本发明涉及一种芯片封装工艺,具体涉及一种芯片陶瓷封装方法。
背景技术:
1、陶瓷封装外壳由于其高气密性、高热传导率、高耐湿性、高机械强度、高绝缘电阻等性能,被广泛应用于混合集成电路、光电器件、声表面波器件、霍尔器件、晶体振荡器和固体继电器等器件封装。陶瓷封装外壳的可靠性好,采用多层陶瓷工艺生产的表面贴装型外壳适合于大批量生产,其性能价格比较好,被广泛应用于通信、工业激光器、消费电子、汽车电子等领域。
2、多层陶瓷外壳一般先将陶瓷粉料加上有机粘结剂和溶剂通过轧膜、挤膜或流延的方式制成一定厚度的陶瓷生膜片,通过冲腔、印刷金属浆料布线、叠片层压、热切、烧结成陶瓷基体,对陶瓷基体镀镍后,进行组装钎焊,再电镀镍金后,即可进行检验交付。主要涉及的生产原材料有多层陶瓷材料、印刷用浆料、引线框架、封接环材料、热沉材料以及焊料。
3、传统的陶瓷封装工艺中,制备的烧结成陶瓷基体是台阶式结构,组装钎焊成容纳芯片的腔体结构,腔体内侧的台阶上印刷有键合指图案,用键合丝(金丝或硅铝丝)将芯片和键合指图案一一对应键合。若键合工艺不稳定则易产生金铝化合物等异物,或键合工艺精度不够导致键合丝脱键,致使电路断路。
技术实现思路
1、发明目的:针对上述现有技术,提出一种侧壁焊盘式的陶瓷封装方法,解决现有采用键合导致连接可靠性差的问题。
2、技术方案:一种侧壁焊盘式的陶瓷封装方法,包括如下步骤:
3、步骤1:制备带有侧壁焊盘的陶瓷外壳基座;
4、步骤2:将芯片置于所述陶瓷外壳基座的芯腔内,并使所述芯片的各引出端焊盘与各侧壁焊盘一一正对;
5、步骤3:在各侧壁焊盘与其正对的引出端焊盘之间分别放入焊料;
6、步骤4:采用共晶焊接工艺使各侧壁焊盘与其正对的引出端焊盘形成连接,所述侧壁焊盘分别通过所述陶瓷外壳基座内部电路与陶瓷外壳基座底面焊盘对应连接;
7、步骤5:将引线框架上的各引脚与所述陶瓷外壳基座的底面焊盘一一对应焊接;
8、步骤6:将金属盖板通过封接环焊接到所述陶瓷外壳基座的顶部。
9、进一步的,所述步骤1包括如下具体步骤:
10、步骤s1:根据所述陶瓷外壳基座的厚度尺寸要求选取若干陶瓷生膜片;
11、步骤s2:对所述陶瓷生膜片冲制内部小孔,并对所述内部小孔填充金属浆料;
12、步骤s3:印刷金属化图案,包括所述底面焊盘的图案以及所述陶瓷外壳基座顶部与所述封接环连接位置的图案;
13、步骤s4:将对应的若干层陶瓷生膜片冲制芯腔通孔;
14、步骤s5:将侧壁焊盘对应的若干层陶瓷生膜片进行预层压,并使用夹具进行固定,然后使用内侧印刷头在芯腔腔壁上印刷所述侧壁焊盘的金属化图案;
15、步骤s6:将所有陶瓷生膜片叠片层压、然后进行生瓷热切后,进行熟瓷烧结。
16、进一步的,所述芯腔的底面上设有与各侧壁焊盘一一正对的金属化部分,所述侧壁焊盘下端与正对的所述金属化部分相连。
17、进一步的,所述步骤s5中,所述夹具包括下模板和上模板;所述下模板和上模板均包括一块平板,并分别开设有与所述芯腔通孔尺寸一致的通孔;在下模板的通孔内侧边分别设置垂直向上的梳齿结构,所述梳齿结构的间距与侧壁焊盘宽度尺寸一致;将若干层陶瓷生膜片层叠设置在下模板上表面,膜片的芯腔通孔套在所述梳齿结构上,然后将上模板盖合在顶部;使用内侧印刷头从模板的通孔伸入芯腔内,对侧壁焊盘所在的芯腔侧壁进行整体印刷,印刷完成后进行脱模。
18、进一步的,所述金属化部分通过在对应陶瓷生膜片上印刷金属化图案,然后烧结得到。
19、有益效果:本发明对现有陶瓷封装工艺进行改进,陶瓷外壳基座的芯腔无需设计台阶结构,改为在芯腔侧壁预先制备侧壁焊盘,将芯片各引出端焊盘通过共晶焊接工艺与芯腔侧壁的焊盘形成稳固的连接结构,相对现有采用键合丝的工艺,封装时无需键合,能够减小断路的风险,从而提升封装的稳定性和可靠性。
20、此外,在芯腔底面设置与各侧壁焊盘一一正对的金属化部分,用于共晶焊接时堆积焊料,能够进一步加强焊接牢固性。
21、相对现有技术,由于本工艺所对应封装结构无需台阶,因此可以减小封装外形尺寸和重量,便于优化电路板设计与安装。
1.一种侧壁焊盘式的陶瓷封装方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的侧壁焊盘式的陶瓷封装方法,其特征在于,所述步骤1包括如下具体步骤:
3.根据权利要求2所述的侧壁焊盘式的陶瓷封装方法,其特征在于,所述芯腔的底面上设有与各侧壁焊盘(1-1)一一正对的金属化部分(1-3),所述侧壁焊盘(1-1)下端与正对的所述金属化部分(1-3)相连。
4.根据权利要求2所述的侧壁焊盘式的陶瓷封装方法,其特征在于,所述步骤s5中,所述夹具包括下模板(7-1)和上模板(7-2);所述下模板(7-1)和上模板(7-2)均包括一块平板,并分别开设有与所述芯腔通孔尺寸一致的通孔;在下模板(7-1)的通孔内侧边分别设置垂直向上的梳齿结构(7-1-1),所述梳齿结构的间距与侧壁焊盘(1-1)宽度尺寸一致;将若干层陶瓷生膜片层叠设置在下模板(7-1)上表面,膜片的芯腔通孔套在所述梳齿结构(7-1-1)上,然后将上模板(7-2)盖合在顶部;使用内侧印刷头从模板的通孔伸入芯腔内,对侧壁焊盘(1-1)所在的芯腔侧壁进行整体印刷,印刷完成后进行脱模。
5.根据权利要求3所述的侧壁焊盘式的陶瓷封装方法,其特征在于,所述金属化部分(1-3)通过在对应陶瓷生膜片上印刷金属化图案,然后烧结得到。
