CN105789097A - 系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，涉及陶瓷封装外壳技术领域。本发明包括夹具基体，夹具基体上设有用于插接放置陶瓷外壳时，使陶瓷外壳上的所有引线穿入的引线孔，还设有与平行缝焊机工作台定位的定位孔。将外壳插装在缝焊夹具中，实现良好接触，在缝焊过程中，可利用缝焊夹具固定外壳并及时散热，有效避免缝焊时热应力直接作用在陶瓷侧壁，发生瓷裂漏气问题。

Description

系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具
技术领域
本发明涉及陶瓷封装外壳技术领域，尤其是一种系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具。
背景技术
系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳具有优越的承载能力，方便集成多种混合集成电路，广泛应用于航空、航天等军事装备控制系统。该类产品具有形腔比小、薄壁、深腔等特点，常用的封口方式为平行缝焊。
平行缝焊是为了适应双列直插式集成电路金属管壳封装而发展起来的一种微电子器件封装技术，这种气密性封装工艺与其他熔封工艺相比，主要的优点是封装管壳局部高温。
平行缝焊属于电阻熔焊，当两个圆锥形滚轮电极施加在盖板两条对边边缘上，脉冲焊接电流从一个电极通过盖板和焊框，再从另一个电极回到焊接电源形成回路。由于电极与盖板及盖板与焊框之间存在接触电阻，焊接电流将在这两个接触电阻处产生焦耳能量。结果使盖板与焊框之间局部形成熔融状态，凝固后形成一个焊点。在焊接过程中，焊接电流是脉冲式的，每一个脉冲电流可以形成一个焊点，由于外壳作直线运动，电极在盖板上滚动，因此，外壳盖板的两个边形成两条平行的由彼此重叠的焊点组成的连续焊缝。
平行缝焊过程中瞬间产生的高热量会对陶瓷外壳造成热冲击，在后续可靠性试验时，由于残留应力经可靠性试验后得以累加并最终释放而导致结合强度降低，最后出现分层或开裂而漏气。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，将外壳插装在缝焊夹具中，实现良好接触，在缝焊过程中，可利用缝焊夹具固定外壳并及时散热，有效避免缝焊时热应力直接作用在陶瓷侧壁，发生瓷裂漏气问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，包括夹具基体，夹具基体上设有用于插接放置陶瓷外壳时，使陶瓷外壳上的所有引线穿入的引线孔，还设有与平行缝焊机工作台定位的定位孔。
进一步优选的技术方案，在夹具基体的四周均布有若干限位孔，用于连接限位挡板。
进一步优选的技术方案，在夹具基体的中间还设有沉槽，该沉槽的宽度和深度与背面带凸台热沉或双面立体式系统集成封装类外壳上的凸台适配。
进一步优选的技术方案，所述的引线孔的孔中心距为1.27mm、2.54mm。
进一步优选的技术方案，所述的引线孔的排布方式为交错排列的网格方式或阵列排列的网格方式。
进一步优选的技术方案，夹具基体的材质为铝合金。
进一步优选的技术方案，夹具基体的外形长宽尺寸≤150.00mm×150.00mm，夹具基体的高度≤20.00mm。
进一步优选的技术方案，夹具基体上下两平面的平行度为0.05mm。
进一步优选的技术方案，夹具基体下平面的平行度为0.05mm。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
（1）兼容性强，类似结构产品可共用夹具；
（2）满足缝焊散热要求，陶瓷外壳结构直接与铝合金夹具接触，热量直接经陶瓷外壳传递到夹具上，避免了以前仅由针引线散热不足的情况；
（3）具有限位和定位功能，便于使用，有利于批量产品加工；
（4）采用铝合金材料，易于加工；
（5）重量与其他散热材料相比，相对较轻；
（6）应用范围广：类似PGA-引脚网格阵列封装、DIP-双列直插式封装等插装形式外壳产品，均可采用类似夹具设计方法和理念。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明的使用状态示意图；
图中：1、限位孔；2、引线孔；3、定位孔；4、夹具基体；5、沉槽；6、陶瓷外壳；7、封口环；8、上盖板；9、下盖板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
系统级封装（SIP）是当前封装技术研究的热点，也是未来电子封装技术发展的必然趋势。此发明可有力保障系统级封装（SIP）产品生产的可靠性。
本发明的结构包括夹具基体4，如图1、图2所示，夹具基体4上设有用于插接放置陶瓷外壳6时，使陶瓷外壳6上的所有引线穿入的引线孔2，还设有与平行缝焊机工作台定位的定位孔3，该定位孔3用于把陶瓷外壳固定在平行缝焊机的工作台上，本实施例中的定位孔3为四个，定位孔3的孔径大小及分布需要根据所用的平行缝焊机设计。其中，引线孔2需要根据陶瓷针栅阵列外壳的外引线排列形式和孔径大小设计，以便于插装。
在夹具基体的四周均布有若干限位孔1，限位孔可以为通孔或螺纹孔，配套挡板垫片，可实现对焊接产品的限位，有利于平行缝焊操作。
在夹具基体4一面的中间还设有沉槽5，该沉槽5的宽度和深度与背面带凸台热沉或双面立体式系统集成封装类外壳上的凸台适配，可用于背面带凸台热沉或双面立体式系统集成封装类产品使用。
该夹具的材料为铝合金，可用于释放热应力，保证产品可靠性，引线孔中心距包括1.27mm、2.54mm等，引线孔的位置和引线孔中心距根据陶瓷外壳的引线而定，其中，在夹具上的引线孔的数量大于等于需缝焊的陶瓷外壳引线的数量，其引线孔的布设如图1所示，引线孔呈交错网格或阵列网格排布，引线数≤1500，夹具外形长宽尺寸≤150.00mm×150.00mm，高度≤20.00mm，可满足多种引线阵列排布输出，体现了此夹具的优越性。
其中，夹具基体4上下两平面的平行度为0.05mm。夹具基体4下平面的平行度为0.05mm。夹具基体的加工精度比较高，利于保证封装产品的质量。
图3为本发明使用状态的结构图，该陶瓷外壳6的引线插入本发明的引线孔2内，上面为上盖板8，上盖板8下面为封口环7，陶瓷外壳6的下面是下盖板，下盖板9放置于沉槽5中，上下盖板与陶瓷外壳6缝焊过程中，热量通过铝合金夹具能够快速散热，避免了仅引线散热造成的缺陷。
本发明具有以下优势：
（1）兼容性强，类似结构产品可共用夹具；
（2）满足缝焊散热要求，陶瓷外壳本体结构直接与铝合金夹具接触，热量直接经陶瓷体传递到夹具上，避免了以前仅由针引线散热不足的情况；
（3）具有限位和定位功能，便于使用，有利于批量产品加工；
（4）采用铝合金材料，易于加工；
（5）重量与其他散热材料相比，相对较轻；
（6）应用范围广：类似PGA、DIP等插装形式外壳产品，均可采用类似夹具设计方法和理念。

Claims (9)

1.一种系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，其特征在于，包括夹具基体（4），夹具基体（4）上设有用于插接放置陶瓷外壳（6）时，使陶瓷外壳（6）上的所有引线能穿入的引线孔（2），还设有与平行缝焊机工作台定位的定位孔（3）。
2.根据权利要求1所述的系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，其特征在于，在夹具基体（4）的四周均布有若干限位孔（1），用于连接限位挡板。
3.根据权利要求1所述的系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，其特征在于，在夹具基体（4）的中间还设有沉槽（5），该沉槽（5）的宽度和深度与背面带凸台热沉或双面立体式系统集成封装类外壳上的凸台适配。
4.根据权利要求1所述的系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，其特征在于，所述的引线孔（2）的孔中心距为1.27mm、2.54mm。
5.根据权利要求1所述的系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，其特征在于，所述的引线孔（2）的排布方式为交错排列的网格方式或阵列排列的网格方式。
6.根据权利要求1所述的系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，其特征在于，夹具基体（4）的材质为铝合金。
7.根据权利要求1所述的系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，其特征在于，夹具基体（4）的外形长宽尺寸≤150.00mm×150.00mm，夹具基体（4）的高度≤20.00mm。
8.根据权利要求1所述的系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，其特征在于，夹具基体（4）上下两平面的平行度为0.05mm。
9.根据权利要求1所述的系统级封装用陶瓷针栅阵列外壳平行缝焊用夹具，其特征在于，夹具基体（4）下平面的平行度为0.05mm。
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