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工藝電鍍后，產品的鍍層厚度和可靠性都滿足技術要求，但在采用高倍顯微鏡觀察時發現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沾污有密切關聯，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鍵在于規避異質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 共晶釬料來實現陶瓷與金屬間的異質材料連接。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定性和一定的導熱能力。石墨是制備裝配治具的最優材料，但石墨結構疏松，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，在裝配釬焊過程中勢必會引入非預期的異質沾污。
因此，通過改善石墨治具的表面狀態和加強 AgCu釬料的清潔程度可在最大程度上規避異質污染。對于石墨治具，可通過噴丸來優化表面狀態，既獲得化學性能穩定的致密 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，令污染物在后續的化學清洗過程中更容易被去除。
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的大原子結構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
