传统金属封装材料相比,它们主要有以下优点:①可以通过改变增强体的种类、体积分数、排列方式或改变基体合金,改变材料的热物理性能,满足封装热耗散的要求,甚至简化封装的设计;②材料制造灵活,价格不断降低,特别是可直接成形,避免了昂贵的加工费用和加工造成的材料损耗;金属封装外壳CNC加工开始前,首先需要建模与编程。Cu/W及Cu/Mo的CTE可以根据组元相对含量的变化进行调整,可以用作封装底座、热沉,还可以用作散热片。3D建模的难度由产品结构决定,结构复杂的产品建模较难,需要编程的工序也更多、更复杂。国内外都有Al2O3弥散强化无氧高导铜产品,如美国SCM金属制品公司的Glidcop含有99.7%的铜和0.3%弥散分布的Al2O3。加入Al2O3后,热导率稍有减少,为365W(m-1K-1),电阻率略有增加,为1.85μΩ·cm,但屈服强度得到明显增加。
为了减少陶瓷基板上的应力,设计者可以用几个较小的基板来代替单一的大基板,分开布线。本文主要介绍在金属封装中使用和正在开发的金属材料,这些材料不仅包括金属封装的壳体或底座、引线使用的金属材料,也包括可用于各种封装的基板、热沉和散热片的金属材料。退火的纯铜由于机械性能差,很少使用。加工硬化的纯铜虽然有较高的屈服强度,但在外壳制造或密封时不高的温度就会使它退火软化,在进行机械冲击或恒定加速度试验时造成外壳底部变形。 虽然设计者可以采用类似铜的办法解决这个问题,但铜、铝与芯片、基板严重的热失配,给封装的热设计带来很大困难,影响了它们的广泛使用。1.2 钨、钼Mo的CTE为5.35×10-6K-1,与可伐和Al2O3非常匹配,它的热导率相当高,为138 W(m-K-1),故常作为气密封装的底座与可伐的侧墙焊接在一起,用在很多中、高功率密度的金属封装中.金属封装外壳压铸成型工艺:全压铸的工艺和塑料制品的生产流程十分相似,都是利用精密模具进行加工,只是材质由塑料改成了融化的金属;CNC与压铸结合工艺;
金属封装外壳编程囊括了加工的工序设定、刀具选择,转速设定,刀具每次进给的距离等等。另一个缺点是由于W的百分含量高而导致Cu/W密度太大,增加了封装重量。此外,不同产品的装夹方式不同,在加工前要设计好夹具,部分结构复杂产品需要做专门的夹具。金属封装形式多样、加工灵活,可以和某些部件(如混合集成的A/D或D/A转换器)融合为一体,适合于低I/O数的单芯片和多芯片的用途,也适合于射频、微波、光电、声表面波和大功率器件,可以满足小批量、高可靠性的要求。金属封装外壳此外密度较大,不适合航空、航天用途。1.3 钢10号钢热导率为49.8 W(m-1K-1),大约是可伐合金的三倍,它的CTE为12.6×10-6K-1,与陶瓷和半导体的CTE失配,可与软玻璃实现压缩封接。不锈钢主要使用在需要耐腐蚀的气密封装里,不锈钢的热导率较低,如430不锈钢(Fe-18Cr,中国牌号4J18)热导率仅为26.1 W(m-1K-1)。
一种金属封装外壳及其制备工艺的制作方法
将引线装 入对应的封接孔内,然后,将绝缘子装入封接孔内,并用吹气囊对管座内腔进行清理,后, 将盖板封于管座上,并将模具压块盖好,进行烧结。许多密度低、的金属基复合材料特别适合航空公司、航空航天主要用途。所述盖板与管座之间通过平行焊缝工艺封接;所述封装外壳的烧结环境为高于 99%的氮气环境,氧含量50ppm以下,所述烧结升温区间为570?980°C,烧结的降温区间为 980?495°C,封装外壳通过焊接温区的速度为60mm/min。