[发明专利]一种半导体封装中盖板与壳体的密封焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封焊接方法，尤其涉及一种半导体封装中盖板与壳体的密封焊接方法，属于半导体封装领域。

背景技术

半导体光电子器件封装技术是半导体光电子产品应用于各种工业设备、消费电子产品、汽车工业、甚至军事工业领域中的关键环节，将脆弱的半导体光电子芯片封装在一个适合半导体芯片正常工作的密封环境中，可以有效保护半导体光电子芯片不受外界环境和气氛的干扰，使芯片可以正常发挥其效用，延长其工作寿命，因此，对半导体光电子器件产品而言，采用合适的半导体光电子器件封装技术非常关键。通常，半导体光电子芯片密封封装在一种长方体密闭腔体中，从封装工艺工序来看，半导体光电子芯片及相关辅助元件需要预先安装在密封腔体的底部，最后再进行密封盖板或窗口，这种盖板或窗口密封封接技术非常关键，关系到整个腔体是否具备良好的气密性。从目前的盖板密封焊接技术来，大体有两种，一种是适合盖板为金属材料的平行封焊技术，这种技术利用电阻焊接技术，采用滚轮电极沿着盖板周边将盖板边缘与壳体封口边缘的用电阻熔焊工艺，逐步完成整个盖板与壳体之间的密封焊接，这种焊接是将盖板边缘材料和壳体封口面边缘材料熔在一起形成密封的，这种平行封焊工艺需要专用的平行封焊设备来完成，这种设备非常昂贵，维护复杂，导致密封焊接工艺成本非常高，而且这种密封焊接技术只能针对金属材料的盖板和壳体才可以使用。另外一种密封焊接技术采用共晶焊接炉的技术方法来实现盖板或窗口与壳体的密封焊接，一般共晶焊接工艺需要在一个密闭的容器中完成，这种共晶焊接是通过将焊接区域镀制了金属镀层的盖板或窗口与封口面镀制了金属镀层的壳体用合金焊料进行加温熔化焊料来密封焊接，这种焊接通常需要在高温加热环境下完成，通常，合金焊料在空气环境中很容易氧化，尤其是在加温过程中的氧化更快，从而影响焊接质量，为了保证合金焊料表面以及盖板和壳体的焊接面不被氧化，需要将真个焊接工艺放置在密封容器中进行，该密封容器是惰性气体环境或者真空环境，这就需要非常复杂的真空系统或惰性气体保护系统，设备十分昂贵，系统维护复杂，生产效率比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备投入小、工艺简单、操作灵活、成本低廉、效率较高的半导体封装中盖板与壳体的密封焊接方法，为了克服现有的盖板或窗口的密封焊接技术中设备投入复杂，成本高昂，工艺难度大，效率不高等诸多不足以及局限性。

本发明所述的一种半导体封装中盖板与壳体的密封焊接方法，涉及的具体装置有壳体、焊料圈、盖板、气管和加热台，所述壳体内部安装有半导体芯片和附属原件；

所述壳体一侧设有与壳体内部连通的尾管，所述气管密封套接在尾管上，通过气管和尾管对壳体内通入保护气体；

所述焊料圈为一方形环状薄片，其形状大小与壳体边缘相对应；

所述盖板的形状与壳体相对应，所述壳体、焊料圈和盖板依次叠加放置在加热台上，所述加热台对依次叠加的壳体、焊料圈和盖板进行加热。

本发明所述方法，具体步骤如下：

a.              将壳体、焊料圈和盖板依次叠加，将气管与尾管接通，向气管内通入保护气体；

b.              加热使焊料圈融化，完成壳体与盖板的焊接，停止加热；

c.              待焊料圈自然冷却凝固，盖板与壳体的密封焊接完成。

本发明的有益效果是：

采用本发明技术方案工艺简单、操作灵活、成本低廉、效率较高，提高了批量生产的效率，在焊接过程中通入了保护气体，排挤掉了焊接区域面上的空气，保证了焊接面不被氧化，从而保证了焊接质量。

进一步，所述步骤b扩展为：

b1.将依次叠加的壳体、焊料圈和盖板置于加热台上；

b2.加热台开始加热，焊料圈开始融化，停止对气管通入保护气体；

b3.待焊料圈全部融化，将依次叠加的壳体、焊料圈和盖板移动到常温台面上。

进一步，步骤b2中，需实时监测焊料圈状态，当焊料圈开始融化，马上停止对气管通入保护气体。

进一步，所述保护气体的气压大于标准大气压强；

进一步，所述保护气体为氮气或还原性气体。

 

附图说明

图1为本发明所述方法焊接前叠加示意图；

图2为本发明所述方法具体实施例1的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明实施例1所述的一种半导体封装中盖板与壳体的密封焊接方法，具体步骤如下：