黑瓷封装工艺的研究刘笛、金元石、贺玲（中国电子科技集团公司第47研究所，沈阳110032）摘要：伴随着微电子封装行业的迅猛发展，-•批新兴的封装方式涌现，但黑瓷封装依靠不可替代的特性依然在军、民品封装中具有广阔市场，因此对其封装工艺进行研究有着重要的意义，在本文中根据对黑瓷封装特性的研究，设计出了满足黑瓷封装特性的工艺温度曲线,通过封盖试验，找出各关因素（氮气,温度，加热时间）对黑瓷封装效果的影响关键字：黑瓷封装、黑瓷封装特性、黑瓷封装的温度曲线文献标识码：A中图分类号：TN305.94ResearchtheBlackCeramicPackagingProcessLiuDi>JinYuan-shi>HeLing(The47thResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation,Shenyang110032,China)Abstract:Withrapiddevelopingofmicroelectronicpackageindustry,manynewpackagingmodesareemerging・However,blackceramicpackageisstillofabroadmarketinmilitaryproductsandgeneralproducts・Therefore,researchingitspackagingprocessisnecessary・Basingonblackceramicpackagingcharacters,wedesignprocesstemperaturecurve・thatitmeetblackceramicpackagingcharacters・Bysealinglidtest,wefindouteffectinsealingaboutnitrogen、temperature、heatingtimeoKeyWords:BlackCeramicPackage、Ceramicpackagingcharacter、Thetemperaturecurveofblackceramicpackage1.引言与传统的利川金属熔封的陶瓷封装技术不同，黑瓷封装是以低熔点玻璃做为材质对IC进行封装的技术，黑瓷是各种IC封装的理想封装材料，其具有气密性好，遮光性好，抗辎射性能高，防潮，具有良好的机械，电气和化学性能，且其封装工艺简单，价格低，可靠性髙，一般黑瓷封装在通有保护性气体氮气的链式炉或者在真空烧结炉中进行封装所以比较适于人批量的生产。黑瓷封装技术己经广泛的应川于军工产晶和民用产品中。其一些不可替代的特点使其具有广阔的市场前景和发展空间。2.低熔点玻璃封装工艺对材料及工具的要求：2.1低熔点玻璃封装工艺对所用材料的要求：黑陶瓷熔封外壳系由黑色高纯氧化铝陶瓷棊座、上盖和表而要有铝层的铁繚合金引线框架等三件所组成。陶瓷基座和上盖通过丝网淹卬分别卬刷具有一定厚度和熔封温度低的低熔玻璃，并且事先用低熔玻璃将引线框架预烧固定在陶瓷基座上的，芯片内腔中烧渗有金层。当芯片组装键合完备后.将陶瓷上盖与基座重叠在一起。装在模具中，在规定的熔封温度下.按照一定的温度曲线和熔烧气氛。通过低熔玻璃将其熔封成为一个整体，从ifti形成气密的、电性能和化学性能良好的封装结构以低熔点玻璃作为封装材料，应具有如下特性⑵：1）线膨胀系数能和被封焊的陶瓷，金屈相匹配，从而保证封装元件具有一定的强度和经受温度，气候，机械等环境考验；2）在封装过程中，低温玻璃熔凝过程中不能由玻璃中产生有害物质，进而影响封装后的内部气氛；3）基座上因为有金属引线框，所以要求低熔点玻璃对金属有良好的浸润性，且使其能够与金属表而的薄氧化层熔凝在一起；4）低熔点玻璃软化温度要低，以保证封装在尽量低的温度下进行，并坚持“就低不就高”的原则，因为温度过高容易导致芯片，键合引线，引线框架的变形变坏，并对其封装后的产品的外观造成影响；5）封装后的玻璃在与酸，碱，水，空气或其它介质物接触时，应具有良好的化学稳定性和绝缘性能.2.2低熔点玻璃封装工艺对所用设备的要求：在迹行黑瓷封装时，要求设备町以灵活的调控温度值，可以提供充分的保护性气氛或真空状态，且必须具备大批量牛产的条件，应用表明链式炉完全可以达到研究牛产的要求2.3低熔点玻璃封装工艺对所用模具的要求：低熔点玻璃封装対模具的要求也很严格。必须具备精确的定位槽和定位针，H模具材料应具有在高温环境下不变型的特性。在封装过程中，盖板与棊座若未对准，会出现错位现象,封装模具的精确度是提高封装合格率的关键因素Z—,3.对黑瓷管壳进行温度试验根据低熔点玻璃封装工艺对材料的要求，选取黑瓷作为封装材料,封装工艺试验前进行温度摸底试验：将黑瓷管座放到加热台上，逐步升高温度在显微镜下观察它熔化状态的变化，观察到...