HTCC产品气密性封装的平行缝焊工艺研究

平行缝焊作为气密性封装的一种重要封装形式,以其适用范围广、可靠性高等优势被广泛应用。在高温共烧陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramics, HTCC)产品气密性封装应用时,有诸多因素可能会引起产品密封不合格,导致电路失效。从产品盖板和底座的清洁度、预焊过程控制、封装夹具制作及封装参数的设置4个方面研究了平行缝焊工艺对HTCC产品气密性封装效果的影响。研究结果显示,为减少平行缝焊时陶瓷管壳所受到的热冲击,在脉冲周期内脉冲宽度要短,焊封能量应尽可能小,同时平行缝焊工艺中非封装参数影响的焊道质量也会影响HTCC产品气密性封装的效果。     

平行缝焊焊缝质量的评判

平行缝焊是微电子单片集成电路及混合电路气密封装的一种关键密封工艺,其中焊缝质量的优劣对平行缝焊产品的密封质量、可靠性影响较大。虽然平行缝焊只是在盖板边缘进行局部加温,对外壳的整体升温比较低,但如果工艺控制不当的话,缝焊过程中同样会引入较大的热应力,导致焊环与陶瓷结合部位开裂,最终造成筛选、鉴定试验过程中的气密性失效。针对平行缝焊工艺中焊点、焊缝质量的评判方法进行了讨论。     

平行缝焊工艺的热效应研究

平行缝焊作为一种高可靠性的气密性密封方法,在陶瓷封装行业中有着愈发重要的应用。封焊过程中瞬间产生的高能量在完成密封的同时,会对陶瓷外壳造成很高的热应力残留,可能会对器件可靠性产生影响。介绍了平行缝焊的工作原理及工艺参数,并通过使用ANSYS软件对工艺过程中的各参数进行热仿真分析,研究平行缝焊工艺参数对陶瓷封装的热影响。     

提高平行缝焊封帽合格率的初步探讨

随着半导体集成电路封装技术的发展,国内不少单位逐渐采用了平行缝焊工艺。这种工艺达到了集成电路气密性要求,并且具有结合强度高、管壳温升低、成本低、效率高等特点。我所研制的集成电路产品自七七年以来全部采用了平行缝焊工艺。所封10万只器件,经氦质谱检漏,其气密性可达1×     

影响平行缝焊效果的各工艺参数的分析

平行缝焊是对集成电路管壳进行气密性封装的一种手段,这是一种低热应力、高可靠性的气密封装。平行缝焊最佳效果是管壳回流区域连续无孔隙,且管壳温度又不过高。文章主要以如何能够使平行缝焊效果达到最佳为主体,从平行缝焊的工作原理出发,对平行缝焊过程的主要工艺参数进行分析,并叙述了每个参数的变化对平行缝焊热量的影响以及各工艺参数间如何相互配合,才能获得平行缝焊最佳效果。最后,通过具体事例来说明怎样设置各参数才能获得最佳效果。因此,在平行缝焊过程中一定要注重缝焊参数的选择,保证获得最佳缝焊效果。     

基于平行缝焊工艺的AuSn合金焊料封盖技术研究

为了解决聚合物粘结电路的质量与长期可靠性问题,提出了一种采用平行缝焊工艺对AuSn合金焊料熔封器件进行封盖的新方法。通过对平行缝焊工艺的深入研究,解决了该类器件封盖的气密性与外观质量问题,从而找到了一种有效解决熔封外壳组装的低温聚合物粘结电路水汽含量、抗剪强度、键合强度控制的新方法。     

一种采用AuSn合金焊料封盖的陶瓷外壳平行缝焊工艺研究

本文介绍了一种基于平行缝焊工艺采用AuSn合金焊料对陶瓷外壳进行封盖的工艺方法,通过对平行缝焊工艺的研究,解决了该类外壳的气密性与外观质量要求,找到了一种有效解决陶瓷外壳封盖的新方法。     

外壳设计对平行缝焊封盖质量的影响

本项研究针对平行缝焊过程中易出现的焊道熔合不良、打火等问题，对原因进行了分析，通过对平行缝焊封盖机理的研究分析和实验总结出外壳封盖设计原则，取得了较好的封焊效果，在用户实际使用过程中保证了外壳气密性和封盖工艺成品率。     

大电流EMI滤波器气密性金属封装的研制

大电流EMI滤波器密封式结构相较于开放式结构更适于盐雾、振动、冲击等工作环境,但需解决气密性金属封装中装配、散热、高频耦合等问题。以研制一款15 A的EMI滤波器的气密性金属封装产品为例,介绍了密封结构设计以及组件一体化设计、凹槽辅助焊接结构、平行缝焊、玻璃封装及Ni-Au复合镀等工艺措施,有效解决金属封装的气密性及气密性成品率。产品基本电性能等效于开放式结构产品,并通过相关可靠性考核,为同类EMI滤波器气密性封装的设计提供参考。     

基于焊接数据分析的平行缝焊缺陷检测方法

平行缝焊是一种用于对露点和气密性要求较高的微电子单片集成电路管壳进行气密性封装的封装工艺。影响缝焊质量的因素有很多,因此有多种针对平行缝焊缺陷检测的手段,通常是经过显微镜目检,氦质谱检漏和氟油粗检三种检测方式。通过对不同焊接问题反馈的焊接数据进行数据分析,提出一种基于焊接数据分析的平行缝焊缺陷检测,可以有效提高缺陷检测的准确率和效率。     

平行缝焊工艺抗盐雾腐蚀技术研究

抗盐雾腐蚀是提高集成电路封装可靠性的重要手段之一.根据金属腐蚀机理,通过优化封焊工艺和AuSn合金焊料平行缝焊封盖工艺,以及在封盖后再次进行电镀修复损伤等措施,提高了平行缝焊集成电路的杭盐雾腐蚀能力.     

平行缝焊盖板镀层结构的热分析

平行缝焊是陶瓷封装中应用最为广泛的高可靠性气密性封装方式之一。由于焊接过程中,盖板表面镀层会发生熔化、破坏等过程,可伐基底会被暴露在环境中,导致盐雾腐蚀失效。利用Abaqus有限元分析软件,选择2种代表性的可伐盖板镀层结构,分析不同加载温度条件下可伐盖板及其表面镀层的温度分布。仿真结果表明,当可伐盖板采用Ni/Au的镀层结构时,控制焊接温度范围为1200~1400℃,有希望保证平行缝焊耐盐雾腐蚀可靠性,并给出其耐盐雾腐蚀机理。     

一种汇流条组件的感应钎焊工艺研究

利用感应加热的快速局部优势,采用感应钎焊工艺实现了插座分别与四层汇流铜板的连接。通过对钎焊接头的设计和感应加热过程的模拟,优化了感应器的设计,获得均匀一致的温度场,实现了钎焊接头的局部快速钎焊。根据插座的管脚尺寸和焊缝深度选择合适的钎料形状,以及钎料的预置方式,保证了钎焊缝的成形质量和一致性。通过对感应钎焊工艺的研究,获得了固化的工艺参数和程序,实现了汇流铜板与插座管脚的可靠连接。采用宏观金相和微观金相设备对钎焊缝进行检测,钎焊接头形成连续的钎焊圆角和均匀的钎焊缝。     

The application of lead-free solder to optical fiber packaging

To achieve precise, hermetic, and reliable optoelectronic packaging, we studied a novel technology for bonding fibers to v-grooved chips by metallic soldering. Multilayered metallization of Ti/Au, Ti/Cu/Au, or Ti/Ni/Au has been prepared to improve the poor bonding nature of solder on oxide surface. The eutectic 43Sn57Bi (wt.%) alloy, having a melting point of 139°C, was selected to bond the fibers to v-grooved chips. The alignment and adhesion tests result show that the precision packaging by soldering has a satisfied reliability in the range of working temperature from −40°C to 85°C. The metallic solder bonding is hermetic, and hence, it can isolate the optical device from ambient environment.     

共晶焊料焊接的孔隙率研究

大功率或高功率密度的高可靠集成电路等通常采用合金焊料焊接芯片,以降低封装热阻和提高芯片焊接的可靠性。合金焊料焊接方式主要有真空烧结、保护气氛下静压烧结、共晶摩擦焊等。不同焊接工艺有其不同的适应性和焊接可靠性。文章以高可靠封装常用金基焊料的共晶焊接为例,探讨在相同封装结构、不同共晶焊接工艺下焊接层孔隙率,以及相同工艺设备、工艺条件下随芯片尺寸增大孔隙率的变化趋势。研究结果表明:金-硅共晶摩擦焊工艺的孔隙率低于金-锡真空烧结工艺和金-锡保护气氛静压烧结;同一焊接工艺,随着芯片尺寸变大,其孔隙率变化不显著,但单个空洞的尺寸有明显增大趋势。     

倒装焊器件封装结构设计

倒装焊是今后高集成度半导体的主要发展方向之一。倒装焊器件封装结构主要由外壳、芯片、引脚(焊球、焊柱、针)、盖板(气密性封装)或散热片(非气密性封装)等组成。文章分别介绍外壳材料、倒装焊区、频率、气密性、功率等方面对倒装焊封装结构的影响。低温共烧陶瓷(LTCC)适合于高频、大面积的倒装焊芯片。大功率倒装焊散热结构主要跟功率、导热界面材料、散热材料及气密性等有关系。倒装焊器件气密性封装主要有平行缝焊或低温合金熔封工艺。     

有铅无铅高密度混装工艺技术研究

随着电子产品无铅化的不断推进,在高可靠电子产品组装中,采用有铅焊料焊接有铅无铅镀层器件并存的情况不可避免。因此混合焊接工艺和焊点的可靠性是研究的重点。本文提出了有铅无铅高密度混装工艺研究方法,针对有铅无铅镀层兼容性、高密度混装再流焊工艺、及有铅无铅高密度混装焊点可靠性开展技术研究工作,并与同行业者分享阶段性研究成果。     

大功率激光二极管无助焊剂烧焊技术

烧焊质量对大功率激光二极管的可靠性及寿命影响很大.为获得良好的烧焊质量通常在烧焊过程中使用助焊剂,但是助焊剂残留物会因腐蚀作用对激光二极管的性能及寿命产生不利影响.对蚁酸气体保护下的激光二极管无助焊剂烧焊技术进行了研究,介绍了几种去除焊料表面氧化层的方法,重点对蚁酸气体保护的烧焊进行了原理分析,并结合实际经验给出了合适的工艺曲线,利用此曲线烧焊出一定数量的样品,与氢气保护烧焊的器件进行了相关参数比较,证实了蚁酸保护烧焊在焊料的浸润性、器件的热阻及剪切力方面具有明显优势.     

晶体硅太阳能电池焊接技术及其发展趋势

晶体硅太阳能电池的焊接工艺是太阳能电池组件制造过程中最主要的工序之一,随着硅片厚度不断减薄和电池面积不断增大的趋势,焊接过程造成的电池碎片或隐裂是影响组件可靠性的主要因素.主要介绍了晶体硅太阳能电池现有的焊接技术,指出了其发展的趋势,并介绍了未来可应用于晶体硅太阳能电池的新型焊接工艺.