黑陶瓷低熔玻璃外壳集成电路内部水汽含量控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111192839A(43)申请公布日2020.05.22(21)申请号202010013321.0(22)申请日2020.01.07(71)申请人贵州振华风光半导体有限公司地址550018贵州省贵阳市新添大道北段238号(72)发明人商登辉房迪张超超蔡景洋聂平健周东周恒田东李阳李洪秀刘思奇刘金丽(74)专利代理机构贵阳中工知识产权代理事务所52106代理人刘安宁(51)Int.Cl.H01L21/67(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称黑陶瓷低熔玻璃外壳集成电路内部水汽含量控制方法(57)摘要黑陶瓷低熔玻璃外壳集成电路内部水汽含量控制方法，该方法包括①根据水汽存在位置针对性地去除水汽，清洗后的管壳放入远红外烘干炉进行表面烘干；②在装结工序前进行矩阵排放至铝合金衬底托架或者不锈钢放盘中，放入真空烧焊设备反复抽真空、通氮气，然后进行预升温预热、预保温，再升温至除气温度、再保温、降温的工艺。③将半成品以矩阵排放方式放入真空烘箱烘烤；④在完成键合后将产品放入真空烘箱再次烘烤。本发明工艺简单、定位准确、有效的缩短烘烤时间，减小应力积累，创造性地将物理方法和材料特性进行耦合，通过真空压力差和材料结构软化有效去除常用工艺无法去除的材料内部包裹性水汽。该方法适用于各类黑陶瓷低熔玻璃外壳封装的器件。CN111192839ACN111192839A权利要求书1/1页1.黑陶瓷低熔玻璃外壳集成电路内部水汽含量控制方法，其特征包括以下步骤：第一步，根据水汽存在位置针对性地去除水汽，首先在清洗完成后的管壳放入远红外烘干炉进行表面烘干；第二步，在装结工序前进行矩阵排放至铝合金衬底托架或者不锈钢放盘中，放入真空烧焊设备反复抽真空、通氮气，然后进行预升温预热、预保温，再升温至除气温度、再保温、降温的工艺。2.第三步，前述步骤完成后将半成品以矩阵排放方式放入真空烘箱烘烤；第四步，在完成键合后将产品放入真空烘箱再次烘烤，目的是去除组装流程中环境对产品造成的表面吸湿存在的水汽。3.如权利要求1所述的水汽含量控制方法，其特征在于第一步中，所述烘干温度为85℃、烘干时间为2h。4.如权利要求1所述的水汽含量控制方法，其特征在于第二步中，所述抽真空、通氮气的工艺条件为3次循环抽充，真空度控制在10Pa、氮气纯度为99.999%，目的是保证工作腔体内部气氛的纯净和低水汽；所述预热即预升温，工艺条件是升温速率30-50℃/min，升温温度为150℃，通氮气的纯度为99.999%目的是进一步净化气氛，剥离表面吸附水汽；所述预保温的工艺条件是：温度150℃，保温时间10min，真空度10Pa，目的是使整个腔体温度均衡，减小区域温差，同时通过真空抽气将剥离出的表面吸附水汽抽离腔体；所述再升温工序的升温速率为50-80℃/min,升温温度380℃，3次循环抽充，真空度10Pa、氮气纯度99.999%，目的是高速率升温过程能够加快低熔玻璃玻璃体的分子运动频率，快速去除表层烘出的水汽，同时进一步净化工作腔体环境；所述再保温控制的工艺条件是温度380℃，时间30min，真空度10Pa，目的是使低熔玻璃软化，内部多孔性封闭区域通过高温软化加上压力差的作用打开，释放出内部包裹性水汽，同时也使低熔玻璃更加致密减少内部空孔；所述降温阶段的工艺条件是降温速率15-30℃/min，降温方式为风冷降温，降温气体是99.999%氮气，目的是通过低速率降温控制玻璃体温度应力，避免高温差产生的龟裂、炸裂，同时高纯氮气的风冷降温保证了玻璃体的纯净。5.如权利要求1所述的水汽含量控制方法，其特征在于第三步中所述半成品放入真空烘箱的工艺条件是：温度125℃、真空度10Pa、时间8h，作为装结前准备保存，这样有利于提高后续装结胶体与管基的结合力，减小结合孔洞，避免覆盖造成的闭塞空位，避免胶体包裹，减少环境吸湿对产品造成的影响。6.如权利要求1所述的水汽含量控制方法，其特征在于第四步中，所述产品放入真空烘箱再次烘烤的工艺条件是：温度125℃、真空度10Pa、时间8h。2CN111192839A说明书1/3页黑陶瓷低熔玻璃外壳集成电路内部水汽含量控制方法技术领域[0001]本发明涉及制造半导体器件，具体来说，涉及黑陶瓷低熔玻璃外壳集成电路内部水汽含量控制方法。技术背景[0002]一般黑陶瓷低熔玻璃外壳气密性封装集成电路由管基、盖板、芯片、芯片粘接材料、键合引线等部件组成。其中管基、盖板主要组成材料为Al2O3、铁镍合金（可伐合金）、低熔玻璃，芯片主要组成材料为Si，芯片粘接材料主要组成材料为Ag和环氧类基体，键合引线主要组成材料为Al。其中Pb系低熔玻璃印刷至管基上表面和盖板下表面，在气密性封装时盖板对位放置于