高密度陶瓷封裝外殼是一種應用于集成化、小型化要求的封裝形式，具備較多的輸入和輸出端口，端口間距窄，為生產(chǎn)制造帶來諸多難點。高密度陶瓷封裝外殼在裝配釬焊過程中不可避免地存在異質(zhì)沾污，電鍍鎳金時容易在鍵合間形成金層，嚴重時可能導致鍵合間連通，外殼失效，這就是所謂的漲金問題。
圖 幾種常見高密度陶瓷封裝外殼
一、電鍍漲金問題分析
高密度陶瓷封裝外殼按照常規(guī)工藝電鍍后，產(chǎn)品的鍍層厚度和可靠性都滿足技術(shù)要求，但在采用高倍顯微鏡觀察時發(fā)現(xiàn)存在較大比例的漲金失效問題，漲金位置在陶瓷鍵合指之間的陶瓷表面。
高密度陶瓷封裝外殼的漲金問題與裝配和釬焊過程中引入的異質(zhì)沾污有密切關(guān)聯(lián)，這些沾污可能是有機物或石墨污染，并且C含量越高，其去除難度越高。因此，解決外殼漲金問題的關(guān)鍵在于規(guī)避異質(zhì)污染物的引入和尋找可高效地將其去除的方法。二、電鍍漲金問題的解決方案
多層陶瓷外殼的高溫釬焊依靠 AgCu 共晶釬料來實現(xiàn)陶瓷與金屬間的異質(zhì)材料連接。AgCu 共晶釬料的共晶溫度為 780°C。因此，該類高密度外殼的釬焊溫度一般不低于 790C。這就要求裝配治具必須具備尺寸穩(wěn)定性和一定的導熱能力。石墨是制備裝配治具的最優(yōu)材料，但石墨結(jié)構(gòu)疏松，在釬焊過程中容易污染陶瓷。此外，AgCu釬料本身如帶有一定的雜質(zhì)，在裝配釬焊過程中勢必會引入非預期的異質(zhì)沾污。因此，通過改善石墨治具的表面狀態(tài)和加強 AgCu釬料的清潔程度可在最大程度上規(guī)避異質(zhì)污染。對于石墨治具，可通過噴丸來優(yōu)化表面狀態(tài)，既獲得化學性能穩(wěn)定的致密 SiC 陶瓷顆粒涂層，又可保持石墨的導熱效率。對于釬料，可依次采用甲苯、丙酮和乙醇清洗來除去表面油污，并采用酸性腐蝕溶液清洗表面的氧化物，以保證釬料的清潔度。鍍覆前，先在200°C下對陶瓷件退火處理5~10min，以便將瓷件吸附或者裝架釬焊過程中帶來的污染物氧化，令污染物在后續(xù)的化學清洗過程中更容易被去除。圖 等離子清洗機理 來源網(wǎng)絡(luò)在退火后，增加O2和Ar氣氛的等離子清洗，利用O2的氧化性同時對污染物進行物理轟擊和進一步的化學氧化，繼而利用Ar的大原子結(jié)構(gòu)特性對污染物及生成的氧化物進行物理轟擊，使得陶瓷件表面更加潔凈。三、等離子清洗作用
等離子是正離子和電子密度大致相同的電離氣體，等離子清洗機通過對氧氣，氬氣進行電離，產(chǎn)生的等離子體通過電磁場加速，擊打在高密度陶瓷封裝外殼在表面，可以有效的去除表面的有機物、氧化物、微顆粒物等沾污物，有效的提高高密度陶瓷封裝外殼表面的活性，從而令漲金比例大幅下降，并且不影響外殼絕緣電阻、引線抗疲勞等可靠性指標。高密度陶瓷封裝外殼電鍍漲金問題分析與解決，陳宇寧等；
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原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：等離子清洗在高密度陶瓷封裝外殼電鍍漲金問題上的應用
