陳小紅

(福建閩航電子有限公司,福建@南平@353001)

摘要:層壓工藝技術(shù)是多層陶瓷外殼生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的一道重要工序。多層陶瓷外殼產(chǎn)品采用上、中、底三層生瓷膜片印刷金屬漿料之后先分別等靜層壓,然后再將上、中、底三片疊加在一起并在芯腔體內(nèi)填充可塑性良好的硅膠,經(jīng)等靜層壓處理使三片粘附成整體。運(yùn)用該工藝技術(shù)很好地解決了多工位、大腔體尺寸多層陶瓷外殼生瓷片層壓中出現(xiàn)的塌腔、開(kāi)裂、倒角、腔體不對(duì)稱(chēng)等問(wèn)題,提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞:多工位;大腔體;層壓工藝

層壓工藝技術(shù)是多層陶瓷外殼生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的一道重要工序。早期多層陶瓷外殼生產(chǎn)工藝采用的是單體層壓工藝,其工藝為手工噴膠后疊片,由平板機(jī)對(duì)生瓷片進(jìn)行層壓。應(yīng)用該層壓工藝,生產(chǎn)效率低,對(duì)位準(zhǔn)確度差,不適用于高密度多層陶瓷封裝外殼高質(zhì)量要求和大批量生產(chǎn)的要求。

為提高產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本開(kāi)展了多層陶瓷外殼大批量生產(chǎn)工藝技術(shù)的研究,包括大批量生產(chǎn)工藝路線和大批量生產(chǎn)工藝1優(yōu)化的研究:我們采用在127mm×127mm標(biāo)準(zhǔn)生瓷片上,用一模多位的生產(chǎn)工藝技術(shù),即在每大版上進(jìn)行多工位生產(chǎn)加工。大版多工位生產(chǎn)工藝技術(shù)主要包括大版精細(xì)印刷技術(shù)、大版層壓技術(shù)、大版生坯壓痕、大版燒結(jié)技術(shù)和大版裝配釬焊技術(shù)、產(chǎn)品分離等。為此,在多層陶瓷外殼生產(chǎn)工藝技術(shù)研制過(guò)程中,開(kāi)展了大版層壓的工藝技術(shù)研究,對(duì)于小腔體系列的陶瓷外殼產(chǎn)品,由于其外形的尺寸和芯腔的尺寸相對(duì)較小,每一大版要分布40～100多個(gè)產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)工藝試驗(yàn),結(jié)合小腔體系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn),小腔體系列產(chǎn)品大版多工位生產(chǎn)層壓工藝采用上、中、底三層生瓷膜片印刷后先分別等靜層壓,然后再將上、中、底三片疊加等靜層壓的生產(chǎn)工藝方式。對(duì)于高密度大腔體封裝用的陶瓷外殼產(chǎn)品,考慮到其腔體大且深的形狀結(jié)構(gòu),我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種實(shí)施方案,一種是上、中、底三片先分別多面等靜層壓后,再將上、中、底三片疊加等靜層壓。另一種是上、中、底三片先分別等靜層壓,再用噴膠的辦法,再對(duì)上、中、下三片做疊加板壓。采用上、中、底三層疊層等靜層壓方式,由于大腔體外殼其腔體面積比較大且深,中片鍵合指區(qū)布線密度大,鍵合指的線條較窄,尤其是多引線(300條引線以上),有時(shí)內(nèi)部鍵合指的布局要為二層,在層壓過(guò)程中,未填腔,加層壓定位板,在加壓過(guò)程中,當(dāng)產(chǎn)品腔體內(nèi)空氣被擠出時(shí),腔體產(chǎn)生一定的變形,經(jīng)過(guò)等靜壓之后,產(chǎn)品出現(xiàn)塌腔、開(kāi)裂、倒角現(xiàn)象。這將給芯片的鍵合帶來(lái)困難,對(duì)鍵合的強(qiáng)度和可靠性也造成影響。采用了噴膠的辦法,對(duì)上、中、下三片做疊加板壓,并要調(diào)整合適的粘接劑噴涂量,板壓溫度(℃),板壓壓力(Pa)和板壓時(shí)間(t),能克服層壓時(shí)出現(xiàn)塌腔、開(kāi)裂、倒角現(xiàn)象的問(wèn)題。但此層壓方式也存在兩點(diǎn)不足的地方,一是采用噴膠平板熱壓方式,由于生瓷片在噴膠之后,膠體的粘度比較大,在疊片過(guò)程中,很難對(duì)位準(zhǔn)確,造成產(chǎn)品三層瓷片不能完全同心對(duì)稱(chēng),表現(xiàn)為常說(shuō)的腔體不對(duì)稱(chēng)。二是大腔體中腔內(nèi)無(wú)填充物,平板層壓時(shí)壓力不容易均勻地傳遞到腔底,有時(shí)會(huì)造成中腔腔底翹邊。在開(kāi)展高密度大腔體封裝用的陶瓷外殼產(chǎn)品的研究時(shí),我們分析了等靜壓和平板壓兩種層壓工藝的長(zhǎng)、短處,結(jié)合高密度大腔體封裝用的陶瓷外殼腔體大且深的特點(diǎn),又開(kāi)展了大腔體層壓的工藝試驗(yàn),采用可塑性良好的硅膠(該材料可隨腔體形狀的改變而改變,與膜片基體不粘附,很容易分離開(kāi))在產(chǎn)品腔體內(nèi)填充硅膠,使其在等靜壓加壓過(guò)程中,硅膠高的塑變性能使其能很容易充填腔體,從而保證外殼的腔體不會(huì)變形,即使層壓過(guò)程中的壓力增加了許多,有效地解決了塌腔、開(kāi)裂、倒角、腔體不對(duì)稱(chēng)等問(wèn)題。在工藝試驗(yàn)的初期,在加熱層壓過(guò)程中出現(xiàn)印刷金屬漿料易被塑料膜帶起的現(xiàn)象,造成印刷圖形缺漿現(xiàn)象,后經(jīng)過(guò)反復(fù)工藝試驗(yàn),采用在層壓塑料膜上涂上保護(hù)層,很好解決了印刷金屬漿料易被塑料膜帶起的問(wèn)題。

總之,要提高多層陶瓷外殼的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,就應(yīng)采用大版多工位的生產(chǎn)工藝,采用上、中、底三層生瓷膜片印刷后先分別等靜層壓,然后再將上、中、底三片疊加后芯腔體內(nèi)填充可塑性良好的硅膠,在進(jìn)行等靜層壓就很好地解決了多工位大腔體層壓塌腔、開(kāi)裂、倒角、腔體不對(duì)稱(chēng)等問(wèn)題。