[發明專利]抗振電子元器件封裝結構

在審

• 申請號: 201910011059.3
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109743857A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 陳思;周斌;付興;黃云;恩云飛;王之哲
• 申請（專利權）人: 中國電子產品可靠性與環境試驗研究所（（工業和信息化部電子第五研究所）（中國賽寶實驗室））
• 主分類號: H05K5/00
• 分類號: H05K5/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 楊子茜

本發明涉及一種抗振電子元器件封裝結構，包括管殼基座及密封蓋板，所述管殼基座內設有封裝腔體，所述管殼基座上設有與所述封裝腔體連通的安裝口，所述密封蓋板覆蓋所述安裝口，所述管殼基座面向所述密封蓋板的一側設有用于防應力集中的凹槽，所述密封蓋板面向所述管殼基座的一側上設有用于防應力集中的凸塊，所述凸塊位于所述凹槽內并與所述凹槽密封配合，所述密封蓋板面向所述管殼基座的一側與所述管殼基座面向所述密封蓋板的一側焊接。上述抗振電子元器件封裝結構，有利于降低焊接界面出現拉脫失效現象的幾率，避免焊接界面開裂從而保證電子元器件的氣密性。

技術領域

本發明涉及電子元器件封裝結構技術領域，特別是涉及一種抗振電子元器件封裝結構。

背景技術

對于采用諸如陶瓷封裝等形式的封裝電子元器件，其密封性能是產品的主要考核指標之一。為了保證產品具有良好的密封性能，一般采用管殼基座和密封蓋板進行可靠密封。密封蓋板的作用就是保證電子元器件的氣密性，確保其與外界環境隔絕，避免外界有害氣氛的侵襲和降低封裝腔體內的水汽含量和自由粒子數。

密封蓋板的封蓋方式大體分為四種，即熔焊、釬焊、膠封和冷焊。具有較高要求的電子元器件常選用熔焊或釬焊，其中又以熔焊為主。而平行縫焊就是熔焊的一種，平行縫焊完成后將在管殼基座和密封蓋板之間形成焊接界面。對于大尺寸的封裝電子元器件來說，密封蓋板的抗振特性直接關系到密封性能。由于密封蓋板厚度薄面積大，且密封蓋板中部懸空，在振動環境下材料力學性能不連續的焊接界面常常出現拉脫失效現象，焊接界面開裂致使電子元器件的氣密性無法得到保證。而且這種失效現象隨著封裝電子元器件的尺寸增加愈加明顯，是目前制約大尺寸的封裝電子元器件封裝技術發展的一處痛點。

目前國內外眾多研究機構和企業紛紛投入大量人力物力積極開展關于焊接界面開裂機理和抗裂技術等方面的研究。

在試驗測試方面，大部分研究采用三點/四點彎曲法測量管殼基座和密封蓋板的表面變形場，利用虛位移場法反演得到管殼基座和密封蓋板的楊氏模量和泊松比。另一部分研究多采用與平行縫焊相似的工藝制作管殼基座和密封蓋板，采用剝離試驗確定焊接界面的結合強度。此外還有一種采用較為廣泛的方法為拉脫試驗，首先采用高強度粘接膠將拉脫接頭與密封蓋板緊密粘接在一起，然后利用固定裝置固定管殼基座，再通過鍵合剪切強度試驗系統在一定的速率下沿密封蓋板表面法線方向無沖擊地拉動密封蓋板，記錄使密封蓋板與管殼基座產生分離的最小外加載荷并據此推算焊接界面的臨界強度和對應的失效模式。在仿真計算方面，一些研究針對封裝電子元器件在密封檢測過程中的失效現象，采用有限元模擬軟件建立失效封裝結構的三維仿真模型，再分別對失效封裝結構和改進封裝結構進行密封檢測環境下的計算分析。在理論演算方面，一般采用斷裂力學用于判斷裂紋失穩擴展條件的方法，主要有能量分析法、K準則、裂紋尖端開口位移(COD)方法及J積分方法。

目前封裝結構的優化主要針對焊接工藝、管殼基座和密封蓋板的尺寸、材料、倒角形狀或密封蓋板在振動過程中的振動模態、位移量等方向進行優化。而且對于封裝結構的優化都是基于大量試驗數據、仿真結果、理論推導進行的，存在試驗數據離散性、仿真模擬算例不收斂或簡化過渡、推導積分/微分公式多組解或無解等問題，缺乏普遍適應性。

發明內容

基于此，有必要針對目前封裝結構的優化缺乏普遍適應性的問題，提供一種抗振電子元器件封裝結構，有利于降低焊接界面出現拉脫失效現象的幾率，避免焊接界面開裂從而保證電子元器件的氣密性。

一種抗振電子元器件封裝結構，包括管殼基座及密封蓋板，所述管殼基座內設有封裝腔體，所述管殼基座上設有與所述封裝腔體連通的安裝口，所述密封蓋板覆蓋所述安裝口，所述管殼基座面向所述密封蓋板的一側設有用于防應力集中的凹槽，所述密封蓋板面向所述管殼基座的一側上設有用于防應力集中的凸塊，所述凸塊位于所述凹槽內并與所述凹槽密封配合，所述密封蓋板面向所述管殼基座的一側與所述管殼基座面向所述密封蓋板的一側焊接。