[其他]密封的電子元件

無效

• 申請號: 86106280
• 申請日: 1986-09-23
• 公開（公告）號: CN86106280A
• 公開（公告）日: 1987-04-22
• 發明（設計）人: I·麥西特·古羅爾
• 申請（專利權）人: 約翰·弗蘭克制造公司
• 主分類號: H05K13/00
• 分類號: H05K13/00;H01L23/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖春京,杜有文

本發明涉及有關制造電子元件的設備和方法。更確切地說，是關于用封焊玻璃材料把一個玻璃或陶瓷蓋片密封到一塊玻璃或陶瓷基片，這種封焊玻璃材料是加熱熔化到蓋片和基片上的。

微電子技術通常采用在一塊玻璃或陶瓷基片上的薄膜和厚薄兩種微電路;薄膜的厚度一般小于5微米（根據美國軍用標準MIL????Std883-C和國際混合微電子學協會所給的規定（Per????Mil????Std883-C????and????the????International????Society????of????Hybrid????Microelectronics′definition）），而厚膜則厚得多。這些用傳統的膜加工技術外加上去的含有電阻、導體、有時還有電容器圖形的膜，可以包括“附加”的，諸如晶體三極管、二極管等分離元件，這些分離元件是用焊錫、導線粘接劑或其它技術連接到圖形的導體和/或電阻部分的。在這種場合下，要求封裝電阻膜，而這些分離元件并不包括在內。

在薄膜電阻技術中，電阻/導體元件常常以真空蒸涂的鎳克羅姆（Nicrome）制成。鎳克羅姆是特拉弗爾-哈里斯公司（Driver-Harris????CO.）的一種註冊商標，它含有80%重量的鎳，20%重量的鉻。為了提供足夠的方格數以獲得所要求的電阻值，薄膜電路圖形一般光刻成長長的蛇形線，而厚膜電路圖形則常常是矩形的，采用各種電阻率的厚膜。

當蒸涂好薄膜電阻時，為了調整其電阻溫度系數（TCR），經常要求在高溫下對電阻元件進行溫度退火。典型的作法是把電阻元件/基片在接近350℃的溫度下烘烤一個小時左右。然后，往往還要讓電阻元件/基片經受一次穩定性烘烤。此時，電阻元件在高溫下加熱幾天時間，以便使電阻元件在工作電路中承受溫度循環時，仍能保持其所要求的阻值。在穩定性烘烤之后，基片被劃成一行行和一列列，以便可以把它容易地分成單個的芯片。然后，把封裝引線焊到基片表面上的導電“焊接點”上，這些封裝引線也可以用環氧樹脂粘到基片上。如果有要求的話，可以把像晶體管、二極管等其它元件結合起來作為電路的一部分。

厚膜技術元件經過以制作電路圖形或“掩模”開始的一系列工序加工而成，掩模為把電阻/導體材料沉積到基片上提供一個外形圖。通常使用的掩模材料包括已刻蝕金屬和感光乳劑絲網。乳劑絲網一般用網孔數為每厘米大約40至156目的不銹鋼絲編織網制成。絲網上敷一層乳劑，乳劑用紫外爆光的方法硬化成預定的電路圖形，從待印制電路圖形的那部分絲網上，把其余未硬化的乳劑去掉。

一般用去離子水或一種專賣肥皂機械擦洗或超聲處理，對基片清潔處理以后，以氮氣把基片吹干，再在爐子中烘烤一段特定時間使其表面脫水。

基片準備好以后，把絲網相對基片放好，將待印制到基片上去的合成物常常稱做“漿料”加到絲網上。漿料成份中的“活性”材料取決于膜的使用目的。對電阻膜而言，活性材料可以含有電化學金屬或合金，而對絕緣膜來說，含有介質材料。絲網放置在基片上部一個定義為“彈回距離”（“Snap????off????distance”）的精確的距離上。一個機械操縱的刮板以預定的速度移動，以預定的角度經過絲網頂部，把漿料通過絲網推到基片表面。在刮板越過絲網的一部分之后，絲網給基片表面印制上電路，然后回復到其原來位置。

漿料的稠度是重要的，因為它必須有足夠小的粘滯性以流過絲網，充填絲網讓出的間隙而留在基片上。然而，漿料還必須是有足夠粘性的，在絲網回復到到其彈回位置后，能保持其基本形狀。通常含有一種有機載體作為漿料成分的一部分，以提供所要求的稠度。漿料合成物的流動特性是十分復雜的，一般是合成物推過絲網時的剪切率的函數。待漿料干燥并在爐中焙燒，此時有機載體和粘合劑被燒掉，而漿料粘接在基片上。

在封裝內部，封裝引線到電子電路的聯接是用鋁絲或金絲引線的熱壓焊或超聲焊完成的。小直徑的金絲或鋁絲對電阻元件的總阻值產生一個顯著的誤差因子，特別是當這些引線接向小阻值電阻時。

為了保護薄膜或厚膜電子電路，以及提供熱耗散的手段，膜網路通常封裝在金屬、陶瓷或塑料中，塑料因其成本低，使用最為廣泛。然而，如果事先就考慮到封裝工作環境是十分惡劣的話，要求有密封的外殼或涂敷把電子元件罩在惰性干燥氣氛之中。高溫高濕加速了諸如氧化、腐蝕和電解作用的化學過程，這些過程腐蝕金屬另件，而潮氣吸收產生機械應力，它將改變電阻元件的阻值。