一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法技术

本发明专利技术是一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，该方法包括如下步骤：1）用AutoCAD或设备自带软件对激光标刻的内容进行编辑和储存；2）依据基材的类型选择合适的激光器，完成开机、设备校准、工装夹具和耗材的准备；3）设置工艺参数；4）用激光器所发射激光在基材上切割出步骤1）中所编辑的内容；5）镀覆形成中间镀层；7）将基材进行组装，形成外壳；8）在外壳上镀覆外壳镀层，形成成品；9）进行成品的性能指标检测。本发明专利技术的有益效果：1）激光标刻的图形、字符、条码清晰、永久不脱落，满足外壳气密性、耐盐雾性能等指标考核要求；2）为非接触式自动加工，具有运行灵活、速度快、无磨损等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法,属于微电子制造

技术介绍
随着通信、航空航天、汽车和电子消费品等行业的发展和自动化水平的提高，对所用电子电路和器件的尺寸、功能以及稳定性要求越来越高；成品局部电路断开，唯一性标识等是实现局部功能、信息采集、追踪和管理的重要方法；传统采用丝网印刷、打印等方式适用于一致性较好，同一模板的产品，工艺灵活性低、不能连续编号，后续加工和使用过程易脱落；激光切割是利用高能量密度的激光束对目标作用，使目标表面发生物理或化学变化，从而获得设计图案的加工方式，具有图形、字符、条码清晰、永久不脱落；非接触式自动加工、运行灵活、速度快、无磨损等特点，但是由于基材本身特征、基材对激光的吸收、后续加工使用条件等不同，激光在材料上形成的切痕深度不同，从而导致产品外观、气密性、绝缘电阻、盐雾、机械冲击等性能降低。氧化铍、AlN、Cu、Mo、W、钢、可伐合金以及Cu／W和Cu／Mo等材料因热膨胀系数与芯片相近；优良的热传导率；化学性质稳定、非常好的电气性能；良好的EMI／RFI屏蔽能力；热膨胀系数与芯片相近、较低的密度，足够的强度和硬度；良好的加工或成形性能；可镀覆性、可焊性和耐蚀性优良，常用于实现对芯片支持、电连接、热吸收和发散；随着通信、航空航天、汽车和电子消费品等行业的发展和自动化水平的提高，对所用电子电路和器件的功能、尺寸、气密性、绝缘电阻、盐雾、机械冲击等稳定性要求越来越高，成品局部电路断开，唯一性标识等是实现局部功能、信息采集、追踪和管理的重要方法。激光切割是在计算机的控制下，通过脉冲激光器放电输出具有一定功率、频率的脉冲激光束，该脉冲激光束经过光路传导、反射及聚焦透镜组聚焦在加工基材的表面上，形成一个细微的、高能量密度的光斑，焦斑在待加工材料表面附近产生瞬间高温熔化、汽化和强大气流使材料表面形成凹坑，在计算机精确控制下激光束与被加工材料按预先设定好的路线、速度、延时等进行相对运动达，从而得到设计的图形、字符、条码等，根据需要经中间层镀覆、组装、焊接和镀覆等工艺加工成为具有一定功能和用途的微电子封装外壳。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，根据基材尺寸特征和对激光的吸收特性选择合适类型、输出功率、中心波长的激光器，首先对设计的图形、字符和条码等进行适当编辑，然后采用合适的加工工艺参数，经切割、中间层镀覆、组装、焊接和镀覆等工艺，其目的旨在使产品的外观和气密性、绝缘电阻、盐雾、机械冲击等性能得到大幅提高。本专利技术的技术解决方案：本专利技术提出的是一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，该方法包括如下步骤：1）用AutoCAD或设备自带软件对激光标刻的内容进行编辑和储存；2）依据基材的类型选择合适的激光器，完成开机、设备校准、工装夹具和耗材的准备；3）设置工艺参数；4）用激光器所发射激光在基材上切割出步骤1）中所编辑的内容；5）镀覆形成防护性中间镀层；7）将基材进行组装，形成外壳；8）在外壳上镀覆功能性镀层，形成成品；9）进行成品的性能指标检测。本专利技术的有益效果：1）采用输出功率在0.5W～1000W，中心波长在100nm～2μm的光纤激光器、半导体激光器或CO2激光器在氧化铍、氮化铝、铜、钼、钨、钢、可伐合金、铜钨合金、铜钼合金、陶瓷等基材上切割出深度为0.1～200μm的图形、字符和条码等，经镀覆形成中间镀层层、组装、焊接和外壳镀覆等工艺，使激光标刻的图形、字符、条码清晰、永久不脱落，性能指标满足外壳考核要求；2）本专利技术为非接触式自动加工，具有运行灵活、速度快、无磨损等优点。具体实施方式一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，该方法包括如下步骤:1）用AutoCAD或设备自带软件对激光标刻的内容进行编辑和储存；2）依据基材的类型选择合适的激光器，完成开机、设备校准、工装夹具和耗材的准备；3）设置工艺参数；4）用激光器所发射激光在基材上切割出步骤1）中所编辑的内容；5）镀覆形成防护性中间镀层；7）将基材进行组装，形成外壳；组装时可用常规钎焊工艺进行焊接；8）在外壳上镀覆功能性镀层，形成成品；9）进行成品的性能指标检测。所述激光标刻的内容为图形和/或字符和/或条码。所述的基材是氧化铍、氮化铝、铜、钼、钨、钢、可伐合金、铜钨合金、铜钼合金、陶瓷中的一种。所述的激光器是光纤激光器、半导体激光器、CO2激光器中的一种；所述激光器的输出功率为0.5W～1000W，激光器所发射激光的中心波长为100nm～2μm；所述的工艺参数包括额定输出功率、切割圈数、切割速度、延时；其中额定输出功率为0.5W～1000W、切割圈数为1～100、切割速度为10mm～1000mm/s、延时为10～1000μs。所述成品上图形和/或字符和/或条码的深度为0.1μm～100μm。所述中间防护性镀层是银层、铜层、锡层、镍层、铬层、金层中的一种，镀层厚度为0.1μm～20μm；所述外壳功能性镀层是银层、铜层、锡层、镍层、铬层、金层中的一种，镀层厚度为0.1μm～20μm；通过镀层，标刻的图形、字符、条码清晰、可永久不脱落，满足外壳气密性、耐盐雾性能等指标考核要求。所述依据基材的类型选择合适的激光器，具体为可以采用二氧化碳激光器、UV激光器切割氧化铍、氮化铝、氧化铝陶瓷等；采用Nd:YAG激光器，UV激光器切割铜、钼、钨、钢、可伐合金、铜钨合金、铜钼合金。所述中间镀层起到防护性、功能性和装饰性作用。实施例1一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，该方法包括如下步骤：a)用AutoCAD进行图形和字符编辑，采用宋体，字符高度2.0mm；b)选择UV激光器、二氧化碳激光器切割氧化铍、氮化铝、氧化铝陶瓷等，激光器额定输出功率在10W，激光器所发射激光的中心波长为355nm，10.6um；完成开机，工作台、摄像头及焦距校准，选择适合的工装夹具和耗材准备；c)工艺参数设置，输出功率5W、切割圈数2、速度120mm/s、延时500μs；d)用激光在基材上切割设计的图形、字符和条码等并完成必要的指标检测；e)在基材上镀镍，厚度在2μm；f)零件组装，用常规钎焊工艺进行焊接；g)防护性、功能性和装饰性金层镀覆，镀层厚度在2μm；h)成品性能指标检测。实施例2一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，该方法包括如下步骤：a)用设备自带软件进行图形和字符编辑，采用宋体，字符高度2.0mm；b)选择UV激光器，Nd:YAG激光器切割铜、钼、钨、钢、可伐合金、铜钨合金、铜钼合金等，激光器额定输出功率在20W，激光器所发射激光的中心波长在355nm，1064nm；完成开机，工作台、摄像头及焦距校准，选择适合的工装夹具和耗材准备；c)工艺参数设置，输出功率12W、切割圈数5、速度300mm/s、延时500μs；d)用激光在基材上切割设计的图形、字符和条码等并完成必要的指标检测；e)在基材上镀镍，厚度在5μm；f)零件组装，用常规钎焊工艺进行焊接；g)防护性、功能性和装饰性金层镀覆，镀层厚度在10μm；h)成品性能指标检测。实施例3一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，该方法包括如下步骤：a)用AutoCAD进行图形和字符编辑，采用宋体，字符高度2.0mm；b)选择UV激光器切割氧化铍、氮化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，其特征是包括如下步骤:1）用AutoCAD或设备自带软件对激光标刻的内容进行编辑和储存；2）依据基材的类型选择合适的激光器，完成开机、设备校准、工装夹具和耗材的准备；3）设置工艺参数；4）用激光器所发射激光在基材上切割出步骤1）中所编辑的内容；5）镀覆形成中间防护性镀层；7）将基材进行组装，形成外壳；8）在外壳上镀覆功能性镀层，形成成品；9）进行成品的性能指标检测。

【技术特征摘要】
1.一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，其特征是包括如下步骤:1）用AutoCAD或设备自带软件对激光标刻的内容进行编辑和储存；2）依据基材的类型选择合适的激光器，完成开机、设备校准、工装夹具和耗材的准备；3）设置工艺参数；4）用激光器所发射激光在基材上切割出步骤1）中所编辑的内容；5）镀覆形成中间防护性镀层；7）将基材进行组装，形成外壳；8）在外壳上镀覆功能性镀层，形成成品；9）进行成品的性能指标检测。2.根据权利要求1所述的一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，其特征是所述激光标刻的内容为图形和/或字符和/或条码。3.根据权利要求1所述的一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，其特征是所述的基材可以是氧化铍、氮化铝、铜、钼、钨、钢、可伐合金、铜钨合金、铜钼合金、陶瓷中的一种。4.根据权利要求1所述的一种用于微电子封装外壳的激光标刻方法，其特征是所述的激光器是光纤激...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐利锋，莫仲，曹坤，陈寰贝，程凯，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32