技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種使用金錫焊料預成型片的封裝方法及金屬加熱盤。

背景技術(shù)

在以金錫焊料預成型片作為金屬焊料的氣密性或真空器件封裝工藝中，現(xiàn)有工藝對于金錫焊料預成型片焊料，通常采用濕法方式清潔并烘干，再將其直接夾放在金屬蓋板和金屬或陶瓷管座的焊接面中間，然后用燒結(jié)或平行縫焊的方式加熱到共晶溫度，并完成氣密性或真空封裝。

但是該方法存在以下兩個問題：

1、燒結(jié)或平行縫焊的焊接工藝不能有效去除金屬焊料表面的氧化物，在這過程中對于金錫焊料預成型片表面氧化物的處理不充分或者基本沒有。這種方法的后果是，金錫焊料預成型片表面的氧化物殘留在焊接后的界面內(nèi)，導致器件漏率高，真空度保持性能差，不能夠經(jīng)受得起長時問的熱應力循環(huán)，進一步影響到封裝成品率和封裝成本。

2、采用燒結(jié)或平行縫焊的焊接工藝，一次將金屬蓋板和金屬或陶瓷管座焊接在一起，使得由于金屬蓋板和金錫焊料預成型片原因?qū)е碌氖Х庋b器件無法返工，而金屬或陶瓷管座和其中的芯片價值往往比金屬蓋板和金錫焊料預成型片更加昂貴，這就導致封裝物料成本的浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種使用金錫焊料預成型片的封裝方法及金屬加熱盤。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種使用金錫焊料預成型片的封裝方法，它包括以下步驟：

步驟1：將金錫焊料預成型片進行清洗、烘干處理；

步驟2：將金錫焊料預成型片固定連接在金屬蓋板預制件上；

步驟3：在金屬加熱盤腔體內(nèi)，逐一放置連接有金錫焊料預成型片的金屬蓋板預制件；

步驟4：將金屬掩模板安裝到金屬加熱盤上，并用螺絲固定；

步驟5：將上述組裝完成的金屬加熱盤放入PVD設備，濺射金屬Ti，通過金屬掩模板使金屬Ti沉積在金屬蓋板預制件的腔體底面和四周側(cè)面，使金錫焊料預成型片和金屬蓋板預制件做共晶回流工藝時，焊料不會流淌到金屬蓋板腔體內(nèi)的鍍金表面上；

步驟6：取出金屬加熱盤，拆卸并移走金屬掩模板；

步驟7：將帶有濺射金屬Ti的金屬蓋板預制件的金屬加熱盤放置到真空共晶爐中回流，按照溫升曲線，使金錫焊料預成型片與金屬蓋板預制件的表面金層產(chǎn)生共晶反應，使兩者之間產(chǎn)生牢固的焊接；

步驟8：將完成共晶反應的金屬蓋板預制件進行清洗、烘干處理；

步驟9：用帶有已回流金錫焊料的金屬蓋板預制件，通過低溫燒結(jié)或平行縫焊的方式，使金屬蓋板預制件上金錫焊料與陶瓷或金屬管座上的金屬層產(chǎn)生共晶反應，從而把金屬蓋板預制件密封焊接到陶瓷或金屬外殼上，完成氣密性封裝。

進一步的，步驟1包括以下步驟：

（1）使用SC1溶液，對金錫焊料預成型片進行濕法清洗3～4分鐘；

（2）使用DI水，對金錫焊料預成型片進行濕法漂洗，漂洗時間不低于5分鐘；

（3）將金錫焊料預成型片放入溫度為100攝氏度的烘箱進行烘干處理，時間為20～30分鐘。

進一步的，步驟2包括以下步驟：

（1）將金錫焊料預成型片置于金屬蓋板預制件邊沿上，

（2）用超生波點焊機在金錫焊料預成型片的四角上各做一個點焊，使金錫焊料預成型片連接在金屬蓋板預制件邊沿上，不會脫落。

進一步的，步驟8包括以下步驟：

（1）用SC1溶液清洗完成共晶反應的金屬蓋板預制件3～4分鐘，去除去腔體內(nèi)的金屬Ti層；

（2）用去離子水清洗金屬蓋板預制件，時間不低于5分鐘；

（3）將金屬蓋板預制件放入100攝氏度烘箱烘干20～30分鐘。

進一步的，步驟5中，濺射鈦為2000埃。

本發(fā)明還提供了一種帶有金屬掩模板的金屬加熱盤，它包括金屬加熱盤和金屬掩模板，金屬加熱盤上設有若干腔體，金屬掩模板上設有與金屬加熱盤上的腔體相對應若干通孔。

進一步的，金屬加熱盤的腔體的長和寬均比金屬蓋板預制件大20～40微米，腔體內(nèi)放置連接有金錫焊料預成型片的金屬蓋板預制件時，腔體表面與金屬蓋板預制件邊沿上的金錫焊料預成型片的表面平齊，金屬掩模板安裝到金屬加熱盤上時，可完全遮蓋金錫焊料預成型片，并露出金屬蓋板預制件的腔體。

進一步的，金屬掩模板的厚度為0.1～0.15毫米。

進一步的，金屬加熱盤采用鋁合金制作。

進一步的，金屬掩模板采用不銹鋼制作。

本發(fā)明的有益效果是：