高密度陶瓷封装外壳散热问题探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第6卷，第7期电子与封装总第39期Vo16No72OO6年7月．．，ELECTRONICS＆PACKAGING，～，，，

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3、＼=封_装一组r装与测试{高密度陶瓷封装外壳散热问题探讨余咏梅(闽航电子有限公司，福建南平353001)摘要：集成电路组装密度不断增加，导致其功率密度也相应提高，集成电路单位体积发热量也有所增加。因此，解决高密度陶瓷封装外壳的散热问题刻不容缓，它也是集成电路陶瓷封装外壳需要攻克的难题之一。在外壳制造上可通过采取不同的结构设计、选择合适的散热片、对钎焊工艺进行改进、解决好散热片的电镀质量问题等措施，

4、来保证高密度陶瓷封装外壳的热性能的要求。关键词：结构设计；平整度；散热片；钎焊；电镀中图分类号：TN305．94文献标识码：A文章编号：1681-1070(2006)07-0025-03InvestigationonHighDensityCeramicPackagesHeatDisspationIssuesYUYong-mei(FujianMinhangElectronicLimitedCompany．NanpingFujian353001．China)Abstract：Asintegratedcircuitdensitybecomesmorecomplexandcom

5、pactitspowerdensityandamount．ofheatdissipationcorrespondinglyincreases．Therefore，toefectivelyresolvetheheatdissipationissuesforhighdensitypackage．Thechallengeinmanufacturingprocessesrequireddiferentchoiceofheatsinksandmaterialstogetherwithbrazingimprovement．Itcanefectivelyincreasesheatdi

6、ssipation，thusimprove，quali~．Toensuretheheatdissipationcharacteristicsrequirementsofthehighcircuitdensitypackage．Keywords：physicaldesign；flatness；radiatingflange；brazing；galvanizing产品结构设计时，需要估计集成电路芯片由于电功率的热效应所产生的热量如何通过外壳散发到周围1引言环境中去。常见的设计方式有三种(见陶瓷底座部分集成电路组装密度不断增加，导致其功率密度也局部示意图)。一种是将散热片直接

7、焊接在陶瓷底部相应提高，集成电路单位体积发热量也有所增加。在(如图1)；一种是在陶瓷底片上冲孑L、注浆，将散外壳结构设计上，如果不能及时地将芯片所产生的热热片直接焊接在陶瓷底片背面(如图2)；一种是将量散发出去，设法抑制集成电路的温升，必然对集成散热片镶人陶瓷底腔(如图3o电路的可靠性产生极为严重的影响。因此，解决高密两种不同结构的散热片示意图见图4和图5。度陶瓷封装外壳的散热问题刻不容缓，它也是集成电集成电路的散热方式通常有传导、对流和辐射三路陶瓷封装外壳需要攻克的难题之一。种。其中热传导的效率最高，热传导约占60％，热对流约占25％-30％，热辐射只占10％～15％

8、。集成电路芯片内部所产生的热量，通过芯片与外壳底座间的2不同的产品结构设计对散热性能的影响收稿日期：2005—12-29．25．维普资讯http://www.cqvip.com维普资讯http://www.cqvip.com第6卷第7期余咏梅：高密度陶瓷封装外壳散热问题探讨时，采用银镉焊料，其焊接工艺必须进行改进，不工艺、保证被镀件表面的清洁性、在带散热片陶瓷同于常规产品。它除了严格要求钎焊炉保护气体的纯外壳的钎焊前，必须进行特殊的预处理，即在钎焊度、钎焊时间一温度曲线外，还必须严格钎焊工艺步前对钨铜或钼铜合金材料散热片先镀上一层镍，再进骤，分两次装配、钎焊来完成。首先

9、将封接环、外引行钎焊，以减少电镀起泡的几率，同时对镀液加强线焊接好，采用AgCu焊料，钎焊最高温度为880监控和维护。国外采用将陶瓷外壳先镀镍，然后在±10cIC；再将散热片焊接好，采用银镉焊料，钎焊散热片上镀上一层保护膜或粘上一层保护胶片，待陶最高温度为710±10cc，通过钎焊工艺的优化改进，瓷外壳镀金后再将保护膜或保护胶片去除，来解决散可较好地解决集成电路陶瓷封装外壳散热片焊接强度热片在电镀过程中产生的起皮或起泡现象。问题。3．4散热片的电镀4不同封装的陶瓷外壳最大允许热阻值钨一铜或钼一铜合金材料作为散热片所选材料，在电镀时很容易产