一种混合集成电路管壳针与基板连接装置及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合集成电路封装领域，特别是涉及一种混合集成电路管壳针与基板连接装置及其制作方法。
【背景技术】
[0002]在混合集成电路中，管壳包括管壳体11、管壳针12、玻璃绝缘子13和盖板14。如图1所示，管壳针12垂直穿过玻璃绝缘子13中心，管壳针12与管壳体11之间通过玻璃绝缘子13进行隔离。
[0003]管壳体11的内部设有基板15，基板15的正面设有基板正面焊盘18，背面设有基板背面焊盘，基板背面焊盘通过第一粘接层或第一焊接层17粘接或焊接于管壳体11的底部上表面。
[0004]基板15粘接或焊接固定后，管壳针12垂直穿过基板孔16。基板15的正面有布线层，其上组装有各类元件，完成连接后构成具有特定性能的电路。基板正面焊盘18通过焊锡19与管壳针12进行连接，将电路输入、输出端通过管壳针12引出到管壳外部。
[0005]基板正面焊盘18与管壳针12之间通过手工焊接进行焊接连接，其焊点形貌局部示意图如图2所示。由于管壳针12、基板孔16的尺寸存在加工误差，因此，管壳针12的直径小于基板孔16的直径，典型的，管壳针12比基板孔16直径小0.5_左右。同时由于基板15在粘接或焊接固定时可能产生偏差，因而，基板15粘接或焊接于管壳体11上后，管壳针12和基板孔16之间会留有一定间歇。由于间歇的存在，手工焊接时，熔融的焊锡19可能顺着间歇流入基板孔16。严重时甚至流淌到基板15的下方，与管壳体11粘连，引起电路短路。
[0006]因此，现有技术中，混合集成电路管壳针12在焊接时，需对焊接焊锡量和焊接时间等进行控制，并设置专门的检验点，以避免手工焊接时焊锡流入基板孔16引起电路短路失效或隔离强度不合格。
[0007]另外，由于基板正面焊盘18的边缘距离基板孔16边缘有一定间距(典型为
0.3mm)，基板孔16边缘与管壳针12之间又有一定的间歇(典型为0?0.5mm)，导致基板正面焊盘18边缘与管壳针12的距离较远(典型为0.3mm?0.8mm)。因此，基板正面焊盘18与管壳针12之间的连接实际上是以焊锡局部桥连来实现的，桥连部分焊锡的平均跨度典型为0.55mm。
[0008]上述焊锡桥连结构的可靠性差，尤其是当焊点19围绕管壳针12的焊接角度较小时，焊点长期工作后可能会出现开裂的问题。实际生产中需要对焊锡量和焊接角度进行控制来保证焊点的质量和长期工作可靠性。
[0009]因此，如何提高混合集成电路中管壳针与基板的焊接可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种混合集成电路管壳针与基板连接装置及其制作方法，有效的避免管壳针焊接时存在的焊锡可能流入基板孔的问题，增加焊点围绕管壳针的焊接角度，避免焊锡桥连结构，提高管壳针和基板焊接的质量和长期可靠性。
[0011]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0012]—种混合集成电路管壳针与基板连接装置，包括管壳针和基板，还包括位于所述管壳针与所述基板的基板正面焊盘之间的管壳针套环，所述管壳针套环包括半圆环部分和位于所述半圆环部分两端用于与所述管壳针卡接的卡接部；
[0013]所述半圆环部分位于所述基板上方，所述半圆环部分的径向内侧靠近所述管壳针；
[0014]所述半圆环部分的宽度大于所述基板正面焊盘靠近所述管壳针一侧的边缘与所述管壳针最近外周部的平均距离。
[0015]优选的，所述卡接部具体为凸出圆弧部分，所述凸出圆弧部分位于所述半圆环部分的两端，并且所述凸出圆弧部分的圆弧角度为20°?25。、圆弧宽度为0.25mm?0.3mm。
[0016]优选的，所述管壳针套环的厚度为0.1mm?0.2mm。
[0017]优选的，所述半圆环部分与所述管壳针可转动连接，所述半圆环部分的内径比所述管壳针的直径大0.01mm?0.02mm。
[0018]优选的，所述半圆环部分的宽度比所述基板正面焊盘靠近所述管壳针一侧的边缘与所述管壳针最近外周部的平均距离大0.2mm?0.3mm。
[0019]本发明还提供一种混合集成电路管壳针与基板连接装置的制造方法，包括以下步骤:
[0020]步骤a:制作管壳针套环；
[0021]步骤b:提供待进行管壳针与基板焊接的混合集成电路；
[0022]步骤c:将管壳针套环固定在待焊接的管壳针上，固定后，管壳针套环位于待焊接的管壳针和基板正面焊盘之间；
[0023]步骤d:进行管壳针和基板的手工焊接，用于连接管壳针、管壳针套环和基板正面焊盘。
[0024]优选的，所述步骤a包括以下步骤:
[0025]步骤al:对管壳针套环铜网板进行版图设计；
[0026]步骤a2:采用化学或电化学腐蚀等蚀刻工艺制作出带有所述管壳针套环图形的管壳针套环铜网板；
[0027]步骤a3:在所述管壳针套环铜网板表面电镀可焊接层；
[0028]步骤a4:用镊子等夹持工具夹住所述管壳针套环并折叠，分离所述管壳针套环和连接筋，得到所述管壳针套环成品。
[0029]优选的，所述步骤a2中进行蚀刻工艺之前，还包括:
[0030]步骤a2’:对所述管壳针套环铜网板的正、反面设置掩膜层，其中所述管壳针套环铜网板的正面位于所述连接筋上的半蚀刻区无需设置所述掩膜层。
[0031]优选的，所述步骤a3具体为:在所述管壳针套环铜网板的表面先设置厚度为1.3μηι?8.9μηι的镍层，然后在所述镍层的表面设置厚度为1.3μηι?5.7μηι的金层。
[0032]本发明所提供的混合集成电路管壳针与基板连接装置，包括管壳针和基板，还包括位于管壳针与基板的基板正面焊盘之间的管壳针套环，管壳针套环包括半圆环部分和位于半圆环部分两端用于与管壳针卡接的卡接部。该混合集成电路管壳针与基板连接装置相比于现有技术增加了管壳针套环，并且通过将管壳针套环的半圆环部分的宽度设置为大于基板正面焊盘靠近管壳针一侧的边缘与管壳针最近外周之间的平均距离，可以有效的避免手工焊接时焊锡可能流入基板孔引起的电路短路失效或隔离强度不合格的问题。同时，相比于现有技术中管壳针和基板正面焊盘之间的手工焊接，本发明通过增加管壳针套环，使得焊点无焊锡桥连结构，焊点围绕管壳针的焊接角度更大，焊点的质量和长期工作可靠性更高。同时，本发明制作的管壳针套环精度高、平整度好、制备工艺简单、成本低廉、可批量生产、操作简单，在混合集成电路封装工艺领域中具有较广阔的使用价值及应用前景。
【附图说明】
[0033]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，下面将对实施例或现有技术描述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他的附图。
[0034]图1为现有技术中混合集成电路的结构示意图；
[0035]图2为现有技术中管壳针焊点形貌的局部示意图；
[0036]图3为本发明所提供的管壳针套环的结构示意图；
[0037]图4为本发明所提供的管壳针与基板连接装置的制造方法流程图；
[0038]图5为本发明所提供的管壳针套环的制备工艺流程图；
[0039]图6为本发明所提供的管壳针套环铜网板的版图示意图；
[0040]图7为图6所示管壳针套环铜网版的局部放大示意图；
[0041]图8为本发明中所提供的套环固定工装的结构示意图；
[0042]图9为本发明中所提供的管壳针套环安装示意图；
[0043]图10为本发明中所提供的管壳针与基板连接装置的结构示意图；
[0044]附图标记如下:管