用于微电子封装的表面安装类陶瓷金属外壳的制作方法

本实用新型属于微电子封装技术领域，具体涉及一种用于微电子封装的表面安装类陶瓷金属外壳。

背景技术：

目前，电子元器件封装外壳主要有以下几类：有机封装、低温玻璃封装、陶瓷金属封装等，有机封装及低温玻璃封装成本低，但气密性差，一般只能应用于低可靠性的民用市场领域，不能用于高可靠领域，尤其是军事装备领域，而陶瓷金属封装形式的气密性比较好，对内部电路的保护更好。随着国内外半导体元器件的发展，封装外壳技术也相应地要求更高，主要是外壳的封装合理性、外壳结构及其气密性等，以保证电子元器件的高靠性。

技术实现要素：

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种用于微电子封装的表面安装类陶瓷金属外壳，可提高电子元器件的可靠性和使用寿命，且结构简单，可实现大批量生产。

本实用新型提供的一种用于微电子封装的表面安装类陶瓷金属外壳，包括金属盖板、金属边框、陶瓷基座，所述陶瓷基座的上表面通过钎焊与金属边框的下表面固定连接，所述陶瓷基座设置有连接孔Ⅰ及连接孔Ⅱ，所述连接孔Ⅰ内设置有电极Ⅰ，所述连接孔Ⅱ内设置有电极Ⅱ，所述电极Ⅰ、电极Ⅱ呈凸形，所述电极Ⅰ及电极Ⅱ的凸形台阶面通过钎焊与陶瓷基座的下表面固定连接，所述电极Ⅰ及电极Ⅱ的凸形部分与陶瓷基座之间设置有焊接间隙，所述焊接间隙的宽度为0.3~0.35mm，所述陶瓷基座的四周侧面设置有金属化层Ⅰ，所述金属边框与陶瓷基座的焊接面设置有金属化层Ⅱ，所述电极Ⅰ及电极Ⅱ与陶瓷基座的焊接面设置有金属化层Ⅲ。

进一步地，所述金属化层Ⅰ的高度为0.1~1.3mm。

进一步地，所述金属边框的厚度最小为0.3mm，所述金属化层Ⅱ的宽度大于金属边框的厚度，所述金属化层Ⅱ超出金属边框的距离最小为0.4mm。

进一步地，所述电极Ⅰ及电极Ⅱ的凸形台阶面与陶瓷基座的下表面的焊接面的宽度最小为0.4mm，所述金属化层Ⅲ的宽度大于电极Ⅰ及电极Ⅱ的凸形台阶面与陶瓷基座的下表面的焊接面宽度。

进一步地，所述金属化层Ⅰ与金属化层Ⅱ的水平高度一致。

进一步地，所述陶瓷基座与金属边框焊接部位设置内倒角。

进一步地，所述电极Ⅰ为一体式凸形台阶结构，所述电极Ⅰ采用钨铜合金。

进一步地，所述电极Ⅰ为分体式凸形台阶结构，包括下台阶面和上台阶面，所述电极Ⅰ的下台阶面采用钨铜合金板，所述电极Ⅰ的上台阶面采用钼板，所述电极Ⅰ的下台阶面与上台阶面通过钎焊固定。

进一步地，所述连接孔Ⅰ设置1个，所述连接孔Ⅱ设置2个，所述电极Ⅰ设置1个，所述电极Ⅱ设置2个，所述连接孔Ⅰ设置在陶瓷基座的一侧，所述连接孔Ⅱ设置在陶瓷基座的另一侧，所述2个连接孔Ⅱ尺寸一致，且平行设置。

进一步地，所述金属盖板通过平行缝焊密封固定在所述金属边框的上表面开口处，金属盖板的装配需要芯片等结构在外壳内腔安装完成后进行焊接。

进一步地，所述陶瓷基座采用氧化铝类陶瓷，所述金属边框采用可伐合金或铁镍合金，所述电极Ⅱ采用钨铜合金或可伐合金，陶瓷金属封装外壳的材料选择遵循线胀系数匹配原则，以避免冷热状态下出现结构不匹配情况，影响密封性。

本实用新型提供的一种用于微电子封装的表面安装类陶瓷金属外壳，其有益效果为：（1）金属化层的设计保证了金属边框、陶瓷基座等结构焊接紧密可靠，各结构尺寸及焊接间隙等尺寸的设计，使外壳各部分配合紧密，密封性好，提高了电子元器件的可靠性及使用寿命，且合适的焊接间隙为陶瓷金属外壳留出膨胀余量，避免了多余异物的产生；（2）陶瓷基座与金属边框焊接部位设置内倒角，焊接时可在倒角处形成焊料堆积，增加陶瓷基座与金属边框的焊接强度；（3）陶瓷基座侧面四周设置有金属化层，且陶瓷基座与金属边框焊接时可在此处形成焊料堆积，提高抗拉强度；（4）结构简单，可实现大批量生产。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的整体结构示意图；

图2是图1的A-A处剖视图；

图3是本实用新型实施例1（去掉金属盖板）的俯视图；

图4是本实用新型实施例1的仰视图；

图5是图2中的B-B处剖视图；

图6是图2中的C-C处剖视图；

图7是本实用新型实施例2的剖视图。

图中标注：

1.金属盖板；2.金属边框；3.金属化层Ⅰ；4.陶瓷基座；5.电极Ⅱ；6.电极Ⅰ；7.连接孔Ⅰ；8.连接孔Ⅱ；9.金属化层Ⅱ；10.金属化层Ⅲ；11.下台阶面；12.上台阶面。

具体实施方式

下面参照附图，结合实施例，对本实用新型提供的一种用于微电子封装的表面安装类陶瓷金属外壳进行详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“宽度”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

参照图1-图6，本实用新型的一种用于微电子封装的表面安装类陶瓷金属外壳，包括金属盖板1、金属边框2、陶瓷基座4，所述陶瓷基座4的上表面通过钎焊与金属边框2的下表面固定连接，所述陶瓷基座4设置有连接孔Ⅰ7及连接孔Ⅱ8，所述连接孔Ⅰ7内设置有电极Ⅰ6，所述连接孔Ⅱ8内设置有电极Ⅱ5，所述电极Ⅰ6、电极Ⅱ5呈凸形，所述电极Ⅰ6及电极Ⅱ5的凸形台阶面通过钎焊与陶瓷基座4的下表面固定连接，所述电极Ⅰ6及电极Ⅱ5的凸形部分与陶瓷基座4设置有焊接间隙，所述焊接间隙的宽度为0.3mm，所述陶瓷基座4的四周侧面设置有金属化层Ⅰ3，所述金属边框2与陶瓷基座4的焊接面设置有金属化层Ⅱ9，所述电极Ⅰ6及电极Ⅱ5与陶瓷基座4的焊接面设置有金属化层Ⅲ10。

所述金属化层Ⅰ3的高度为0.5mm。

所述金属边框2的厚度为0.5mm，所述金属化层Ⅱ9的宽度大于金属边框2的厚度，所述金属化层Ⅱ9超出金属边框2的距离为0.4mm，所述金属化层Ⅱ9的宽度为0.9mm。

所述电极Ⅰ6及电极Ⅱ5的凸形台阶面与陶瓷基座4的下表面的焊接面的宽度为0.5mm，所述金属化层Ⅲ10的宽度大于电极Ⅰ6及电极Ⅱ5的凸形台阶面与陶瓷基座4的下表面的焊接面宽度。

所述金属化层Ⅰ3与金属化层Ⅱ9的水平高度一致。

所述陶瓷基座4与金属边框2焊接部位设置内倒角，所述内倒角尺寸为0.25mm×45℃。

所述电极Ⅰ6为一体式凸形台阶结构，所述电极Ⅰ6采用钨铜合金。

所述连接孔Ⅰ7设置1个，所述连接孔Ⅱ8设置2个，所述电极Ⅰ6设置1个，所述电极Ⅱ5设置2个，所述连接孔Ⅰ7设置在陶瓷基座4的一侧，所述连接孔8Ⅱ设置在陶瓷基座4的另一侧，所述2个连接孔Ⅱ7尺寸一致，且平行设置。

所述金属盖板1通过平行缝焊密封固定在所述金属边框的2上表面开口处，金属盖板1的装配需要芯片等结构在外壳内腔安装完成后进行焊接。

所述陶瓷基座4采用氧化铝类陶瓷，其线膨胀系数为6.8×10^-6/℃；所述金属边框2采用可伐合金，其线膨胀系数为5.7×10^-6/℃；所述电极Ⅱ5采用钨铜合金，其线膨胀系数为6.3×10^-6/℃，陶瓷金属封装外壳的材料选择遵循线胀系数匹配原则，以避免冷热状态下出现结构不匹配情况，影响密封性。

实施例2

参照图1及图3-7，本实施例与实施例1的区别为所述电极Ⅰ6的结构不同，本实施例中所述电极Ⅰ6为分体式凸形台阶结构，包括下台阶面11和上台阶面12，所述下台阶面11采用钨铜合金板，所述上台阶面12采用钼板，所述下台阶面11与上台阶面12通过钎焊固定。