[发明专利]一种陶瓷绝缘子

说明书

技术领域

本发明是关于一种应用于微电子器件封装领域的陶瓷绝缘子。

背景技术

陶瓷绝缘子广泛应用于微电子器件封装领域，是封装外壳的关键组成部分，起连接封装外壳内的器件和外部的模块的作用。与玻璃绝缘子和复合非陶瓷绝缘子相比，陶瓷绝缘子具有耐电压、强度高、密封性好的优点，且能在还原气氛下进行高温钎焊，实现高可靠封装。常用的陶瓷绝缘子加工工艺包括配料、成膜、腔体成型、烧结、焊接引针、镀覆六个步骤。由于陶瓷烧结、焊接模具等累计加工误差无法实现高密度的封装节距。

微电子器件的小型化和封装密度提高是不可逆转的发展趋势，主流塑封器件节距已经普遍使用1.27mm和0.635mm引线节距。而使用陶瓷绝缘子的封装外壳，通常引线节距都大于1.27mm，不能满足1.27mm以下的节距高密度封装的需求。其原因在于常用的陶瓷绝缘子采用后烧金属化，通孔焊接引针的方法制备，受引针尺寸和插封结构限制，端口节距较大。

发明内容

本发明提出的是一种可满足1.27mm以下节距高密度封装的陶瓷绝缘子。

本发明的技术解决方案：一种陶瓷绝缘子，其结构包括陶瓷1、引针2和外封接环3，以及在引针端面21和外封接环3表面的镀覆层；引针2的直径p为50μm-500μm；引线节距D的范围在2p至小于1.27mm之间，陶瓷1是绝缘材料，引针2和外封接环3的材料是共烧金属化。

陶瓷绝缘子的多层陶瓷共烧工艺方法，包括配料、成膜、腔体成型、掩膜、堆叠层压、裁切、端涂、烧结、镀覆九个步骤。利用掩膜工序，将一段长度的引针改为多层陶瓷工艺中的共烧金属的方式实现，避免了焊接、陶瓷烧结等带来的误差，以便实现高密度的封装节距。

本发明的有益效果：

1）陶瓷绝缘子可以实现1.27mm以下的引线节距，满足高密度封装的需求；

2）采用高温共烧多层陶瓷工艺方法，适宜大规模制造，成本低、一致性好；利用掩膜工序，将一段长度的引针改为多层陶瓷工艺中的共烧金属化的方式实现，避免了焊接、陶瓷烧结等带来的误差，以便实现高密度的封装节距。

附图说明

图1是本发明的一种双引针实例；

图2是本发明的一种多引针实例；

图3是本发明采用的多层陶瓷工艺流程图；

图4是96%氧化铝陶瓷的典型烧结曲线示意图。

具体实施方式

一种陶瓷绝缘子，其结构包括陶瓷1、引针2和外封接环3，以及在引针端面21和外封接环3表面的镀覆层；引针2的直径p为50μm-500μm；引线节距D的范围在2p至小于1.27mm之间，陶瓷1是绝缘材料，引针2和外封接环3的材料是共烧金属化。

所述的陶瓷1的成分为氧化铝、氮化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅、氧化钙、氧化硼中的一种或几种组成。

并根据烧结状态不同存在3%至30%质量分数的玻璃相成分；

所述的共烧金属化由钨、钼高熔点金属或金、铂、钯贵金属中的一种或几种组成；

所述的镀覆层为镍、钴、铜、金中的一种或几种组成；

陶瓷绝缘子的多层陶瓷共烧工艺方法，包括如下步骤：

1）裁切：将整片的陶瓷胚体分切成预先设计的单个连接器单元；

2）端涂：采用丝网印刷机在分切好的连接器单元的端面印刷相应的金属化图形作为引针端头的键合区域；

3）烧结：将端涂好的单个连接器单元生瓷胚体放入烧结炉中，在特定的烧结气氛下按照既定的烧结曲线加热烧结，因其是将共烧金属化和生瓷胚体同时进行烧结，又被称为共烧；

4）镀覆：利用电解原理在某些金属表面上镀覆已薄层其他金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其他材料制作的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化如锈蚀，提高耐磨性、导电性、放光性及增进美观等作用。

下面结合附图进一步描述本发明的技方案：

如图1和图2所示：陶瓷绝缘子，其结构包括陶瓷1、引针2和外封接环3，以及在引针端面21和外封接环3表面的镀覆层；陶瓷成分为氧化铝、氮化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅、氧化钙、氧化硼中的一种或几种组成。

双引针实例的陶瓷成分为不低于99%的氮化铝和余量的玻璃相；多引针实例的陶瓷成分为92%的氧化铝和余量的玻璃相；共烧金