采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法

摘要

本发明公开了一种采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，采用纳米银浆与微波模块镀覆金属层之间反应的原理来实现微波模块的气密封盖，具体操作过程如下：首先将一定厚度纳米银浆涂敷在待封盖的微波模块壳体台阶位置，然后将微波模块盖板放在壳体台阶位置用专用紧固工装或夹子等紧固装置紧固，随后放入烘箱中加温固化，固化完成后取出封盖完成的微波模块进行气密性漏率检测。本发明为微波模块高可靠、高气密、高效率封盖提供了一种切实可行的方法。

权利要求

1.采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：(1) 将纳米银浆涂敷在待封盖的微波模块壳体台阶位置；

(2) 用真空吸笔吸住盖板或镊子夹持盖板，将盖板放入壳体台阶位置；

(3) 用专用紧固工装或用夹子夹持金属或聚四氟乙烯垫块，紧固盖板和壳体；

(4) 设置好烘箱烘烤温度和时间，将微波模块放入烘箱中烘烤；

(5) 待烘烤程序结束后，检测微波模块的气密性。

2.根据权利要求1所述的采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，其特征在于：所述微波模块壳体材料为铜合金、铝合金、铁镍合金、硅铝合金、陶瓷管壳、硅基材料中的一种。

3.根据权利要求1所述的采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，其特征在于：所述纳米银浆中含有环氧树脂或环氧胶组分。

4.根据权利要求1所述的采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，其特征在于：所述微波模块壳体的材料外表面镀覆软金或纯银，镀覆厚度大于0.1μm，且镀覆表面洁净无污染。

5.根据权利要求1所述的采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，其特征在于：所述纳米银浆的涂敷方式采用点胶设备或喷印设备量化涂敷，或手工涂敷。

6.根据权利要求1所述的采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，其特征在于：所述纳米银浆的涂敷厚度为3μm～100μm，纳米银浆涂敷宽度为盖板紧固后，纳米银浆不溢出台阶位置的宽度。

7.根据权利要求1所述的采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，其特征在于：所述垫块的尺寸小于盖板的尺寸。

8.根据权利要求1所述的采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，其特征在于：所述微波模块封盖烘烤时，烘烤材料所能承受烘烤温度大于或等于175℃，耐温时间大于或等于1小时。

9.根据权利要求1所述的采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，其特征在于：所述微波模块烘箱烘烤时的气氛为惰性气体气氛。

说明书

采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微波模块工艺技术以及新材料应用领域，具体涉及一种采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法。

背景技术

[0002] 微波模块作为航空航天、机载、弹载等军用领域重要的电子设备组件，目前多采用高密度互联基板和裸芯片组装，从而可实现微波模块的高集成化、高速化、小型化和轻型化。微波模块装配完成后，为了保护微波模块内部的元器件、裸芯片等免受环境腐蚀和机械破坏，必须将这些元器件、裸芯片等封装在气密壳体内，以保证微波模块能够长时间、高可靠的工作。目前微波模块封盖方式有螺钉紧固、锡封（焊锡封盖）、平行缝焊和激光封盖四种，可根据模块气密性要求合理选择。螺钉封盖一般采用不锈钢沉头螺钉将微波模块盖板紧固在壳体上，封盖后的微波模块一般无法满足气密性标准；锡封是利用焊锡与微波模块镀覆金属层之间的焊料润湿反应进行封盖，该方法满足气密性要求的成品率较低；平行缝焊是采用滚轮电极电阻焊熔融铁镍合金或镀覆薄金的铁镍合金盖板实现模块的封盖方式。激光封盖是采用高能量的激光熔融盖板和壳体实现微波模块的气密焊接。

[0003] 本发明采用新型工程应用材料纳米银浆与微波模块镀覆金属层（金、银等）之间反应的原理来实现微波模块的气密封盖，可实现微波模块高可靠、高气密、高效率封盖。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服上述现有微博模块封装方法的缺陷，提供一种采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，利用新型工程应用材料纳米银浆与微波模块镀覆金属层（金、银等）之间反应，来实现微波模块绝缘子高可靠、高气密、高效率封盖。

[0005] 本发明的技术方案：采用纳米银浆对微波模块进行气密封盖的方法，即在待封盖微波模块壳体台阶位置用点胶设备或喷印设备量化涂敷或手工涂敷一定厚度和宽度的纳米银浆，将微波模块盖板放在壳体台阶位置用专用紧固工装或夹子等紧固装置紧固，随后放入烘箱中烘烤，加温固化过程中纳米银浆与微波模块镀覆金属层之间发生反应，从而实现微波模块的气密封盖。具体包括如下步骤：(1) 将一定厚度纳米银浆涂敷在待封盖的微波模块壳体台阶位置；
(2) 用真空吸笔吸住盖板或镊子夹持盖板，将盖板放入壳体台阶位置；
(3) 用专用紧固工装或用夹子夹持金属或聚四氟乙烯等合适垫块紧固盖板和壳体；
(4) 设置好烘箱温度和时间，将微波模块放入烘箱中烘烤；
(5) 待烘烤程序结束后，检测微波模块的气密性。

[0006] 所述微波模块壳体材料包括铜合金、铝合金、铁镍合金、硅铝合金、陶瓷管壳、硅基材料及一切用作微波模块的壳体材料。

[0007] 所述纳米银浆中含有环氧树脂或环氧胶的组分。

[0008] 所述微波模块壳体的材料外表面需镀覆软金或纯银等与纳米银浆结合较强的材料，镀覆厚度大于0.1μm，且镀覆表面洁净无污染。

[0009] 所述纳米银浆涂敷方式可以选择点胶设备或喷印设备等量化涂敷，也可以选择手工涂敷，优选设备量化涂敷。

[0010] 所述纳米银浆涂敷厚度为3μm～100μm，纳米银浆涂敷宽度为盖板紧固后不能溢出台阶宽度。

[0011] 所述微波模块盖板需用夹具紧固施加压力优选专用紧固工装，简易紧固夹具用夹子夹持金属或聚四氟乙烯等合适垫块紧固盖板和壳体，垫块尺寸小于盖板尺寸。

[0012] 所述微波模块封盖时烘烤所有材料所能承受烘烤温度至少175℃，耐温时间至少1小时。

[0013] 所述微波模块烘箱烘烤时气氛优选惰性气体气氛。

[0014] 本发明的优点：1）工艺简单，易于操作，可控性强；
2）通过点胶设备或喷印设备可实现纳米银浆的量化涂敷，从而大幅度提高生产效率；
3）可实现微波模块封盖的可靠性、气密性、美观度和工艺一致性。

附图说明

[0015] 图1是实施例1中微波模块镀金铜壳体结构图，左侧为未封盖状态，右侧为纳米银浆封盖状态。

[0016] 图2是实施例1中纳米银浆封盖微波模块镀金铜壳体显微镜放大照片。

[0017] 图3是实施例1中纳米银浆封盖微波模块镀金铜壳体X光照片。

[0018] 图4是实施例2中微波模块镀金硅基壳体和盖板结构图，左侧为硅基盖板，右侧为硅基壳体。

[0019] 图5是实施例2中纳米银浆封盖硅基微波模块显微镜照片。

[0020] 图6是实施例2中纳米银浆封盖硅基微波模块显微镜放大照片。

[0021] 图7是实施例2中纳米银浆封盖硅基微波模块X光照片。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

[0023] 实施例1(1) 首先检验微波模块镀金铜壳体绝缘子安装孔电镀镍、金后有无毛刺等多余物，然后用无水乙醇超声清洗镀镍、金微波模块壳体、50℃烘烤0.5小时，用Sn96.5Ag3.0Cu0.5焊膏在240℃热台将绝缘子焊接至壳体上，随后用三氯甲烷-无水乙醇-无水乙醇超声清洗干-9 3
净后进行漏率检测，漏率检测合格（漏率小于1×10 Pa·m /s）、清洁干净方可进行后续封盖工艺；
(2) 涂敷20μm～30μm厚度的纳米银浆在待封盖的微波模块壳体台阶位置；
(3) 用真空吸笔吸住盖板，将盖板放入壳体台阶位置，提起真空吸笔；
(4) 将垫块放置在壳体盖板中央位置，用镊子加紧紧固微波模块盖板和壳体；
(5) 设置烘箱最高烘烤温度为175℃，从室温加热至175℃，175℃保温1.5小时，随后随炉冷却至室温，烘烤气氛为氮气气氛；
(6) 对封盖情况进行外观检验和X光检验；
(7) 烘烤结束后对封盖微波模块进行漏率检测，其漏率为4.7×10-9Pa·m3/s，符合气密性要求。

[0024] 图1是实施例1中微波模块镀金铜壳体，左侧为未封盖照片，右侧为纳米银浆封盖后的微波模块镀金铜壳体照片，图中绝缘子已焊接在壳体上，焊接绝缘子后检漏漏率均小于1×10-9Pa·m3/s。图2是实施例1中纳米银浆封盖微波模块镀金铜壳体显微镜放大照片，从图2可以看出封盖的纳米银浆在盖板和壳体缝隙之间较为均匀、一致、无明显孔洞。图3是实施例1中纳米银浆封盖微波模块镀金铜壳体X光照片，从图3可以看出封盖的纳米银浆在盖板和壳体缝隙之间较为厚薄均匀、一致、无明显空洞且无纳米银浆外溢等现象存在。对封盖后的微波模块进行漏率检测显示其漏率为4.7×10-9Pa·m3/s，按照GJB 548B-1014.2的细检条件A4，检漏结果漏率小于5×10-9Pa·m3/s，符合气密性要求。

[0025] 实施例2(1) 首先用无水乙醇超声清洗微波模块镀金硅基壳体和盖板，50℃烘烤0.5小时，检验无任何污染物后再进行封盖；
(2) 将微波模块镀金硅基壳体放入自制的工装夹具中；
(3) 涂敷20μm～30μm厚度的纳米银浆在待封盖的微波模块壳体封盖位置；
(4) 用真空吸笔吸住盖板，将盖板放入壳体台阶位置，提起真空吸笔；
(5) 设置烘箱最高烘烤温度为175℃，从室温加热至175℃，175℃保温1.5小时，随后随炉冷却至室温，烘烤气氛为氮气气氛；
(6) 对封盖情况进行外观检验和X光检验；
(7) 烘烤结束后对封盖微波模块进行漏率检测，其漏率为4.9×10-9Pa·m3/s，符合气密性要求。

[0026] 从实施例1和实施例2可以看出，由图2 图7的封盖外观检验和X射线检验结果表~明，封盖的纳米银浆在盖板和壳体缝隙之间较为均匀、一致、无明显孔洞/空洞，且无纳米银浆外溢等现象存在。对实施例1和实施例2封盖后的微波模块进行漏率检测显示其漏率分别为4.7×10-9Pa·m3/s、4.9×10-9Pa·m3/s，按照GJB 548B-1014.2的细检条件A4，检漏结果漏率小于5×10-9Pa·m3/s，符合气密性要求。对封盖后的样品进行温度冲击实验，实验条件按照GJB 360B-2009，-55～+125℃，50次循环，极限温度下保持30 min，其漏率依然小于5×
10-9Pa·m3/s。

[0027] 上述结果表明，采用纳米银浆与微波模块镀覆金属层（金、银等）之间反应的原理可实现微波模块的气密封盖，本发明为微波模块高可靠、高气密、高效率封盖提供了一种切实可行的方法。

[0028] 以上提供的实施例仅仅是解释说明的方式，不应认为是对本发明的范围限制，任何根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内。