CN108257903A - 环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法 - Google Patents

环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法 Download PDF

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Abstract

本发明是环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，其中环形陶瓷封装外壳结构包括上法兰、陶瓷组件、下法兰，上法兰、陶瓷组件、下法兰自上而下通过焊料实现连接。自定位装架方法：设计相应的嵌入式装架模具，采用模具配合实现上、下法兰与陶瓷组件之间的自定位；通过嵌入式装架模具的上、下组件的各位置的直径及高度的定位设计，实现下法兰、陶瓷组件、上法兰及焊料的自定位，包括如下步骤：（1）模具设计；（2）零件准备；（3）装架钎焊。优点：保证组件定位精确度，避免了人工拨正造成的误差，改善成品管壳的一致性；提升产品成品率，提高了环形管壳的装架效率，实现产品批量生产。

Description

环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法
技术领域
本发明涉及的是一种环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，属于电子封装的装架技术领域，尤其涉及环形陶瓷外壳的装架技术领域。采用嵌入式装架模具的设计，实现法兰零件、焊料和陶瓷组件的自定位装架，并保证各组件的同心度。通过自定位装架，省去放置压塞和显微镜下拨正的工序，提高产品一致性及生产效率。
背景技术
在目前的电子封装领域，具有一部分外壳具有着特殊的特征，它们通常是采用环形陶瓷组件配合环形法兰，构成外壳的主体。除正常的外壳封接要求外，环形陶瓷组件与上下法兰之间还具有着极高的同心度要求。这对于传统的手工装架、手工拨正而言，可行性较低。一方面，环形外壳的装架难度本身较高，依靠显微镜放大后逐一拨正，费时费力，生产效率低，产品的一致性也比较差；另一方面，同心度的要求在显微镜下，通过肉眼无法确认，外壳生产完成后存在着极大概率的次品。因此，采用传统的装架工艺进行生产具有相当的难度。
发明内容
本发明提出的是一种环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，其目的为了克服现有工艺中的不足，根据陶瓷部件的尺寸，设计相应的嵌入式装架模具，采用先装法兰再装焊料和陶瓷部件的装架方法，不需压塞和人工拨正，实现环形陶瓷组件与法兰的自定位装架，同时通过合适的尺寸设计，利用环形零件的特征，满足外壳不同零件间的同心要求，简化装架工序，大大提高产品的成品率、一致性和生产效率。
本发明的技术解决方案：环形陶瓷封装外壳，其结构包括以下步骤：环形陶瓷封装外壳，其结构包括上法兰1、陶瓷组件2、下法兰3，上法兰1、陶瓷组件2、下法兰3自上而下通过焊料实现连接。
环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，设计相应的嵌入式装架模具，采用模具配合实现上、下法兰与陶瓷组件之间的自定位;通过嵌入式装架模具的上、下组件的各位置的直径及高度的定位设计，实现下法兰、陶瓷组件、上法兰及焊料的自定位，具体包括如下步骤：
包括如下步骤：
（1）模具设计，
（2）零件准备，
（3）装架钎焊。
本发明的优点：
1）通过模具的自定位嵌入式设计以及合理的尺寸设计，实现金属法兰、钎焊焊料和陶瓷组件的自定位装架，不需要显微镜下拨正，简化装架工序，提高了装架效率；
2）通过自定位嵌入式模具的尺寸设计，对环形外壳的尺寸进行了有效限制，避免了焊后外壳的常、宽、高尺寸超差现象，提高了外壳的装架可行性和良品率；
3）采用同心圆形的模具设计，并通过嵌入式的方式，将各环形零件至置入模具内，保证上、下法兰与环形陶瓷组件的同心性，满足该类外壳较高的同心度要求，提升了产品的生产可行性和良品率。
附图说明
图1是环形陶瓷封装外壳的结构示意图。
图2-1是环形陶瓷封装外壳的上法兰结构示意图。
图2-2是环形陶瓷封装外壳的陶瓷组件结构示意图。
图2-3是环形陶瓷封装外壳的下法兰结构示意图。
图3是环形陶瓷封装外壳的自定位装架模具结构示意图。
图中的1是上法兰、2是陶瓷组件、3是下法兰、D1是环形外壳下法兰的外直径尺寸、MDi1是设计自定位嵌入式装架模具下组件的内侧直径、D2是环形外壳陶瓷构件的直径尺寸、MDi2是设计自定位嵌入式装架模具下组件的内侧直径、X是石墨模具侧壁厚度、MDo1是自定位嵌入式装架模具下组件的外围直径、H1是环形外壳下法兰的高度、MHi1是自定位嵌入式装架模具下组件法兰定位圆台阶高度、D3是环形外壳上法兰的直径尺寸=22.04mm、MDi3是设计自定位嵌入式装架模具上组件的内侧直径、MDo2是自定位嵌入式装架模具上组件的外侧直径、MHi2是自定位嵌入式装架模具上组件法兰定位圆台阶的高度、H1是环形外壳的下法兰高度、H2是上法兰高度、H3是陶瓷件高度、H4是焊料片厚度、H5是石墨模具下组件底片的厚度、H6是石墨模具上组间上片厚度、MHD是自定位嵌入式装架模具下组件的厚度、MHi2是嵌入式装架模具上组件法兰定位圆台阶的厚度、H6是石墨模具上片的厚度、MHU是自定位嵌入式装架模具上组件高度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
对照图1、图2和图3，环形陶瓷封装外壳，其结构包括上法兰1、陶瓷组件2、下法兰3，上法兰1、陶瓷组件2、下法兰3自上而下通过焊料实现连接。
如图所示，环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，设计相应的嵌入式装架模具，采用模具配合实现上、下法兰与陶瓷组件之间的自定位;通过嵌入式装架模具的上、下组件的各位置的直径及高度的定位设计，实现下法兰、陶瓷组件、上法兰及焊料的自定位，具体包括如下步骤：
（1）模具设计，
（2）零件准备，
（3）装架钎焊。
所述步骤（1）模具设计：包括
1）根据环形外壳下法兰的外直径尺寸D1=27.98mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具下组件的内侧直径1，MDi1=28.05mm，公差x为0.07mm；
2）根据环形外壳陶瓷构件的直径尺寸D2=32 mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具下组件的内侧直径2，MDi2=32.05mm，公差x为0.05mm；
3）配合合适的石墨模具侧壁厚度X=3.95 mm，由公式装架模具下组件的外围直径MDo1=侧壁厚度X+外围直径尺寸2 MDi2=3.95+32.05=36mm；
4）根据环形外壳下法兰的高度H1=1.95 mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具下组件法兰定位圆台阶高度MHi1=1.92 mm ，公差z为-0.03mm；
5）根据环形外壳上法兰的直径尺寸D3=22.04mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具上组件的内侧直径3，MDi3=21.95mm，公差x 为-0.09 mm；根据装架模具下组件的内侧直径2 MDi2，配合合理的尺寸公差，设计模具上组件的外侧直径MDo2=31.98mm，公差y为-0.07mm。
6）根据环形外壳的上法兰高度H2=4.15mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具上组件法兰定位圆台阶的高度MHi2=3.5 mm，公差z为-0.75 mm；
7）根据环形外壳的下法兰高度H1、上法兰高度H2、陶瓷件高度H3=2.0 mm、采用的焊料片厚度H4= 0.2 mm、石墨模具下组件底片的厚度H5= 2 mm及石墨模具上组间上片厚度H6=2mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具下组件MHD= 12.5 mm，公差z为0.1mm；
8）根据嵌入式装架模具上组件法兰定位圆台阶的厚度MHi2及石墨模具上片的厚度H6，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具上组件高度MHU=MHi2+H6= 5.5 mm；
9）根据设计的自定位装架模具各个直径及对应位置的厚度尺寸，运用AUTOCAD软件绘制环形外壳的嵌入式自定位装架模具的设计图纸，进行模具的机加工成型；
所述步骤（2）零件准备：陶瓷组件镀镍待用，法兰退火镀镍待用，焊料清洗待用，加工好的石墨模具进行清洁处理后待用；
所述步骤（3）装架钎焊：在自定位嵌入式装架模具的下组件定位槽内依次对应放入下法兰、钎焊焊料、陶瓷组件半成品、钎焊焊料、上法兰，将装架模具的上组件对应嵌入下组件内，保证上组间的外缘与下组件的内缘重合。轻微旋转倾斜装架模具，达到各组件间的精密配合，完成该步骤后，把装架好部件模具放入钎焊炉采用常规钎焊工艺完成装架钎焊。
环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法中设计相应的嵌入式装架模具，采用模具配合实现上、下法兰与陶瓷组件之间的自定位，不需压塞和人工拨正，即可实现环形的自定位装架，并借由模具，保证产品各环形组件间的同心特性。该方法通过嵌入式装架模具的上、下组件的各位置的直径及高度的定位设计，实现下法兰、陶瓷组件、上法兰及焊料的自定位，简化了多道工序，大大提高产品的一致性和生产效率，产品的同心特性得到保证，良品率显著提升。本发明所述工艺路线和方法制作的环形外壳能够满足封装外壳气密性封装需求，已经在多个项目中得到应用，取得显著效益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.环形陶瓷封装外壳，其特征是包括上法兰、陶瓷组件、下法兰，上法兰、陶瓷组件、下法兰自上而下通过焊料实现连接。
2.如权利要求1所述的环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，其特征是设计相应的嵌入式装架模具，采用模具配合实现上、下法兰与陶瓷组件之间的自定位;通过嵌入式装架模具的上、下组件的各位置的直径及高度的定位设计，实现下法兰、陶瓷组件、上法兰及焊料的自定位，具体包括如下步骤：
（1）模具设计，
（2）零件准备，
（3）装架钎焊。
3.根据权利要求2所述的环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，其特征是所述步骤（1）模具设计：包括
1）根据环形外壳下法兰的外直径尺寸D1=27.98mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具下组件的内侧直径MDi1=28.05mm，公差x为0.07mm；
2）根据环形外壳陶瓷构件的直径尺寸D2=32 mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具下组件的内侧直径MDi2=32.05mm，公差x为0.05mm；
3）配合石墨模具侧壁厚度X=3.95 mm，由公式装架模具下组件的外围直径MDo1=侧壁厚度X+外围直径尺寸 MDi2=3.95+32.05=36mm；
4）根据环形外壳下法兰的高度H1=1.95 mm，配合公差，设计自定位嵌入式装架模具下组件法兰定位圆台阶高度MHi1=1.92 mm ，公差z为-0.03mm；
5）根据环形外壳上法兰的直径尺寸D3=22.04mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具上组件的内侧直径MDi3=21.95mm，公差x 为-0.09 mm；根据装架模具下组件的内侧直径 MDi2，配合合理的尺寸公差，设计模具上组件的外侧直径MDo2=31.98mm，公差y为-0.07mm；
6）根据环形外壳的上法兰高度H2=4.15mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具上组件法兰定位圆台阶的高度MHi2=3.5 mm，公差z为-0.75 mm；
7）根据环形外壳的下法兰高度H1、上法兰高度H2、陶瓷件高度H3=2.0 mm、采用的焊料片厚度H4= 0.2 mm、石墨模具下组件底片的厚度H5= 2 mm及石墨模具上组间上片厚度H6=2mm，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具下组件高度MHD= 12.5 mm，公差z为0.1 mm；
8）根据嵌入式装架模具上组件法兰定位圆台阶的厚度MHi2及石墨模具上片的厚度H6，配合合理的尺寸公差，设计自定位嵌入式装架模具上组件高度MHU=MHi2+H6= 5.5 mm；
9）根据设计的自定位装架模具各个直径及对应位置的厚度尺寸，运用AUTOCAD软件绘制环形外壳的嵌入式自定位装架模具的设计图纸，进行模具的机加工成型。
4.根据权利要求2所述的环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，其特征是所述步骤（2）零件准备：陶瓷组件镀镍待用，法兰退火镀镍待用，焊料清洗待用，加工好的石墨模具进行清洁处理后待用。
5.根据权利要求2所述的环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，其特征是所述步骤（3）装架钎焊：在自定位嵌入式装架模具的下组件定位槽内依次对应放入下法兰、钎焊焊料、陶瓷组件半成品、钎焊焊料、上法兰，将装架模具的上组件对应嵌入下组件内，保证上组间的外缘与下组件的内缘重合，轻微旋转倾斜装架模具，达到各组件间的精密配合，完成该步骤后，把装架好部件模具放入钎焊炉采用常规钎焊工艺完成装架钎焊。
6.根据权利要求2所述的环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，其特征在于：所述的嵌入式自定位装架模具的直径和高度尺寸（MD、MH），运用AUTOCAD软件绘制环形陶瓷封装外壳的嵌入式自定位装架模具的设计图纸，进行模具的机加工成型；模具的材料采用光谱石墨，模具的各尺寸机加工严格按照图纸公差完成，确保自定位同心装架的可实现。
7.根据权利要求2所述的环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，其特征在于：所述的陶瓷件镀镍、法兰退火镀镍、焊料清洗、机加工后的石墨模具进行清洁处理待，准备的零件需平整无变形。
8.根据权利要求2所述的环形陶瓷封装外壳的自定位装架方法，其特征在于：在自定位嵌入式装架模具的下组件定位槽内依次对应放入下法兰、钎焊焊料、陶瓷组件半成品、钎焊焊料、上法兰，将装架模具的上组件对应嵌入下组件内，保证上组间的外缘与下组件的内缘重合，轻微旋转倾斜装架模具，达到各组件间的精密配合。
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