[實用新型]一種基于超聲波固相疊層的電子封裝裝置

有效

• 申請號: 201721752557.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN207743201U
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 金偉;朱訓明;張洪濤;王園園;王云峰;王波;高丙路;劉旦
• 申請（專利權）人: 威海萬豐鎂業科技發展有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/50;H01L21/56;H01L23/29;H01L23/552
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 沙莎

本實用新型屬于電子封裝領域，公開了一種基于超聲波固相疊層的電子封裝裝置。裝置包括基底、金屬箔帶、超聲壓頭和處理基底或金屬箔帶的銑削設備。金屬箔帶通過超聲壓頭的固相連接作用在基板上逐層堆積，實現三維塊狀實體的固相堆疊。在該塊狀實體上經過數控銑削設備加工形成特定的空間，將電子元件和連接導線放入該空間內。最后通過金屬箔帶的逐層固結將其密封，實現電子元件（如傳感器）的低溫疊層金屬封裝。使用該方法得到的電子元件金屬封裝體具有使用壽命長、電磁屏蔽性好、抗干擾能力強、工作靈敏度高、零件結合強度高等優點，且易于實現自動化生產。

技術領域

本發明涉及電子封裝技術領域，特別涉及一種基于超聲波固相疊層的電子封裝裝置。

背景技術

隨著信息時代的發展，電子產業已成為當今世界最活躍，同時也是最重要的產業之一。以中國為主的亞洲發展中國家則首次取代北美，成為全球最大電子消費市場。與此同時，電子產業的強勁發展也帶動了與之密切相關的電子封裝產業。微電子封裝一方面朝著高集成度、高頻率、大功率、低成本的方向發展，另一方面，新工藝和新材料的不斷涌現，也使微電子封裝朝著更節能、更環保和更持久的道路前進。

金屬電子封裝領域有個需要克服的缺點，目前主要采用熔釬焊的方式進行封裝，會產生相對較高的溫度，會對封裝的電子元件有一定的損壞，并且在高溫下金屬易產生相變及金屬間化合物，零件強度不高。因此，提供一種低溫、低成本、效率高、屏蔽性能好、密封性好的電子封裝裝置及方法是很有必要的。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種低溫、低成本、效率高、屏蔽性能好、密封性好的電子封裝方法，通過超聲波固相疊層和數控加工完成增減材工藝技術，將電子元件密封在金屬基體內，可有效提高電子元件的使用壽命，減少檢查更換的次數。

本發明通過如下技術方案實現。

一種基于超聲波固相疊層的電子封裝裝置包括基底、金屬箔帶、超聲壓頭、換能器和處理基底或金屬箔帶的銑削設備、連接導線和密封物質。使用密封物質在電子元件的連接導線周圍涂覆進行密封，保證得到封裝體的完全密封性。超聲壓頭與換能器連接，換能器與超聲電源連接，超聲電源將電能提供給換能器，換能器將電能轉化為振動形式的機械能，振動傳遞到超聲壓頭上，實現兩層金屬箔片的固結，周而復始，完成多層金屬箔片的固相堆疊。

金屬箔帶是多層的。

金屬箔帶之間或基底與金屬箔帶之間添加纖維增強層。超聲波固相疊層的金屬箔材之間可添加碳纖維、碳化硅等纖維增強材料以增強其強度和性能。

每層包括兩片或多片金屬箔帶，多層金屬箔帶在厚度方向的截面上交錯層疊。金屬箔帶通過超聲固相疊層完成三維塊狀實體制備，金屬箔帶以多層豎排不交錯或者多層豎排交錯的堆積方式進行堆積。

金屬箔帶的材料是鋁或銅或鎂或鈦或鎳。金屬箔帶為固相疊層用材料，是箔狀金屬帶。可以是同種金屬箔材之間的固相疊層，也可以是異種金屬箔材間的固相疊層。

金屬箔帶的厚度是0.1~0.4mm。

超聲壓頭與換能器連接，換能器與超聲電源連接，換能器可以是兩個，超聲壓頭兩端對稱分布兩個換能器，超聲固結裝置為推挽式，在工作過程中實現推挽式運動。超聲壓頭與雙換能器組成推挽式超聲波固相疊層設備，大幅度提高設備功率及固相疊層的效率。基體材料是銅或鐵，銑削設備是數控的。

一種基于超聲波固相疊層的電子封裝方法是用銑削設備在基板上加工出容納電子元件的空間，金屬箔帶通過超聲壓頭將空間開口密封。通過超聲波固相疊層與數控銑削設備配合完成增減材工藝技術，將電子元件封裝在金屬基體內，具體為：金屬箔帶通過超聲壓頭的固相連接作用在基板上逐層堆積，實現三維塊狀實體的固相堆疊，在該塊狀實體上經過數控銑削設備加工形成特定的空間，將電子元件和連接導線放入該空間內，最后通過金屬箔帶的逐層固結將其密封，實現電子元件（如傳感器）的低溫疊層金屬封裝。