随着微电子器件的发展,集成度变高,对其封装技术也提出了更高的要求,导致其功率密度也相应提高,单位体积发热量也有所增加.本文主要描述封装外壳散热技术。 一、外壳设计散热重要性 电子产品结构设计时,需要估计集成电路芯片由于电功率的热效应所产生的热量如何通过外壳散发到周围环境中去。常见的设计方式有将散热片直接焊接在陶瓷底部;陶瓷底片上冲孔、注浆,将散热片直接焊接在陶瓷底片背面;将散热片镶入陶瓷底腔三种方式。集成电路的散热方式通常有传导、对流和辐射三种。 二、外壳散热的技巧 1、散热片材料对散热的影响 散热片材料一般为钨-铜、钼-铜、铜-钨-铜、铜-钼-铜合金材料,铜-钨-铜、铜-钼-铜结构合金材料比钨-铜、钼-铜在与陶瓷件的结合强度和散热片的电镀质量方面好得多。 2、电镀工艺控制技巧 合金材料散热片在电镀时很容易产生细小的针尖似小泡。必须控制好前工序的处理工艺,在钎焊前对钨铜或钼铜合金材料散热片先镀上一层镍,再进行钎焊,以减少电镀起泡的几率,同时对镀液加强监控和维护。国外采用将陶瓷外壳先镀镍,然后在散热片上镀上一层保护膜或粘上一层保护胶片,待陶瓷外壳镀金后再将保护膜或保护胶片去除。 3、钎焊工艺控制技巧 集成电路陶瓷封装外壳,金属件与陶瓷基座钎焊工艺,根据不同的银铜焊料配比,采用不同的焊接工艺。当散热片材料为钨-铜、钼-铜合金时,采用银铜焊料,陶瓷与封接环、外引线、散热片一次性焊接完成。当散热片材料为铜-钨-铜、铜-钼-铜合金时,采用银镉焊料,除了严格要求钎焊保护气体的纯度、钎焊时间-温度曲线外,还必须严格钎焊工艺步骤,分两次装配、钎焊来完成。首先将封接环、外引线焊接好,再将散热片焊接好,采用银镉焊料,通过钎焊工艺的优化改进,可较好地解决集成电路陶瓷封装外壳散热片焊接强度问题。
|