一种预置金锡盖板及其制造方法
【专利说明】一种预置金锡盖板及其制造方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及微电子焊接技术领域，尤其涉及一种预置金锡盖板，以及该盖板的制造方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]气密性封装，是指完全能够防止污染物(液体和固体)的侵入和腐蚀的封装。在电子技术领域，气密性封装可以有效保护芯片；尤其是防止外来环境侵害；主要是指水汽引起的金属间电解反应会导致金属腐蚀，引起芯片的短路、断路与破坏；从而提高电路、特别是有源器件的可靠性。
[0005]金属材料具有最优良的水分子渗透阻绝能力，因此，金属气密性封装主要应用于需要高可靠性的电子封装领域。金属封装通常采用镀镍或金的金属基座固定芯片，从而实现气密性以及良好的热传导和电屏蔽。
[0006]金属气密封装工艺中，使用得最广泛的便是钎焊工艺。传统的钎焊工艺流程是:制作用于气密封装的基板一制作预成型焊片一基板定位一预成型焊片定位一钎焊。但是在实际生产过程中，该工艺流程复杂且难以操作，尤其是在亟需自动化的生产过程中，其工作效率极低，产品成品率低，这极大影响了工业化自动化的进程和发展。
[0007]
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是，提供一种预置金锡盖板及其制造方法，采用该方法制备的预置金锡盖板，可以解决气密封装盖板和预成型焊片对位不准、气密性差、难以自动化生产等问题。
[0009]为解决上述技术问题，本发明提供了一种预置金锡盖板，包括:可伐合金盖板、以及焊框，所述可伐合金盖板由里至外依次包括:可伐合金片状板材、镀镍层以及镀金层；所述焊框是Au80Sn20共晶合金钎料制成的与可伐合金盖板的尺寸大小相适应框；所述可伐合金盖板与所述焊框通过熔化位于焊框四角接触的对应点进行冶金结合。
[0010]优选的技术方案是，所述可伐合金盖板是4J29可伐合金，或4J42可伐合金。
[0011]优选的技术方案是，所述镀镍层电镀5 μπι的镍。
[0012]优选的技术方案是，所述镀金层电镀1.5 μπι的金。
[0013]优选的技术方案是，所述焊框是圆环。
[0014]本发明还提供了制造上述一种预置金锡盖板的方法，包括如下的步骤:
1、制板，将Fe54Col7Ni29，即4J29可伐合金，或Fe58Ni42，即4J42可伐合金，采用精密刻蚀的方法，制备成片状板材的可伐合金盖板I ; 2、电镀，使用电镀的方法，在上述步骤I中获得的可伐合金盖板I外表面，电镀5μπι厚度的镍层，然后，再电镀1.5 ym厚度的金层；
3、预成型焊片，将Au80Sn20合金铸锭压制成箔带材；然后，将箔带材冲制成矩形框，制成Au80Sn20共晶合金焊框2 ；
4、焊接，
(I )、将步骤2中电镀有镍层和金层的可伐合金盖板I放置于与电阻点焊电机电极相连的夹具中；
(2)、将步骤3中制成的Au80Sn20共晶合金焊框2的外边沿对准可伐合金盖板I外边沿，并放置于其表面上；
(3)、将电阻焊参数设置为:焊接电流:75A，焊接时间:25ms，电极压力:0.5牛顿；
(4)、分别在上述可伐合金盖板I的四角11、22、33、44处通电进行电阻焊接。
[0015]本发明的预置金锡盖板及其制造方法，可实现了镀镍金可伐合金盖板与Au80Sn20预成型合金焊片的牢固结合，一方面解决了两者的对位问题，另一方面又使得两者牢固结合，最后使得传统生产工艺得到改善，提高了生产效率，保证了气密性，提高产品的合格率。
[0016]
【附图说明】
[0017]图1为本发明预置金锡盖板的结构示意图。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]下底面结合附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0020]如图1所示，是本发明的预置金锡盖板，包括:
采用Fe54Col7Ni29，即4J29可伐合金，或Fe58Ni42，即4J42可伐合金制成的可伐合金盖板I ;
该可伐合金盖板I的表面周边连接有采用Au80Sn20共晶合金钎料制成的焊框2 ;在其他的应用中，焊框2的形状可为圆环。
[0021]该Au80Sn20共晶合金焊框2与可伐合金盖板I的尺寸大小相适应；
该可伐合金盖板I与Au80Sn20共晶合金焊框2之间，通过熔化位于Au80Sn20共晶合金焊框2的四个角部11、22、33、44与该可伐合金盖板2接触的对应点形成冶金结合、牢固连接。
[0022]本发明的预置金锡盖板，其制造方法包括如下的工艺步骤:
1、制板
将Fe54Col7Ni29，即4J29可伐合金，或Fe58Ni42，即4J42可伐合金，采用精密刻蚀的方法，制备成片状板材的可伐合金盖板I。
[0023]2、电镀使用电镀的方法，在上述步骤I中获得的可伐合金盖板I外表面，电镀5 μπι厚度的镍层，然后，再电镀1.5 μπι厚度的金层。
[0024]3、预成型焊片
将Au80Sn20合金铸锭压制成箔带材；然后，将箔带材冲制成矩形框，制成Au80Sn20共晶合金焊框2。
[0025]4、焊接
(I )、将步骤2中电镀有镍层和金层的可伐合金盖板I放置于与电阻点焊电机电极相连的夹具中；
(2)、将步骤3中制成的Au80Sn20共晶合金焊框2的外边沿对准可伐合金盖板I外边沿，并放置于其表面上；
(3)、将电阻焊参数设置为:焊接电流:75A，焊接时间:25ms，电极压力:0.5牛顿；
(4)、分别在上述可伐合金盖板I的四角11、22、33、44处通电进行电阻焊接。
[0026]可伐合金盖板I与Au80Sn20共晶合金焊框2的四个点对准放置，通过电阻焊熔化位于Au80Sn20共晶合金焊框2的四个角部11、22、33、44与可伐合金盖板I接触的部分；Au80Sn20共晶合金焊框2熔化的四个点与与可伐合金盖板I的四个点形成冶金结合，从而实现牢固连接。
[0027]最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，而不是对本发明技术方案的限定，任何对本发明技术特征所做的等同替换或相应改进，仍在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种预置金锡盖板，包括:可伐合金盖板、以及焊框，其特征在于，所述可伐合金盖板由里至外依次包括:可伐合金片状板材、镀镍层以及镀金层；所述焊框是Au80Sn20共晶合金钎料制成的与可伐合金盖板的尺寸大小相适应的矩形框；所述可伐合金盖板与所述焊框通过熔化位于焊框四角接触的对应点冶金结合。2.如权利要求1所述的一种预置金锡盖板，其特征在于，所述可伐合金盖板是4J29可伐合金，或4J42可伐合金。3.如权利要求1所述的一种预置金锡盖板，其特征在于，所述镀镍层电镀5μπι的镍。4.如权利要求1所述一种预置金锡盖板，其特征在于，所述镀金层电镀1.5 μπι的金。5.如权利要求1所述一种预置金锡盖板，其特征在于，所述焊框是矩形框。6.制造如权利要求1所述的一种预置金锡盖板的方法，其特征在于，包括如下的步骤:. 1、制板，将Fe54Col7Ni29，即4J29可伐合金，或Fe58Ni42，即4J42可伐合金，采用精密刻蚀的方法，制备成片状板材的可伐合金盖板I ; . 2、电镀，使用电镀的方法，在上述步骤I中获得的可伐合金盖板I外表面，电镀5μπι厚度的镍层，然后，再电镀1.5 ym厚度的金层；. 3、预成型焊片，将Au80Sn20合金铸锭压制成箔带材；然后，将箔带材冲制成矩形框，制成Au80Sn20共晶合金焊框2 ； . 4、焊接， (1 )、将步骤2中电镀有镍层和金层的可伐合金盖板I放置于与电阻点焊电机电极相连的夹具中； (2)、将步骤3中制成的Au80Sn20共晶合金焊框2的外边沿对准可伐合金盖板I外边沿，并放置于其表面上； (3)、将电阻焊参数设置为:焊接电流:75A，焊接时间:25ms，电极压力:0.5牛顿； (4)、分别在上述可伐合金盖板I的四角11、22、33、44处通电进行电阻焊接。
【专利摘要】本发明公开了一种预置金锡盖板，包括：可伐合金盖板、以及焊框，所述可伐合金盖板由里至外依次包括：可伐合金片状板材、镀镍层以及镀金层；所述焊框是Au80Sn20共晶合金钎料制成的与可伐合金盖板的尺寸大小相适应框；所述可伐合金盖板与所述焊框通过熔化位于焊框四角接触的对应点实现冶金结合。本发明还公开了该金锡盖板的制造方法。本发明的预置金锡盖板及其制造方法，可实现了镀镍金可伐合金盖板与Au80Sn20预成型合金焊片的牢固结合，一方面解决了两者的对位问题，另一方面两者牢固结合，使得传统生产工艺得到改善，提高了生产效率，保证了气密性，提高产品的合格率。
【IPC分类】B23K11/11, H01L23/10
【公开号】CN104952808
【申请号】CN201510319413
【发明人】陈卫民
【申请人】广州先艺电子科技有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月12日