一种封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法
【专利摘要】本发明公布了一种封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法，在该方法中根据陶瓷部件的尺寸，设计相应的嵌入式装架石墨模具，采用先放置焊环再放置焊料和陶瓷部件的装架方法，不需压塞和人工拨正，实现陶瓷管帽的自定位装架。采用该方法的优点为通过嵌入式装架定位槽口的长度、宽度和深度三个方向的定位设计实现焊环、焊料和陶瓷部件的自定位，简化了多道工序，完成陶瓷管帽的装架，大大提高产品的一致性和生产效率。本发明所述工艺路线和方法制作的陶瓷管帽能够满足封装外壳气密性封装需求，已经在多个项目中得到应用，取得显著效益。
【专利说明】一种封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法，属于电子封装的装架【技术领域】，尤其涉及陶瓷管帽的装架【技术领域】。
[0002]采用嵌入式装架模具的设计，实现焊环、焊料和陶瓷组件的自定位装架，不需压塞和显微镜下拨正，简化工序，提高产品一致性和生产效率。
【背景技术】
[0003]在目前的电子封装领域，相当一部分外壳是采用陶瓷管帽进行气密性封盖，陶瓷管帽传统的装架模式为:在平板式模具上按照自下而上的顺序依次摆放陶瓷组件、钎焊焊料、金属焊环和金属压塞，然后在显微镜下进行逐一拨正，进入钎焊炉完成成品钎焊。采用该工艺有以下几个问题:第一、传统装架方法需要显微镜放大后逐一拨正，费时费力，生产效率低，难以满足产品批量化的生产需求；第二、产品成品率和一致性较低，因为采用人工拨正，难免个体之间有一定的差异，甚至造成尺寸超差；第三、因为陶瓷组件在最下层与模具直接接触，往往造成沾污，影响外观质量。
【发明内容】
[0004]本发明提出的是一种封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法，其目的为了克服现有工艺中的不足，本方法中根据陶瓷部件的尺寸，设计相应的嵌入式装架模具，采用先装焊环再装焊料和陶瓷部件的装架方法，不需压塞和人工拨正，实现陶瓷管帽的自定位装架。该方法通过嵌入式装架模具的长度、宽度和高度三个方向的定位设计实现焊环、焊料和陶瓷部件的自定位，简化装架工序，完成陶瓷管帽的装架，大大提高产品的成品率、一致性和生产效率。
[0005]本发明的技术解决方案:封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法，包括以下步骤:
(1)模具设计:包括
1)根据陶瓷部件的长度尺寸，配合合理的尺寸公差，设计陶瓷管帽的自定位嵌入式装架模具的长度尺寸；
2)根据陶瓷部件的宽度尺寸，配合合理的尺寸公差，设计陶瓷管帽的自定位嵌入式装架模具的宽度尺寸；
3)根据陶瓷部件的高度尺寸、焊环厚度、焊料厚度，配合合理的尺寸公差，设计陶瓷管帽的自定位嵌入式装架模具的高度尺寸；
4)根据设计的自定位装架模具长度、宽度和高度尺寸，运用AUTOCAD软件绘制陶瓷管帽的嵌入式装架模具的设计图纸，进行模具的机加工成型；
(2)零件准备:陶瓷部件镀镍待用，焊环退火镀镍待用，焊料清洗待用，加工好的石墨模具进行清洁处理后待用；
(3)装架钎焊:在嵌入式模具的定位槽内依次对应放入金属焊环、钎焊焊料和陶瓷组件，在整版模具装架完成后，将石墨模具分别按照X方向和Y方向以15°角进行倾斜，达到陶瓷部件和焊环精密配合，完成该步骤后，把装架好部件模具放入钎焊炉采用常规钎焊工艺完成成品装架钎焊。
[0006]本发明的优点:
I)通过模具的自定位嵌入式设计以及合理的尺寸设计，实现金属焊环、钎焊焊料和瓷件部件的自定位装架，不需要显微镜下拨正，简化装架工序，提高了装架效率。
[0007]2)通过自定位嵌入式模具的尺寸设计，对陶瓷管帽的成品尺寸进行了有效限制，避免了成品的尺寸超差现象，提高了陶瓷管帽的装架成品率和质量一致性。
[0008]3 )采用金属焊环、钎焊焊料和瓷件部件从下自上的装架步骤，采用该装架顺序瓷部件背面不和石墨模具直接接触，避免了石墨沾污，提高了陶瓷管帽的外观质量。
[0009]4)采用金属焊环、钎焊焊料和瓷件部件从下自上的装架顺序，重量最重的陶瓷部件置于最上层，置于中间层的钎焊焊料熔融过程中利用陶瓷部件的自身重力实现焊缝的压实，可以有效减少针焊的焊缝，同时省略加压塞的工序，提闻了生广效率和成品率。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是封装外壳的陶瓷管帽的陶瓷组件示意图。
[0011]图2是陶瓷管帽装架示意图。
[0012]图3是陶瓷管帽的自定位装架模具示意图。
[0013]图4是本发明实施例陶瓷管帽A瓷件示意图。
[0014]图5是本发明实施例陶瓷管帽A银铜28焊料示意图。
[0015]图6是本发明实施例陶瓷管帽A焊环示意图。
[0016]图7是本发明实施例陶瓷管帽A的自定位装架模具示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0018]对照图1、图2和图3，陶瓷管帽A，其结构包括金属焊环；陶瓷组件和银铜焊料，其中银铜焊料放置在陶瓷组件和金属焊环之间，在钎焊温度下三者焊接为一体。
[0019](I)模具设计:包括
1)根据陶瓷部件的长度尺寸Xl=I0.55mm,配合尺寸公差X’=0.02、.1mm,设计陶瓷管帽的自定位嵌入式装架模具的长度尺寸X=I0.57mnTl0.65mm ；
2)根据陶瓷部件的宽度尺寸Yl=9.07mm，配合尺寸公差y’ =0.02、.1mm，设计陶瓷管帽的自定位嵌入式装架模具的宽度尺寸Y=9.09mnT9.17mm ；
3)根据陶瓷部件的高度尺寸Zl=LOOmm,焊环的厚度尺寸Z2=0.1mm焊料的厚度尺寸Z3=0.1mm,配合尺寸公差z’=0.1 "0.2mm,设计陶瓷管帽的自定位嵌入式装架模具的高度尺寸 Ζ=Ζ1+Ζ2+Ζ3+ζ’ =1.3?1.4mm ；
4)根据设计的自定位装架模具长度、宽度和高度尺寸X、Y、Z，运用AUTOCAD软件绘制陶瓷管帽的嵌入式装架模具的设计图纸，如图7所示，进行模具的机加工成型；
(2)零件准备:陶瓷部件镀镍待用，焊环退火镀镍待用，焊料清洗待用，加工好的石墨模具进行清洁处理后待用； (3)装架钎焊:在嵌入式模具的定位槽内依次对应放入金属焊环、钎焊焊料和陶瓷组件，在整版模具装架完成后，将石墨模具分别按照X方向和Y方向以15°角进行倾斜，达到陶瓷部件和焊环精密配合，完成该步骤后，把装架好部件模具放入钎焊炉采用常规钎焊工艺完成成品装架钎焊。
[0020]封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架中设计相应的嵌入式装架模具，采用先装焊环再装焊料和陶瓷部件的装架方法，不需压塞和人工拨正，实现陶瓷管帽的自定位装架。该方法通过嵌入式装架模具的定位槽口的长度、宽度和深度三个方向的定位设计实现焊环、焊料和陶瓷部件的自定位，简化了多道工序，完成陶瓷管帽的装架，大大提高产品的一致性和生产效率。本发明所述工艺路线和方法制作的陶瓷管帽能够满足封装外壳气密性封装需求，已经在多个项目中得到应用，取得显著效益。
[0021]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法，其特征包括以下步骤: (1)模具设计:包括 1)根据陶瓷部件的长度尺寸(XI)，配合合理的尺寸公差，设计陶瓷管帽的自定位嵌入式装架模具的长度尺寸(X); 2)根据陶瓷部件的宽度尺寸(Yl)，配合合理的尺寸公差，设计陶瓷管帽的自定位嵌入式装架模具的宽度尺寸(Y)； 3)根据陶瓷部件的高度尺寸(Z1)、焊环厚度(Z2)、焊料厚度(Z3)，配合合理的尺寸公差，设计陶瓷管帽的自定位嵌入式装架模具的高度尺寸(Z); 4)根据设计的自定位装架模具长度、宽度和高度尺寸(X、Y、Z)，运用AUTOCAD软件绘制陶瓷管帽的嵌入式装架模具的设计图纸，进行模具的机加工成型； (2)零件准备:陶瓷部件镀镍待用，焊环退火镀镍待用，焊料清洗待用，加工好的石墨模具进行清洁处理后待用； (3)装架钎焊:在嵌入式模具的定位槽内依次对应放入金属焊环、钎焊焊料和陶瓷组件，在整版模具装架完成后，将石墨模具分别按照X方向和Y方向以15°角进行倾斜，达到陶瓷部件和焊环精密配合，完成该步骤后，把装架好部件模具放入钎焊炉采用常规钎焊工艺完成成品装架钎焊。
2.根据权利要求1所述封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法，其特征在于:所述的自定位装架模具的长度尺寸(X)=陶瓷部件的长度尺寸(Xl)+x’，自定位式装架模具的宽度尺寸(Y)=陶瓷部件的宽度尺寸(Yl)+y’、自定位装架模具的高度尺寸(Z)=陶瓷部件的高度尺寸(Zl) +焊环厚度(Z2) +焊料厚度(Z3)+z’，其中X’、y’、z’分别为自定位装架模具与陶瓷部件之间长度、宽度和高度方向的配合公差，配合尺寸公差的合理与否决定了该具的自定位特性的可实现性，通常配合公差X’、y’控制在0.02mnT0.1mm,配合公差z’控制在0.1mm?0.2mm。
3.根据权利要求1所述封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法，其特征在于:所述的自定位装架模具的长度、宽度和高度尺寸(X、Y、Z)，运用AUTOCAD软件绘制陶瓷管帽的嵌入式装架模具的设计图纸，进行模具的机加工成型；模具的材料通常采用石墨，模具的各尺寸机加工严格按照图纸公差完成，确保自定位装架的可实现。
4.根据权利要求1所述封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法，其特征在于:所述的陶瓷部件镀镍、焊环退火镀镍、焊料清洗、机加工后的石墨模具进行清洁处理待，准备的零件需平整无变形。
5.根据权利要求1所述封装外壳用陶瓷管帽的自定位装架方法，其特征在于:在自定位模具的定位槽内依次对应放入金属焊环、钎焊焊料和陶瓷组件，在整版模具装架完成后，将石墨模具分别以X方向和Y方向以15°角进行倾斜，达到陶瓷部件和焊环精密配合，完成该步骤后，把装架好部件模具放入钎焊炉采用常规钎焊工艺完成成品装架钎焊。
【文档编号】H01L21/68GK104008990SQ201410159579
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】陈宇宁, 许丽清, 程凯, 李华新, 夏雨楠, 刘思栋 申请人:中国电子科技集团公司第五十五研究所