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陶瓷封裝雖然在整個(gè)封裝行業(yè)里占比不大,卻是性能比較完善的封裝方式,屬于氣密性封裝,具有更低熱阻、高散熱性能力,可以確保芯片和電路不受周圍環(huán)境影響,因而它適用于高可靠、耐高溫、氣密性強(qiáng)的產(chǎn)品封裝。

陶瓷封裝外殼能提供芯片氣密性的密封保護(hù),使其具有優(yōu)良的可靠性,具有較高的布線密度,在電、熱、機(jī)械特性等方面極其穩(wěn)定。陶瓷封裝外殼制備以 HTCC為主流,通常是由多層陶瓷金屬化底座(多層陶瓷饋通組件)和金屬零件(外引線框架、封結(jié)環(huán)、散熱片等)采用銀銅焊料釬焊而成的。

HTCC陶瓷封裝外殼主要生產(chǎn)工藝流程介紹

圖 陶瓷封裝管殼生產(chǎn)工藝流程

多層陶瓷封裝外殼制造工藝流程主要包括原材料制備、流延、沖孔沖腔、金屬化印刷、層壓、熱切、燒結(jié)、鍍鎳、釬焊、鍍金等。

1. 漿料制備

粉體研磨,攪拌脫泡,形成陶瓷漿料;
2.?流延成形
漿料脫泡后流延成形,加熱固化成為生瓷帶;
3. 裁片
裁片機(jī)將卷狀生瓷帶按照一定尺寸裁成片狀,裁切的尺寸要比所需要的尺寸略大,以便滿足后面的加工;
4. 沖孔沖腔
沖孔機(jī)/激光打孔機(jī)在生瓷片上加工通孔和空腔;
5. 印刷
印刷機(jī)在生瓷片上印刷金屬漿料(W、Mo等),包括層圖案和孔內(nèi)金屬化;
6. 疊層
將已印刷電路圖形的生瓷片按預(yù)先設(shè)計(jì)的層數(shù)和次序,依次放入緊密疊片模具中,保證對位精度;
7. 等靜壓
為使疊層后的生瓷體在排膠燒結(jié)時(shí)不起泡分層,對生瓷體進(jìn)行等靜壓;
8. 熱切
使用切割機(jī)將bar塊切割為符合預(yù)設(shè)尺寸的單體;
9. 排膠燒結(jié)
經(jīng)過排膠和燒結(jié)形成高強(qiáng)度的金屬化陶瓷;
10. 鍍鎳
燒結(jié)后的陶瓷鍍鎳,為釬焊焊料提供浸潤結(jié)合層;
  • 陶瓷基座的制作采用高熔點(diǎn)的鎢金屬,而鎢金屬不具有可焊性和可鍵合性,所以需要對陶瓷表面金屬化區(qū)域進(jìn)行改性,使其具有可焊性、可鍵合性,便于釬焊金屬零部件。對陶瓷表面金屬化區(qū)域改性最常用的方法有電鍍和化學(xué)鍍。
11. 組裝釬焊
使用夾具定位組裝,經(jīng)過真空釬焊爐將各金屬件與陶瓷焊接在一起;
12. 鍍鎳-鍍金
組裝完成的產(chǎn)品鍍鎳-鍍金;
  • 陶瓷管殼制備以 HTCC為主流,通過印刷W、Mo等高溫導(dǎo)電漿料作為導(dǎo)體。這些導(dǎo)體在空氣中容易氧化,使其潤濕性和可焊性變差。一般通過鍍Au 進(jìn)行表面修飾,形成保護(hù)層,從而避免表面導(dǎo)體的氧化和腐蝕。
13. 檢測
產(chǎn)品檢測。
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