[發明專利]一種封裝焊接方法和裝置

有效

• 申請號: 201310002521.6
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103071876A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 陳文祥;熊筆鋒
• 申請（專利權）人: 煙臺睿創微納技術有限公司
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及半導體封裝領域，尤其涉及一種封裝焊接方法和裝置。

背景技術

半導體產品封裝工藝中涉及到芯片焊接、蓋板焊接以及窗口焊接。其焊接方式一般在氮氣保護環境或真空環境中，加熱熔化焊料或焊膏使芯片與基板、蓋板與管殼或其他之間組件組裝在一起。通常一個產品不止一個部件需要焊接，例如一種MEMS器件封裝，采用焊料將蓋板、基板和管殼焊接起來，形成一個氣密性封裝器件。

該器件的封裝有兩個焊接面，即蓋板與管殼焊接以及管殼與基板焊接，目前主要有兩種方法進行焊接：1)采用同一種焊料，將各組件一起放到焊接爐的加熱板上進行加熱，使焊料熔化，然后冷卻完成器件的焊接；2)采用兩種不同熔點的焊料，先將蓋板與管殼焊接在一起，然后再用另一種熔點較低的焊料把前面焊好的組件與基板焊接起來（也可以先焊接管殼和基板，再焊接蓋板）。

目前的焊接方式在針對這種需要焊接兩個組件的焊接方式存在以下不足：（1）方法1將蓋板、基板和管殼一起焊接，由于熱量主要從與加熱板直接接觸的基板導熱，然后通過蓋板焊料傳遞到管殼，再傳遞到蓋板焊料和蓋板，試驗器件的組裝焊接。采用電流加熱的爐子焊接器件，該焊接方式會導致蓋板與管殼焊接處溫度比管殼和基板焊接處溫度低，尤其是在真空環境中焊接，會出現隨著加熱板升溫，使基板與管殼之間的焊料熔化時，蓋板處焊料尚未熔化的現象，如果要完成蓋板的焊接就必須提高工藝溫度，這樣可能導致基板與管殼焊接處過熔，焊接不牢的現象，如果是氣密性封裝，往往會導致器件密封性差。（2）方法2分兩次焊接，先焊接管殼與蓋板，再一起與基板焊接起來（反過來也可以）。這樣降低了生產效率，且增加了工藝復雜性，為避免第二次焊接出現再熔，導致過熔的現象，通常基板焊料的熔點比蓋板焊料要高出50℃以上；另外隨著當前國際市場對無鉛產品的要求，無鉛焊料必然是發展的趨勢，且很多電子產品不能承受高溫焊料焊接時的溫度，選擇兩款熔點相差大于50℃，物理性能良好，且價格低的低溫焊料，也是封裝的一個難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決現有技術中單項加熱模式導致的溫度梯度較大，兩次焊接導致的不易找到合適焊料，效率低的缺點，提供一種生產效率高的封裝焊接裝置和方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種封裝焊接的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，將待封裝器件放置于焊接爐的下加熱板上；

步驟二，通過上加熱板金屬電極和導電塊固定上加熱板，使上加熱板置

于待封裝器件的上端；

步驟三，控制上加熱板和下加熱板的加熱溫度，對待封裝器件進行焊接。

本發明的有益效果是：采用上下加熱板共同加熱的方式，對需要焊接多個組件的器件從底部和頂部同時共同進行加熱，解決了由于待封裝器件各組件熱阻導致的各個焊接點溫度相差較大，影響焊接效率的問題，提高了焊接效率。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述步驟一中的待封裝器件包括基板、管殼和蓋板，管殼置于基板和蓋板之間，所述的基板和管殼之間設有基板焊料，所述管殼和蓋板之間都設有蓋板焊料。

采用上述進一步方案的有益效果是：待封裝的半導體器件在基板和管殼之間，管殼和蓋板之間均設有焊料，采用同時加熱，提高了焊接效率。

進一步，所述步驟三中，當基板焊料與殼體和蓋板焊料種類相同時，同時控制下加熱板和上加熱板的溫度保持一致的升溫曲線（升溫曲線是指溫度隨時間的變換相同），同時對待封裝器件的基板和蓋板進行加熱，實現待封裝器件的焊接。

采用上述進一步方案的有益效果是：對相同的焊料，從底部和頂部同時加熱，避免了各焊接點溫度相差較大，影響焊接效果的問題。

進一步，所述步驟三中，當基板焊料和蓋板焊料種類不同時，分別控制上加熱板和下加熱板的溫度，對待封裝器件的基板和蓋板分別加熱（分別加熱是指，控制上加熱板對蓋板加熱，控制下加熱板對基板加熱），使基板焊料與殼體和蓋板焊料存在一定的溫度梯度（所謂的溫度梯度，是指由于基板焊料和蓋板焊料的位置不同而溫度不同），實現對基板和蓋板的分別焊接，來達到不同焊料一次性焊接的效果。

采用上述進一步方案的有益效果是：分別控制器件基板和蓋板處的焊接溫度，可用于不同焊料同時進行焊接，降低產品加熱的難度。

進一步，所述步驟二中，所述的導電塊設在上加熱板金屬電極和上加熱板之間，通過調節導電塊的厚度來調節上加熱板和待封裝器件的間距。