CN106548834A - 一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法 - Google Patents

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张凤伟
张玉君
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Abstract

一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，涉及电子封装用金属外壳领域，包括以下步骤：金属外壳的生产、低温卸压和中温处理。在生产金属外壳的流程中增加低温卸压和中温处理两个步骤，采用低温卸压工艺，可以卸除玻璃绝缘子与金属间界面气泡内的部分压强，并形成气泡与外界连通的通道，对低温卸压后的金属外壳进行中温处理，可以弥合裂纹、使气泡形状变得规则、表面变得光滑，增加玻璃绝缘子与金属间的接触面积，从而很大程度上提高了金属外壳的气密性。

Description

一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法
技术领域
本发明涉及电子封装用金属外壳领域，更具体的涉及一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法。
背景技术
如果电子元器件使用气密性不合格的金属外壳，外界水汽、有害离子或气体等会进入电子元器件的腔体内部，导致元件表面产生漏电、参数变差等失效现象。因此，气密性是金属外壳质量和可靠性考核的重要指标之一，也是金属外壳生产过程中的必须监控项。
采用常用封接流程生产的金属外壳一般可以满足国家军用标准GJB 2440A-2006《混合集成电路外壳通用规范》中的通用要求。然而，当对气密性提出更高的要求，增加如超声清洗、真空烘烤等其他考核项目时，常用封接流程生产的部分金属外壳会出现气密性不合格的失效现象。经系统地排查与分析，金属外壳考核后的气密性不合格是因为玻璃绝缘子与金属间的界面存在漏气通道，而漏气通道是一些压强很大、形状不规则、由多种材质组成的气泡形成的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，该方法可以卸掉气泡内部分压强，使气泡与外界形成连通的通道，并使气泡的形状变得规则、光滑，增加玻璃绝缘子与金属间的接触面积，从而提高金属外壳的气密性。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，包括以下步骤：
(1)金属外壳的生产：首先，将底盘、玻璃绝缘子和引线装配到工装夹具上，升温至玻璃绝缘子的液相线，使熔融的玻璃绝缘子与底盘、引线的表面形成良好的浸润并紧密地结合在一起，然后，温度冷却至室温，使熔融的玻璃绝缘子逐渐凝固，并与金属表面牢固地封接在一起，成为一个整体；
(2)低温卸压：将生产的金属外壳放到真空炉内抽真空，然后升高真空炉内的温度，金属外壳在真空炉内保温后随炉冷却，使界面间的气泡表面上的微裂纹扩展成为裂纹；
(3)中温处理：将低温卸压后的金属外壳在工装夹具固定，在保护气氛环境下，将温度升至玻璃绝缘子软化点以上，保温后，随炉冷却。
进一步，所述真空炉内的真空度小于102Pa。
进一步，步骤(2)中抽真空至真空炉炉膛内的真空度小于1pa停止。
进一步，步骤(2)中真空炉内的温度升高至200～300℃，金属外壳在真空炉内保温的时间为0.3～100h。
进一步，金属外壳在真空炉内保温的时间为20～60h。
进一步，步骤(3)中温度升高至玻璃绝缘子软化点以上30~200℃，保温的时间为5～60min，降温速率小于50℃/min。
本发明的有益效果为：在生产金属外壳的流程中增加低温卸压和中温处理两个步骤，采用低温卸压工艺，可以卸除玻璃绝缘子与金属间界面气泡的部分压强，并形成气泡与外界连通的通道，对低温卸压后的金属外壳进行中温处理，可以弥合裂纹、使气泡形状变得规则、表面变得光滑，增加玻璃绝缘子与金属间的接触面积，从而很大程度上提高了金属外壳的气密性。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
实施例1
一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，包括以下步骤：
(1)金属外壳的生产：首先，将底盘、玻璃绝缘子和引线装配到工装夹具上，升温至玻璃绝缘子的液相线，使熔融的玻璃绝缘子与底盘、引线的表面形成良好的浸润并紧密地结合在一起，然后，温度冷却至室温，使熔融的玻璃绝缘子逐渐凝固，并与金属表面牢固地封接在一起，成为一个整体。
(2)低温卸压：将生产的金属外壳放到真空度小于102Pa的真空炉内抽真空，至真空炉炉膛内的真空度小于1pa，然后将真空炉内的温度升高至250℃，金属外壳在真空炉内保温70h后随炉冷却。由于玻璃绝缘子的抗张强度在200～300℃时最低、在高温状态下气泡表面受到的张应力增大，气泡表面物质因受到张应力作用而形成的微裂纹扩展成裂纹，形成气泡与外界连通的通道，部分气泡的压强得到卸除，而没有扩展成裂纹的气泡为安全气泡，不会产生裂纹。
（3）中温处理：将低温卸压后的金属外壳在工装夹具固定，在保护气氛环境下，将温度升至玻璃绝缘子软化点以上30℃，保温30min后随炉冷却，降温速率小于50℃/min。温度升至玻璃绝缘子软化点以上，熔融的玻璃绝缘子会将气泡与外界连通的通道填充。温度升至软化点后继续升高时，气泡的体积会增大，气泡受表面张力的作用，其形状趋于规则、表面趋于光滑，避免漏气通道的出现，从而提高了金属外壳的气密性。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
金属外壳的生产：首先，将底盘、玻璃绝缘子和引线装配到工装夹具上，升温至玻璃绝缘子的液相线，使熔融的玻璃绝缘子与底盘、引线的表面形成良好的浸润并紧密地结合在一起，然后，温度冷却至室温，使熔融的玻璃绝缘子逐渐凝固，并与金属表面牢固地封接在一起，成为一个整体；
(2)低温卸压：将生产的金属外壳放到真空炉内抽真空，然后升高真空炉内的温度，金属外壳在真空炉内保温后随炉冷却，使界面间的气泡表面上的微裂纹扩展成为裂纹；
（3）中温处理：将低温卸压后的金属外壳在工装夹具固定，在保护气氛环境下，将温度升至玻璃绝缘子软化点以上，保温后随炉冷却。
2.根据权利要求1所述的一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，其特征在于：所述真空炉内的真空度小于102Pa。
3.根据权利要求1所述的一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，其特征在于：步骤(2)中抽真空至真空炉炉膛内的真空度小于1pa停止。
4.根据权利要求1所述的一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，其特征在于：步骤(2)中真空炉内的温度升高至200～300℃，金属外壳在真空炉内保温的时间为0.3～100h。
5.根据权利要求4所述的一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，其特征在于：金属外壳在真空炉内保温的时间为20～60h。
6.根据权利要求1所述的一种提高玻璃封接金属外壳气密性的方法，其特征在于：步骤(3)中温度升高至玻璃绝缘子软化点以上30~200℃，保温的时间为5～60min，降温速率小于50℃/min。
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