CN118136521A - 一种密封结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种密封结构的制备方法，盖板电镀镍层后局部镀金层，金层仅为密封区和盖板侧面有；金锡焊膏用丝网印刷于盖板密封区上，并在还原性链式隧道炉中回流；回流金锡焊料盖板倒扣于待密封外壳或者基板的密封区上并夹上不锈钢夹子，按金锡熔封工艺完成密封。本发明解决了多芯片等复杂形状、多腔的模块、微系统等封装产品的密封问题，简化了金锡盖板制备和密封工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封结构的制备方法，属于电子封装技术领域。
背景技术
在气密性集成电路、分立器件等中采用金锡焊料进行密封是主要密封工艺之一。带金锡焊料或金锡焊环的盖板/管帽与外壳/管座组装后，在充氮等回流焊炉中将其熔合形成密封腔。
对于密封区正方、长方或圆形等规则图形，带金锡焊料盖板制备及其密封工艺已经成熟，但对于异形、多腔体的密封则存在较多困难，异形需要做复杂的模具，多腔需要做多副焊环冲制模具且组装时要一个一个排列、精确对位，应对多品种、多规格的高密度模块、微系统等需要异形、多腔密封结构存在适应性不强、制造成本高、生产效率低、气密性成品率及其可靠性低等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种密封结构的制备方法，不需定制金锡焊环冲制模具，多腔密封不需要采用多个金锡焊环，采用密封区局部镀金、盖板密封区丝网印刷金锡焊膏并回流，再组装来进行异形、多腔复杂的高密度模块、微系统产品的密封。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案实现：
一种密封结构的制备方法，步骤如下：
首先将盖板镀镍，再在密封区镀金；然后在盖板的密封区上用丝网印刷金锡焊膏，并送入还原性气氛中回流，最后将带金锡焊料盖板、待密封的模块、微系统产品装架，经充氮炉熔融、冷却至常温即完成密封。
具体的，所述盖板是可伐等金属材料，电镀1.30～8.90μm镍，再在密封区镀上0.01～5.70μm金，其他部分通过遮挡不镀金或镀金后采用刻蚀、烧蚀等去除掉。
具体的，所述丝网印刷金锡焊膏图形与密封区图形一致，厚度控制在5～50μm。
具体的，所述金锡焊膏回流气氛为N2-H2，H2含量1％～25％(体积比)，露点在-40℃以下，峰值温度在280℃～340℃，保温时间在1～5分钟，升降温速率在10～60℃/分钟。
具体的，所述带金锡焊料盖板、待密封产品的熔融气氛为N2，氧及水汽的总含量在100×10-6以下；峰值温度在300℃～360℃，保温时间在1.5～6分钟，升降温速率在20～40℃/分钟。
与现有技术相比，本发明所述方法的有益效果在于：
(1)金锡焊料通过丝网印刷金锡焊膏、还原气氛回流来将金锡焊料预先熔在密封区，图形任意，不需要制作金锡焊环冲制模具等；
(2)带金锡焊料盖板与多腔模块或微系统产品的组装是一次完成的，不需要多次组装。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明优选实施例的一种密封结构的制备方法的盖板镀镍、局部镀金示意图；
图2是本发明优选实施例的一种密封结构的制备方法的盖板密封区上丝网印刷金锡焊膏意图；
图3是本发明优选实施例的一种密封结构的制备方法的盖板密封区熔融金锡焊料赋形熔覆示意图。
图4是本发明优选实施例的一种密封结构的制备方法的带金锡焊料盖板与多腔体模块的密封结构示意图。
图中：
1、盖板；11、盖板镍层；12、盖板镀金层；2、金锡焊环；21、金锡焊膏；3、密封产品；31、产品的密封区。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示，是本发明的优选实施例的一种密封结构的制备方法示意图，包括：盖板1，盖板的镀镍层11，盖板镀金层12；金锡焊料2，金锡焊膏21；密封产品3，产品密封区31。通过丝网印刷金锡焊膏21在盖板1的局部镀金层12表面，在还原性气氛中熔融成金锡焊料2；然后将带金锡焊料21的盖板1与密封产品3上的密封区31对扣，压紧后在充氮炉中熔融，降温至常温即完成密封。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，
一种密封结构的制备方法，待密封产品CPGA168为47.70mm×25.00mm，有2个连在一起的腔，外尺寸为46.70mm×24.50mm，两个内腔分别为27.70mm×22.00mm、16.00mm×22.00mm，具体如下：
首先，将0.40mm厚度、47.20mm×24.00mm可伐盖板表面电镀2.54～8.90μm镍层，再将盖板1的一面贴上SC-A0650-F保护膜，激光将1.00mm宽的密封区保护膜切割并揭掉，再化镀0.01～0.20μm金层，并揭掉盖板表面剩余保护膜。
然后，在镀金封区丝网印刷上20～30μm厚的Au80Sn20金锡焊膏，并将其推入充N2-H2(25％体积含量)的链式隧道炉中，回流峰值温度为300～320℃、保温3～5分钟，升降温速率30～60℃/分钟，并清洗去掉残留助焊剂。
最后将带金锡焊料的盖板倒扣于CPGA168密封区上，夹上不锈钢夹子，在氧和水含量低于100×10-6(体积比)的充氮熔封炉中在320～340℃下保温2～5分钟，以30～40℃/分钟升降温速率完成密封。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明通过盖板密封区的局部镀金、丝网印刷金锡焊膏、回流焊形成带金锡焊料盖板；带金锡焊料盖板再与待密封产品的密封区对扣夹紧，再用氮气保护的熔封炉实现产品的密封。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种密封结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
盖板电镀镍层后局部镀金层，金层仅为密封区和盖板侧面有；
金锡焊膏用丝网印刷于盖板密封区上，并在还原性链式隧道炉中回流；
回流金锡焊料盖板倒扣于待密封外壳或者基板的密封区上并夹上不锈钢夹子，按金锡熔封工艺完成密封。
2.根据权利要求1所述的一种密封结构的制备方法，其特征在于：所述的电镀镍层厚度在1.30～8.90μm，金层厚度在0.01～5.70μm；金锡焊膏印刷厚度在5～50μm。
3.根据权利要求1所述的一种密封结构的制备方法，其特征在于：还原性链式隧道炉中，回流气氛为N2-H2，H2为1％～25％体积含量，温度在280℃～340℃，峰值保温时间在1～5分钟。
4.根据权利要求1所述的一种密封结构的制备方法，其特征在于：所述带金锡焊料盖板的图形位复杂的不规则形状、是多腔的。
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