1.本发明属于陶瓷封装外壳技术领域，尤其涉及一种陶瓷外壳及陶瓷外壳制备方法。
背景技术：2.随着系统集成度的提高，封装体内芯片数量及元器件数量增多，外壳封装体内布局密度也越来越大，由于多芯片陶瓷外壳封装的芯片之间需要互连，但又不需要与外引脚互连，因此外壳内部会存在很多不与外引脚连通的孤立区域。
3.一般带引线框架的芯区有孤立金属化区域的陶瓷外壳，在设计上会采用孤立金属化区域键丝或者激光打断方式来实现镀覆，但键丝的方式需要在芯区事先预留出键合的区域来，激光打断的方式也需要在芯区事先预留出打断的区域来，且这两种方式均会在芯区残留多余物，当芯区布局密度较大或腔体内部多余物要求较严格时，就无法进行镀覆了。
技术实现要素：4.有鉴于此，本发明提供了一种陶瓷外壳及陶瓷外壳制备方法，旨在解决现有技术芯区布局密度较大或腔体内部多余物要求较严格时无法进行镀覆的问题。
5.本发明实施例的第一方面提供了一种陶瓷外壳，陶瓷外壳包括内侧芯腔面、外侧非芯腔面以及处于内侧芯腔面与外侧非芯腔面之间的四个侧面；
6.陶瓷外壳制备有用于连通内侧芯腔面中的每个孤立金属化区域与目标侧面的第一连通结构，以及用于连通外侧非芯腔面上的引脚与目标侧面的第二连通结构；其中，目标侧面为四个侧面中的至少一个。
7.本发明实施例的第二方面提供了一种陶瓷外壳的制备方法，用于制备如上第一方面的陶瓷外壳；该方法包括：
8.制备用于连通内侧芯腔面中的每个孤立金属化区域与目标侧面的第一连通结构，以及用于连通外侧非芯腔面上的引脚与目标侧面的第二连通结构；
9.对目标侧面印制金属化图形，使陶瓷外壳内侧芯腔面的每个孤立金属化区域与外侧非芯腔面上的引脚连接；
10.对各孤立金属化区域进行镀覆，并在镀覆完成后去除目标侧面上的金属化图形。
11.本发明实施例提供的陶瓷外壳及陶瓷外壳制备方法，该陶瓷外壳包括内侧芯腔面、外侧非芯腔面以及处于内侧芯腔面与外侧非芯腔面之间的四个侧面；陶瓷外壳制备有用于连通内侧芯腔面中的每个孤立金属化区域与目标侧面的第一连通结构，以及用于连通外侧非芯腔面上的引脚与目标侧面的第二连通结构；其中，目标侧面为四个侧面中的至少一个。通过设置第一连通结构和第二连通结构，能够在不占用芯区的前提下，经目标侧面实现引脚与孤立金属化区域的连接，从而对孤立金属化区域进行镀覆，解决了现有技术中高集成度的陶瓷外壳难以实现镀覆的技术问题。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1是本发明实施例提供的陶瓷外壳的外部结构示意图；
14.图2是本发明实施例提供的陶瓷外壳的内部结构示意图；
15.图3是本发明实施例提供的陶瓷外壳的截面结构示意图；
16.图4是本发明实施例提供的陶瓷外壳的制备方法的实现流程图；
17.图5是本发明实施例提供的镀覆流程图；
18.图6是本发明另一实施例提供的镀覆流程图；
19.图7是本发明实施例提供的带引线框架的陶瓷外壳的俯视图；
20.图8是本发明实施例提供的去除部分引线框架的陶瓷外壳的俯视图。
具体实施方式
21.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
22.多芯片陶瓷外壳封装是高可靠高密度集成电路的典型代表，多芯片陶瓷外壳可以封装两颗以上具有不同功能的芯片，例如无源器件、mems等。芯片可以通过2d排布或三维堆叠的形式，减少封装的体积，实现器件小型化。陶瓷外壳除了可以对封装体内的多颗裸芯片进行保护和尺度放大外，还承担着对内部封装芯片以及各种元件之间的电气互连功能，可以使多个封装合为一体，这样能在减少总的焊点数的同时显著减小封装体积、重量，缩短了组件的连接路线，提高了电性能。
23.由于多芯片陶瓷外壳的高密度集成，其芯区一般会存在多个孤立金属化区域，并且由于芯区布局密度较大，难以采用传统方法对孤立金属化区域进行镀覆。本发明提供了一种陶瓷外壳，通过设置两种连通结构，能够在不占用芯区的前提下，实现引脚与孤立金属化区域的连接，从而对孤立金属化区域进行镀覆。
24.图1是本发明实施例提供的陶瓷外壳的结构示意图。如图1所示，陶瓷外壳，内侧芯腔面11、外侧非芯腔面12以及处于内侧芯腔面与外侧非芯腔面之间的四个侧面13。
25.本发明实施例中，内侧芯腔面11中包括多个芯区(如图1中内侧芯腔面11除边缘部分之外的阴影部分)，以及非芯区(例如内侧芯腔面11中的非阴影部分)，外侧非芯腔面12上设置有多个引脚(例如)。在非芯区中，存在一些难以与引脚连接的区域，即为孤立金属化区域。图1中所示的陶瓷外壳结构仅为本发明的示例，并不作为限定。
26.图2是本发明实施例提供的陶瓷外壳的内部结构示意图。如图2所示，在一些实施例中，陶瓷外壳制备有用于连通内侧芯腔面11中的每个孤立金属化区域与目标侧面的第一连通结构14，以及用于连通外侧非芯腔面12上的引脚与目标侧面的第二连通结构15；其中，目标侧面为四个侧面13中的至少一个。
27.本发明实施例中，每个孤立金属化区域可以与距其较近的侧面连接，则该侧面即为目标侧面。与目标侧面连接的引脚可以是任一个引脚，但从节省成本以及减小对陶瓷外壳的影响的角度，应当尽量选取距离目标侧面较近的引脚。
28.本发明实施例中，通过设置第一连通结构14和第二连通结构15，能够在不占用芯区的前提下，经目标侧面实现引脚与孤立金属化区域的连接，从而对孤立金属化区域进行镀覆，解决了现有技术中高集成度的陶瓷外壳难以实现镀覆的技术问题。
29.在一些实施例中，第一连通结构14包括多个第一互联孔和多个第一导线。
30.每个孤立金属化区域分别与一个对应的第一互联孔的上端连接；每个第一互联孔的下端与对应的第一导线的一端连接；每个第一导线的另一端与目标侧面连接。
31.在一些实施例中，第二连通结构包括第二互联孔和第二导线；
32.外侧非芯腔面上的引脚与第二互联孔的下端连接；第二互联孔的上端与第二导线的一端连接；第二导线的另一端与目标侧面连接。
33.本发明实施例中，第一互联孔、第一导线、第二互联孔和第二导线都是在陶瓷外壳制备过程中设置的，在陶瓷外壳制备完成后，对目标侧面印刷金属，就能实现孤立化金属区域和引脚的连通。例如可以在外壳在进行布线设计时将芯腔内部的孤立金属化区域打孔内部走线连接至外壳没有引线一侧的边缘，即外壳的短边，同时将引脚
①
也在内部连接至外壳短边。
34.本发明实施例中，第二互联孔可以为1个，也可以为4个，具体根据制备成本和镀覆要求决定，在此不作限定。第二导线的数目在1-4个之间，取决于目标侧面的数量，在此不作限定。每个第二互联孔与至少一个第二导线连接。
35.图3是本发明实施例提供的陶瓷外壳的截面结构示意图。如图3所示，在一些实施例中，陶瓷外壳还包括：封口环16。四个侧面包括两个短侧面和两个长侧面；封口环16设置在内侧芯腔面上且靠近其中一个长侧面。
36.在一些实施例中，陶瓷外壳可以由陶瓷体、封口环、引线、绝缘瓷条组成，其中，陶瓷材料为90％的氧化铝，可以采用多层氧化铝钨金属化高温共烧工艺制作，封口环材料可以为铁镍钴合金，引线可以为铁镍合金，陶瓷体可以与封口环、引线、绝缘瓷条采用银铜焊料进行焊接。
37.图4是本发明实施例提供的陶瓷外壳的制备方法的实现流程图。如图4所示，在一些实施例中，陶瓷外壳的制备方法用于制备如上任一实施例所示的陶瓷外壳。该方法包括：
38.s401，制备用于连通内侧芯腔面中的每个孤立金属化区域与目标侧面的第一连通结构14，以及用于连通外侧非芯腔面上的引脚与目标侧面的第二连通结构15。
39.本发明实施例中，s401为陶瓷外壳的主体的制备过程，在主体制备完成后，对其进行镀覆，即可完成陶瓷外壳的制备。镀覆过程如s402和s403所示。
40.s402，对目标侧面印制金属化图形，使陶瓷外壳内侧芯腔面的每个孤立金属化区域与外侧非芯腔面上的引脚连接。
41.本发明实施例中，对目标侧面印制金属化图形的目的是将目标侧面上的第一连通结构14以及第二连通结构15连接起来，从而实现引脚与孤立金属化区域的连接，因此，对于在s401步骤中未制备上述两个连通结构的侧面，可以不进行金属化图形的镀覆。
42.s403，对各孤立金属化区域进行镀覆，并在镀覆完成后去除目标侧面上的金属化
图形。
43.本发明实施例中，在镀覆的方式可以是电镀，也可以是化学镀，在此不作限定。在镀覆完成后需要将引脚与孤立金属化区域的连接断开，因此将目标侧面上的金属化图形去除，去除方式可以是磨抛、刻蚀等，在此不作限定。
44.图5是本发明实施例提供的镀覆流程图。如图5所示，在一些实施例中，s403可以包括：
45.s501，对各孤立金属化区域进行电镀镍。
46.本发明实施例中，电镀镍要求外壳内部所有区域均需要与电镀液阴极相连，电镀镍的前提是四个侧面均为目标侧面。在外壳设计时，可以将引脚焊盘均在外壳内部连通至外壳的侧边，然后在生瓷件制作时将外壳的四个侧面进行整面的金属化图形印刷，即实现了外壳所有金属化区域与外壳四个侧面的连通。
47.s502，对两个长侧面进行磨抛，去除两个长侧面上的金属化图形。
48.本发明实施例中，对四个侧面进行金属化图形印刷是为了进行电镀镍，但在电镀金时并不需要四个侧面，因此可以去除两个长侧面上的金属化图形。在四个侧面均为目标侧面时，为了在去除两个长侧面上的金属化图形后仍能进行电镀金，因此上述两个连通结构应优先连接短侧面。
49.s503，在电镀镍之后，对各孤立金属化区域进行电镀金。
50.s504，对两个短侧面进行磨抛，去除两个短侧面上的金属化图形。
51.在一些实施例中，s501可以包括：
52.采用金属丝连接各目标侧面；
53.将金属丝与电镀液的阴极相连，对各孤立金属化区域进行电镀镍。
54.本发明实施例中，电镀时可以采用金属丝将瓷件捆绑起来，实现与电镀液阴极的相连，使外壳所有区域均导电连通，从而实现电镀镍。
55.图6是本发明另一实施例提供的镀覆流程图。如图6所示，在一些实施例中，s401可以包括：
56.s601，对各孤立金属化区域进行化学镀镍；
57.s602，在化学镀镍之后，对各孤立金属化区域进行电镀金；
58.s603，对两个短侧面进行磨抛，以去除两个短侧面上的金属化图形。
59.本实施例中，仅在将短侧面作为目标侧面时，可以采用化学镀镍。由于化学镀镍后陶瓷体钎焊引线框架的焊接强度要低于电镀镍后的焊接强度，因此在可靠性等级要求比较高的应用场合，一般采用电镀镍的方式对瓷件进行镀覆。
60.图7是本发明实施例提供的带引线框架的陶瓷外壳的俯视图。图8是本发明实施例提供的去除部分引线框架的陶瓷外壳的俯视图。如图7和8所示，在一些实施例中，s503或s602可以包括：
61.将外壳引脚焊盘两侧的金属化进行磨削处理，磨削后再钎焊引线框架17使外壳所有区域均与引线框架连同，电镀金时将引线框架17与电镀液阴极相连，使外壳所有区域均导电连通，从而实现电镀金，镀覆完成后再裁切去短边的引线框架17，对短边的侧面金属化进行磨削处理，进而将孤立金属化区域与引脚断开。
62.在一些实施例中，可以在将外壳的生瓷件热切成单个后，对目标侧面进行金属化
图形印刷，从而使孤立金属化区域与引脚
①
连通，然后烧结成熟瓷件。
63.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
64.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
65.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
66.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
67.在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
68.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
69.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
70.集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载
波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
71.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，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，其特征在于，所述陶瓷外壳包括内侧芯腔面、外侧非芯腔面以及处于所述内侧芯腔面与所述外侧非芯腔面之间的四个侧面；所述陶瓷外壳制备有用于连通内侧芯腔面中的每个孤立金属化区域与目标侧面的第一连通结构，以及用于连通外侧非芯腔面上的引脚与目标侧面的第二连通结构；其中，所述目标侧面为所述四个侧面中的至少一个。2.根据权利要求1所述的陶瓷外壳，其特征在于，所述第一连通结构包括多个第一互联孔和多个第一导线；每个孤立金属化区域分别与一个对应的第一互联孔的上端连接；每个第一互联孔的下端与对应的第一导线的一端连接；每个第一导线的另一端与所述目标侧面连接。3.根据权利要求1所述的陶瓷外壳，其特征在于，所述第二连通结构包括第二互联孔和第二导线；所述外侧非芯腔面上的引脚与所述第二互联孔的下端连接；所述第二互联孔的上端与所述第二导线的一端连接；所述第二导线的另一端与所述目标侧面连接。4.根据权利要求1所述的陶瓷外壳，其特征在于，所述陶瓷外壳还包括：封口环；所述四个侧面包括两个短侧面和两个长侧面；所述封口环设置在所述内侧芯腔面上且靠近其中一个长侧面。5.一种陶瓷外壳的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备如权利要求1-4任一项所述的陶瓷外壳；所述方法包括：制备用于连通内侧芯腔面中的每个孤立金属化区域与目标侧面的第一连通结构，以及用于连通外侧非芯腔面上的引脚与目标侧面的第二连通结构；对所述目标侧面印制金属化图形，使陶瓷外壳内侧芯腔面的每个孤立金属化区域与所述外侧非芯腔面上的引脚连接；对各孤立金属化区域进行镀覆，并在镀覆完成后去除所述目标侧面上的金属化图形。6.根据权利要求5所述的陶瓷外壳的制备方法，其特征在于，所述四个侧面包括两个短侧面和两个长侧面；所述对各孤立金属化区域进行镀覆，并在镀覆完成后去除所述目标侧面上的金属化图形，包括：对各孤立金属化区域进行电镀镍；对两个长侧面进行磨抛，去除所述两个长侧面上的金属化图形；在电镀镍之后，对各孤立金属化区域进行电镀金；对两个短侧面进行磨抛，去除所述两个短侧面上的金属化图形。7.根据权利要求6所述的陶瓷外壳制备方法，其特征在于，所述对各孤立金属化区域进行电镀镍，包括：采用金属丝连接各目标侧面；将所述金属丝与电镀液的阴极相连，对各孤立金属化区域进行电镀镍。8.根据权利要求5所述的陶瓷外壳制备方法，其特征在于，所述四个侧面包括两个短侧面和两个长侧面；所述对各孤立金属化区域进行镀覆，并在镀覆完成后去除所述目标侧面上的金属化图形，包括：
对各孤立金属化区域进行化学镀镍；在化学镀镍之后，对各孤立金属化区域进行电镀金；对两个短侧面进行磨抛，以去除所述两个短侧面上的金属化图形。9.根据权利要求6或8所述的陶瓷外壳制备方法，其特征在于，所述对各孤立金属化区域进行电镀金，包括：在所述外侧非芯腔面上的引脚上焊接引线框架和封口环；将所述引线框架与电镀液的阴极相连，以对各孤立金属化区域进行电镀金；去除两个短侧面两侧的引线框架。10.根据权利要求5所述的陶瓷外壳制备方法，其特征在于，对所述目标侧面印制金属化图形之后，还包括：将所述陶瓷外壳烧结为熟瓷件。
技术总结本发明提供了一种陶瓷外壳及陶瓷外壳制备方法，该陶瓷外壳包括内侧芯腔面、外侧非芯腔面以及处于内侧芯腔面与外侧非芯腔面之间的四个侧面；陶瓷外壳制备有用于连通内侧芯腔面中的每个孤立金属化区域与目标侧面的第一连通结构，以及用于连通外侧非芯腔面上的引脚与目标侧面的第二连通结构；其中，目标侧面为四个侧面中的至少一个。通过设置第一连通结构和第二连通结构，能够在不占用芯区的前提下，经目标侧面实现引脚与孤立金属化区域的连接，从而对孤立金属化区域进行镀覆，解决了现有技术中高集成度的陶瓷外壳难以实现镀覆的技术问题。问题。问题。
技术研发人员：杨振涛 刘林杰 于斐 毕大鹏 淦作滕 王东生 刘旭 石鹏远 樊荣 杨宁
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：2022.07.05
技术公布日：2022/11/1
