【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达电子收发分系统制造，具体涉及一种aop贴装的毫米波射频前端制造方法。
技术介绍
1、雷达中的射频前端主要包含天馈系统和收发系统，是雷达最重要、价值最高的核心组成。随着雷达技术向高频段、高集成、小型化、宽频段、大功率方向发展，封装天线(aop,antenna on package)由于具有体积小、集成度高、性能好、灵活性好的系列优点，被认为是最适合应用于毫米波相控阵天线的集成技术之一。在aop技术的基础上，可将天线阵面与射频收发系统集成为一体实现系统级无线功能。对于一入多出的有源天线，射频前端主要包含天线、收发组件、延时组件、馈电网络，以及外围的电源、波控和控制网络等；对于多入多出的有源天线，射频前端主要包含天线、收发组件、馈电网络，以及外围的电源、波控和控制网络等。与传统的砖式收发系统相比，毫米波射频前端具有天线单元间距小、aop互连焊球直径小、垂直互连密度高、三维堆叠精度要求高等新技术要求，技术难度比传统smt贴装提高许多。
2、目前，国内外行业内基于aop的射频前端均未应用于大规模阵列，大多数aop研究把重心放在了如何实现天线和馈线之间低的互联损耗，对于aop焊点与后端pcb的集成关注较少。无论是贝尔实验室2018年的w波段集成封装天线，还是英特尔公司2019年的71～76ghz的封装天线阵列，或是日本电气公司2019年的28ghz相控阵封装天线，阵面数量均在8×8通道数量以下、天线间距≥1mm，不能满足毫米波雷达的产品使用要求。
3、鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决aop贴装精度低、装配间隙难控制、多维焊接存在困难、多次焊接生产效率低、成品率低的系列问题，提供了一种aop贴装的毫米波射频前端制造方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术公开了一种aop贴装的毫米波射频前端制造方法，包括以下步骤：
3、s1，在射频前端多功能板盲槽底部喷印焊膏，贴装延时芯片；
4、s2，在射频前端多功能板顶部印刷焊膏，贴装aop；
5、s3，在射频前端多功能板底部与结构件之间添加互联材料；
6、s4，通过1～3次加热，完成射频前端多功能板与延时芯片、aop和结构件的互联；
7、s5，安装连接器。
8、所述步骤s1中，射频前端为一入多出型的射频前端，多功能板包含微波层和数字层两部分，盲槽为穿过数字层露出微波层，在焊膏印刷前，多功能板应进行烘烤，烘烤条件为125℃±5℃、烘烤2h～4h。
9、所述步骤s1中，射频前端为一入多出型的射频前端，一入多出类型的射频前端多功能板包含微波层和数字层两部分，盲槽为穿过数字层露出微波层，在焊膏印刷前，多功能板应进行烘烤，烘烤条件为125℃±5℃、烘烤2h～4h，射频前端多功能板盲槽深度不大于3mm，贴片完成后，通过x-ray检查焊球与焊盘的偏移程度，要求偏移量≤焊球直径的25％。
10、所述步骤s1中，延时芯片的焊球为0.5mm±0.05mm，对应射频前端多功能板上的焊盘尺寸为0.45mm±0.03mm，延时芯片的焊球材料为sn63pb37、sac305、sn10pb90中的任意一种；射频前端多功能板盲槽底部的焊膏选择sn62pb36ag2或sn63pb37，射频前端多功能板盲槽底部的焊膏为almit公司的sn62u ss4m、北京康普锡威公司的srt922-t5、厦门及时雨公司的jet-1a、重庆群崴公司的qw-868-2中的任意一种。
11、所述步骤s1中，焊膏的添加采用焊膏喷印的方式，通过自动焊膏喷印机非接触式的喷涂形式，在不对多功能板施加任何外力的前提下，实现在盲槽底部焊盘上喷印形成焊膏沉积，喷印主要设定参数为喷嘴高度和喷印体积比，喷嘴高度距盲槽底部焊盘高度h＝0.65mm～1.0mm，喷印体积比volum：实际喷印的焊膏体积v实际焊料与标准模式下喷印的体积v0的比值应满足：
12、
13、其中，θ实际为印刷焊膏中焊料金属颗粒占比，h实际为喷印焊料厚度；θ0为标准模式下的喷印焊膏中焊料金属颗粒占比，h0为标准模式下的焊膏厚度。
14、所述volume＝80％～150％。
15、所述步骤s2中，aop包含微带天线、一级焊球、tr芯片、二级焊球，一级焊球材料的液相线温度应高于焊接温度30℃以上，二级焊球材料选择为sn10pb90或sn63pb37中的一种；
16、通过钢网印刷的方式，在多功能板正面添加焊膏，钢网上对应焊盘的开孔可选择激光或化学方法成型，钢网厚度为0.1mm～0.15mm；
17、焊膏印刷使用自动印刷机或人工方式，射频前端多功能板正面的焊膏为sn62pb36ag2、sn63pb37、sac305或sn70pb18in12中的任意一种；
18、通过贴片精度≤0.022mm、校正角度≤0.05°@3σ的自动贴片机，将aop逐一贴在多功能板，贴片路径为角→中间→边缘，贴片的对位通过mark点识别或焊球位置逐一光学抓取识别，贴片完成后，通过x-ray检查焊球与焊盘的偏移程度，要求偏移量≤焊球直径的25％。
19、所述步骤s3中，通过焊膏、焊片或导电胶将贴片的多功能板与结构件结合为一体；
20、选择焊膏时，使用钢网印刷的方式，焊膏的液相线温度等同于或者低于步骤s1和s2中的焊膏的液相线温度；
21、选择焊片时，通过激光裁切的方式，选择sn63pb37、sn70pb18in12、sn50in50之一；
22、选择导电胶时，通过自动点胶或半自动点胶的方式，导电胶为黑龙江石油化学研究院的j-423、j-425、j-427、j-428或郑州思蓝德公司的mf1343；
23、结构件选用铝合金或紫铜，结构件通过数控铣加工制得，结构尺寸精度为±0.03mm，结构件加工完成后的平面度应≤0.1mm，结构件表面进行整体导电氧化处理，与多功能板互联的地方进行局部镀银或局部镀金，局部镀银或局部镀金的镀层厚度为2～9μm。
24、所述步骤s4中，对于一入多出类型的射频前端，一次加热制备时，延时芯片、aop和结构件均使用sn62pb36ag2焊膏，通过真空气相焊接炉实现，在进入真空气相焊接炉之前，需保证多功能板的翘曲度≤0.5％，最大翘起高度≤0.15mm，多功能板和结构件通过定位销固定；
25、二次加热制备时，aop使用sn62pb36ag2焊膏，通过热风回流焊或者真空回流焊方法实现，延时芯片和结构件使用锡铅sn62pb36ag2焊膏、锡铅铟sn70pb18in12焊膏之一，通过热风回流焊或者真空回流焊方法实现；
26、三次加热制备时，aop和延时芯片均使用sn62pb36ag2焊膏，通过热风回流焊或者真空回流焊方法焊接两次实现，结构件通过sn50in50焊片或导电胶，通过整体加热方式实现，结构件的加热温度低本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，射频前端为一入多出型的射频前端，一入多出类型的射频前端多功能板包含微波层和数字层两部分，盲槽为穿过数字层露出微波层，在焊膏印刷前，多功能板应进行烘烤，烘烤条件为125℃±5℃、烘烤2h～4h，射频前端多功能板盲槽深度不大于3mm，贴片完成后，通过X-RAY检查焊球与焊盘的偏移程度，要求偏移量≤焊球直径的25％。
3.如权利要求1所述的一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，延时芯片的焊球为0.5mm±0.05mm，对应射频前端多功能板上的焊盘尺寸为0.45mm±0.03mm，延时芯片的焊球材料为Sn63Pb37、SAC305、Sn10Pb90中的任意一种；射频前端多功能板盲槽底部的焊膏选择Sn62Pb36Ag2或Sn63Pb37，射频前端多功能板盲槽底部的焊膏为Almit公司的Sn62U SS4M、北京康普锡威公司的SRT922-T5、厦门及时雨公司的JET-1A、重庆
4.如权利要求1所述的一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，焊膏的添加采用焊膏喷印的方式，通过自动焊膏喷印机非接触式的喷涂形式，在不对多功能板施加任何外力的前提下，实现在盲槽底部焊盘上喷印形成焊膏沉积，喷印主要设定参数为喷嘴高度和喷印体积比，喷嘴高度距盲槽底部焊盘高度H＝0.65mm～1.0mm，喷印体积比Volum：实际喷印的焊膏体积V实际焊料与标准模式下喷印的体积V0的比值应满足：
5.如权利要求4所述的一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述Volume＝80％～150％，针对0.45mm焊球的延时芯片，Volume＝120±10％。
6.如权利要求1所述的一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，AOP包含微带天线、一级焊球、TR芯片、二级焊球，一级焊球材料的液相线温度应高于焊接温度30℃以上，二级焊球材料选择为Sn10Pb90或Sn63Pb37中的一种；
7.如权利要求1所述的一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过焊膏、焊片或导电胶将贴片的多功能板与结构件结合为一体；
8.如权利要求1所述的一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，对于一入多出类型的射频前端，一次加热制备时，延时芯片、AOP和结构件均使用Sn62Pb36Ag2焊膏，通过真空气相焊接炉实现，在进入真空气相焊接炉之前，需保证多功能板的翘曲度≤0.5％，最大翘起高度≤0.15mm，多功能板和结构件通过定位销固定；
9.如权利要求1所述的一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，完成互联后，通过X-RAY检查焊球与焊盘的偏移程度以及大面积焊的钎透率，要求偏移量≤焊球直径的25％，钎透率≥70％。
10.如权利要求1所述的一种AOP贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤S5中，对于一入多出类型的射频前端，在结构件上安装弹性连接器，使连接器的内导体穿过金工件与多功能板紧密连接，对于多入多出类型的射频前端，不需要该步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种aop贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种aop贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，射频前端为一入多出型的射频前端，一入多出类型的射频前端多功能板包含微波层和数字层两部分，盲槽为穿过数字层露出微波层，在焊膏印刷前，多功能板应进行烘烤，烘烤条件为125℃±5℃、烘烤2h～4h，射频前端多功能板盲槽深度不大于3mm，贴片完成后，通过x-ray检查焊球与焊盘的偏移程度，要求偏移量≤焊球直径的25％。
3.如权利要求1所述的一种aop贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，延时芯片的焊球为0.5mm±0.05mm，对应射频前端多功能板上的焊盘尺寸为0.45mm±0.03mm，延时芯片的焊球材料为sn63pb37、sac305、sn10pb90中的任意一种；射频前端多功能板盲槽底部的焊膏选择sn62pb36ag2或sn63pb37，射频前端多功能板盲槽底部的焊膏为almit公司的sn62u ss4m、北京康普锡威公司的srt922-t5、厦门及时雨公司的jet-1a、重庆群崴公司的qw-868-2中的任意一种。
4.如权利要求1所述的一种aop贴装的毫米波射频前端制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，焊膏的添加采用焊膏喷印的方式，通过自动焊膏喷印机非接触式的喷涂形式，在不对多功能板施加任何外力的前提下，实现在盲槽底部焊盘上喷印形成焊膏沉积，喷印主要设定参数为喷嘴高度和喷印体积比，喷嘴高度距盲槽底部焊盘高度h＝0.65mm～1.0mm，喷印体积比volum：实际喷印的焊膏体积v实际焊料与标准模式下喷印的体积v...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓伟，邹嘉佳，闫飞，张茂成，何笑东，董坤，曹强，黄梦秋，杨静，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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