一種sip鉛錫封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種SIP鉛錫封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)，該SIP鉛錫封裝方法包括以下步驟，在腔體和蓋板上鍍銀，清洗腔體和電路片；用導(dǎo)電膠將電路片粘貼在腔體內(nèi)部底面；將絕緣子焊封在腔體上的安裝孔內(nèi)；用導(dǎo)電膠將芯片，元器件粘貼在電路片上預(yù)留位置處；絕緣子內(nèi)導(dǎo)體與電路片通過錫鉛焊連接；用酒精溶液超聲清洗蓋板，并在蓋板邊緣纏繞一圈Sn63Pb37焊錫絲后，將腔體和蓋板扣合在一起，通過加熱臺加熱使焊錫絲熔化，使腔體與蓋板形成良好的氣密焊接；最后在腔體的兩端絕緣子處用螺釘裝配固定上SMA接頭。采用SIP鉛錫封裝方法生產(chǎn)的SIP封裝結(jié)構(gòu)解決了SIP封裝結(jié)構(gòu)氣密性差的問題。
【專利說明】一種s IP鉛錫封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種SIP鉛錫封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] SIP封裝在同一封裝產(chǎn)品內(nèi)實(shí)現(xiàn)多種系統(tǒng)功能的高度整合。目前的SIP封裝技術(shù) 主要有塑封和陶封，塑封工序簡單，成本低，便于自動化，但是氣密性較差，機(jī)械性能差，對 電磁波無屏蔽作用，有時塑料中含有有害雜質(zhì)影響管芯；陶封可以滿足氣密性，但是工藝比 較復(fù)雜，成本高。低溫玻璃熔封易使芯片沾污，環(huán)氧樹脂封蓋易漏氣。因此，對某些特殊環(huán) 境下的要求，氣密要求很高的SIP封裝產(chǎn)品，急需一種密封工藝解決密封性問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的SIP鉛錫封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)解決 了 SIP封裝結(jié)構(gòu)氣密性差的問題。
[0004] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的第一發(fā)明目的在于提供一種SIP鉛錫封裝方 法，該方法包括以下工藝步驟： 步驟1，在腔體和蓋板的外表面均勻地鍍上厚度為4um -Sum的銀層； 步驟2,將腔體、電路片放在異丙醇溶液中，用超聲波清洗10-20分鐘； 步驟3,在腔體內(nèi)部的底面上均勻的涂覆一層厚度為0.05 mm -0.12 mm的導(dǎo)電膠；在 導(dǎo)電膠上安放電路片，用壓塊壓住，并用夾具固定；將腔體放入烘箱中，在120°C高溫下烘 烤50-60分鐘取出； 步驟4,在絕緣子外表面均勻涂覆一層厚度為0. 2-0. 8 mm的Sn63Pb37焊料，將絕緣子插 入腔體上的安裝孔內(nèi)固定，并將固定在一起的絕緣子和腔體置于溫度設(shè)置在205-220°C高 溫的熱臺上烘烤45-90s，取出自然冷卻； 步驟5,絕緣子內(nèi)導(dǎo)體與電路片通過Sn63Pb37焊連接， 步驟6,在電路片上的芯片預(yù)留位處均勻地涂覆一層厚度為0.05 mm -0.12 mm的導(dǎo)電 膠，安放上芯片，并將整個腔體放入烘箱中，在120°C高溫下烘烤50-60分鐘取出； 步驟7,芯片與電路片之間及芯片與絕緣子中心導(dǎo)體之間通過鍵合25 um或18 um金絲 將兩者連接在一起； 步驟8,將蓋板置于酒精溶液中，用超聲波清洗10-20分鐘，取出放入烘箱，在 80°C -100°C溫度下烘烤20-30分鐘，再用酒精棉清洗腔體的封蓋邊緣； 沿著蓋板臺階邊緣纏繞一圈直徑為〇. 2-0. 5mm的Sn63Pb37焊錫絲，將蓋板與腔體緊密貼 合后置于溫度為205-220°C的熱臺上，對蓋板施加一定的壓力，待焊錫絲熔化15-30s后，取 出封裝在一起的腔體和蓋板置于室溫冷卻； 步驟9,在腔體的兩端絕緣子處用螺釘裝配固定上SMA接頭。
[0005] 本發(fā)明的地二發(fā)明目的在于提供一種SIP封裝結(jié)構(gòu)，其包括腔體、蓋板、電路片和 芯片；腔體和蓋板的外表面均勻地鍍有銀層，蓋板的四周設(shè)置有一邊緣；腔體兩端的絕緣 子處通過螺釘裝配固定有SMA接頭；腔體和蓋板扣合在一起后，兩者之間留有一間隙，間隙 內(nèi)設(shè)置有Sn63Pb37焊錫絲； 電路片通過導(dǎo)電膠設(shè)置在腔體的內(nèi)部底面；腔體側(cè)壁的安裝孔內(nèi)安裝有絕緣子，絕緣 子通過其外表面涂覆的Sn63Pb37焊料與腔體焊接在一起；所述芯片通過導(dǎo)電膠設(shè)置在電路 片上；所述絕緣子內(nèi)導(dǎo)體與電路片通過Sn 63Pb37焊連接，芯片通過金絲分別與電路片和絕緣 子內(nèi)導(dǎo)體連接。
[0006] 本發(fā)明的有益效果為：在進(jìn)行SIP封裝過程中，部件之間通過Sn63Pb 37作為焊料進(jìn) 行密封，利用焊料的毛細(xì)管作用充分滲透部件的界面，形成致密的焊接，獲得良好的密封效 果，從而保證了 SIP封裝結(jié)構(gòu)的氣密性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1為SIP封裝結(jié)構(gòu)的裝配圖； 圖2為SIP封裝結(jié)構(gòu)的蓋板的側(cè)視圖。
[0008] 其中，1、電路片；2、腔體；3、蓋板；31、邊緣；4、絕緣子；5、SMA接頭；6、芯片。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員理解本發(fā) 明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于【具體實(shí)施方式】的范圍，對本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來講， 只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易 見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
[0010] 下面參考圖1示出的SIP封裝結(jié)構(gòu)的裝配圖對本發(fā)明提供的SIP鉛錫封裝方法進(jìn) 行描述，該SIP鉛錫封裝方法包括以下工藝步驟： 步驟1，在腔體2和蓋板3的外表面均勻地鍍上厚度為4um -8um的銀層； 步驟2,將腔體2、電路片1放在異丙醇溶液中，用超聲波清洗10-20分鐘； 在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，優(yōu)選腔體2和蓋板3的表面鍍銀層的厚度為5um ;腔體2、電 路片1放在異丙醇溶液中用超聲波清洗10分鐘。
[0011] 步驟3,在腔體2內(nèi)部的底面上均勻的涂覆一層厚度為0.05 mm-o. 12 mm的導(dǎo)電 膠；在導(dǎo)電膠上安放電路片1，用壓塊壓住，并用夾具固定；將腔體2放入烘箱中，在120°C 高溫下烘烤50-60分鐘取出； 檢查電路片1粘接情況，要求電路片1四周有導(dǎo)電膠溢出，每條邊可見的粘接輪廓至少 是電路片1邊長的75%，電路片邊緣距離腔壁的距離在50 um到150 um之間。
[0012] 步驟4,在絕緣子4外表面均勻涂覆一層厚度為0. 2-0. 8 mm的Sn63Pb37焊料，將絕 緣子4插入腔體2上的安裝孔內(nèi)固定，并將固定在一起的絕緣子4和腔體2置于溫度設(shè)置 在205-220°C高溫的熱臺上烘烤45-90s，取出自然冷卻； 步驟5，絕緣子內(nèi)導(dǎo)體與電路片通過錫鉛連接，采用電烙鐵手工焊接。
[0013] 步驟6,在電路片1上的芯片預(yù)留位處均勻地涂覆一層厚度為0. 05 mm -0. 12 mm 的導(dǎo)電膠，安放上芯片6,并將整個腔體2放入烘箱中，在120°C高溫下烘烤50-60分鐘取 出； 檢查芯片粘接情況，要求芯片四周可以看見溢出的導(dǎo)電膠且不超出規(guī)定的粘接區(qū)域， 粘接合格的導(dǎo)電膠厚度范圍在0. 03到0. 07 mm之間。
[0014] 步驟7,在芯片6與電路片1和絕緣子中心導(dǎo)體之間鍵合25 um或18 um金絲將兩 者連接在一起；該金絲具有一定的弧度，弧高設(shè)置在150 um-200 um之間。
[0015] 在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，優(yōu)選25um金絲，通過金絲鍵合工藝連接芯片6與電路 片1，芯片與絕緣子中心導(dǎo)體。
[0016] 步驟8,將蓋板置于酒精溶液中，用超聲波清洗10-20分鐘，取出放入烘箱，在 80°C _100°C溫度下烘烤20-30分鐘，再用酒精棉清洗腔體2的封蓋邊緣； 沿著蓋板的臺階邊緣31纏繞一圈0.2-0. 5 mm的Sn63Pb37焊錫絲，將蓋板3與腔體2緊 密貼合后置于溫度為205-220°C的熱臺上，對蓋板3施加一定的壓力，待焊錫絲熔化15-30S 后，取出封裝在一起的腔體2和蓋板3置于室溫冷卻； 在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，優(yōu)選用酒精溶液超聲清洗蓋板10分鐘，取出放入烘箱，在 80°C溫度下烘烤30分鐘，再用酒精棉清洗腔體2的封蓋邊緣； 沿著蓋板的邊緣31纏繞一圈直徑為0. 4 mm的Sn63Pb37焊錫絲，將蓋板3與腔體2緊 密貼合后置于溫度為210°C的熱臺上，對蓋板3施加一定的壓力，待焊錫絲熔化20s后，取出 封裝在一起的腔體2和蓋板3置于室溫冷卻。
[0017] 步驟9,在腔體2的兩端絕緣子處用螺釘裝配固定上SMA接頭5。
[0018] 圖1和圖2示出了采用該SIP鉛錫封裝方法進(jìn)行生產(chǎn)得到的SIP封裝結(jié)構(gòu)，該封 裝結(jié)構(gòu)包括腔體2、蓋板3、電路片1和芯片6 ;腔體2和蓋板3的外表面均勻地鍍有厚度 為4um -Sum的銀層，蓋板3的四周設(shè)置有一臺階邊緣31 ;腔體2兩端絕緣子處通過螺釘裝 配固定有SMA接頭5 ;腔體2和蓋板3扣合在一起后，兩者之間留有一間隙，間隙內(nèi)設(shè)置有 Sn63Pb37焊錫絲； 電路片1通過導(dǎo)電膠設(shè)置在腔體2的內(nèi)部底面；腔體側(cè)壁的安裝孔內(nèi)安裝有絕緣子4， 絕緣子4通過其外表面涂覆的Sn63Pb37焊料與腔體2焊接在一起；芯片6通過導(dǎo)電膠設(shè)置 在電路片1上；絕緣子內(nèi)導(dǎo)體與電路片1通過Sn 63Pb37焊連接，芯片6通過金絲分別與電路 片1和絕緣子內(nèi)導(dǎo)體連接。
[0019] 在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，腔體2和蓋板3扣合在一起后，兩者之間留有一寬度為 0. 4 mm的間隙，間隙內(nèi)設(shè)置有直徑為0. 4mm的Sn63Pb37焊錫絲。
[0020] 下面對上述采用SIP鉛錫封裝方法進(jìn)行生產(chǎn)得到的SIP封裝結(jié)構(gòu)根據(jù)國軍標(biāo) GJB548B 2005方法1014. 2密封的方法，在條件A1進(jìn)行密封檢漏試驗(yàn)： 首先將SIP封裝結(jié)構(gòu)放入備壓法輔助檢漏臺的壓力容器中，充入氦氣加壓，壓力為 0. 52MPa，保壓時間為4小時。
[0021] SIP封裝結(jié)構(gòu)取出后，進(jìn)行粗檢漏測試，將加壓后的SIP封裝結(jié)構(gòu)完全浸入異丙醇 中進(jìn)行觀察，未觀察到有氣泡產(chǎn)生。如果有氣泡產(chǎn)生，則證明腔體不密封，并且漏率很大。
[0022] 緊接著進(jìn)行細(xì)檢漏測試，將SIP封裝結(jié)構(gòu)放入氦質(zhì)譜檢漏儀的真空容器內(nèi)，并開 始抽氣，氦質(zhì)譜檢漏儀檢測的氦氣流量低于1X10_ 3 pa · cm3/s。
[0023] 該試驗(yàn)結(jié)果遠(yuǎn)低于國軍標(biāo)GJB548B中的必須小于5X 1(T3 pa · cm3/s的標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種SIP鉛錫封裝方法，其特征在于，所述方法包括以下工藝步驟： 步驟1，在腔體和蓋板的外表面均勻地鍍上厚度為4um -Sum的銀層； 步驟2,將腔體、電路片放在異丙醇溶液中，用超聲波清洗10-20分鐘； 步驟3,在腔體內(nèi)部的底面上均勻的涂覆一層厚度為0.05 mm -0.12 mm的導(dǎo)電膠；在 導(dǎo)電膠上安放電路片，用壓塊壓住，并用夾具固定；將腔體放入烘箱中，在120°C高溫下烘 烤50-60分鐘取出； 步驟4,在絕緣子外表面均勻涂覆一層厚度為0. 2-0. 8 mm的Sn63Pb37焊料，將絕緣子插 入腔體上的安裝孔內(nèi)固定，并將固定在一起的絕緣子和腔體置于溫度設(shè)置在205-220°C高 溫的熱臺上烘烤45-90s，取出自然冷卻； 步驟5,在電路片上的芯片預(yù)留位處均勻地涂覆一層厚度為0. 05mm -0. 12 mm的導(dǎo)電 膠，安放上芯片，并將整個腔體放入烘箱中，在120°C高溫下烘烤50-60分鐘取出； 步驟6,絕緣子內(nèi)導(dǎo)體與電路片通過Sn63Pb37焊連接； 步驟7,芯片與電路片之間及芯片與絕緣子中心導(dǎo)體之間通過鍵合25 um或18 um金絲 將兩者連接在一起； 步驟8,將蓋板置于酒精溶液中，用超聲波清洗10-20分鐘，取出放入烘箱，在 80°C -100°C溫度下烘烤20-30分鐘，再用酒精棉清洗腔體的封蓋邊緣； 沿著蓋板邊緣纏繞一圈直徑為0.2-0. 5 mm的Sn63Pb37焊錫絲，將蓋板與腔體緊密貼合 后置于溫度為205-220°C的熱臺上，對蓋板施加一定的壓力，待焊錫絲熔化15-30s后，取出 封裝在一起的腔體和蓋板置于室溫冷卻； 步驟9,在腔體的兩端絕緣子處用螺釘裝配固定上SMA接頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SIP鉛錫封裝方法，其特征在于，所述步驟5中電路片烘干后 進(jìn)一步包括對電路片的粘接情況進(jìn)行檢查： 電路片每條邊可見的粘接輪廓至少是電路片邊長的75%，電路片邊緣距離腔體壁的距 離在50 um到150 um之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的SIP鉛錫封裝方法，其特征在于，所述金絲具有一弧度， 其弧高設(shè)置在150 um-200 um之間。
4. 一種采用權(quán)利要求1-3任一所述的封裝方法密封的SIP封裝結(jié)構(gòu)，包括腔體、蓋板、 電路片和芯片；其特征在于：所述腔體和蓋板的外表面均勻地鍍有銀層，蓋板的四周設(shè)置 有一臺階邊緣；所述腔體兩端的絕緣子通過螺釘裝配固定有SMA接頭；所述腔體和蓋板扣 合在一起后，兩者之間留有一間隙，所述間隙內(nèi)設(shè)置有Sn 63Pb37焊錫絲； 所述電路片通過導(dǎo)電膠設(shè)置在腔體的內(nèi)部底面；所述腔體側(cè)壁的安裝孔內(nèi)安裝有絕緣 子，絕緣子通過其外表面涂覆的Sn63Pb37焊料與腔體焊接在一起；所述芯片通過導(dǎo)電膠設(shè)置 在電路片上；所述絕緣子內(nèi)導(dǎo)體與電路片通過Sn 63Pb37焊連接，芯片通過金絲分別與電路片 和絕緣子內(nèi)導(dǎo)體連接。
5. -種SIP封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述腔體和蓋板扣合在一起后，兩者之間留有一寬 度為0. 2-0. 5 mm的間隙，所述間隙內(nèi)設(shè)置有直徑為0. 2-0. 5mm的Sn63Pb37焊錫。
【文檔編號】H01L21/52GK104112676SQ201410295221
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】盧朝保, 陳依軍, 王棟, 金珠, 董金生, 黃智 , 王闊, 代敏 申請人:成都嘉納海威科技有限責(zé)任公司