[发明专利]一种用于高可靠集成电路气密性封装的激光封焊方法

说明书

本发明涉及集成电路封装技术领域，具体公开了一种用于高可靠集成电路气密性封装的激光封焊方法，包括：首先用微波等离子清洗机清洗管壳、盖板和环形焊料；然后将微波清洗之后的管壳、盖板和环形焊料放入烘箱中烘烤去除水汽；接着将管壳或承载所述管壳的载具固定在加热台上，将盖板嵌套在环形焊料之中，并将其与管壳对位并施加压力固定；然后将激光光斑对准环形焊料四角进行激光点焊；最后用激光束沿着环形焊料进行激光焊接，并对激光焊接后的元器件进行目检及气密性检测。本发明避免了常规激光封焊工艺对管壳及盖板镀层的破坏问题，降低了焊接过程颗粒侵入元器件内部的可能性，提高了气密性封装元器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术领域，更具体地，涉及一种用于高可靠集成电路气密性封装的激光封焊方法。

背景技术

高可靠集成电路元器件往往是航空、航天、军工等领域的关键部件，由于服役环境恶劣，需要对其进行气密性封装来实现内部电路与外界环境的隔绝，避免受到外界环境的干扰与破坏。若元器件达不到气密性要求，元器件内部电路及键合引线被外界环境的有害气体或水汽所腐蚀的可能性会大大增加，同时也面临着外部自由粒子侵入的危险，从而使得器件过早失效并降低元器件的可靠性等级。因此，气密性封装对于高可靠集成电路尤为重要。

目前，若采用钎焊封焊的气密性封装技术，需对元器件进行整体加热，要求元器件内部电路可承受温度要高于封焊温度，从而该技术的适用范围有限。若采用平行缝焊的气密性封装技术，盖板表面一般采用熔点较低的化学镀镍工艺，但焊接过程中盖板上与焊接电极接触位置容易因电阻热发生熔化破损。若采用常规激光封焊的气密性封装技术，需通过高能束激光使得金属盖板部分与陶瓷或金属外壳的密封环部分共同熔化形成接头，直接破坏了盖板镀层。上述两种方法均采用集中热源，所以对器件内部电路影响极小，但容易破坏金属盖板表面镀层的完整性，使得镀层下部的铁元素外露，进一步诱发盐雾试验中的锈蚀失效，导致器件的耐腐蚀性能降低，为器件的可靠性带来隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有气密性封焊技术的缺陷，提供了一种用于高可靠集成电路气密性封装的激光封焊方法，扩展激光封焊的适用性及整体封装技术的多样性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于高可靠集成电路气密性封装的激光封焊方法，包括以下步骤：

步骤1：用微波等离子清洗机清洗管壳、盖板和环形焊料；

步骤2：将微波清洗之后的管壳、盖板和环形焊料放入烘箱中烘烤去除水汽；

步骤3：将管壳或承载所述管壳的载具固定在加热台上，将盖板嵌套在环形焊料之中，并将其与管壳对位并施加压力固定；

步骤4：将激光光斑对准环形焊料四角进行激光点焊；

步骤5：用激光束沿着环形焊料进行激光焊接；

步骤6：对激光焊接后的元器件进行目检及气密性检测。

进一步地，所述管壳的焊接面局部镀金，所述盖板的全部表面整体镀金，镀金方式为化镀或电镀，镀层采用电镀工艺进行镀金。

进一步地，所述步骤1中，所述用微波等离子清洗机清洗过程中，所述管壳的焊接面和所述盖板的焊接面均朝上摆放，所述环形焊料用载具挂起悬空摆放；清洗气体采用氮气-氢气混合气体，功率为200-800 W，气体流量为50-300 sccm，清洗时间为2-12 min。

进一步地，所述步骤2中，所述烘箱为氮气或真空烘箱，烘烤温度为70~90℃，烘烤时间为1~3小时。

进一步地，所述步骤3中，所述管壳直接或通过载具固定在加热台上，加热台温度控制在70~90℃。

进一步地，所述步骤3中，所述对位采用真空吸附的方式，拾取带有所述环形焊料的盖板，将其与所述管壳对位，并对盖板施加压力使得焊接面接触。

进一步地，所述步骤4中，所述激光点焊时，保证所述激光光斑在所述环形焊料之上。