微波組件是利用各種微波元器件（至少有一個是有源的）和電路元件、微波電路、電源以及控制電路組裝而成的產品，在分系統中具備獨立完整功能的電路集成組合，可實現對微波信號的綜合處理功能。微波技術誕生于一二戰之間，隨后百年保持了快速發展，隨著科學技術的不斷進步，微波組件逐漸被廣泛地應用在各種領域中，如航空航天技術、通信技術、電視廣播、雷達等。

注：如果電子元器件工作時，內部有電源存在，則這種器件叫做有源器件。從電路性質上看，有源器件有兩個基本特點：自身也消耗電能；除輸入信號外，還必須要有外加電源才可以正常工作。關于有源/無源的電子元器件在這里不做過多探討。

圖1.微波組件示意圖

微波組件模塊的組裝是微波產業生產中最重要的一個環節，組裝的主要方式就是焊接。微波組件的故障有滯后性和隱蔽性，而且由于機理復雜，一旦失效會引起不小的經濟損失，因此保證微波組件的一致性和穩定性是焊接工藝的關鍵。

微波組件的焊接工藝要求非常高，其中元器件的種類繁多，結構和尺寸也相對較小，大多數是小模塊之間的聯焊接，組裝方式多，焊接的工藝也不盡相同，造成的焊點的種類也多，如：底板和載體之間的連接，芯片安裝、引線鍵合以及密封等。而且組件模塊主要焊接在高頻印制板上，這種板上面不允許打孔，只能在表面進行焊接，因此焊點也會更弱。

圖2.高頻印制板示意圖

微波組件焊點的可靠性也是表面組裝技術中關鍵問題之一，一般用失效的頻率來反應焊點的可靠性。焊點的失效一般發生在兩個階段，一是生產過程中焊接造成的失效，另一個是在使用過程中，由于環境溫度變化造成的失效。

（1）焊點內部結構的影響

焊接的焊料一般選擇鉛錫共晶焊料（PbSn），鉛錫共晶焊料的性質可參考《真空回流焊的焊料選擇之鉛錫共晶焊料》。焊接后的焊接點分為鉛區和錫區，溫度發生變化時可能會發生形變，焊點沿著鉛-錫區的界線斷裂。

（2）焊接點空洞的影響

微波組件焊接過程中，由于焊接的工藝問題，會使焊點中產生空洞。有空洞的焊點在微波組件工作時產生集中應力，并改變應力的作用方式，大大降低了微波組件的使用壽命。

（3）材料熱膨脹系數的影響

材料的熱膨脹系數是焊點產生應變的主要原因。微波組件由許多種材料組成，元器件、安裝底板、外殼這幾個部分因為溫度的原因發生膨脹，由于熱膨脹系數不同，產生的膨脹量也不同，這必然會導致產生熱應力。應力的大小隨溫度和時間的變化而不同，熱變形不同步就會造成焊點產生應變，造成焊點失效。

（4）金屬化合物生長的影響

在焊接的過程中，當熔融的焊料與引線等混合融化時，會在化學反應的作用下產生金屬化合物。隨著焊接溫度和時間的增加，以及在后期的保存、使用過程中，金屬化合物會不斷堆積。堆積的金屬化合物會使焊點的硬度和抗疲勞強度降低；此外，由于金屬化合物的硬度比較高，脆性也大，在應力作用下與焊料的形變不協同，會使得焊點周圍產生裂痕。

通過以上的分析，我們搞清了會造成焊點失效的原因，那么如何提高焊點可靠性呢？

（1）提升微波組件安裝底板的平面度

微波組件中元器件比較多，需全部焊接在底板上面，在底板平面度較差的情況下，底板的震動會使焊點周邊產生應力，造成焊點的失效，嚴重的話還會使以及焊在底板上的電線脫落，因此需要安裝底板的平面度和剛度保持好的水平。

（2）合理制定微波組件的焊接工藝流程

元器件的焊接過程中，對小模塊裝焊次序進行合理的安排對于焊點的應力有重要的影響，需要嚴格遵守先恒力矩緊固螺栓再進行焊接的流程，這樣才能提高微波組件焊點的可靠性

（3）根據電線選擇焊點的大小

焊點的大小包括焊接的引腳高度、焊接盤尺寸等。焊接盤和焊接引線高度的間隙最好控制在0.1mm左右，且焊接盤必須大于焊接引腳高度，單邊大小控制在0.2mm左右。

（4）穩定、高質量的焊接工藝

焊接工藝和水平對于焊點的質量起到至關重要的作用。這其中包含了焊接釬料的選擇、焊料的使用量、溫度的設置、焊接時長、焊接時的表面處理方式等，同時還應考慮焊爐的性能參數，其中包括溫控精度、冷卻溫度沖擊等。運用成都共益緣真空設備有限公司持有的“正負壓”焊接工藝專利，可使焊點的的空洞率≤1%；真空回流焊/真空共晶爐良好的氣密性，為焊接提供防氧化的環境，更有利于焊點的保存。

圖3.“一種真空回流焊正負壓結合焊接工藝”發明專利證書

綜上所述，微波組件模塊的組裝是生產過程中最重要的一個環節，它直接關系到了微波組件的質量性能和使用壽命。微波組件失效的原因除了本身存在的缺陷外，使用過程中也可能會造成。而且微波組件的失效具有滯后性和隱蔽性，由于機理復雜，一旦失效會引起不小的經濟損失，因此需極力保證微波組件焊接的可靠性。關于微波組件模塊的組裝的介紹就到這里，若有不當之處歡迎各位朋友予以指正和指教；若與其他原創內容有雷同之處，請與我們聯系，我們將及時處理。我司的真空回流焊/真空共晶爐可滿足微波組件焊接的要求，如您感興趣，可與我們聯系共同討論，或前往我司官網了解。

圖4.客戶的微波器件焊接

圖5.焊接后的空洞率檢測

成都共益緣真空設備有限公司


審核編輯 黃宇