[發明專利]一種電子封裝用對接式低阻引線及其制備方法

在審

• 申請號: 201410651121.2
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104439784A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 闞云輝;張志成
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 汪貴艷

技術領域

本發明涉及電子封裝領域，具體地說是涉及一種電子封裝用對接式低阻引線及其制備方法。

背景技術

隨著混合集成電路功率外殼對集成度、功率密度的不斷追求，功率電子器件的外殼為金屬外殼的引線需要兼顧大載流、引線排布密度高的特點，需要低阻引線的封裝，以降低額功耗。另外，由于散熱性和氣密性的要求，引線封裝時多采用金屬引線通過玻璃絕緣子進行封裝，形成了金屬－玻璃－金屬引線結構，所以要求金屬引線與玻璃的熱膨脹系數相近，達到或接近匹配封接。

為了使引線熱膨脹系數與玻璃相近，以符合玻璃-金屬封接的可靠性要求，其通常采用低膨脹合金材料如鐵鎳合金（如可伐合金、4J50合金等）或鐵鎳合金包銅引線材料（如可伐包銅復合引線材料、4J50合金包銅復合引線材料等）制成的饋通引線，但其電阻仍不適合大電流通過。另外，引線上較高的承載電流必然要求其直徑較大，而電子器件所能提供用于引線結構的空間卻是有限的；由于高可靠、全密封金屬封裝外殼的可靠性、結構以及工藝限制，引線的直徑不能隨載流要求而無限制地增大，所以常規的功率外殼引線難以同時兼顧高引線載流和高引線排布密度的要求。

發明內容

本發明為了解決現有技術的不足，特提供一種高載流和高排布密度的電子封裝用對接式低阻引線及其制備方法，在能滿足金屬-玻璃-金屬封接的密封可靠性的同時，并降低其電阻。

為了達到上述發明的目的，所采用的技術方案為：

一種電子封裝用對接式低阻引線，包括饋通引線段，所述饋通引線段的一端部對接一低阻引線段，所述饋通引線段的長度與封裝玻璃的長度相配合；所述低阻引線段的材料選用電阻率小于饋通引線段的材料電阻率的金屬材料，所述金屬材料的電阻率≤2μΩ·cm，。

優選的，所述金屬材料選用無氧銅、鋯青銅或彌散無氧銅。

優選的，所述饋通引線段材料的線膨脹系數為4-10ppm/℃。

優選的，所述饋通引線段的直徑不小于低阻引線段的直徑。

優選的，所述饋通引線段和低阻引線段通過同軸焊接連接成一體。

更優選的，所述焊接包括電阻焊接與釬焊。

本發明的另一個發明目的是提供一種電子封裝用對接式低阻引線的制備方法，包括以下步驟：

（1）將饋通引線段和低阻引線段的一端部打磨成端面平面度≤0.01mm、表面粗糙度≤0.8μm；

（2）將打磨后的兩端對接通過電阻焊接或釬焊的方法焊接成一整體；

（3）對其表面進行處理和機械加工。

優選的，所述步驟（2）中電阻焊接是指將饋通引線段、低阻引線段打磨的一端相對穿套在電阻焊機的定位絕緣套內，其伸出定位絕緣套的長度不超過1mm；將定位絕緣套夾持在焊接電極兩側，調節電阻焊機功率以達到饋通引線段和低阻引線段的熔點，瞬間放電將兩引線段焊接為一整體。

所述步驟（2）中釬焊接是指將饋通引線段、高溫焊料和低阻引線段依次垂直裝配到燒結模具的垂直孔內，并置于窯爐內，在氮氣保護下保溫10±5分鐘后冷卻至常溫，即將饋通引線段和低阻引線段焊接成一整體；所述窯爐內溫度高于高溫焊料的熔點30-50℃。

更優選的，所述高溫焊料為金銅合金焊料，所述金銅合金焊料中銅的質量分數不低于20%。

本發明所采用的電阻焊機和燒結模具均為現有產品，其結構等均為已知技術。

本發明提供的一種電子封裝用對接式低阻引線，是由饋通引線段和低阻引線段對接焊接成的一根完整的對接式低阻引線，對其按照使用要求進行機械加工和表面處理后，通過金屬-玻璃-金屬進行封接，將對接式低阻引線組裝到功率電子器件金屬外殼上。

其中低阻引線段材料的電阻率小于饋通引線段材料的電阻率，其為電阻率≤2μΩ·cm低阻金屬材料，優選為無氧銅、鋯銅、彌散無氧銅等，它們的耐高溫，在950℃高溫下不易退火變形。

饋通引線段的材料選用低膨脹金屬引線材料，其線膨脹系數與封接玻璃的熱膨脹系數接近，為4-10ppm/℃，包括鐵鎳合金和鐵鎳合金包銅引線材料，鐵鎳合金有可伐合金、4J50合金等，其電阻率≥40μΩ·cm，鐵鎳合金包銅引線材料有可伐包銅復合引線材料、4J50合金包銅復合引線材料等，其軸向電阻率≥12μΩ·cm。而當饋通引線段采用可伐合金或可伐包銅復合引線材料時，其線膨脹系數在4-6ppm/℃，符合匹配型玻璃-金屬封接的封接要求；采用4J50合金或4J50合金包銅復合引線材料時，其線膨脹系數8－10ppm/℃，符合壓力型玻璃-金屬封接的封接要求。