[發明專利]一種基于金錫合金焊料環的陶瓷外殼平行縫焊密封方法

在審

• 申請號: 201811571930.7
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109712895A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 付磊;田愛民;劉洪濤
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十七研究所
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發明公開了一種基于金錫合金焊料環的陶瓷外殼平行縫焊密封方法，屬于集成電路電子封裝技術領域。該方法首先將陶瓷管殼和蓋板放入平行縫焊機中進行預烘培，然后將帶有焊料環的蓋板放置在管殼上并對齊，形成裝配體；對裝配體施加壓力使蓋板與管殼之間緊密貼合；然后采用平行縫焊進行密封，工藝參數為：功率1300?1500W、脈寬5?7ms、脈沖周期60?80ms、電極壓力100?150N、縫焊速度1.0?1.5mm/s。采用本發明方法密封后，氣密性檢測的檢漏率小于5x10^?9Pa·mm³/s。

技術領域

本發明涉及集成電路電子封裝技術領域，具體涉及一種基于金錫合 金焊料環的陶瓷外殼平行縫焊密封方法。

背景技術

目前帶金錫合金焊料環的集成電路的密封過程一般采用低溫燒結 的密封方法。

低溫燒結的密封方法就是將管殼、蓋板以及管殼蓋板之間的金錫合 金焊料環按次序疊裝起來，并使用專用夾具進行預緊，施加壓力，將預 緊好的夾具及電路放置到燒結爐中進行高溫加熱，使金錫合金焊料環從 固態融化成液態，待充分融化及排除氣泡后，將夾具及電路取出，使焊 料冷卻凝固，之后管殼、蓋板、金錫焊料融為一體，即完成了電路的密 封。

但上述密封方法存在不適用的情況：第一、電路中的芯片能耐受的 溫度較低，不能耐受低溫燒結密封中的300℃；第二、電路中的某些封 裝輔材，例如導電膠不能耐受低溫燒結的300℃高溫；第三、電路中使 用了其它合金焊接方式，例如芯片的焊接也是金錫合金焊片，再次使用 金錫焊料環做低溫燒結密封會引起二次熔融，增加空洞率。

平行縫焊密封是一種點焊密封方式，通過使用電極施加壓力并采用 脈沖方式放電，每次放電可以對一個單點區域進行升溫，使這個單點區 域融化，隨著電極沿蓋板的平行滾動，融化的單點區域不斷推移，之前 融化的區域逐漸冷卻，最終形成一排連續的點狀焊接結構。

本發明擬采用平行縫焊密封方式進行集成電路的密封，但在平等縫 焊過程中，焊縫位置附近的實際溫度通過超過1000℃，甚至高達 1600-1700℃。因此，實際形成縫焊的過程中，在焊料環與陶瓷管殼結 合部位通常會出現一個較大的溫度梯度并產生一定程度的熱應力，如工 藝控制不當，產生的熱應力會導致焊料環與陶瓷管殼之間的開裂。此外， 工藝參數設置不當，也會直接帶來漏氣的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于金錫合金焊料環的陶瓷外殼平行 縫焊密封方法，該方法能夠實現對不同電路密封情況的精確控制，保證 電路氣密性滿足產品要求。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種基于金錫合金焊料環的陶瓷外殼平行縫焊密封方法，該方法包 括如下步驟：

(1)將陶瓷管殼和蓋板放入平行縫焊機中進行預烘培，以去其中 的水汽及其他氧化物；預烘焙后取出；

(2)將帶有焊料環的蓋板放置在管殼上并對齊，形成裝配體；

(3)對裝配體施加壓力，使蓋板與管殼之間緊密貼合；

(4)采用平行縫焊進行密封。

上述步驟(1)中，所述預烘培的溫度為125℃，預烘培時間為24h。

上述步驟(3)中，所施加壓力值為1.5磅。

上述步驟(4)中，所述平行縫焊過程工藝參數為：功率1300-1500W、 脈寬5-7ms、脈沖周期60-80ms、電極壓力100-150N、縫焊速度 1.0-1.5mm/s。優選的工藝參數為：功率1380-1420W、脈寬5-7ms、脈 沖周期70-78ms、電極壓力110-135N、縫焊速度1.0-1.3mm/s。

本發明中所用蓋板、焊料環和陶瓷管殼要求如下：