影响高密度陶瓷封装外壳散热性能的因素及解决措施

　　影响高密度陶瓷封装外壳散热性能的因素及解决措施

1 陶瓷基座的平整度
　　磁体的平整度不仅对封口气密性和外引线焊接强度有直接的影响，而且对功耗型外壳的散热片焊接强度也有较大的影响。可通过以下措施加以解决：调节层压压力、设计合理的烧结曲线和相关工艺参数来保证磁件良好的平整度。对极少数平整度不理想的瓷片，还可通过压烧的方法解决。
　　2 散热片的选择
　　散热片材料一般为钨-铜、钼-铜、铜-钨-铜、铜-钼-铜合金材料，在实际应用中，铜-钨-铜、铜-钼-铜这种"三明治"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。
　　3 钎焊工艺改进
　　集成电路陶瓷封装外壳（功耗型），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（Ag72Cu28）焊料，陶瓷与封接环、外引线、散热片一次性焊接完成，钎焊最高温度为880±10℃。当散热片材料为铜-钨-铜、铜-钼-铜合金时，采用银镉焊料，其焊接工艺必须进行改进，不同于常规产品。它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，采用Ag72Cu28焊料，钎焊最高温度为880±10℃；再将散热片焊接好，采用银镉焊料，钎焊最高温度为710±10℃，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。
　　4 散热片的电镀
　　钨-铜或钼-铜合金材料作为散热片所选材料，在电镀时很容易产生细小的针尖似小泡。这是由它们均属于难镀金属，，因此，必须控制好前工序的处理工艺、保证被镀件表面的清洁性、带散热片陶瓷外壳的钎焊前，必须进行特殊的预处理，即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，来解决散热片在电镀过程中产生的起皮或起泡现象。