料不同,且该工序是产品完成装配的最后一道工序,需要考虑到内部元器件热应力承受度,需重新选择适合的焊料片及相应的焊接工艺参数。在完成上述工艺技术研究后需对产品进行试制,以验证真空共晶焊接工艺技术在混合结构继电器中应用的可行性。产品在完成装配后,需进行A组检验及鉴定试验考核,以考核真空共晶焊接工艺是否符合产品技术指标要求。通过试验检测的最终结果证明,真空共晶焊接工艺在混合结构继电器中的应用达到了预期目的,试制的混合结构继电器的各项性能符合技术指标要求,可以满足所配套型号的使用。通过上述工艺研究取得如下成果:1)将裸芯片与陶瓷基板共晶焊接空洞率大幅降低;2)通过共晶焊接立体焊接方法解决了混合结构继电器中焊接污染问题;3)将共晶焊接工艺运用到特殊封装结构的混合结构继电器壳体密封性焊接上,解决了大外形产品的密封性问题。