一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法技术

本发明专利技术公开了一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法，属于电子元器件封装技术领域，对原始板材进行处理获得预成型基板，做四层电镀；将金锡合金锭压成箔带材，进行冲裁获得金锡焊环；取盖板定位块，将预成型盖板放入盖板定位凹槽中，然后将金锡焊环放入盖板定位凹槽中；将若干盖板定位块，置于隧道窑炉的输送带上，传输到炉中烧结，将金锡焊环依附在预成型盖板上。本发明专利技术能够满足精密封装要求，其上附着的金锡焊料定位准、无间隙、附着力更强、难以脱落、氧化程度低。氧化程度低。氧化程度低。

【技术实现步骤摘要】
一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法


[0001]本专利技术涉及电子元器件封装
，具体涉及一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法。

技术介绍

[0002]传统的汽车制导、5G通讯、大功率激光、光通信等元器件封装过程中，需要将可伐合金盖板/陶瓷盖板、金锡焊环与管壳配合在300℃～350℃下实现低温烧结密封。在此过程中，通常金锡焊环需先与管壳贴合，然后盖板再与含金锡焊环的管壳贴合。多次贴合导致封装过程工艺环节多，成本增加，而且导致定位精度较低，盖板、焊环和管壳错位，最终使得焊缝不完整，无法满足密封技术要求。
[0003]为解决传统芯片封装技术存在的问题，人们进行了相关研究，其中，中国专利申请(CN211438596U)公开了一种陶瓷盖板的金锡焊料激光附着组件，该激光点焊技术，能够在一定程度上解决定位不精准和密封不严的问题，但是同时带来了激光能量密度高，导致焊料溅射和焊点粗糙；焊接在空气氛围下进行，导致焊点易被氧化；激光焊接时的温度梯度大，焊料局部应力大，局部易变形，导致焊料与盖板的间隙较大，最终焊料易变形脱落等一系列新的问题，无法很好的满足精密封装的要求。因此亟需设计一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要目的在于提供一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法，能够在解决定位不精准和密封不严问题的同时，避免焊料溅射、焊料氧化、焊料变形脱落等一系列新的问题，满足精密封装的要求。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案：
[0006]一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法，包括以下步骤：
[0007]S1、预成型盖板
[0008]对原始板材进行成型处理获得预成型基板，在预成型基板上镀膜；
[0009]S2、成型金锡焊环
[0010]使用熔炼炉获得金锡合金锭，将其压成箔带材，然后对箔带材进行冲裁获得金锡焊环，金锡焊环的外框尺寸与预成型盖板的尺寸相匹配；
[0011]S3、安放预成型盖板和金锡焊环
[0012]取开有若干(根据需要设置合理数量)盖板定位凹槽的盖板定位块(材质为石墨)，将预成型盖板放入盖板定位块的盖板定位凹槽中，然后将金锡焊环放入盖板定位凹槽中，最终放满所有盖板定位凹槽。
[0013]S4、烧结依附
[0014]将S3中得到装有预成型盖板和金锡焊环的若干盖板定位块，置于隧道窑炉的输送带上，传输到隧道窑炉中烧结，将金锡焊环依附在预成型盖板上；
[0015]进一步的，在步骤S4之后还包括步骤S5，即：
[0016]S5、检验
[0017]将依附金锡合金焊环的预成型盖板从盖板定位块上取出，采用光学(自动)检测仪检测已依附金锡焊环的预成型盖板，检验金锡焊环是否已完全稳固依附在预成型盖板上，并且各项指标满足合格产品要求。
[0018]进一步的，步骤1中预成型盖板为可伐合金盖板或陶瓷盖板，
[0019]a)预成型可伐合金盖板步骤如下：
[0020]将可伐合金冲压成型后，通过电化学方法，在可伐合金盖板上依次做四层电镀，第一镀层为镀镍层，第二镀层为镀金层，第三镀层为镀镍层，第四镀层为镀金层；
[0021]b)预成型陶瓷盖板步骤如下：
[0022]将陶瓷切割成型后，通过物理气相沉积方式，在陶瓷盖板上依次做四层电镀，第一镀层为镀镍层，第二镀层为镀金层，第三镀层为镀镍层，第四镀层为镀金层，物理气相沉积方式为磁控溅射镀膜方式或离子束辅助蒸镀方式。
[0023]进一步的，步骤2中金锡焊环的厚度为10～50μm，金锡焊环的外框和内框的距离为0.1～5mm，金锡焊环为矩形或圆形。
[0024]进一步的，盖板定位凹槽的凹槽尺寸与预成型盖板的尺寸相匹配，在精度要求范围内略大于预成型盖板和金锡焊环，盖板定位块上配置若干盖板定位凹槽。
[0025]进一步的，步骤4中在隧道窑炉中通入一定流速的混合气体，确保烧结时盖板和焊环处在惰性和还原气氛中。惰性气体采用高纯氮气，还原气体采用高纯氢气，纯度均不小于99.999％。
[0026]进一步的，步骤4中在隧道窑炉中通入的氮气流量和氢气流量大小根据隧道窑炉内部空间大小和不同温度段进行调节，在烧结时确保盖板和焊环处在惰性和还原气氛中。
[0027]进一步的，步骤4中氮气流量可为10～100L/min、氢气流量可为5～15L/min。
[0028]进一步的，烧结依附时的温度为305～310℃，步骤3得到的盖板定位块在隧道窑炉内的停留时间随盖板和金锡合金焊环大小变化而调整。
[0029]进一步的，步骤3中盖板定位块的停留时间可为8～20min。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0031]在封装前，采用烧结依附方式在可伐合金或陶瓷盖板上附着金锡焊料，获得高质量的预成型盖板附着金锡焊环的组件，该组件能够满足精密封装要求，其上附着的金锡焊料定位准、形变小、附着力强、难以脱落、氧化程度低；在提高附着金锡焊料预封装组件的成品率和质量的基础上，后续封装中仅需一次贴片，减少了贴片次数，提高了加工效率和效果，并且避免焊料溅射、焊料氧化、焊料变形脱落、封装密封性差等一系列问题，满足精密封装的要求。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术盖板定位块示意图。
[0034]图2为本专利技术预成型盖板与金锡焊环分离状态结构示意图。
[0035]图3为本专利技术本专利技术盖板定位块局部、预成型盖板和金锡焊环装配后俯视示意图。
[0036]图4为本专利技术盖板依附金锡合金焊环后的剖面示意图。
[0037]图5为本专利技术预成型盖板镀层剖面示意图。
[0038]其中，图中：
[0039]1、盖板定位块；2、盖板定位凹槽；3、预成型盖板；4、金锡焊环；5、金锡依附界面；6、预成型基板；7、第一镀层；8、第二镀层；9、第三镀层；10、第四镀层。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]以下通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0042]实施例1
[0043]结合图1至图5，本实施例提供一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法，包括以下步骤：
[0044]S1、预成型盖板
[0045]对原始板材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、预成型盖板，对原始板材进行成型处理获得预成型基板(6)，在预成型基板(6)上镀金属；S2、成型金锡焊环，将金锡合金锭压成箔带材，对箔带材进行冲裁获得金锡焊环(4)；S3、安放预成型盖板和金锡焊环，取有若干盖板定位凹槽(2)的盖板定位块(1)，将预成型盖板(3)放入盖板定位块(1)的盖板定位凹槽(2)中，然后将金锡焊环(4)放入盖板定位凹槽(2)中；S4、烧结依附，将S3中得到装有预成型盖板(3)和金锡焊环(4)的若干盖板定位块(1)，置于隧道窑炉的输送带上，传输到隧道窑炉内烧结，将金锡焊环(4)依附在预成型盖板(3)上。2.根据权利要求1所述的一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括步骤S5、检验，将依附金锡合金焊环的预成型盖板(3)从盖板定位块(1)上取出，采用光学检测仪检测已依附金锡焊环(4)的预成型盖板(3)，检验金锡焊环(4)是否已完全稳固依附在预成型盖板(3)上，并且各项指标满足产品合格要求。3.根据权利要求1所述的一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法,所述盖板定位凹槽(2)的凹槽尺寸与预成型盖板(3)的尺寸相匹配，在精度要求范围内略大于预成型盖板(3)和金锡焊环(4)，盖板定位块(1)上配置若干盖板定位凹槽(2)。4.根据权利要求1所述的一种预成型盖板附着金锡焊环的烧结依附预封装方法，其特征在于，步骤1中预成型盖板(3)为可伐合金盖板，预成型可伐合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：林尧伟，华伟，庄成锋，林俊羽，
申请(专利权)人：林尧伟，
类型：发明
国别省市：