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1.國內(nèi)外封裝用陶瓷概況

      當(dāng)前國內(nèi)外集成電路的雙列式直插式和扁平封裝基本采用兩種方式：一種是采用普通金屬化的白陶瓷管殼封裝，這種金屬化的白陶瓷管殼價(jià)格昂貴；另一種是采用黑色陶瓷管殼的低熔化玻璃封裝，這種黑色陶瓷管殼價(jià)格低廉，且封裝氣密性好，電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能與白色陶瓷沒有明顯區(qū)別。根據(jù)同樣的可靠性條件，它的價(jià)格只有白瓷的四分之一。

      由于半導(dǎo)體器件向高密度、高速度、超小型、多功能、低功耗、低成本方向發(fā)展，相繼出現(xiàn)了集成電路（或稱IC）、混合集成電路（或稱HIC）、大規(guī)模集成電路（或稱LSI）、超大規(guī)模集成電路（或稱VLSI），直至單片臺(tái)式計(jì)算機(jī)、微處理器、大型計(jì)算機(jī)、雷達(dá)機(jī)等，它們所需要的封裝技術(shù)已不再像以前那樣只是對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行保護(hù)和轉(zhuǎn)換，而是將封裝本身同電路、元件甚至整機(jī)結(jié)合在一起，組成電路的一部分，將封裝與電路、系統(tǒng)的參數(shù)、性能融為一體，這是不可分離的。這種對(duì)國外集成電路封裝技術(shù)的研究與分析，具有非常重要的意義。

2.封裝工藝流程圖

      針對(duì)黑陶瓷特點(diǎn)，封裝工藝流程框圖如下。

封裝工藝流程圖

3.工藝條件

      管殼清洗：丙酮超聲3~5min→乙醇超聲3~5min→去離子水漂洗→乙醇脫水→紅外烘干。

      燒結(jié)：預(yù)熱300℃→粘片溫度450℃±5℃→芯片共晶：40~60s→保護(hù)氣體：熱N2150℃。

      粘片：用Φ3um的AI-Si絲冷超聲焊，焊點(diǎn)在框架內(nèi)邊緣1mm區(qū)域內(nèi)，焊絲高度≦0.6mm。

      封蓋：

      預(yù)烘焙：300℃；

      燒結(jié)方式：倒置；

      燒結(jié)溫度：430℃~440℃；

      燒結(jié)時(shí)間：7~15min（視管殼體積）；

      保護(hù)氣體：N2（1L/min）。

      管腳鍍錫：

      鍍前酸洗：50%H2SO475~95℃1min；去離子水漂洗25℃2min；10%H2SO425℃10S;去離子水漂洗25℃4min；

      電鍍：電流大小及電鍍時(shí)間據(jù)鍍面大小及鍍層厚度而定。

      鍍后處理：去離子水漂洗5min乙醇脫水、紅外烘干。

工藝條件

4.總結(jié)

      采用上述工藝對(duì)十余種電路進(jìn)行了黑陶瓷封裝。成品芯片抗剪切力大于20N，焊絲拉力大于0.03N，漏氣率小于506×10-8kPa·cm3/S（He），整體封裝成品率達(dá)90%以上。此工藝的封裝質(zhì)量已達(dá)到行業(yè)較高標(biāo)準(zhǔn)，完全可以滿足各種高可靠電路的封裝要求。