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1 封裝工藝流程

2 關鍵工序

2.1 真空共晶焊

共晶是指在相對較低的溫度下共晶焊料發(fā)生共晶物熔合的現(xiàn)象，共晶合金直接從固態(tài)變到液態(tài)，而不經(jīng)過塑性階段。其熔化溫度稱共晶溫度。表1為共晶焊接與導電銀膠粘結(jié)工藝對比。

真空共晶主要是利用真空共晶爐有效控制爐內(nèi)氣氛，通過預熱，排氣，真空，加溫，降溫，進氣等過程，設置出響應的溫度，氣體控制曲線，從而實現(xiàn)共晶的全過程。具有多個優(yōu)點：

1） 排除了大氣中的氧氣，有效控制了工作氣氛，因此能夠有效避免空洞和氧化物的產(chǎn)生。

2） 整個共晶過程可以通過參數(shù)曲線控制。

3） 一次完成多個產(chǎn)品的共晶焊接。

4） 多芯片共晶焊接，多芯片共晶時出現(xiàn)芯片材料不同，共晶焊料不同，因此共晶溫度不同的情況。這時需要采用階梯共晶的方法。一般先對溫度高的共晶焊料共晶，再共晶溫度低的。

共晶爐控制系統(tǒng)可以設定多條溫度曲線，每條溫度曲線可以設定多個溫度階段，在溫度曲線運行過程中可增加充氣，抽真空，排氣等工藝步驟。

2.2 吸氣劑

吸氣劑主要使用鋯釩鐵吸氣劑，鋯基吸氣劑對眾多氣體分子都有良好的反應性，比如H2，CO，CO2,N2和Nx 等，反應后形成的氧化物，碳化物和氮化物基本上不再具備反應活性。

吸氣劑吸附反應主要有兩個過程，

1） 當氣體碰撞固體表面時，通過范德華力作用被吸附在吸氣劑表面

2） 表面吸附的氣體分子迅速向吸氣劑內(nèi)部滲透，進入吸氣劑金屬及晶格間，這部分主要是靠化學吸收。

圖1 吸氣劑產(chǎn)品圖

2.3平行縫焊（碰焊）（Seam sealing）

平行封焊（碰焊）屬于電阻焊。在平行封焊時，電極在移動的同時轉(zhuǎn)動（通過電極輪），在一定壓力下電極之間斷續(xù)通電，由于電極與蓋板及蓋板與焊框之間存在接觸電阻，根據(jù)公式

焊接電流將在這2個接觸電阻處產(chǎn)生焦耳熱量，使其蓋板與焊框之間局部形成熔融狀態(tài)，凝固后形成焊點，從它的封焊軌跡看像一條縫，所以也稱“縫焊”。

封裝形式有方形，圓形和陣列，對方形管殼而言，當管殼前進通過點擊完成其兩變的焊接后，工作臺自動旋轉(zhuǎn)90度，繼續(xù)前進通過電極，再焊兩條對邊，這樣就形成了管殼的整個封裝，對于圓形管殼來說，只要工作臺旋轉(zhuǎn)180度，即可完成整個管殼的封裝。

圖2 平行封焊示意圖

2.4真空排氣

真空排氣就是將金屬管殼內(nèi)部的氣體進行抽真空排出，目的是為了使探測器的真空達到設計的需求。也是利用真空獲得設備(真空泵)抽出目標探測器內(nèi)的氣體的過程。一般而言影響真空度的有兩個方面因素：

1）管殼內(nèi)部氣體與封裝工藝產(chǎn)生的氣體

管殼內(nèi)部本身腔體的氣體和封裝燒結(jié)，焊接，綁線等產(chǎn)生的揮發(fā)氣體。

2）材料表面釋放的氣體

殼體材料釋放的氣體，殼表面吸附的氣體，晶格產(chǎn)生的泄漏。

前期通過抽真空可以使第一部分的氣體抽走，管殼內(nèi)部達到一定程度的真空度。對于材料泄漏和釋放的氣體，尤其材料內(nèi)部和表面吸附的H2,需要通過烘培使氫氣析出。

材料的放氣只發(fā)生在真空下，放氣速度緩慢，環(huán)境溫度越高放氣速率越大（但有最大值，超過最大值，溫度效果下降）材料放氣源源不絕，一直都有氣體釋放，只是隨著時間的推移，放氣越來越小。所以為了使器件內(nèi)部真空良好，延長真空壽命，必須對探測器進行足夠的時間和溫度的抽真空排氣。然后在排氣過程中激活吸氣劑，這時吸氣劑開始工作，不斷地吸附殼體內(nèi)部釋放的氣體，使在排氣完成后殼體能維持足夠真空度。

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