金锡熔封是一种典型的气密密封方式,广泛应用于高可靠集成电路工艺中。根据SJ 21455-2018《集成电路陶瓷封装合金烧结密封工艺技术要求》中的两种夹持方式,通过结构力学仿真计算得到了熔封过程中外壳、盖板的应力应变情况。基于非牛顿流体流变特性和宾汉本构方程,采用流固耦合有限元仿真,得到两种夹持方式下熔融焊料的流动速度和流向流淌趋势,阐述了四角空洞的一种形成机理。

在金锡焊料合金熔封的过程中,焊接区域通常会产生密封空洞。而空洞的存在会导致焊接强度降低,进而产生可靠性问题。管壳、盖板和焊料中的气体残留是影响密封空洞的重要因素,但是,有关这方面的研究却相对较少。以一款封装形式为CFP14的电路为研究对象,通过对比3种处理条件盖板熔封后的X射线结果,明确了熔封过程中盖板释气对密封空洞产生的影响及其程度;并且也证实了盖板高温除气处理是消除气泡状空洞的有效措施。

高可靠集成电路多采用AuSn20焊料完成密封,在熔焊过程中焊缝区域往往产生密封空洞,这对电路的气密性和盖板焊接强度产生影响,从而造成可靠性隐患。介绍了Au Sn20焊料密封陶瓷外壳的过程,阐述了两种从不同方向制样和观察密封空洞的方法,列举了环状空洞、扇形空洞、气泡状空洞等几种典型空洞,并阐述了这几种空洞的微观形貌、形成机理及抑制措施。