陶瓷管座封装是IC芯片与微系统芯片的常见封装形式。其基本工艺流程为：

1)　　 划片

2)　　 在陶瓷基板上涂胶、贴片

3)　　 引线键合前清洗

4)　　 引线键合

5)　　 封帽

6)　　 可靠性测试

下面按照设计规范、操作流程、检验标准与检验实例三部分介绍。

1. 设计规范

(1)　　 划片设计规范

Ø　　  圆片尺寸：最大8英寸。

Ø　　  划片槽宽度设计：普通硅片版图，槽宽大于等于100mm。 键合硅片、玻璃片版图，槽宽大于等于500mm。版图图形一般最好离开划片槽边一定距离，避免划片时图形损伤。

Ø　　  划片槽标识设计：标识应明显区别于版图图形，以便对准时能迅速准确找到划片槽。可根据需要选择不同的标识形式，如图1所示。

Ø　　  图形步进尺寸应为10mm的整数倍，图形分布要有规律，最好步进尺寸一致。

Ø　　  划片槽一定要贯穿整个基片，划片槽不可有交错现象。

(a)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (b)

图1. 划片槽标识设计

　　　　　　　　　　　　　　　　　 (c)

 

(2)　　 有机胶贴片规范

描述	规则
粘接材料	封装专用环氧树脂
对准精度	£9mm
固化温度	150°C
固化时间	60分钟
热导率(121°C)	0.5W/mK
电阻率	3.5´1015W-cm
剪切强度	按国家相关标准执行

 

 

(3)　　 引线键合设计规范

描述	规则
	标准	最小
压焊块材料	Au，Al	Au，Al
压焊块厚度	Al: ³5000Å Au: ³5000Å，Au下有³2000Å的粘附层，粘附层材料可以是Cr, Ni等	Al: 5000Å Au: 5000Å，Au下有2000Å的粘附层，粘附层材料可以是Cr, Ni等
压焊块边长	100mm	50mm
压焊块中心间距	150mm	100mm
引线键合方式	铝线楔焊，金线楔焊，金丝球焊，金带焊
线径	25mm
线弧高度	250mm	150mm

 

(4)　　 管座与封帽规范

 

(5)　　 可靠性测试规范

Ø　　　 引线强度测试：³3克力

Ø　　　 平行缝焊漏率测试：采用氟油粗检和氦气精检

Ø　　　 冷热循环：按器件要求

　

2. 操作流程与检验标准

(1) 划片

Ø　　　 贴膜：用SEC3150贴膜机在圆片背面贴蓝膜

Ø　　　 设置刀片参数

Ø　　　 测高

Ø　　　 将样片放置在工作盘上，按C/T开启工作盘真空

Ø　　　 设置切割方式、切割形状、尺寸等参数

Ø　　　 校准基线

Ø　　　 设定切割面

Ø　　　 切割

Ø　　　 取片

(2) 管座上涂胶、贴片

Ø　　　 采用点胶机涂胶

Ø　　　 手动或半自动贴片

Ø　　　 固化：固化温度150°C，1小时

(3) 引线键合前清洗：等离子体清洗

(4) 引线键合：Westbond 747677E三用压焊机

Ø　　　 安装引线、劈刀，设置参数

Ø　　　 实验片拉力测试

Ø　　　 引线键合

(5a) 有机胶手工封帽

Ø　　　 涂胶：封装专用环氧树脂

Ø　　　 封帽

Ø　　　 固化：固化温度150°C，1小时

(5b) 平行缝焊封帽

Ø　　　 将管座与盖板放入进料箱中

Ø　　　 对进料箱抽真空/充氮气，共5个循环

Ø　　　 从工作台内打开进料箱，将管座放入夹具，盖上盖板

Ø　　　 启动机器进行平行缝焊

Ø　　　 将完成焊接的样品从工作台侧放入出料箱，关闭工作台侧的箱门

Ø　　　 打开出料箱门，取出封装后的样品。

(6)　　 平行缝焊样品漏率测试

Ø　　　 氦气精检

?　　　　　 在氦气下保压，压力和保压时间根据相关国家标准执行

?　　　　　 取出样品，用氮气吹净样品表面

?　　　　　 将样品放入氦质谱仪中

?　　　　　 测量样品中氦气漏率，漏率应小于阈值，阈值根据相关国家标准执行

Ø　　　 氟油粗检

?　　　　　 将芯片放入轻氟油中保压，压力为4个大气压，保压4小时

?　　　　　 将样品放入装有重氟油的低温恒温槽中，如果出现明显的轻氟油油泡说明有漏气存在，否则即为通过测试。

 

(7)　　 环境测试(包括冷热循环、离心加速度等)

Ø　　　 将样品放入相应的试验箱中

Ø　　　　 按照不同试验的试验标准设定程序

Ø　　　 按照设定试验程序执行

Ø　　　 试验结束, 取出样品测试

 

3. 检验标准

(1) 划片：镜检

Ø　　　 划片崩边小于划片槽, 图形无损伤

(2)　　 有机胶贴片：剪切力测试

Ø　　　 剪切力强度应达到国家相关标准

(3)　　 引线键合

Ø　　　 检查试验片：引线拉力³3克力(f25mm金线或铝线)

(4)　　 平行缝焊

Ø　　　 漏率达到相关国家标准

 

(5)　　 环境测试：试验条件根据相关国家标准选择