[发明专利]超大尺寸集成电路金锡合金密封过程中的空洞控制方法

说明书

本发明公开了一种超大尺寸集成电路金锡合金密封过程中的空洞控制方法，属于集成电路电子封装技术领域。该方法包括：(1)获取管壳密封区尺寸；(2)按比例关系设计盖板和焊料环尺寸；(3)将焊料环点焊在盖板上，并置于管壳密封区上形成装配体；(4)将所述装配体用压力源固定后，放入低温烧结炉中进行烧结处理，形成密封结构。所述压力源采用不锈钢弹簧夹，共4只，每只弹簧夹向盖板施加的压力值均为2.0磅，施力位置为盖板四角位置。该方法通过在盖板四角位置施加一定数值的压力，可以将密封区周长大于90mm的电路密封空洞检验合格率提升到95％以上。

技术领域

本发明涉及集成电路电子封装技术领域，具体涉及一种超大尺寸集成电路金锡合金密封过程中的空洞控制方法。

背景技术

目前带金锡合金焊料环的集成电路的密封过程一般采用低温烧结，将焊料环四角位置点焊固定在金属盖板上，盖板的外形尺寸与焊料环的外侧尺寸完全一致，装配过程中将带焊料环的金属盖板置于陶瓷管壳密封区表面，调整位置使盖板位于管壳正中央，然后使用一定数值的压力将盖板与管壳固定在一起，压力施加在盖板中心，组装完成后放入烧结炉中进行密封。国军标548对集成电路密封区空洞的检验标准是密封空洞不连续且空洞要小于设计宽度的25％。对于密封区周长在90mm以下的电路，目前通过设计一定的焊料环比例并在盖板中心加上一定数值的压力，密封后电路空洞检验合格率提升到99％以上，且空洞宽度在设计宽度的5％以内。但是对于密封区周长大于90mm的超大尺寸集成电路，通过设计最佳的焊料环与密封区配比并调整压力，在盖板中心施加多大的压力都无法解决密封空洞问题，达不到国军标的检验标准，目前行业内尚没有针对密封区周长大于90mm电路的密封空洞解决方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超大尺寸集成电路金锡合金密封过程中的空洞控制方法，该方法通过在盖板四角位置施加一定数值的压力，可以将密封区周长大于90mm的电路密封空洞检验合格率提升到95％以上。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种超大尺寸集成电路金锡合金密封过程中的空洞控制方法，该方法是在将盖板、焊料环和管壳进行装配和密封过程中进行空洞控制，其中管壳上与焊料环接触的区域为管壳密封区；该方法包括如下步骤：

(1)获取管壳密封区尺寸；

(2)按比例关系设计盖板和焊料环尺寸；

(3)将设计好的焊料环的四角位置点焊固定在盖板上，并将盖板置于管壳密封区上形成装配体；

(4)将所述装配体用压力源固定后，放入低温烧结炉中进行烧结处理，形成密封结构。

上述步骤(1)中，所述管壳密封区表面依次镀有镍层和金层，金在表层，镍层厚度1.3-8.9um，金层厚度1.3-5.7μm。

所述盖板为圆角矩形板状结构，盖板的外边缘尺寸与焊料环的外环尺寸完全一致。

所述盖板为4J42合金或4J29合金，盖板表面依次覆镀镍和金层，盖板厚度0.38mm；所述的焊料环为AuSn合金，AuSn合金中Au含量为80wt.％，Sn含量为20wt.％；焊料环厚度50μm。

上述步骤(4)中，所述压力源采用不锈钢弹簧夹，共4只，每只弹簧夹向盖板施加的压力值均为2.0磅，施力位置为盖板四角位置。

上述步骤(1)中，所述管壳密封区为环形结构，外环与内环均为圆角矩形，管壳密封区各部分尺寸定义如下：

密封区外环长度＝A；

密封区内环长度＝B；

密封区外环圆角半径＝C；

密封区内环圆角半径＝D。

所述焊料环为环状结构，外环与内环都为圆角矩形，该焊料环的各部分尺寸定义如下：