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微带隔离器焊接失效机制的分析和仿真

2020-12-16阅读(123)

微带隔离器焊接失效机制的分析和仿真

论文摘要

本文通过对微波铁氧体基片与底板的焊接失效进行分析,对焊接后基片破裂、薄膜微带电路膜层脱落和产品电气性能不合格等失效进行原因分析。1、基片破裂的原因为:1)基片本身质量问题;2)基片在加工、制作或焊接过程中,会有各种应力存在,当应力释放,超过基片的承受能力时就会断裂。这些应力主要包括:将大基片切割为若干小基片的过程,导致基片边缘存在应力;焊接前对基片进行的打磨,使基片边缘存在应力;焊接空洞、基片及底板间由于热膨胀系数的不同,形成应力。3)底板焊接面的表面不平度较大,导致焊接过程中基片断裂。2、当薄膜与基底界面之间的化学键合力较低时主要依靠物理结合力和机械结合力进行结合。在焊接过程中,薄膜与基底界面之间的结合力产生剧烈变化,降低至小于薄膜的张力时,微带电路脱落。3、焊接过程中形成的空洞,由于大小及位置的影响,导致基片微波接地不好,造成器件电气性能异常。根据焊接失效的原因分析,采用以下措施避免失效出现:1、底板尽量选用与基片线胀系数接近的材料加工,并对其表面不平度加以控制;2、在焊接工艺中控制焊接升、降温速度,以减少焊接残余应力,或采用共晶炉焊接工艺,以尽量减少焊接空洞的大小和数量;3、溅射工艺中,采用抛光衬底、制作面心立方结构的TaN薄膜降低薄膜内应力及在薄膜与衬底界面两侧原子之间形成化学键合的方法,保证电路与基片的附着力;电镀金工艺中,采用电镀前对基片表面两次擦洗工艺方法、及提高电镀冲击电流的方法,提高电镀金层和打底铜层间的结合力。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 微波铁氧体微带器件的发展历史
  • 1.3 微带隔离器焊接失效机制的研究背景和研究目的、意义
  • 1.3.1 研究背景
  • 1.3.2 研究目的与意义
  • 1.4 研究内容
  • 第二章 工艺简介
  • 2.1 微波铁氧体材料基片生产工艺简介
  • 2.1.1 微波铁氧体材料
  • 2.1.2 微波多晶铁氧体材料基片生产工艺简介
  • 2.2 微波铁氧体微带器件生产工艺简介
  • 2.2.1 微波铁氧体微带器件
  • 2.2.2 微波铁氧体微带器件生产工艺流程
  • 2.2.3 微波铁氧体微带电路基片生产工艺流程
  • 2.3 微波铁氧体微带电路基片与金属底板的焊接
  • 2.3.1 焊接
  • 2.3.2 微波铁氧体微带器件焊接工艺简介
  • 第三章 微波铁氧体微带器件焊接失效统计及失效机制分析
  • 3.1 微波铁氧体微带器件焊接失效统计
  • 3.2 微波铁氧体微带器件焊接失效机制分析
  • 3.2.1 微波铁氧体微带电路基片破裂机制分析
  • 3.2.2 微波铁氧体基片微带电路膜层分离机制分析
  • 3.2.3 产品电气性能不合格机制分析
  • 第四章 失效机制研究、统计分析及试验验证
  • 4.1 微波铁氧体材料基片特性与焊接后基片破裂的关系
  • 4.1.1 微波铁氧体微带材料基片照片
  • 4.1.2 微波铁氧体微带材料基片物理性能测量
  • 4.1.3 微波铁氧体材料基片特性与微带电路基片断裂的关系
  • 4.2 金属底板材料及外形尺寸与微波铁氧体微带电路基片破裂的关系
  • 4.2.1 金属底板材料与微波铁氧体微带电路基片破裂的关系
  • 4.2.2 金属底板外形尺寸与微波铁氧体微带电路基片破裂的关系
  • 4.3 金属底板表面不平度与微波铁氧体微带电路基片破裂的关系
  • 4.3.1 金属底板表面不平度与微波铁氧体微带电路基片破裂的关系
  • 4.3.2 验证试验
  • 4.3.3 改进措施
  • 4.3.4 试验结论
  • 4.4 焊接空洞与微波铁氧体微带电路基片破裂及产品电气性能之间的关系
  • 4.4.1 焊接空洞的形成
  • 4.4.2 焊接空洞与微波铁氧体微带电路基片破裂之间的关系
  • 4.4.3 焊接空洞与产品电气性能间的关系
  • 4.4.4 改进措施
  • 4.5 焊接升、降温速度与微波铁氧体微带电路基片破裂的关系
  • 4.5.1 焊接升、降温速度与的关系
  • 4.5.2 升、降温速度导致微波铁氧体微带电路基片破裂案例
  • 4.5.3 验证试验
  • 4.5.4 试验结论
  • 4.6 微波铁氧体薄膜微带电路制作工艺对膜层附着力及产品电气性能的影响
  • 4.6.1 溅射工艺对微波铁氧体薄膜微带电路附着力的影响
  • 4.6.2 电镀工艺对微波铁氧体薄膜微带电路附着力的影响
  • 4.6.3 溅射工艺对产品电气性能的影响
  • 第五章 试验结果及分析讨论
  • 5.1 微波铁氧体材料基片特性与铁氧体基片破裂关系研究的讨论
  • 5.2 金属底板材料及外形尺寸与铁氧体基片破裂关系研究的讨论
  • 5.3 金属底板表面不平度与铁氧体基片破裂关系研究的讨论
  • 5.4 焊接空洞与铁氧体微带电路基片破裂及产品电气性能之间关系研究的讨论
  • 5.5 焊接升、降温速度与铁氧体微带电路基片破裂关系研究的讨论
  • 5.6 微波铁氧体薄膜微带电路制作工艺对膜层附着力及产品电气性能的影响的讨论
  • 第六章 结论
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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