控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的封裝工藝，具體的說，是一種有效控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，屬于半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體器件內(nèi)部的多余物是影響其可靠性的主要原因之一，是軍用元器件質(zhì)量控制的重要因素，因此在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)上不僅需要關(guān)注器件封裝的氣密性，而且需要對器件內(nèi)部多余物的產(chǎn)生進(jìn)行有效的控制。
[0003]目前，采用儲能封焊的空腔半導(dǎo)體器件主要是金屬圓帽和金屬棱形兩大類封裝外形。器件的密封是通過大電流放電產(chǎn)生熱量使金屬帽與底座熔封到一起。具體工藝過程是:首先將管座和管帽分別放入相應(yīng)的模具里，再放入儲能封焊設(shè)備的上下電極中，當(dāng)上電極帶著模具下移和下電極模具接觸時(shí)，設(shè)備放電使金屬管帽與管座接觸部分產(chǎn)生大電流，大電流使金屬熔化而焊接在一起(如圖6所示)。因接觸金屬放電產(chǎn)生大電流過程中也容易產(chǎn)生電火花放電，電火花放電必然有金屬飛濺物產(chǎn)生，此時(shí)飛濺物進(jìn)入半導(dǎo)體腔體內(nèi)的就是多余物，飛濺物夾雜在管帽與管座的間隙中在后續(xù)使用和試驗(yàn)過程也易脫落為可動多余物(如圖7所示)。特別是為了提高滿足氣密性的封裝成品率加大電流的工藝方法更容易產(chǎn)生可動多余物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種能有效控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，利用該封裝工藝制成的半導(dǎo)體器件可靠性高，不產(chǎn)生可動多余物，器件使用和試驗(yàn)后也不會再產(chǎn)生可動多余物，器件的氣密性和內(nèi)部氣氛也不受影響。
[0005]為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，其特征在于:包括以下步驟:(1)、清洗管帽和管座，清除管帽和管座的表面沾污；(2)、選擇緩沖劑，要求緩沖劑粘度低，浸潤性好，滲透力強(qiáng);可在300° C下耐烘烤處理;能經(jīng)受-100°C至300° C的高、低溫交替沖擊；(3)、緩沖劑的制備，取適量緩沖劑倒入開放的器皿中，放置15-30分鐘，使其自然揮發(fā)部分溶劑，試劑變得粘稠，裝入注射器備用；(4)、涂緩沖劑，將帶密封筋的管座和管帽取出，用注射器沿密封筋內(nèi)側(cè)涂上一層緩沖劑，然后將涂過緩沖劑的管座和管帽放入烘箱烘烤;(5)、將步驟4得到的管帽和管座焊接在一起。
[0006]本發(fā)明所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，所述緩沖劑為高真空微孔密封劑。
[0007]本發(fā)明所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，管座在芯片燒結(jié)后進(jìn)行步驟4。
[0008]本發(fā)明所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，步驟4中管座和管帽在烘箱的烘烤時(shí)間為2小時(shí)以上，烘烤溫度為150° C-200° Co
[0009]本發(fā)明所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，管座在烘箱的烘烤溫度為150° C-175°Co
[0010]本發(fā)明所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，步驟1具體為:(1.1)、清洗管帽和管座，使管帽和管座表面清潔，本步驟中可用電子清洗液或丙酮、無水乙醇等超聲清洗管帽和管座，也可以用煮去油劑的辦法清洗管座和管帽；(1.2)、使用熱去離子水沖洗管帽和管座，熱去離子水溫度大于60°C，電阻率大于8兆歐，沖洗時(shí)間為15分鐘以上，(1.3)、使用去離子水沖洗管帽和管座，沖洗時(shí)間為30分鐘以上，(1.4)、將管帽和管座放入烘箱烘烤，烘烤溫度:110° C-180。C，烘烤時(shí)間:2-3小時(shí)。
[0011]本發(fā)明所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，管帽和管座通過儲能封焊工藝焊接在一起。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝在管座和管帽的密封筋處涂高真空微孔密封膠，利用高真空微孔密封膠的粘性，將管座和管帽焊接在一起時(shí)產(chǎn)生的可動多余物隨密封筋的熔化固定在熔焊處，有效控制半導(dǎo)體腔內(nèi)的可動多余物，提高半導(dǎo)體的可靠性，器件的氣密性和內(nèi)部氣氛也不受影響。
【附圖說明】
[0013]圖1為金屬圓帽封裝半導(dǎo)體的示意圖；
圖2為金屬菱形封裝半導(dǎo)體的示意圖；
圖3為金屬圓帽封裝半導(dǎo)體帶密封筋管座的示意圖；
圖4為金屬棱形封裝半導(dǎo)體帶密封筋管座的示意圖；；
圖5為帶密封筋管帽的示意圖；
圖6為管座和管帽儲能封焊時(shí)的示意圖；
圖7為傳統(tǒng)封裝工藝流程圖；
圖8為本實(shí)施例涂緩沖劑的示意圖圖9為本實(shí)施例所述封裝工藝流程圖；
圖中:1、管帽，2、管座，3、密封筋，4、可動多余物，5、緩沖劑。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明和限定。
[0015]本實(shí)施例所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，主要用在金屬圓帽和金屬棱形兩類封裝的半導(dǎo)體上。如圖1、2所示，所述金屬圓帽和金屬棱形半導(dǎo)體器件包括管帽1和管座2，管帽2和管座均為金屬，管座2承載芯片，管座2與芯片之間設(shè)有焊片，引出端與芯片之間采用鍵合絲或者內(nèi)引線焊片連接，如圖3、4、5所示，管帽1或管座2的密封邊沿設(shè)有密封筋3，管帽1和管座2在密封邊沿處通過儲能封焊工藝熔封在一起。
[0016]本實(shí)施例所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝包括以下具體步驟:
(1)清洗管帽1和管座2
清洗管座1和管帽2的目的是去除材料表面沾污，具體步驟為:(1.1)、清洗管帽和管座，使管帽和管座表面清潔，本步驟中可用電子清洗液或丙酮、無水乙醇等超聲清洗管帽和管座，也可以用煮去油劑的辦法清洗管座和管帽；(1.2)、使用熱去離子水沖洗管帽和管座，熱去離子水溫度大于60° C，電阻率大于8兆歐，沖洗時(shí)間為15分鐘以上，(1.3)、使用去離子水沖洗管帽和管座，沖洗時(shí)間為30分鐘以上，(1.4)、將管帽和管座放入烘箱烘烤，烘烤溫度:110° C-180。C，烘烤時(shí)間:2-3小時(shí)。
[0017](2)選擇緩沖劑
緩沖劑應(yīng)滿足以下要求:①無色透明的有機(jī)硅液體材料，對金屬、陶瓷、玻璃和塑料有很強(qiáng)的浸潤性;②具有:粘度低，浸潤性好，滲透力強(qiáng)；③可在300°C下耐烘烤處理；④能經(jīng)受-100°C至300°C的高、低溫交替沖擊。
[0018](3)緩沖劑的制備
從試劑瓶中取出適量緩沖劑倒入開放的器皿中，放置15?30分鐘，使其自然揮發(fā)部分溶劑，使試劑變得粘稠，然后裝入合適的注射器備用。
[0019](4)涂緩沖劑
將帶密封筋的管帽或管座取出，注意保護(hù)材料的潔凈，操作室至少在10萬級以上的凈化室內(nèi)進(jìn)行，操作員要求帶口罩和手套，如圖8所示，用注射器沿密封筋內(nèi)側(cè)涂上薄薄一層緩沖劑，然后將涂過緩沖劑的管帽或管座放入潔凈烘箱烘烤2小時(shí)以上，烘烤溫度溫度150°C?200°C。若是管座帶密封筋則是在芯片燒結(jié)后進(jìn)行本步的處理工作，烘箱溫度不宜超過175。。。
[0020](5)密封
將步驟4得到的管座2和管帽1通過儲能封焊工藝焊接在一起，產(chǎn)生效果如附圖9所示，可動多余物隨密封筋的熔化固定在熔焊處，不會在半導(dǎo)體腔體內(nèi)產(chǎn)生可動多余物。
[0021 ]本實(shí)施例中，所述緩沖劑為所述緩沖劑為高真空微孔密封劑。
[0022]本發(fā)明所述控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝?yán)酶哒婵瘴⒖酌芊鈩┑恼承?，將管座和管帽焊接在一起時(shí)產(chǎn)生的可動多余物隨密封筋的熔化固定在熔焊處，有效控制半導(dǎo)體腔內(nèi)的可動多余物，提高半導(dǎo)體的可靠性，器件的氣密性和內(nèi)部氣氛也不受影響。
[0023]以上描述僅是本發(fā)明的基本原理和優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員針對本發(fā)明進(jìn)行的改進(jìn)和替換，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，其特征在于:包括以下步驟:(1)、清洗管帽和管座，清除管帽和管座的表面沾污；(2)、選擇緩沖劑，要求緩沖劑粘度低，浸潤性好，滲透力強(qiáng);可在300° C下耐烘烤處理;能經(jīng)受-100° C至300° C的高、低溫交替沖擊；(3)、緩沖劑的制備，取適量緩沖劑倒入開放的器皿中，放置15-30分鐘，使其自然揮發(fā)部分溶劑，試劑變得粘稠，裝入注射器備用；(4)、涂緩沖劑，將帶密封筋的管座和管帽取出，用注射器沿密封筋內(nèi)側(cè)涂上一層緩沖劑，然后將涂過緩沖劑的管座和管帽放入烘箱烘烤;(5)、將步驟4得到的管帽和管座焊接在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，其特征在于:所述緩沖劑為高真空微孔密封劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，其特征在于:管座在芯片燒結(jié)后進(jìn)行步驟4。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，其特征在于:步驟4中管座和管帽在烘箱的烘烤時(shí)間為2小時(shí)以上，烘烤溫度為150° C-200° C。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，其特征在于:管座在烘箱的烘烤溫度為150° C-175° Co6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，其特征在于:步驟1具體為:(1.1)、清洗管帽和管座，使管帽和管座表面清潔，(1.2)、使用熱去離子水沖洗管帽和管座，熱去離子水溫度大于60°C，電阻率大于8兆歐，沖洗時(shí)間為15分鐘以上，(1.3)、使用去離子水沖洗管帽和管座，沖洗時(shí)間為30分鐘以上，(1.4)、將管帽和管座放入烘箱烘烤，烘烤溫度:110° C-180。C，烘烤時(shí)間:2-3小時(shí)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，其特征在于:管帽和管座通過儲能封焊工藝焊接在一起。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制半導(dǎo)體腔內(nèi)可動多余物的封裝工藝，所述封裝工藝包括清洗管座和管帽、選擇緩沖劑、緩沖劑制備、涂緩沖劑和密封5個(gè)步驟，本發(fā)明利用高真空微孔密封劑的粘性，在管帽和管座的密封筋處涂緩沖劑，將管座和管帽焊接在一起時(shí)產(chǎn)生的可動多余物隨密封筋的熔化固定在熔焊處，有效控制半導(dǎo)體腔內(nèi)的可動多余物，提高半導(dǎo)體的可靠性，器件的氣密性和內(nèi)部氣氛也不受影響。
【IPC分類】H01L23/10, H01L21/50
【公開號】CN105428258
【申請?zhí)枴緾N201510940893
【發(fā)明人】于宗智, 李東華, 侯杰, 馬捷, 崔玉琦
【申請人】濟(jì)南市半導(dǎo)體元件實(shí)驗(yàn)所
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月16日