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激光封焊在半导体行业的应用

发布时间:2022-07-01 17:02:37   浏览次数:

半导体元件的封接或封装方式分为气密性封装和树脂封装两大类。气密性封装又可分为金属封装、陶瓷封装和玻璃封装。在最初的微电子气密封装中,是用金属罐(Metal Can)作为外壳,用与外界完全隔离的、气密的方法,来保护脆弱的电子元件。半导体器件的气密性封装主要目的是确保芯片与外界环境的隔绝,避免外界有害气体的侵袭,限制封装腔体内水汽含量,和对自由粒子的控制。20世纪90年代以后,半导体发展进入超大规模半导体时代,特征尺寸达到0.18-0.25µm,要求半导体气密封装向更高密度和更高速度方向发展。在有些特殊领域(军工、航空、航天、航海等),气密性封装是必不可少的。
 
在半导体行业,常规的封焊方式大概有两种:平行封焊和激光封焊。
 
平行封焊
平平行封焊属于电阻焊,在封焊时,电极在移动的同时转动(通过电极轮),在一定的压力下电极之间断续通电,电极与盖板及盖板与焊框之间存在接触电阻,焊接电流将在这2个接触电阻处产生焦耳热量,使其盖板与焊框之间局部形成熔融状态凝固后形成焊点,从它的封焊轨迹看像一条缝所以也称为“缝焊”
 
激光封焊
利用半导体物质(即利用电子)在能带间跃迁发光,用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜组成谐振腔,使光振荡、反馈、产生光的辐射放大,输出激光;半导体激光器通过光纤输出焊接,实现非接触性的远距离操作,方便与自动化生产线集成,激光器有电流反馈闭环控制,实时监测调节输出激光,保证输出激光的稳定光束能量分布均匀,光斑较大,焊接金属时,焊缝表面光滑美观。而更为重要的是在这两种封焊过程中,还要创造一个无水无氧的环境,才能保证最终更好的封盖,在这种情况下,手套箱激光焊接机应运而生。

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手套箱为封盖工艺提供低氧低水汽含量的工艺环境。管壳封盖机放置于手套箱的操作箱内。物料经过真空烘箱的烘烤后,从操作箱的内门传递到操作箱内,完成封盖工艺后,通过交换箱取出来。
 
通过真空烘烤和在手套箱内操作封盖工艺,可以降低管壳内的水气及氧气含量,满足高性能高可靠性的需求。
 
手套箱激光焊接机性能特点:1、高精度工作台,高品质手套箱,真空密封焊接。2.不锈钢结构、抗腐蚀、易清洗、无污染。3.观察窗视角广阔清晰明亮。4.操作手套采用厚乳胶手套,密封可靠。5、视觉定位,智能焊接,可精确定位跟踪焊接,保证焊接质量。6、激光器采用国际知名品牌,保证设备质量和设备运行稳定性。7、底板结构致密、抗压强度好。8、焊缝平整、细致、密封。
 
手套箱激光焊接机广泛应用于无水、无氧、无尘的超纯环境,如:锂离子电池及材料、半导体、电容、特种灯、激光焊接、钎焊、可伐合金、铝、铜等各种金属合金。(满GJB548B-2005检漏指标)可用于微波器件、RF封装 、T/R组件、心脏起搏器、传感器、材料合成、OLED、MOCVD等。也包括生物方面应用,如厌氧菌培养、细胞低氧培养等。
 

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