CN109727879A - 晶振焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的晶振焊接方法，包括：提供金属引线框，所述金属引线框设有支撑台阶；提供晶振片；在所述金属引线框的所述支撑台阶上涂布焊料并烘干；放置所述晶振片于所述支撑台阶上进行焊接。该焊接方法焊接温度低、效率高、可靠性好、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片焊接封装，尤其涉及一种晶振焊接方法。
背景技术
半导体芯片通常是由众多晶体管组成的可以完成一定功能的集成电路，通常一块芯片需要外部时钟提供准确的时钟频率，为保证集成电路的功能可靠，向电路提供的时钟频率必须稳定可靠。现有的芯片一般是安装在电路板上时，由外部的晶振提供时钟频率，但这样的由外部晶振提供时钟的芯片，一来芯片和晶振都会占据一定的空间，整个电路占据的面积比较大，集成度不高，二来由于晶体和芯片是分开的，其工作环境始终会有差别，使得晶体与芯片的配合会存在误差，影响芯片的稳定性。而且现有的芯片采用的晶振通常是贴片晶振，但由于贴片晶振的成本较高，不利于降低整个芯片的成本。
因此，亟待一种改进的晶振焊接方法以克服以上缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焊接温度低、效率高、可靠性好、成本低的晶振焊接方法。
为实现上述目的，本发明的晶振焊接方法，包括：
提供金属引线框，所述金属引线框设有支撑台阶；
提供晶振片；
在所述金属引线框的所述支撑台阶上涂布焊料并烘干；
放置所述晶振片于所述支撑台阶上进行焊接。
与现有技术相比，本发明的焊接方法焊接温度低、效率高、可靠性好、成本低，该方法不需金属化，也不需要昂贵的真空镀膜设备和贵金属靶材，且没有中间处理过程长而复杂、费时的缺陷，缩短总的焊接时间，提高了生产效率。本发明的焊接在真空时一次即可完成，对焊接设备要求极低，焊接效率高、成本低，产品焊接可靠性和良品率高，可以确保超高频电真空器件气密性要求。
较佳地，所述晶振片的厚度等于所述晶振片与所述金属引线框径向配合间隙。
较佳地，所述焊料的涂布厚度为所述晶振片压在所述焊料表面后高于所述金属引线框的表面0.03mm-0.06mm。
较佳地，在焊接前提供的所述晶振片依次经过重铬酸钾硫酸混合溶液清洗和表面毛化处理。
较佳地，所述支撑台阶的宽度为0.2mm-0.4mm，所述支撑台阶的侧壁厚度为0.2mm-0.4mm。
较佳地，所述焊料在110℃-130℃下进行烘干处理5-6小时。
较佳地，所述焊料为钛锆铜镍焊料。
较佳地，放置所述晶振片于所述支撑台阶上进行焊接的步骤包括：将放置好的所述晶振片和所述金属引线框放置在真空炉中，在所述真空炉的真空度小于6.65×10-3Pa时进行加热焊接。
较佳地，放置所述晶振片于所述支撑台阶上进行焊接的步骤之后，还包括对所述晶振片、所述金属引线框和所述焊料之间的间隙进行补焊。
附图说明
图1为本发明晶振焊接方法的一个实施例的流程图。
图2为本发明晶振焊接方法的另一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的晶振焊接方法作进一步说明，但不因此限制本发明。
请参考图1，本发明的晶振焊接方法的一个实施例包括以下步骤：
S101，提供金属引线框，金属引线框设有支撑台阶；
S102，提供晶振片；
S103，在金属引线框的支撑台阶上涂布焊料并烘干；
S104，放置晶振片于支撑台阶上进行焊接。
本发明的焊接方法焊接温度低、效率高、可靠性好、成本低，该方法不需金属化，也不需要昂贵的真空镀膜设备和贵金属靶材，且没有中间处理过程长而复杂、费时的缺陷，缩短总的焊接时间，提高了生产效率。本发明的焊接在真空时一次即可完成，对焊接设备要求极低，焊接效率高、成本低，产品焊接可靠性和良品率高，可以确保超高频电真空器件气密性要求。
请参考图2，本发明的晶振焊接方法的一个优选实施例包括以下步骤：
S101，提供金属引线框，金属引线框设有支撑台阶；
S102，提供晶振片；
S102a，晶振片进行清洗和表面毛化处理；
S103，在金属引线框的支撑台阶上涂布焊料并烘干；
S104，放置晶振片于支撑台阶上进行焊接；
S105，补焊。
具体地，在本实施例中的S101步骤中，用于支撑晶振片的金属引线框的支撑台阶的宽度为0.2mm-0.4mm，较佳为0.3mm，支撑台阶的侧壁厚度为0.2mm-0.4mm，较佳为0.2mm。完成机械加工后的金属引线框需进行镀镍、烧氢处理，以便后续的焊接处理。
在步骤S102中，将晶振片的厚度控制为等于晶振片与金属引线框径向配合间隙。为了使焊料和晶振片之间的接触面积和附着力增加，在晶振片的厚度加工完毕还依次对晶振片进行清洗和表面毛化处理(步骤S102a)。具体地，可采用重铬酸钾硫酸混合溶液进行清洗。
在步骤S103中，在支撑台阶上涂布焊料，并使焊料的涂布厚度为晶振片压在焊料表面后高于金属引线框的表面0.03mm-0.06mm，例如高出0.05mm。优选地，选用熔点为830-850℃、平均颗粒度在200目以下的钛锆铜镍焊料膏作为焊料。该焊料为水分散型焊料膏剂，无毒无味、无副作用，粘度与流动性可随时根据需要进行调整，直接涂敷于镀镍后的支撑台阶上，再放置晶振薄片后即可进行焊接，使用方便无浪费。
在步骤S104中，将涂有钛锆铜镍焊料膏的金属引线框在110℃-130℃下烘干5-6小时，待钛锆铜镍焊料膏表面干燥后，再将表面清洗毛化的晶振片放置在涂好钛锆铜镍焊料膏的金属引线框支撑台阶上。优选地，保证晶振片的安放平面和晶圆薄片上表面的平行度偏差在0.02mm以内。随后，将安放好晶振片的金属引线框放置在真空炉中，在真空炉的真空度小于6.65×10-3Pa时进行加热焊接，即，焊料在真空炉中熔化并实现晶振和金属引线框之间的焊接。
由于钛锆铜镍焊料本身粉体颗粒分布区间与熔化温度特性以及晶振片本身组织过于致密、焊料不易与之严密浸润的原因，在步骤S104之后，需对晶振片、金属引线框和焊料之间的间隙进行补焊(步骤S105)。例如，采用良好的流散性、低熔点含银焊料DHLAgCu28(熔点779℃)填充晶振薄片与金属引线框、焊料的间隙，对之前焊料焊接部位进行补焊，确保焊接连接部位各组织的连接严密。
根据本发明的晶振焊接方法，其焊接温度低、效率高、可靠性好、成本低，该方法不需金属化，也不需要昂贵的真空镀膜设备和贵金属靶材，且没有中间处理过程长而复杂、费时的缺陷，缩短总的焊接时间，提高了生产效率。同时，采用水分散型活性钛锆铜镍焊料，无毒无味、无副作用，粘度与流动性可随时根据需要进行调整，直接涂敷于镀镍后的金属件封接部位，再放置晶振薄片后即可进行焊接，使用方便无浪费，降低了生产环节的复杂性和生产成本，提高了生产效率。再且，属引线框封接部位(即支撑台阶)壁厚取得比较薄，以减小焊接时晶振片热膨胀对金属件挤压的反作用引起的热应力作用，减小晶振炸裂几率。本发明的焊接方法不需要高温金属化，焊接在真空时一次即可完成，对焊接设备要求极低，焊接效率高、成本低，产品焊接可靠性和良品率高，可以确保超高频电真空器件气密性要求。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种晶振焊接方法，包括：
提供金属引线框，所述金属引线框设有支撑台阶；
提供晶振片；
在所述金属引线框的所述支撑台阶上涂布焊料并烘干；及
放置所述晶振片于所述支撑台阶上进行焊接。
2.如权利要求1所述的晶振焊接方法，其特征在于：所述晶振片的厚度等于所述晶振片与所述金属引线框径向配合间隙。
3.如权利要求1所述的晶振焊接方法，其特征在于：所述焊料的涂布厚度为所述晶振片压在所述焊料表面后高于所述金属引线框的表面0.03mm-0.06mm。
4.如权利要求1所述的晶振焊接方法，其特征在于：在焊接前提供的所述晶振片依次经过重铬酸钾硫酸混合溶液清洗和表面毛化处理。
5.如权利要求1所述的晶振焊接方法，其特征在于：所述支撑台阶的宽度为0.2mm-0.4mm，所述支撑台阶的侧壁厚度为0.2mm-0.4mm。
6.如权利要求1所述的晶振焊接方法，其特征在于：所述焊料在110℃-130℃下进行烘干处理5-6小时。
7.如权利要求1所述的晶振焊接方法，其特征在于：所述焊料为钛锆铜镍焊料。
8.如权利要求1所述的晶振焊接方法，其特征在于：放置所述晶振片于所述支撑台阶上进行焊接的步骤包括：将放置好的所述晶振片和所述金属引线框放置在真空炉中，在所述真空炉的真空度小于6.65×10-3Pa时进行加热焊接。
9.如权利要求1所述的晶振焊接方法，其特征在于：放置所述晶振片于所述支撑台阶上进行焊接的步骤之后，还包括对所述晶振片、所述金属引线框和所述焊料之间的间隙进行补焊。
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