陶瓷外壳、陶瓷封装结构及微系统的制作方法

1.本发明属于集成电路封装技术领域，更具体地说，是涉及一种陶瓷外壳、陶瓷封装结构及微系统。


背景技术：

2.随着微系统集成度不断提高，要求封装芯数量、功耗以及芯片封装形式要求越来越多样化、如何同时实现产品的小型化、高度集成化、气密性和良好的散热性能越来越成为突出的问题。目前，传统的陶瓷外壳可安装的元器件种类少，封装集成度低，不满足小型化与及高集成度的要求。而且，传统的陶瓷外壳无法同时实现键合芯片气密性封装与大功率倒装芯片散热的要求。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的在于提供一种能够实现气密性和良好的散热性能的陶瓷外壳。
4.本发明的另一目的在于提供一种具有该陶瓷外壳的陶瓷封装结构。
5.本发明的再一目的在于提供一种具有该陶瓷封装结构的微系统。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.提供一种陶瓷外壳，包括陶瓷壳体，该陶瓷壳体具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面设有气密性封装区和和非气密性封装区，在所述非气密性封装区设有圆形的倒装焊盘，所述第二表面设有气密性封装区以及引线；所述气密性封装区由可伐金属焊环围合而成，且在气密性封装区内设有芯片安装区和/或元器件安装区，所述芯片安装区为用于安装键合类芯片的多层腔体结构。
8.一些实施方式中，所述元器件安装区的焊盘为方形焊盘。
9.一些实施方式中，所述引线的材质为可伐。
10.一些实施方式中，所述非气密性封装区镀金厚度0.03
‑
0.3μm，所述气密性封装区镀金厚度1.3
‑
5.7μm。
11.本发明还提供一种陶瓷封装结构，包括上述的陶瓷外壳，还包括与所述可伐金属焊环进行焊接的平行焊缝盖板。
12.本发明还提供一种微系统，包括上述的陶瓷封装结构。
13.本发明的陶瓷外壳的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的陶瓷外壳，可以在第一表面和第二表面安装多种器件和芯片，可以通过气密性封装区保证普通键合芯片的气密性要求，非气密性封装区可以安装倒装芯片，并可在倒装芯片上表面贴装热沉以增加向上的散热通道提高散热效果，可以满足大功耗的倒装芯片的散热要求，有利于实现小型化和高集成度。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术
描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明实施方式提供的陶瓷外壳的主视结构示意图；
16.图2为图1所示的陶瓷外壳的俯视示意图；
17.图3为图1所示的陶瓷外壳的仰视示意图
18.图4为图1中的陶瓷外壳安装元器件并封装后的示意图。
19.图中：1、陶瓷壳体；2、第一表面；3、第二表面；4、气密性封装区；41、芯片安装区；42、元器件安装区；5、非气密性封装区；6、引线；7、可伐金属焊环；8、平行焊缝盖板；9、倒装芯片；10、热沉。
具体实施方式
20.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.如图1至图4所示，本发明实施方式公开了一种陶瓷外壳，该陶瓷外壳包括一陶瓷壳体1，该陶瓷壳体1具有相对设置的第一表面2和第二表面3。在实际使用时，该第二表面3是面向pcb板的一面，第一表面2是远离pcb板的一面。当pcb板是水平放置，并且本陶瓷外壳制成的器件安装在pcb板的上方时，该第一表面2是陶瓷壳体1的上表面，第二表面3是陶瓷壳体1的下表面。
22.在第一表面2设有气密性封装区4和非气密性封装区5，在该非气密性封装区5设有圆形的倒装焊盘。在第二表面3设有气密性封装区4和引线6。该引线的材质为可伐(kovar)。该气密性封装区4由可伐金属焊环7围合而成，可伐金属焊环7与平行焊缝盖板8进行焊接后，可以形成气密性良好的封闭腔体，满足键合类芯片的气密性封装要求。在气密性封装区4内设有若干芯片安装区41，这些芯片安装区41是用于安装键合类芯片的多层腔体结构。非气密性封装区5可以用来安装大功耗的倒装芯片9，并可在倒装芯片9上表面贴装热沉10以增加向上的散热通道，进一步提高散热效果。热沉材质可选用铝碳化硅或铝硅等电子等装常用的密度较小导热系数较高的材质。气密性封装区4和非气密性封装区5以及引线6通过内部的多层布线实现互连。
23.在气密性封装区4内除了设置有芯片安装区41外，还可以设置若干元器件安装区42，这些元器件安装区42的焊盘为方形焊盘，可以用来安装电容、电阻或电感等元器件。
24.在本实施方式中，非气密性封装区5镀金厚度0.03
‑
0.3μm，气密性封装区镀金厚度1.3
‑
5.7μm。在镀金时，采用局部镀覆的方式，先对非气密性封装区5镀金，然后采用涂覆阻挡层的方法对已镀部分进行保护，再电镀其余部位。
25.本发明实施方式的陶瓷外壳，可以在第一表面2和第二表面3安装多种器件和芯片，可以通过气密性封装区4保证普通键合芯片的气密性要求，非气密性封装区5可以安装倒装芯片，并可在倒装芯片9上表面贴装热沉10以增加向上的散热通道，进一步提高散热效果，因而可以满足大功耗的倒装芯片的散热要求，有利于实现小型化和高集成度。
26.本发明实施方式还公开了一种陶瓷封装结构，该陶瓷封装结构包括如上述的陶瓷
外壳，还包括与可伐金属焊环7进行焊接的平行焊缝盖板8。
27.本发明实施方式还公开了一种微系统，该微系统包括上述的陶瓷封装结构。
28.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种陶瓷外壳，包括陶瓷壳体，其特征在于，该陶瓷壳体具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面设有气密性封装区和非气密性封装区，在所述非气密性封装区设有圆形的倒装焊盘，所述第二表面设有气密性封装区以及引线；所述气密性封装区由可伐金属焊环围合而成，且在气密性封装区内设有芯片安装区和/或元器件安装区，所述芯片安装区为用于安装键合类芯片的多层腔体结构。2.根据权利要求1所述的陶瓷外壳，其特征在于，所述元器件安装区的焊盘为方形焊盘。3.根据权利要求1所述的陶瓷外壳，其特征在于，所述引线的材质为可伐。4.根据权利要求1所述的陶瓷外壳，其特征在于，所述非气密性封装区镀金厚度0.03
‑
0.3μm，所述气密性封装区镀金厚度1.3
‑
5.7μm。5.一种陶瓷封装结构，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一所述的陶瓷外壳，还包括与所述可伐金属焊环进行焊接的平行焊缝盖板。6.一种微系统，其特征在于，包括如权利要求5所述的陶瓷封装结构。

技术总结
本发明提供了一种陶瓷外壳、陶瓷封装结构及微系统。陶瓷外壳包括陶瓷壳体，该陶瓷壳体具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面设有气密性封装区和和非气密性封装区，在所述非气密性封装区设有圆形的倒装焊盘，所述第二表面设有气密性封装区以及引线；所述气密性封装区由可伐金属焊环围合而成，且在气密性封装区内设有芯片安装区和/或元器件安装区，所述芯片安装区为用于安装键合类芯片的多层腔体结构。本发明陶瓷外壳，可以在第一表面和第二表面安装多种器件和芯片，可以通过气密性封装区保证普通键合芯片的气密性要求，非气密性封装区可以安装倒装芯片，可以满足大功耗的倒装芯片的散热要求，有利于实现小型化和高集成度。成度。成度。


技术研发人员：刘洋 杨振涛 彭博 高岭 段强
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十三研究所
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2021/10/19