面陣電荷耦合器件封裝用陶瓷外殼及其制作方法與流程

本發明涉及陶瓷封裝外殼技術領域，尤其涉及一種面陣電荷耦合器件封裝用陶瓷外殼及其制作方法。

背景技術：

常規的cpga（ceramicpingridarray,陶瓷針型柵格陣列，一種芯片封裝形式)陶瓷外殼由陶瓷件、針引線以及金屬封口環（可選）組成，其中陶瓷件采用多層氧化鋁陶瓷鎢金屬化高溫共燒工藝制作，一次成型，不用后期加工，之后陶瓷件與針引線采用銀銅焊料進行組裝焊接。

面陣電荷耦合器件（chargecoupledevice，簡稱ccd）封裝用陶瓷外殼封裝形式為cpga類結構，由陶瓷件、針引線兩部分組成，陶瓷件材料為90％的氧化鋁，針引線材料為鐵鎳合金或鐵鎳鈷合金。由于面陣ccd封裝外殼主要用于封裝凝視型空間面陣ccd器件，引出方式為cpga類結構，陶瓷外殼外形尺寸大、平面度要求高、高氣密性，陶瓷件通過高溫共燒工藝一次成型無法滿足要求。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種面陣電荷耦合器件封裝用陶瓷外殼及其制作方法，采用該方法制作的陶瓷外殼，平面度高、氣密性高，能夠解決平面度低的問題。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種面陣電荷耦合器件封裝用陶瓷外殼，包括陶瓷件和針引線，所述陶瓷件正面的芯片安裝區、封口面均采用磨拋方式進行加工，磨拋后陶瓷件的封口面、芯片安裝區的平面度均≤1μm/mm或50μm。

進一步地，陶瓷件的封口面采用拋光機或磨具進行磨拋；

當芯片安裝區與封口面共面時，芯片安裝區的磨拋方式同封口面的磨拋方式；

當芯片安裝區與封口面不共面時，芯片安裝區的磨拋方式為磨具磨拋加工。

進一步地，所述陶瓷件的正面設有鍵合區內嵌的凹槽，鍵合區內嵌在凹槽內。

進一步地，所述陶瓷件背面的針引線的引出端設有凹槽，凹槽內嵌有焊盤，焊盤的表面低于陶瓷件的背面，所述陶瓷件背面采用拋光機磨拋或磨具磨拋。

進一步地，所述針引線的引線節距包括1.27mm、2.54mm、2.54mm交錯，引線數≤1000；所述陶瓷件的外形尺寸為，長寬≤200.00mm×200.00mm，高度≤20.00mm。

進一步地，所述陶瓷件的芯片安裝區設有若干陣列排布的通孔。

進一步地，所述陶瓷件的正面或背面設有定位標記槽。

更進一步地，所述陶瓷件的封口面上設有安裝孔。

本發明還提供一種面陣電荷耦合器件封裝用陶瓷外殼的制作方法，包括以下工藝：流延、落料、沖孔、填孔、印刷、層壓、熱切、燒結、磨拋、鍍鎳、釬焊、鍍金。

進一步地，磨拋工藝是采用拋光機或磨具對陶瓷件正面的封口面、芯片安裝區和背面進行磨拋。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明在現有技術的基礎上，增加了對陶瓷件的磨拋工藝，即對陶瓷件的表面進行磨拋機械加工，能夠提高陶瓷件表面的平面度，進而提高封裝的氣密性。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的示意圖；

圖2是圖1的仰視圖；

圖3是圖1的俯視圖；

圖4是本發明實施例2的示意圖；

圖5是圖4的仰視圖；

圖6是圖4的俯視圖；

圖7是本發明陶瓷件上有定位標記槽的示意圖；

圖中：1、陶瓷件；2、針引線；3、芯片安裝區；4、封口面；5、陶瓷件的背面；6、鍵合區；7、通孔；8、焊盤；9、凹槽；10、安裝孔；11、定位標記槽；12、陶瓷件的正面。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

本發明與現有技術相比，增加了磨拋工藝，對陶瓷外殼進行磨拋，使其芯片安裝區和封口面達到要求的平面度，在此通過兩個具體的實施例對本技術方案進行詳細的說明。

實施例1

本發明實施例1提供的一種面陣電荷耦合器件封裝用陶瓷外殼，參見圖1、圖2、圖3所示，本實施例是當芯片安裝區與封口面4共面時的結構示意圖，包括陶瓷件1和針引線2，陶瓷件1正面的芯片安裝區3、封口面4均采用磨拋方式進行加工，磨拋后陶瓷件1的封口面4、芯片安裝區3的平面度均≤1μm/mm或50μm/mm。

其中，陶瓷件1的封口面4采用拋光機或磨具進行磨拋，當芯片安裝區3與封口面4共面時，芯片安裝區3的磨拋方式同封口面4的磨拋方式，當共面時，優選采用拋光機磨拋，磨拋效率高，效果好，有利于保證平面度；當采用磨具磨拋時，所用的磨具一般為圓形金剛石砂輪、金剛石磨頭，電動氣動均可，磨具的硬度要高于磨拋部位的硬度，當然不限于本實施例列舉的種類。

當陶瓷件的背面5需要采用拋光機磨拋或磨具磨拋時，陶瓷件的背面5設有針引線2的焊盤8內嵌的凹槽，焊盤的表面低于陶瓷件的背面5，磨拋時用拋光機，不會對焊盤造成損壞。同樣的，在陶瓷件正面設有鍵合區6內嵌的凹槽9，鍵合區6內嵌在凹槽9內，磨拋時用拋光機，不會對焊盤造成損壞。

其中，針引線2的引線節距包括1.27mm、2.54mm、2.54mm交錯，引線數≤1000，與現有技術中陶瓷外殼的制作方法相同，引線節距也具有相同的種類；陶瓷件的外形尺寸為，長寬≤200.00mm×200.00mm，高度≤20.00mm。

更進一步的，在陶瓷件的芯片安裝區3設有若干陣列排布的通孔7，由于陶瓷結構的部件，散熱性比較差，因此設置通孔7，可用于散熱或電連接。

進一步采取的技術方案，參見圖7，根據使用要求，在陶瓷件的正面12或背面可同時設有或在一面設有定位標記槽11，定位標記槽11的位置可以在芯片安裝區3或是封口面4上，定位標記槽11的形狀為十字形凹槽或丁字形凹槽或直角形凹槽。因為，當陶瓷件的尺寸較大時，定位可能會不準確，出現安裝不到位的問題，定位標記槽的作用可使在正面或背面上安裝的部件準確到位。

進一步采取的技術方案，參見圖5、圖6，根據使用要求，在陶瓷件的封口面4上設有安裝孔10。

實施例2

本發明實施例2提供的一種面陣電荷耦合器件封裝用陶瓷外殼，參見圖4、圖5、圖6所示，從圖4中可以看出，芯片安裝區3內嵌在陶瓷件內，也即芯片安裝區3與封口面4不共面，此時，芯片安裝區3的磨拋方式為磨具磨拋加工，便于磨拋芯片安裝區的邊角。除此之外，其余采取的技術方案與實施例1相同。

本發明還提供了一種面陣電荷耦合器件封裝用陶瓷外殼的制作方法，包括以下工藝：流延、落料、沖孔、填孔、印刷、層壓、熱切、燒結、磨拋、鍍鎳、釬焊、鍍金。磨拋工藝是采用拋光機或磨具對陶瓷件正面的封口面、芯片安裝去和背面進行磨拋，同時采用藍寶石玻璃膠粘方式進行封口。

具體流程為：外殼經流延、熱切后，沖腔和沖孔、孔金屬化，經印刷、定位、層壓、熱切成單個生瓷件，再通過燒結、磨拋、鍍鎳、釬焊、鍍金后形成單個的面陣ccd用陶瓷外殼。

本發明借鑒cpga外殼的設計、工藝加工技術等，在原有技術基礎之上進行再提高和研發，與常規cpga外殼相比，本發明有以下優勢：

1、外殼的鍵合區可設計為內嵌結構，如圖3、圖6所示；

2、可根據使用要求在芯片安裝區增加通孔設計，如圖3、圖6所示；

3、可根據使用要求設計專用的定位標記槽，如圖7所示；

4、可根據使用要求設計專用的安裝孔，如圖5、圖6所示；

5、陶瓷封口面磨拋和芯片安裝區磨拋，最大可加工外形尺寸為200.00mm×200.00mm；

6、芯片安裝區和封口區平面度可達到≤1μm/mm或50μm；

7、具有較高的機械可靠性，機械沖擊滿足1500g，6個方向；

8、具有高氣密性的優點，氣密性≤5×10-3pa·cm3/s，a4。

本發明主要應用于對地觀察衛星等，具有快速連續照相、信噪比高、觀測機動性強等特點。目前，世界航天技術發展迅速，全球已有五千多個衛星、飛船、航天飛機、空間站等飛行器進入宇宙空間。在衛星群中，ccd圖像傳感器是最關鍵的部分，用于封裝我國此類產品的高可靠陶瓷外殼需求迫切、需求量大。

以上對本發明提供的技術方案進行了詳細介紹，本發明中應用具體個例對本發明的實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明，應當指出，對于本技術領域的技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可對本發明進行若干改進，這些改進也落入本發明權利要求的保護范圍內。