[发明专利]表面贴装且陶瓷金属外壳的电子器件的封装模具及方法

说明书

本申请提供了一种表面贴装且陶瓷金属外壳的电子器件的封装模具，将用于内嵌定位金属盖板的上段矩形通孔与用于内嵌定位顶敞口盒子的下段矩形通孔一起成型于定位板上，合理控制上段矩形通孔与下段矩形通孔的形状、大小以及二者之间的位置关系，保证了烧结过程中金属盖板与顶敞口盒子的对称度；金属杆的底端压在金属盖板上，金属杆的热量传导至金属盖板上，热量传导至顶敞口盒子的底部的速度慢，通过控制封装时间，使金属盖板上的焊锡环完全熔融，而焊接芯片的焊料不熔化，既保证了顶敞口盒子与金属盖板的钎焊封装完全且良好，又保证了芯片与顶敞口盒子之间的焊接牢固。本申请还提供了一种表面贴装且陶瓷金属外壳的电子器件的封装方法。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其是涉及一种表面贴装且陶瓷金属外壳的电子器件的封装模具及方法。

背景技术

封装包括三次重大变革：DIP双列直插式封装结构→SMD表面贴装→CSP芯片尺寸封装。

表面贴装且陶瓷金属外壳的电子器件，其制备过程大致为：先烧结制备陶瓷金属外壳，此时的陶瓷金属外壳的实质上是一个顶敞口但其他面都封闭的盒子加上一个用来封盖顶敞口盒子的金属盖板，然后把芯片钎焊设置在顶敞口盒子中，然后用键合丝将芯片与引脚连接，然后把金属盖板盖上，将顶敞口盒子的顶敞口给盖上，通常是钎焊连接，至此完成电子器件的封装。

如附图3所示，小型金属表贴封装的二极管包括金属盖板和顶敞口盒子，金属盖板的长度小于顶敞口盒子的顶表面的长度，金属盖板的宽度小于顶敞口盒子的顶表面的宽度，且预先在金属盖板的下长宽表面上设置焊锡环。金属盖板和顶敞口盒子放入氮氢烧结炉中进行烧结钎焊，将顶敞口盒子的顶表面与金属盖板的下长宽表面通过焊锡环钎焊连接在一起，并保证金属盖板与顶敞口盒子的对称度。

目前，上述封装存在如下的两个问题：1).现有的封装模具无法保持在氮氢烧结炉中进行的烧结过程中金属盖板与顶敞口盒子的对称度，金属盖板并不在顶敞口盒子的顶表面的正中心处，而是容易出现偏移；2).同时，金属盖板上的焊锡环与芯片烧结所使用焊片的金属成分比例相同，故焊锡环的熔化温度与焊片的熔化温度相同，且在顶敞口盒子与金属盖板的烧结过程中辅重盘的金属重锤压在顶敞口盒子的底面上，由于金属重锤导热快，导致顶敞口盒子的底部受热快，从而使得在顶敞口盒子与金属盖板的烧结过程中，之前已经烧结固定在顶敞口盒子的内底面上的芯片与顶敞口盒子之间的钎焊层出现重熔的现象，造成芯片与顶敞口盒子的内底面之间焊接不良以致导电不良，影响二极管的封装成品率及长期使用的可靠性。

因此，如何保证在氮氢烧结炉中进行的烧结过程中金属盖板与顶敞口盒子的对称度，使得金属盖板位于顶敞口盒子的顶表面的正中心处，且避免顶敞口盒子与金属盖板的烧结钎焊过程将芯片与顶敞口盒子之间的钎焊层重熔造成芯片与顶敞口盒子的内底面之间焊接不良以致导电不良的问题，最终提高封装的质量以及使用寿命，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面贴装且陶瓷金属外壳的电子器件的封装模具。本发明的另外一个目的是提供一种表面贴装且陶瓷金属外壳的电子器件的封装方法。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种表面贴装且陶瓷金属外壳的电子器件的封装模具，包括模具底板与定位板；

所述陶瓷金属外壳包括顶敞口但其余面都封闭的顶敞口盒子与金属盖板；

所述定位板上设置有多个变径矩形通孔，每一个变径矩形通孔按照其轴向方向分为上下两段，位于上侧的为上段矩形通孔，位于下侧的为下段矩形通孔，所述上段矩形通孔的径向长度小于所述下段矩形通孔的径向长度，所述上段矩形通孔的径向宽度小于所述下段矩形通孔的径向宽度，所述上段矩形通孔的轴向中心线与所述下段矩形通孔的轴向中心线重合，所述上段矩形通孔的长高方向内壁面与所述下段矩形通孔的长高方向内壁面相互平行且间隔距离，所述上段矩形通孔的宽高方向内壁面与所述下段矩形通孔的宽高方向内壁面相互平行且间隔距离；