一种提高镀镍壳体与基板焊接焊透率的方法

摘要

一种提高镀镍壳体与基板焊接焊透率的方法，本发明从温度因素入手，通过在镀镍壳体上先预涂覆一层薄薄的焊料，先完成镍层表面锡化，使壳体与基板之间的焊接由原先镍层与基板的焊接转换为锡层与基板之间的焊接，一方面降低了焊接所需的温度，另一方面，提高了焊接的焊透率。

说明书

技术领域

本发明属于混合微电路组封装技术领域，具体涉及一种提高镀镍壳体与基板焊接焊透率的一种工艺方法。

背景技术

    自20世纪40年代以来，混合微电路在军事、通信、计算机、汽车、自动化、医疗、工业及消费电子等领域得到了广泛的应用。

近年来，随着微波混合微电路以及功率器件的快速发展，对微电子组封装工艺的要求越来越严格。

对微波混合微电路而言，对驻波和移相精度等参数的要求也非常高，这就要求基板与壳体之间必须有可靠的接地，即对基板与壳体焊接的焊透率要求很高。

对功率器件而言，基板与壳体焊接的焊透率的好坏直接影响功率器件的散热性能，直接决定其可靠性。

采用传统的回流焊工艺，基板与镀镍壳体焊接后仍会出现空洞，致使焊透率达不到要求，直接影响产品的可靠性。本发明主要针对镀镍壳体与基板焊接的工艺进行分析、改善，使焊透率达到要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本设计的目的是提供一种提高镀镍壳体与基板焊接焊透率的方法。

为实现上述目的，本设计是通过以下技术手段来实现的：

 一种提高镀镍壳体与基板焊接焊透率的方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、镀镍壳体的预覆锡

根据壳体的结构特点，必要时借助于工装将壳体放置于加热平台上，加热平台的温度设置为230℃~250℃，加热3~5分钟；

将电烙铁的温度设置为350~450℃，烙铁头选用劈型，确保烙铁头与壳体表面有充分的接触面，同时保证了操作人员上锡过程快速、平滑，上锡效果良好；

在壳体内部需上锡的面上涂覆助焊剂，在壳体上锡处放置焊料，利用烙铁头在上锡面上加热10~20秒，迅速沿着一个方向借助助焊剂的活化作用快速完成表面上锡过程；

利用吸锡绳去除上锡面上多余的焊料，完成整个预覆锡过程；

B、壳体清洗、烘干

将A步骤中处理的壳体放入温度为40~60℃的丙酮溶液中，浸泡15~20分钟后，放置于酒精中并利用毛刷刷洗干净；

将壳体放入温度为80~100℃的烘箱中，烘10~15分钟；

C、壳体基板焊接

将基板背面印刷一层焊锡膏，并放入预涂覆好锡的壳体中，可根据壳体结构的大小、形状选择回流炉焊接或者加热平台焊接，并借助焊接工装对基板施加适当压力，完成焊接；

D、清洗、烘干

将C步骤中焊接好的壳体与基板组件放入温度为40~60℃的丙酮溶液中，浸泡15~20分钟后，放置于酒精中并利用毛刷刷洗干净；将基板放入温度为80~100℃的烘箱中，烘30~60分钟。

本发明的有益效果是：本工艺方法从温度因素入手，通过在镀镍壳体上先预涂覆一层薄薄的焊料，先完成镍层表面锡化，使壳体与基板之间的焊接由原先镍层与基板的焊接转换为锡层与基板之间的焊接，一方面降低了焊接所需的温度，另一方面，提高了焊接的焊透率。

附图说明

    图1为本发明所述的实施例中镀镍壳体视图；图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明所述的实施例基板主视图，图4为图3左视图。

具体实施方式

目前，镀镍壳体与基板之间的焊接一般采用成分为Pb37Sn63或Pb36Sn62Ag2的含铅锡焊料，前者的熔点为183℃，后者的熔点为179℃。经分析发现：焊锡与镍之间的焊接在温度超过220℃时，焊接较易进行，温度越低，焊接过程随温度的降低而变得较难处理；

同时，焊锡随着温度的升高，其自身更易氧化，从而影响焊接质量；以上均可导致焊接过程中空洞的产生。

针对上述分析结论—温度过低或过高对焊接质量均造成的不良影响，本工艺方法从温度因素入手，通过在镀镍壳体上先预涂覆一层薄薄的焊料，先完成镍层表面锡化，使壳体与基板之间的焊接由原先镍层与基板的焊接转换为锡层与基板之间的焊接，一方面降低了焊接所需的温度，另一方面，提高了焊接的焊透率。

下面对设计作进一步的说明：

附图1、2为一表面镀镍的可阀金属外壳，附图3、4为一表面镀金的多层罗杰斯电路板结构图，现要求将电路板焊接到壳体中，具体实施步骤如下：

（1）镀镍壳体的预覆锡

根据壳体的结构特点，该壳体为表面镀镍，底部平整，为规则的矩形腔体，将壳体放置于加热平台上，加热平台的温度设置为230℃~250℃，加热5分钟。

将电烙铁的温度设置为350~450℃，烙铁头选用劈型，确保烙铁头与壳体表面有充分的接触面，同时保证了操作人员上锡过程快速、平滑，上锡效果良好；

在壳体内部需上锡的面上涂覆助焊剂，在壳体上锡处放置熔点为183℃的Pb37Sn63焊料，利用烙铁头在上锡面上加热10~20秒，迅速沿着一个方向借助助焊剂的活化作用快速完成表面上锡过程；

利用吸锡绳借助电烙铁去除上锡面上多余的焊料，完成整个预覆锡过程；

（2）壳体清洗、烘干

将（1）步骤中处理的壳体放入温度为60℃的丙酮溶液中，浸泡15分钟后，放置于酒精中并利用毛刷刷洗干净；

将壳体放入温度为100℃的烘箱中，烘10分钟取出待用；

（3）壳体基板焊接

在多层电路板的正面贴一层阻焊胶带保护，利用丝网印刷网板将背面印刷一层熔点为183℃的Pb37Sn63焊锡膏，并放入预涂覆好锡的壳体中，并借助焊接工装对基板施加适当压力，工装的重量约200g。

考虑到壳体过大（112×72×13），此处基板与壳体的焊接采用10温区回流炉焊接，回流炉各温区温度设置为120℃、140℃ 、160 ℃、175 ℃、185 ℃、190 ℃、210 ℃、225 ℃、250 ℃、260 ℃，带速65cm/min。

（4）清洗、烘干

将（3）步骤中焊接好的壳体与基板组件放入温度为60℃的丙酮溶液中，浸泡20分钟后，放置于酒精中并利用毛刷刷洗干净；将组件放入温度为100℃的烘箱中，烘40分钟；

（5）焊透率检测

将焊接、清洗好的组件利用X光检测设备测试焊透率，经测试发现焊锡熔化均匀，单个空洞面积小于5%，整体焊透率优于85%，完全满足国军标对该工序的要求。

以上显示和描述了本设计的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本设计不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本设计的原理，在不脱离本设计精神和范围的前提下，本设计还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本设计范围内。本设计要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。