CN113707618A - 一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及集成电路电子封装，尤其是一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板及其制备方法。一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，包括合金盖板本体，所述合金盖板本体的侧面和上表面设有金刚石层，所述合金盖板本体下表面和所述金刚石层外包裹有第一保护层。本发明提供的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板具有更好的抗盐雾腐蚀性能，能够满足集成电路产品更加苛刻的盐雾环境应用需求，实现平行缝焊封装器件的高可靠性要求。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路电子封装，尤其是一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板及其制备方法。
背景技术
平行缝焊是高可靠气密性陶瓷封装中最常用的一种封装形式，该技术利用电阻焊的原理，通过滚轮电极施加在盖板表面的脉冲功率产生的热量，实现盖板下表面以及焊框表面镀层的熔化及再凝固，实现盖板与焊框的焊接。随着滚轮电极在盖板上滚动，在脉冲功率的作用下，焊点一个个相继成型，并互相重叠，形成鱼鳞状连接的焊缝，实现气密性封装。由于平行缝焊工艺的热量主要集中于焊接密封区域，热量会通过热传导和热辐射及时传递到环境中，因此，管壳内部的芯片不会受到高温的作用。
常规的平行缝焊盖板采用可伐合金基底表面化学镀镍，在该工艺中，化学镀镍液中参杂的磷的重量比一般在8%～12%之间，其镀层的熔点为880℃。因此，为保证良好的密封性能，通常情况下盖板与密封环接触处的温度在1000℃甚至更高。虽然较高的温度有利于平行缝焊密封工艺的合格率，但温度过高时，表面化学镀镍层的熔化、流动等作用会暴露出可伐基底，导致盖板的耐腐蚀性严重下降，这也是采用平行缝焊密封工艺的封装产品在进行盐雾试验中经常出现盖板边缘锈蚀失效的根本原因。盖板腐蚀会导致气密性封装的失效，对电路应用中的可靠性带来严重隐患。因此，如何改善平行缝焊耐盐雾腐蚀性能是亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，以解决采用化学镀镍的常规平行缝焊合金盖板在平行缝焊接过程中由于镀层的熔化导致可伐基底的暴露，造成盐雾试验中的锈蚀失效带来的电路可靠性隐患的问题，具体技术方案为：
一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，包括合金盖板本体，所述合金盖板本体的侧面和上表面设有金刚石层，所述合金盖板本体下表面和所述金刚石层外包裹有第一保护层。
优选的，所述金刚石层的厚度为0.1μm~15μm。
优选的，所述第一保护层为镍层，所述镍层的厚度为2μm～8.89μm。
其中，所述镍层中的镍为镍磷合金，熔点为880℃。
进一步的，所述镍磷合金中磷的重量比为8%~12%。
优选的，还包括第二保护层，所述第二保护层包裹在所述第一保护层上，所述第二保护层为镀金层，所述第一保护层为镍层。
其中，所述镀金层的厚度为0.01-6μm。
进一步的，所述镍层中的镍为高纯镍，熔点为1455℃，所述镀金层中的金为纯金，熔点为1064℃。
一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板的制备方法，
S10：机加工得到合金盖板本体；
S20：合金盖板本体经清洗后，在下表面涂覆隔离层，对隔离层进行干燥；
S30：对合金盖板本体的上表面及侧面涂覆金刚石，形成金刚石层；
S40：去除隔离层，清洗并干燥；
S50：对合金盖板本体进行镀镍，得到第一保护层；
S60：清洗、干燥后，完成平行缝焊合金盖板的制作。
优选的，还包括S51：在第一保护层上镀金，得到第二保护层。
本发明提供的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板及其制备方法具有以下有益效果：
（1）金刚石熔点高达3500℃以上，合金盖板上表面和侧面的金刚石层能够有效防止平行缝焊过程中基体可伐合金中铁元素的暴露，同时，金刚石本身的高硬度也会避免电极对可伐盖板的损伤，在保证可伐盖板的完整性的同时，增强盖板抗盐雾腐蚀性能；
（2）与现有的平行缝焊化学镀镍盖板相比，本发明提供的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板具有更好的抗盐雾腐蚀性能，能够满足集成电路产品更加苛刻的盐雾环境应用需求，实现平行缝焊封装器件的高可靠性要求。
附图说明
图1是在合金盖板本体下表面涂覆隔离层的示意图；
图2是在合金盖板上表面及侧面涂覆金刚石的示意图；
图3是去除隔离层的示意图；
图4是制作第一保护层的示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
如图4所示，一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，包括合金盖板本体1，合金盖板本体1的侧面和上表面设有金刚石层2，合金盖板本体1下表面和金刚石层2外包裹有第一保护层3。
金刚石层的厚度为0.1μm~15μm。
第一保护层3为镍层，镍层的厚度为2μm～8.89μm。镍层中的镍为镍磷合金，熔点为880℃。镍磷合金中磷的重量比为8%~12%。
通常来说，平行缝焊工艺对盖板本体和镀层的损伤是不可避免的，通过工艺改进只能控制损伤大小，并不能从根源上解决盖板本体和镀层损伤问题。本实施例提供的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板能够在合金盖板本体的上表面和侧面得到高熔点、高硬度、高强度的金刚石层镀层结构，得到的金刚石层不仅能够保护盖板本体在环境中的暴露，同时能够有效避免盖板本体的损伤，具有更好的抗盐雾腐蚀性能，能够满足高可靠陶瓷封装对于盐雾试验的要求，能够适应集成电路产品更加苛刻的盐雾环境应用需求，实现平行缝焊封装器件的高可靠性要求。
实施例二
一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，包括合金盖板本体1，合金盖板本体1的侧面和上表面设有金刚石层2，合金盖板本体1下表面和金刚石层2外包裹有第一保护层3，还包括第二保护层，第二保护层包裹在第一保护层上，第二保护层为镀金层，第一保护层为镍层。
镀金层的厚度为0.01-6μm。镍层中的镍为高纯镍，熔点为1455℃，镀金层中的金为纯金，熔点为1064℃。
实施例三
如图1至图4所示，一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板的制备方法，包括以下步骤：
S10：机加工得到合金盖板本体1；
S20：合金盖板本体1经清洗后，在下表面涂覆隔离层30，对隔离层30进行干燥；
S30：对合金盖板本体1的上表面及侧面涂覆金刚石，形成金刚石层；
S40：去除隔离层30，清洗并干燥；
S50：对合金盖板本体1进行镀镍，得到第一保护层3；
S60：清洗、干燥后，完成平行缝焊合金盖板的制作。
上述方法得到实施例一的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板。
实施例四
一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板的制备方法，包括以下步骤：
S10：机加工得到合金盖板本体1；
S20：合金盖板本体1经清洗后，在下表面涂覆隔离层30，对隔离层30进行干燥；
S30：对合金盖板本体1的上表面及侧面涂覆金刚石，形成金刚石层；
S40：去除隔离层30，清洗并干燥；
S50：对合金盖板本体1进行镀镍，得到第一保护层3；
S51：在第一保护层3上镀金，得到第二保护层；
S60：清洗、干燥后，完成平行缝焊合金盖板的制作。
上述方法得到实施例二的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板。
在形成金刚石层时所用的收单包括但不限于热丝气相沉积、微博等离子体气相沉积、直流电弧等离子体喷射、燃烧火焰沉积等，在形成第二镍保护层时使用的手段为使用电镀或化镀技术。金刚石熔点高达3500℃以上，合金盖板上表面和侧面的金刚石层能够有效防止平行缝焊过程中基体可伐合金中铁元素的暴露，同时，金刚石本身的高硬度也会避免电极对可伐盖板的损伤，在保证可伐盖板的完整性的同时，增强盖板抗盐雾腐蚀性能。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，包括合金盖板本体（1），所述合金盖板本体（1）的侧面和上表面设有金刚石层（2），所述合金盖板本体（1）下表面和所述金刚石层（2）外包裹有第一保护层（3）。
2.根据权利要求1所述的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，所述金刚石层的厚度为0.1μm~15μm。
3.根据权利要求1所述的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，所述第一保护层（3）为镍层，所述镍层的厚度为2μm～8.89μm。
4.根据权利要求3所述的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，所述镍层中的镍为镍磷合金，熔点为880℃。
5.根据权利要求4所述的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，所述镍磷合金中磷的重量比为8%~12%。
6.根据权利要求1所述的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，还包括第二保护层，所述第二保护层包裹在所述第一保护层上，所述第二保护层为镀金层，所述第一保护层为镍层。
7.根据权利要求6所述的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，所述镀金层的厚度为0.01-6μm。
8.根据权利要求6所述的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板，其特征在于，所述镍层中的镍为高纯镍，熔点为1455℃，所述镀金层中的金为纯金，熔点为1064℃。
9.一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：机加工得到合金盖板本体（1）；
S20：合金盖板本体（1）经清洗后，在下表面涂覆隔离层（30），对隔离层（30）进行干燥；
S30：对合金盖板本体（1）的上表面及侧面涂覆金刚石，形成金刚石层；
S40：去除隔离层（30），清洗并干燥；
S50：对合金盖板本体（1）进行镀镍，得到第一保护层（3）；
S60：清洗、干燥后，完成平行缝焊合金盖板的制作。
10.根据权利要求9所述的一种耐盐雾腐蚀平行缝焊合金盖板的制备方法，其特征在于，还包括S51：在第一保护层（3）上镀金，得到第二保护层。
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