隨著雷達射頻電路不斷向高度集成化方向發(fā)展，射頻信號互聯(lián)傳輸?shù)母哳l電路也趨向小型化、微型化。受產(chǎn)品內部空間尺寸約束，普通的電纜導線的互聯(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，因異質材料間存在熱膨脹系數(shù)差異，在溫度載荷沖擊下會出現(xiàn)焊點開裂失效的情況。

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

Ω形跨接片由于其結構特點，對熱沖擊載荷的適應性更好，可以更好解決互聯(lián)板間的熱應力集中，因此使得焊點可靠更高。而由于射頻信號的性能要求，導致這種Ω跨接片的互聯(lián)兩端會存在大熱容接地焊點。項目使用的某種跨接片長3mm，寬僅0.5mm。與其相對應的焊盤寬度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)相關標準規(guī)定，焊片焊后不允許有側面偏出，即跨接片兩端不可偏出焊盤。此外，射頻信號的傳輸，導致對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%，而這導致電性能不達標的返工耗時進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，跨接片側面偏出率控制在2%以內，才能符合產(chǎn)能需求。

精密焊接方案設計

如圖所示，手工焊接Ω跨接片的過程需要經(jīng)過預上錫、預固定、熱風器預熱35s、焊接、修補五個工步。其中，為了焊接接地大熱容焊點，需多次進行熱風器預熱。

從焊接Ω跨接片的過程以及特點分析，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量的一致性，z好采用可自動化的方法。

大熱容接地焊點的特性是傳熱快，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，這必然導致加熱效率不足。從熱傳遞的三種方式熱對流、熱傳導和熱輻射角度出發(fā)，熱傳導的方式已經(jīng)不可行，只有熱對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，熱對流的方式也不可行，因此考慮激光熱源的熱輻射方式開展驗證。

通過采用三元素PDPC法，對使用激光焊接可能產(chǎn)生的問題一一進行排查。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，會導致焊料內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，適當降低焊料的升溫速度，同時實時檢測溫度，對焊點進行快速的溫度補償。這就要求這個焊接方法有實時溫度反饋與補償?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)射的焦點從而實現(xiàn)精密焊接。但由于激光非接觸式焊接的特點，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跨接片向熔融一側偏移。因此，提出使用遠離焦點的激光來實現(xiàn)焊接。一是可以對跨接片兩端與焊盤同時預熱，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。

精密焊接方案實施

根據(jù)以上對策，制定了如下圖所示的裝焊方法并加以實施。

首先是預點焊膏，使用螺桿閥精/確控制焊膏量，再使用負壓吸嘴實現(xiàn)跨接片精準貼裝，z后使用離焦大光斑進行焊接。

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

焊點性能驗證

為進一步驗證焊接的性能，分別對10組手工焊接及激光焊接的跨接片進行了剪切強度測試，剪切速度為0.1mm/s，通過3σ原則，手工及激光焊接的概率學z小剪切強度分別為6.57N及9.9N，均滿足國軍標5N的要求，激光焊點的強度相比手工提高了約50%。

焊點的金屬間化合物層(IMC層)是評價其可靠性的重要指標，激光焊接焊點金屬間化合物層(IMC)致密均勻，且厚度在1~2μm間，符合標準要求。