气密封装合金焊料盖板及其制备方法与流程

本发明属于集成电路制造，本发明具体公开了一种气密封装合金焊料盖板及其制备方法。

背景技术：

1、目前，集成电路、传感器等高可靠封装用盖板主要有两类：一类是平行缝焊盖板，该类型盖板无需额外的焊料，封焊过程中通过镀层的熔化完成密封；另一类是合金焊料盖板。

2、合金焊料盖板通常要求焊料熔点不低于250℃或更高。目前业界用于气密封装盖板的合金焊料主要有ausn焊料和pbsnagin焊料，前者由于主要成分为au，价格高是其最大的缺点。后者在传感器等封装中广泛应用，由于焊料中主要成分为pb、sn，若采用ausn焊料盖板的制作方式，预制的pbsnagin焊料片在储存期间容易氧化，为避免焊料氧化带来的焊接问题，通常采用pbsnagin焊膏回流焊接的方式制作预熔覆pbsnagin焊料盖板。由于使用了焊膏，焊膏中的助焊剂等有机组分在回流后仍然会有部分残留。这种预熔覆合金焊料盖板在密封后会带来器件内部水汽含量偏高等问题，因此限制了其在某些器件中的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有焊料表面不易氧化、储存时间长且成本低的气密封装合金焊料盖板及其制备方法。

2、按照本发明提供的技术方案，所述气密封装合金焊料盖板，它包括盖板本体，在对应密封区外围的盖板本体的上表面设有密封区镀层，密封区镀层包括至少一层镀镍层与至少一层镀金层，位于密封区镀层最底层的为镀镍层，位于密封区镀层最表层的为镀金层，在对应密封区外围的密封区镀层的上表面设有pbsnagin合金焊料环，在pbsnagin合金焊料环的上表面设有表层金层，表层金层完全覆盖所述的pbsnagin合金焊料环。

3、作为优选，所述镀镍层的厚度为1.30-11.40μm。

4、作为优选，所述镀金层的厚度为0.64-5.70μm。

5、作为优选，所述表层金层的厚度为0.01~0.1μm。

6、一种气密封装合金焊料盖板的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

7、s1、将盖板材料经过切割得到盖板本体；

8、s2、至少在对应密封区外围的盖板本体的上表面采用电镀镍工艺与电镀金工艺形成密封区镀层，密封区镀层包括至少一层镀镍层与至少一层镀金层，位于密封区镀层最底层的为镀镍层，位于密封区镀层最表层的为镀金层；

9、s3、首先，将熔点为260~305℃的pbsnagin环状焊料片通过定位工装放置在密封区镀层的上表面，然后，将pbsnagin环状焊料片点焊固定在密封区镀层的上表面；

10、s4、在还原保护气氛下将pbsnagin环状焊料片熔化，熔化的pbsnagin焊料在密封区镀层的上表面形成pbsnagin合金焊料环；

11、s5、首先，至少对预熔焊料环所在区域进行镀金，形成完全覆盖焊料环的表层金层，然后，进行清洗，从而得到气密封装合金焊料盖板成品。

12、作为优选，步骤s1中，所述盖板本体为柯伐合金盖板或者铁镍合金盖板。

13、作为优选，步骤s1中，所述盖板本体为氧化铝陶瓷盖板，在盖板本体的上表面边缘部设有环形凸起，在环形凸起的上表面与侧面设有金属层。

14、作为优选，所述金属层的材质为钨或钨-钼合金。

15、作为优选，步骤s4中，所述还原保护气氛为氢气气氛或者氢气与氮气混合气氛。

16、本发明的优点在于：

17、（1）、与常规具有pbsnagin合金环的盖板相比，本发明的焊料中无助焊剂等有机组分，密封后器件内部不存在由膏状焊料引入的内部气氛问题；

18、（2）、本发明的盖板解决了pbsnagin合金焊料环容易氧化、储存时间短的问题。由于采用了pbsn类相对廉价焊料，成本上较金锡焊料有很大优势，可实现低成本的高可靠气密封装。

技术特征：

1.一种气密封装合金焊料盖板，其特征是：它包括盖板本体（1），在对应密封区外围的盖板本体（1）的上表面设有密封区镀层，密封区镀层包括至少一层镀镍层（21）与至少一层镀金层（22），位于密封区镀层最底层的为镀镍层（21），位于密封区镀层最表层的为镀金层（22），在对应密封区外围的密封区镀层的上表面设有pbsnagin合金焊料环（3），在pbsnagin合金焊料环（3）的上表面设有表层金层（4），表层金层（4）完全覆盖所述的pbsnagin合金焊料环（3）。

2.如权利要求1所述的气密封装合金焊料盖板，其特征是：所述镀镍层（21）的厚度为1.30-11.40μm。

3.如权利要求1所述的气密封装合金焊料盖板，其特征是：所述镀金层（22）的厚度为0.64-5.70μm。

4.如权利要求1所述的气密封装合金焊料盖板，其特征是：所述表层金层（4）的厚度为0.01~0.1μm。

5.权利要求1所述的气密封装合金焊料盖板的制备方法，其特征是该制备方法包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的气密封装合金焊料盖板的制备方法，其特征是：步骤s1中，所述盖板本体（1）为柯伐合金盖板或者铁镍合金盖板。

7.如权利要求5所述的气密封装合金焊料盖板的制备方法，其特征是：步骤s1中，所述盖板本体（1）为氧化铝陶瓷盖板，在盖板本体（1）的上表面边缘部设有环形凸起（11），在环形凸起（11）的上表面与侧面设有金属层（12）。

8.如权利要求7所述的气密封装合金焊料盖板的制备方法，其特征是：所述金属层（12）的材质为钨或钨-钼合金。

9.如权利要求5所述的气密封装合金焊料盖板的制备方法，其特征是：步骤s4中，所述还原保护气氛为氢气气氛或者氢气与氮气混合气氛。

技术总结
本发明涉及一种气密封装合金焊料盖板，它包括盖板本体，在对应密封区外围的盖板本体的上表面设有密封区镀层，密封区镀层包括至少一层镀镍层与至少一层镀金层，位于密封区镀层最底层的为镀镍层，位于密封区镀层最表层的为镀金层，在对应密封区外围的密封区镀层的上表面设有PbSnAgIn合金焊料环，在PbSnAgIn合金焊料环的上表面设有表层金层，表层金层完全覆盖所述的PbSnAgIn合金焊料环。本发明的焊料中无助焊剂等有机组分，密封后器件内部不存在由膏状焊料引入的内部气氛问题；解决了PbSnAgIn合金焊料环容易氧化、储存时间短的问题。

技术研发人员：肖汉武
受保护的技术使用者：无锡中微高科电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16