[发明专利]预成型焊料的激光制造

说明书

本文公开了制造预成型焊料的方法。接收原料带(102)，并通过激光切割该原料带以形成第一环状预成型焊料。然后，可对所述第一环状预成型焊料的边缘(112,114)进行清理。然后，可以激光切割从所述第一环状预成型焊料中间取出的切除部分以形成小于所述第一环状预成型焊料的第二环状预成型焊料。

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2016年2月19日、申请号为62/297,258的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。

背景技术

本公开涉及用于陶瓷封装密封应用的预成型焊料。更具体地说，本文描述了可提高原材料利用率、减少缺陷和缩短生产周期的预成型焊料生产工艺，以及通过这些工艺形成的预成型焊料和包含这些预成型焊料的电子封装。

预成型焊料通常由冲压工具形成，该工具可从一条原料带中冲压出规定尺寸的预成型焊料。该冲压工具也被称为复合模具。复合模具可同时执行两项操作，例如切割环状预成型焊料的内边缘线和外边缘线。

在使用冲压工具形成预成型焊料时，只有少量的原料带被用于生产。与预成型焊料相邻的原材料和预成型焊料内部中心切除部分不会被使用，在再次送入冲压工具之前必须经过精炼或再熔化。这样会导致成本增加。此外还必须具有严密公差且足够对准的精准模具，才能使冲压工具生产出合格的预成型焊料。冲压工具还需要定期维护，会使生产线停产。这样会增加预成型焊料的生产成本并降低制造效率。

在使用冲压工具生产预成型焊料时，还有可能出现其它问题。首先，如果需要全新或不同尺寸的预成型焊料，通常必须制造新的冲压工具。制造每个冲压工具的生产周期可能会长达六到八周。如果在制造之后发现冲压工具的尺寸不正确，就必须重新制造新的工具，造成时间和成本的损失。其次，冲压工具可能会在冲压后的预成型焊料边缘留下凸起边或材料细片，称为毛刺。毛刺会影响预成型焊料的密封效果，并且可能导致在焊料中形成裂缝。不必要的去除毛刺过程会增加预成型焊料制造的生产成本。最好是找到方法来尽量减少这些问题。

发明内容

本公开涉及在电子封装密封中使用的预成型焊料的生产方法。提供了原料带。第一环状预成型焊料通过使用激光切割原料带而形成，其外周切边限定了第一环状预成型焊料的外周，内周切边限定了第一环状预成型焊料的内周。随后，可以清理第一环状预成型焊料的外周切边和内周切边。

在一些实施例中，原料带由含有约80wt％的金和约20wt％的锡的金锡合金形成。

在其它实施例中，利用超声波清除环状预成型焊料的外周切边和内周切边上的碳来进行清理。

如果需要，可以使用激光从第一环状预成型焊料的内部切除部分中切出其它环状预成型焊料。该内部切除部分的外周通常由第一环状预成型焊料的内周切边限定。环状预成型焊料的形状可以是正方形、矩形或盘形。

不同实施例中还公开了通过以下方式制备的环状预成型焊料：接收原料带；使用激光沿外周切边和内周切边切割该原料带；然后清理所述外周切边和内周切边以得到该环状预成型焊料。

所述原材料可以是一种金锡合金。所述环状预成型焊料的外周可以是长度和宽度约为0.3英寸的正方形，并且该环状预成型焊料的内周可以是长度和宽度约为0.25英寸的正方形。所述环状预成型焊料的形状可以是正方形、矩形或盘形。

这些方法可能还包含一种在盖壳组件中使用环状预成型焊料的方法。所述环状预成型焊料被点焊到一个罩盖上，该罩盖带有第一面、第二面以及将所述第一面和第二面结合到一起的侧壁。所述环状预成型焊料被熔化，以将该罩盖熔融到其形状包含空腔的绝缘基底上。所述环状预成型焊料通过由激光切割具有合适形状及尺寸的原料带而形成。外周切边限定了该环状预成型焊料的外周，内周切边限定了该环状预成型焊料的内周。