[发明专利]一种基于金锡合金焊料环的陶瓷外壳平行缝焊密封方法

说明书

本发明公开了一种基于金锡合金焊料环的陶瓷外壳平行缝焊密封方法，属于集成电路电子封装技术领域。该方法首先将陶瓷管壳和盖板放入平行缝焊机中进行预烘培，然后将带有焊料环的盖板放置在管壳上并对齐，形成装配体；对装配体施加压力使盖板与管壳之间紧密贴合；然后采用平行缝焊进行密封，工艺参数为：功率1300‑1500W、脉宽5‑7ms、脉冲周期60‑80ms、电极压力100‑150N、缝焊速度1.0‑1.5mm/s。采用本发明方法密封后，气密性检测的检漏率小于5x10^‑9Pa·mm³/s。

技术领域

本发明涉及集成电路电子封装技术领域，具体涉及一种基于金锡合 金焊料环的陶瓷外壳平行缝焊密封方法。

背景技术

目前带金锡合金焊料环的集成电路的密封过程一般采用低温烧结 的密封方法。

低温烧结的密封方法就是将管壳、盖板以及管壳盖板之间的金锡合 金焊料环按次序叠装起来，并使用专用夹具进行预紧，施加压力，将预 紧好的夹具及电路放置到烧结炉中进行高温加热，使金锡合金焊料环从 固态融化成液态，待充分融化及排除气泡后，将夹具及电路取出，使焊 料冷却凝固，之后管壳、盖板、金锡焊料融为一体，即完成了电路的密 封。

但上述密封方法存在不适用的情况：第一、电路中的芯片能耐受的 温度较低，不能耐受低温烧结密封中的300℃；第二、电路中的某些封 装辅材，例如导电胶不能耐受低温烧结的300℃高温；第三、电路中使 用了其它合金焊接方式，例如芯片的焊接也是金锡合金焊片，再次使用 金锡焊料环做低温烧结密封会引起二次熔融，增加空洞率。

平行缝焊密封是一种点焊密封方式，通过使用电极施加压力并采用 脉冲方式放电，每次放电可以对一个单点区域进行升温，使这个单点区 域融化，随着电极沿盖板的平行滚动，融化的单点区域不断推移，之前 融化的区域逐渐冷却，最终形成一排连续的点状焊接结构。

本发明拟采用平行缝焊密封方式进行集成电路的密封，但在平等缝 焊过程中，焊缝位置附近的实际温度通过超过1000℃，甚至高达 1600-1700℃。因此，实际形成缝焊的过程中，在焊料环与陶瓷管壳结 合部位通常会出现一个较大的温度梯度并产生一定程度的热应力，如工 艺控制不当，产生的热应力会导致焊料环与陶瓷管壳之间的开裂。此外， 工艺参数设置不当，也会直接带来漏气的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于金锡合金焊料环的陶瓷外壳平行 缝焊密封方法，该方法能够实现对不同电路密封情况的精确控制，保证 电路气密性满足产品要求。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于金锡合金焊料环的陶瓷外壳平行缝焊密封方法，该方法包 括如下步骤：

(1)将陶瓷管壳和盖板放入平行缝焊机中进行预烘培，以去其中 的水汽及其他氧化物；预烘焙后取出；

(2)将带有焊料环的盖板放置在管壳上并对齐，形成装配体；

(3)对装配体施加压力，使盖板与管壳之间紧密贴合；

(4)采用平行缝焊进行密封。

上述步骤(1)中，所述预烘培的温度为125℃，预烘培时间为24h。

上述步骤(3)中，所施加压力值为1.5磅。

上述步骤(4)中，所述平行缝焊过程工艺参数为：功率1300-1500W、 脉宽5-7ms、脉冲周期60-80ms、电极压力100-150N、缝焊速度 1.0-1.5mm/s。优选的工艺参数为：功率1380-1420W、脉宽5-7ms、脉 冲周期70-78ms、电极压力110-135N、缝焊速度1.0-1.3mm/s。

本发明中所用盖板、焊料环和陶瓷管壳要求如下：