控制芯区温度的陶瓷封装外壳的制作方法

本实用新型属于微电子封装技术领域，更具体地说，是涉及一种控制芯区温度的陶瓷封装外壳。

背景技术：

陶瓷封装使得芯片具有机械支撑和环境保护作用，实现封装产品的小型化、轻量化和低成本化是必要趋势。现有市面产品为降低成本，提高产品的后期操作性，将陶瓷制作成U型，预留芯片焊接区域，保证足够功能区，但由于陶瓷的导热性相对于金属较差，一些有较高散热要求的芯片无法使用U型瓷件进行贴片。现有控制芯区温度的陶瓷封装外壳如图3所示，U型瓷件由多层陶瓷烧结完成，端面存在不同程度的层错和变形，层错和变形参见图3中B处所示，对于后续贴片的零件定位、倚靠不能保证良好的贴合度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种控制芯区温度的陶瓷封装外壳，以解决现有技术中存在的芯片封装后散热效果差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种控制芯区温度的陶瓷封装外壳，包括：

底盘；

热沉块，设于所述底盘的上表面，所述热沉块为金属制件；

陶瓷绝缘子，层叠于所述热沉块的上表面，设有用于容纳芯片的腔体；

墙体，围设于所述底盘上表面的四周。

进一步地，所述陶瓷绝缘子包括陶瓷底板和设于所述陶瓷底板上的陶瓷壁，所述芯片贴装于所述陶瓷绝缘子的陶瓷底板上，所述陶瓷底板的下表面与所述热沉块的上表面相贴，且所述陶瓷底板的下表面的面积大于或等于所述热沉块的上表面的面积。

进一步地，所述热沉块和所述陶瓷绝缘子层叠设于所述底盘的一端，所述墙体上对应的位置设有用于所述热沉块和所述陶瓷绝缘子外露的开口，所述热沉块和所述陶瓷绝缘子位于所述开口处且两者的外侧面露于所述墙体的外面。

进一步地，所述热沉块露于所述墙体外面的外侧面与所述墙体的外壁平齐。

进一步地，所述陶瓷绝缘子和所述热沉块位于所述墙体内的内侧面平齐，所述陶瓷绝缘子位于所述墙体外的外侧面凸出于述热沉块的外侧面。

进一步地，所述墙体的外壁与所述底盘的四周侧面平齐。

进一步地，所述陶瓷绝缘子的其中一个外侧面设有向外延伸用于焊接引线的凸台。

进一步地，所述热沉块的厚度大于所述陶瓷底板的厚度。

进一步地，所述热沉块的材质为WCu或MoCu。

本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型控制芯区温度的陶瓷封装外壳，用金属热沉块代替部分陶瓷结构，进而减小陶瓷部分的厚度，利用金属散热性能好的特点，提高芯区散热要求，达到调节芯区温度的作用，既保留了芯片可直接焊接的优势，又保证了芯片工作过程中具有良好散热的环境要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的俯视结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视结构示意图；

图3为传统的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-热沉块；2-墙体；3-芯片贴装区；4-陶瓷绝缘子；5-凸台；6-底盘。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳进行说明。所述控制芯区温度的陶瓷封装外壳包括从下至上依次层叠设置的底盘、热沉块1和陶瓷绝缘子4，热沉块设于底盘6的上表面，热沉块1为金属制件；陶瓷绝缘子4设于热沉块1的上表面，设有用于容纳芯片的腔体；墙体2围设于所述底盘上表面的四周。

本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳，与现有技术相比，通过减少陶瓷绝缘子的厚度，减小的厚度部位用金属材质的热沉块1代替，利用金属散热快的性能，改善芯区散热，达到芯区温度调节的功能，提高管壳的适应性和可操作性，满足芯片贴装的散热要求。

其中，陶瓷封装外壳内具备可直接焊接芯片的区域，省略原始芯片焊接所需的基板，降低封装成本，同时使芯片与陶瓷线条处于同一表面，方便后期键合，降低工艺难度。

另外，将传统的陶瓷部分用金属热沉块替代，保证了结构的完整性，提升了芯片贴装区域的散热功能，能够保证芯片的正常工作。

请参阅图2，作为本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的一种具体实施方式，陶瓷绝缘子4包括陶瓷底板和设于陶瓷底板的陶瓷壁，芯片贴装于陶瓷绝缘子4的陶瓷底板上，陶瓷底板的下表面与热沉块1的上表面相贴，且陶瓷底板的下表面的面积大于等于热沉块1的上表面的面积。本实用新型中，相对于传统的陶瓷封装外壳，是将陶瓷绝缘子的陶瓷底板的厚度减少，减少的厚度用金属热沉块代替，改善芯区散热。其中，本实施例中，通过图3和图2的对比，相同尺寸的控制芯区温度的陶瓷封装外壳，本实施例中可以减小陶瓷绝缘子4的陶瓷底板的厚度，而减小的厚度可以用热沉块1代替，提高了散热效果，但热沉块和陶瓷绝缘子的厚度总体没有增加，因此不会增大外壳的尺寸。本实用新型具备可直接焊接芯片的区域，省略原始芯片焊接所需的基板，降低封装成本。同时使芯片与陶瓷线条处于同一表面，方便后期键合，降低工艺难度。

请参阅图2，作为本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的一种具体实施方式，热沉块和陶瓷绝缘子层叠设于底盘的一端，墙体上对应的位置设有用于热沉块和陶瓷绝缘子外露的开口，热沉块和陶瓷绝缘子位于开口处且两者的外侧面露于墙体的外面。

请参阅图2，作为本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的一种具体实施方式，热沉块露于墙体外面的外侧面与墙体的外壁平齐。

请参阅图2，作为本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的一种具体实施方式，陶瓷绝缘子和热沉块位于墙体内的内侧面平齐，陶瓷绝缘子位于墙体外的外侧面凸出于热沉块的外侧面。

请参阅图2，作为本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的一种具体实施方式，墙体的外壁与底盘的四周侧面平齐。

请参阅图2，作为本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的一种具体实施方式，陶瓷绝缘子的其中一个外侧面设有向外延伸用于焊接引线的凸台5。

参阅图2，作为本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的一种具体实施方式，所述热沉块1的厚度大于所述陶瓷底板的厚度。

作为本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的一种具体实施方式，所述热沉块1的材质为WCu或MoCu。由于不同材质散热性能不同，更换材质可达到调节芯区温度的目的；改变热沉块1的厚度，也可以达到调节温度的目的。目前光通信领域常用散热材质有WCu或MoCu等，随着Cu含量的增高，散热性能随之变好，热膨胀系数随之增大，但与此同时与陶瓷的热匹配变差，因此要根据不同结构及散热要求，选择合适的散热材质。

请参阅图2，作为本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳的一种具体实施方式，所述墙体2的厚度小于所述陶瓷绝缘子4侧壁的厚度。

制作本实用新型提供的控制芯区温度的陶瓷封装外壳，包括如下步骤：

确定芯片贴装区3的温度；其中通过有限元仿真确定芯片贴装区温度；

并通过有限元仿真，根据芯片贴装区的温度确定散热的热沉块1的尺寸；

通过有限元仿真确定热沉块1的材质；

机加工热沉块1；

陶瓷绝缘子4成型；

热沉块1与陶瓷绝缘子4装配钎焊。

由于陶瓷绝缘子是由多层陶瓷叠加烧结所制，端面存在叠片造成层间错位以及烧结造型的变形(如图3所示)，不能保证端面良好的平面度和垂直度，以至于其他零件无法以该面为定位参考面，或紧密贴合，而机加工的金属零件有效的避免该类问题的产生。

本实用新型提供的方法，通过在陶瓷绝缘子4的底部设置金属热沉块1，利用金属良好的散热性能，在芯片封装焊接过程中及在芯片工作过程中，能够使得芯片周围散热迅速，缓解控制芯区温度的陶瓷封装外壳封装过程中应力释放，避免损坏芯片，及保证芯片的正常工作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。