CN104384708A - 芯片封装外壳的激光加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片封装外壳的激光加工方法，可广泛应用于芯片封装外壳的激光加工。其包括以下步骤：提供一所述芯片封装外壳半成品，具有一容纳所述芯片的腔体；在所述腔体的底表面以及内周四侧涂覆保护层；再对所述封装外壳半成品进行激光加工以形成所述芯片对应图案；最后将所述保护层剥离。本发明可在保证外壳激光加工图形精度的同时避免外壳表面污染，且该保护层可剥离从而避免外壳后续加工的二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及微波器件制造领域，主要是涉及一种芯片封装外壳的激光加工方法。
背景技术
微波器件一般要求能够适应在各种不同的恶劣环境中使用，对外壳的可靠性有严格的要求，主要归结为要求外壳的陶瓷-金属封装具有高的气密性和精度要求。为了满足气密性要求，一般选用焊料将陶瓷和金属封接。随着微波器件小型化的发展，器件的集成度逐渐变高。为了实现高密度的封装外壳要求，外壳内部的芯片焊接区图形边缘与陶瓷的间距一般在几十微米。为了满足精度要求，一般要求芯片焊接区的图形可以达到微米级的公差精度已满足芯片的自动化贴片。激光加工优点是精度高，缺点是易对外壳的陶瓷内侧及表面造成污染影响芯片的二次贴装，而使外壳的外观要求不达标。为了解决上述问题，本发明提出了一种新型的激光加工金属-陶瓷封装外壳方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提出的是一种芯片封装外壳的激光加工方法，该方法的主要特征是先涂覆保护层再对外壳进行激光加工。通过在金属-陶瓷封装外壳表面涂覆一种保护层，待激光加工后再通过一定方法将该保护层剥离并且不对外壳表面产生破坏和污染。
本发明提供了一种芯片封装外壳的激光加工方法，包括以下步骤：提供一所述芯片封装外壳半成品，具有一容纳所述芯片的腔体；在所述腔体的底表面以及内周四侧涂覆保护层；再对所述封装外壳半成品进行激光加工以形成所述芯片对应图案；最后将所述保护层剥离。
进一步地，所述保护层由一定比例的有机溶剂配制而成。
进一步地，所述保护层的组份包括松油醇60％-70％、聚乙烯醇缩丁醛10％-20％、酒精10％-30％。
进一步地，所述保护层包括松油醇70％，增稠剂聚乙烯醇缩丁醛10％，溶剂乙醇20％。
进一步地，选用清洗溶液浸泡的方式将所述保护层剥离。
进一步地，所述清洗剂溶液为丙酮、异丙醇、石油醚。
进一步地，所述保护层剥离包括将所述外壳浸泡在一定温度的丙酮溶剂中8-12小时。
进一步地，在所述外壳浸泡过程中，选用一定硬度的毛刷将浸泡后的外壳表面的混合污染物刷拭干净。
进一步地，还包括以下步骤：将所述保护层剥离的外壳晾干或烘干。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
本方法综合了激光加工精度高和印刷图形无污染的优点。本方法有效增加了激光加工图形精度的同时减少了传统激光加工金属-陶瓷外壳过程中污染陶瓷内壁的问题。该方法可广泛应用于金属-陶瓷封装外壳的激光加工。
附图说明
图1为本发明待加工芯片封装外壳的平面示意图；
图2为本发明芯片封装外壳的剖面示意图；
图3为本发明芯片封装外壳的激光加工方法流程图。
具体实施方式
图1为本发明芯片封装外壳的平面示意图。如图1所示，本发明待激光加工芯片可选择地为金属-陶瓷外壳，其包括一容纳所述芯片的腔体，所述腔体包括底表面以及内周四侧围成。其中，金属-陶瓷外壳的主要生产工艺如下：利用银铜焊料将不同的金属零件和陶瓷在高精度温控炉中焊接成金属-陶瓷外壳。
陶瓷一般由含量为95％的氧化铝构成。陶瓷的加工工艺如下：通过在尺寸精确且致密的生瓷带上，利用激光打孔、微孔注浆、打平、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形和可焊接金属化层，利用激光开腔、叠片等工艺制出所需要的一定形状的生瓷片，通过高精度温控炉高温烧结成型出一定形状的陶瓷。
图2为本发明芯片封装外壳的剖面示意图。如图2所示，利用银铜焊料将不同的金属零件和陶瓷在高精度温控炉中焊接成金属-陶瓷外壳。其中，焊环1可选用材料为4J42，陶瓷2可选用材料为95％氧化铝，焊料3、焊料5可选用材料银、铜，热沉4可选用材料BeO，底座6可选用材料WuCu，引线7可选用材料4J42，激光切割的图形8可选用材料氧化铍。根据需要封装不同型号的芯片，利用光纤激光打标机在金属-陶瓷外壳内部切割成相应的图案。
其中，所需切割的图形8边缘距离陶瓷框9的边缘距离X的值在微米级。因为在外壳内腔8有连接陶瓷和金属的银铜焊料，如果直接选用激光打标机在金属-陶瓷外壳内部进行标刻图形，在激光的高温作用下，银铜焊料会瞬间融化呈发散状向四周溅射。陶瓷材料的表面呈现多孔状结构，这些被高温融化的焊料屑会嵌在外壳内壁的陶瓷部分形成污染。由于金属-陶瓷外壳在后期还需要在表面进行镀金处理，因此上述污染在实际使用中是不能接受的。
图3为本发明芯片封装外壳的激光加工方法流程图。如图3所示，本发明提供了一种芯片封装外壳的激光加工方法，包括以下步骤：提供一所述芯片封装外壳半成品，具有一容纳所述芯片的腔体；在所述腔体的底表面以及内周四侧涂覆保护层；再对所述封装外壳半成品进行激光加工以形成所述芯片对应图案；最后将所述保护层剥离。
其中，选用清洗溶液浸泡的方式将所述保护层剥离，所述清洗剂溶液可为丙酮、异丙醇、石油醚，所述保护层剥离可将所述外壳浸泡在一定温度的丙酮溶剂中8-12小时。在所述外壳浸泡过程中，选用一定硬度的毛刷将浸泡后的外壳表面的混合污染物刷拭干净。最后可选择地，可以将所述保护层剥离的外壳晾干或烘干。
其中，所述保护层由一定比例的有机溶剂配制可以让保护层达到最佳保护效果。如果保护层太稀，液态表面形成折射从而在激光加工时无法在镜头下进行高精度对位；如果保护层太稠则无法在外壳内腔形成平整的界面。激光束由于景深的差异无法使能量集中在表面就无法形成清晰光滑的图形。本发明的保护层成分主要有三种：主材松油醇，增稠剂聚乙烯醇缩丁醛，溶剂乙醇。其比例为松油醇60％-70％、聚乙烯醇缩丁醛10％-20％、酒精10％-30％。优选地，所述保护层的组份包括主材松油醇70％，增稠剂聚乙烯醇缩丁醛10％，溶剂乙醇20％。利用在激光加工前涂覆保护层的方法来避免外壳污染。
本方法综合了激光加工精度高和印刷图形无污染的优点。本方法有效增加了激光加工图形精度的同时减少了传统激光加工金属-陶瓷外壳过程中污染陶瓷内壁的问题。该方法可广泛应用于金属-陶瓷封装外壳的激光加工。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (9)
1.一种芯片封装外壳的激光加工方法，包括以下步骤：
提供一所述芯片封装外壳半成品，具有一容纳所述芯片的腔体；
在所述腔体的底表面以及内周四侧涂覆保护层；
再对所述封装外壳半成品进行激光加工以形成所述芯片对应图案；
最后将所述保护层剥离。
2.根据权利要求1所述的芯片封装外壳的激光加工方法，其特征在于：所述保护层由一定比例的有机溶剂配制而成。
3.根据权利要求2所述的芯片封装外壳的激光加工方法，其特征在于：所述保护层的组份包括松油醇60％-70％、聚乙烯醇缩丁醛10％-20％、酒精10％-30％。
4.根据权利要求3所述的芯片封装外壳的激光加工方法，其特征在于：所述保护层包括松油醇70％，增稠剂聚乙烯醇缩丁醛10％，溶剂乙醇20％。
5.根据权利要求1所述的芯片封装外壳的激光加工方法，其特征在于：选用清洗溶液浸泡的方式将所述保护层剥离。
6.根据权利要求5所述的芯片封装外壳的激光加工方法，其特征在于：所述清洗剂溶液为丙酮、异丙醇、石油醚。
7.根据权利要求1所述的芯片封装外壳的激光加工方法，其特征在于：所述保护层剥离包括将所述外壳浸泡在一定温度的丙酮溶剂中8-12小时。
8.根据权利要求7所述的芯片封装外壳的激光加工方法，其特征在于：在所述外壳浸泡过程中，选用一定硬度的毛刷将浸泡后的外壳表面的混合污染物刷拭干净。
9.根据权利要求8所述的芯片封装外壳的激光加工方法，其特征在于：还包括以下步骤：将所述保护层剥离的外壳晾干或烘干。
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