隨著雷達(dá)射頻電路不斷向高度集成化方向發(fā)展，射頻信號(hào)互聯(lián)傳輸?shù)母哳l電路也趨向小型化、微型化。受產(chǎn)品內(nèi)部空間尺寸約束，普通的電纜導(dǎo)線的互聯(lián)方式不再適用。此外，高頻電路的小型化情況下，采用常規(guī)焊接互聯(lián)時(shí)，因異質(zhì)材料間存在熱膨脹系數(shù)差異，在溫度載荷沖擊下會(huì)出現(xiàn)焊點(diǎn)開裂失效的情況。

微型跨接片互聯(lián)相較于導(dǎo)線電纜的連接形式，其具有對(duì)產(chǎn)品的空間依賴小，解決異質(zhì)材料間熱失配問題、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用于復(fù)雜電子組件中射頻微波信號(hào)的連續(xù)傳輸。

Ω形跨接片由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)熱沖擊載荷的適應(yīng)性更好，可以更好解決互聯(lián)板間的熱應(yīng)力集中，因此使得焊點(diǎn)可靠更高。而由于射頻信號(hào)的性能要求，導(dǎo)致這種Ω跨接片的互聯(lián)兩端會(huì)存在大熱容接地焊點(diǎn)。項(xiàng)目使用的某種跨接片長3mm，寬僅0.5mm。與其相對(duì)應(yīng)的焊盤寬度z窄處僅有0.8mm寬，跨接片與焊盤尺寸都較小，焊接難度很大。

跨接片的焊接要求較高。如圖所示，Ω跨接片拱形部分不可爬錫，焊料只允許在引腳兩端潤濕。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，焊片焊后不允許有側(cè)面偏出，即跨接片兩端不可偏出焊盤。此外，射頻信號(hào)的傳輸，導(dǎo)致對(duì)Ω跨接片的焊接一致性要求很高。

目前產(chǎn)品產(chǎn)能受限，其瓶頸工序就是Ω跨接片的焊接。并且，手工焊接跨接片偏移的約有10%，而這導(dǎo)致電性能不達(dá)標(biāo)的返工耗時(shí)進(jìn)一步限制了跨接片裝焊工序的產(chǎn)能。根據(jù)手工焊接的節(jié)拍，跨接片側(cè)面偏出率控制在2%以內(nèi)，才能符合產(chǎn)能需求。

精密焊接方案設(shè)計(jì)

如圖所示，手工焊接Ω跨接片的過程需要經(jīng)過預(yù)上錫、預(yù)固定、熱風(fēng)器預(yù)熱35s、焊接、修補(bǔ)五個(gè)工步。其中，為了焊接接地大熱容焊點(diǎn)，需多次進(jìn)行熱風(fēng)器預(yù)熱。

從焊接Ω跨接片的過程以及特點(diǎn)分析，其熱容大、尺寸小，是影響裝焊效率的重要原因。并且，如果想要保證焊接效果與質(zhì)量的一致性，z好采用可自動(dòng)化的方法。

大熱容接地焊點(diǎn)的特性是傳熱快，如果使用大功率烙鐵可以解決這一問題。但受限于跨接片尺寸以及焊接要求，烙鐵頭不能過大，這必然導(dǎo)致加熱效率不足。從熱傳遞的三種方式熱對(duì)流、熱傳導(dǎo)和熱輻射角度出發(fā)，熱傳導(dǎo)的方式已經(jīng)不可行，只有熱對(duì)流與熱輻射兩種方式?？紤]到微小尺寸的Ω跨接片和產(chǎn)品特點(diǎn)，熱對(duì)流的方式也不可行，因此考慮激光熱源的熱輻射方式開展驗(yàn)證。

通過采用三元素PDPC法，對(duì)使用激光焊接可能產(chǎn)生的問題一一進(jìn)行排查。首先是升溫過快的問題。采用激光焊接的方法，由于激光加熱的快速升溫，會(huì)導(dǎo)致焊料內(nèi)助焊劑成分快速揮發(fā)，引起錫濺，產(chǎn)生錫珠。為了避免不必要的多余物，適當(dāng)降低焊料的升溫速度，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度，對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行快速的溫度補(bǔ)償。這就要求這個(gè)焊接方法有實(shí)時(shí)溫度反饋與補(bǔ)償?shù)拈]環(huán)控制系統(tǒng)。

此外，一般激光焊接都使用其激光發(fā)射的焦點(diǎn)從而實(shí)現(xiàn)精密焊接。但由于激光非接觸式焊接的特點(diǎn)，跨接片在單端焊接過程中，由于兩端熔融焊料與未熔融焊膏的張力差異，使得Ω跨接片向熔融一側(cè)偏移。因此，提出使用遠(yuǎn)離焦點(diǎn)的激光來實(shí)現(xiàn)焊接。一是可以對(duì)跨接片兩端與焊盤同時(shí)預(yù)熱，二是可以平衡跨接片兩端焊料張力，避免焊接過程中跨接片產(chǎn)生偏移。

精密焊接方案實(shí)施

根據(jù)以上對(duì)策，制定了如下圖所示的裝焊方法并加以實(shí)施。

首先是預(yù)點(diǎn)焊膏，使用螺桿閥精/確控制焊膏量，再使用負(fù)壓吸嘴實(shí)現(xiàn)跨接片精準(zhǔn)貼裝，z后使用離焦大光斑進(jìn)行焊接。

通過溫度反饋系統(tǒng)，跨接片焊接過程中的實(shí)際溫度與設(shè)置曲線基本一致。

焊點(diǎn)性能驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證焊接的性能，分別對(duì)10組手工焊接及激光焊接的跨接片進(jìn)行了剪切強(qiáng)度測(cè)試，剪切速度為0.1mm/s，通過3σ原則，手工及激光焊接的概率學(xué)z小剪切強(qiáng)度分別為6.57N及9.9N，均滿足國軍標(biāo)5N的要求，激光焊點(diǎn)的強(qiáng)度相比手工提高了約50%。

焊點(diǎn)的金屬間化合物層(IMC層)是評(píng)價(jià)其可靠性的重要指標(biāo)，激光焊接焊點(diǎn)金屬間化合物層(IMC)致密均勻，且厚度在1~2μm間，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。