[发明专利]密封的电子元件无效
申请号: | 86106280.9 | 申请日: | 1986-09-23 |
公开(公告)号: | CN1016027B | 公开(公告)日: | 1992-03-25 |
发明(设计)人: | I·麦西特·古罗尔 | 申请(专利权)人: | 约翰·弗兰克制造公司 |
主分类号: | H01L23/02 | 分类号: | H01L23/02;H01C1/02;H05K13/00 |
代理公司: | 中国专利代理有限公司 | 代理人: | 肖春京,杜有文 |
地址: | 美国华盛顿州*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 密封 电子元件 | ||
本发明涉及有关制造电子元件的设备和方法。更确切地说,是关于用封焊玻璃材料把一个玻璃或陶瓷盖片密封到一块玻璃或陶瓷基片,这种封焊玻璃材料是加热熔化到盖片和基片上的。
微电子技术通常采用在一块玻璃或陶瓷基片上的薄膜和厚薄两种微电路;薄膜的厚度一般小于5微米(根据美国军用标准MIL Std883-C和国际混合微电子学协会所给的规定(Per Mil Std 883-C and the International Society of Hybrid Microelectronics′definition)),而厚膜则厚得多。这些用传统的膜加工技术外加上去的含有电阻、导体、有时还有电容器图形的膜,可以包括“附加”的,诸如晶体三极管、二极管等分离元件,这些分离元件是用焊锡、导线粘接剂或其它技术连接到图形的导体和/或电阻部分的。在这种场合下,要求封装电阻膜,而这些分离元件并不包括在内。
在薄膜电阻技术中,电阻/导体元件常常以真空蒸涂的镍克罗姆(Nicrome)制成。镍克罗姆是特拉弗尔-哈里斯公司(Driver-Harris CO.)的一种註册商标,它含有80%重量的镍,20%重量的铬。为了提供足够的方格数以获得所要求的电阻值,薄膜电路图形一般光刻成长长的蛇形线,而厚膜电路图形则常常是矩形的,采用各种电阻率的厚膜。
当蒸涂好薄膜电阻时,为了调整其电阻温度系数(TCR),经常要求在高温下对电阻元件进行温度退火。典型的作法是把电阻元件/基片在接近350℃的温度下烘烤一个小时左右。然后,往往还要让电阻元件/基片经受一次稳定性烘烤。此时,电阻元件在高温下加热几天时间,以便使电阻元件在工作电路中承受温度循环时,仍能保持其所要求的阻值。在稳定性烘烤之后,基片被划成一行行和一列列,以便可以把它容易地分成单个的芯片。然后,把封装引线焊到基片表面上的导电“焊接点”上,这些封装引线也可以用环氧树脂粘到基片上。如果有要求的话,可以把像晶体管、二极管等其它元件结合起来作为电路的一部分。
厚膜技术元件经过以制作电路图形或“掩模”开始的一系列工序加工而成,掩模为把电阻/导体材料沉积到基片上提供一个外形图。通常使用的掩模材料包括已刻蚀金属和感光乳剂丝网。乳剂丝网一般用网孔数为每厘米大约40至156目的不锈钢丝编织网制成。丝网上敷一层乳剂,乳剂用紫外爆光的方法硬化成预定的电路图形,从待印制电路图形的那部分丝网上,把其余未硬化的乳剂去掉。
一般用去离子水或一种专卖肥皂机械擦洗或超声处理,对基片清洁处理以后,以氮气把基片吹干,再在炉子中烘烤一段特定时间使其表面脱水。
基片准备好以后,把丝网相对基片放好,将待印制到基片上去的合成物常常称做“浆料”加到丝网上。浆料成份中的“活性”材料取决于膜的使用目的。对电阻膜而言,活性材料可以含有电化学金属或合金,而对绝缘膜来说,含有介质材料。丝网放置在基片上部一个定义为“弹回距离”(“Snap off distance”)的精确的距离上。一个机械操纵的刮板以预定的速度移动,以预定的角度经过丝网顶部,把浆料通过丝网推到基片表面。在刮板越过丝网的一部分之后,丝网给基片表面印制上电路,然后回复到其原来位置。
浆料的稠度是重要的,因为它必须有足够小的粘滞性以流过丝网,充填丝网让出的间隙而留在基片上。然而,浆料还必须是有足够粘性的,在丝网回复到到其弹回位置后,能保持其基本形状。通常含有一种有机载体作为浆料成分的一部分,以提供所要求的稠度。浆料合成物的流动特性是十分复杂的,一般是合成物推过丝网时的剪切率的函数。待浆料干燥并在炉中焙烧,此时有机载体和粘合剂被烧掉,而浆料粘接在基片上。
在封装内部,封装引线到电子电路的联接是用铝丝或金丝引线的热压焊或超声焊完成的。小直径的金丝或铝丝对电阻元件的总阻值产生一个显著的误差因子,特别是当这些引线接向小阻值电阻时。
为了保护薄膜或厚膜电子电路,以及提供热耗散的手段,膜网路通常封装在金属、陶瓷或塑料中,塑料因其成本低,使用最为广泛。然而,如果事先就考虑到封装工作环境是十分恶劣的话,要求有密封的外壳或涂敷把电子元件罩在惰性干燥气氛之中。高温高湿加速了诸如氧化、腐蚀和电解作用的化学过程,这些过程腐蚀金属另件,而潮气吸收产生机械应力,它将改变电阻元件的阻值。
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