多芯片真空共晶工艺研究

共晶焊接是一种低熔点的合金焊接,它是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象,共晶合金直接从固态变成液态,而不经过塑性阶段。目前,行业内多采用手动方式实现单芯片共晶,但是在对应微波功率产品的小型化封装时很难满足高度集成化需求,采用多芯片共晶工艺能够满足微波功率产品数量多、体积小、集成度高、可靠性高的优点。

真空共晶焊接工艺参数对焊点空洞率的影响

为了降低大功率芯片的焊点空洞率,改善大功率芯片的散热效果,运用ANSYS软件建立了砷化镓芯片与热沉的焊接三维有限元仿真模型。通过单因素试验设置镀金层厚度、降温速率和升温速率进行仿真,分析工艺参数对焊点空洞率的影响规律,得到最小的焊点空洞率工艺参数组合。仿真结果表明,对真空共晶焊焊点空洞影响最显著的是降温速率,其次是镀金层厚度,升温速率无影响,真空共晶焊焊点空洞率最小的工艺参数组合为镀金层厚度8μm、降温速率1.5℃/s、升温速率0.7-1.1℃/s。

微波功率芯片真空共晶工艺研究

针对弹载微波多芯片组件功率芯片焊接需求,基于真空共晶工艺,采用正交试验设计,研究了温度曲线、焊片大小、焊接压力三因素对功率芯片焊接过程的影响,并对焊接试样进行了剪切力、空洞率和外观检测。研究得出了各影响因素主次顺序和最优组合,并对优化的焊接参数进行了重复性验证。研究结果对功率芯片的真空共晶过程有一定指导意义。

真空共晶炉的改进与提升

介绍了真空共晶炉,通过热仿真分析得出提高真空共晶炉温度均匀性的方法,对真空共晶炉进行改进,提高了设备的温度均匀性和冷却速率,并对改进后的设备进行了测试,测试结果满足了设计的要求。

真空/可控气氛共晶炉控制系统的优化设计

利用共晶合金特性来实现完成芯片与基板、基板与管壳、盖板与壳体焊接工艺,使焊接器件具有热导率高、电阻小、传热快、可靠性强、粘接后剪切力大的优点。论述了该设备控制系统的硬件配置、软件优化设计,保证了控制系统稳定,软件操作方便,运行稳定可靠。

LTCC一体化LCC封装共晶焊密封工艺研究

通过LTCC基板与金属围框的真空共晶焊攻关工艺研究、平行缝焊封盖工艺实验，优化了真空共晶焊气氛控制曲线和焊接温度曲线以及封装工艺流程、工艺方法，使LTCC一体化LCC封装的气密性、外观质量达到了国军标的规定和MEMS器件的应用要求。

耐高过载LTCC一体化LCC封装的研制

通过封装结构设计及其制造工艺流程和LTCC基板加工、围框与基板共晶焊接、平行缝焊封盖等制造工艺的研究,成功研制了适于多芯片、多元器件微电子模块的LTCC一体化LCC封装外壳,封装气密性满足国军标要求,能够达到抗25000g机械冲击应力的耐高过载水平。